CN119998575A - 流路切换装置 - Google Patents
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Abstract
一种流路切换装置,其具有:固定构件,其至少设置有一个;和驱动构件,所述固定构件具备端口,所述驱动构件具备连通路,使所述固定构件的端口与所述驱动构件的连通路连通而形成供流体流动的流路,其中,该流路切换装置具有密封构件,该密封构件设置于所述驱动构件,在作用有按压力的状态下与所述固定构件接触而对所述固定构件的端口和与该固定构件的端口连通的所述驱动构件的连通路之间进行密封,所述驱动构件的刚性比至少一个所述固定构件的刚性高。
Description
技术领域
本公开涉及切换流体流动的流路模式的流路切换装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种流路切换阀,当转子旋转时,转子所具备的转子密封件在定子上滑动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-144027号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的流路切换阀中,当转子密封件横穿定子流路时,在转子密封件产生在定子流路内放松而不与定子接触的非接触部和与定子接触的接触部。因此,有可能在转子密封件的非接触部与接触部的交界部分局部地产生应力。因此,有可能产生转子密封件的磨损、龟裂,转子密封件的密封性有可能降低。
因此,本公开是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够确保密封构件的密封性的流路切换装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题而完成的本公开的一个技术方案为一种流路切换装置,其具有:固定构件,其设置有至少一个;和驱动构件,所述固定构件具备端口,所述驱动构件具备连通路,使所述固定构件的端口与所述驱动构件的连通路连通而形成供流体流动的流路,该流路切换装置的特征在于,该流路切换装置具有密封构件,所述密封构件设置于所述驱动构件,在作用有按压力的状态下与所述固定构件接触而对所述固定构件的端口和与该固定构件的端口连通的所述驱动构件的连通路之间进行密封,所述驱动构件的刚性比至少一个所述固定构件的刚性高。
根据该技术方案,由于驱动构件为高刚性且难以变形,因此,在驱动构件设置的密封构件的姿势被保持。因此,能够抑制在密封构件局部地产生应力,因此,能够抑制密封构件的磨损、龟裂的产生。因此,能够确保密封构件的密封性。
在上述技术方案中,优选的是,作为所述固定构件,具有第1固定构件和第2固定构件,所述驱动构件配置在所述第1固定构件与所述第2固定构件之间,作为所述密封构件,具有设置在所述第1固定构件与所述驱动构件之间的第1密封构件和设置在所述驱动构件与所述第2固定构件之间的第2密封构件,所述驱动构件在经由所述第2固定构件和所述第2密封构件而作用有所述按压力的状态下被所述第1固定构件和所述第2固定构件夹持,所述第2固定构件的端口配置于在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时所述第2密封构件不横穿的位置。
根据该技术方案,在使驱动构件驱动而切换流路的模式时,第2密封构件不横穿第2固定构件的端口。因此,能够抑制第2固定构件变形。因此,能够使第2固定构件薄壁化(低刚性化)。此外,能够抑制由于第2固定构件变形而在第2密封构件局部地产生应力,因此,能够抑制第2密封构件的磨损、龟裂的产生。因此,能够确保第2密封构件的密封性。
在上述技术方案中,优选的是,在所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘形成有圆角或锥角,所述圆角的大小或所述锥角的大小在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交或大致正交的方向上的端部的第2端部大,随着从所述第1端部朝向所述第2端部而逐渐变小。
根据该技术方案,在使驱动构件驱动而切换流路的模式时,在密封构件横穿固定构件的端口时,密封构件的在固定构件的端口内放松而不与固定构件接触的非接触部在向端口外移动而与固定构件接触时难以钩挂于固定构件的端口的边缘。因此,能够抑制在密封构件产生磨损、龟裂。因此,能够确保密封构件的密封性。
在上述技术方案中,优选的是,在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时,在所述密封构件横穿所述固定构件的端口的期间,将所述驱动构件的驱动速度设为比通常的速度慢的第1低速度。
根据该技术方案,在密封构件横穿固定构件的端口的期间,能够使在密封构件局部地产生应力的部位缓慢移动。因此,能够抑制密封构件的磨损、龟裂的产生。因此,能够确保密封构件的密封性。
在上述技术方案中,优选的是,在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时,在从所述密封构件横穿所述固定构件的端口的状态转变为未横穿的状态时,将所述驱动构件的驱动速度设为比所述第1低速度慢的第2低速度。
根据该技术方案,在从密封构件横穿固定构件的端口的状态转变为未横穿的状态时、即在密封构件的在固定构件的端口内放松而不与固定构件接触的非接触部从固定构件的端口内向端口外转移而攀上与固定构件之间的接触面时,使在密封构件局部地产生应力的部位缓慢移动。因此,能够更有效地抑制密封构件的磨损、龟裂的产生。因此,能够更有效地确保密封构件的密封性。
在上述技术方案中,优选的是,在所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘形成有圆角或锥角,所述圆角的大小或所述锥角的大小在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交的方向上的端部的第2端部大,并且,在所述第1端部和所述第2端部,所述开口部的边缘的内周的半径和所述开口部的边缘的外周的半径分别相等或大致相等。
根据该技术方案,在固定构件的端口中的驱动构件侧的开口部的边缘,使圆角的大小或者锥角的大小在第1端部比第2端部大,并且使开口部的边缘的内周和外周的半径在第1端部和第2端部分别相等(或者大致相等)。
由此,在通过使驱动构件相对于固定构件相对地驱动而使密封构件穿过固定构件的端口时,在密封构件中在固定构件的端口内暂时放松的部分攀上开口部的边缘的第1端部时,能够有效地上推密封构件。因此,能够使密封构件顺滑地攀上开口部的边缘的第1端部。因此,能够使密封构件顺滑地穿过固定构件的端口。
在上述技术方案中,优选的是,在将所述开口部的边缘的内周的半径设为r1并将所述开口部的边缘的外周的半径设为r2时,所述第1端部处的所述圆角的大小大于(r2-r1)。
根据该技术方案,在开口部的边缘的第1端部可靠地增大圆角的大小。因此,在密封构件中在固定构件的端口内暂时放松的部分攀上开口部的边缘的第1端部时,能够更可靠地有效地上推密封构件。
在上述技术方案中,优选的是,关于所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘的形状,所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部处的曲率即第1开口曲率比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交的方向上的端部的第2端部处的曲率即第2开口曲率小。
根据该技术方案,关于开口部的边缘的形状,减小了第1端部处的曲率(即,第1开口曲率)。
由此,在通过使驱动构件相对于固定构件相对地驱动而使密封构件穿过固定构件的端口时,在密封构件中在固定构件的端口内暂时放松的部分即将攀上开口部的边缘的第1端部之前,作用于密封构件的压缩应力被抑制。因此,密封构件的向固定构件的端口内突出的突出量减少。因此,能够使密封构件顺滑地攀上开口部的边缘的第1端部。
