JP7548596B2 - ロータリバルブ - Google Patents

Description

本発明は、弁体を回転させて流体の流路を切り替えるロータリバルブに関する。

特許文献１に記載されたロータリバルブは、図１６に示すように、ハウジング２０３及び弁体２１４を備えている。ロータリバルブ２００におけるハウジング２０３は、流体ＦＬ１，ＦＬ２が流れるハウジング外流路２０１，２０２の途中に配置され、かつ収容部２０４を有している。弁体２１４は、収容部２０４に収容された弁本体部２１５と、弁本体部２１５をハウジング２０３に回転可能に支持する軸部２１７とを有している。

ここで、軸部２１７の軸線ＡＬに沿う方向を軸方向というものとする。また、軸線ＡＬを中心として放射状に延びる方向を径方向というものとする。
ハウジング２０３は、軸方向における両方の端面をそれぞれ外端面２１２として有している。また、ハウジング２０３は、両外端面２１２間で軸線ＡＬを取り囲む外面を外側面２１３として有している。

ハウジング２０３には、複数のハウジング内流入路２０５及び複数のハウジング内流出路２０８が形成されている。
各ハウジング内流入路２０５は、ハウジング外流路２０１を流れる流体ＦＬ１，ＦＬ２を収容部２０４に導くための流路である。各ハウジング内流入路２０５は、内流入口２０７を下流端に有している。ハウジング内流入路２０５毎の内流入口２０７は、ハウジング２０３の内面において収容部２０４に面して開口している。図１６中左側のハウジング内流入路２０５は、ハウジング２０３の外端面２１２から軸方向に延びている。図１６中右側のハウジング内流入路２０５の下流部は、外端面２１２から軸方向に延びている。上流部は、上記下流部の上流端から径方向へ延びている。いずれのハウジング内流入路２０５も上流端に外流入口２０６を有している。各ハウジング内流入路２０５（外流入口２０６）に対しては、ハウジング２０３よりも上流のハウジング外流路２０１が接続される。

各ハウジング内流出路２０８は、収容部２０４に導かれて弁本体部２１５を通過した流体ＦＬ１，ＦＬ２を、ハウジング外流路２０２へ導くための流路である。各ハウジング内流出路２０８は、内流出口２０９を上流端に有している。ハウジング内流出路２０８毎の内流出口２０９は、ハウジング２０３の内面において収容部２０４に面して開口している。各ハウジング内流出路２０８は、ハウジング２０３の外側面２１３から径方向における外方へ延びている。いずれのハウジング内流出路２０８も、下流端に外流出口２１１を有している。ハウジング内流出路２０８（外流出口２１１）に対しては、ハウジング２０３よりも下流のハウジング外流路２０２が接続される。

弁本体部２１５には、内流入口２０７と内流出口２０９とを連通させる可動流路２１６が形成されている。そして、軸部２１７を中心とする弁本体部２１５の回転により、可動流路２１６を介して内流入口２０７に連通される内流出口２０９が切り替えられる。可動流路２１６を介してハウジング内流入路２０５に連通されるハウジング内流出路２０８が切り替えられる。もって、ハウジング外流路２０１に連通されるハウジング外流路２０２が切り替えられる。

特開２０２１－１４３７４３号公報

ところで、ロータリバルブに対しては、搭載性の観点から、径方向の小型化を要求される場合がある。この点、上記特許文献１を含む従来のロータリバルブ２００では、ハウジング２０３におけるハウジング内流出路２０８が、外側面２１３において開口する内流出口２０９から径方向における外方へ延びている。そのため、ロータリバルブ２００が径方向に大きくなる。従って、従来のロータリバルブ２００には、搭載性の点で改善の余地が残されている。

上記課題を解決するためのロータリバルブの各態様を記載する。
［態様１］流体の流れるハウジング外流路の途中に配置され、かつ収容部を有するハウジングと、前記収容部に収容され、かつ可動流路が形成された弁本体部、及び前記弁本体部を前記ハウジングに回転可能に支持する軸部を有する弁体とを備え、前記ハウジングにはハウジング内流入路及び複数のハウジング内流出路が形成され、前記ハウジング内流入路は、前記ハウジングの外面において開口し、かつ前記ハウジングよりも上流の前記ハウジング外流路が接続される外流入口を上流端に有するとともに、前記ハウジングの内面において前記収容部に面して開口する内流入口を下流端に有し、前記ハウジング内流出路は、前記ハウジングの内面において前記収容部に面して開口する内流出口を上流端に有するとともに、前記ハウジングの外面において開口し、かつ前記ハウジングよりも下流の前記ハウジング外流路が接続される外流出口を下流端に有し、前記軸部を中心とする前記弁本体部の回転により、前記可動流路を介して前記内流入口に連通される前記内流出口が切り替えられるロータリバルブであって、前記軸部の軸線に沿う方向を軸方向とし、前記軸線を中心として放射状に延びる方向を径方向とした場合、前記ハウジングは、前記軸方向における両方の端面をそれぞれ外端面として有し、全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口は、前記外端面で開口しているロータリバルブ。

上記の構成によれば、ロータリバルブよりも上流のハウジング外流路を流れる流体は、ハウジングに導かれる。ハウジングでは、流体は、ハウジング内流入路における外流入口及び内流入口を通って収容部に導かれる。弁体が軸部を中心として回転して、弁本体部における可動流路を介して、いずれかの内流出口が上記内流入口に連通されると、同内流入口を通過した流体が可動流路を通って、内流出口に導かれる。この流体は、ハウジング内流出路における内流出口及び外流出口を通ることでハウジングの外に出て、ロータリバルブよりも下流のハウジング外流路に導かれる。可動流路を介して内流入口に連通される内流出口は、弁体の回転により切り替えられる。

