JPH1061796A - 三方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球弁(11)を回動させることにより前記第１、
第２、及び、第３流路(13)〜(15)相互の連通状態を切り
替えるようにした三方弁において、前記球弁(11)の駆動
装置又はその駆動機構を簡素化できるようにするため
に、前記球弁(11)を一定角度９０度同方向に回動させる
ことにより球弁(11)からの流路連通状態を切り替えられ
るようにすること。 【解決手段】 前記球弁(11)は、一対の通過孔(12a)(12
b)が対称に設けられ、前記通過孔の両端の口部軸線が相
互に直交すると共に前記口部軸線が前記球弁(11)の回転
軸線に対して直交する構成としたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は三方弁、特に、弁
体を操作軸によって回動することにより回路を切り替え
る形式の三方弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の三方弁として、図１〜図３に示
すものが知られている。このものは、回動弁を球弁(11)
とした伝動弁であり、前記球弁(11)を弁箱(1)に内蔵
し、前記弁箱(1) に取付けた電動機(2) によって前記球
弁(11)を所定角度回動する構成をとる。

【０００３】前記弁箱(1) には、図２及び図３に示すよ
うな、第１流路(13)から第２、第３流路(14)(15)に至る
３つの流路がＴ字状に形成されている。そして、前記球
弁(11)にはＬ字状の通過孔(12)が形成されている。これ
により、前記球弁(11)を回動させると、図２のように、
第１流路(13)と第２流路(14)とが前記通過孔(12)を介し
て連通した第１の状態と、第１流路(13)と第３流路(15)
とが前記通過孔(12)を介して連通した第２の状態とに切
り替えられる。この従来の技術によれば、前記電動機
(2) を制御する為の制御装置を組み合わせることによ
り、信号入力に応答して、前記流路切替が自動的に実行
されるものとなる。

【０００４】前記制御をするには、前記電動機(2) を正
逆駆動可能な可逆モータとすると共に、所定の１つの信
号入力により球弁(11)を正転させると前記球弁(11)を９
０度正転させて図２の第１の状態から図３の第２の状態
になると共に、他の１つの信号入力により図３の第２の
状態から図２の第１の状態に戻るような制御装置を装備
させる。

【０００５】このような場合、前記に電動機(2) として
可逆モータが必要となること、また、前記制御装置とし
ては、正逆回転を実行する制御装置としなければならな
いことなどから、前記電動機(2) が大型化すると共に構
造が複雑なものとなる。また、前記制御装置も複雑にな
る。この結果、このような三方弁が比較的高価なものと
なっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】請求項１の発明は、か
かる点に鑑みてなされたものであり、『第１流路(13)の
口部、第２流路(14)の口部、及び、第３流路(15)の口部
が夫々弁箱(1) 内の弁室に開口し、これら口部の軸線が
Ｔ字状に直交状態に交差し、前記弁室に球弁(11)を設
け、前記球弁(11)を回動させることにより前記第１、第
２、及び、第３流路相互の連通状態を切り替えるように
した三方弁』において、前記球弁(11)の駆動装置又はそ
の駆動機構を簡素化できるようにするために、前記球弁
(11)を一定角度９０度同方向に回動させることにより球
弁(11)からの流路連通状態を切り替えられるようにする
ことをその課題とする。

【０００７】請求項２以下の発明は、上記課題を解決し
た上で効果の欄に記載した各対応する効果を生じさせる
ようにすることをその課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた請求項１の発明の解決手段は『前記球弁(11)
は、一対の通過孔(12a)(12b)が対称に設けられ、前記通
過孔の両端の口部軸線が相互に直交すると共に前記口部
軸線が前記球弁(11)の回転軸線に対して直交する構成と
した』ことである。

【０００９】この手段の作用を、第１流路(13)が直線状
に対向する第２流路(14)と第３流路(15)に対する直交す
る場合を例に説明する。この手段によれば、一方の通過
孔(12a) を介して第１流路(13)と第２流路(14)とを連通
させた第１の状態では、他方の通過孔(12b) は前記第１
流路(13)とは非連通で第３流路(15)と連通した状態にな
る。（図６参照） この第１の状態から前記球弁(11)を一方（矢印方向）に
９０度回動させると、前記一方の通過孔(12a) を介して
第１流路(13)と第３流路(15)とが連通した第２の状態に
切り替わる。このとき、他方の通過孔(12b) は前記第１
流路(13)とは非連通で第２流路(14)と連通した状態にな
る。（図７参照） この後、前記第２の状態から前記一方に９０度回動させ
ると、他方の通過孔(12b) によって第１流路(13)と第２
流路(14)とが連通した第３の状態になり、前記一方の通
過孔(12a) は前記第１流路(13)とは非連通で第３流路(1
5)と連通した状態になる。この第３の状態から９０度同
方向に回動させると、前記他方の通過孔(12b) を介して
第１流路(13)と第３流路(15)とが連通した第４の状態に
切り替わる。この後、更に同方向に９０度回動させる
と、前記第１の状態に戻る。このようにして、球弁(11)
を９０度同方向に回動させる度に、前記第１の状態→第
２の状態→第３の状態→第４の状態→第１の状態となる
ように流路連通状態が切り替わる。

