JP2001336637A - Seal structure of valve - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流路に配置
され、流体の圧力や温度応動要素によって作動する弁体
と、この弁体が当接する弁座との間のシール構造に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealing structure between a valve element disposed in a fluid flow path and operated by a pressure or temperature responsive element of the fluid, and a valve seat with which the valve element contacts.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、水道水をそのまま飲料水として用
いることなく、水処理装置等を通した浄水を飲料水とし
て用いることが広く行われている。また、この水処理装
置として活性炭を内備するものがあり、更に、この活性
炭の再生機能を備えたものもある。このような活性炭再
生機能を備えた水処理装置においては、その活性炭の再
生方法として、活性炭層内部の水を加熱して処理する方
法がとられている。従って、このような水処理装置の活
性炭層からは、その通常運転時には常温の浄水が吐出さ
れ、活性炭再生時には熱排水が吐出されることになる。2. Description of the Related Art In recent years, it has been widely used to use purified water passed through a water treatment device or the like as drinking water without using tap water as drinking water as it is. Some of the water treatment apparatuses are provided with activated carbon, and others have a function of regenerating the activated carbon. In a water treatment apparatus having such an activated carbon regenerating function, a method of regenerating the activated carbon by heating and treating water in an activated carbon layer is employed. Therefore, from the activated carbon layer of such a water treatment apparatus, purified water at normal temperature is discharged during normal operation, and hot wastewater is discharged during activated carbon regeneration.
【０００３】ところが、浄水の吐出先には、中空糸膜フ
ィルタなどを介して給水管が配置されていることが多
く、熱排水を浄水と同じ吐出先に流すと、中空糸膜フィ
ルタを損傷してしまうという問題がある。このため、熱
排水が流れる場合には、排水管へ吐出させるように流路
を切り替える必要がある。この吐出先の切り替えのため
に、感温弁体を備えた流路切替装置が使用されている。[0003] However, a water supply pipe is often arranged at the discharge destination of the purified water via a hollow fiber membrane filter or the like. When hot waste water is flown to the same discharge destination as the purified water, the hollow fiber membrane filter is damaged. Problem. For this reason, when hot drainage flows, it is necessary to switch the flow path so as to discharge to the drain pipe. To switch the discharge destination, a flow path switching device provided with a temperature-sensitive valve element is used.
【０００４】このような流路切替装置として、形状記憶
合金ばねとバイアスばねとを組み合わせて、流体の温度
によって弁体が作動し、流路が自動的に切替えられるよ
うにしたものが知られている。[0004] As such a flow path switching device, there has been known a device in which a shape memory alloy spring and a bias spring are combined so that a valve body operates according to a temperature of a fluid and a flow path is automatically switched. I have.
【０００５】この場合、弁体は、ハウジングで形成され
た流路内に移動可能に配置され、移動方向の一端には熱
水流出口が配置され、他端には浄水流出口が配置されて
いる。更に、弁体の浄水流出口側には、弁体を熱水流出
口に向けて付勢するバイアスばねが配置され、弁体の熱
水流出口側には、弁体を浄水流出口に向けて付勢する形
状記憶合金ばねが配置されている。更に、弁体は、その
外周に設けられたＯリング溝に嵌着されたＯリングを有
し、各流出口に設けられた弁座にＯリングを介して当接
することにより、流路の開閉を行うようになっている。In this case, the valve element is movably disposed in a flow path formed by the housing, and a hot water outlet is disposed at one end in the moving direction, and a purified water outlet is disposed at the other end. . Further, a bias spring for urging the valve body toward the hot water outlet is disposed on the purified water outlet side of the valve body, and the valve body is attached to the purified water outlet on the hot water outlet side of the valve body. An energizing shape memory alloy spring is disposed. Further, the valve body has an O-ring fitted in an O-ring groove provided on the outer periphery thereof, and a valve seat provided at each outlet is abutted through the O-ring to open and close the flow path. It is supposed to do.
【０００６】上記のような流路切替装置によれば、水の
温度が低いときには、バイアスばねによって弁体が熱水
流出口を塞ぎ、水の温度が所定値より高くなると、形状
記憶合金ばねによって弁体が浄水流出口を塞ぐので、水
の温度によって流路を自動的に切替えることができ、熱
排水が浄水側に流れるのを防止できる。According to the above-described flow path switching device, when the temperature of the water is low, the valve body closes the hot water outlet by the bias spring, and when the temperature of the water becomes higher than a predetermined value, the valve is opened by the shape memory alloy spring. Since the body blocks the purified water outlet, the flow path can be automatically switched according to the temperature of the water, and the heat drainage can be prevented from flowing to the purified water side.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、流路内でス
ライドする弁体と、この弁体のスライドをガイドするガ
イド壁との間には、弁体のスライドを許容すると共に、
部品の寸法精度に許容度をもたせるため、わずかな隙間
が設けられている。しかし、弁体が流体の圧力を受けて
作動する場合には、流体の圧力の偏心によって、あるい
は弁体が形状記憶合金ばねとバイアスばねによって作動
する場合には、各ばねの荷重が偏心的に作用することに
よって、弁体が傾いて弁座に密着しないことがあった。
すなわち、弁体に装着したＯリングが、弁座に斜めに当
たり、隙間が生じてしまい、シール不良が起こるのであ
る。By the way, between the valve body that slides in the flow path and the guide wall that guides the slide of the valve body, the slide of the valve body is allowed,
A slight gap is provided to allow for dimensional accuracy of the part. However, when the valve element operates under the pressure of the fluid, the load of each spring is eccentric when the valve element operates by the eccentricity of the fluid pressure, or when the valve element operates by the shape memory alloy spring and the bias spring. By acting, the valve body was sometimes inclined and did not adhere to the valve seat.