ところで、上記ロータリバルブが搭載された状態では、全てのハウジング内流入路における外流入口がハウジングの外端面で開口している。各ハウジング内流入路において、少なくとも外流入口に近い箇所は、軸方向に延びている。ハウジング内流入路毎の外流入口には、ロータリバルブよりも上流のハウジング外流路が接続される。

また、ロータリバルブが搭載された状態では、全てのハウジング内流出路における外流出口がハウジングの外端面で開口している。各ハウジング内流出路において、少なくとも外流出口に近い箇所は、軸方向に延びている。ハウジング内流出路毎の外流出口には、ハウジングよりも下流のハウジング外流路が接続される。

上記構成のロータリバルブには、従来のロータリバルブとは異なり、流体の流れる流路として、外流出口から径方向における外方へ延びる部分がない。その分、ロータリバルブの径方向の寸法が小さくなる。

［態様２］全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口は、一方の前記外端面のみにおいて開口し、全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口のそれぞれに対する前記ハウジング外流路の接続部分は、前記ハウジングの外部に配置された補助機能部に設けられ、前記ハウジングは、前記補助機能部に連結するための連結部を有しており、前記ハウジングが前記連結部により前記補助機能部に連結された状態では、全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口が、対応する前記ハウジング外流路の前記接続部分に接続されている［態様１］に記載のロータリバルブ。

上記の構成によれば、ハウジングを連結部によって補助機能部に連結する作業が行なわれることで、全ての外流入口及び全ての外流出口が、対応するハウジング外流路の接続部分に接続される。各外流入口及び各外流出口が、対応するハウジング外流路に対し別々に接続される場合に比べ、接続作業が簡単になる。また、接続作業の数（工数）が少なくなる。

［態様３］前記ハウジングには、前記軸方向へ延び、かつ前記外端面において開口する軸方向流路部と、前記軸方向流路部から前記径方向における内方へ延び、かつ前記ハウジングの内面において前記収容部に面して開口する径方向流路部とが設けられ、全ての前記ハウジング内流入路及び全ての前記ハウジング内流出路のうちの少なくとも１つは、前記軸方向流路部及び前記径方向流路部の組み合わせにより構成されている［態様１］又は［態様２］に記載のロータリバルブ。

上記の構成によれば、ハウジング内流入路のうち、軸方向流路部及び径方向流路部の組み合わせにより構成されたものでは、外流入口がハウジングの外端面において開口し、内流入口がハウジングの内面において収容部に面して開口する。

そのため、外流入口に接続されたハウジング外流路を流れる流体は、外流入口に対し軸方向から流入する。流体は、ハウジング内流入路では、軸方向流路部に沿って軸方向に流れた後に、径方向流路部に沿って径方向における内方へ流れる。その後、流体は、内流入口から弁本体部の可動流路に流入する。

また、ハウジング内流出路のうち、軸方向流路部及び径方向流路部の組み合わせにより構成されたものでは、内流出口がハウジングの内面において収容部に面して開口し、外流出口がハウジングの外端面において開口する。

そのため、上記可動流路を流れた流体は、内流出口を通ってハウジング内流出路に流入する。流体は、径方向流路部に沿って径方向における外方へ流れた後に、軸方向流路部に沿って軸方向に流れる。その後、流体は、外流出口から、同外流出口に接続されたハウジング外流路に対し軸方向へ流出する。

なお、ハウジング内流入路及びハウジング内流出路のうち、軸方向流路部及び径方向流路部の組み合わせにより構成されたものでは、径方向流路部が径方向へ延びる。しかし、径方向流路部は、ハウジングの内面と軸方向流路部とを連通させるためのものであり、ハウジング外流路が直接接続される箇所ではない。従って、ハウジング内流出路の全体が径方向に延び、かつ同ハウジング内流出路にハウジング外流路が接続される従来のロータリバルブに比べ、径方向流路部は非常に短い。径方向流路部がロータリバルブの径方向の寸法に及ぼす影響は、僅かである。

上記ロータリバルブによれば、径方向の小型化を図ることができる。

（Ａ），（Ｂ）は、一実施形態におけるロータリバルブ及び補助機能部の斜視図である。 上記実施形態における補助機能部の底面図である。 図１（Ａ）の分解斜視図である。 図１（Ｂ）の分解斜視図である。 上記実施形態における弁体の斜視図である。 上記実施形態における補助機能部の断面斜視図である。 上記実施形態におけるロータリバルブの平面図である。 図７における８－８線断面図である。 図８における９－９線断面図である。 図７における１０－１０線断面図である。 図１０における１１－１１線断面図である。 図７の状態から弁体が回転されたロータリバルブの平面図である。 図１２における１３－１３線断面図である。 図１３における１４－１４線断面図である。 図１３における１５－１５線断面図である。 従来のロータリバルブの断面図である。

以下、ロータリバルブの一実施形態について、図１～図１５を参照して説明する。
図３及び図４に示すように、ロータリバルブ１０は、ハウジング２０、カバー７５、弁体８１、アクチュエータ９３、径方向パッキン９４及びシール部材９７を備えている。

ここで、ロータリバルブ１０の各部を説明するために、図５に示すように、弁体８１の軸線ＡＬ１を基準とする。弁体８１は、後述するように、軸線ＡＬ１を有する軸部８６，８７を中心として回転可能である。軸線ＡＬ１に沿う方向を「軸方向」という。軸線ＡＬ１を中心として放射状に延びる方向を「径方向」という。軸線ＡＬ１を中心として回転する方向を「周方向」というものとする。これらの点は、後述する補助機能部１００の軸線ＡＬ２についても同様である。

＜ハウジング２０＞
図２、図８及び図１０に示すように、ハウジング２０は、流体ＦＬの流れるハウジング外流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの途中に配置される。

