(57)【要約】【課題】  内部に設けられた弁座を閉じる際にも弁部材等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことが可能となるバルブユニットを提供する。【解決手段】  モータ１の回転運動を直線運動に変換する変換機構が、モータ１によって回転駆動されるとともに外周部に雄ねじ１１が形成された送りねじ部材１０と、この送りねじ部材１０の雄ねじ１１と歯合する雌ねじ１２ａが形成されて直線運動する駆動駒１２と、この駆動駒１２と弁室内３ａに形成された弁座５ａを閉塞可能な弁部材１５との間に設けられて圧縮された際に反発力を生じる付勢部材１８とを備えてなり、かつ送りねじ部材１０の雄ねじ１１の端部１１ａが、弁部材１５が弁座５ａを塞いだ位置において駆動駒１２の雌ねじ１２ａとの歯合が外れる位置に形成されていることを特徴とする。【選択図】  図３
2006342919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管路に介装され、モータと、この回転運動を直線運動に変換する変換機構と、この変換機構の先端に設けられて上記配管路と連通する弁室内に移動自在に設けられ、上記弁室内に形成された弁座を閉塞可能な弁部材とを有し、上記弁部材を上記弁座に対して進退させることにより上記配管路を開閉するバルブユニットにおいて、
上記変換機構は、上記モータによって回転駆動されるとともに外周部に雄ねじが形成された送りねじ部材と、この送りねじ部材の上記雄ねじと歯合する雌ねじが形成されて上記送りねじ部材の回転運動により直線運動する駆動駒と、この駆動駒と上記弁部材との間に設けられて圧縮された際に反発力を生じる付勢部材とを備えてなることを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
上記送りねじ部材の上記雄ねじは、上記弁部材が上記弁座を開いている位置において上記駆動駒の雌ねじと歯合し、かつ上記弁部材が上記弁座を塞いだ位置において上記駆動駒の雌ねじとの歯合が外れる位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管路に介装されてモータ駆動により当該配管路を開閉するバルブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、洗濯機や食器洗浄機等の水を扱う各種の機器においては、使用後の上記水を排水するための排水ラインに、上記機器からの信号により当該排水ラインを開閉するためのステッピングモータ駆動によるバルブユニットが組み込まれている。
【０００３】
従来のこの種のバルブユニットとしては、上記ステッピングモータによって回転駆動される送りねじに、駆動駒を当該送りねじに沿って直線的に移動自在に歯合させ、この駆動駒に、上記排水ラインに連通する弁室内に設けられた弁座を塞ぐ弁部材を一体に設けることにより、当該弁部材を上記弁座に対して進退自在としたものが広く用いられている。
【０００４】
上記従来のバルブユニットによれば、上記機器からの信号によりモータを駆動し、送りねじを回転させて、駆動駒とこれと一体化された弁部材とを弁座に対して直線的に進退させることにより、上記排水ラインを開閉することができる。
【０００５】
ところで、上記バルブユニットにおいては、一般的に弁部材によって弁座を塞いで排水ラインを閉じる際に、弁部材による弁座の閉塞を確実に行わせるために、ステッピングモータを本来の弁部材の弁座に対する当接位置よりも余分に回転させて、上記弁部材を弁座に押圧する方法が採られている。
【０００６】
このため、特に排水ラインを閉じる際や、閉じた状態から開く際に、弁部材の先端に過大な力が作用し、この結果当該弁部材の先端部分が早期に摩耗したり、あるいは送りねじと駆動駒との歯合部分の歯が損傷を受けたりする問題点があった。
【０００７】
そこで、上記問題点を回避すべく、弁部材や送りねじ等を構成する素材の機械的強度を高める必要があり、よって設計の自由度が制約されるとともに、製品コストの高騰化を招くという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、内部に設けられた弁座を閉じる際にも弁部材等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことが可能となるバルブユニットを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、配管路に介装され、モータと、この回転運動を直線運動に変換する変換機構と、この変換機構の先端に設けられて上