(57)【要約】【課題】  低コストの水回路用の電動弁を提供すること。【解決手段】  水回路用制御弁としてバタフライ弁１を採用したことで、水回路用制御弁に用いられているボール弁に比較してコストを大幅に低減させ、バタフライ弁１とモータアクチュエータ２とを一体で形成した共通のボディ４を用いて部品点数およびコストを低減し、モータの停止をメカロックで行う構成にして弁体１７の回転位置を検出するための検出素子などを不要にした。【選択図】  図４
2005009670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水回路の制御弁として用いられる電動弁において、
円筒形状の通路内に配置された楕円形状のプレートで構成された弁体を短径方向の軸を中心に回動させることにより前記通路の中で第１の位置と第２の位置との間で回動運動を行うバタフライ弁と、
前記弁体に固定されたシャフトを回転駆動するものであって、前記バタフライ弁を前記第１の位置と第２の位置とではメカロックにて停止させるモータアクチュエータと、
を備え、前記バタフライ弁のボディを前記モータアクチュエータのベースと一体にて形成したことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記ボディは、前記モータアクチュエータの減速用のギヤを回動自在に保持する軸および軸受部と、モータを保持するモータ保持部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
前記通路の内側に弾力性を有するスリーブが配置され、前記弁体との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項４】
前記弁体は、周囲に弾力性を有する材料が被着され、前記通路の内壁面との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項５】
前記モータアクチュエータは、前記シャフトを回転駆動する扇形状の出力ギヤを有していることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項６】
前記出力ギヤは、円周方向の両端面を前記ボディに一体に形成されたストッパにて突き当てることにより前記第１の位置と第２の位置との間の回動範囲を規制するようにしたことを特徴とする請求項５記載の電動弁。
【請求項７】
前記シャフトは、前記モータアクチュエータの側から挿置して止め輪により固定される軸シール部によってシールされていることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項８】
前記シャフトは、前記モータアクチュエータ側の先端をＬ字形状に曲げて形成されたレバーを有し、前記レバーを出力ギヤの前記バタフライ弁側の面に凹設された半径方向に延びる溝部に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項９】
前記モータアクチュエータは、非動作時にモータが反転しないようウオームを有していることを特徴とする請求項８記載の電動弁。
【請求項１０】
前記モータアクチュエータは、モータと、前記モータの出力軸に設けられたピニオンと、回転軸に対する直交平面上に時計回りおよび反時計回り方向に回転するにつれて回転中心からの距離が連続的に大きくなるように半径方向の線に対して線対称に案内溝が凹設されていて前記ピニオンとは噛合されている出力ギヤとを有し、前記バタフライ弁の前記シャフトを曲げて延長されたレバーの先端を前記出力ギヤの前記案内溝に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力を前記バタフライ弁に伝達するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１１】
前記バタフライ弁は、前記通路の中で、前記弁体が前記通路の中心軸線上に位置する前記第１の位置と前記通路の内壁に当接する前記第２の位置との間で回動されることにより、前記通路を開閉制御する二方弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１２】
前記バタフライ弁は、一端が閉止された前記通路の他端に形成された第１の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向にそれぞれ形成された第２および第３の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第２および第３の継手を前記第１の継手に選択的に連通させるよう切替制御する三方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１３】
前記バタフライ弁は、前記通路の両端に形成された第１および第２の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向に形成された第３の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第１および第２の継手を前記第３の継手に選択的に連通させるよう切替制御する三方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１４】