ここで、流体ＦＬには、液体及び気体のいずれか一方又は両者が含まれる。また、流体ＦＬは、単一であってもよいし、複数であってもよい。複数の流体ＦＬには、成分の異なる複数種類の流体ＦＬが含まれるほか、同一種類の複数の流体ＦＬも含まれる。同一種類の複数の流体ＦＬには、同一の複数の流体ＦＬが含まれるほか、成分は同一であるが、温度又はその他の要素、例えば粘度等の異なる複数の流体ＦＬが含まれる。本実施形態では、一例として１種類の冷却水を流体ＦＬとしている。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ハウジング２０は、軸方向に延びる多角柱状、本実施形態では５角柱状の外形形状を有している。ハウジング２０の軸線ＡＬ１を取り囲む面は、１つの外側面２１（図９参照）と複数（４つ）の外側面２２とによって構成されている。いずれの外側面２１，２２も平面によって構成されている。

図３及び図４に示すように、ハウジング２０は収容部２３を有している。収容部２３は、軸方向に延びる円柱状の空間によって構成されている。ハウジング２０は、軸方向における両方の端部をそれぞれ端壁部２５，３１として有している。ハウジング２０は、端壁部２５，３１間に位置し、かつ収容部２３を取り囲む部分を環状壁部４１として有している。端壁部２５は、収容部２３の一方（図３では上方）の端部の周りに位置しており、同端部を閉塞していない。そのため、収容部２３の同端部は開放されている。端壁部２５の外端面２６は軸線ＡＬ１に対し直交する平面によって構成されている。これに対し、端壁部３１は、軸方向における収容部２３の他方（図４では下方）の端部を閉塞している。

ハウジング２０において、収容部２３の周囲の複数箇所には溝部５１が形成されている。各溝部５１は、ハウジング２０における複数の上記外側面２２に対し、それぞれ径方向における内方となる箇所で、軸方向に延びている。各溝部５１は、収容部２３に面して開放されるとともに、外端面２６において開放されている。

図８及び図１０に示すように、ハウジング２０には、１つ又は複数のハウジング内流入路５２と、複数のハウジング内流出路５７，６１，６４，６７とが形成されている。ハウジング内流入路５２は、上流端に外流入口５３を有し、下流端に内流入口５４を有している。外流入口５３は、ハウジング２０の外面において開口している。外流入口５３に対しては、上記ハウジング外流路１１（図２参照）が接続される。

本実施形態では、端壁部３１の中心部に、貫通孔３３及び軸受孔３４が、軸方向に互いに隣接した状態で形成されている。これらの貫通孔３３及び軸受孔３４によって上記ハウジング内流入路５２が構成されている。貫通孔３３は外端面３２において開口しており、この開口部分が上記外流入口５３を構成している。軸受孔３４は収容部２３に面して開口しており、この開口部分が上記内流入口５４を構成している。

ハウジング内流出路５７は、上流端に内流出口５８を有し、下流端に外流出口５９を有している（図８参照）。ハウジング内流出路６１は、上流端に内流出口６２を有し、下流端に外流出口６３を有している（図１０参照）。ハウジング内流出路６４は、上流端に内流出口６５を有し、下流端に外流出口６６を有している（図１０参照）。ハウジング内流出路６７は、上流端に内流出口６８を有し、下流端に外流出口６９を有している（図８参照）。

内流出口５８，６２，６５，６８は、ハウジング２０の内面、より詳しくは溝部５１の内底面において収容部２３に面して開口している（図３参照）。
外流出口５９，６３，６６，６９は、ハウジング２０の外面において開口している。外流出口５９に対しては、上記ハウジング外流路１２Ａが接続される。外流出口６３に対しては、上記ハウジング外流路１２Ｂが接続される。外流出口６６に対しては、上記ハウジング外流路１２Ｃが接続される。外流出口６９に対しては、上記ハウジング外流路１２Ｄが接続される。

一方で、図９及び図１１に示すように、ハウジング２０には、複数（５つ）の軸方向流路部７１が周方向に等角度毎に形成されている。各軸方向流路部７１は、外側面２１，２２に対し平行な状態で軸方向へ延びている。上記軸線ＡＬ１に対し直交する面における各軸方向流路部７１の断面形状は、扁平な台形状をなしている。各軸方向流路部７１は、周方向における両隣の軸方向流路部７１から一定距離ずつ離れている。

図８及び図１０に示すように、全ての軸方向流路部７１の一方の端部は、上記外端面３２において開口している。
ハウジング２０には、複数の上記軸方向流路部７１と同数又はそれよりも少ない複数の径方向流路部７２が形成されている。本実施形態では、軸方向流路部７１よりも１つ少ない数の径方向流路部７２が形成されている。各径方向流路部７２は、軸方向流路部７１から径方向における内方へ延びている。各径方向流路部７２は、環状壁部４１の内面、より正確には、上記溝部５１の内底面において収容部２３に面して開口している。

ここで、各軸方向流路部７１が、上記外端面３２において開口している部分は、外流入口にもなり得るし、外流出口にもなり得る。また、各径方向流路部７２が、収容部２３に面して開口している部分は、内流入口にもなり得るし、内流出口にもなり得る。

そこで、本実施形態では、環状壁部４１の内面において収容部２３に面して開口する部分を内流出口５８，６２，６５，６８としている。また、軸方向流路部７１が、外端面３２において開口する部分を外流出口５９，６３，６６，６９としている。

内流出口５８を有する径方向流路部７２と、外流出口５９を有する軸方向流路部７１とによってハウジング内流出路５７が構成されている（図８参照）。内流出口６２を有する径方向流路部７２と、外流出口６３を有する軸方向流路部７１とによってハウジング内流出路６１が構成されている（図１０参照）。内流出口６５を有する径方向流路部７２と、外流出口６６を有する軸方向流路部７１とによってハウジング内流出路６４が構成されている（図１０参照）。内流出口６８を有する径方向流路部７２と、外流出口６９を有する軸方向流路部７１とによってハウジング内流出路６７が構成されている（図８参照）。