【００１０】第１流路(13)〜第３流路(15)の態様によっ
ては、流れの方向が異なる場合があるが、何れにして
も、球弁(11)を９０度一方向に回動させる度に流路が切
り替わることとなる。請求項２の発明は、請求項１の発
明において『前記弁室内には、前記球弁(11)の停止位置
にて前記各通過孔の両端の各口部と一致する位置に環状
パッキンを設け、この環状パッキンは前記通過孔の前記
各口部周縁と前記弁室構成壁との間に水密状態に圧入状
態に介在される』ことである。

【００１１】このものでは、４つの環状パッキンによっ
て上記各流路切替状態（第１の状態〜第４の状態のうち
の各状態）での流路間の漏れが確実に防止できる。請求
項３の発明は、『通過孔(12a)(12b)は、その両端の口部
軸線に対して４５度に傾斜する軸線に沿って形成されて
いる』としたものであり、このものでは、小さな球弁(1
1)内に二つの通過孔が合理的に形成され、この部分の通
過抵抗が比較的少なくなる。

【００１２】この請求項１〜請求項３の発明に於いて、
請求項４の発明のように、『前記球弁(11)を電動機(2)
によって回転駆動する構成とし、前記電動機(2) を流路
を切り替える為の切替信号入力に応答して球弁(11)を９
０度回転駆動させて停止する制御手段を設けた』もので
は、前記切替信号入力の度に前記球弁(11)が９０度回転
して第１の状態（又は第３の状態）と第２の状態（又は
第４の状態）の間で連通状態が切り替わる。

【００１３】従って、流路切替が自動化できる。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明は、球弁(11)を一方向に
９０度回動させて停止させることにより、流路が切り替
わるから、前記球弁(11)の駆動装置又はその駆動機構を
簡素化できる。従って、三方切替弁が安価に製作でき
る。電動切替式の三方弁とした時に電動機(2) として簡
単なものが利用できる。

【００１５】請求項２の発明によれば、第１の状態〜第
２の状態のいずれにおいても、球弁(11)によって遮断さ
れるべき流路への漏れが同様な４つの環状パッキンによ
って確実防止できる。従って、前記流路への漏れを防止
する為の構成が簡単である。請求項３の発明によれば、
小さな球弁(11)内に一対の通過孔(12a)(12b)が合理的に
形成できると共に、球弁(11)内での圧力損失が少なくな
る。

【００１６】請求項４の発明は、上記課題を解決した上
で、電動切替式の三方弁とした場合に、制御装置の構成
が簡素化できる。また、電動機(2) は一方に回転するだ
けで良いから、トルクの小さな電動機(2) と減速機構の
組み合わせとすることができ、全体が安価に製作でき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施例の形態
を、図４以下に示す例と共に説明する。この実施の形態
は、本発明を電動弁として実施したものであり、図５に
示す構成の球弁(11)を用い、図４のように構成される。
同図の電動弁において、弁箱(1) 及び電動機(2) は、図
１のものと同様であり、前記球弁(11)と、前記電動機
(2) を制御する制御装置、及び、環状パッキンによるシ
ール構造の点で相違する。

【００１８】前記球弁(11)は、図４〜６に示すように、
一対の通過孔(12a)(12b)が仕切り壁(16)を介して対称に
形成された構成であり、通過孔(12a)(12b)の夫々の両端
の口部軸線相互が直交し、この間の流路は、前記口部相
互間に形成される外周壁(17)と前記仕切り壁(16)との間
に前記口部軸線に対して斜め４５度に形成される。な
お、前記両端の口部の何れが入口側となるかは、球弁(1
1)の姿勢によって逆転する。

【００１９】これら一対の通過孔(12a)(12b)の軸線は同
一平面上に位置するが、前記平面は球弁(11)の回転軸線
と直交する。この実施の形態では、前記球弁(11)の頂部
には、底部が円弧状に屈曲する凹溝(18)が形成されてお
り、この凹溝(18)に前記電動機(2) の出力軸(21)の下端
の板状部がかみ合っており、電動機(2) のトルクが減速
器(G) を介して前記出力軸(21)から球弁(11)に伝達され
ることとなる。