在上述技术方案中,优选的是,关于所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘的形状,在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部,形成有以与所述驱动方向正交的方式形成为直线状的边缘直线部。
根据该技术方案,关于开口部的边缘的形状,将第1端部以与驱动构件的驱动方向正交的方式形成为直线状。
由此,在通过使驱动构件相对于固定构件相对地驱动而使密封构件穿过固定构件的端口时,在密封构件中在固定构件的端口内暂时放松的部分即将攀上开口部的边缘的第1端部之前,作用于密封构件的压缩应力被抑制。因此,密封构件的向固定构件的端口内突出的突出量减少。因此,能够使密封构件顺滑地攀上开口部的边缘的第1端部。
在上述技术方案中,优选的是,关于所述密封构件的形状,在所述驱动构件的驱动方向上的端部,形成有以与所述驱动方向正交的方式形成为直线状的密封构件直线部或形成为大致直线状的密封构件大致直线部。
根据该技术方案,关于密封构件的形状,将驱动构件的驱动方向上的端部、即在通过使驱动构件相对于固定构件相对地驱动而使密封构件穿过固定构件的端口时在固定构件的端口内暂时放松而攀上开口部的边缘的第1端部的部分以与驱动构件的驱动方向正交的方式形成为直线状或者大致直线状。
由此,在密封构件中在固定构件的端口内暂时放松的部分即将攀上开口部的边缘的第1端部之前,作用于密封构件的压缩应力被抑制。因此,密封构件的向固定构件的端口内突出的突出量减少。因此,能够使密封构件顺滑地攀上开口部的边缘的第1端部。
发明的效果
根据本公开的流路切换装置,能够确保密封构件的密封性。
附图说明
图1是第1实施方式、第2实施方式的流路切换装置(六通阀的情况)的外观立体图。
图2是第1实施方式、第2实施方式的流路切换装置的分解立体图(省略驱动部和控制部的图示)。
图3是第1实施方式、第2实施方式的流路切换装置的剖视图(省略驱动部和控制部的图示)。
图4是旋转盘的俯视图。
图5是固定盘的俯视图。
图6是示意性地表示第1流路模式的图,且是示意出从流路切换装置的上方观察时的图。
图7是示意性地表示第2流路模式的图,且是示意出从流路切换装置的上方观察时的图。
图8是表示切换流路模式时的第1密封构件与流入流路的位置关系的图。
图9是图8的(A)中的第3流入流路及其周边的放大图。
图10是图8的(A)的外壳、旋转盘以及固定盘的剖视图。
图11是图8的(B)中的第3流入流路及其周边的放大图。
图12是图8的(B)的外壳、旋转盘以及固定盘的剖视图。
图13是表示切换流路模式时的第2密封构件与固定盘连通路的位置关系的图。
图14是图11的A-A剖视图。
图15是图11的B-B剖视图。
图16是表示与旋转构件的旋转速度相关的第1控制的内容的流程图。
图17是表示进行图16的控制时的第1密封构件的移动轨迹的图。
图18是表示与旋转构件的旋转速度相关的第2控制的内容的流程图。
图19是表示进行图18的控制时的第1密封构件的移动轨迹的图。
图20是滑动式的流路切换装置的整体概要图(表示第1流路模式的图)。
图21是图20的C-C剖视图。
图22是滑动式的流路切换装置的整体概要图(表示第2流路模式的图)。
图23是图22的D-D剖视图。
图24是表示第2密封构件横穿固定盘连通路的情况的图。
图25是表示第2密封构件横穿固定盘连通路的情况的图。
图26是表示第1密封构件钩挂于流入流路的开口部的边缘的图。
图27是在第2实施方式中从旋转盘侧观察壳体的图,且是表示流入流路的开口部的边缘和第1密封构件的图。
图28的(A)是图27的E-E向视图,图28的(B)是图27的F-F向视图,图28的(C)是表示流入流路的开口部的边缘的内周的位置的图。
图29是表示在第2实施方式中在第1密封构件中在流入流路暂时放松的部分攀上流入流路的开口部的边缘的第1端部的情形的图。
图30是表示第1变形例的图。
图31是表示第2变形例的图。
图32是表示第2变形例的另一例的图。
图33是表示第3变形例的图。
图34是表示第1密封构件从流入流路的开口部的边缘的位于与旋转盘的旋转方向相反的一侧的第1端部朝向第2端部移动时的图。
图35是表示在图34所示时在第1密封构件产生拉伸应力的图。
图36是表示第1密封构件从流入流路的开口部的边缘的第2端部朝向位于旋转盘的旋转方向侧的第1端部移动时的图。
图37是表示在图36所示时在第1密封构件产生压缩应力的图。
图38是表示在第1密封构件中在流入流路暂时放松的部分被从流入流路上推的图。
图39是表示在比较例中在第1密封构件中在流入流路内暂时放松的部分攀上流入流路的开口部的边缘的第1端部的情形的图。
图40是表示在第1实施方式中在第1密封构件中在流入流路内暂时放松的部分攀上流入流路的开口部的边缘的第1端部的情形的图。
图41是在第1实施方式中从旋转盘侧观察壳体的图,且是表示流入流路的开口部的边缘和第1密封构件的图。
具体实施方式
对作为本公开的实施方式的一例的流路切换装置进行说明。
〔第1实施方式〕
<流路切换装置的整体的概要说明>
首先,对本实施方式的流路切换装置1的整体的概要进行说明。
如图1~图3所示,流路切换装置1具有壳体11、阀芯部12、驱动部13以及控制部14。
壳体11具备供流体流入的流入流路20和供流体流出的流出流路30。在此,作为一例,流路切换装置1是六通阀,壳体11具备三个流入流路20和三个流出流路30。并且,作为三个流入流路20而设置有第1流入流路21、第2流入流路22以及第3流入流路23。此外,作为三个流出流路30而设置有第1流出流路31、第2流出流路32以及第3流出流路33。
另外,壳体11例如由树脂形成。此外,壳体11是本公开的“固定构件”、“第1固定构件”的一例,流入流路20(即,第1流入流路21、第2流入流路22以及第3流入流路23)是本公开的“端口”的一例。
阀芯部12设置于壳体11的内部。如图2和图3所示,该阀芯部12具备板状的旋转的旋转盘40和板状的固定盘50。并且,旋转盘40和固定盘50在后述的旋转盘40的圆板部41、固定盘50的圆板部51的中心轴线L方向(以下,简称为“轴向”)上层叠配置。
另外,旋转盘40和固定盘50例如由树脂形成。此外,旋转盘40是本公开的“驱动构件”的一例,固定盘50是本公开的“固定构件”、“第2固定构件”的一例。
如图2~图4所示,旋转盘40配置在壳体11与固定盘50之间,该旋转盘40在经由固定盘50和后述的第2密封构件81B而作用有由后述的盘保持弹簧82的按压力产生的应力的状态下被壳体11和固定盘50夹持。并且,这样的旋转盘40具备圆板部41和旋转轴部42。
圆板部41形成为圆板状,具备旋转盘连通路60。该旋转盘连通路60在轴向上贯通圆板部41,能够与流入流路20、后述的固定盘连通路70连通。在此,圆板部41具备三个旋转盘连通路60。并且,如图2、图4所示,作为三个旋转盘连通路60而具备第1旋转盘连通路61、第2旋转盘连通路62以及第3旋转盘连通路63。另外,旋转盘连通路60(即,第1旋转盘连通路61、第2旋转盘连通路62以及第3旋转盘连通路63)是本公开的“连通路”的一例。
旋转轴部42在其中心轴线方向上在一端侧与圆板部41连接,在另一端侧与驱动部13连接。该旋转轴部42以其中心轴线与圆板部41的中心轴线L一致的方式设置于圆板部41的中央的位置。于是,从驱动部13得到旋转的动力而使旋转轴部42以其中心轴线为中心旋转,从而使与旋转轴部42连接的圆板部41以其中心轴线L为中心旋转。这样,旋转盘40从驱动部13获得旋转的动力而以中心轴线L为中心旋转。
如图2、图3以及图5所示,固定盘50具备圆板部51和圆筒部52。
圆板部51形成为圆板状,具备在轴向上贯通的固定盘连通路70。在此,圆板部51具备三个固定盘连通路70。并且,如图2、图5所示,作为三个固定盘连通路70而具备第1固定盘连通路71、第2固定盘连通路72以及第3固定盘连通路73。另外,固定盘连通路70(即,第1固定盘连通路71、第2固定盘连通路72以及第3固定盘连通路73)是本公开的“端口”的一例。
