(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯沸器の熱交換器を通る通水路に介設した止水弁を電動モータにより連動機構を介して開閉するようにした湯沸器における電動式止水弁装置であって、
止水弁は、水が流入する弁室内に設けられた弁座と、弁座に対向し、弁座に開設した弁孔を弁座に着座して閉塞するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の背面にダイヤフラムカバーにより画成される、弁室にオリフィスを介して連通する背圧室と、背圧室に収納され、弁孔と背圧室とを連通するように主弁に形成したパイロット孔を開閉するパイロット弁とを備え、パイロット弁は、パイロット孔を閉塞する閉弁方向にばねで付勢されると共に、ダイヤフラムカバーを貫通して該カバーの外方に突出する弁棒を有し、
連動機構は、電動モータにより回転されるカムと、一端にカムの外周面に当接するカムフォロアを有し、他端にパイロット弁の弁棒に係合してパイロット弁を閉弁方向と開弁方向とに押し引き可能な係合部を有するレバーとを備え、カムは径方向寸法の小さな小リフト部と径方向寸法の大きな大リフト部とを有し、カムフォロアが大リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させることでパイロット弁が開弁され、カムフォロアが小リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させることでパイロット弁が閉弁されるようにしたものにおいて、
カムと一体に回転する押圧カム部が設けられ、
押圧カム部は、カムをカムフォロアが大リフト部の外周面に当接する開弁回転位置からカムフォロアが小リフト部の外周面に当接する閉弁回転位置に回転させる際に、カムフォロアをカムの外周面に当接する方向に押圧すると共に、カムの開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中でカムフォロアに対する押圧を解除するように構成され、
当該押圧解除の後には、前記ばねの付勢によりパイロット弁が閉弁することを特徴とする湯沸器における電動式止水弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯沸器の熱交換器を通る通水路に介設した止水弁を電動モータにより連動機構を介して開閉するようにした湯沸器における電動式止水弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の止水弁は、水が流入する弁室内に設けられた弁座と、弁座に対向し、弁座に開設した弁孔を弁座に着座して閉塞するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の背面にダイヤフラムカバーにより画成される、弁室にオリフィスを介して連通する背圧室と、背圧室に収納され、弁孔と背圧室とを連通するように主弁に形成したパイロット孔を開閉するパイロット弁とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、パイロット弁を閉弁すると、オリフィスを介しての弁室から背圧室への水の流入により背圧室の内圧が上昇し、主弁が背圧室の内圧に押されて弁座に着座して通水が停止される。また、パイロット弁を開弁すると、背圧室から弁孔にパイロット孔を介して水が流出して背圧室の内圧が低下し、弁室と背圧室との圧力差により主弁が弁座から離れて弁孔が開かれ、熱交換器に通水される。尚、パイロット弁は、パイロット孔を閉塞する閉弁方向にばねで付勢されると共に、ダイヤフラムカバーを貫通して該カバーの外方に突出する弁棒を有する。そして、弁棒をばねの付勢力に抗して引張ることによりパイロット弁が開弁されるようにしている。
【０００３】
また、このような止水弁を電動モータにより連動機構を介して開閉するようにした電動式止水弁装置も従来知られている（例えば、特許文献２参照）。このもので連動機構は、電動モータにより回転されるカムと、一端にカムの外周面に当接するカムフォロアを有し、他端にパイロット弁の弁棒に係合してパイロット弁を閉弁方向と開弁方向とに押し引き可能な係合部とを有するレバーとを備えている。カムは径方向寸法の小さな小リフト部と径方向寸法の大きな大リフト部とを有し、カムフォロアが大リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させたとき、レバーが開弁方向（係合部がパイロット弁用のばねの付勢方向と反対側に動く方向）に揺動され、係合部により弁棒がばねの付勢力に抗して引張られてパイロット弁が開弁される。また、カムフォロアが小リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させると、レバーが閉弁方向に揺動され、ばねの付勢力によりパイロット弁が閉弁される。
【０００４】