That is, the O-ring mounted on the valve body obliquely hits the valve seat, and a gap is generated, resulting in poor sealing.
【０００８】図８には、従来の弁体に設けたＯリング溝
１１０と、このＯリング溝１１０に嵌着されたＯリング
１１１と、Ｏリング１１１が当接する弁座１１２との関
係が示されている。すなわち、従来のＯリング１１１
は、Ｏリング溝１１０内でほとんど隙間がない状態で嵌
着されており、弁座１１２に圧接されてもＯリング溝１
１０内で移動することはほとんどない状態となってい
る。したがって、弁体が傾くと、弁座１１２に斜めに当
たり、隙間が生じてしまうのである。FIG. 8 shows the relationship between an O-ring groove 110 provided in a conventional valve element, an O-ring 111 fitted in the O-ring groove 110, and a valve seat 112 with which the O-ring 111 abuts. Have been. That is, the conventional O-ring 111
Are fitted in the O-ring groove 110 with almost no gap, so that the O-ring groove 1
There is hardly any movement within 10. Therefore, when the valve body is tilted, it hits the valve seat 112 obliquely, and a gap is generated.
【０００９】また、これを防止する目的でシール荷重を
大きくし、Ｏリングの弾性変形量を大きくしてシール性
を確保しようとすると、両ばねも大型化し、弁全体が大
型化してしまうという問題点も有していた。In order to prevent this, if the sealing load is increased and the amount of elastic deformation of the O-ring is increased to ensure the sealing performance, both springs are enlarged, and the entire valve is enlarged. He also had points.
【００１０】したがって、本発明の目的は、流体の圧力
やばねの荷重が偏心的に作用することにより弁体が傾い
ても、シール不良が起こりにくくし、かつ、シール荷重
をより軽減させることができる弁のシール構造を提供す
ることにある。Accordingly, an object of the present invention is to make it difficult for poor sealing to occur even when the valve body is tilted due to the eccentricity of the pressure of the fluid and the load of the spring, and to further reduce the sealing load. It is an object of the present invention to provide a valve sealing structure that can be used.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１は、流体の流路に配置された弁体と、
この弁体が流路を塞ぐために当接する弁座とを備え、前
記弁体の外周にＯリング溝が形成され、このＯリング溝
に嵌着されたＯリングを介して、前記弁体が前記弁座に
当接することによりシールがなされる弁のシール構造に
おいて、前記Ｏリング溝は、前記Ｏリングの太さよりも
広い溝幅を有し、前記弁体が前記弁座に当接するとき
に、前記Ｏリングが弁座によって押圧される方向に向け
て、徐々に溝深さが浅くなる傾斜面が形成されているこ
とを特徴とする弁のシール構造を提供するものである。To achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a valve element disposed in a fluid flow path,
The valve body includes a valve seat that abuts to close the flow path, an O-ring groove is formed on the outer periphery of the valve body, and the valve body is connected to the valve body via an O-ring fitted in the O-ring groove. In the seal structure of a valve in which sealing is performed by abutting on a valve seat, the O-ring groove has a groove width wider than the thickness of the O-ring, and when the valve body abuts on the valve seat, An object of the present invention is to provide a valve seal structure, wherein an inclined surface whose groove depth is gradually reduced is formed in a direction in which the O-ring is pressed by a valve seat.
【００１２】上記第１の発明によれば、弁体が傾いて弁
座に当接するとき、Ｏリングの弁座に強く当たる部分
は、Ｏリング溝の傾斜面を上るように軸方向に移動する
ので、弁体が傾いていてもＯリングの全周が弁座に均一
に当たり、シール不良を防止することができる。According to the first aspect of the invention, when the valve body is inclined and comes into contact with the valve seat, the portion of the O-ring that strongly contacts the valve seat moves in the axial direction so as to go up the inclined surface of the O-ring groove. Therefore, even if the valve body is tilted, the entire circumference of the O-ring uniformly hits the valve seat, thereby preventing poor sealing.
【００１３】また、弁体が弁座から離れると、Ｏリング
の上記傾斜面を上るように移動した部分が、Ｏリングの
弾性的な収縮力によって傾斜面を下って、Ｏリング溝の
底面に戻るので、弁体が正しい角度で弁座に当接した場
合にシールがなされる当初の位置に自動的に復帰させる
ことができる。When the valve element is separated from the valve seat, the portion of the O-ring that has moved up the inclined surface descends on the inclined surface due to the elastic contraction force of the O-ring, and is placed on the bottom surface of the O-ring groove. Since it returns, when the valve body abuts on the valve seat at a correct angle, it can be automatically returned to the initial position where the seal is made.
【００１４】本発明の第２は、上記第１の発明におい
て、前記Ｏリング溝の底面は、前記弁体の軸心に対して
平行な面をなし、この底面に連続して前記傾斜面が設け
られている弁のシール構造を提供するものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the bottom surface of the O-ring groove forms a surface parallel to the axis of the valve body, and the inclined surface is continuous with the bottom surface. An object of the present invention is to provide a sealing structure of a provided valve.
