JP7617673B2 - Three-way valve - Google Patents
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Description
本願に開示の技術は、流体の流路を切換える三方弁に関する。The technology disclosed in this application relates to a three-way valve that switches the flow path of a fluid.
従来、流体の流路を切換える三方弁が特許文献1などに開示されている。Conventionally, a three-way valve for switching the flow path of a fluid has been disclosed in
特許文献1には、3つのポートが設けられたケーシングにモータが装着され、ケーシングの内部に組み込まれたボールの回転位置をモータが制御することによって、流路の切換えが行われるボールバルブを採用した三方弁が開示されている。(特許文献1の図8参照)
特許文献1に開示された三方弁は、ケーシング内部に各ポートの流路に連通する各開口と、流路の切換えのための弁孔が形成されたボールが収容されるボール収容室が形成され、ボールの外周面に接触するようにして各開口同士の間を非連通とするシートリングが各開口の開口縁部に組込まれている。The three-way valve disclosed in
特許文献1に開示されたボールバルブを採用した三方弁では、各ポートの流路に連通する開口毎にシートリングやOリングが組込まれるため、構成する部品数が多くなりやすく、部品コストを抑制することが難しいという問題がある。また、各開口にシートリングやOリングなどを組立てるため、少なくとも3つの方向から組付けることが必要となり、組付け工数も抑制することが難しいという問題もある。さらに、流路を切換える際にはボールを90°回転させる必要がある。そのため、ボールの摺動角度が大きくなり、ボールと接触するシートリングが消耗しやすいという問題がある。
In a three-way valve using the ball valve disclosed in
本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、部品コストの低減、組付けの容易化およびバルブの摺動角度の抑制が可能な三方弁を提供することを目的とする。The technology disclosed in this application has been proposed in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a three-way valve that can reduce component costs, facilitate assembly, and suppress the valve sliding angle.
前記目的を達成するため請求項1に係る三方弁は、第1のポートと、第1のポートの軸線と直交し、かつ、同軸上に対向して設けられた2つのポート(第2および第3のポート)を有する三方弁であって、各ポートの流路と、流路に個別に連通する各開口が形成された弁室とが形成されたボディと、自軸周りに回動可能となるようボディに支持され、流路の径方向に延在するシャフトと、シャフトに組み付けられた状態で弁室に配置され、シャフトと共に回動する弁体と、第2のポートの流路に連通する開口に設けられた弁体が着座する第1の弁座と、第3のポートの流路に連通する開口に設けられた弁体が着座する第2の弁座と、通電によりシャフトを回転駆動させる駆動部とを備えてなり、弁体は、シャフトの回動軸を通る中心線に対して対称な方向に延出する第1の弁座に着座するシール部材を有する第1のシール部と第2の弁座に着座するシール部材を有する第2のシール部とを備え、ボディの弁室には、取付用開口部が設けられるとともに、取付用開口部を封鎖する弁体押えを備え、シャフトと弁体とが弁体押えに組付けられた状態で取付用開口部から挿入可能であり、第1の弁座および第2の弁座は、ボディの内周面に形成される下部弁座と弁体押えに形成される上部弁座とから形成されるようになっており、ボディの取付用開口部に弁体押えを組み付けることにより下部弁座と上部弁座とが当接して弁座として機能するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a three-way valve according to
請求項2に係る三方弁は、請求項1に記載の三方弁において、第1のポートの流路に連通する開口と第2のポートの流路に連通する開口とが接続する内周面は回動する弁体の外周端が移動する円弧に沿って斜面形状に形成されるとともに、第1のポートの流路に連通する開口と第3のポートの流路に連通する開口とが接続する内周面も回動する弁体の外周端が移動する円弧に沿って斜面形状に形成され、第1の弁座は、第1のポートの流路に連通する開口と第2のポートの流路に連通する開口とが接続する斜面形状の内周面に形成され、第2の弁座は、第1のポートの流路に連通する開口と第3のポートの流路に連通する開口とが接続する斜面形状の内周面に形成されることを特徴とする。
A three-way valve according to a second aspect of the present invention is the three-way valve according to the first aspect, characterized in that an inner circumferential surface connecting an opening communicating with a flow path of the first port and an opening communicating with a flow path of the second port is formed in a sloped shape along an arc along which an outer circumferential end of the rotating valve element moves, and an inner circumferential surface connecting an opening communicating with a flow path of the first port and an opening communicating with a flow path of the third port is also formed in a sloped shape along an arc along which an outer circumferential end of the rotating valve element moves, the first valve seat is formed on the sloped inner circumferential surface connecting an opening communicating with a flow path of the first port and an opening communicating with a flow path of the second port, and the second valve seat is formed on the sloped inner circumferential surface connecting an opening communicating with a flow path of the first port and an opening communicating with a flow path of the third port.