ところで、弁棒には、ダイヤフラムカバーに対してスムーズに摺動するようにグリースが塗布されているが、経年劣化によるグリースの硬化等で長期間使用するとダイヤフラムカバーに対し弁棒のこじりを生ずることがある。ここで、上記従来例のものでは、カムをカムフォロアが小リフト部の外周面に当接する閉弁回転位置からカムフォロアが大リフト部の外周面に当接する開弁回転位置に回転させる際は、レバーがカムに押されて開弁方向に強制的に揺動されるが、カムを開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させる際は、カムフォロアに当接するカムの部分の径が次第に減少するため、レバーにはカムからの力は作用しない。そのため、パイロット弁の開弁状態で弁棒のこじりを生ずると、カムを開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させても、レバーは閉弁方向に揺動せず、パイロット弁が開弁されたままになって、止水できなくなる。
【特許文献１】実新―０２５７２２６３号公報
【特許文献２】特開平９−６０７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、パイロット弁をその弁棒のこじりを生じても確実に閉弁できるようにした湯沸器における電動式止水弁装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、湯沸器の熱交換器を通る通水路に介設した止水弁を電動モータにより連動機構を介して開閉するようにした湯沸器における電動式止水弁装置であって、止水弁は、水が流入する弁室内に設けられた弁座と、弁座に対向し、弁座に開設した弁孔を弁座に着座して閉塞するダイヤフラムから成る主弁と、主弁の背面にダイヤフラムカバーにより画成される、弁室にオリフィスを介して連通する背圧室と、背圧室に収納され、弁孔と背圧室とを連通するように主弁に形成したパイロット孔を開閉するパイロット弁とを備え、パイロット弁は、パイロット孔を閉塞する閉弁方向にばねで付勢されると共に、ダイヤフラムカバーを貫通して該カバーの外方に突出する弁棒を有し、連動機構は、電動モータにより回転されるカムと、一端にカムの外周面に当接するカムフォロアを有し、他端にパイロット弁の弁棒に係合してパイロット弁を閉弁方向と開弁方向とに押し引き可能な係合部を有するレバーとを備え、カムは径方向寸法の小さな小リフト部と径方向寸法の大きな大リフト部とを有し、カムフォロアが大リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させることでパイロット弁が開弁され、カムフォロアが小リフト部の外周面に当接するようにカムを回転させることでパイロット弁が閉弁されるようにしたものにおいて、カムと一体に回転する押圧カム部が設けられ、押圧カム部は、カムをカムフォロアが大リフト部の外周面に当接する開弁回転位置からカムフォロアが小リフト部の外周面に当接する閉弁回転位置に回転させる際に、カムフォロアをカムの外周面に当接する方向に押圧すると共に、カムの開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中でカムフォロアに対する押圧を解除するように構成され、当該押圧解除の後には、前記ばねの付勢によりパイロット弁が閉弁することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、カムを開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させる際、押圧カム部によりカムフォロアがカムの外周面に当接する方向に押圧されるため、レバーが閉弁方向に強制的に揺動される。従って、パイロット弁の開弁状態で弁棒のこじりを生じても、押圧カム部によるレバーの強制的な揺動で弁棒が閉弁方向に押され、パイロット弁は確実に閉弁される。
【０００８】
ところで、止水弁の設置位置やレバーの設置位置の累積公差により、カムが閉弁回転位置に到達する前に主弁がパイロット弁に押されて弁座に当接してしまうことがある。この状態からパイロット弁が更に閉弁方向に押されると、主弁及びパイロット弁に過大な応力が作用し、耐久性を損なう。そのため、押圧カム部は、カムの開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中でカムフォロアに対する押圧を解除するように構成されている。これによれば、カムが閉弁回転位置に到達する前に押圧カム部によるレバーの強制的な揺動が停止され、カムが閉弁回転位置に到達したとき、パイロット弁はばねの付勢力だけで主弁に当接する。従って、主弁やパイロット弁に過大な応力が作用することを回避できる。また、押圧カム部によるレバーの強制的な揺動でパイロット弁が閉弁方向に動き始めたところでこじりが解消されるため、以後パイロット弁はばねの付勢力によりレバーに追従して閉弁方向に動く。従って、カムの開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中で押圧カム部によるレバーの強制的な揺動を停止しても、パイロット弁は確実に閉弁する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、バーナ１で加熱される熱交換器２を備える湯沸器を示している。熱交換器２を通る通水路３には、上流側から順に、止水弁４と水ガバナ５と手動式の水量調節弁６とが介設されている。止水弁４は、電動モータ７により後述する連動機構８を介して開閉される。通水路３の下流端には、熱交換器２で加熱された温水を出湯する出湯ヘッド９が接続されている。バーナ１に対するガス供給路１０には、上流側から順に、電磁ガス弁１１と水圧応動弁１２とガスガバナ１３と手動式のガス量調節弁１４とが介設されている。水圧応動弁１２は、熱交換器２への通水時に水ガバナ５に内蔵するダイヤフラムの動きに連動して開弁される。