記配管路と連通する弁室内に移動自在に設けられ、上記弁室内に形成された弁座を閉塞可能な弁部材とを有し、上記弁部材を上記弁座に対して進退させることにより上記配管路を開閉するバルブユニットにおいて、上記変換機構は、上記モータによって回転駆動されるとともに外周部に雄ねじが形成された送りねじ部材と、この送りねじ部材の上記雄ねじと歯合する雌ねじが形成されて上記送りねじ部材の回転運動により直線運動する駆動駒と、この駆動駒と上記弁部材との間に設けられて圧縮された際に反発力を生じる付勢部材とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送りねじ部材の上記雄ねじが、上記弁部材が上記弁座を開いている位置において上記駆動駒の雌ねじと歯合し、かつ上記弁部材が上記弁座を塞いだ位置において上記駆動駒の雌ねじとの歯合が外れる位置に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のバルブユニットにおいては、弁部材によって弁座を閉塞して配管路を閉じる際に、モータを作動させて送りねじ部材を回転させると、この送りねじ部材と歯合する駆動駒が弁座側に向けて移動する。すると、この駆動駒と弁部材との間に介装された付勢部材が圧縮され、その反発力により弁部材が弁座側に押圧されて移動し、最終的に弁座を塞ぐ。
【００１２】
この際に、弁部材は、付勢部材の反発力によって弁座に圧着されるために、弁部材の先端に過大な力が作用して先端部分が早期に摩耗したり、あるいは送りねじ部材と駆動駒との歯合部分の歯が損傷を受けたりするおそれがない。
また、仮にバルブユニット内の液体が凍結した場合においても、弁部材を開こうとした際に、付勢部材のみがその反発力を減じる方向に作動するのみであるために、弁座や弁部材等に過大な力が作用して損傷を受けるおそれもない。
【００１３】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、送りねじ部材の雄ねじを、上記弁部材が弁座を塞いだ位置において駆動駒の雌ねじとの歯合が外れるように形成しているため、弁部材による弁座閉塞時にモータを余分に回しても、送りねじ部材が空回りをするのみであって、駆動駒ひいては弁本体を弁座側に駆動する力が発生しない。
【００１４】
この結果、従来のもののように、弁座を閉じる際に弁部材の先端部や送りねじ部材と駆動駒との歯合部分等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図３は、本発明に係るバルブユニットの一実施形態を示すもので、このバルブユニットは、一端部にモータ１が固定された大径円筒状のハウジング２と、このハウジング２の他端部に取付ねじ２ａによって一体化された小径円筒状のバルブ本体３とから概略構成されている。そして、バルブ本体３の先端部に、配管路の流入側との接続口４が形成され、中間部側壁に流出側との接続口５が形成されることにより、内部に弁室３ａが形成されている。なお、図中符号６は、流出側の接続口５側が閉じている際に、流入側の接続口４から流入した液体を一時的に逃がして別途タンク等に蓄えるための排出口である。
【００１６】
他方、モータ１は、内部にステッピングモータとその回転軸に歯合する減速ギヤ列とが組み込まれたもので、上記減速ギヤ列の最終段のギヤ軸１ａがハウジング２内に突出するとともに、その外周にピニオンギヤ７が取り付けられている。ここで、ギヤ軸１ａは、モータ１とハウジング２との間に介装された中間板８に回転自在に支承されている。
【００１７】
そして、このハウジング２の中心部には、送りねじ（送りねじ部材）１０がスラスト受け板９によって軸方向に支持されるとともに、軸線回りに回転自在に設けられている。この送りねじ１０は、基端部外周にギヤ１０ａが一体成型されており、このギヤ１０ａに上記ピニオンギヤ７が歯合されている。また、この送りねじ１０の先端側外周には、所定範囲にギヤ部（雄ねじ）１１が形成されている。そして、このギヤ部１１に、内周面に形成された雌ねじ１２ａが歯合する駆動駒１２が、送りねじ１０の回転により図３中左右方向に移動自在に設けられている。
【００１８】
他方、これら送りねじ１０および駆動駒１２の外方には、これらを囲繞するようにして弁部材が設けられている。この弁部材は、一端に設けられてハウジング２とバルブ本体３との間の段部１３に係止されるフランジ部１４と、他端に設けられた弁体１５と、これらフランジ部１４と弁体１５とを連結一体化するとともに伸縮自在なベローズ１６とからなるものである。
【００１９】