【００１５】上記第２の発明によれば、弁体が弁座から
離れ、Ｏリングが傾斜面を下って底面に戻ったとき、底
面が弁体の軸心に対して平行な面からなるため、弁体が
底面のみに接した状態で変形することなく保持され、次
に弁体が弁座に当接するときにＯリングが動きやすくす
ることができる。According to the second aspect of the present invention, when the valve body separates from the valve seat and the O-ring returns to the bottom surface after going down the inclined surface, the bottom surface is formed of a surface parallel to the axis of the valve body. The valve body is held in contact with only the bottom surface without being deformed, and the O-ring can be easily moved when the valve body next comes into contact with the valve seat.
【００１６】本発明の第３は、上記第１又は第２の発明
において、前記Ｏリング溝の前記傾斜面は、前記弁体の
軸心方向に沿った断面で見たとき、傾斜した平面又は曲
面をなす弁のシール構造を提供するものである。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the inclined surface of the O-ring groove is an inclined plane or a flat surface when viewed in a cross section along the axial direction of the valve body. An object of the present invention is to provide a valve sealing structure having a curved surface.
【００１７】上記第３の発明によれば、傾斜面が傾斜し
た平面をなす場合には、傾斜面を上るＯリングの移動量
に対して一定の割合でＯリングの収縮力が増大し、傾斜
面が曲面をなす場合には、傾斜面を上るＯリングの移動
量に対して急激にＯリングの収縮力が増大するようにす
ることができる。According to the third aspect, when the inclined surface forms an inclined plane, the contraction force of the O-ring increases at a fixed rate with respect to the movement amount of the O-ring moving up the inclined surface, and When the surface is a curved surface, the contraction force of the O-ring can be made to rapidly increase with respect to the amount of movement of the O-ring going up the inclined surface.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１〜６には、本発明による流路
切替バルブの１実施形態が示されている。図１は、本流
路切替バルブの斜視図、図２は本流路切替バルブの分解
斜視図、図３は本流路切替バルブの弁体が第１の位置に
ある状態を示す側断面図、図４は本流路切替バルブの弁
体が第２の位置にある状態を示す側断面図、図５は弁体
に設けたＯリング溝及びＯリングを示す説明図、図６は
Ｏリング溝とＯリングとの関係を拡大して示す説明図で
ある。1 to 6 show an embodiment of a flow path switching valve according to the present invention. 1 is a perspective view of the present flow path switching valve, FIG. 2 is an exploded perspective view of the present flow path switching valve, FIG. 3 is a side sectional view showing a state where the valve element of the present flow path switching valve is at a first position, and FIG. FIG. 5 is a side sectional view showing a state where the valve element of the present flow path switching valve is at the second position, FIG. 5 is an explanatory view showing an O-ring groove and an O-ring provided in the valve element, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an enlarged relationship with FIG.
【００１９】まず、本流路切替バルブの構造を説明す
る。図１に示すように、本流路切替バルブ１１は、筒状
の本体２の一端部から延出する第１の吐出口４、他端部
から延出する第２の吐出口５を有し、更に、側面中央か
らＴ字形に延出する導入口３を有している。そして、図
２に示すように、前記本体２，前記導入口３及び前記第
１の吐出口４は一体となりケーシング１０を構成してい
る。また、前記第２の吐出口５は、前記ケーシング１０
と別体の筒状体であり、形状記憶合金ばね７、弁体８及
びバイアスばね９を前記ケーシング１０の開口部よりそ
の内部に配置した後、該開口部に挿着できる構造となっ
ている。First, the structure of the present flow path switching valve will be described. As shown in FIG. 1, the present flow path switching valve 11 has a first discharge port 4 extending from one end of a cylindrical main body 2 and a second discharge port 5 extending from the other end, Furthermore, it has an inlet 3 extending in a T-shape from the center of the side surface. Then, as shown in FIG. 2, the main body 2, the introduction port 3, and the first discharge port 4 are integrated to form a casing 10. Further, the second discharge port 5 is connected to the casing 10.
The shape memory alloy spring 7, the valve body 8, and the bias spring 9 are disposed inside the casing 10 through the opening thereof, and can be inserted into the opening. .
【００２０】前記ケーシング１０を構成する筒状の本体
２の内部は、図３に示すように、前記弁座６を境にし
て、前記第１の吐出口４側の第２室１０２とその反対側
の第１室１０１に仕切られている。前記第１室１０１
は、形状記憶合金ばね７と、該形状記憶合金ばね７の内
周に挿入配置された弁体８とを備えている。第２室１０
２の弁座６に近接した部分は、弁体８の端部８１が挿入
されるガイド孔６１をなしている。そして、弁体８は、
上記端部８１が前記弁体ガイド孔６１に挿入され、他端
部８２が前記第２の吐出口５に挿入されることで、軸方
向にスライド可能に保持されている。As shown in FIG. 3, the inside of the cylindrical main body 2 constituting the casing 10 is separated from the second chamber 102 on the side of the first discharge port 4 with the valve seat 6 as a boundary. The first chamber 101 on the side is partitioned. The first chamber 101
Includes a shape memory alloy spring 7 and a valve body 8 inserted and arranged on the inner periphery of the shape memory alloy spring 7. Second room 10
The portion adjacent to the second valve seat 6 forms a guide hole 61 into which the end portion 81 of the valve element 8 is inserted. And the valve element 8 is
The end portion 81 is inserted into the valve body guide hole 61 and the other end portion 82 is inserted into the second discharge port 5, so that the end portion 81 is slidably held in the axial direction.