このように、本実施形態では、軸方向流路部７１及び径方向流路部７２の組み合わせによって、ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７が構成されている。
図４に示すように、上記外端面３２には、シール部材９７を装着するための装着溝３５が形成されている。装着溝３５の一部は、外流入口５３を取り囲む箇所に形成されている。装着溝３５の一部は、外流出口５９，６３，６６，６９を取り囲む箇所に形成されている。

＜カバー７５＞
図３及び図４に示すように、カバー７５は、収容部２３の開放部分を閉塞した状態で、端壁部２５に装着されている。ここでは、カバー７５として円板状をなすものが用いられているが、他の形状をなすものが用いられてもよい。カバー７５の中心部には、軸方向に貫通する軸受孔７６が形成されている。カバー７５のハウジング２０側の面には、円環状のシール部７７が形成されている。シール部７７は、収容部２３の開放部分を取り囲んだ状態で外端面２６に接触している。シール部７７は、収容部２３内の流体ＦＬが、端壁部２５とカバー７５との間の隙間を通って、ロータリバルブ１０の外部へ漏れ出るのを規制する。なお、図８、図１０及び図１３では、シール部７７の図示が省略されている。

＜弁体８１＞
図３及び図４に示すように、弁体８１は、弁本体部８２及び一対の軸部８６，８７を備えている。弁本体部８２は、軸方向に延びる円柱状をなしており、収容部２３に収容されている。弁本体部８２は、収容部２３に収容された状態で、環状壁部４１の内面に対向する外周面８５を有している。外周面８５は、軸線ＡＬ１を中心とする円筒面によって構成されている。

図８及び図１０に示すように、弁体８１は、軸受孔７６に挿通された軸部８６においてカバー７５に回転可能に支持されている。弁体８１は、軸受孔３４に挿通された軸部８７において端壁部３１に回転可能に支持されている。

図５、図８及び図１０に示すように、弁本体部８２は、流体ＦＬが流れる可動流路８８を有している。可動流路８８は、１本の共通流路部８９と、２本の分岐流路部９１，９２とからなる。共通流路部８９は軸線ＡＬ１上に形成され、軸部８７を貫通している。共通流路部８９の上流端は、軸部８７の端面において開口されている（図４参照）。共通流路部８９は、弁体８１の回転位相に拘わらず常に内流入口５４に連通している。

分岐流路部９１は、共通流路部８９の下流端を起点として、径方向における外方へ延びている。分岐流路部９１の下流端は、弁本体部８２の外周面８５において開口されている。分岐流路部９２は、共通流路部８９の軸方向における中間部を起点として、径方向における外方へ延びている。分岐流路部９２の下流端は、上記外周面８５であって、上記分岐流路部９１の下流端に対し、軸方向にも周方向にも異なる箇所において開口されている。

可動流路８８は、弁体８１の回転に伴い、分岐流路部９１，９２が軸線ＡＬ１の周りを移動（旋回）することで、可動流路８８を介した内流入口５４と内流出口５８，６２，６５，６８との連通状態を変更する。

＜アクチュエータ９３＞
図３及び図４に示すように、アクチュエータ９３は、軸部８６，８７を中心として弁体８１を回転させて、回転位相を変更するためのものである。アクチュエータ９３は、例えば、電動モータによって構成されている。アクチュエータ９３の図示しない出力軸は、軸部８６に対し一体回転可能に連結されている。

＜径方向パッキン９４＞
径方向パッキン９４は、溝部５１と同数用いられている。径方向パッキン９４は、ゴム等の弾性材料によって、互いに同一の形状に形成されている。径方向パッキン９４の外形形状は矩形をなしている。上記径方向における径方向パッキン９４の内側面は、弁本体部８２の外周面８５に沿って凹状に湾曲している。また、各径方向パッキン９４は、上記径方向に貫通する円形の孔９５を有している。

また、各径方向パッキン９４は、環状のシール部９６を備えている。シール部９６は、孔９５の周縁部から、上記径方向における内方へ突出している。シール部９６は、上記外周面８５に沿って凹状に湾曲しており、同外周面８５に密着可能である。

図８及び図１０に示すように、径方向パッキン９４は、内流出口５８，６２，６５，６８の周囲であって、溝部５１の内底面と上記外周面８５との間に配置されている。
各径方向パッキン９４のシール部９６は、孔９５の径方向における内側の領域と外側の領域との間をシールし、両領域間で流体ＦＬが行き来するのを規制する。

なお、上記径方向における径方向パッキン９４の内側面が、同径方向パッキン９４よりも摩擦係数の低い材料、例えばフッ素樹脂等によってコーティングされてもよい。また、コーティングに代え、フッ素樹脂製の低摩擦シートが上記内側面に貼り付けられてもよい。このようにすると、径方向パッキン９４と弁本体部８２との間の摩擦が小さくなり、弁体８１を回転させるために必要な荷重を小さくすることができる。

＜シール部材９７＞
図３及び図４に示すように、シール部材９７は、ゴム等の弾性材料によって、上記装着溝３５に対応した形状に形成されている。そして、シール部材９７は装着溝３５に嵌合された状態で装着されている。シール部材９７の一部は、外端面３２から突出している。

ロータリバルブ１０は上記のように構成されている。このロータリバルブ１０は、本実施形態では、ハウジング２０の外部に配置された補助機能部１００に連結された状態で使用される。

＜補助機能部１００＞
図２及び図４に示すように、補助機能部１００には、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９のそれぞれに対する複数のハウジング外流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの接続部分が設けられている。

補助機能部１００は、互いに共通の軸線ＡＬ２（図６参照）を有する大機能部１０１及び小機能部１０４を備えている。大機能部１０１及び小機能部１０４は、軸線ＡＬ２に沿う方向である軸方向に互いに隣接した状態で配置されている。大機能部１０１及び小機能部１０４は、いずれも軸方向へ延びる多角柱状（５角柱状）の外形形状を有している。大機能部１０１は、ハウジング２０と同程度の大きさに形成されている（図１（Ａ），（Ｂ）参照）。小機能部１０４は、多角柱状の外形形状を維持しつつ大機能部１０１よりも小型に形成されている。