請求項3に係る三方弁は、請求項1または請求項2に記載の三方弁において、弁体の第1のシール部および第2のシール部のシール部材はOリングであり、第1のシール部および第2のシール部のそれぞれの外周部には、Oリングと嵌合しOリングが脱着可能な凹溝が設けられることを特徴とする。
The three-way valve of
請求項1に係る三方弁では、弁体押えにシール部材を有する第1のシール部と第2の弁座に着座するシール部材を有する第2のシール部とを備えた弁体とシャフトが組付けられた状態でボディの取付用開口部からボディに形成された弁室に組込みできることから、1つの方向から三方弁の組付けができる。そのため、組み付けが容易になり、組付け工数を抑制することができる。また、シール部材は弁体に有しているため、特許文献1のように弁室の開口毎にシートリングやOリングなどを組み込むことがない。これにより、部品点数も削減することができ、部品コストを低減することができる。また、第1の弁座および第2の弁座をボディの内周面に形成される下部弁座と弁体押えに形成される上部弁座とに分割することにより、下部弁座がボディと一体成型できるとともに、上部弁座も弁体押えと一体成型できるため、弁座を加工して形成する必要がない。そのため、製造コストを低減することができる。
In the three-way valve according to
請求項2に係る三方弁では、弁体が着座する第1の弁座および第2の弁座が、第1のポートの流路に連通する開口と第2のポートの流路に連通する開口とが接続する斜面形状に形成された内周面、および、第1のポートの流路に連通する開口と第3のポートの流路に連通する開口とが接続する斜面形状に形成された内周面に形成することにより、弁体が第1の弁座または第2の弁座に着座するため回動移動する摺動角度を抑制することができる。これにより、シール部材の摩耗も抑制することができる。In the three-way valve according to
請求項3に係る三方弁では、シール部材が摩耗した場合、Оリングを交換するだけでメンテナンスが行えることから、容易にメンテナンスをすることができ、かつ、Оリングは汎用のものが利用できることから、部品コストも低減できる。
In the three-way valve according to
まず、本発明にかかる一実施形態である三方弁1について図面を参照して説明する。図1は、本発明にかかる一実施形態である三方弁1の外観図である。図1の(A)は上面図、(B)は正面図、(C)は正面図を右から見た側面図である。First, a three-
図1に示すように、三方弁1は内部に流路切換のための弁体などが組み込まれたボディ2と、ステッピングモータやギアなどから構成される駆動部3とから構成されている。ボディ2には、第1ポート10と、第1ポート10の軸線と直交し、かつ、同軸上に対向して設けられた第2ポート11および第3ポート12とが設けられている。駆動部3は、ブラケット4を介して取付ネジ9、9によりボディ2に組み付けられている。尚、本実施形態の三方弁1では、第2ポート11および第3ポート12は水や湯水などの流体が流入する流入ポートであり、第1ポート10は流出ポートとなっている。また、本実施形態の三方弁1の駆動部3では、上述のように、ステッピングモータを採用しているが、他のモータも採用可能である。ここで、各ポートが流入ポートか流出ポートかは任意であり、使用する目的に応じて設定される。As shown in FIG. 1, the three-
図2の(A)は、図1のA-A断面図であり、図2の(B)は図1のB-B断面図である。ボディ2の内部には、第1ポート10の第1流路13、第2ポート11の第2流路14、第3ポート12の第3流路15が設けられている。また、第2流路14と第3流路15との間には弁室16が設けられ、シャフト6に組み付けられたディスク7が配置されている。ディスク7にはОリング17および18が取り付けられ、Оリング17および18が取り付けられたディスク7は、流路を切換える弁体として機能する。シャフト6は、同軸に配置された第2ポート11の第2流路14および第3ポート12の第3流路15の径方向に延在するように弁室16内に配置され、自軸周りに回動可能な状態で、ボディ2と、ディスク押え5およびブラケット4とに支持されている。そして、シャフト6はОリング19によりディスク押え5との間のシール状態が保持され、ディスク押え5はОリング22によりボディ2との間のシール状態が保持されている。すなわち、Оリング19およびОリング22によりボディ2の弁室16はディスク押え5を介して外部に対してシール状態が保持されている。シャフト6は、その一方の端部(上端部)6Aが駆動部3に接続されるとともに相対する他方の端部(下端部)6Bが弁室16の底部に回転自在に支持され、駆動部3によりディスク7と共に回動駆動する。
Figure 2 (A) is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1, and Figure 2 (B) is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 1. Inside the
弁室16には第1ポート10の第1流路13に対して開口する第1開口13A、第2ポート11の第2流路14に対して開口する第2開口14Aおよび第3ポート12の第3流路15に対して開口する第3開口15Aが形成され、第2開口14Aには、ディスク7に取り付けられたОリング17が着座する第1弁座20が設けられているとともに、第3開口15Aには、ディスク7に取り付けられたОリング18が着座する第2弁座21が設けられている。The
