JP7724012B2 - ロータリバルブ - Google Patents
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Description
[態様1]筒状のボディを有するハウジングと、前記ボディ内に収容された弁本体部を有し、かつ軸方向に延びる軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、前記弁本体部の外周面及び前記ボディの内周面の間に配置されたシート状のパッキン本体部を骨格部分として有するパッキンと、を備え、前記弁本体部の周方向における前記ボディの前記内周面の一部の領域には、液体が流れる複数の内周開口が、少なくとも前記周方向に隣接した状態で開口され、前記弁体には、それぞれ前記液体の流れる複数の可動流路が形成され、各可動流路は、前記弁本体部の前記外周面において開口する外周開口を有し、複数の前記外周開口は、少なくとも前記周方向に隣接した状態で形成され、前記軸部を中心とする前記弁本体部の回転により、前記外周開口及び前記内周開口の連通状態が変更されて、前記液体の流路が切り替えられるロータリバルブであって、前記パッキン本体部には、それぞれ前記弁本体部の径方向に貫通する複数の貫通孔が、少なくとも前記周方向に隣接した状態で形成され、前記複数の前記貫通孔は、前記内周開口に対し前記径方向に対向する前記貫通孔を含み、前記パッキン本体部の内周面のうち、少なくとも各貫通孔の周りには、前記径方向における内方へ突出して前記弁本体部の前記外周面に接触する環状の内周リップ部が形成されているロータリバルブ。
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図1~図11を参照して説明する。
図1及び図3に示すように、ロータリバルブ10は、ハウジング11、弁体41、支持機構、軸シール部材52、シール部材53及びパッキン55を備えている。次に、各部について説明する。
ハウジング11は、ボディ12及び一対のカバー31,35を備えている。
[ボディ12]
図2及び図3に示すように、ボディ12は、接続基部13及びボディ本体部15を備えている。接続基部13は四角柱状をなし、ボディ12の底部を構成している。接続基部13の底面14は、平面状をなしている。ボディ本体部15は、軸方向へ延び、かつ両端が開放された円筒状をなしている。ボディ本体部15は、ボディ12のうち、接続基部13よりも上側の部分を構成している。軸方向におけるボディ本体部15の両端部には、軸線ALを中心とする円環状の環状段差部16がそれぞれ形成されている(図4参照)。
ボディ12には、接続基部13の底面14と、周方向におけるボディ本体部15の内周面22の一部の領域(底部)とを繋ぐ複数の接続流路24が形成されている。複数の接続流路24は、周方向及び軸方向の両方向に並べられた状態で形成されている。第1実施形態では、複数の接続流路24は、周方向に複数ずつ形成され、軸方向に複数ずつ形成されている。各接続流路24は、接続基部13の底面14に対し直交する方向へ延びている。複数の接続流路24のそれぞれには、ハウジング11の外部に設けられた、図示しない複数のハウジング外流路が接続される。そして、ハウジング外流路を通じてハウジング11へ供給される液体が、いずれかの接続流路24を通過してボディ本体部15内に流入される。また、いずれかの接続流路24を通過した液体が、ハウジング外流路へ流出される。
図1、図3及び図7に示すように、一対のカバー31,35は、軸方向におけるボディ本体部15の両端部に配置されている。各カバー31,35は、軸線ALを中心とする円環状をなし、かつ他方のカバー35,31側へ突出する環状突部32を有している。カバー31,35毎の環状突部32は、ボディ本体部15の対応する環状段差部16に挿入されている。そして、各カバー31,35は、ボルト及びナット等の図示しない締結部材によって、ボディ本体部15に取り付けられている。なお、各カバー31,35は、締結部材とは異なる取付手段、例えば、溶着等によってボディ本体部15に取り付けられてもよい。軸方向におけるボディ本体部15の両方の開放端は、これらのカバー31,35によって塞がれている。
図3及び図7に示すように、弁体41は、弁本体部42及び軸部49を備えている。弁本体部42は、軸方向に延びる円柱状をなし、かつボディ本体部15内に収容されている。弁本体部42は、ボディ本体部15の内周面22に対向する外周面43を有している。外周面43は、軸線ALを中心とする円筒面によって構成されている。
弁体41は、それぞれ液体が流れる複数の可動流路44を有している。各可動流路44は、弁本体部42の外周面43において開口する外周開口を有している。複数の外周開口は、周方向及び軸方向に隣接した状態で形成されている。
(B)軸方向に連続する複数の単位領域45からなる外周開口47。
(C)上記(A)及び(B)が組み合わされた外周開口48。
なお、図5中の矢印は、液体の流れ方向を示している。
軸部49は、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより、又は手動操作により回転される。