【００２１】前記弁体８の前記弁体ガイド孔６１に挿入
されている端部８１は、断面が十字形となる柱状をなし
ている。そして、断面十字の放射状突片の外側面が前記
弁体ガイド孔６１の内壁に当接することにより弁体８が
支持され、各突片の隙間部を流体が通過できる構造とな
っている。The end portion 81 of the valve body 8 inserted into the valve body guide hole 61 has a columnar shape having a cross-shaped cross section. The valve body 8 is supported by the outer surface of the radial projecting piece having a cross-shaped cross section abutting against the inner wall of the valve body guide hole 61, so that the fluid can pass through the gap between the projecting pieces.
【００２２】前記弁体８の前記第２の吐出口５に挿入さ
れている端部８２は、周壁が切り欠かれた有底円筒状を
なし、その円筒内部空間８３と前記第２の吐出口５の管
内部５１が連続して第３室１０３を形成し、前記有底円
筒状端部８２の外周と前記第２の吐出口５の端部内周と
が摺接して、第１室１０１と第３室１０３とを区画する
ようになっている。なお、前記有底円筒状端部８２の周
壁には連通孔８４が設けられ、該連通孔８４により前記
第１室１０１と前記第３室１０３とが連通されるように
なっている。また、前記第２の吐出口５は、前記ケーシ
ング１０にねじ５３で固定されている。そして、第２の
吐出口５の内方の端部は、弁座５４をなしている。An end portion 82 of the valve body 8 inserted into the second discharge port 5 has a cylindrical shape with a cut-out peripheral wall and has a cylindrical internal space 83 and the second discharge port. 5 forms a third chamber 103 continuously, and the outer circumference of the bottomed cylindrical end 82 and the inner circumference of the end of the second discharge port 5 are in sliding contact with each other, so that the first chamber 101 and the first chamber 101 are in contact with each other. The third chamber 103 is partitioned. A communication hole 84 is provided in the peripheral wall of the bottomed cylindrical end 82, and the first chamber 101 and the third chamber 103 are connected by the communication hole 84. The second discharge port 5 is fixed to the casing 10 with a screw 53. The inner end of the second discharge port 5 forms a valve seat 54.
【００２３】前記形状記憶合金ばね７は、その一端が前
記弁座６の外周に設けられた環状溝６２に係合し固定さ
れ、他端は、前記弁体８の外周に形成された環状突出部
８５に当接している。また、前記バイアスばね９は、そ
の一端が前記有底円筒状端部８２の内底部に当接し、他
端は、前記第２の吐出口５の内周に形成された環状突出
部５２に当接している。なお、前記バイアスばね９は、
前記環状突出部５２に当接している端部が固定端とな
り、前記弁体８への押力が作用する構造となっている。
また、前記形状記憶合金ばね７は、前記環状溝６２に固
定されている端部が固定端となり、前記弁体８への押力
が作用する構造となっている。The shape memory alloy spring 7 has one end engaged with and fixed to an annular groove 62 provided on the outer periphery of the valve seat 6, and the other end provided with an annular projection formed on the outer periphery of the valve body 8. It is in contact with the part 85. The bias spring 9 has one end in contact with the inner bottom of the bottomed cylindrical end 82, and the other end in contact with an annular projection 52 formed on the inner periphery of the second discharge port 5. In contact. The bias spring 9 is
The end contacting the annular projection 52 is a fixed end, and has a structure in which a pressing force acts on the valve body 8.
The shape memory alloy spring 7 has a structure in which the end fixed to the annular groove 62 is a fixed end, and a pressing force acts on the valve body 8.
【００２４】また、図５に示すように、前記弁体８の前
記十字形柱状端部８１の根元部分の外周には、第１のＯ
リング溝８８が形成され、ここに第１のＯリング８６が
嵌着されている。第１のＯリング溝８８は、図５（ｂ）
及び図６に示すように、第１のＯリング８６の太さＷよ
り大きな幅Ｇを有し、弁体８の軸心に対してほぼ垂直に
立ちあがるストッパ面８８ａと、このストッパ面８８ａ
の下端に連続し、弁体８の軸心とほぼ平行な底面８８ｂ
と、この底面８８ｂの他端から再び立ちあがる傾斜面８
８ｃとで構成されている。As shown in FIG. 5, a first O is provided around the root of the cross-shaped columnar end 81 of the valve body 8.
A ring groove 88 is formed, in which a first O-ring 86 is fitted. The first O-ring groove 88 is formed as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, a stopper surface 88a having a width G larger than the thickness W of the first O-ring 86 and rising almost perpendicularly to the axis of the valve body 8, and a stopper surface 88a
Bottom surface 88b continuous with the lower end of the valve body and substantially parallel to the axis of the valve body 8.
And the inclined surface 8 rising again from the other end of the bottom surface 88b.
8c.
【００２５】この実施形態では、第１のＯリング溝８８
は、弁体８の軸心に沿った断面において、傾斜面８８ｃ
が円弧状をなしている。この場合、第１のＯリング溝８
８の幅をＧ、第１のＯリング８６の太さをＷ、傾斜面８
８ｃの半径をＲとしたとき、Ｗ／Ｇ×１００＝５０〜７
６（％）程度で、Ｒ＝（０．５５〜１．０）×Ｗの関係
となるようにすることが好ましい。In this embodiment, the first O-ring groove 88
Is a cross section along the axis of the valve body 8, the inclined surface 88c
Has an arc shape. In this case, the first O-ring groove 8
8 is G, the thickness of the first O-ring 86 is W,
Assuming that the radius of 8c is R, W / G × 100 = 50 to 7
It is preferable that the relation of R = (0.55 to 1.0) × W is established at about 6 (%).