【００１０】
バーナ１には、点火電極１５とフレームロッド１６と熱電対１７とが付設されている。また、湯沸器には、熱交換器２への通水時に水ガバナ５に内蔵するダイヤフラムの動きに連動してオンする水流スイッチ１８と、出湯時及び出湯停止時に操作される操作スイッチ１９と、フレームロッド１６、熱電対１７、水流スイッチ１８及び操作スイッチ１９からの信号を入力するコントローラ２０とが設けられている。
【００１１】
コントローラ２０は、操作スイッチ１９からのオン信号が入力されると、電動モータ７を駆動して止水弁４を開弁すると共に、電磁ガス弁１１に通電してこれを開弁する。そして、止水弁４の開弁による熱交換器２への通水で水流スイッチ１８がオンしたとき、点火電極１５での火花放電を行ってバーナ１に点火する。これにより熱交換器２で加熱された温水が出湯ヘッド９から出湯される。また、コントローラ２０は、バーナ１の点火をフレームロッド１６からの信号で確認すると、火花放電を停止し、その後一定時間経過するまで電磁ガス弁１１に通電してこれを開弁状態に保持する。一定時間経過後は、熱電対１７の起電力で電磁ガス弁１１を開弁状態に保持する。不完全燃焼でバーナ２の炎がリフトすると、熱電対１７の起電力が低下して、電磁ガス弁１１が閉弁される。
【００１２】
出湯中に操作スイッチ１９が再度オンされると、コントローラ２０は電動モータ７を駆動して止水弁４を閉弁する。これにより熱交換器２への通水が停止され、この通水停止で水圧応動弁１２が閉弁してバーナ２が消火される。
【００１３】
次に、図２を参照して止水弁４について詳述する。止水弁４は、水が流入する弁室４１内に設けられた弁座４２と、弁座４２に対向し、弁座４２に開設した弁孔４３を弁座に着座して閉塞するダイヤフラムから成る主弁４４と、主弁４４の背面にダイヤフラムカバー４５により画成される、主弁４４に形成したオリフィス４６を介して弁室４１に連通する背圧室４７と、背圧室４７に収納され、弁孔４３と背圧室４７とを連通するように主弁４４に形成したパイロット孔４８を開閉するパイロット弁４９とを備える。パイロット弁４９を閉弁すると、オリフィス４６を介しての弁室４１から背圧室４７への水の流入により背圧室４７の内圧が上昇し、主弁４４が背圧室４７の内圧に押されて弁座４２に着座して通水が停止される。また、パイロット弁４９を開弁すると、背圧室４７から弁孔４３にパイロット孔４８を介して水が流出して背圧室４７の内圧が低下し、弁室４１と背圧室４７との圧力差により主弁４４が弁座４２から離れて、弁孔４３が弁室４１に連通し、熱交換器２に通水される。
【００１４】
ここで、パイロット弁４９は、パイロット孔４８を閉塞する閉弁方向にばね４９１で付勢される。また、パイロット弁４９は、ダイヤフラムカバー４５を貫通して該カバー４５の外方に突出する弁棒４９２を有する。そして、電動モータ７により連動機構８を介して弁棒４９２をばね４９１の付勢力に抗して引張ることでパイロット弁４９が開弁されるようにしている。尚、ダイヤフラムカバー４５には、弁棒４９２を摺動自在に挿通支持するバルブガイド４５ａが内装されている。
【００１５】
連動機構８は、電動モータ７により減速機７ａを介して一方向（図２の反時計方向）に回転される回転体８１に形成したカム８２と、カム８２に連動するレバー８３とを備える。カム８２は、径方向寸法の小さな小リフト部８２１と径方向寸法の大きな大リフト部８２２とを有する非円形に形成されている。レバー８３は、図示省略したブラケットに中間部で軸８３１により揺動自在に軸支されている。また、レバー８３の一端には、カム８２の外周面に当接するピン形状のカムフォロア８３２が設けられ、レバー８３の他端には、弁棒４９２に係合してパイロット弁４９を閉弁方向と開弁方向とに押し引き可能な係合部８３３が設けられている。尚、係合部８３３は、弁棒４９２の端部に取付けた駒４９２ａを軸方向両側から挟む一対の係合片８３３ａ，８３３ｂで構成されている。また、レバー８３は、カムフォロア８３２がカム８２の外周面に当接する方向（図２の反時計方向）に捩じりコイルばね８４により揺動付勢されている。
【００１６】
出湯開始時は、カム８２をカムフォロア８３２が小リフト部８２１の外周面に当接する閉弁回転位置（図２（ａ）の位置）からカムフォロア８３２が大リフト部８２２の外周面に当接する開弁回転位置（図２（ｂ）の位置）まで回転させる。尚、カム８２が開弁回転位置に到達すると、図外のリミットスイッチがこれを検出し、コントローラ２０がこのリミットスイッチからの信号を受けて電動モータ７を停止させる。このようにカム８２を開弁回転位置に回転させると、レバー８３がカム８２に押されて開弁方向（係合部８３３がパイロット弁４９用のばね４９１の付勢方向と反対側に動く方向）に強制的に揺動され、係合部８３３により弁棒４９２がばね４９１の付勢力に抗して引張られてパイロット弁４９が開弁される。