図3に示すように、支持機構は、弁体41をハウジング11に対し回転可能に支持するための機構である。支持機構は、第1支持機構部M1及び第2支持機構部M2を備えている。
第1支持機構部M1は、弁本体部42及びカバー31に設けられている。より詳しくは、カバー31の中心部には、同カバー31を軸方向に貫通する軸受孔33が形成されている。弁体41の軸部49は、軸受孔33に対し回転可能に挿通されている。これらの軸受孔33及び軸部49により、第1支持機構部M1が構成されている。
図3及び図6に示すように、第2支持機構部M2は、弁本体部42において軸方向へ延びる有底の軸受穴(図示略)と、カバー35に設けられた軸部36とを備えている。軸受穴は、弁本体部42のカバー35側の端部であって、軸線AL上に形成されている。
図3に示すように、軸シール部材52は、ゴム等の弾性材料によって円環状に形成されている。軸シール部材52は、軸部49の周囲であって、同軸部49と、カバー31における軸受孔33の内壁面との間に配置されている。軸シール部材52は、ボディ本体部15内の液体が軸部49と軸受孔33の内壁面との間を通って、ロータリバルブ10の外部へ漏れ出るのを規制する。
図3及び図7に示すように、シール部材53は、カバー31,35がボディ本体部15に対し締結等によって取り付けられる場合に、締結部分をシールするために用いられている。一対のカバー31,35がボディ本体部15に締結される本実施形態では、シール部材53が2つ用いられている。各シール部材53は、ゴム等の弾性材料によって円環状に形成されている。各シール部材53は、各カバー31,35の環状突部32の外周面と、ボディ本体部15における環状段差部16の内周面との間に配置されている。各シール部材53は、ボディ本体部15内の液体が、環状段差部16と環状突部32との間を通って、ロータリバルブ10の外部へ漏れ出るのを規制する。
図3、図10及び図11に示すように、パッキン55の骨格部分は、シート状をなすパッキン本体部56によって構成されている。図6及び図8に示すように、パッキン本体部56は、ボディ本体部15の上記パッキン装着部21に装着されている。パッキン本体部56は、弁本体部42の外周面43と、ボディ本体部15の内周面22との間に配置されている。
ここで、図9及び図11に示すように、周方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、隣のリップ部63との境界部分を「周方向リップ境界部64」とする。軸方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、隣のリップ部63との境界部分を「軸方向リップ境界部65」とする。周方向における両端に位置するリップ部63のそれぞれにおいて、周方向における最も外側に位置する部分を「周方向リップ外端部66」とする。軸方向における両端に位置するリップ部63のそれぞれにおいて、軸方向における最も外側に位置する部分を「軸方向リップ外端部67」とする。
図4及び図10に示すように、ボディ本体部15の内周面22のうち、周方向本体中間部68を周方向における両側から挟み込む複数箇所のそれぞれには、径方向における内方へ突出する一対の周方向中間壁部73が形成されている。両周方向中間壁部73は、互いに周方向に離間している。各周方向本体中間部68は、一対の周方向中間壁部73の間に配置されている。
ところで、第1実施形態では、図3、図8及び図9に示すように、パッキン本体部56は、周方向に複数(3つ)の本体部分割体77,78,79に分割されている。分割は、周方向本体中間部68においてなされている。各本体部分割体77,79は、本体部分割体78から周方向に遠い側の端部に周方向本体外端部71を有し、本体部分割体78に対し周方向に近い側の端部に周方向本体中間部68を有する。これに対し、本体部分割体78は、周方向における両端部に周方向本体中間部68を有する。各本体部分割体77~79の内周面58及び外周面59には、それぞれ周方向に複数(2つ)のリップ部63が形成されている。各本体部分割体77~79の隣の本体部分割体77~79との境界部分は、上述した一対の周方向中間壁部73の間に配置されている。
[パッキン55の組み付けについて]
パッキン55のボディ本体部15への組み付けに際しては、図3及び図4に示すように、全ての本体部分割体77~79が、互いに周方向に接触させられた状態で、パッキン装着部21に装着される。
なお、各軸方向本体外端部72は、ロータリバルブ10が組み立てられた状態では、軸方向外端壁部76とカバー31,35の環状突部32とによって、軸方向における両側から挟み込まれて、位置決めされる。
ロータリバルブ10の作動時には、弁体41がアクチュエータ又は手動によって、軸部49の軸線ALを中心として回転される。この回転により、図9に示すように、ボディ本体部15の内周面22における内周開口25と、弁本体部42の外周面43における外周開口46~48(図5参照)との連通状態が変更されて、液体の流路が切り替えられる。すなわち、ボディ本体部15の内周開口25と弁本体部42の外周開口46~48とが、それらの間に配置されたパッキン本体部56の貫通孔57を介して連通される。すると、液体がボディ本体部15の内周開口25、パッキン55の貫通孔57、弁本体部42の可動流路44、及びボディ本体部15の別の内周開口25を流路として流れる。弁本体部42の回転により、同弁本体部42の外周開口46~48のうち、パッキン本体部56の貫通孔57を介してボディ本体部15の内周開口25に連通されるものが切り替えられると、流路が切り替えられる。