【００２６】また、前記弁体８の環状突出部８５の、有
底円筒状端部８２側に隣接する部分には、第２のＯリン
グ溝８９が形成され、ここに第２のＯリング８７が嵌着
されている。第２のＯリング溝８９も、第１のＯリング
溝８８と同様な形状をなしており、弁体８の軸心に対し
てほぼ垂直に立ちあがるストッパ面８９ａと、このスト
ッパ面８９ａの下端に連続し、弁体８の軸心とほぼ平行
な底面８９ｂと、この底面８９ｂの他端から再び立ちあ
がる、断面円弧状の傾斜面８９ｃとで構成されている。
なお、傾斜面８８ｃ、８９ｃは、円弧状に限らず、各種
の曲面であってもよい。A second O-ring groove 89 is formed in a portion of the annular protruding portion 85 of the valve body 8 adjacent to the bottomed cylindrical end portion 82 side, in which a second O-ring 87 is formed. Is fitted. The second O-ring groove 89 also has the same shape as the first O-ring groove 88, and has a stopper surface 89a that rises substantially perpendicular to the axis of the valve body 8, and a lower end of the stopper surface 89a. A bottom surface 89b which is continuous and substantially parallel to the axis of the valve body 8 and an inclined surface 89c having an arc-shaped cross section which rises again from the other end of the bottom surface 89b are formed.
Note that the inclined surfaces 88c and 89c are not limited to arc shapes, and may be various curved surfaces.
【００２７】第１のＯリング溝８８の傾斜面８８ｃは、
弁体８が弁座６の方向に押圧されたとき、第１のＯリン
グ８６が弁座６に圧接されて移動しようとする方向の内
壁に形成されている。また、第２のＯリング溝８９の傾
斜面８９ｃは、弁体８が弁座５４の方向に押圧されたと
き、第２のＯリング８７が弁座５４に圧接されて移動し
ようとする方向の内壁に形成されている。The inclined surface 88c of the first O-ring groove 88 is
When the valve element 8 is pressed in the direction of the valve seat 6, the first O-ring 86 is formed on the inner wall in the direction in which the first O-ring 86 is pressed against the valve seat 6 and moves. When the valve body 8 is pressed in the direction of the valve seat 54, the inclined surface 89c of the second O-ring groove 89 is pressed in the direction in which the second O-ring 87 is pressed against the valve seat 54 and moves. It is formed on the inner wall.
【００２８】次に、この流路切替バルブ１１の作用を説
明する。まず、前記導入口３からバルブ本体２に導入さ
れた流体が常温の浄水である場合は、図３に示す状態と
なる。すなわち、導入口３から導入した浄水が、前記第
１室１０１に流入し、前記形状記憶合金ばね７に接触す
ると、形状記憶合金ばね７は変態点以下のためばね力が
小さい状態となる。この時、前記バイアスばね９の押力
が、前記形状記憶合金ばね７の押力を上回るため、弁体
８はこのバイアスばね９の押力により前記第２室１０２
の方向へ移動し、図３に示すような第１の位置になる。
この時、前記第１室１０１と前記第２室１０２との境に
設けられた弁座６には、弁体８の第１のＯリング８６が
当接し、前記第１室１０１と第２室１０２との間を液機
密の状態で閉塞する。一方、前記第１室１０１と前記第
３室１０３は、前記弁体８の有底円筒状端部８２の周壁
に設けられた連通孔８４を介して連通されており、第１
室１０１に導入された浄水は該連通孔８４を通り、更に
前記第３室１０３を通り、第２の吐出口５から流出す
る。Next, the operation of the passage switching valve 11 will be described. First, when the fluid introduced into the valve body 2 from the inlet 3 is purified water at normal temperature, the state shown in FIG. 3 is obtained. That is, when the purified water introduced from the inlet 3 flows into the first chamber 101 and comes into contact with the shape memory alloy spring 7, the shape memory alloy spring 7 is at a transformation point or lower, so that the spring force is small. At this time, since the pressing force of the bias spring 9 exceeds the pressing force of the shape memory alloy spring 7, the valve body 8 moves the second chamber 102 by the pressing force of the bias spring 9.
To the first position as shown in FIG.
At this time, the first O-ring 86 of the valve body 8 abuts on the valve seat 6 provided at the boundary between the first chamber 101 and the second chamber 102, and the first chamber 101 and the second chamber 102 is closed in a liquid confidential state. On the other hand, the first chamber 101 and the third chamber 103 communicate with each other via a communication hole 84 provided in a peripheral wall of a bottomed cylindrical end portion 82 of the valve body 8.
The purified water introduced into the chamber 101 passes through the communication hole 84, further passes through the third chamber 103, and flows out of the second discharge port 5.