前記バタフライ弁は、前記通路の両端に形成された第１および第２の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向にそれぞれ形成された第３および第４の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第１の継手と前記第３の継手とが連通し、前記第２の継手と前記第４の継手とが連通する第１の切替状態と、前記第１の継手と前記第４の継手とが連通し、前記第２の継手と前記第３の継手とが連通する第２の切替状態とに切り替わる四方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動弁に関し、特に給湯複合器の循環回路に用いられる開閉弁または切替弁として機能する電動弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯複合器には、風呂水の追炊きのための循環回路が設けられており、その循環回路内には、一般に開閉弁として機能する電動弁が介挿配置されている。このような水回路の開閉を行う電動弁としては、ボール弁が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ボール弁は、２つの出入口を有し、それらの間に中心を通る貫通孔が設けられたボール弁体を配置し、ボール弁体の貫通孔が出入口と連通する部位には、ボール弁体の周面に摺接する環状の弁座が設けられている。ボール弁体には、その中心を通って貫通孔とは直角の方向に延びる駆動軸が固定されており、その駆動軸には、ボール弁体を回転駆動させるためのモータアクチュエータが別体で設けられている。
【０００４】
ボール弁は、モータによってボール弁体を回転駆動させることで、出入口を連通または閉塞することができる。すなわち、ボール弁体を、その貫通孔が出入口と整合するように回転させることにより、ボール弁は、開状態になり、その開状態から９０度ボール弁体を回転させると、ボール弁体の周面が環状の弁座に摺接する位置にきて弁座が閉じられ、ボール弁は、閉状態になる。このようにして、ボール弁体を回転させることにより、ボール弁の出入口が開閉され、循環回路を開閉制御することができる。
【０００５】
また、ボール弁を用いて流体流路を切替制御することができる電動弁も知られている（たとえば、特許文献２参照。）。この電動弁は、ボール弁体にＴ字型通路を備え、モータによってボール弁体を回転駆動することにより、３つの出入口の２つを選択的に連通させるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２８３３０６号公報（段落番号〔００１７〕〜〔００１９〕，図１）
【特許文献２】特許第３２０８９８９号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、開閉制御または切替制御に用いられているボール弁は、ボール弁体に高い真球度が要求され、弁座にはシール性、耐磨耗性および摺動性が必要なことから、たとえば弁座を構成するシール性の優れた環状のゴム部品の、ボール弁体が摺接する面に、耐磨耗性および摺動性の優れたポリテトラフルオロエチレンのような材料を焼付けするなどの加工が必要になり、また、ボール弁体を弁座部品を介して押さえ付けた状態で組み込まなければならないことから、ボディは２部品になるとともにボディ間をシールするシール材などが加わって部品点数が多く必要になり、さらに、ボール弁体が弁座部品を介してボディにより強く押さえ込まれているのと、閉じた状態にあるときには、ボール弁体が高水圧によって下流側の弁座部材に強く押し付けられることから、モータには高い駆動トルクが必要であり、このことから、ボール弁は必然的に高価になってしまうという問題点があった。また、ボール弁の開閉または切替位置は、ホール素子またはエンコーダなどの位置検出センサを用いて行われており、このため、位置信号を検出処理する回路などが必要になって、電動弁のコストが高くなっているという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、低コストの電動弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、水回路の制御弁として用いられる電動弁において、円筒形状の通路内に配置された楕円形状のプレートで構成された弁体を短径方向の軸を中心に回動させることにより前記通路の中で第１の位置と第２の位置との間で回動運動を行うバタフライ弁と、前記弁体に固定されたシャフトを回転駆動するものであって、前記バタフライ弁を前記第１の位置と第２の位置とではメカロックにて停止させるモータアクチュエータと、を備え、前記バタフライ弁のボディを前記モータアクチュエータのベースと一体にて形成したことを特徴とする電動弁が提供される。
【０００９】