圆筒部52与圆板部51连接,形成为以包围固定盘连通路70的方式从圆板部51沿轴向延伸。在此,圆筒部52以与三个固定盘连通路70分别对应的方式形成有三个。
驱动部13具备用于向旋转盘40的旋转轴部42提供旋转的动力的马达(未图示)。
控制部14例如具备CPU和ROM、RAM等存储器,根据预先存储于存储器的程序来控制流路切换装置1。
以上这样的结构的流路切换装置1通过使流入流路20、旋转盘连通路60以及固定盘连通路70(流出流路30)连通,从而形成供流体流动的流路。并且,流路切换装置1利用驱动部13使旋转盘40旋转驱动,切换连通的流入流路20、固定盘连通路70与旋转盘连通路60的组合,从而切换流体流动的流路的模式(以下,称为“流路模式”)。
例如,如图6所示,作为第1流路模式,利用三个旋转盘连通路60(即,第1旋转盘连通路61、第2旋转盘连通路62以及第3旋转盘连通路63),使第1流入流路21和第3固定盘连通路73(第3流出流路33)连通,使第2流入流路22和第1固定盘连通路71(第1流出流路31)连通,使第3流入流路23和第2固定盘连通路72(第2流出流路32)连通。
并且,能够从图6所示的第1流路模式的状态,利用驱动部13使旋转盘40逆时针旋转,切换为图7所示的第2流路模式。
即,如图7所示,作为第2流路模式,利用三个旋转盘连通路60,使第1流入流路21与第1固定盘连通路71(第1流出流路31)连通,使第2流入流路22与第2固定盘连通路72(第2流出流路32)连通,使第3流入流路23与第3固定盘连通路73(第3流出流路33)连通。
另外,也能够从图7所示的第2流路模式的状态,利用驱动部13使旋转盘40顺时针旋转,切换为图6所示的第1流路模式。此外,流路切换装置1不限于六通阀,也能够设为三通阀、四通阀等其他的多通阀。
此外,在本实施方式中,在轴向上,在壳体11与旋转盘40之间、旋转盘40与固定盘50之间、以及固定盘50与壳体11之间分别设置有弹性构件。
具体而言,如图3所示,在壳体11与旋转盘40之间以及旋转盘40与固定盘50之间分别设置有第1密封构件81A和第2密封构件81B作为弹性构件。
如图2~图4等所示,该第1密封构件81A和第2密封构件81B在旋转盘40的圆板部41的上表面41a和下表面41b以包围形成为长孔状的旋转盘连通路60的周围的方式设置为周状。并且,第1密封构件81A与壳体11接触,将在流入流路20和与该流入流路20连通的旋转盘连通路60之间形成的流路相对于外部封闭(密封)。此外,第2密封构件81B与固定盘50接触,将在固定盘连通路70和与该固定盘连通路70连通的旋转盘连通路60之间形成的流路相对于外部封闭。
另外,第1密封构件81A和第2密封构件81B例如由氟树脂(例如,特氟龙(注册商标))形成。此外,第1密封构件81A和第2密封构件81B也可以由粘贴有氟树脂的橡胶形成。而且,第1密封构件81A和第2密封构件81B也可以由氟树脂、橡胶这两者以外的材料形成。
此外,在固定盘50的圆板部51与壳体11之间设置有盘保持弹簧82作为弹性构件。并且,由该盘保持弹簧82的按压力产生的应力作用于固定盘50的圆板部51。这样的盘保持弹簧82以分别配置于固定盘50的三个圆筒部52的方式共计设置有三个。另外,三个盘保持弹簧82相互空开等间隔地设置。此外,三个盘保持弹簧82也可以配置在三个圆筒部52各自之间的位置。此外,盘保持弹簧82也可以设置四个以上。
此外,在固定盘50的圆筒部52与壳体11之间设置有用于确保固定盘连通路70的密封性的唇形密封件83。
<关于密封构件的密封性的确保>
(关于旋转盘的刚性)
在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,若第1密封构件81A横穿流入流路20,则在第1密封构件81A产生在流入流路20内放松而不与壳体11接触的非接触部和与壳体11接触的接触部。在此,在第1密封构件81A作用有由盘保持弹簧82的按压力产生的应力。于是,在第1密封构件81A的非接触部与接触部的交界部分,有可能局部地产生应力。
具体而言,在使流路模式在模式A和模式B之间切换时,第1密封构件81A与流入流路20(例如,第2流入流路22和第3流入流路23)的位置关系如图8所示。另外,模式A是上述的图6所示的第1流路模式,模式B是上述的图7所示的第2流路模式。
于是,首先,在图8的(A)的状态下,如图9和图10所示,第1密封构件81A未横穿流入流路20(例如,第3流入流路23)。因此,第1密封构件81A整体上与壳体11接触。因此,在第1密封构件81A,整体上经由固定盘50、第2密封构件81B以及旋转盘40而作用有由盘保持弹簧82的按压力产生的应力(参照图10)。
然而,在图8的(B)的状态下,如图11和图12所示,第1密封构件81A横穿流入流路20(例如,第3流入流路23)。因此,如图11所示,在第1密封构件81A产生在流入流路20内放松而不与壳体11接触的非接触部和与壳体11接触的接触部。
并且,如图12所示,在第1密封构件81A,经由固定盘50、第2密封构件81B以及旋转盘40而作用有由盘保持弹簧82的按压力产生的应力。因此,在旋转盘40,产生如箭头所示的因(第1密封构件81A的)非接触部处的应力消失引起的旋转盘40的位移(以下,称为“因应力消失引起的位移”)。
并且,当该因应力消失引起的位移变大时,难以保持在旋转盘40设置的第1密封构件81A的姿势,在第1密封构件81A,在其非接触部与接触部的交界部分,有可能局部地产生较大的应力。于是,容易产生第1密封构件81A的磨损、龟裂,第1密封构件81A的密封性有可能降低。
因此,在本实施方式中,通过将旋转盘40设为高刚性而使其难以弯曲,从而减小因应力消失引起的位移。具体而言,使旋转盘40的板厚大于固定盘50的板厚,使旋转盘40的刚性高于固定盘50的刚性。
这样,通过将旋转盘40设为高刚性而使其难以变形,从而能够减小在旋转盘40中因应力消失引起的位移,因此,能够保持在旋转盘40设置的第1密封构件81A的姿势。因此,能够抑制在第1密封构件81A的非接触部与接触部的交界部分局部地产生较大的应力。因此,能够抑制产生第1密封构件81A的磨损、龟裂,因此,能够确保第1密封构件81A的密封性。
(关于第2密封构件)
在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,若第2密封构件81B横穿固定盘连通路70(例如第2固定盘连通路72),则如图24所示,在第2密封构件81B产生在固定盘连通路70内放松而不与固定盘50接触的非接触部和与固定盘50接触的接触部。
并且,如图25所示,由于在固定盘50作用有由盘保持弹簧82的按压力产生的应力,因此,在固定盘50产生如箭头所示的因应力消失引起的位移。在此,由于固定盘50的板厚较小且刚性较低,因此,因应力消失引起的位移较大,因而有可能在第2密封构件81B的非接触部与接触部的交界部分局部地产生较大的应力。于是,容易产生第2密封构件81B的磨损、龟裂,第2密封构件81B的密封性有可能降低。
而且,作用于旋转盘40的由盘保持弹簧82的按压力产生的应力也减少,因此,在旋转盘40设置的第1密封构件81A的密封性也有可能降低。
因此,在本实施方式中,在使旋转盘40旋转而使流路模式在模式A和模式B之间切换时,如图13所示,第2密封构件81B设为不横穿固定盘50的固定盘连通路70(例如,第2固定盘连通路72)。具体而言,将固定盘50的固定盘连通路70配置于在使旋转盘40旋转而使流路模式在模式A和模式B之间切换时第2密封构件81B不横穿的位置。
由此,在使旋转盘40旋转而使流路模式在模式A和模式B之间切换时,第2密封构件81B不横穿固定盘50的固定盘连通路70。因此,能够抑制固定盘50变形。因此,能够使固定盘50薄壁化(低刚性化)。此外,能够抑制由于低刚性的固定盘50变形而在第2密封构件81B的非接触部与接触部的交界部分局部地产生较大的应力,因此,能够抑制产生第2密封构件81B的磨损、龟裂。因此,能够确保第2密封构件81B的密封性。
(关于流入流路的开口部的边缘)
