(57)【要約】【課題】高水圧地域で使用しても水量制御が容易で、長期間安定して流量を調節できる流量制御弁を提供する。【解決手段】軸方向両側に案内バー５４、５５を有する弁体３９と、弁体３９と連動して可動する駆動軸３５と、駆動軸３５の回転運動を軸方向運動に変換する軸受け部３３と、駆動軸３５に回転力を伝える回転力発生手段３１と、弁体３９を軸受け部側に付勢する付勢手段５２と、付勢手段５２を取付ける弁体受け部５１と、内側に形成された通路部４８に、案内バー５４、５５を案内するガイド部４９、５０および弁体３９に対向する弁座４６を有するボディ３２とからなり、弁体３９は、弁座開口部４６ａに挿入できるように本体部３９ａより縮径された流量制御部４３と、本体部３９ａの弁座対向面４４から側周面４５を覆う閉止用弾性体４２とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向両側に案内バーを有する弁体と、この弁体と連動して可動する駆動軸と、この駆動軸の回転運動を軸方向運動に変換する軸受け部と、駆動軸に回転力を伝える回転力発生手段と、前記弁体を前記軸受け部側に付勢する付勢手段と、この付勢手段を取付ける弁体受け部と、内側に形成された通路部に、前記案内バーを案内するガイド部および弁体に対向する弁座を有するボディとからなり、弁体は、弁座開口部に挿入できるように本体部より縮径された流量制御部と、本体部の弁座対向面から側周面を覆う閉止用弾性体とを有することを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
流量制御部は、軸心方向に平行な平行面の長さが、弁座開口部の周縁のアール角の半径よりも長く形成されている請求項１記載の流量制御弁。
【請求項３】
弁座開口部の内径と流量制御部の平行面外径との差で生じる間隙が、１ｍｍ〜２ｍｍとなる請求項１記載の流量制御弁。
【請求項４】
弁体の側周面には凹溝が形成され、この凹溝に弁座対向面を覆う閉止用弾性体の内端が嵌入されることによって、その内径が流量制御部の平行面の外径より小さく設定される請求項１記載の流量制御弁。
【請求項５】
弁体受け部側の案内バーを案内するガイド部に、弁体の全開位置でのストッパーを設けた請求項１記載の流量制御弁。
【請求項６】
駆動軸の先端とその先端に当接する軸受け部側の案内バーの先端との間に摺動部材を設けた請求項１記載の流量制御弁。
【請求項７】
軸受け部内面と駆動軸の外面に左ネジを設けた請求項１記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯装置において水やガスを供給する際の流量を調節する流量調節弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流量制御弁１０としては、図３に示すように、ボディ１２の入口２５の下流に後記弁座２１側にのみ閉止用弾性体１９を焼き付けた弁体１８の中央に、駆動軸１５の先端１７が挿入され、駆動軸１５は回転運動を軸方向運動に変換する右ネジ１４を設けた軸受け部１３に案内され、歯車加工された基端部１５ａが回転力発生手段１１と軸方向に移動可能に連結している。２３は弁体受け部であり、弁体１８を軸受け部１３側に付勢する付勢手段２０が設けられている。ボディ２１の内側に形成された通路部２２には、軸受け部１３と弁体１８との間で弁体１８に対向する弁座２１が設けられている。
【０００３】
回転力発生手段１１が停止信号発生位置から駆動軸１５を右回転すると軸受け部１３により駆動軸１５は図中右方向へ移動し、駆動軸１５に押圧された弁体１８は弁座２１から離れて開弁し、矢印Ａで示すように、ボディ１２の入口２５から流入した水やガス等の流体が弁座２１と弁体１８の閉止用弾性体１９の隙間を通り、矢印Ｂで示すようにボディ１２の出口２６から流出する。前記隙間の大きさにより流量調整が行われ、回転力発生手段１１が左回転すると駆動軸１５が図中左方向に動き弁体１８が弁座２１に接触して閉弁し、流体の流れが停止するが、回転力発生手段１１は、停止信号発生位置まで回転して停止する。
【０００４】
回転力発生手段１１の停止信号発生位置は全閉位置を検出して、全開位置は駆動パルス数で規定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では弁体１８の移動量に対する流量変化が大きくて高水圧時の微小流量の調整が難しく、また長期間使用していると開弁、閉弁動作の繰返しにより、弁体１８の弁座２１との対向面のみに焼き付けられた閉止用弾性体１９に繰返し力がかかり、焼き付けによる接着力が低下して、一部が剥がれ、弁座２１と弁体１８の隙間が不安定になり微小流量の調整がさらに困難になって、最後に閉止用弾性体１９が剥がれると閉弁ができなくなる課題を有していた。