このような電動弁によれば、弁をバタフライ弁としたことで、ボール弁に比較してコストを大幅に低減でき、バタフライ弁およびモータアクチュエータのボディを一体で形成したことにより、部品点数が減って部品コスト、組み立てコストを低減させることができ、メカロック式の構造で弁の位置制御を行うようにしたことで、弁体の回転位置を検出するための検出素子などが不要になって、コストを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明では、水回路用制御弁としてバタフライ弁構造を採用し、そのバタフライ弁のボディとモータアクチュエータのベースとを一体で形成し、モータの停止をメカロックで行う構成にした。これにより、弁をバタフライ弁としたことで、ボール弁に比較してコストを大幅に低減でき、バタフライ弁およびモータアクチュエータのボディを一体で形成したことにより、部品点数が減ってコストを低減させることができ、メカロック式の構造で弁の位置制御を行うようにしたことで、弁体の回転位置を検出するための検出素子などが不要になり、コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、給湯複合器の循環回路における水回路用の制御弁に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る電動弁の外観を示す側面図、図２は第１の実施の形態に係る電動弁の外観を示す部分破断平面図、図３は第１の実施の形態に係る電動弁のケースを取り除いた状態を示す平面面、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１２】
この電動弁は、図１に示したように、水回路の配管に介挿配置されるバタフライ弁１とこのバタフライ弁１を開閉制御するモータアクチュエータ２とから構成されており、このモータアクチュエータ２は、コネクタ３を介して接続される外部制御装置により制御される。
【００１３】
モータアクチュエータ２は、バタフライ弁１と共通のボディ４に被せられているケース５の一部を取り除いた状態の図２に見られるように、モータ６を有し、その出力軸には、ウオーム７が設けられている。このウオーム７は、ウオームギヤ８に噛合され、ウオームギヤ８は、中間ギヤ９に噛合され、そして、この中間ギヤ９は、出力ギヤ１０に噛合されて、減速装置を構成している。
【００１４】
出力ギヤ１０は、図３に示したように、扇形状を有していて小型になっており、その円周方向の両端には当接面１１，１２を有している。この出力ギヤ１０を回動可能に支持しているボディ４には、当接面１１，１２と対向する位置にストッパ１３，１４が一体に形成されている。これにより、出力ギヤ１０は、時計回り方向に回転されたときに、当接面１１がストッパ１３に突き当たり、反時計回り方向に回転されたときには、当接面１２がストッパ１４に突き当たるようになって、出力ギヤ１０の回動範囲を規制している。この出力ギヤ１０は、バタフライ弁１を直接開閉駆動するよう構成されている。
【００１５】
バタフライ弁１は、図４に示したように、ボディ４によって円筒形状に形成された通路１５を有し、その通路１５は、ゴム製のスリーブ１６によって内張りされている。そのスリーブ１６内には、プレートによって形成された弁体１７が配置されている。この弁体１７は、通路１５の中心を通って垂下されているシャフト１８にスポット溶接により固着されており、シャフト１８を中心として回動可能に構成されている。
【００１６】
弁体１７は、楕円形状を有しており、その長径は、通路１５の中心軸線に対して所定の角度にあるときにその中心軸線の方向からの投影形状が真円になるような寸法を有し、短径は、スリーブ１６の内径よりも大きく形成されている。これにより、バタフライ弁１が閉じているときには、弁体１７の短径方向両端がスリーブ１６に食い込むことでシールし、それ以外の周縁部についてはスリーブ１６に押し付けられることでシールすることになる。
【００１７】
弁体１７を固定しているシャフト１８は、これを回動自在に支持しているボディ４とのクリアランスを介して水が漏れるのを防ぐため、軸シール部によりシールされている。軸シール部は、Ｏリング１９，２０および平ワッシャ２１，２２を有し、これらをモータアクチュエータ２の側から止め輪２３にて固定するようにしている。
【００１８】
シャフト１８は、モータアクチュエータ２側の先端がＬ字形状に曲げられて一体に形成されたレバー２４を有し、このレバー２４は、出力ギヤ１０のバタフライ弁１側の面（下面）に凹設された半径方向に長い溝部２５に嵌められている。これにより、出力ギヤ１０の回動運動がレバー２４を介してシャフト１８に伝達され、弁体１７がスリーブ１６の内側でシャフト１８を中心に回動運動をすることになる。
【００１９】
また、弁体１７およびシャフト１８は、それぞれステンレス鋼で構成され、これによって、水に対する耐腐食性を有している。
次に、この電動弁を構成するボディ４の構造について説明する。
【００２０】
図５は第１の実施の形態に係る電動弁のボディを示す平面図、図６は図５のＢ−Ｂ矢視断面図、図７は図５のＣ−Ｃ矢視断面図、図８は第１の実施の形態に係る電動弁のボディを示す背面図、図９は図７のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【００２１】