在第1密封构件81A横穿流入流路20时,第1密封构件81A的非接触部最终会从流入流路20内攀上流入流路20外,并与壳体11接触。并且,此时,如图26所示,壳体11的流入流路20的开口部的边缘20a成为台阶,第1密封构件81A的非接触部钩挂于该台阶,有可能在第1密封构件81A产生磨损、龟裂。
因此,也可以在壳体11的流入流路20中的旋转盘40侧的开口部的边缘20a形成圆角(曲线形状)。
不过,若遍及边缘20a的整周地形成一定大小的圆角,则边缘20a的直径在整周上变大,壳体11的体形有可能变大。因此,根据边缘20a的周向上的位置来改变圆角的大小。
具体而言,如图14和图15的(a)所示,圆角的大小在开口部的边缘20a的作为旋转盘40的旋转方向上的端部的第1端部20b(参照图11)的位置比作为与旋转盘40的旋转方向正交(或大致正交)的方向上的端部的第2端部20c(参照图11)的位置大。并且,圆角的大小在边缘20a的周向上随着从第1端部20b朝向第2端部20c而逐渐变小。另外,例如,在将第1端部20b的圆角的大小设为2mm时,将第2端部20c的圆角的大小设为0.5mm。此外,“旋转方向”是本公开的“驱动方向”的一例。
由此,在第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20时,第1密封构件81A的非接触部在向流入流路20外移动而与壳体11接触时难以钩挂于流入流路20的开口部的边缘20a。因此,能够抑制在第1密封构件81A产生磨损、龟裂。因此,能够确保第1密封构件81A的密封性。
此外,根据边缘20a的周向上的位置而改变圆角的大小,因此,能够抑制壳体11的体形变大。例如,在第2端部20c的位置减小圆角,因此,如图15的(a)所示,能够使壳体11的体形比图15的(b)的情况(即,圆角较大的情况)小。
另外,也可以在流入流路20中的旋转盘40侧的开口部的边缘20a形成锥角来代替圆角。此外,如图24、图25所示,在第2密封构件81B横穿固定盘连通路70的结构的情况下,也可以在固定盘连通路70中的旋转盘40侧的开口部的边缘形成圆角、锥角。
(关于与旋转盘的旋转速度相关的第1控制)
作为与旋转盘40的旋转速度相关的第1控制,也可以控制为,在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,在第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20时,减慢旋转盘40的旋转速度。并且,由此,在第1密封构件81A,使应力集中产生的非接触部与接触部的交界部分缓慢移动,从而能够抑制在第1密封构件81A产生磨损、龟裂。
具体而言,作为与旋转盘40的旋转速度相关的第1控制,控制部14进行图16所示的内容的控制。
如图16所示,控制部14获取切换阀位置角度tdeg(步骤S1),判断是否有流路模式的切换要求(步骤S2)。
在此,“切换阀位置角度tdeg”表示旋转盘40的旋转方向上的第1密封构件81A的位置。详细而言,如图17所示,“切换阀位置角度tdeg”是指,将在旋转盘40逆时针旋转时成为第1密封构件81A的最后方部的位置(即,在旋转盘40顺时针旋转时成为第1密封构件81A的最前方部的位置)和旋转盘40的旋转中心O的位置连结的线与角度0的线α所成的角度。另外,控制部14从未图示的角度传感器取得旋转盘40的旋转角度的检测值。
然后,在有流路模式的切换要求的情况下(步骤S2:是),控制部14判断切换标志(X切换)是否为“0”(步骤S3)。
然后,在切换标志为“0”的情况下(步骤S3:是),开始流路模式的切换,因此,控制部14判断是否为当前模式A、即当前的流路模式是否为模式A(步骤S4)。在此,模式A是指上述的图6所示的第1流路模式。
然后,在当前模式A的情况下(步骤S4:是),使旋转盘40逆时针旋转,将流路模式从模式A切换为模式B,因此,控制部14将切换标志和切换A标志(X切换A)设为“1”(步骤S5),对旋转盘40逆时针执行低速驱动(步骤S6)。即,控制部14使旋转盘40逆时针低速旋转。在此,“低速”是指比进行流路模式的切换时的通常的速度低的速度(例如,通常的速度的1/2的速度),是本公开的“第1低速度”的一例。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度A(参照图17)(步骤S7)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度A的情况下(步骤S7:是),控制部14停止切换驱动、即停止旋转盘40的旋转,并将切换标志设为“0”(步骤S8)。
另一方面,在切换阀位置角度tdeg为角度A以上的情况下(步骤S7:否),控制部14继续使旋转盘40逆时针低速旋转。
此外,在步骤S4中,在不是当前模式A的情况(步骤S4:否)、即当前的流路模式是模式B的情况下,使旋转盘40顺时针旋转,将流路模式从模式B向模式A切换,因此,控制部14将切换标志设为“1”,并且将切换A标志设为“0”(步骤S9)。在此,模式B是上述的图7所示的第2流路模式。
接着,控制部14对旋转盘40顺时针执行低速驱动(步骤S10)。即,控制部14使旋转盘40顺时针低速旋转。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度H(参照图17)以上(步骤S11)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度H以上的情况下(步骤S11:是),控制部14停止切换驱动,将切换标志设为“0”(步骤S8)。
另一方面,在切换阀位置角度tdeg小于角度H的情况下(步骤S11:否),控制部14继续使旋转盘40顺时针低速旋转。
此外,在步骤S3中,在切换标志为“1”的情况下(步骤S3:否),正在切换流路模式,因此,控制部14判断切换A标志是否为“1”(步骤S12)。
然后,在切换A标志为“1”的情况下(步骤S12:是),正在使旋转盘40逆时针旋转,将流路模式从模式A向模式B切换,因此,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度D(参照图17)以上(步骤S13)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上的情况下(步骤S13:是),控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度E(参照图17)(步骤S14)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度E的情况下(步骤S14:是),控制部14对旋转盘40逆时针执行高速驱动(步骤S15)。即,控制部14使旋转盘40逆时针高速旋转。
这样,如图17所示,在使旋转盘40逆时针旋转而使流路模式从模式A向模式B切换时,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上且小于角度E的情况、即第1密封构件81A未横穿流入流路20(例如,第2流入流路22、第3流入流路23)的情况下,使旋转盘40逆时针高速旋转。在此,“高速”是指进行流路模式的切换时的通常的速度。
另一方面,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上的情况下(步骤S14:否),控制部14对旋转盘40逆时针执行低速驱动(步骤S16),判断切换阀位置角度tdeg是否为角度H以上(步骤S11)。
此外,在步骤S13中,在切换阀位置角度tdeg小于角度D的情况下(步骤S13:否),控制部14对旋转盘40逆时针执行低速驱动(步骤S6)。即,控制部14使旋转盘40逆时针低速旋转。
这样,如图17所示,在使旋转盘40逆时针旋转的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度A以上且小于角度D的情况以及切换阀位置角度tdeg为角度E以上且小于角度H的情况、即第1密封构件81A横穿流入流路20(例如,第2流入流路22、第3流入流路23)的情况下,旋转盘40逆时针低速旋转。
