(57)【要約】【課題】  モータと弁体との間の動力伝達機構に負担を掛けることなく運動弁体の可動範囲を正確に規制することができて円滑な弁の開閉操作を行なうことができ、しかもエンコーダを不要ならしめることもできて低コスト化も期すことができる流量調節弁を提供する。【解決手段】  モータ軸４の正逆回転運動を直線往復運動に変換して弁体８を往復移動および停止させることにより、弁の開度が調節される流量調節弁において、前記モータ軸の回転可動範囲を規制する可動範囲規制機構１１をモータ軸まわりに設け、同規制機構により弁体８の可動範囲を設定できるように構成した。【選択図】  図１
2005308127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸の正逆回転運動を直線往復運動に変換して弁体を往復移動および停止させることにより、弁の開度が調節される流量調節弁において、弁体の可動範囲を、前記モータ軸の回転可動範囲を規制することにより設定できるように構成してなる流量調節弁。
【請求項２】
モータ軸の正逆回転運動を直線往復運動に変換して弁体を往復移動および停止させることにより、弁の開度が調節される流量調節弁において、モータ軸の回転可動範囲をその回転方向において規制する可動範囲規制機構を備え、同規制機構は、モータ軸とともに回転する爪付き駆動リングと、モータ軸まわりにフリーに回転可能に取り付けた１枚または複数枚の爪付き従動リングと、モータハウジング側に固定されたベースとよりなり、爪付き駆動リングの回転に伴って同駆動リングの爪が従動リングの爪に係合して従動リングを回転させ、同従動リングの爪が前記ベースに設けた爪に当接することによって従動リングおよび駆動リングの回転が停止されてモータ軸の回転も停止されるように構成してなる流量調節弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量調節弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流量調節弁における弁体の駆動用動力源には、ステッピングモータ等の電動モータを用いるのが一般的であり、モータ軸の正逆回転運動を適宜の運動方向変換機構によって直線往復運動に変換して弁体を所要の位置に移動、停止させる構成となっている（例えば、特許文献１、特願２００３−２８８６１１参照）。
【０００３】
従来の流量調節弁においては、ステッピングモータとエンコーダの組み合わせによって弁の開度を調節しているが、弁体の可動範囲は弁体を保持するキャリッジが弁の全閉状態と全開状態とでそれぞれ当接するストッパで規制している。
【０００４】
すなわち、従来の流量調節弁においては弁体の移動方向（スラスト方向）における可動範囲の規制を行なっている。
【０００５】
ところで、前記運動方向変換機構としては、例えばモータ軸に直接または間接的に設けられた雄ねじに、キャリッジ側に形成した雌ねじを螺合せしめ、モータ軸の正逆回転運動をキャリッジの直線往復運動に変換するのが一般的であるが、上述のようにキャリッジの可動範囲をキャリッジに当接するストッパで規制する場合、上記運動方向変換機構の構成要素である例えば雄ねじと雌ねじとの間に掛かる応力によってこれら構成要素に噛み込み等の機械的な負担が掛かり、弁の開閉動作が円滑に行なわれなくなる等の不具合が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−５２７９７（第１〜３頁、図１〜４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的とするところは、モータと弁体との間の動力伝達機構に負担を掛けることなく運動弁体の可動範囲を正確に規制することができて円滑な弁の開閉操作を行なうことができ、しかもエンコーダを不要ならしめることもできて低コスト化も期すことができる流量調節弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る流量調節弁は、モータ軸の正逆回転運動を直線往復運動に変換して弁体を往復移動および停止させることにより、弁の開度が調節される流量調節弁において、弁体の可動範囲を、前記モータ軸の回転可動範囲を規制することにより設定できるように構成したものとしてある。
【０００８】
本発明の請求項２に係る流量調節弁は、モータ軸の正逆回転運動を直線往復運動に変換して弁体を往復移動および停止させることにより、弁の開度が調節される流量調節弁において、モータ軸の回転可動範囲をその回転方向において規制する可動範囲規制機構を備え、同規制機構は、モータ軸とともに回転する爪付き駆動リングと、モータ軸まわりにフリーに回転可能に取り付けた１枚または複数枚の爪付き従動リングと、モータケーシング側に固定されたベースとよりなり、爪付き駆動リングの回転に伴って同駆動リングの爪が従動リングの爪に係合して従動リングを回転させ、同従動リングの爪が前記ベースに設けた爪に当接することによって従動リングおよび駆動リングの回転が停止されてモータ軸の回転も停止されるように構成したものとしてある。