この電動弁のボディ４は、バタフライ弁１の通路１５を形成する筒状部分およびモータアクチュエータ２の収容部を形成するベース部分を一体に形成している。すなわち、図５〜図８に示したように、ボディ４の上面には、モータ６を保持するモータ保持部２６と、ウオームギヤ８、中間ギヤ９および出力ギヤ１０が配置されるギヤ保持部２７とを有し、このギヤ保持部２７には、ウオームギヤ８および中間ギヤ９を回動自在に保持する軸２８，２９が突設され、出力ギヤ１０を回動自在に保持する軸受部３０が凹設されている。出力ギヤ１０の軸受部３０は、図７に示されるように、順次縮径された段付き穴が通路１５まで貫通していて、軸受部３０の直下がシャフト１８の軸シール部の構成部材が収容される部分を構成し、通路１５に開口する部分がシャフト１８の軸受部３１を構成している。ボディ４は、また、通路１５を挟んで軸受部３１に対向する位置にシャフト１８の先端を保持する軸受部３２が凹設されている。
【００２２】
バタフライ弁１の通路１５を成す筒状部分のボディ４は、図９に示したように、図の上部の通路径が小さく、図の下部の通路径が大きく形成されている。通路１５の大径の通路部分は、スリーブ１６が図の下方から挿入されて配置される部分になる。スリーブ１６の挿入方向先端は、ボディ４と一体に形成された環状突起部３３によって固定されるようになっており、図の上部開口部から水が流入した場合に、水の流れによって、スリーブ１６の先端が内側に捲れてしまうのを防止している。なお、スリーブ１６の挿入側の先端は、水の流れ方向が図の上から下の方向と決まっている場合は、敢えて固定する必要はないが、流れ方向が決まっていない場合には、固定する必要がある。その場合、スリーブ１６を挿入した後に、環状の押さえ部材を挿入して先端を固定しておくか、あるいは、配管時にボディ４の筒状部分に挿入される相手部品がスリーブ１６の挿入側先端を固定する形状を有していて、相手部品を挿入したときにスリーブ１６の挿入側先端が固定されるようにしてもよい。
【００２３】
次に、この電動弁の動作を図１０ないし図１３を参照して説明する。
図１０は電動弁が開弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図、図１１は電動弁が開弁動作したときのバタフライ弁の状態を示す図、図１２は電動弁が閉弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図、図１３は電動弁が閉弁動作したときのバタフライ弁の状態を示す図である。
【００２４】
まず、この電動弁を開くときは、モータ６をある回転方向に回転させて出力ギヤ１０を図中時計回り方向に回転駆動する。これにより、出力ギヤ１０は、時計回り方向に回転していき、図１０に示したように、その当接面１１がストッパ１３に突き当たった時点で回転停止される。このとき、出力ギヤ１０にリンクされたシャフト１８も連動して回転し、図１１に示したように、シャフト１８に固定された弁体１７が通路１５の方向（すなわち、水の流れ方向）と同じ方向に向いた時点で停止され、電動弁は、全開状態に保持される。なお、モータ６を回転駆動するための給電は、回転駆動開始から所定時間行われ、所定時間経過後は給電停止される。この所定時間は、出力ギヤ１０がストッパ１３によってメカロックされるまでに必要な時間よりも多少長い時間に設定されている。
【００２５】
電動弁を閉じるときには、モータ６を逆転させて出力ギヤ１０を図中反時計回り方向に回転駆動する。これにより、出力ギヤ１０は、反時計回り方向に回転していき、図１２に示したように、その当接面１２がストッパ１４に突き当たった時点で回転停止される。このとき、出力ギヤ１０にリンクされたシャフト１８も連動して回転し、図１３に示したように、シャフト１８に固定された弁体１７の周縁部がスリーブ１６に多少食い込むような状態になった時点で停止され、したがって、電動弁は、全閉状態に保持されることになる。この全閉動作のとき、出力ギヤ１０の当接面１２がストッパ１４に突き当たる直前に、弁体１７がゴム製のスリーブ１６に押し付けられるようなタイミングに設定しておくことで、出力ギヤ１０がストッパ１４によってメカロックされるときの衝撃を吸収することができる。
【００２６】
弁体１７は、その中心をシャフト１８によって固定されているため、その弁体１７には、弁体１７を開けようとする水圧と閉めようとする水圧とが均等にかかることになり、水圧がシャフト１８を回転させるような力は発生しない。このため、この電動弁は、高い水圧の水回路用制御弁としても使用することができる。このとき、水圧は、シャフト１８の軸受部３１，３２で受けることになるが、ここでの摺動部分はボール弁に比較してはるかに小さく、摺動抵抗も小さいので、バタフライ弁１の必要駆動トルクも小さくなり、その分、モータ６を小型化することができる。
【００２７】
図１４は第２の実施の形態に係る電動弁のケースを取り除いた状態を示す平面図、図１５は図１４のＥ−Ｅ矢視断面図、図１６は図１４のＦ−Ｆ矢視断面図である。なお、図１４ないし図１６において、図１ないし図５に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素には、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２８】