此外,在步骤S12中,在切换A标志为“0”的情况(步骤S12:否)、即正在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B向模式A切换的情况下,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度E(步骤S17)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度E的情况下(步骤S17:是),控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度D以上(步骤S18)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上的情况下(步骤S18:是),控制部14对旋转盘40顺时针执行高速驱动(步骤S19)。即,控制部14使旋转盘40顺时针高速旋转。
另一方面,在切换阀位置角度tdeg小于角度D的情况下(步骤S18:否),控制部14对旋转盘40顺时针执行低速驱动(步骤S20),判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度A(步骤S7)。
这样,如图17所示,在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B向模式A切换时,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上且小于角度E的情况、即第1密封构件81A未横穿流入流路20(例如,第2流入流路22、第3流入流路23)的情况下,使旋转盘40顺时针高速旋转。
另一方面,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上的情况下(步骤S17:否),控制部14对旋转盘40顺时针执行低速驱动(步骤S10)。即,控制部14使旋转盘40顺时针低速旋转。
这样,如图17所示,在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B向模式A切换时,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上且小于角度H的情况以及切换阀位置角度tdeg为角度A以上且小于角度D的情况、即第1密封构件81A横穿流入流路20(例如,第2流入流路22、第3流入流路23)的情况下,控制部14使旋转盘40顺时针低速旋转。
此外,在步骤S2中,在没有流路模式的切换要求的情况下(步骤S2:否),控制部14保持阀切换位置(步骤S19)、即将旋转盘40的停止位置维持不变。
通过进行以上那样的控制,如图17所示,在使旋转盘40逆时针旋转而使流路模式从模式A向模式B切换的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度A以上且小于角度D时以及在切换阀位置角度tdeg为角度E以上且小于角度H时,使旋转盘40逆时针低速旋转。另一方面,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上且小于角度E时,使旋转盘40逆时针高速旋转。
即,在流路模式从模式A向模式B切换的情况下,在第1密封构件81A横穿流入流路20时,使旋转盘40逆时针低速旋转,另一方面,在第1密封构件81A未横穿流入流路20时,使旋转盘40逆时针高速旋转。
此外,如图17所示,在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B向模式A切换的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上且小于角度H时以及在切换阀位置角度tdeg为角度A以上且小于角度D时,使旋转盘40顺时针低速旋转。另一方面,在切换阀位置角度tdeg为角度D以上且小于角度E时,使旋转盘40顺时针高速旋转。
即,在流路模式从模式B向模式A切换的情况下,在第1密封构件81A横穿流入流路20时,使旋转盘40顺时针低速旋转,另一方面,在第1密封构件81A未横穿流入流路20时,使旋转盘40顺时针高速旋转。
这样,在使旋转盘40旋转而使流路模式在模式A和模式B之间切换的情况下,在第1密封构件81A横穿流入流路20时,旋转盘40以低速旋转,另一方面,在第1密封构件81A未横穿流入流路20时,旋转盘40以高速旋转。
如上所述,控制部14在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,在第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20的期间,将旋转盘40的旋转速度设为低速。
由此,在第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20的期间,使在第1密封构件81A局部地产生应力的部位缓慢移动。因此,能够抑制第1密封构件81A的磨损、龟裂的产生。因此,能够确保第1密封构件81A的密封性。
另外,关于与旋转盘40的旋转速度相关的第1控制,也可以应用于第2密封构件81B横穿固定盘50的固定盘连通路70的情况。
(关于与旋转盘的旋转速度相关的第2控制)
作为与旋转盘40的旋转速度相关的第2控制,也可以控制为,在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,在从第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20的状态转变为第1密封构件81A未横穿壳体11的流入流路20的状态时,进一步减慢旋转盘40的旋转速度。
具体而言,作为与旋转盘40的旋转速度相关的第2控制,控制部14进行图18所示的内容的控制。另外,在以下的说明中,仅对和图16所示的与旋转盘40的旋转速度相关的第1控制的内容不同的点进行说明。
如图18所示,在步骤S112中,在切换A标志为“1”的情况(步骤S112:是)、即使旋转盘40逆时针旋转而使流路模式从模式A切换为模式B的情况下,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度C以上(步骤S113)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度C以上的情况下(步骤S113:是),控制部14对旋转盘40逆时针执行超低速驱动(步骤S114)。即,控制部14使旋转盘40逆时针超低速旋转。在此,“超低速”是指比低速慢的速度(例如,通常的速度的1/3的速度),是本公开的“第2低速度”的一例。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度D(步骤S115)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度D的情况下(步骤S115:是),控制部14继续使旋转盘40逆时针超低速旋转。
这样,如图19所示,在使旋转盘40逆时针旋转而使流路模式从模式A切换为模式B的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度C以上且小于角度D时、即在从第1密封构件81A(的移动方向的后方部且位于角度C与角度D之间的部分)横穿壳体11的流入流路20(例如,第3流入流路23)的状态转变为未横穿的状态时,控制部14使旋转盘40逆时针超低速旋转。
此外,在步骤S117中,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上的情况下(步骤S117:否),控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度G以上(步骤S119)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度G以上的情况下(步骤S119:是),控制部14逆时针执行超低速驱动(步骤S120)。即,控制部14使旋转盘40逆时针超低速旋转。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度H(步骤S121)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度H的情况下(步骤S121:是),控制部14继续使旋转盘40逆时针超低速旋转。