【００２０】なお前記電動機(2) は、前記球弁(11)を収
容する弁箱(1) に取付けられており、この電動機(2)
は、図１に示す従来の電動弁と同様の構成である。前記
弁箱(1) 内に於ける球弁(11)は、弁箱(1) 内の弁室(10)
内に回動自在に収容されているが、図６、図７に示すよ
うに、前記弁室(10)には上記第１流路(13)、第２流路(1
4)及び第３流路(15)が連通し、これらの各口部が前記弁
室(10)の側壁に開口する。この口部の軸線がＴ字状に直
交する。

【００２１】そして、前記第２流路(14)及び第３流路(1
5)の上流端となる口部が開口する前記側壁と球弁(11)と
の間には、球弁(11)の通過孔(12a)(12b)の一端の口部
と、前記第２流路(14)及び第３流路(15)の前記口部との
連通部分の気密（水密）を確保するための環状パッキン
(3a)(3a)が介在される。また、前記通過孔(12b) の他端
の口部と弁室(10)の側壁との間及び前記通過孔(12a) の
他方の口部と前記第１流路(13)の下流端の口部との間に
は、環状パッキン(3b)(3b)が介在されている。（図８参
照）そして、前記環状パッキン(3a)(3a)は、第２流路(1
4)の雌ネジ部に螺合される筒状の締付けネジ(N₁)により
球弁(11)に圧接され、他方の環状パッキン(3b)(3b)は第
１流路(13)の雌ネジ部に螺合される筒状の締付ネジ(N₂)
により球弁(11)に圧接される。

【００２２】また、前記出力軸(21)には、Ｏリング(22)
(22)が外嵌して弁箱(1) との貫通部の気密又は水密が確
保されている。従って、この第１流路(13)からの流体が
外部に漏れる心配がない。また、前記第１流路(13)と非
連通状態にある第２流路(14)と第３流路(15)の何れかと
の間で漏れが生じることもない。前記電動機(2) はケー
シング(20)内に収容され、同様にこのケーシング(20)内
に設けられる制御装置によって制御される構成となって
いる。この制御装置は、図７に示すような構成であり、
前記出力軸(21)と一体回動するように上下に並設される
一対の円板状のカム板(41)(42)（図４参照）と、前記カ
ム板(41)によってオン−オフされる主スイッチ(4a)と、
前記カム板(42)によってオン−オフされる補助スイッチ
(4b)と、操作スイッチ(40)と、保持用のコンデンサー(4
3)と、補助スイッチ(4b)の回路に挿入された表示ランプ
等の発光表示手段(44)と、からなる回路となっている。

【００２３】前記カム板(41)は、円板の外周を４等分し
た位置に切欠部(411) が設けられ、前記主スイッチ(4a)
は、そのアクチェータの先端が前記切欠部(411) に一致
すると接点が「オフ」の状態となる形式（常開接点形
式）のものである。前記カム板(42)は、円周を２等分し
た位置に切欠部(421) が形成され、前記補助スイッチ(4
b)は、そのアクチェータの先端部が前記切欠部(421) に
一致すると、接点が「オン」となる形式（常閉接点形
式）であり、この補助スイッチ(4b)が「オン」となる２
つの時点が、前記主スイッチ(4a)が「オフ」となる４つ
の時点の内の２つの時点と一致させている。

【００２４】従って、球弁(11)が図６の状態にあって、
しかもカム板(41)(42)が図８の状態にあるときを初期状
態とすると、この状態では、主スイッチ(4a)及び補助ス
イッチ(4b)のアクチェータが共に前記切欠部に一致して
おり、主スイッチ(4a)が「オフ」となっているが補助ス
イッチ(4b)が「オン」となっている。そして、この状態
から出力軸(21)が１８０度回転した状態で同様の状態に
なる。