ここで、パッキン本体部56の内周面58に内周リップ部61が形成された第1実施形態では、弁本体部42の外周面43との接触により、内周リップ部61が径方向における外方へ圧縮弾性変形される。図19~図21を用いて説明した従来のロータリバルブ100とは異なり、弁本体部106の外周部の先細部分111がパッキン本体部56の内周面58に接触することがない。これに伴い、内周リップ部61に凹状の押し付け痕117が形成されることが起こりにくい。
(1-1)図9及び図10に示すように、パッキン本体部56の内周面58であって、少なくとも各貫通孔57の周りには、径方向における内方へ突出して弁本体部42の外周面43に接触する環状の内周リップ部61が形成されている。そのため、弁本体部106の先細部分111がパッキン本体部114の内周面115に接触する場合に比べ、弁本体部42の外周面43とボディ本体部15の内周面22との間をパッキン55によってシールする性能を高めることができる。
次に、本発明の第2実施形態について、図12~図18を参照し、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
[パッキン55の組み付けについて]
図12及び図13に示すように、パッキン55のボディ本体部15への組み付けに際しては、1枚のシートからなるパッキン55がパッキン装着部21に装着される。
図17及び図18に示すように、第2実施形態のロータリバルブ10では、周方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、周方向に隣り合う周方向リップ境界部64が、互いに周方向に離間している。隣り合う周方向リップ境界部64によって挟まれた領域は、緩衝領域として機能する。そのため、一方の周方向リップ境界部64に対し、他方の周方向リップ境界部64に向かう液体圧力が作用した場合、前者の周方向リップ境界部64が上記緩衝領域で弾性変形すれば、上記液体圧力は後者の周方向リップ境界部64に作用しにくい。
<第2実施形態の効果>
従って、第2実施形態によると、第1実施形態における上記(1-1),(1-4),(1-5)と同様の効果が得られる。そのほかにも、次の効果が得られる。これらの効果中、特に、(2-1)の効果は(1-6)に代わる効果であり、(2-2)の効果は(1-7)に代わる効果である。(2-4)の効果は、(1-2)に代わる効果である。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各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。
・第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、周方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、周方向に隣り合う周方向リップ境界部64は、周方向本体中間部68において軸方向に延びる共通の周方向リップ境界部64によって構成されてもよい。また、軸方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、軸方向に隣り合う軸方向リップ境界部65は、軸方向本体中間部69において周方向に延びる共通の軸方向リップ境界部65によって構成されてもよい。
・軸方向に隣り合うリップ部63のそれぞれにおいて、軸方向に隣り合う軸方向リップ境界部65が、軸方向本体中間部69において軸方向に互いに接触してもよい。
・軸方向本体中間部69における軸方向リップ境界部65の数が、内周リップ部61と外周リップ部62とで異なってもよい。
・複数の内周開口25は、周方向及び軸方向のうち、周方向にのみ隣接した状態で開口されてもよい。この場合、パッキン本体部56において、径方向に貫通する複数の貫通孔57は、周方向及び軸方向のうち、周方向にのみ隣接した状態で形成されてもよい。
11…ハウジング
12…ボディ
22…内周面
25…内周開口
36,49…軸部
41…弁体
42…弁本体部
43…外周面
44…可動流路
46,47,48…外周開口
55…パッキン
56…パッキン本体部
57…貫通孔
61…内周リップ部
64…周方向リップ境界部
68…周方向本体中間部
73…周方向中間壁部
85…溝部
86…突部
Claims (6)
- 筒状のボディを有するハウジングと、前記ボディ内に収容された弁本体部を有し、かつ軸方向に延びる軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、前記弁本体部の外周面及び前記ボディの内周面の間に配置されたシート状のパッキン本体部を骨格部分として有するパッキンと、を備え、