図２～図４に示すように、大機能部１０１の軸線ＡＬ２を取り囲む外面は、複数の外側面１０２によって構成されている。いずれの外側面１０２も平面によって構成されている。大機能部１０１は、軸方向におけるロータリバルブ１０側の面を端面１０３として有している（図３参照）。

図３及び図６に示すように、補助機能部１００は、複数の凹部１０５と、１本の内部流路１０６と、複数本の内部流路１０７とを有している。各凹部１０５は、ロータリバルブ１０が補助機能部１００に連結された状態で、外端面３２における軸方向流路部７１の開口部分と合致する箇所に形成されている。すなわち、各凹部１０５は、上記外側面１０２に対し、径方向における内方となる箇所に形成されている。各凹部１０５は、上記外側面１０２に対し平行な状態で周方向に直線状に延びている。各凹部１０５は、端面１０３において、軸方向流路部７１の開口部分と同一形状（扁平な台形状）に開口されている。

図２及び図４に示すように、小機能部１０４には、軸方向のうち大機能部１０１から遠ざかる側へそれぞれ突出する複数の被接続部１０８，１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄが形成されている。被接続部１０８は、小機能部１０４の径方向における中心部に位置している。被接続部１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄは、上記被接続部１０８の周りに位置している。

図２及び図６に示すように、内部流路１０６は、被接続部１０８、小機能部１０４及び大機能部１０１のそれぞれの内部であって、各軸線ＡＬ２上に形成されている。内部流路１０６の一方（図６の下方）の端部は、被接続部１０８の先端面において開口している。内部流路１０６の他方（図６の上方）の端部は、端面１０３の中心部において開口している。

内部流路１０６は、ハウジング外流路１１によって送られてきた流体ＦＬを、上記外流入口５３（図８参照）に導く流路とされている。表現を変えると、上記内部流路１０６は、外流入口５３に対するハウジング外流路１１の接続部分を構成している。

複数の内部流路１０７におけるそれぞれの一方（図６の下方）の端部は、被接続部１０９Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃ，１０９Ｄの先端面において開口している。上記複数の内部流路１０７におけるそれぞれの他方（図６の上方）の端部は、対応する凹部１０５の内底面において開口している。本実施形態では、上記内部流路１０７及び凹部１０５の組み合わせは、ロータリバルブ１０の外流出口５９，６３，６６，６９（図８、図１０参照）から流出された流体ＦＬを、ハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄへ導く流路とされている。表現を変えると、上記内部流路１０７及び凹部１０５は、次の接続部分を構成している。

・外流出口５９に対するハウジング外流路１２Ａの接続部分。
・外流出口６３に対するハウジング外流路１２Ｂの接続部分。
・外流出口６６に対するハウジング外流路１２Ｃの接続部分。

・外流出口６９に対するハウジング外流路１２Ｄの接続部分。
上述したように、ロータリバルブ１０は、補助機能部１００に連結された状態で搭載される。この連結のために、端壁部３１の外端面３２の多くの部分は、上記軸線ＡＬ１に対し直交する平面によって構成されている（図４参照）。大機能部１０１の端面１０３の多くの部分は、軸線ＡＬ２に直交する平面によって構成されている（図６参照）。

さらに、図３及び図６に示すように、ハウジング２０の外側面２１，２２における補助機能部１００側の端部（端壁部３１）であって、周方向における複数箇所には、径方向における外方へそれぞれ突出する連結部４２が形成されている。各連結部４２は、軸方向に貫通する挿通孔４３を有している。

また、大機能部１０１の外側面１０２におけるロータリバルブ１０側の端部であって、周方向における複数箇所には、径方向における外方へそれぞれ突出する被連結部１１１が形成されている。各被連結部１１１は、軸方向に貫通する挿通孔１１２を有している。

そして、軸線ＡＬ１を軸線ＡＬ２に合致させた状態で、ロータリバルブ１０が補助機能部１００に重ね合わされ、各連結部４２が、対応する被連結部１１１に重ね合わされている。この状態で、両挿通孔４３，１１２に対し、図示しないボルトが挿通され、そのボルトに図示しないナットが締め付けられることにより、ロータリバルブ１０が補助機能部１００に連結されている。なお、上記ボルト及びナットを用いた締結は一例にすぎず、他の手法、例えば、溶着等によって、上記連結が行なわれてもよい。

図６、図８及び図１０に示すように、この連結状態では、ロータリバルブ１０の外流入口５３が、補助機能部１００の端面１０３における内部流路１０６の開口部分に対向している。ハウジング内流入路５２と内部流路１０６とが、上記外流入口５３及び上記開口部分を介して相互に連通している。ロータリバルブ１０の複数の外流出口５９，６３，６６，６９が、複数の凹部１０５に対向している。ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７と内部流路１０７とが、上記外流出口５９，６３，６６，６９及び凹部１０５を介して相互に連通している。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。
＜ロータリバルブ１０内での流体ＦＬの流れについて＞
図７～図１１は、可動流路８８における分岐流路部９１の下流端が内流出口６２に対向し、かつ分岐流路部９２の下流端が内流出口５８に対向した状態を示している。ハウジング内流出路５７，６１は、可動流路８８を介してハウジング内流入路５２に連通した状態となる。なお、内流出口６５，６８に対しては、いずれの分岐流路部９１，９２の下流端も対向しない。ハウジング内流出路６４，６７は、ハウジング内流入路５２に対し連通しない。

