JP2004060799A

JP2004060799A - 三方切換弁

Info

Publication number: JP2004060799A
Application number: JP2002221255A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Ito; 伊東　雅晴; Kenichi Nomura; 野村　健一; Kenji Yoshiga; 吉賀　健二
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】構成簡単で組立工数を少なくし、機能が安定し、弁内の水の滞留をなくし、流水の汚れや冬場の凍結に伴う膨張破壊をなくする。
【解決手段】弾性体素材のボール弁体１０と、ボール弁体１０を収容する弁ケース２０と、弁ケース２０に形成された流入口１５１及び二つの流出口１５２，１５３とを具備する。ボール弁体１０にはその中心部付近で合流する断面円形の流入路１１と流出路１２とが穿設されている。流入路１１は常時流入口１５１に接続していると共に、流出路１２は二つの流出口１５２，１５３に択一的に接続するように配置されている。ボール弁体１０には中心部付近を通って流入路１１と流出路１２とに連通する水抜き孔１４が両流路１１，１２に直交するように形成されている。ボール弁体１０における流出路１２の出口と反対位置が平面状の平坦部１５として形成されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三方切換弁に係り、特に、ボール弁体が回転可能に収納される弁室を有する三方切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切換弁として、例えば特開２０００−１８４０５号公報に浴槽Ｂ用のものとして四方切換弁が開示されている。
【０００３】
図５は、前記公報記載のユニットバスの一例を概略的に図示したものであり、通常、該ユニットバスは、給湯ユニットＡ、浴槽Ｂ、四方切換弁Ｖ及びフィルタＣ等の機器を備え、該各機器を管路で接続した構造となっている。ユニットバスは、通常の運転においては、浴槽Ｂの湯水を給湯ユニットＡ、フィルタＣ、四方切換弁Ｖを介して前記浴槽Ｂに戻すメイン循環路（湯水の流れを矢印Ｉで示す）を用いて循環させ、前記給湯ユニットＡで湯温を調節して、浴槽Ｂ内の湯温を入浴適温に保持している。
【０００４】
前記フィルタＣは、該メイン循環路Ｉを循環する湯水を洗浄するためのものであるが、湯水を循環しているとフィルタＣに湯垢や塵挨等が付着して、不衛生になるおそれがある。このため定期的にフィルタＣを洗浄する必要があり、その場合は、四方切換弁Ｖを切換え、湯水を浴槽Ｂに戻すことなく、循環路ＩＩの如く四方切換弁Ｖから給湯ユニットＡに導き、該給湯ユニットＡで湯水を昇温させながら前記フィルタＣを介して前記四方切換弁Ｖに導くように循環させる。
これにより、フィルタＣは、高温の湯水を所要時間循環させることで洗浄され、洗浄が終了すると、前記四方切換弁Ｖを切換えて、循環路ＩＩＩの如く前記フィルタＣからの洗浄湯水を四方切換弁Ｖを介して外部に排出する。
【０００５】
さらに、かかる浴槽Ｂにおいては、電解槽Ｄを配置し、図５に示す如く、給湯ユニットＡの出力側に三方切換弁１５０を設け、フィルタＣ側以外に電解槽Ｄに湯水を導いて電解槽Ｄにて除菌を行い、四方切換弁Ｖを介して浴槽Ｂに湯水に戻すことが行われる。即ち、上記三方切換弁１５０は、給湯ユニットＡからの湯水をフィルタＣ側と電解槽Ｄ側に切換・変更できるように構成されており、流入口１５１と二つの流出口１５２，１５３とを備えている。
【０００６】
かかる三方切換弁としては図６に示す断面図のものが考えられる。即ち、三方切換弁１５０は、弁ケース１１２と、前記弁ケース１１２の上部に配置されたギャードモーター１２０、該弁ケース１１２の弁室１１５内に配置されたボール状弁体１３０と、該ボール状弁体１３０を前記弁室１１５内に保持するために、前記弁ケース１１２の左側面開口部１１５ａにその螺合部１３６ａで螺入される押さえシート１３６と、前記左側面開口部１１５ａを閉鎖する弁カバー１１３を備えている。前記弁ケース１１２は、下部に一つの流入口１５１と側部に二つの流出口１５２，１５３とが形成されている。
【０００７】
ボール状弁体１３０は、その中心部付近で合流する断面円形の流入路１３１と流出路１３２とが穿設されており、流入路１３１は、常時、流入口１５１に接続していると共に、流出路１３２は、二つの流出口１５２，１５３の内の一方と択一的に接続するように配置されている。
【０００８】
ボール状弁体１３０は、ギャードモーター１２０により弁軸１２５を介して回転駆動され、択一的に切換変更できるように、その回転位置を設定できるようになっている。弁ケース１１２の流入口１５１から流入した湯水は、ボール状弁体１３０の流入路１３１から流出路１３２へと導かれ、ボール状弁体１３０を回転して切換変更した所定の位置により、前記二つの流出口１５２，１５３に択一的に接続されて、フィルタＣ側、若しくは、電解槽Ｄ側のいずれかに流れるようになっており、浴槽Ｂの切換手段として機能する。