駆動部3によりシャフト6とともにディスク7を回動させることにより、ディスク7に取り付けられたОリング17を第1弁座20に着座させて第2開口14Aを閉止すると第1ポート10の第1流路13と第3ポート12の第3流路15とが連通され、また、逆方向にディスク7を回動させることにより、ディスク7に取り付けられたОリング18を第2弁座21に着座させて第3開口15Aを閉止すると第1ポート10の第1流路13と第2ポート11の第2流路14とが連通されることにより、三方弁1は流路を切換えることができる。By rotating the
ここで、三方弁1を構成する各部品について、図3から図6を参照して、詳述する。
Here, each component that constitutes the three-
図3はボディ2を示した図であり、(A)は正面図、(B)は正面図を右から見た側面図、(C)は(B)のA-A断面図、(D)は(A)のB-B断面図である。
Figure 3 shows the
図3の(A)に示すように、ボディ2には、上述したように、第1ポート10と、第1ポート10の軸線と直交し、かつ、同軸上に対向して設けられた第2ポート11および第3ポート12とが設けられている。第1ポート10と第2ポート11および第3ポート12とが交差するボディ2の内部には、上述したように弁室16が設けられている。図3の(A)および(B)に示すように、弁室16の上方(駆動部3が取り付けられる方向であり、第1ポート10、第2ポート11および第3ポート12の軸線に対して垂直な方向)には、ボディ開口部2aが設けられている。図3の(D)に示すように、ボディ開口部2aの内部には、ディスク押え5の外周面と嵌合する第1ボディ開口2bと、第1ボディ開口2bよりやや小さい径でОリング22が収納される円柱形状の第2ボディ開口2cとが連続して設けられている。第2ボディ開口2cの径は、下述するようにシャフト6およびディスク7が、ディスク押え5に組付けられた状態で弁室16内に挿入可能な程度に設定されており、これにより、下述するように、ディスク押え5に組付けられたシャフト6およびディスク7が第1ボディ開口2bおよび第2ボディ開口2cを介して弁室16内に組付けることができ、また、Оリング22を介してディスク押え5を第1ボディ開口2bに組み付けることにより、第1ボディ開口2bは封鎖され、かつ、外部に対してシール状態を保持することができるのである。As shown in FIG. 3A, the
また、ボディ開口部2aの上端面には、駆動部3をボディ2に組み付けるための取付ネジ9、9の雄ネジと嵌合する雌ネジが加工された取付ネジ穴2g、2gが設けられている。
In addition, the upper end surface of the
図3の(C)に示すように、第1ポート10の内部には第1流路13、第2ポート11の内部には第2流路14、第3ポート12の内部には第3流路15が、それぞれ、設けられている。弁室16には、第1流路13に対して開口する第1開口13A、第2流路14に対して開口する第2開口14A、第3流路15に対して開口する第3開口15Aが形成されている。そして、第2開口14Aには第1弁座20を形成する第1弁座下部2d、第3開口15Aには第2弁座21を形成する第2弁座下部2eが設けられている。図3の(D)に示すように、第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eは、ボディ開口部2aの方向側が略半円の円弧を切り欠いた形状となっており、第1弁座下部2dの円弧の径は着座するОリング17の内径に、また、第2弁座下部2eの円弧の径は着座するОリング18の内径に合わせて設定されている。また、ディスク7が回動して、Оリング17が第1弁座下部2dに、または、Оリング18が第2弁座下部2eに、それぞれ、着座するように、第1弁座下部2dと第2弁座下部2eは、図3の(C)に示すように、第1ポート10に向けて広がるハの字に形成されている。3C, the
また、ボディ開口部2aと相対する反対側の弁室16の底部にはシャフト6の下端部6Bを回転自在に支持するシャフト支持溝2fが、第1ポート10の第1流路13の中心軸上で、かつ、同軸にある第2ポート11および第3ポート12の第2流路14および第3流路15の中心軸よりやや第1ポート10の反対側の位置に設けられている。In addition, a
さらに、図3の(C)に示すように、弁室16において、第1流路13の第1開口13Aと第2流路14の第2開口14Aとが接続する内周面、および、第1流路13の第1開口13Aと第3流路15の第3開口15Aとが接続する内周面が、回動するディスク7の外周端が移動する円弧に沿って斜面形状に形成され、第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eはこれらの斜面形状に形成された内周面に設けられている。そして、このように第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eを設けることにより、斜面形状に形成された内周面にОリング17が着座する第1弁座20およびОリング18が着座する第2弁座21が設けられることになり、下述するように、弁体として機能するディスク7の回動の摺動角度を小さくすることができるのである。3C, in the
図4はディスク押え5を示した図であり、(A)は上面図、(B)は正面図、(C)は下面図、(D)は上面図を右から見た側面図である。
Figure 4 shows the