这样,如图19所示,在使旋转盘40逆时针旋转而使流路模式从模式A切换为模式B的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度G以上且小于角度H时、即在从第1密封构件81A(的移动方向的前方部且位于角度(G)与角度(H)之间的部分)横穿壳体11的流入流路20(例如,第2流入流路22)的状态转变为未横穿的状态时,控制部14使旋转盘40逆时针超低速旋转。
此外,在步骤S112中,在切换A标志为“0”的情况(步骤S112:否)、即使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B切换为模式A的情况下,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度F(步骤S122)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度F的情况下(步骤S122:是),控制部14对旋转盘40顺时针执行超低速驱动(步骤S123)。即,控制部14使旋转盘40顺时针超低速旋转。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度E以上(步骤S124)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上的情况下(步骤S124:是),控制部14继续使旋转盘40顺时针超低速旋转。
这样,如图19所示,在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B切换为模式A的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度E以上且小于角度F时、即在从第1密封构件81A(的移动方向的后方部且位于角度(E)与角度(F)之间的部分)横穿壳体11的流入流路20(例如,第2流入流路22)的状态转变为未横穿的状态时,控制部14使旋转盘40顺时针超低速旋转。
此外,在步骤S126中,在切换阀位置角度tdeg小于角度D的情况下(步骤S126:否),控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否小于角度B(步骤S128)。
然后,在切换阀位置角度tdeg小于角度B的情况下(步骤S128:是),控制部14对旋转盘40顺时针执行超低速驱动(步骤S129)。即,控制部14使旋转盘40顺时针超低速旋转。
接着,控制部14判断切换阀位置角度tdeg是否为角度A以上(步骤S130)。
然后,在切换阀位置角度tdeg为角度A以上的情况下(步骤S130:是),控制部14继续使旋转盘40顺时针超低速旋转。
这样,如图19所示,在使旋转盘40顺时针旋转而使流路模式从模式B切换为模式A的情况下,在切换阀位置角度tdeg为角度A以上且小于角度B时、即在从第1密封构件81A(的移动方向的前方部且位于角度A与角度B之间的部分)横穿壳体11的流入流路20(例如,第3流入流路23)的状态转变为未横穿的状态时,控制部14使旋转盘40顺时针超低速旋转。
如上所述,控制部14在使旋转盘40旋转而切换流路模式时,在从第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20的状态转变为未横穿的状态时,将旋转盘40的旋转速度设为比低速慢的超低速。
由此,在从第1密封构件81A横穿壳体11的流入流路20的状态转变为未横穿的状态时、即在第1密封构件81A的在壳体11的流入流路20内放松而不与壳体11接触的非接触部从壳体11的流入流路20内向流入流路20外转移而攀上与壳体11之间的接触面时,使在第1密封构件81A局部地产生应力的部位缓慢移动。因此,能够更有效地抑制第1密封构件81A的磨损、龟裂的产生。因此,能够更有效地确保第1密封构件81A的密封性。
另外,关于与旋转盘40的旋转速度相关的第2控制,也可以应用于第2密封构件81B横穿固定盘50的固定盘连通路70的情况。
(关于滑动式的流路切换装置)
上述的本公开的内容也能够应用于图20~图23所示的流路切换装置2。如图20~图23所示,流路切换装置2具有壳体211、滑阀芯212以及驱动部213。
壳体211具备供流体流入或流出的流路口220。在此,作为一例,流路切换装置2是六通阀,壳体211具备6个流路口220。另外,壳体211例如由树脂形成,是本公开的“固定构件”的一例。此外,流路口220是本公开的“端口”的一例。
滑阀芯212设置于壳体211的内部。另外,滑阀芯212例如由树脂形成。滑阀芯212是本公开的“驱动构件”的一例。
滑阀芯212形成为长方形的板状(即,大致长方体的形状),具备至少一个滑阀芯连通路260。在此,作为一例,滑阀芯212具备四个滑阀芯连通路260。另外,滑阀芯连通路260是本公开的“连通路”的一例。
驱动部213具备用于提供使滑阀芯212驱动的动力的致动器(未图示)。
此外,如图21所示,在壳体211与滑阀芯212之间设置有密封构件281。而且,在滑阀芯212作用有由弹簧282的作用力产生的应力。
另外,密封构件281例如由氟树脂(例如特氟龙(注册商标))形成。此外,密封构件281也可以由粘贴有氟树脂的橡胶形成。而且,密封构件281也可以由氟树脂、橡胶这两者以外的材料形成。
这样的结构的流路切换装置2通过将壳体211的流路口220与滑阀芯连通路260组合而形成流路。并且,如图20~图23所示,流路切换装置2利用驱动部213的驱动轴213a以使滑阀芯212在驱动轴213a的轴向上滑动的方式对该滑阀芯212进行驱动,改变使流路口220与滑阀芯连通路260连通的组合,从而能够使流路模式在图20和图21所示的第1流路模式与图22和图23所示的第2流路模式之间切换。
并且,在这样的流路切换装置2中,滑阀芯212的刚性比壳体211的刚性高。
此外,也可以是,与流路切换装置1同样地,在壳体211的流路口220中的滑阀芯212侧的开口部的边缘形成有圆角或锥角。
此外,也可以是,在使滑阀芯212滑动而切换流路模式时,在密封构件281横穿壳体211的流路口220的期间,将滑阀芯212的驱动速度(滑动速度)设为比通常的速度慢的低速度。
而且,也可以是,在使滑阀芯212滑动而切换流路模式时,在从密封构件281横穿壳体211的流路口220的状态转变为未横穿的状态时,将滑阀芯212的驱动速度设为比低速慢的超低速。
〔第2实施方式〕
接下来,对第2实施方式进行说明,对与第1实施方式不同的点进行说明,省略与第1实施方式共通的点的说明。另外,在此,对流路切换装置1进行说明。
考虑以下情况:旋转盘40旋转,如图34所示,第1密封构件81A在与旋转盘40的旋转方向(图中的右方向)相反的一侧(图中的左侧)的第1端部20b与第2端部20c之间从第1端部20b朝向第2端部20c移动。
此时,如图35所示,在第1密封构件81A中,在流入流路20内暂时放松的部分、即在流入流路20内放松而不与壳体11接触的非接触部(以下,适当简称为“与壳体11之间的非接触部”)的长度逐渐扩大,因此,产生拉伸应力。并且,此时,第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部的向流入流路20内突出的突出量Lc如图35所示。此外,如图34所示,在第2端部20c的位置,拉伸应力成为最大(max)。
之后,考虑以下情况:旋转盘40旋转,如图36所示,第1密封构件81A在第2端部20c与旋转盘40的旋转方向侧(图中的右侧)的第1端部20b之间从第2端部20c朝向第1端部20b移动。