前記弁本体部の周方向における前記ボディの前記内周面の一部の領域には、液体が流れる複数の内周開口が、前記周方向及び前記軸方向に隣接した状態で開口され、
前記弁体には、それぞれ前記液体の流れる複数の可動流路が形成され、
各可動流路は、前記弁本体部の前記外周面において開口する外周開口を有し、
複数の前記外周開口は、前記周方向及び前記軸方向に隣接した状態で形成され、
前記軸部を中心とする前記弁本体部の回転により、前記外周開口及び前記内周開口の連通状態が変更されて、前記液体の流路が切り替えられるロータリバルブであって、
前記パッキン本体部には、それぞれ前記弁本体部の径方向に貫通する複数の貫通孔が、前記周方向及び前記軸方向に隣接した状態で形成され、前記複数の前記貫通孔は、前記内周開口に対し前記径方向に対向する前記貫通孔を含み、
前記パッキン本体部の内周面のうち、少なくとも各貫通孔の周りには、前記径方向における内方へ突出して前記弁本体部の前記外周面に接触する環状の内周リップ部が形成され、
前記軸方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、隣の前記内周リップ部との境界部分を軸方向リップ境界部とし、
前記パッキン本体部のうち、前記軸方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記軸方向に隣り合う前記軸方向リップ境界部が形成された部分を軸方向本体中間部とした場合、
前記ボディの前記内周面のうち、前記内周開口の周縁部であり、かつ前記軸方向本体中間部を前記軸方向における両側から挟み込む箇所には、前記径方向における内方へ突出する一対の軸方向中間壁部が形成されており、
前記軸方向本体中間部は、前記一対の前記軸方向中間壁部の間に配置されているロータリバルブ。 - 前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、隣の前記内周リップ部との境界部分を周方向リップ境界部とし、
前記パッキン本体部のうち、前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部が形成された部分を周方向本体中間部とした場合、
前記ボディの前記内周面のうち、前記周方向本体中間部を前記周方向における両側から挟み込む箇所には、前記径方向における内方へ突出する一対の周方向中間壁部が形成されており、
前記周方向本体中間部は、前記一対の前記周方向中間壁部の間に配置されている、請求項1に記載のロータリバルブ。 - 前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、隣の前記内周リップ部との境界部分を周方向リップ境界部とし、
前記パッキン本体部のうち、前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部が形成された部分を周方向本体中間部とした場合、
前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部は、前記周方向本体中間部において前記軸方向に延びる共通の周方向リップ境界部により構成されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリバルブ。 - 前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、隣の前記内周リップ部との境界部分を周方向リップ境界部とし、
前記パッキン本体部のうち、前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部が形成された部分を周方向本体中間部とした場合、
前記周方向に隣り合う前記内周リップ部のそれぞれにおいて、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部は、互いに前記周方向に離間した状態で、前記周方向本体中間部に形成されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリバルブ。 - 前記周方向本体中間部であって、前記周方向に隣り合う前記周方向リップ境界部の間となる箇所には、前記径方向における前記周方向本体中間部の外側の面から、同径方向における内方へ凹んだ状態で、前記軸方向に延びる溝部が形成されている、請求項4に記載のロータリバルブ。
- 前記ボディの前記内周面には、前記径方向における内方へ突出した状態で前記軸方向に延びる突部が形成されており、
前記突部が前記溝部に挿入されている、請求項5に記載のロータリバルブ。
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| JP2024001716A JP7724012B2 (ja) | 2024-01-10 | 2024-01-10 | ロータリバルブ |
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2024
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