図4の(B)の正面図に示すように、ディスク押え5は、図面上から、ボディ2の第1ボディ開口2bと嵌合する、中心に対して対象な側面の位置にディスク押え凹部5g、5gが設けられた略円柱形状のディスク押え上部5a、Оリング22が装着された状態でボディ2の第2ボディ開口2cに挿入される円柱形状のリング保持部5b、組付けた状態で下端面がボディ2の第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eの上端面と当接して第1弁座20および第2弁座21を形成する、図4の(D)に示すように、図面下方が略半円の円弧を切り欠いた形状に形成した第1弁座上部5e、第2弁座下部5fから形成されている。ディスク押え上部5aの側面のディスク押え凹部5g、5gはボディ2の第1ボディ開口2bの内側面に形成された凸部と嵌合するようになっている。これにより、ディスク押え5をボディ2に組付けた際にディスク押え5の回転移動を抑止し、下述するように、ディスク押え5をボディ2に組み付けた際に、ディスク押え5の第1弁座上部5eおよび第2弁座下部5fのそれぞれの下端面とボディ2の第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eのそれぞれの上端面とが一致した状態で当接して保持されるようになっている。As shown in the front view of FIG. 4B, the
また、ディスク押え上部5aには、下述するシャフト6のシャフトシャフト支持部6cに嵌合する上下方向に開口する円柱形状の支持部開口部5cが設けられ、ディスク押え上部5aの中央からリング保持部5bに亘って、シャフト6のシャフト凹部6dにОリング19を嵌め込んだ状態で収納可能にする上下方向に開口する円柱形状のリング開口部5dが支持部開口部5cと連続して設けられている。In addition, the disc holding
図5は、シャフト6を示した図であり、(A)は上面図、(B)は正面図、(C)は下面図である。図5の(B)に示すように、シャフト6は図面上から、円柱形状の側面をDカットし駆動部3内とシャフト6との位置合わせを行うためのシャフト配置部6a、駆動部3のギアと嵌合するシャフトギア部6b、円柱形状のシャフト支持部6c、Оリング19を嵌め込むためのシャフト凹部6d、円柱形状のシャフト支持下部6f、五角柱形状のシャフト軸部6g、円柱形状で端部が円錐台形状のシャフト端部6h(シャフト下端部6B)とから構成されている。ここで、駆動部3内に挿入されるシャフト配置部6aおよびシャフトギア部6bは上述したシャフト上端部6Aを形成している。5 shows the
図6は、ディスク7を示した図であり、(A)は上面図、(B)は正面図、(C)は(A)の上面図のA-A断面図、(D)は正面図を右側から見た側面図である。図6の(B)に示すように、ディスク7は、中心にディスク本体部7aと、ディスク本体部7aの中心線OLに対して対称な方向に延出して形成され、Оリング17を脱着可能に取り付ける凹溝を備えた第1シール部7bおよびОリング18を脱着可能に取り付ける凹溝を備えた第2シール部7cとから形成されている。ディスク本体部7aには、図6の(A)に示すようにシャフト6のシャフト軸部6gと嵌合し、シャフト軸部6gが図面上下方向にディスク7を貫通するディスク貫通穴7dと、金型成形時に変形を抑止する、ディスク貫通穴7dと同様ディスク7を貫通する肉抜き7eとが形成されている。図6の(D)に示すように、第1シール部7bおよび第2シール部7cの側面は略円形状になっており、第1シール部7bの凹溝の内径は挿入するОリング17が第1弁座20に、第2シール部7cの凹溝の内径は挿入するОリング18が第1弁座21に、それぞれ、着座するような大きさに設定されている。また、第1シール部7bおよび第2シール部7cは、ディスク7が回動して、Оリング17が第1弁座20に、また、Оリング18が第1弁座21に着座する際に、Оリング17およびОリング18が全周に亘って、それぞれ、第1弁座20および第1弁座21に対して均一に当接するように、図6の(B)に示すように、ディスク7の中心線に対して対称に図面上方に向けて広がる逆ハの字に形成されている。
6 shows the
図7は、ディスク押え5をボディ2に組み付けて弁座を形成する説明図である。上述したように、第1弁座20および第1弁座21は、ボディ2に形成された第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eとディスク押え5に形成された第1弁座上部5eおよび第2弁座下部5fとから形成される。本実施形態のように、第1弁座20および第1弁座21を、それぞれ、分割して形成する必要は必ずしもないが、第1弁座20および第1弁座21を分割せず一体として、ボディ2およびディスク押え5を金型成形で製作することは困難である。そこで、本実施形態の三方弁1では、ボディ2やディスク押え5を金型成形するため、第1弁座20および第1弁座21を、ボディ2に形成した第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eとディスク押え5に形成した第1弁座上部5eおよび第2弁座下部5fとに分割し、図7の(A)に示すように、ディスク押え5をボディ2に組み付けて、図7の(B)に示すように、ボディ2に形成した第1弁座下部2dおよび第2弁座下部2eの上端面とディスク押え5に形成した第1弁座上部5eおよび第2弁座下部5fの下端面を当接させることにより、第1弁座20および第1弁座21を形成するようにした。これにより、ボディ2およびディスク押え5を金型成形で製作する際に、第1弁座20および第1弁座21も同時に金型成形により形成することができるため、部品コストを大幅に低減することができる。7 is an explanatory diagram of forming a valve seat by assembling the