此时,如图37所示,在第1密封构件81A中,与壳体11之间的非接触部的长度逐渐缩小,因此,产生压缩应力。此外,第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部的向流入流路20内突出的突出量Ld如图37所示。另外,突出量Ld大于突出量Lc(参照图35)。并且,如图36所示,在旋转盘40的旋转方向侧的第1端部20b的位置,压缩应力成为最大(max)。
之后,旋转盘40旋转,如图38所示,第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部被开口部的边缘20a上推,并且攀上开口部的边缘20a的第1端部20b。并且,之后,第1密封构件81A从开口部的边缘20a向壳体11的旋转盘40侧的面11a滑动。
在本实施方式中,在壳体11的流入流路20中的旋转盘40侧的开口部的边缘20a形成有圆角(曲线形状)。并且,圆角的大小(即,圆角的半径)在开口部的边缘20a的第1端部20b的位置比开口部的边缘20a的第2端部20c的位置大。另外,也可以形成锥角来代替圆角,此时,锥角的大小是指锥角的倾斜角。
并且,在本实施方式中,如图27所示,形成为周状的开口部的边缘20a的内周LA和外周LB均形成为圆形形状。详细而言,内周LA形成为直径D1的圆形形状,外周LB形成为直径D2的圆形形状。另外,直径D2大于直径D1。另外,在图27等中,为了便于说明,将旋转盘40的移动方向表示为附图的左右方向。
并且,这样,在本实施方式中,如图27和图28所示,在开口部的边缘20a的第1端部20b和第2端部20c,开口部的边缘20a的内周LA的半径r1和开口部的边缘20a的外周LB的半径r2分别相等或大致相等。
另外,开口部的边缘20a的内周LA的半径r1是指开口部的开口半径。此外,开口部的边缘20a的外周LB的半径r2是指开口部的边缘20a的圆角与壳体11的面11a的交界线的半径。
并且,在本实施方式中,如图28的(B)所示,通过使第1端部20b的圆角的中心点的位置向比图28的(A)所示的第2端部20c的圆角的中心点的位置靠附图下侧(即,与流入流路20的开口部相反的一侧)的位置移动(即,偏移),从而在不增大开口部的边缘20a的外周LB的半径r2的情况下增大第1端部20b的圆角的大小。
这样,在本实施方式中,使圆角的大小在第1端部20b比第2端部20c大,并且使第1端部20b处的开口部的边缘20a的内周LA的半径r1与第2端部20c处的开口部的边缘20a的内周LA的半径r1相等或者大致相等。此外,使第1端部20b处的开口部的边缘20a的外周LB的半径r2与第2端部20c处的开口部的边缘20a的外周LB的半径r2相等或大致相等。
由此,在本实施方式中,如图29所示,开口部的边缘20a的内周LA的位置成为比第1实施方式时(参照图40)靠附图的上侧(即,上推第1密封构件81A的那一侧)的位置。
并且,由此,在为了切换流路模式,通过使旋转盘40相对于壳体11相对地旋转而使第1密封构件81A穿过流入流路20时,如图29所示,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部攀上开口部的边缘20a的第1端部20b时,被开口部的边缘20a的第1端部20b的附近的部分(图中为G-G处由虚线所示的部分。与图27中的G-G位置的部分对应。)上推,因此,能够有效地上推第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部。因此,能够使第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部顺滑地攀上开口部的边缘20a的第1端部20b。因此,第1密封构件81A能够顺滑地穿过流入流路20。
此外,在第1端部20b的圆角的大小与第2端部20c的圆角的大小相等的图39所示的比较例中,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部即将攀上开口部的边缘20a的第1端部20b之前,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部无法顺滑地攀上,容易产生由压缩应力引起的应力集中。
然而,根据本实施方式,由于使圆角的大小在第1端部20b比第2端部20c大,因此,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部即将攀上开口部的边缘20a的第1端部20b之前,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部由压缩应力引起的应力集中被抑制。因此,根据本实施方式,能够使第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部与图39所示的比较例相比顺滑地攀上开口部的边缘20a的第1端部20b。
此外,根据本实施方式,与图40所示的第1实施方式相比,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部攀上开口部的边缘20a的第1端部20b时,能够有效地上推第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部。因此,根据本实施方式,能够使第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部与图40所示的第1实施方式相比顺滑地攀上开口部的边缘20a。
此外,根据本实施方式,如图29所示,第1端部20b的圆角的大小大于(r2-r1)。另外,(r2-r1)是指从开口部的边缘20a的外周LB的半径r2减去开口部的边缘20a的内周LA的半径r1而得到的值。这样,在本实施方式中,在开口部的边缘20a的第1端部20b可靠地增大圆角的大小。因此,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部攀上开口部的边缘20a的第1端部20b时,能够更可靠地有效地上推第1密封构件81A。此外,能够抑制第1密封构件81A磨损。
此外,如图27所示,本实施方式的两个第1端部20b之间的距离(相当于图中所示的D2)能够比图41所示的第1实施方式的两个第1端部20b之间的距离(图中所示的D3)小。
由此,能够使本实施方式的第1密封构件81A的长度L2(即,在旋转盘40的旋转方向上的长度)比第1实施方式的第1密封构件81A的长度L1短。因此,能够抑制第1密封构件81A与壳体11的滑动阻力,抑制旋转盘40的旋转转矩的增加。
此外,作为第1变形例,如图30所示,也可以将从旋转盘40侧观察时的开口部的边缘20a的形状设为扁平圆形形状。具体而言,关于开口部的边缘20a的形状,也可以使第1端部20b处的曲率即第1开口曲率CU1比第2端部20c处的曲率即第2开口曲率CU2小。即,如图30所示,也可以将第2端部20c处的曲率半径减小为小径,另一方面,将第1端部20b处的曲率半径增大为大径。
另外,随着从第2端部20c朝向第1端部20b,开口部的边缘20a的形状的曲率以逐渐变小的方式(即,开口部的边缘20a的形状的曲率半径以逐渐变大的方式)逐渐变化(渐变)。
这样,在第1变形例中,关于开口部的边缘20a的形状,减小了第1端部20b处的曲率(即,第1开口曲率CU1)。
由此,在通过使旋转盘40相对于壳体11相对地旋转而使第1密封构件81A穿过流入流路20时,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部即将攀上开口部的边缘20a的第1端部20b之前,作用于第1密封构件81A的压缩应力被抑制。因此,第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部的向流入流路20内突出的突出量减少。因此,能够使第1密封构件81A顺滑地攀上开口部的边缘20a的第1端部20b。
此外,作为第2变形例,如图31所示,关于从旋转盘40侧观察时的开口部的边缘20a的形状,也可以在第1端部20b形成有以与旋转盘40的旋转方向(图31的左右方向)正交的方式形成为直线状的直线部101。另外,直线部101是本公开的“边缘直线部”的一例。