【０００６】
また、高水圧で使用すると水圧により駆動軸１５の先端１７と弁体１８が振動し、弁座２１と閉止用弾性体１９との間で異常音が発生する課題を有していた。
【０００７】
また開弁、閉弁動作において、駆動軸１５の先端１７が弁体１８の中央凹部１８ａで回転しながら押圧して移動するため、駆動軸１５の先端１７と弁体１８の接触面が磨耗するが、駆動軸１５の先端１７が磨耗すると流量変化が生じ、弁体１８の接触面が磨耗すると弁体１８に孔が開き閉止できなくなる課題を有していた。
【０００８】
また、上記構成で従来の回転力発生手段１１や軸受け部１３等を用いると、回転力発生手段１１の停止信号発生位置で弁体１８が全開位置でなく、全閉位置になるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するもので、高水圧地域で使用しても水量制御が容易で、長期間安定して流量を調節できる流量制御弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題が解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量制御弁は、軸方向両側に案内バーを有する弁体の軸受け部側に弁座開口部に挿入可能な流量制御部と、弁体の弁座対向面から側周面にかけて覆う閉止用弾性体を設けるとともに、前記案内バーを案内するガイド部を通路部内に設けたものである。
【００１１】
これによって、流量制御部のうち軸心方向に平行な平行面が弁座開口部に挿入されるため、駆動軸の移動に対する流量の変化は緩和され微小な流量制御が可能になると共に、長時間使用しても側周面の閉止用弾性体には閉弁の力を受けないため接合力は劣化せず、また閉止用弾性体は弁座対向面から連続して側周面を覆っているので、機械的にも外れない構成のため閉止不良は発生しない。また、ガイド部が案内バーを通路部内で案内することにより、水圧が高い地区で使用しても、弁体を軸方向両側で支持できるため振動や異常音の発生を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、軸方向両側に案内バーを有する弁体と、この弁体と連動して可動する駆動軸と、この駆動軸の回転運動を軸方向運動に変換する軸受け部と、駆動軸に回転力を伝える回転力発生手段と、前記弁体を前記軸受け部側に付勢手段と、この付勢手段を取付ける弁体受け部と、内側に形成された通路部に、前記案内バーを案内するガイド部および弁体に対向する弁座を有するボディとからなり、弁体は、弁座開口部に挿入できるように本体部より縮径された流量制御部と、本体部の弁座対向面から側周面を覆う閉止用弾性体とを有することにより、流量制御部が弁座開口部に挿入され、また弁体の弁座対向面から側周面にかけて閉止用弾性体を焼き付ける等して弁体を覆うことにより、細かい流量の制御と閉止用弾性体の剥がれを防止できるため、長期間の流量制御が容易で、閉止不良が無く使用することができる。さらに通路部内には、弁体の案内バーを案内するガイド部を有しているので、水圧が高い地区で使用しても、弁体を軸方向両側で支持できるため振動や異常音の発生を防止することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、流量制御部を、軸心に対して平行な平行面の長さが、弁座開口部の周縁のアール角の半径よりも長く形成することにより、最小流量制御時に流量制御部の平行面の外径と弁座開口部の内径との間に最小隙間部が設けられるため、安定した最小流量を得ることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、弁座開口部の内径と流量制御部の平行面外径との差で生じる間隙を、１ｍｍ〜２ｍｍとすることにより、通路部の内径と平行面の外径の隙間が一定となるため一定の隙間面積となり、安定した最小制御流量を得ることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、弁体の側周面に凹溝を形成し、この凹溝に弁座対向面を覆う閉止用弾性体の内端が嵌入することによって、その内径が流量制御部の平行面の外径より小さく設定することにより、開弁、閉弁動作時、弁座面が対向する弁体の閉止用弾性体に当っても、閉止用弾性体の内向きの先端部分には開閉弁の