次に、三方弁1の組み付け手順について、図8から図10を参照して説明する。Next, the assembly procedure for the three-
図8は、ディスク押え5にシャフト6とディスク7とを取り付ける説明図である。まず、図8の矢印(1)に示すように、シャフト凹部6dにОリング19を嵌め込んだシャフト6を図面上からディスク押え5の支持部開口部5cおよびリング開口部5dに挿入し、シャフト6のシャフト軸部6gおよびシャフト端部6hをディスク押え5の支持部開口部5cおよびリング開口部5dを貫通させる。次に、図8の矢印(2)に示すように、図面下からОリング17およびОリング18を嵌め込んだディスク7を組み込んで、ディスク7のディスク貫通穴7dにディスク押え5を貫通したシャフト6のシャフト軸部6gおよびシャフト端部6hを貫通させる。これにより、ディスク押え5にシャフト6およびディスク7を組み付けられる。
Figure 8 is an explanatory diagram of attaching the
図9は、シャフト6とディスク7を取り付けたディスク押え5をボディ2に組み込む説明図である。図9の矢印(1)に示すように、シャフト6とディスク7を取り付けたディスク押え5のリング保持部5bにОリング22を嵌め込んで、図9の矢印(2)に示すように、ボディ2の第1ボディ開口2bからシャフト6およびディスク7をボディ2の弁室16に組み込むことができる。
Figure 9 is an explanatory diagram of how the
図10は、シャフト6とディスク7を取り付けたディスク押え5を組み付けたボディ2に駆動部3を取り付ける説明図である。まず、ブラケット4をボディ2に設置する。ブラケット4の中央にはシャフト6のシャフト上端部6Aを貫通するシャフト貫通穴4a、周辺内側には駆動部3の下端部に設けられた位置決めピン3c、3cに嵌合するピン貫通穴4c、4c、その外周辺には取付ネジ9、9が貫通するブラケットネジ穴4b、4bが設けられている。図10の矢印(1)に示すように、ブラケット4のシャフト貫通穴4aにシャフト6のシャフト上端部6Aを貫通させて、ブラケットネジ穴4b、4bとボディ2の取付ネジ穴2g、2gとが一致するようにブラケット4をボディ2に設置する。そして、図10の矢印(2)に示すように、その上から駆動部3を組み付ける。駆動部3にはシャフト上端部6Aに嵌合する駆動部ギア部3a、上述の位置決めピン3c、3c、取付ネジ9、9が貫通する駆動部ネジ穴3b、3bが設けられている。シャフト6のシャフト上端部6Aを駆動部3の駆動部ギア部3aに挿入後、駆動部3の位置決めピン3c、3cをブラケット4のピン貫通穴4c、4cに挿入して、駆動部3をボディ2に設置し、駆動部ネジ穴3b、3bをブラケットネジ穴4b、4bと同様、ボディ2の取付ネジ穴2g、2gとが一致するようにしてから、図面上方から(図示しない)取付ネジ9、9を駆動部ネジ穴3b、3bおよびブラケットネジ穴4b、4bを貫通させてボディ2の取付ネジ穴2g、2gに挿入後、(図示しない)ドライバーなどで駆動部3を、ブラケット4を介してボディ2に組み付けて、三方弁1が組み付けられる。
Figure 10 is an explanatory diagram of attaching the
上述のように、三方弁1はすべての部品が一方向(上記説明では、図面に対して上方)からボディ2に組み付けることができるため、組み付けが容易になり、組付け工数を抑制することができる。また、ボディ2の弁室16に配されるシール部材(Оリング)も、ディスク7に取り付けることにより、特許文献1のように各開口に設置する必要がないため、部品点数も削減することができ、これにより、部品コストを低減することができる。As described above, all parts of the three-
次に、三方弁1の動作について、図11を参照して説明する。Next, the operation of the three-
図11は、ディスク7を回動駆動して流路を切換える方法を説明する説明図である。図11の(A)は、すべての流路が連通している状態を示している。図11の(A)のように、ディスク7の中心線が第1ポート10の第1流路13の軸線上にある場合は、第1ポート10の第1流路13と第2ポート11の第2流路14および第3ポート12の第3流路15とは連通するため、第2ポート11から流入する流体と第3ポート12から流入する流体とが混合して第1ポート10から流出する。
Figure 11 is an explanatory diagram explaining a method of switching the flow paths by rotating the
図11の(B)に示すように、駆動部3により、ディスク7を図面左側に回動させてディスク7に取り付けられたОリング17が第1弁座20に着座させると、第1ポート10の第1流路13と第2ポート11の第2流路14とは閉止し、第1ポート10の第1流路13と第3ポート12の第3流路15とが連通するため、第3ポート12から流入する流体のみ第1ポート10から流出する。また、図11の(C)に示すように、駆動部3により、ディスク7を図面右側に回動させてディスク7に取り付けられたОリング18が第2弁座21に着座させると、第1ポート10の第1流路13と第3ポート12の第3流路15とは閉止し、第1ポート10の第1流路13と第2ポート11の第2流路14とが連通するため、第2ポート11から流入する流体のみ第1ポート10から流出する。このように、三方弁1は流路を切換えることができる。As shown in (B) of FIG. 11, when the