この電動弁は、第１の実施の形態に係る電動弁と比較して、モータアクチュエータ２の構成を変更している。すなわち、モータアクチュエータ２は、図１４および図１５に示したように、モータ６と、その出力軸に設けられたピニオン３４と、円形で大径の出力ギヤ１０とを有している。出力ギヤ１０は、その上面に案内溝３５を有している。この案内溝３５は、出力ギヤ１０が回転するにつれてその中心からの距離が連続的に変わるように形成されていて、出力ギヤ１０の中心に最も近い位置と出力ギヤ１０の中心とを通る線に対して線対称に形成されている。
【００２９】
バタフライ弁１は、図１６に示したように、第１の実施の形態に係る電動弁と同じ構成を有している。しかし、弁体１７が固定されたシャフト１８は、水平方向に折り曲げられたレバー２４とその先端をさらに折り曲げて垂下させられたピン３６とが一体に形成されている。レバー２４は、長さを長くして、弁体１７をスリーブ１６に押し当てて閉弁するときの駆動トルクを小さくしている。このため、モータアクチュエータ２のギヤ比を大きくしなくてもよいので、中間ギヤを用いることなく、ピニオン３４および出力ギヤ１０だけで減速装置を構成している。
【００３０】
また、レバー２４の先端に形成されたピン３６は、出力ギヤ１０に形成された案内溝３５に嵌められている。したがって、出力ギヤ１０がモータ６によって回転駆動されると、案内溝３５に嵌められたピン３６は、図１４に示した中立位置からレバー２４の長さを半径とする円弧の軌跡を描くように動く。そして、出力ギヤ１０を回動させることにより、弁体１７は、シャフト１８を中心に回動運動するようになる。
【００３１】
次に、このような電動弁の動作を図１７および図１８を参照して説明する。
図１７は電動弁が開弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図、図１８は電動弁が閉弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図である。
【００３２】
電動弁が開弁動作するときは、図７に示したように、モータ６を図の時計回り方向へ回転させて出力ギヤ１０を反時計回り方向へ回転させる。これにより、レバー２４の先端のピン３６が出力ギヤ１０の案内溝３５に倣って移動し、シャフト１８を中心にレバー２４を時計回り方向へ回転させる。ピン３６が案内溝３５の一方の端まで案内されると、出力ギヤ１０は、ピン３６によってメカロックされて回転停止される。このとき、レバー２４の回動に連動してシャフト１８も回転し、図１１に示したように、シャフト１８に固定された弁体１７は、水の流れ方向と同じ向の状態で停止され、電動弁は、全開状態に保持される。
【００３３】
電動弁が閉弁動作するときは、図１８に示したように、モータ６を図の反時計回り方向へ回転させて出力ギヤ１０を時計回り方向へ回転させる。これにより、レバー２４の先端のピン３６が出力ギヤ１０の案内溝３５に倣って移動していき、シャフト１８を中心にしてレバー２４を反時計回り方向へ回転させる。ピン３６が案内溝３５の他方の端の直前まで案内されると、レバー２４の回動に連動してシャフト１８に固定された弁体１７が回転してその周縁部がゴム製のスリーブ１６に当たり、これによって通路１５が閉じられる。出力ギヤ１０がさらに回転されると、弁体１７はスリーブ１６をさらに押し付け、弁体１７の周縁部がスリーブ１６に食い込んだとき、ピン３６が案内溝３５の他方の端に当たって出力ギヤ１０がメカロックされる。その後、モータ６は、給電が止められてフリー状態になる一方、弁体１７は、スリーブ１６の弾性反発力により、開弁方向に回転されようとするが、ピン３６が弁体１７の開弁方向に対して案内溝３５の側壁によりブロックされているため、弁体１７は、その周縁部がスリーブ１６に食い込んだ状態を維持し、電動弁は、通路を完全に閉塞した全閉状態に保持される。
【００３４】
図１９は第３の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図である。なお、図１９において、図９、図１１および図１３に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素には、同じ符号を付してある。
【００３５】
この電動弁は、そのバタフライ弁１の部分に関して、第１および第２の実施の形態に係る電動弁が弁体１７によって通路１５を開閉する二方弁の構成を有しているのに対し、三方切替弁の構成を有している点で相違する。バタフライ弁１を駆動制御するモータアクチュエータ２については、第１または第２の実施の形態に係る電動弁のモータアクチュエータ２が用いられる。
【００３６】