【００２９】前記導入口３からバルブ本体２に導入され
た流体が、例えば活性炭を再生するのに使用される熱排
水である場合は、図４に示す状態となる。すなわち、導
入口３から導入した熱排水が、前記第１室１０１に流入
し、前記形状記憶合金ばね７に接触すると、形状記憶合
金ばね７は逆変態して伸張し、ばね力が増大した状態と
なる。この時、前記形状記憶合金ばね７の押力が、前記
バイアスばね９の押力を上回るため、弁体８はこの形状
記憶合金ばね７の押力により第３室の方向へ移動し、図
４に示すような第２の位置になる。その結果、前記弁体
８の有底円筒状端部８２の周壁に設けられた連通孔８４
は、第２の吐出口５の内周面に覆われ、前記第２の吐出
口５の弁座５４に第２のＯリング８７が当接し、前記第
３室１０３は第１室１０１に対して液機密の状態で閉塞
される。一方、前記第１室１０１と前記第２室１０２
は、前記弁体ガイド孔６１により連通され、従って、第
１室１０１に導入された熱排水は該弁体ガイド孔６１を
通り、前記第２室１０２を通り、前記第１の吐出口４か
ら排出される。If the fluid introduced from the inlet 3 into the valve body 2 is, for example, hot waste water used to regenerate activated carbon, the state is as shown in FIG. That is, when the heat drainage introduced from the inlet 3 flows into the first chamber 101 and comes into contact with the shape memory alloy spring 7, the shape memory alloy spring 7 expands by reverse transformation and the spring force increases. Becomes At this time, since the pressing force of the shape memory alloy spring 7 exceeds the pressing force of the bias spring 9, the valve body 8 is moved in the direction of the third chamber by the pressing force of the shape memory alloy spring 7, and FIG. The second position shown in FIG. As a result, a communication hole 84 formed in the peripheral wall of the bottomed cylindrical end 82 of the valve body 8
Is covered with the inner peripheral surface of the second discharge port 5, the second O-ring 87 abuts on the valve seat 54 of the second discharge port 5, and the third chamber 103 is And is closed in a liquid confidential state. On the other hand, the first chamber 101 and the second chamber 102
Are communicated by the valve body guide hole 61, so that the heat drain introduced into the first chamber 101 passes through the valve body guide hole 61, the second chamber 102, and from the first discharge port 4. Is discharged.
【００３０】ところで、弁体８は、十字形柱状端部８１
が弁体ガイド孔６１に挿入され、有底円筒状端部８２が
吐出口５に挿入されて、軸方向のスライドを可能とされ
ているが、弁体８のスライドを許容するため、また、各
部材の寸法精度の許容度を高めるため、上記十字形柱状
端部８１と弁体ガイド孔６１内周との間、及び有底円筒
状端部８２と吐出口５内周との間には、わずかな間隙が
設けられている。このため、内部を流れる流体の圧力
や、形状記憶合金ばね７やバイアスばね９の偏荷重によ
って、弁体８がその軸心に対して傾くことがある。この
ように弁体８が傾くと、第１のＯリング８６が弁座６に
当接する際、あるいは第２のＯリング８７が弁座５４に
当接する際に、隙間が生じてシール不良を起こす虞れが
ある。By the way, the valve element 8 has a cross-shaped column-shaped end portion 81.
Is inserted into the valve body guide hole 61 and the bottomed cylindrical end 82 is inserted into the discharge port 5 to enable sliding in the axial direction. However, in order to allow the valve body 8 to slide, In order to increase the tolerance of the dimensional accuracy of each member, between the cross-shaped column-shaped end 81 and the inner periphery of the valve body guide hole 61 and between the bottomed cylindrical end 82 and the inner periphery of the discharge port 5. , A slight gap is provided. For this reason, the valve body 8 may be inclined with respect to the axis thereof due to the pressure of the fluid flowing inside or the unbalanced load of the shape memory alloy spring 7 and the bias spring 9. When the valve body 8 is tilted in this manner, a gap is generated when the first O-ring 86 comes into contact with the valve seat 6 or when the second O-ring 87 comes into contact with the valve seat 54, resulting in poor sealing. There is a fear.
【００３１】しかしながら、本発明においては、弁体８
が弁座６の方向に押圧されて、第１のＯリング８６が弁
座６に圧接されたとき、第１のＯリング８６は、第１の
Ｏリング溝８８の前記傾斜面８８ｃに向けて押されるた
め、図５（ｂ）の想像線で示すように、傾斜面８８ｃを
上ろうとする。そして、第１のＯリング８６が傾斜面８
８ｃを上ると、第１のＯリング８６の収縮力によって傾
斜面８８ｃを下ろうとする反力が高まり、それらがバラ
ンスしたところで第１のＯリング８６は停止する。した
がって、第１のＯリング８６が弁座６に強く圧接される
部分ほど、傾斜面８８ｃを高く上り、弁座６に弱く圧接
される部分ほど、底面８８ｂに近接した位置となる。こ
の結果、第１のＯリング８６が、弁体８の傾きを是正す
るように傾いて、弁座６の全周に密着し、シール不良を
防止することができる。また、弁体８が弁座６を離れる
と、第１のＯリング８６は、その収縮力によって傾斜面
８８ｃを下るため、自動的にもとの位置（底面８８ｂ）
に戻る。However, in the present invention, the valve element 8
Is pressed in the direction of the valve seat 6 and the first O-ring 86 is pressed against the valve seat 6 so that the first O-ring 86 faces the inclined surface 88 c of the first O-ring groove 88. Therefore, as shown by the imaginary line in FIG. 5B, the user tries to climb the inclined surface 88c. Then, the first O-ring 86 is attached to the inclined surface 8.
When the first O-ring 86 rises above 8c, the contraction force of the first O-ring 86 increases the reaction force to go down the inclined surface 88c, and when they are balanced, the first O-ring 86 stops. Therefore, the portion where the first O-ring 86 is strongly pressed against the valve seat 6 rises up the inclined surface 88c, and the portion where the first O-ring 86 is pressed against the valve seat 6 weakly is located closer to the bottom surface 88b. As a result, the first O-ring 86 is tilted so as to correct the tilt of the valve body 8, and is brought into close contact with the entire circumference of the valve seat 6, thereby preventing poor sealing. Further, when the valve element 8 leaves the valve seat 6, the first O-ring 86 descends the inclined surface 88c by the contraction force, so that the first O-ring 86 is automatically returned to the original position (the bottom surface 88b).