また、上述のように、第1弁座20および第2弁座21を、それぞれ、第1流路13の第1開口13Aと第2流路14の第2開口14Aとが接続する斜面、および、第1流路13の第1開口13Aと第3流路15の第3開口15Aとが接続する斜面に配置したことにより、本実施形態の三方弁1では、図11の(B)および図11の(C)に示すように、ディスク7のそれぞれの摺動角度は22度となり、最大でも摺動角度を44度に抑えることできる。これにより、シート部材であるОリング17およびОリング18の(ディスク7の摺動による)摩耗を抑制することができる。さらに、シート部材にОリング17およびОリング18を採用したことにより、Оリング17およびОリング18が摩耗しても、Оリングを交換するだけでメンテナンスが行えることから、容易にメンテナンスをすることができ、かつ、Оリングは汎用のものが利用できることから、部品コストも低減できるのである。
As described above, the
ここで、三方弁1は三方弁の一例であり、第1ポート10は第1のポートの一例であり、第2ポート11は第2のポートの一例であり、第3ポート12は第3のポートの一例であり、第1流路13、第2流路14、第3流路15は各ポートの流路の一例であり、第1開口13A、第2開口14Aおよび第3開口15Aは個別に連通する各開口の一例であり、弁室16は弁室の一例であり、ボディ2はボディの一例であり、シャフト6はシャフトの一例であり、ディスク7は弁体の一例であり、第1弁座20は第1の弁座の一例であり、第2弁座21は第2の弁座の一例であり、駆動部3は駆動部の一例であり、Оリング17およびОリング18はシール部材の一例であり、第1シール部7bは第1のシール部の一例であり、第2シール部7cは第2のシール部の一例であり、ボディ開口部2aは取付用開口部の一例であり、ディスク押え5は弁体押えの一例である。Here, the three-way valve 1 is an example of a three-way valve, the first port 10 is an example of a first port, the second port 11 is an example of a second port, the third port 12 is an example of a third port, the first flow path 13, the second flow path 14, and the third flow path 15 are examples of flow paths of each port, the first opening 13A, the second opening 14A, and the third opening 15A are examples of each opening that is individually connected, the valve chamber 16 is an example of a valve chamber, the body 2 is an example of a body, and the shaft 6 is an example of a shaft, the disk 7 is an example of a valve body, the first valve seat 20 is an example of a first valve seat, the second valve seat 21 is an example of a second valve seat, the drive portion 3 is an example of a drive portion, the O-ring 17 and the O-ring 18 are examples of sealing members, the first seal portion 7b is an example of a first seal portion, the second seal portion 7c is an example of a second seal portion, the body opening 2a is an example of an installation opening, and the disk retainer 5 is an example of a valve body retainer.
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention should not be interpreted in any way as being limited by the specific descriptions in such embodiments. It should be understood that the present invention can be embodied in various forms that include various changes, modifications, improvements, etc. based on the knowledge of those skilled in the art, and that all such embodiments are included within the scope of the present invention as long as they do not deviate from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態にかかる三方弁1では、第2流路14の第2開口14Aに第1弁座20、第3流路15の第3開口15Aに第2弁座21を設けているが、これは、シール部材であるОリング17およびОリング18が着座時に全周に亘って均一な力で第1弁座20または第2弁座21に着座させるためであり、これにより、Оリング17およびОリング18が隙間なく第1弁座20または第2弁座21に着座させることができる。しかしながら、多少の隙間があっても問題がない場合は、第1弁座20または第2弁座21を設ける必要はなく、例えば、第2流路14の第2開口14Aおよび第3流路15の第3開口15Aを弁座として利用し、各開口の内周面沿って第1シール部7bおよび第2シール部7cを形成してもよい。この場合、三方弁1のように別途弁座を設けることがないため、構造が簡略され、それに伴い製造コストを低減することができる。For example, in the three-