ロータリバルブ１０よりも上流のハウジング外流路１１を経由して補助機能部１００に送られてきた流体ＦＬは、図２及び図６に示すように、中心部の被接続部１０８から補助機能部１００の内部流路１０６に流入する。流体ＦＬは、内部流路１０６を流れることでロータリバルブ１０の外流入口５３に導かれる。図８及び図１０に示すように、流体ＦＬは、外流入口５３に対し軸方向から流入する。流体ＦＬは、ハウジング内流入路５２を流れ、内流入口５４から、可動流路８８における共通流路部８９に流入する。流体ＦＬは、共通流路部８９を流れる際に、分岐流路部９２に流入するものと、分岐流路部９１に流入するものとに分かれる。

前者の分岐流路部９２を流れた流体ＦＬは、図８に示すように、内流出口５８を通ってハウジング内流出路５７に流入する。流体ＦＬは、径方向流路部７２では径方向に流れ、軸方向流路部７１では軸方向に流れる。流体ＦＬは、径方向流路部７２から軸方向流路部７１へ移る際に流れ方向を変え、外流出口５９から軸方向へ流出する。流出した流体ＦＬは、図６に示すように、補助機能部１００の凹部１０５及び内部流路１０７を流れた後に被接続部１０９Ａから流出し、図２のハウジング外流路１２Ａを通って、流体ＦＬの供給先に送られる。

後者の分岐流路部９１を流れた流体ＦＬは、図１０に示すように、内流出口６２を通ってハウジング内流出路６１に流入する。流体ＦＬは、径方向流路部７２では径方向に流れ、軸方向流路部７１では軸方向に流れる。流体ＦＬは、径方向流路部７２から軸方向流路部７１へ移る際に流れ方向を変え、外流出口６３から軸方向へ流出する。流出した流体ＦＬは、図６に示すように、補助機能部１００の凹部１０５及び内部流路１０７を流れた後に被接続部１０９Ｂから流出し、図２のハウジング外流路１２Ｂを通って流体ＦＬの供給先に送られる。

このように、ロータリバルブ１０は、流体ＦＬを外流入口５３から流入させて外流出口５９，６３から流出させるモードになる。
＜ロータリバルブ１０による流路の切り替えについて＞
上記のような状況のもと、アクチュエータ９３によって弁本体部８２が軸部８６，８７を中心として回転されると、その回転に伴って可動流路８８が移動する。共通流路部８９が軸線ＡＬ１を中心として回転するとともに、２つの分岐流路部９１，９２が軸線ＡＬ１の周りを旋回する。外流入口５３の位置は変わらないが、各分岐流路部９１，９２の下流端の周方向における位置が変化する。図１２は、図７の状態から、分岐流路部９２の下流端が内流出口６５に対向し、かつ分岐流路部９１の下流端が内流出口６８に対向する回転位相まで回転したときの状態を示している。ハウジング内流出路６４，６７は、可動流路８８を介してハウジング内流入路５２に連通した状態となる。なお、図１４及び図１５に示すように、内流出口５８，６２に対しては、いずれの分岐流路部９１，９２の下流端も対向しない。ハウジング内流出路５７，６１は、ハウジング内流入路５２に対し連通しない。

図１３～図１５に示すように、内流入口５４から可動流路８８に流入した流体ＦＬは、共通流路部８９を流れる際に、分岐流路部９２に流入するものと、分岐流路部９１に流入するものとに分かれる。

図１３及び図１５に示すように、前者の分岐流路部９２を流れた流体ＦＬは、内流出口６５を通ってハウジング内流出路６４に流入する。流体ＦＬは、径方向流路部７２では径方向に流れ、軸方向流路部７１では軸方向に流れる。流体ＦＬは、径方向流路部７２から軸方向流路部７１へ移る際に流れ方向を変え、外流出口６６から軸方向へ流出する。流出した流体ＦＬは、図２及び図６に示すように、補助機能部１００の凹部１０５及び内部流路１０７を流れた後に被接続部１０９Ｃから流出し、図２のハウジング外流路１２Ｃを通って、流体ＦＬの供給先に送られる。

図１４に示すように、後者の分岐流路部９１を流れた流体ＦＬは、内流出口６８を通ってハウジング内流出路６７に流入する。流体ＦＬは、径方向流路部７２では径方向に流れ、軸方向流路部７１では軸方向に流れる。流体ＦＬは、径方向流路部７２から軸方向流路部７１へ移る際に流れ方向を変え、外流出口６９（図８参照）から軸方向へ流出する。流出した流体ＦＬは、図２及び図６に示すように、補助機能部１００の凹部１０５及び内部流路１０７を流れた後に被接続部１０９Ｄから流出し、図２のハウジング外流路１２Ｄを通って流体ＦＬの供給先に送られる。

ロータリバルブ１０は、流体ＦＬを外流入口５３から流入させて外流出口６６，６９から流出させるモードに切り替わる。
このように、本実施形態によると、１つのロータリバルブ１０でありながら、弁体８１を回転させて回転位相を変えることで、流体ＦＬについて、流れに関するモードを切り替えることができる。

＜ロータリバルブ１０の径方向の寸法について＞
ロータリバルブ１０が搭載された状態では、ハウジング内流入路５２における外流入口５３がハウジング２０の外端面３２で開口している。ハウジング内流入路５２において、少なくとも外流入口５３に近い箇所（本実施形態ではハウジング内流入路５２の全体）が、軸方向に延びている。外流入口５３には、ロータリバルブ１０よりも上流のハウジング外流路１１が接続される。

また、ロータリバルブ１０が搭載された状態では、全てのハウジング内流出路５７，６１，６４，６７における外流出口５９，６３，６６，６９が上記外端面３２で開口している。各ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７において、少なくとも外流出口５９，６３，６６，６９に近い箇所は、軸方向に延びている。ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７毎の外流出口５９，６３，６６，６９には、ハウジング２０よりも下流のハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが接続される。