【００１７】
また、出湯停止時は、カム８２を開弁回転位置から閉弁回転位置まで回転させる。尚、カム８２が閉弁回転位置に到達すると、図外のリミットスイッチがこれを検出し、コントローラ２０がこのリミットスイッチからの信号を受けて電動モータ７を停止させる。このようにカム８２を閉弁回転位置に回転させると、カムフォロア８３２が当接するカム８２の部分の径が次第に減少し、これに伴いレバー８３が捩じりコイルばね８４の付勢力で閉弁方向に揺動して、パイロット弁４９がばね４９１の付勢力で閉弁される。
【００１８】
ここで、弁棒４９２には、バルブガイド４５ａに対してスムーズに摺動するようにグリースが塗布されているが、経年劣化によるグリースの硬化等で長期間使用するとバルブガイド４５ａに対し弁棒４９２のこじりを生ずることがある。そして、レバー８３を閉弁方向に揺動させる力が捩じりコイルばね８４の付勢力だけである場合、パイロット弁４９の開弁状態で弁棒４９２のこじりを生ずると、カム８２を開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させても、レバー８３は閉弁方向に揺動せず、パイロット弁４９が開弁されたままになって、止水できなくなる。
【００１９】
そこで、本実施形態では、カム８２を開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させる際に、カムフォロア８３２をカム８２の外周面に当接する方向に押圧する押圧カム部８２３を設けている。押圧カム部８２３は、回転体８１に形成されており、カム８２と一体に回転する。また、押圧カム部８２３は、カム８２の開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中でカムフォロア８３２に対する押圧を解除するように構成されている。尚、回転体８１の外周部には、カム８２が開弁回転位置に存するときにカムフォロア８３２に外接する円筒部８１ａが設けられており、この円筒部８１ａの内周面から内方に膨出するように押圧カム部８３２が形成されている。
【００２０】
これによれば、カム８２を開弁回転位置から閉弁回転位置に回転させる際、図２（ｃ）に示す如く、押圧カム部８２３によりカムフォロア８３２が押圧されて、レバー８３が閉弁方向に強制的に揺動される。従って、パイロット弁４９の開弁状態で弁棒４９２のこじりを生じても、押圧カム部８２３によるレバー８３の強制的な揺動で弁棒４９２が閉弁方向に押され、パイロット弁４９は確実に閉弁される。
【００２１】
ところで、止水弁４の設置位置やレバー８３の設置位置の累積公差により、カム８２が閉弁回転位置に到達する前に主弁４４がパイロット弁４９に押されて弁座４２に当接してしまうことがある。そして、押圧カム部８２３が閉弁回転位置に亘ってカムフォロア８３２を押圧するように構成されていると、主弁４４が弁座４２に当接した後もパイロット弁４９は閉弁方向に押動されることになる。その結果、主弁４４及びパイロット弁４９に過大な応力が作用し、耐久性を損なう。
【００２２】
一方、本実施形態では、カム８２が閉弁回転位置に到達する前に押圧カム部８２３によるレバー８３の強制的な揺動が停止され、カム８２が閉弁回転位置に到達したとき、パイロット弁４９はばね４９１の付勢力だけで主弁４４に当接する。従って、主弁４４やパイロット弁４９に過大な応力が作用することを回避できる。尚、押圧カム部８２３によるレバー８３の強制的な揺動でパイロット弁４９が閉弁方向に動き始めた時点においてバルブガイド４５ａに対する弁棒４９２のこじりは解消されるため、以後パイロット弁４９はばね４９１の付勢力によりレバー８３に追従して閉弁方向に動く。従って、カム８２の開弁回転位置から閉弁回転位置への回転途中で押圧カム部８２３によるレバー８３の強制的な揺動を停止しても、パイロット弁４９は確実に閉弁する。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、パイロット弁４９の弁棒４９２に対するレバー８３の係合部８３３が、弁棒４９２の端部に取付けた駒４９２ａを軸方向両側から挟むように構成されているが、弁棒４９２に軸方向の間隔を存して一対の駒を取付け、両駒間に挿入されるように係合部８３３を構成することも可能である。要するに、係合部８３３はパイロット弁４９を閉弁方向と開弁方向とに押し引き可能となるように構成されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明装置を具備する湯沸器の全体構成を示す説明図。
【図２】本発明装置の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１…バーナ、２…熱交換器、３…通水路、４…止水弁、４１…弁室、４２…弁座、４３…弁孔、４４…主弁、４５…ダイヤフラムカバー、４６…オリフィス、４７…背圧室、４８…パイロット孔、４９…パイロット弁、４９１…ばね、４９２…弁棒、７…電動モータ、８…連動機構、８２…カム、８２１…小リフト部、８２２…大リフト部、８２３…押圧カム部、８３…レバー、８３２…カムフォロア、８３３…係合部。
【図１】
0004707037.tif 000002
【図２】
0004707037.tif 000003