バタフライ弁１のボディ４は、２つの筒状体を直交させた形状を有し、それらの交差中央位置に弁体１７が回動自在に配置されている。水の出入口を構成する継手３７，３８，３９は、図の上部と左右部とに設けられ、図の下部は、開口部に蓋４０が取り付けられていて閉止されている。スリーブ１６は、継手３７の延長線上にある通路１５内に配置され、図の下端部にはフランジ形状のシール部４１が一体に形成されていて、蓋４０がボディ４に取り付けられたときに、それらに圧接されるようにしている。これにより、バタフライ弁１は、スリーブ１６と弁体１７とによって内部漏れを防止し、外部漏れについては、別部品のＯリングを必要とせずに、スリーブ１６と一体のシール部４１で防止するようにしている。
【００３７】
モータアクチュエータ２によりメカロックするまで弁体１７をたとえば反時計回り方向に回転駆動した場合、弁体１７は図示の位置にある。この状態では、継手３７と継手３９とが連通状態になり、継手３８が閉塞状態になる。逆に、弁体１７を時計回り方向にメカロックするまで回転駆動した場合には、継手３７と継手３８とが連通状態に、継手３９が閉塞状態に切り替わることになる。
【００３８】
このように、三方切替弁構成のバタフライ弁１は、継手３７に導入された水を継手３８または継手３９へ振り分けたり、継手３８および継手３９に導入された水の一方を継手３７に流すように切り替えることができる。
【００３９】
図２０は第４の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図である。なお、図２０において、図１９に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素には、同じ符号を付してある。
【００４０】
この電動弁は、第３の実施の形態に係る電動弁がそのボディ４を後述する四方切替弁のボディと共用できるのに対し、ボディ４は三方切替弁専用の構造を有している。
すなわち、直角方向に向いた２つの継手３７，３８が形成されているボディ４の、継手３７と反対側に継手４２が取り付けられている。これにより、弁体１７がたとえば図示の位置にある状態では、継手３８と継手４２とが連通状態、継手３７が閉塞状態になる。逆に、弁体１７が図の時計回り方向にメカロックするまで回転駆動された場合には、継手３７と継手３８とが連通状態、継手４２が閉塞状態に切り替わることになる。
【００４１】
図２１は第５の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図であって、（Ａ）は第１の切替状態を示し、（Ｂ）は第２の切替状態を示している。なお、図２１において、図１９および図２０に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素には、同じ符号を付してある。
【００４２】
この電動弁は、第３および第４の実施の形態に係る電動弁が三方切替弁の構造を有しているのに対し、四方切替弁の構造を有している。すなわち、バタフライ弁１のボディ４の形状は、図１９に示した三方切替弁の形状と同じであり、これに継手４２が取り付けられている。
【００４３】
モータアクチュエータ２によりメカロックするまで弁体１７をたとえば時計回り方向に駆動した場合、弁体１７は図２０の（Ａ）に示した位置にある。この状態では、継手３７と継手３８とが連通状態になり、継手４２と継手３９とが連通状態になる。逆に、弁体１７をたとえば反時計回り方向にメカロックするまで駆動した場合には、弁体１７は図２０の（Ｂ）に示した位置まで回転し、継手３７と継手３９とが連通状態、継手４２と継手３８とが連通状態に切り替わることになる。
【００４４】
以上、本発明をその好適な実施の形態について詳述したが、本発明はこの特定に実施の形態に限定されるものではない。たとえば、第１の実施の形態では、弁体を駆動するシャフトと出力ギヤとの連結を、シャフトの先端をＬ字形状に曲げることで行っているが、シャフトと出力ギヤの回転軸とをピンまたはねじで止めたり、Ｄカットまたはセレーションのような回り止めの付いた嵌合形状をもって行ってもよい。また、ゴム製のスリーブは、弾力性のあるものであれば、他の材料を使用してもよい。弾力性のあるスリーブを用いる代わりに、弁体の周縁部に弾力性のある材料を焼付けまたは嵌め込みによって被着するようにしてもよい。さらに、弁体を金属ではなく、樹脂にしてＤカットされたシャフトを貫通により固定するようにしてもよい。もちろん、電動弁に閉止機能が要求されない漏洩形の場合には、スリーブのない構成にし、弁体を通路の内壁に当接する位置でメカロックさせることにより開閉制御または切替制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による電動弁は、上記した給湯複合器の循環回路における水回路用の制御弁のみならず、たとえば自動車用の冷却水回路の開閉弁または切替弁としての用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施の形態に係る電動弁の外観を示す側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電動弁の外観を示す部分破断平面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る電動弁のケースを取り除いた状態を示す平面面である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電動弁のボディを示す平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】第１の実施の形態に係る電動弁のボディを示す背面図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１０】電動弁が開弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図である。