力が作用しないため閉止用弾性体の接合力は変化しないので、剥がれが発生せずに長期間安定して使用できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、弁体受け部側の案内バーを案内するガイド部に、弁体の全開位置でのストッパーを設けたことにより、弁体の全開位置を安定的に得ることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、駆動軸の先端とその先端に当接する軸受け部側の案内バーの先端との間に摺動部材を設けたことにより、駆動軸の先端と弁体の案内バーは直接接触することなく、また摺動摩擦の小さなステンレスやセラミックの板やボール等の摺動部材を介して接触することによれば、弁体と駆動軸との接触面の磨耗量が大幅に減少するため、磨耗による流量変化や弁体の破損を防ぐことができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、軸受け部内面と駆動軸の外面に左ネジを設けることにより、回転力発生手段の停止信号発生位置で弁体は、全開位置からスタートすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における流量制御弁の断面図を示すものである。図２は、本発明の第１の実施例における流量制御弁の弁体付近要部の拡大図である。
【００２１】
図１および図２に示す流量制御弁３０は、ボディ３２の入口５６の下流に、軸方向両側に案内バー５４、５５を有する弁体３９と、この弁体３９と連動して可動する駆動軸３５と、この駆動軸３５の回転運動を軸方向運動に変換する軸受け部３３と、駆動軸３５に回転力を伝える回転力発生手段３１と、弁体３９を軸受け部３３側に付勢する付勢手段５２と、この付勢手段５２を取付ける弁体受け部５１と、ボディ３２の内側に形成された通路部４８に、案内バー５４、５５を軸受け部３３側および弁体受け部５１側にてそれぞれ案内して触れを防止するガイド部４９、５０、および弁体３９に対向する弁座４６を有している。
【００２２】
弁体３９は、弁座開口部４６ａに挿入できるように本体部３９ａより縮径された流量制御部４３と、本体部３９ａの側周面４５から弁座４６との対向面４４を焼き付けにより覆う閉止用弾性体４２とから構成されている。尚、弁体受け部５１側にて案内バー５５を案内するガイド部５０の頂面は、弁体３９の全開位置でのストッパー５３として機能し、弁体３９の全開位置を安定的に得ることができるようになる。
【００２３】
弁体３９の側周面４５には凹溝３７が形成され、この凹溝３７に弁座対向面４４を覆う閉止用弾性体４２の内向きフランジ形状の内端４２ａが嵌入されることによって、その内径が流量制御部４３の軸心方向に平行な平行面４０の外径より小さく設定されている。
【００２４】
駆動軸３５の先端３５ｂと、先端３５ｂに当接する案内バー５４の先端５４ａとの間には、滑り摩擦の小さなステンレスやセラミックの板やボール等の摺動部材３８が設けられている。左ネジ３６を外面の一部に設けた駆動軸３５は、左ネジ３４を内面の一部に設けた軸受け部３３により駆動軸３５の回転運動を軸方向運動に変換され、歯車加工された駆動軸の基端部３５ｂは、パルスモータを内包した回転力発生手段３１に軸方向に移動自在に連結されている。
【００２５】
流量制御部４３には、最小水量を制御するために本体部３９ａより縮径して形成された平行面４０と、その先端周縁にテーパ部４１が設けられ、閉止用弾性体４２の内端４２ａの内径が流量制御部４３の平行面４０の外径よりも小さく設定される。また弁座開口部４６ａの周縁はアール角形状に形成されてアール角部４７をなし、そのアール角の半径よりも平行面４０の長さが長くなるように設定されている。
【００２６】
以上のように構成された流量制御弁３０について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、付勢手段５２により軸受け部３３側に付勢された弁体３９が、全開位置にある回転力発生手段３１の停止位置から駆動軸３５を右回転すると、左ネジ３４を設けた軸受け部３３により駆動軸３５は図中左方向へ移動し、弁体３９と弁座４６間の距離を短くして、ボディ３２の入口５６から流入した流体の流量を絞っていく。次に流量制御部４３のテーパ部４１が弁座開口部４６ａへ挿入され、その内径と平行面４０の外径の隙間で小流量を安定に制御し、最後に弁体３９の閉止用弾性体４２と弁座４６とが接触して流体の流れは停止する。最小制御水量は、弁座開口部４６ａの内径と平行面４０の外径との差で生じる間隙のリング状面積に比例する。