また、上記実施形態にかかる三方弁1では、図6の(B)に示すように、ディスク7の第1シール部7bおよび第2シール部7cをディスク7の中心線OLに対して対称に図面上方に向けて広がる逆ハの字に形成したが、これは、シール部材としてОリング17およびОリング18を採用したためである。Оリング17およびОリング18を取り付けるため、第1シール部7bおよび第2シール部7cはある程度の厚みが必要となり、ディスク7の中心線OLが第1ポートの第1流路13の軸線上に位置して第1ポート10の第1流路13と、第2ポート11の第2流路14および第3ポート12の第3流路15とを連通させるためには、ディスク7は第1ポート10の第1流路13に向けて狭めた形状にして、連通する流路を確保する必要がある。そのため、上述のように、ディスク7の第1シール部7bおよび第2シール部7cをディスク7の中心線OLに対して対称に図面上方に向けて広がる逆ハの字に形成したのであって、第1シール部7bおよび第2シール部7cの形状はこれに限定されるものでない。例えば、第1シール部7bおよび第2シール部7c全体を弾性部材で形成して第1シール部7bおよび第2シール部7cの厚みを抑えることができれば、第1シール部7bおよび第2シール部7cはディスク7の中心線OLに対して平行に配置することも可能である。
In the three-
1・・三方弁
2・・ボディ
3・・駆動部
4・・ブラケット
5・・ディスク押え
6・・シャフト
7・・ディスク
9・・取付ネジ
10・・第1ポート
11・・第2ポート
12・・第3ポート
13・・第1流路
13A・・第1開口
14・・第2流路
14A・・第2開口
15・・第3流路
15A・・第3開口
16・・弁室
17、18、19、22・・Oリング
20、21・・弁座
Claims (3)
各ポートの流路と、該流路に個別に連通する各開口が形成された弁室とが形成されたボディと、
自軸周りに回動可能となるよう前記ボディに支持され、前記流路の径方向に延在するシャフトと、
前記シャフトに組み付けられた状態で前記弁室に配置され、前記シャフトと共に回動する弁体と、
前記第2のポートの前記流路に連通する前記開口に設けられた前記弁体が着座する第1の弁座と、
前記第3のポートの前記流路に連通する前記開口に設けられた前記弁体が着座する第2の弁座と、
通電により前記シャフトを回転駆動させる駆動部とを備えてなり、
前記弁体は、前記シャフトの回動軸を通る中心線に対して対称な方向に延出する前記第1の弁座に着座するシール部材を有する第1のシール部と前記第2の弁座に着座するシール部材を有する第2のシール部とを備え、
前記ボディの前記弁室には、取付用開口部が設けられるとともに、該取付用開口部を封鎖する弁体押えを備え、
前記シャフトと前記弁体とが前記弁体押えに組付けられた状態で前記取付用開口部から挿入可能であり、
前記第1の弁座および前記第2の弁座は、前記ボディの内周面に形成される下部弁座と前記弁体押えに形成される上部弁座とから形成されるようになっており、前記ボディの前記取付用開口部に前記弁体押えを組み付けることにより前記下部弁座と前記上部弁座とが当接して弁座として機能するようにしたことを特徴とする三方弁。 A three-way valve having a first port and two ports (a second port and a third port) that are perpendicular to the axis of the first port and are provided coaxially opposite to each other,
a body in which a valve chamber is formed in which passages of the ports and openings each communicating with the passages are formed;
a shaft supported by the body so as to be rotatable about its own axis and extending in a radial direction of the flow passage;
a valve body that is disposed in the valve chamber in a state where it is assembled to the shaft and that rotates together with the shaft;
a first valve seat on which the valve body is seated, the first valve seat being provided in the opening communicating with the flow passage of the second port;