【図１１】電動弁が開弁動作したときのバタフライ弁の状態を示す図である。
【図１２】電動弁が閉弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図である。
【図１３】電動弁が閉弁動作したときのバタフライ弁の状態を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る電動弁のケースを取り除いた状態を示す平面図である。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１６】図１４のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図１７】電動弁が開弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図である。
【図１８】電動弁が閉弁動作したときのモータアクチュエータの状態を示す図である。
【図１９】第３の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図である。
【図２０】第４の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図である。
【図２１】第５の実施の形態に係る電動弁のバタフライ弁の部分を示す断面図であって、（Ａ）は第１の切替状態を示し、（Ｂ）は第２の切替状態を示している。
【符号の説明】
【００４７】
１  バタフライ弁
２  モータアクチュエータ
３  コネクタ
４  ボディ
５  ケース
６  モータ
７  ウオーム
８  ウオームギヤ
９  中間ギヤ
１０  出力ギヤ
１１，１２  当接面
１３，１４  ストッパ
１５  通路
１６  スリーブ
１７  弁体
１８  シャフト
１９，２０  Ｏリング
２１，２２  平ワッシャ
２３  止め輪
２４  レバー
２５  溝部
２６  モータ保持部
２７  ギヤ保持部
２８，２９  軸
３０，３１，３２  軸受部
３３  環状突起部
３４  ピニオン
３５  案内溝
３６  ピン
３７，３８，３９  継手
４０  蓋
４１  シール部
４２  継手
【図１】
2005009670.tif 000003
【図２】
2005009670.tif 000004
【図３】
2005009670.tif 000005
【図４】
2005009670.tif 000006
【図５】
2005009670.tif 000007
【図６】
2005009670.tif 000008
【図７】
2005009670.tif 000009
【図８】
2005009670.tif 000010
【図９】
2005009670.tif 000011
【図１０】
2005009670.tif 000012
【図１１】
2005009670.tif 000013
【図１２】
2005009670.tif 000014
【図１３】
2005009670.tif 000015
【図１４】
2005009670.tif 000016
【図１５】
2005009670.tif 000017
【図１６】
2005009670.tif 000018
【図１７】
2005009670.tif 000019
【図１８】
2005009670.tif 000020
【図１９】
2005009670.tif 000021
【図２０】
2005009670.tif 000022
【図２１】
2005009670.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月13日(2004.7.13)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水回路の制御弁として用いられる電動弁において、
円筒形状の通路内に配置された楕円形状のプレートで構成された弁体を短径方向の軸を中心に回動させることにより前記通路の中で第１の位置と第２の位置との間で回動運動を行うバタフライ弁と、
前記弁体に固定されたシャフトを回転駆動するものであって、前記バタフライ弁を前記第１の位置と第２の位置とではメカロックにて停止させるモータアクチュエータと、
を備え、前記バタフライ弁のボディを前記モータアクチュエータのベースと一体にて形成したことを特徴とする電動弁。
【請求項２】
前記ボディは、前記モータアクチュエータの減速用のギヤを回動自在に保持する軸および軸受部と、モータを保持するモータ保持部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項３】