【００２８】
例えば、最小水量を制御しにくい６Ｋｇ／ｃｍの高水圧では、前記間隙１ｍｍで制御流量は約２．５Ｌ／分、間隙２ｍｍで制御流量は約７．５Ｌ／分になる。
弁座開口部４６ａ内径をφ１３．０５ｍｍとすると、間隙２ｍｍを生じさせる平行面４０の外径は約φ１２．９０ｍｍになる。又、閉弁時、弁体３９の閉止用弾性体４２に力がかかるのはその弁座対向面のみで、側周面４５の閉止用弾性体４２を剥がす力は作用しない。
【００２９】
逆に駆動軸３５が左回転すると、上記と逆の動きをして、回転力発生手段３１の停止信号位置で弁体３９と弁座開口部４６ａとの間隙が全開で停止する。
【００３０】
以上のように本実施例では、弁体３９の流量制御部４３が弁座開口部４６ａに挿入されることにより、弁座開口部４６ａと流量制御部４３の隙間により最小制御流量から弁座４６と弁体３９間の隙間による大流量まで安定に制御できると共に、閉止用弾性体３９が弁座対抗面４４から側周面４５にかけて焼き付けにより弁体３９を覆い、かつその内端４２ａが凹溝３７に嵌入され機械的にも外れない構成になっているため、長期間安定した流量と閉止特性を得ることができる。
【００３１】
本実施例では、流量制御部４３の平行面４０の長さが、弁座開口部４６ａのアール角部４７のアール角半径よりも大きいので、アール角にかからない弁座開口部４６ａ内面と流量制御部４３の平行面４０外面との間に最小隙間部が設けられるので、安定した最小制御流量が得られる。また通路部４８には、弁体３９の案内バー５４、５５を案内するガイド部４９、５０を有しているので、水圧が高い地区で使用しても、弁体３９を軸方向両側で支持できるため振動や異常音の発生を防止することができる。
【００３２】
また、本実施例では、弁座開口部４６ａの内径と平行面４０の外径との差で生じる間隙を１ｍｍ〜２ｍｍのリング状面積とすることにより、最適隙間を管理することができるため、制御しにくい高水圧地域でも最小制御水量を安定して得ることができる。
【００３３】
また、本実施例では、弁体３９の閉止用弾性体４２の内端４２ａは凹溝３７に嵌入されることによって、その内径が流量制御部４３の平行面４０の外径より小さく設定されるため、弁体３９の開閉弁時に閉止用弾性体４２の内端４２ａに直接引き剥がす力がかからないので閉止用弾性体４２が外れないため、高水圧地域で長期間水漏れ無く安心して使用できる。
【００３４】
また、本実施例では、弁体３９と駆動軸３５の先端３５ａの間に摺動部材３８を設けることにより、摺動摩擦の小さなステンレスやセラミックの板やボール等の摺動部材３８を介して、弁体３９と駆動軸３５の先端３５ａが接触するため、弁体３９と駆動軸３５の先端３５ａの接触面は磨耗量が大幅に減少するため、磨耗による流量変化や弁体３９の破損を防ぐことができる。
【００３５】
また、本実施例では、軸受け部３３内面と駆動軸３５の外面に左ネジを設けることにより、回転力発生手段の停止信号発生位置で弁体は全開位置に設定される。回転力発生手段３１の右回転により駆動軸３５は全開から全閉へ、左回転により全閉から全開へ移動し、停止信号発生位置３１で弁体３９は全開位置で停止する。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜７記載の発明によれば、高水圧地域使用しても最小制御水量から大流量まで水量制御が容易で、弁体の閉止用弾性体が剥がれないため長期間安定して流量を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における流量制御弁の断面図。
【図２】本発明の実施例１における流量制御弁の要部拡大図。
【図３】従来の流量制御弁の断面図。
【符号の説明】
３０  流量制御弁
３１  回転力発生手段
３２  ボディ
３３  軸受け部
３４、３６  左ネジ
３５  駆動軸
３７  凹溝
３８  摺動部材
３９  弁体
３９ａ  本体部
４０  平行面
４２  閉止用弾性体
４２ａ  内端
４３  流量制御部
４４  弁座対向面
４５  側周面
４６  弁座
４６ａ  弁座開口部
４７  アール角部
４８  通路部
４９、５０  案内バーガイド部
５１  弁体受け部
５２  付勢手段
５３  ストッパー
５４  軸受け部側の案内バー
５５  弁体受け側の案内バー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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