ロータリバルブ１０では、従来のロータリバルブ２００とは異なり、外流出口５９，６３，６６，６９が、ハウジング２０の外側面２１，２２において開口していない。ロータリバルブ１０には、流体ＦＬの流れる流路として、外側面２１，２２から径方向における外方へ延びる部分がない。その分、ロータリバルブ１０の径方向の寸法が小さくなる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態では、図８及び図１０に示すように、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９を、ハウジング２０の軸方向における外端面３２で開口させている。そのため、ハウジング外流路１１により送られてきた流体ＦＬをハウジング２０に対し外流入口５３から軸方向に流入させることができる。また、弁体８１により流路を切り替えられた流体ＦＬを、外流出口５９，６３，６６，６９を通じてハウジング２０から軸方向に流出させて、ハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄへ導くことができる。

また、流体ＦＬの流れる流路として、外側面２１，２２（外流出口５９，６３，６６，６９）から径方向における外方へ延びる部分を無くし、ロータリバルブ１０を径方向に小型にすることができる。径方向に十分広くないスペースでも、ロータリバルブ１０を搭載することが可能となり、ロータリバルブ１０の搭載性の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７が、軸方向へ延びる軸方向流路部７１だけでなく、径方向へ延びる径方向流路部７２も含んでいる。しかし、径方向流路部７２は、ハウジング２０（環状壁部４１）の内面と軸方向流路部７１とを連通させるためのものであり、ハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが直接接続される箇所ではない。従って、従来のロータリバルブ２００において、全体が径方向に延び、かつハウジング外流路２０２が接続されるハウジング内流出路２０８に比べ、径方向流路部７２は非常に短い。径方向流路部７２がロータリバルブ１０の径方向の寸法に及ぼす影響は、僅かである。

（２）特に、本実施形態では、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９を、一方の外端面３２のみにおいて開口させている。外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９を、軸方向におけるハウジング２０の片側に集約している。そのため、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９のうちの一部が、一方の外端面３２において開口され、残部が他方の外端面２６において開口される場合に比べ、ロータリバルブ１０を軸方向に小型にすることができる。ロータリバルブ１０の搭載性のさらなる向上を図ることができる。

（３）外流入口５３にハウジング外流路１１を接続する作業と、外流出口５９，６３，６６，６９に対し、対応するハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを接続する作業とは、軸方向におけるハウジング２０の片側で行なわれる。そのため、両側で行なわれる場合に比べ、接続作業がしやすくなる。

（４）本実施形態では、ロータリバルブ１０とは別に補助機能部１００を設けている。外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９のそれぞれに対するハウジング外流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの接続部分を、補助機能部１００に設けている。そして、連結部４２を被連結部１１１に連結することで、ロータリバルブ１０を補助機能部１００に連結している。

そのため、連結部４２を被連結部１１１に連結するといった簡単な作業を行なうことで、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９に対し、対応するハウジング外流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを接続することができる。外流入口５３及び各外流出口５９，６３，６６，６９を、対応するハウジング外流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄに対し、別々に接続する場合に比べ、接続作業が簡単になる。接続のための作業の数（工数）も少なくなる。

（５）本実施形態では、ハウジング内流出路５７，６１，６４，６７を、軸方向流路部７１及び径方向流路部７２の組み合わせにより構成している。そのため、可動流路８８によって内流出口５８，６２，６５，６８に導かれた流体ＦＬを、軸方向流路部７１及び径方向流路部７２の順に流れされることで、流体ＦＬの流れ方向を径方向から軸方向に変えることができる。そして、流体ＦＬを、ハウジング２０の外端面３２で開口する外流出口５９，６３，６６，６９から軸方向へ流出させることができる。

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変更例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

＜ハウジング２０に関する事項＞
・ハウジング２０の外形形状が、上記実施形態とは異なる数の多角柱状に変更されてもよいし、多角柱状とは異なる形状に変更されてもよい。

・ハウジング内流入路５２が複数設けられてもよい。この場合、ハウジング内流入路５２の少なくとも１つが、軸方向流路部７１及び径方向流路部７２によって構成されてもよい。このようにすると、ハウジング内流入路５２のうち、軸方向流路部７１及び径方向流路部７２により構成されたものでは、外流入口５３が外端面３２において開口し、内流入口５４が環状壁部４１の内面において収容部２３に面して開口する。

そのため、ハウジング外流路１１を流れる流体ＦＬは、外端面３２において開口する外流入口５３から、同外流入口５３を通ってハウジング内流入路５２に対し軸方向から流入する。流体ＦＬは、ハウジング内流入路５２では、軸方向流路部７１に沿って軸方向に流れた後に、径方向流路部７２に沿って径方向に流れる。その後、流体ＦＬは、環状壁部４１の内面において収容部２３に面して開口する内流入口５４から可動流路８８に対し径方向に流入する。

この場合にも、径方向流路部７２が径方向へ延びる。しかし、径方向流路部７２は、ハウジング２０（環状壁部４１）の内面と軸方向流路部７１とを連通させるためのものであり、ハウジング外流路１１が直接接続される箇所ではない。従って、従来のロータリバルブ２００において、全体が径方向に延び、かつハウジング外流路２０２が接続されるハウジング内流出路２０８に比べ、径方向流路部７２は非常に短い。径方向流路部７２がロータリバルブ１０の径方向の寸法に及ぼす影響は、僅かである。

・全ての外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９のうちの一部が、一方の外端面２６で開口され、残部が他方の外端面３２で開口されてもよい。この変更例によると、外流入口５３及び全ての外流出口５９，６３，６６，６９が外端面３２で開口される上記実施形態ほどではないにせよ、ロータリバルブ１０を径方向に小型にし、搭載性を向上させる効果が得られる。