Return to
【００３２】上記の作用は、弁体８が吐出口５の方向に
押圧されて、第２のＯリング８７が弁座５４に圧接され
る場合も同様である。すなわち、第２のＯリング８７
の、弁座５４に強く圧接される部分ほど、第２のＯリン
グ溝８９の傾斜面８９ｃを高く上るため、第２のＯリン
グ８７が、弁体８の傾きを是正するように傾いて、弁座
５４の全周に密着し、シール不良を防止することができ
る。また、弁体８が弁座６４を離れると、第２のＯリン
グ８７は、その収縮力によって傾斜面８９ｃを下るた
め、自動的にもとの位置（底面８９ｂ）に戻る。The above operation is the same when the valve body 8 is pressed in the direction of the discharge port 5 and the second O-ring 87 is pressed against the valve seat 54. That is, the second O-ring 87
The higher the portion pressed against the valve seat 54, the higher the inclined surface 89c of the second O-ring groove 89. Therefore, the second O-ring 87 is inclined so as to correct the inclination of the valve body 8, It can be in close contact with the entire circumference of the valve seat 54 and prevent poor sealing. When the valve element 8 leaves the valve seat 64, the second O-ring 87 returns to the original position (the bottom surface 89b) automatically because the second O-ring 87 moves down the inclined surface 89c by the contraction force.
【００３３】図７には、Ｏリング溝の形状を変えた他の
実施形態が示されている。このＯリング溝９０は、弁体
の軸心に対して垂直なストッパ面９０ａと、このストッ
パ面９０ａの下端に連続し、弁体の軸心と平行な底面９
０ｂと、この底面９０ｂの他端から斜めに立ち上がる傾
斜面９０ｃと、この傾斜面９０ｃの上端から、再び弁体
の軸心に対して垂直に立ち上がる対向面９０ｄとで構成
されている。傾斜面９０ｃは、底面９０ｂに対して角度
θで立ち上がる平面をなしている。そして、Ｏリング溝
９０の幅Ｇは、Ｏリング９１の太さＷよりも大きくされ
ている。FIG. 7 shows another embodiment in which the shape of the O-ring groove is changed. The O-ring groove 90 has a stopper surface 90a perpendicular to the axis of the valve body and a bottom surface 9 which is continuous with the lower end of the stopper surface 90a and is parallel to the axis of the valve body.
0b, an inclined surface 90c that rises obliquely from the other end of the bottom surface 90b, and an opposing surface 90d that rises perpendicularly to the axis of the valve body again from the upper end of the inclined surface 90c. The inclined surface 90c is a plane rising at an angle θ with respect to the bottom surface 90b. The width G of the O-ring groove 90 is larger than the thickness W of the O-ring 91.
【００３４】このＯリング溝９０の場合も、前記実施形
態と同様に、弁体が傾いたとき、Ｏリング９１が弁座に
対して強く当たる部分ほど傾斜面９０ｃを高く上るの
で、Ｏリング９１が弁体の傾きを是正するように傾き、
弁座に密着してシール不良を防止することができる。な
お、Ｗ／Ｇ×１００＝５０〜７６（％）程度で、θ＝１
０〜５０°とされることが好ましい。In the case of the O-ring groove 90, similarly to the above-described embodiment, when the valve body is tilted, the portion where the O-ring 91 comes into strong contact with the valve seat rises up the inclined surface 90c. Tilt to correct the tilt of the valve body,
It is possible to prevent sealing failure by closely adhering to the valve seat. It should be noted that W / G × 100 = about 50 to 76 (%) and θ = 1
It is preferable that the angle be 0 to 50 °.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弁体が傾いて弁座に当接するとき、Ｏリングの弁座に強
く当たる部分は、Ｏリング溝の傾斜面を上るように軸方
向に移動するので、弁体が傾いていてもＯリングの全周
が弁座に均一に当たり、シール不良を防止することがで
き、かつ、過大な荷重を与えることなくシールを行うこ
とができるので、弁全体も小型化できる。As described above, according to the present invention,
When the valve body is inclined and comes into contact with the valve seat, the portion of the O-ring that strongly contacts the valve seat moves in the axial direction so as to go up the inclined surface of the O-ring groove. Since the entire circumference uniformly hits the valve seat, sealing failure can be prevented, and sealing can be performed without applying an excessive load, so that the entire valve can be downsized.
【００３６】また、弁体が弁座から離れると、Ｏリング
の上記傾斜面を上るように移動した部分が、Ｏリングの
弾性的な収縮力によって傾斜面を下って、Ｏリング溝の
底面に戻るので、弁体が正しい角度で弁座に当接した場
合にシールがなされる当初の位置に自動的に復帰させる
ことができる。When the valve element is separated from the valve seat, the portion of the O-ring that has moved up the inclined surface descends the inclined surface due to the elastic contraction force of the O-ring, and comes into contact with the bottom surface of the O-ring groove. Since it returns, when the valve body abuts on the valve seat at a correct angle, it can be automatically returned to the initial position where the seal is made.
【００３７】したがって、弁体のスライドを許容し、ま
た、部品の寸法精度の許容度を高めるため、弁体とその
ガイド壁部との間にわずかな隙間が設けられ、弁体が傾
くことがあっても、常にＯリングが弁座に密着してシー
ル不良の発生率を飛躍的に低減することができる。Therefore, a slight gap is provided between the valve body and its guide wall in order to allow the valve body to slide and increase the tolerance of the dimensional accuracy of the parts, and the valve body may be inclined. Even if there is, the O-ring is always in close contact with the valve seat, so that the rate of occurrence of sealing failure can be drastically reduced.