【０００９】
さらに、上記三方切換弁１５０は、弁室１１５内のボール状弁体１３０と、弁ケース１１２及び押さえシート１３６との接触部分に、複数のパッキン１４１，１４２が介在されており、上記接触部分で弁室１１５から二つの流出口１５２，１５３への湯水の漏洩を防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような三方切換弁に於いては、上記のように複数のパッキン１４１，１４２を準備しなければならないばかりでなく、切換弁の組立時にパッキン１４１，１４２の装着作業が必要であり、組立工数が多くなるばかりでなく、パッキン１４１，１４２の素材が不均一な場合には、切換弁の機能が安定しなくなるなどの不具合が生ずることがある。
本発明は、かかる点に鑑みて発明されたもので、その課題とするところは、部品点数が少なく、構成が簡単で組立工数が少なく、機能が安定した切換弁を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成すべく、本発明に係る切換弁は、下記の手段を講じた。
請求項１記載の三方切換弁は、弾性体で形成されるボール弁体と、該ボール弁体が回転可能に収納される弁室を有し且つ該弁室に連通する流入口及び二つの流出口とが形成される弁ケースと、を具備し、ボール弁体にはその中心部付近で合流する流入路と流出路とが穿設されており、ボール弁体の回転動作において、流入路は常時流入口に接続していると共に、流出路は上記二つの流出口に択一的に接続するように配置されている切換弁において、上記ボール弁体には、その中心部付近を通って流入路と流出路とに連通する水抜き孔が流入路と流出路に直交するように形成されていることを特徴とする。
請求項２記載の三方切換弁は、上記三方切換弁において、ボール弁体における流出路の出口と反対側が平面状の平坦部として形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる手段により、弁ケース側にボール弁体とのシール部品を別途設ける必要がなくなり、ボール弁体の製造を簡単にし、汎用性の向上を図ると共にボール弁体の強度を保持させながら、弾性材によるシール機能を実現させる。また、弁ケース内に流体を滞留させない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の三方切換弁の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る三方切換弁の実施形態を示す第１状態の縦断面図、図２は同切換弁の外観を示す斜視図、図３は同切換弁の第２状態の縦断面図、図４（Ａ）は同切換弁のボール弁体の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図である。なお、図１乃至図４において、図５，６と同一部分には、同一符号を付して説明を省略している。
【００１４】
本実施の形態における三方切換弁は、球体状のボール弁体１０に流入路１１と流出路１２とからなる流路が形成されること、弁ケース２０が回転可能に収納される弁室２１を有すること、弁ケース２０には流入口１５１、流出口１５２及び流出口１５３が形成されること、及び、流入口１５１と各流出口１５２，１５３のいづれか１つとは流入路１１と流出路１２とによって選択的に連通可能であることなどは図６の構成と変わるものではない。なお、図１乃至図３において、符号１６及び符号２２はビス、符号１７は弁カバー及び符号１８はモータ取付台である。
【００１５】
本実施の形態における三方切換弁の第１の特徴は、ボール弁体１０における弁ケース２０との少なくとも摺接部分１０ａを、シール可能な弾性材で構成することにある。本実施の形態では、ボール弁体１０全体を弁ケース２０との間でシール可能な弾性材、例えば、ゴムで構成している。
そして、更にボール弁体１０の全体形状を強固に保持させるために、そして、ボール弁体１０を正確な角度で回転させるために、ゴムの中に補強枠１３を内在させている。該補強枠１３には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、弁軸１２５の係合凸部１２５ａからの回転力を受ける弁軸受け凹部１３ａが形成されている。
【００１６】
更に、本実施の形態の特徴として、ボール弁体１０に形成されている断面円形の流入路１１と流出路１２との中心部付近には、水抜き孔１４が、流入路１１と流出路１２が形成されている面とは直角方向に、且つ、ボール弁体１０を貫通して穿設されている。このボール弁体１０の水抜き孔１４により、ボール弁体１０の姿勢（回転位置）がどこにあっても、常に流入路１１と流出路１２に連通していることになり、弁室２１内に水が滞ることがないから、流水の汚れや冬場の凍結に伴う膨張破壊が発生する惧れがないという効果がある。