另外,在该变形例中,如图31所示,关于开口部的边缘20a的形状,在第2端部20c也形成有在旋转盘40的旋转方向(图31的左右方向)上形成为直线状的直线部101,在两个直线部101之间形成有半径LR的圆形形状部102。
由此,与第1变形例同样地,在第1密封构件81A穿过流入流路20时,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部即将攀上开口部的边缘20a的第1端部20b之前,作用于第1密封构件81A的压缩应力被抑制。
另外,如图32所示,关于从旋转盘40侧观察时的开口部的边缘20a的形状,也可以在第1端部20b形成有直线部101,另一方面,在第2端部20c未形成直线部101。
此外,作为第3变形例,如图33所示,关于第1密封构件81A的形状,也可以在旋转盘40的旋转方向(图33的左右方向)的端部具有直线部111。该直线部111以与旋转盘40的旋转方向正交的方式形成为直线状。另外,直线部111是本公开的“密封构件直线部”的一例。此外,也可以形成有形成为大致直线状的大致直线部111a(或者,也称为以较小的曲率弯曲的小曲率部)来代替直线部111。另外,该大致直线部111a是本公开的“密封构件大致直线部”的一例。
在该变形例中,如图33所示,关于第1密封构件81A的形状,在穿过第1端部20b的部分形成有直线部111或大致直线部111a,在直线部111或大致直线部111a的两侧形成有圆形形状部112。圆形形状部112是半径RA的圆周。
这样,关于第1密封构件81A的形状,将其旋转盘40的旋转方向的端部、即在通过使旋转盘40相对于壳体11相对地旋转而使第1密封构件81A穿过流入流路20时在流入流路20内暂时放松并攀上开口部的边缘20a的第1端部20b的部分(即,与壳体11之间的非接触部)以与旋转盘40的旋转方向正交的方式形成为直线状。
由此,在第1密封构件81A的与壳体11之间的非接触部即将攀上开口部的边缘20a的第1端部20b之前,作用于第1密封构件81A的压缩应力被抑制。因此,第1密封构件81A的向流入流路20内突出的突出量减少。因此,能够使第1密封构件81A顺滑地攀上开口部的边缘20a的第1端部20b。
另外,上述的实施方式只不过是例示,并不对本公开进行任何限定,当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。
例如,在旋转盘40旋转时第2密封构件81B穿过固定盘50的固定盘连通路70的情况下,也将第2实施方式和各变形例的内容应用于固定盘连通路70和第2密封构件81B。
附图标记说明
1、2、流路切换装置;11、壳体;12、阀芯部;14、控制部;20、流入流路;20a、边缘;20b、第1端部;20c、第2端部;21、第1流入流路;22、第2流入流路;23、第3流入流路;30、流出流路;31、第1流出流路;32、第2流出流路;33、第3流出流路;40、旋转盘;41、圆板部;50、固定盘;51、圆板部;60、旋转盘连通路;61、第1旋转盘连通路;62、第2旋转盘连通路;63、第3旋转盘连通路;70、固定盘连通路;71、第1固定盘连通路;72、第2固定盘连通路;73、第3固定盘连通路;81A、第1密封构件;81B、第2密封构件;101、直线部;111、直线部;111a、大致直线部;211、壳体;212、滑阀芯;220、流路口;260、滑阀芯连通路;281、密封构件;L、中心轴线;LA、(开口部的边缘的)内周;LB、(开口部的边缘的)外周;r1、半径;r2、半径;CU1、第1开口曲率;CU2、第2开口曲率。
Claims (10)
1.一种流路切换装置,其具有:
固定构件,其设置有至少一个;和
驱动构件,
所述固定构件具备端口,
所述驱动构件具备连通路,
使所述固定构件的端口与所述驱动构件的连通路连通而形成供流体流动的流路,
该流路切换装置的特征在于,
该流路切换装置具有密封构件,该密封构件设置于所述驱动构件,在作用有按压力的状态下与所述固定构件接触而对所述固定构件的端口和与该固定构件的端口连通的所述驱动构件的连通路之间进行密封,
所述驱动构件的刚性比至少一个所述固定构件的刚性高。
2.根据权利要求1所述的流路切换装置,其特征在于,
作为所述固定构件,具有第1固定构件和第2固定构件,
所述驱动构件配置在所述第1固定构件与所述第2固定构件之间,
作为所述密封构件,具有设置在所述第1固定构件与所述驱动构件之间的第1密封构件和设置在所述驱动构件与所述第2固定构件之间的第2密封构件,
所述驱动构件在经由所述第2固定构件和所述第2密封构件而作用有所述按压力的状态下被所述第1固定构件和所述第2固定构件夹持,
所述第2固定构件的端口配置于在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时所述第2密封构件不横穿的位置。
3.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
在所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘形成有圆角或锥角,
所述圆角的大小或所述锥角的大小在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交的方向上的端部的第2端部大,随着从所述第1端部朝向所述第2端部而逐渐变小。
4.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时,在所述密封构件横穿所述固定构件的端口的期间,将所述驱动构件的驱动速度设为比通常的速度慢的第1低速度。
5.根据权利要求4所述的流路切换装置,其特征在于,
在使所述驱动构件驱动而切换所述流路的模式时,在从所述密封构件横穿所述固定构件的端口的状态转变为未横穿的状态时,将所述驱动构件的驱动速度设为比所述第1低速度慢的第2低速度。
6.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
在所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘形成有圆角或锥角,
所述圆角的大小或所述锥角的大小在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交的方向上的端部的第2端部大,
并且,在所述第1端部和所述第2端部,所述开口部的边缘的内周的半径和所述开口部的边缘的外周的半径分别相等或大致相等。
7.根据权利要求6所述的流路切换装置,其特征在于,
在将所述开口部的边缘的内周的半径设为r1并将所述开口部的边缘的外周的半径设为r2时,所述第1端部处的所述圆角的大小大于r2-r1。
8.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
关于所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘的形状,所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部处的曲率即第1开口曲率比所述开口部的边缘的作为与所述驱动构件的驱动方向正交的方向上的端部的第2端部处的曲率即第2开口曲率小。
9.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
关于所述固定构件的端口中的所述驱动构件侧的开口部的边缘的形状,在所述开口部的边缘的作为所述驱动构件的驱动方向上的端部的第1端部,形成有以与所述驱动方向正交的方式形成为直线状的边缘直线部。
10.根据权利要求1或2所述的流路切换装置,其特征在于,
关于所述密封构件的形状,在所述驱动构件的驱动方向上的端部,形成有以与所述驱动方向正交的方式形成为直线状的密封构件直线部或形成为大致直线状的密封构件大致直线部。
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