＜弁体８１に関する事項＞
・弁本体部８２は、円柱状に代えて球状に形成されてもよい。
・弁体８１における軸部８６，８７の一方が省略されてもよい。

・弁本体部８２は、可動流路８８を複数有していてもよい。
・図５を含む各図に示すように、可動流路として、上流端及び下流端がともに弁本体部８２の外周面８５において、互いに周方向に異なる箇所で開口する可動流路１２０が設けられてもよい。この場合、可動流路１２０は、同図５に示すように、屈曲してもよいし、屈曲せずに一直線状に延びてもよい。また、可動流路１２０の上流端及び下流端は、同図５に示すように、軸方向に互いに異なる箇所で開口してもよいし、図示はしないが、軸方向に互いに同一の箇所であり、かつ周方向に互いに異なる箇所で開口してもよい。これらの変更例の可動流路１２０は、弁体８１の回転に伴い、軸線ＡＬ１の周りを移動（旋回）することで、同可動流路１２０を介した内流入口及び内流出口の連通状態を変更する。

＜補助機能部１００に関する事項＞
・補助機能部１００の外形形状が、上記実施形態とは異なる数の多角柱状に変更されてもよいし、多角柱状とは異なる外形形状に変更されてもよい。

・内部流路１０６，１０７の形状が、上記実施形態とは異なる形状に変更されてもよい。
＜その他＞
・補助機能部１００が用いられずに、外流入口５３に対しハウジング外流路１１が接続されてもよい。また、補助機能部１００が用いられずに、各外流出口５９，６３，６６，６９に対してハウジング外流路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのうち対応するものが接続されてもよい。

・上記実施形態では、可動流路８８は、弁体８１の回転に伴い移動することで、内流入口５４及び内流出口５８，６２，６５，６８の連通状態を変更する。
この連通状態の変更には、弁体８１の回転量を調整することで、可動流路８８の下流端と内流出口５８，６２，６５，６８との間における流路面積を連続的に変化させることが含まれる。この場合、外流出口５９，６３，６６，６９から流出される流体ＦＬの量を調整することが可能である。

また、次の条件を満たす場合には、弁体８１の回転量を調整することで、可動流路８８の上流端と内流入口５４との間における流路面積を連続的に変化させることも、上記連通状態の変更に含まれる。

上記条件とは、可動流路８８の上流端が、弁本体部８２の外周面８５に開口していて、内流入口５４が環状壁部４１の内面において収容部２３に面して開口していることである。この場合にも、上記と同様、外流出口５９，６３，６６，６９から流出される流体ＦＬの量を調整することが可能である。

１０…ロータリバルブ
１１，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ…ハウジング外流路
２０…ハウジング
２３…収容部
２６，３２…外端面
４２…連結部
５２…ハウジング内流入路
５３…外流入口
５４…内流入口
５７，６１，６４，６７…ハウジング内流出路
５８，６２，６５，６８…内流出口
５９，６３，６６，６９…外流出口
７１…軸方向流路部
７２…径方向流路部
８１…弁体
８２…弁本体部
８６，８７…軸部
８８，１２０…可動流路
１００…補助機能部
ＡＬ１，ＡＬ２…軸線
ＦＬ…流体

Claims (3)

1. 流体の流れるハウジング外流路の途中に配置され、かつ収容部を有するハウジングと、前記収容部に収容され、かつ可動流路が形成された弁本体部、及び前記弁本体部を前記ハウジングに回転可能に支持する軸部を有する弁体とを備え、
   前記ハウジングにはハウジング内流入路及び複数のハウジング内流出路が形成され、
   前記ハウジング内流入路は、前記ハウジングの外面において開口し、かつ前記ハウジングよりも上流の前記ハウジング外流路が接続される外流入口を上流端に有するとともに、前記ハウジングの内面において前記収容部に面して開口する内流入口を下流端に有し、
   前記ハウジング内流出路は、前記ハウジングの前記内面において前記収容部に面して開口する内流出口を上流端に有するとともに、前記ハウジングの前記外面において開口し、かつ前記ハウジングよりも下流の前記ハウジング外流路が接続される外流出口を下流端に有し、
   前記軸部を中心とする前記弁本体部の回転により、前記可動流路を介して前記内流入口に連通される前記内流出口が切り替えられるロータリバルブであって、
   前記軸部の軸線に沿う方向を軸方向とし、前記軸線を中心として放射状に延びる方向を径方向とした場合、前記ハウジングは、前記軸方向における両方の端面をそれぞれ外端面として有し、全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口は、前記外端面で開口し、
   前記可動流路は、前記軸線上に形成され、かつ前記軸方向における前記弁本体部の一方の端面において開口する共通流路部と、前記共通流路部を起点として前記径方向における外方へ延びて、前記弁本体部の外周面において開口する分岐流路部とを備えるものを含み、
   前記共通流路部及び前記分岐流路部を備える前記可動流路は、複数設けられ、かつ前記共通流路部を互いに共通の流路部とし、
   全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口は、一方の前記外端面のみにおいて開口し、
   全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口のそれぞれに対する前記ハウジング外流路の接続部分は、前記ハウジングの外部に配置された補助機能部に設けられ、
   前記ハウジングは、前記補助機能部に連結するための連結部を有しており、
   前記ハウジングが前記連結部により前記補助機能部に連結された状態では、全ての前記外流入口及び全ての前記外流出口が、対応する前記ハウジング外流路の前記接続部分に接続されているロータリバルブ。
2. 前記ハウジングには、前記軸方向へ延び、かつ前記外端面において開口する軸方向流路部と、前記軸方向流路部から前記径方向における内方へ延び、かつ前記ハウジングの前記内面において前記収容部に面して開口する径方向流路部とが設けられ、
   全ての前記ハウジング内流入路及び全ての前記ハウジング内流出路のうちの少なくとも１つは、前記軸方向流路部及び前記径方向流路部の組み合わせにより構成されている請求項１に記載のロータリバルブ。
3. 前記弁本体部と前記ハウジングの前記内面との間には、前記内流出口を取り囲んだ状態でパッキンが配置されている請求項１又は請求項２に記載のロータリバルブ。

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