【００１７】
また、図１に示すように、ボール弁体１０における流出路１２の開口部とは反対側の面は、平板状の平坦部１５として形成されている。これは、ボール弁体１０の流路切換に伴う回転時に、弁ケース２０のボール弁体１０支持部（摺接部分１０ａ）との摩擦を少なくして回転を円滑に行わせるためである。
【００１８】
上記実施の形態の別例として、ボール弁体１０の芯部は材料的に強度が大きい素材を用い、表面のみを弾性材で構成しても良い。
更に、別例として、ボール弁体１０の表面に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を染み込ませるか、或いは、ＰＴＦＥ混合材で成形することも、回転抵抗を低減することができ、好ましい形態である。また、ボール弁体１０の表面素材に、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）又はテフロン（登録商標）を練りこむか、或いはコーティングするようにしてもよい。
【００１９】
一方、ボール弁体１０を受ける弁ケース２０側の摺接部は、ボール弁体１０に損傷・磨耗等を発生させないために、角部をアール形状としている。
また、本発明は、切換弁に関するものであるが、その他の弁ボールにも適用が可能であることは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る切換弁は、上記構成により、弁ケース側にボール弁体とのシール部品を別途設ける必要が少なくなるから、部品点数を少なくして構成を簡略化でき、組立工数も少なくすることができる。
【００２１】
また、ボール弁体の製造を簡単にし、ボール弁体の汎用性を高めることができ、弾性材の中に補強枠を内在させることにより、ボール弁体の強度を保持させながら、弾性材の柔らかさを実現する。
【００２２】
更に、弁軸受け凹部をボール弁体における弁軸からの受動部とすることで、弁軸の駆動力を確実にボール弁体に伝えることができる。更に、弾性材はゴムとすることで、ボール弁体の製造コストの低廉化を実現することができる。
また、弁ケース内の水の滞留をなくし、流水の汚れや冬場の凍結に伴う膨張破壊がない三方切換弁とすることができる。また、更にボール弁体の回転を円滑にし、その結果としてボール弁体及び弁ケースの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る三方切換弁の実施形態を示す第１状態の縦断面図。
【図２】同切換弁の外観を示す斜視図。
【図３】同切換弁の第２状態の縦断面図。
【図４】図４（Ａ）は同三方切換弁のボール弁体の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面図。
【図５】切換弁が使用される浴槽Ｂの給湯系の概略図。
【図６】三方切換弁の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
Ａ・・・給湯ユニット　　　　　　Ｂ・・・浴槽
Ｖ・・・（四方）切換弁　　　　　　Ｃ・・・フィルタ　　Ｄ・・・電解槽
１０・・ボール弁体　　　　　　　１０ａ・・摺接部分
１１・・流入路　　　　　　　　　１２・・流出路
１３・・補強枠　　　　　　　　　１３ａ・・弁軸受け凹部
１４・・水抜き孔　　　　　　　　１５・・平坦部
１６・・ビス　　　　　　　　　　１７・・弁カバー
１８・・モータ取付台　　　　　　２０・・弁ケース
２１・・弁室　　　２２・・ビス
１１２・・弁ケース　　　　　　　１１３・・弁カバー
１１５・・弁室　　　　　　　　　１１５ａ・・左側面開口部
１２０・・ギャードモーター　　　１２５・・弁軸
１２５ａ・・係合凸部　　　１３０・・ボール状弁体　　　１３１・・流入路
１３２・・流出路　　　　　　　　　１３６・・押さえシート
１３６ａ・・螺合部　　　　　　　　１４１，１４２・・パッキン
１５０・・三方切換弁　　　　　　　１５１・・流入口
１５２・・流出口　　　　　　　　　１５３・・流出口

Claims

弾性体で形成されるボール弁体と、該ボール弁体が回転可能に収納される弁室を有し且つ該弁室に連通する流入口及び二つの流出口とが形成される弁ケースと、を具備し、ボール弁体にはその中心部付近で合流する流入路と流出路とが穿設されており、ボール弁体の回転動作において、流入路は常時流入口に接続していると共に、流出路は上記二つの流出口に択一的に接続するように配置されている三方切換弁において、
上記ボール弁体には、その中心部付近を通って流入路と流出路とに連通する水抜き孔が流入路と流出路に直交するように形成されていることを特徴とする三方切換弁。
ボール弁体における流出路の出口と反対側が平面状の平坦部として形成されていることを特徴とする請求項１記載の三方切換弁。