ここで、弁体１５は、内部が端面板１５ａによって閉じられた円筒状の部材であり、その長さ寸法が上記接続口５の弁室内開口部（弁座）５ａを閉塞可能な寸法に形成されている。そして、駆動駒１２と対向する弁体１５の端面板１５ａ上には、駆動板１７が配設されるとともに、この駆動板１７と駆動駒１２との間に、圧縮された際に反発力を生じるスプリング（付勢部材）１８が介装されている。
【００２０】
また、バルブ本体３の内壁には、弁体１５が接続口５の弁室内開口部５ａを封じた位置で弁体１５が当接する係止凸部１９が形成されている。
さらに、送りねじ１０のギヤ部１１は、その先端１１ａが、弁体１５が上記開口部５ａを塞いだ位置において駆動駒１２の雌ねじ１２ａとの歯合が外れる位置に形成されている。
【００２１】
以上の構成からなるバルブユニットにおいては、図３に示す弁体１５が後退した状態においては、図示されない配管路からの蒸気や水等の流体が、バルブ本体３の流入側の接続口４から弁室３ａを通じて流出側の接続口５から上記配管路へと流れて行く。そして、上記配管路を閉じる場合には、モータ１を作動させてピニオンギヤ７により送りねじ１０を回転させる。
【００２２】
すると、この送りねじ１０と歯合する駆動駒１２が上記接続口５の弁室内開口部５ａ側に向けて移動し、この結果、駆動駒１２と駆動板１７との間に介装されたスプリング１８が圧縮されて、その反発力により駆動板１７を介して弁体１５が押圧される。そして、弁部材のベローズ１６が伸びつつ当該弁体１５が移動して、最終的に図３に点線位置で示すように上記開口部５ａを塞ぐとともに、係止凸部１９に当接する。
【００２３】
この際に、弁体１５は、スプリング１８の反発力によって係止凸部１９に当接するとともに、上記開口部５ａを閉塞しているために、弁体１５に過大な力が作用して早期の摩耗を招いたり、あるいは送りねじ１０と駆動駒１２との歯合部分の歯１１、１２ａが損傷を受けたりするおそれがない。
【００２４】
加えて、送りねじ１０のねじ部１１を、弁体１５が開口部５ａを塞いだ位置において駆動駒１２の雌ねじ１２ａとの歯合が外れるように形成しているため、弁体１５による開口部５ａの閉塞時にモータ１を余分に回しても、送りねじ１０が空回りするのみであって、駆動駒１２や弁体１５を開口部５ａ側に駆動する力が発生しない。
【００２５】
このため、開口部５ａを閉じる際に、弁体１５や送りねじ１０と駆動駒１２との歯合部分等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことができる。
【００２６】
また、駆動駒１２には、スプリング１８からの反発力がこれをモータ１側に移動させる側に作用しているために、配管路を開くべく、モータ１を逆方向に回転させると、上記反発力によって駆動駒１２の雌ねじ１２ａと送りねじ１０のねじ部１１とが再び歯合し、図３中左方に移動する。
【００２７】
この結果、スプリング１８による付勢力が低減するために、伸びたベローズ１６の縮み力（元形状への復帰力）あるいはバルブ本体３の流入側の接続口４からの流体圧力により弁体１５も図中左方に押し込まれ、開口部５ａが開かれることにより、再び上記流体が弁室３ａを通じて流出側の接続口５から上記配管路へと流れて行く。なお、スプリング１８の端部と駆動板１７および弁体１５とを一体的に連結することにより、駆動駒１２が図中左方に移動した際に、スプリング１８を介して弁体１５も一体的に図中左方に移動させるようにしてもよい。
【００２８】
また、仮にバルブユニット内の水等の液体が凍結した場合においても、弁体１５を開こうとした際に、スプリング１８のみが伸びるのみであるために、弁体１５や開口部５ａの周縁等に過大な力が作用して損傷を受けるおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のバルブユニットの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】要部を図１のＡ−Ａ線断面で示した図２の平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  モータ
２  ハウジング
３  バルブ本体
４  流入側との接続口
５  流出側との接続口
１０  送りねじ（送りねじ部材）
１１  ギヤ部（雄ねじ）
１１ａ  ギヤ部の端部
１２  駆動駒
１２ａ  雌ねじ
１４  フランジ部
１５  弁体（弁部材）
１６  ベローズ
１８  スプリング（付勢部材）
【図１】
2006342919.tif 000003
【図２】
2006342919.tif 000004
【図３】
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