a second valve seat on which the valve body is seated, the second valve seat being provided in the opening communicating with the flow passage of the third port;
a drive unit that rotates the shaft by energization,
the valve body includes a first seal portion having a seal member seated on the first valve seat and a second seal portion having a seal member seated on the second valve seat, the first seal portion extending in directions symmetrical with respect to a center line passing through a rotation axis of the shaft;
The valve chamber of the body is provided with an attachment opening, and is provided with a valve body retainer that closes the attachment opening,
The shaft and the valve body can be inserted through the mounting opening in a state where the shaft and the valve body are assembled to the valve body holder,
a valve member that is provided on the inner circumferential surface of the body and an upper valve seat that is provided on the valve member retainer, and the lower valve seat and the upper valve seat come into contact with each other to function as valve seats by assembling the valve member retainer into the mounting opening of the body.
前記第1の弁座は、前記第1のポートの前記流路に連通する前記開口と前記第2のポートの前記流路に連通する前記開口とが接続する前記斜面形状の内周面に形成され、
前記第2の弁座は、前記第1のポートの前記流路に連通する前記開口と前記第3のポートの前記流路に連通する前記開口とが接続する前記斜面形状の内周面に形成されることを特徴とする請求項1に記載の三方弁。 an inner circumferential surface connecting the opening communicating with the flow passage of the first port and the opening communicating with the flow passage of the second port is formed in a sloped shape along an arc along which an outer circumferential end of the rotating valve body moves, and an inner circumferential surface connecting the opening communicating with the flow passage of the first port and the opening communicating with the flow passage of the third port is also formed in a sloped shape along an arc along which an outer circumferential end of the rotating valve body moves,
the first valve seat is formed on the inclined inner circumferential surface where the opening communicating with the flow passage of the first port and the opening communicating with the flow passage of the second port are connected ,
2. The three-way valve according to claim 1, wherein the second valve seat is formed on the inner circumferential surface of the sloped surface that connects the opening communicating with the flow passage of the first port and the opening communicating with the flow passage of the third port.
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