前記通路の内側に弾力性を有するスリーブが配置され、前記弁体との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項４】
前記弁体は、周囲に弾力性を有する材料が被着され、前記通路の内壁面との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項５】
前記モータアクチュエータは、前記シャフトを回転駆動する扇形状の出力ギヤを有していることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項６】
前記出力ギヤは、円周方向の両端面を前記ボディに一体に形成されたストッパにて突き当てることにより前記第１の位置と第２の位置との間の回動範囲を規制するようにしたことを特徴とする請求項５記載の電動弁。
【請求項７】
前記シャフトは、前記モータアクチュエータの側から挿置して止め輪により固定される軸シール部によってシールされていることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項８】
前記シャフトは、前記モータアクチュエータ側の先端をＬ字形状に曲げて形成されたレバーを有し、前記レバーを出力ギヤの前記バタフライ弁側の面に凹設された半径方向に延びる溝部に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項９】
前記モータアクチュエータは、非動作時にモータが反転しないようウオームを有していることを特徴とする請求項８記載の電動弁。
【請求項１０】
前記モータアクチュエータは、モータと、前記モータの出力軸に設けられたピニオンと、回転軸に対する直交平面上に時計回りおよび反時計回り方向に回転するにつれて回転中心からの距離が連続的に大きくなるように半径方向の線に対して線対称に案内溝が凹設されていて前記ピニオンとは噛合されている出力ギヤとを有し、前記バタフライ弁の前記シャフトを曲げて延長されたレバーの先端を前記出力ギヤの前記案内溝に嵌めることで前記モータアクチュエータの駆動力を前記バタフライ弁に伝達するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１１】
前記バタフライ弁は、前記通路の中で、前記弁体が前記通路の中心軸線上に位置する前記第１の位置と前記通路の内壁に当接する前記第２の位置との間で回動されることにより、前記通路を開閉制御する二方弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１２】
前記バタフライ弁は、一端が閉止された前記通路の他端に形成された第１の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向にそれぞれ形成された第２および第３の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第２および第３の継手を前記第１の継手に選択的に連通させるよう切替制御する三方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１３】
前記バタフライ弁は、前記通路の両端に形成された第１および第２の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向に形成された第３の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第１および第２の継手を前記第３の継手に選択的に連通させるよう切替制御する三方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１４】
前記バタフライ弁は、前記通路の両端に形成された第１および第２の継手と、前記弁体が配置された位置にて前記通路の中心軸線に直交する方向にそれぞれ形成された第３および第４の継手とを有し、前記弁体が前記通路の対向する内壁にそれぞれ当接する前記第１の位置および第２の位置の間で回動されることにより、前記第１の継手と前記第３の継手とが連通し、前記第２の継手と前記第４の継手とが連通する第１の切替状態と、前記第１の継手と前記第４の継手とが連通し、前記第２の継手と前記第３の継手とが連通する第２の切替状態とに切り替わる四方切替弁であることを特徴とする請求項１記載の電動弁。
【請求項１５】
円筒形状の通路内に配置された楕円形状のプレートで構成の弁体を短径方向の軸を中心に回動させることにより前記通路の開閉制御または切替制御を行うバタフライ弁と、
前記弁体に固定されたシャフトを回転駆動するモータアクチュエータと、
を備え、給湯複合器の循環回路における水回路の制御弁として用いられることを特徴とする電動弁。
【請求項１６】
前記通路の内側に弾力性を有するスリーブが配置され、前記弁体との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１５記載の電動弁。
【請求項１７】
前記弁体は、周囲に弾力性を有する材料が被着され、前記通路の内壁面との弾性接触により閉止機能を持たせたことを特徴とする請求項１５記載の電動弁。