【００２５】この実施の形態のものは、前記初期状態で
は、弁箱(1) 内の流路は、図６の第１の状態にあり、制
御装置のカム板(41)(42)と主スイッチ(4a)および補助ス
イッチ(4b)の関係は、図９の状態にあって、電源スイッ
チ(45)を「オン」にすると、発光表示手段(44)が表示状
態となる。この状態から、流路を切り替えるには、操作
スイッチ(40)を操作する。これにより電動機(2) が動作
して、主スイッチ(4a)が「オン」になり、電動機(2) の
回路が導通したままに維持される。前記操作スイッチ(4
0)は押しボタンスイッチであるから、操作後はその接点
が開成される。一方、主スイッチ(4a)が「オン」となる
までに一定の時間が必要になるが、この間は、電動機
(2) への回路はコンデンサー(43)によって保持された状
態にある。このコンデンサー(43)が放電終了するまで
に、主スイッチ(4a)が「オン」となるから、電動機(2)
の動作が継続される。その後、カム板(41)が前記初期状
態から９０度回転して切欠部(411) と主スイッチ(4a)の
アクチェータの先端とが一致すると、この主スイッチ(4
a)がオフとなり、電動機(2) が停止される。この状態
は、図７に示すように、球弁(11)の通過孔(12a) によっ
て第１流路(13)と第３流路(15)とが連通した第２の状態
である。この状態では、カム板(42)の切欠部(421) と補
助スイッチ(4b)のアクチェータとが一致していないか
ら、発光表示手段(44)は発光しない。これにより、球弁
(11)が第２の状態にあることが判断できる。

【００２６】この後、操作スイッチ(40)を操作すると、
上記と同様の動作によって球弁(11)が９０度同方向に回
転されて、球弁(11)の通過孔(12b) を介して第１流路(1
3)と第２流路(14)とが連通した第３の状態となる。この
ときカム板(42)の切欠部(421) が補助スイッチ(4b)のア
クチェータと一致し、この補助スイッチ(4b)が「オン」
となり、発光表示手段(44)が発光状態となる。この発光
によって球弁(11)が第３の状態にあって、第１の状態と
同様に、第１流路(13)と第２流路(14)とが連通し、第１
流路(13)と第３流路(15)とが遮断されていることが判断
できる。

【００２７】もう一度操作スイッチ(40)が操作されると
球弁(11)が同方向に９０度回転されて第１流路(13)と第
３流路(15)とが連通し、第２流路(14)が非連通となった
第４の状態になる。このように、操作スイッチ(40)が操
作される度に、球弁(11)が９０度回転された後に停止し
て弁箱(1) 内の流路が切り替えれられる。

【００２８】特に、上記実施の形態では、弁箱(1) 内が
前記第１の状態（又は第２の状態）にあることが、発光
表示手段(44)の発光表示によって外部から判断できるか
ら、使い勝手が良い。上記実施の形態では第１流路(13)
が入口側で第２流路(14)及び第３流路(15)が出口側とな
る構成としたが、第２流路(14)及び第３流路(15)が入口
側で第１流路(13)が出口側であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電動式の三方弁の断面図

【図２】弁箱(1) 内の流路が第１の状態にあるときの断
面図

【図３】第２の状態に切替えたときの断面図

【図４】本発明の実施の形態の断面図

【図５】球弁(11)の斜視図

【図６】本発明の実施の形態における第１の状態の流路
図

【図７】第２の状態に切替えたときの流路図

【図８】球弁(11)と環状パッキン(3a)(3b)との関係を示
す斜視図

【図９】制御装置としての電気回路図

【符号の説明】

(13)・・・第１流路 (14)・・・第２流路 (15)・・・第３流路 (1) ・・・弁箱 (11)・・・球弁 (12a) ・・・通過孔 (12b) ・・・通過孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１流路(13)の口部、第２流路(14)の口
   部、及び、第３流路(15)の口部が夫々弁箱(1) 内の弁室
   に開口し、これら口部の軸線がＴ字状に直交状態に交差
   し、前記弁室に球弁(11)を設け、前記球弁(11)を回動さ
   せることにより前記第１、第２、及び、第３流路相互の
   連通状態を切り替えるようにした三方弁において、前記
   球弁(11)は、一対の通過孔(12a)(12b)が対称に設けら
   れ、前記通過孔の両端の口部軸線が相互に直交すると共
   に前記口部軸線が前記球弁(11)の回転軸線に対して直交
   する構成とした三方弁。
2. 【請求項２】 前記弁室内には、前記球弁(11)の停止位
   置にて前記各通過孔の両端の各口部と一致する位置に環
   状パッキンを設け、この環状パッキンは前記通過孔の前
   記各口部周縁と前記弁室構成壁との間に水密状態に圧入
   状態に介在される請求項１に記載の三方弁。
3. 【請求項３】通過孔(12a)(12b)は、その両端の口部軸線
   に対して４５度に傾斜する軸線に沿って形成されてい
   る、請求項１又は２に記載の三方弁。
4. 【請求項４】 前記球弁(11)を電動機(2) によって回転
   駆動する構成とし、前記電動機(2) の流路を切り替える
   為の切替信号入力に応答して球弁(11)を９０度回転駆動
   させて停止する制御手段を設けた請求項１から請求項３
   までの何れかに記載の三方弁。