【図１】本発明の一実施形態による流路切替バルブの斜
視図である。、FIG. 1 is a perspective view of a flow path switching valve according to an embodiment of the present invention. ,
【図２】同流路切替バルブの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the flow path switching valve.
【図３】同流路切替バルブの弁体が第１の位置にある状
態を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a state where a valve body of the flow path switching valve is at a first position.
【図４】同流路切替バルブの弁体が第２の位置にある状
態を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a state where a valve body of the flow path switching valve is at a second position.
【図５】同流路切替バルブの弁体に設けたＯリング溝及
びＯリングの構造を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a structure of an O-ring groove and an O-ring provided in a valve body of the flow path switching valve.
【図６】同Ｏリング溝及びＯリングを拡大して示す部分
断面図である。FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing the O-ring groove and the O-ring.
【図７】本発明の他の実施形態におけるＯリング溝及び
Ｏリングを拡大して示す部分断面図である。FIG. 7 is an enlarged partial cross-sectional view showing an O-ring groove and an O-ring according to another embodiment of the present invention.
【図８】従来のＯリング溝及びＯリングを拡大して示す
部分断面図である。FIG. 8 is an enlarged partial sectional view showing a conventional O-ring groove and O-ring.
２ 本体 ３ 導入口 ４ 第１の吐出口 ５ 第２の吐出口 ６ 弁座 ７ 形状記憶合金ばね ８ 弁体 ９ バイアスばね １１、１２、１３ 流路切替バルブ １０ ケーシング ５１ 管内部 ５２ 環状突出部 ６１ 弁体ガイド孔 ６２ 環状溝 ８１ 十字形柱状端部 ８２ 有底円筒状端部 ８３ 円筒内部空間 ８４ 連通孔 ８５ 環状突出部 ８６ 第１のＯリング ８７ 第２のＯリング ８８ 第１のＯリング溝 ８８ｂ 底面 ８８ｃ 傾斜面 ８９ 第２のＯリング溝 ８９ｂ 底面 ８９ｃ 傾斜面 １０１ 第１室 １０２ 第２室 １０３ 第３室 2 Body 3 Inlet 4 First Discharge Port 5 Second Discharge Port 6 Valve Seat 7 Shape Memory Alloy Spring 8 Valve 9 Bias Spring 11, 12, 13 Channel Switching Valve 10 Casing 51 Inside Pipe 52 Annular Protrusion 61 Valve body guide hole 62 Annular groove 81 Cross-shaped columnar end part 82 Cylindrical end part with bottom 83 Cylindrical internal space 84 Communication hole 85 Annular protrusion 86 First O-ring 87 Second O-ring 88 First O-ring groove 88b Bottom surface 88c Inclined surface 89 Second O-ring groove 89b Bottom surface 89c Inclined surface 101 First room 102 Second room 103 Third room
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｋ 17/04 Ｆ１６Ｋ 17/04 Ａ Ｅ 17/06 17/06 Ｄ 31/70 31/70 Ｂ 39/02 39/02 Ｆターム(参考） 3H057 AA02 BB04 BB06 CC03 CC04 DD13 EE02 FA02 FA22 FC04 GG05 HH03 3H059 AA06 BB04 BB06 CA02 CA03 CA23 CD05 CE08 FF02 3H066 AA01 DA02 3J040 AA01 AA13 AA17 BA02 HA03 HA15 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) // F16K 17/04 F16K 17/04 A E 17/06 17/06 D 31/70 31/70 B 39/02 39 / 02 F term (reference) 3H057 AA02 BB04 BB06 CC03 CC04 DD13 EE02 FA02 FA22 FC04 GG05 HH03 3H059 AA06 BB04 BB06 CA02 CA03 CA23 CD05 CE08 FF02 3H066 AA01 DA02 3J040 AA01 AA13 AA17 BA02 HA03 HA15
Claims (3)
体が流路を塞ぐために当接する弁座とを備え、前記弁体
の外周にＯリング溝が形成され、このＯリング溝に嵌着
されたＯリングを介して、前記弁体が前記弁座に当接す
ることによりシールがなされる弁のシール構造におい
て、前記Ｏリング溝は、前記Ｏリングの太さよりも広い
溝幅を有し、前記弁体が前記弁座に当接するときに、前
記Ｏリングが弁座によって押圧される方向に向けて、徐
々に溝深さが浅くなる傾斜面が形成されていることを特
徴とする弁のシール構造。1. A valve body disposed in a fluid flow path, and a valve seat abutting against the valve body to close the flow path, wherein an O-ring groove is formed on an outer periphery of the valve body, and the O-ring is formed. In a valve seal structure in which the valve body abuts on the valve seat via an O-ring fitted in the groove, the O-ring groove has a groove width wider than the thickness of the O-ring. When the valve body comes into contact with the valve seat, an inclined surface whose groove depth gradually becomes shallower is formed in a direction in which the O-ring is pressed by the valve seat. The seal structure of the valve.
心に対して平行な面をなし、この底面に連続して前記傾
斜面が設けられている請求項１記載の弁のシール構造。2. The valve seal according to claim 1, wherein the bottom surface of the O-ring groove forms a surface parallel to the axis of the valve body, and the inclined surface is provided continuously with the bottom surface. Construction.
体の軸心方向に沿った断面で見たとき、傾斜した平面又
は曲面をなす請求項１又は２記載の弁のシール構造。3. The valve seal structure according to claim 1, wherein the inclined surface of the O-ring groove forms an inclined flat surface or a curved surface when viewed in a cross section along the axial direction of the valve body.
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100713 |