【発明の効果】
【０００９】
従来は弁体を取り付けたキャリッジの直線往復移動範囲を規制して弁体の可動範囲を設定していたが、本発明のものではモータ軸の回転可動範囲を直接規制する構成としてあるので、モータ軸の回転運動を弁体の直線運動に変換する機構に機械的負担が掛からず、したがって長寿命で安定した流量調節を行なうことのできる流量調節弁を実現することができる。
【００１０】
また、回転可動範囲を規制する構成をモータ軸回りに設けた複数の爪付きリングで構成してあるので、構造が簡単でコンパクトであり、しかもメンテナンスが容易であり、さらにはモータ軸の回転位置を検出するためのエンコーダが不要となって製作コストの低減も期すことができる。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明に係る流量調節弁の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
流体の流入口１ａから弁室２を経て同流出口１ｂに至る流路が形成された弁箱１の上部にステッピングモータ３が設けられ、同ステッピングモータのケーシング３ａから下方に突出するモータ軸４にキャリッジ５が取り付けられている。
【００１２】
具体的には、モータ軸４の外周に直接雄ねじ４ａが形成されているとともに、キャリッジの縦孔内面に雌ねじ６が形成されていて、これら雄ねじ４ａと雌ねじ６が螺合されており、またキャリッジ５は弁箱の上部に立設されたガイド棒７、７に沿って摺動可能に設けられていて、モータ軸４の正逆回転によってキャリッジ５がモータ軸の長手方向に往復移動し、モータ軸の回転停止によって所要の上下位置に停止され、かくしてキャリッジの上下位置が制御される。
【００１３】
また、キャリッジの下部には弁体８を設けてあって、この弁体は下端が弁座９の上方に臨むように取り付けてある。
【００１４】
弁体８は弾性を有する素材よりなり、略円柱状に形成されたものとしてあって、弁体の周囲に設けられたダイヤフラム１０の外周辺部が弁箱に固定されており、弁室２はダイヤフラムによって上下に区画されている。
なお、図１中の符号２２はカバー、２３はＯリング、２４はモータ支持用の支柱をそれぞれ示す
【００１５】
しかして、前記モータ軸４は、モータケーシング３ａの上方にも突出しており、このモータ軸に本発明の要部を構成する可動（回転）範囲規制機構１１が設けられている。
【００１６】
上記可動範囲規制機構１１は、図２に示されるようにモータケーシング３ａ上に支承されたベース１２と、モータ軸４の上端にねじ１３ａで固定された押えリング１３との間に、モータ軸４の正逆回転に伴って回転する爪付き駆動リング１４と、モータ軸まわりにフリーに回転できる複数枚の爪付き従動リング１５、１６、１７を備えていて、モータ軸の回転駆動によって爪付き駆動リング１４が回転し、第１の爪付き従動リング１５、第２の爪付き従動リング１６および第３の爪付き従動リング１７を順次回転させて第３の爪付き従動リングの爪１７ａが前記ベース１２の爪１２ａに当接することによってモータ軸４の回転が停止される構成となっている。
【００１７】
なお、モータ軸４の上端よりの側面には面取り部４ｂが形成されて水平断面が非円形を呈し、爪付き駆動リング１４の中央孔はこのモータ軸の非円形部に倣う形状となっていてモータ軸と係合しており、また爪付き駆動リング１４と第１の爪付き従動リング１５との間、第１乃至第３の爪付き従動リングの間と、第３の爪付き従動リング１７とモータ上面との間には、それぞれ表面摩擦係数の小なる例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂製の滑りリング１８、１８を介在せしめてあって、第１乃至第３の爪付き従動リングがフリーに回転できるようになっている。
【００１８】
また、ベース１２は外周寄りの位置にモータ軸を中心とする同心円弧状のガイド孔１２ａ、１２ａを有しており、これらガイド孔にねじ２０、２０を挿通して、これらのねじをモータベース３ｂに立設された支柱２１、２１上端に固定するようになっており、モータ軸まわりにおけるベース１２の周方向の取り付け角度を任意に調節できるようになっている。
なお、図２中の符号１９はワッシャを示す。
【００１９】
しかして、前記爪付き駆動リング１４および第１乃至第３の爪付き従動リング１５、１６、１７は、いずれも外周縁から半径方向に突出する爪１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａを備え、爪付き駆動リング１４および第１、第２の爪付き従動リング１５、１６の各爪は基部がリングの半径方向に突出し、その先端部が下方に曲折された形状に構成されていて、各リングがモータ軸まわりに積み重ねられた状態において、上位のリングの爪が１つ下位のリングの外周縁まわりに位置し、上位のリングの回転に伴って上位のリングの爪の先端部が下位のリングの爪の基部に係合し、下位のリングを順次従動させるようになっており、前記第３の爪付き従動リング１７の爪１７ａは半径方向に真っ直ぐ突出しており、この爪１７ａの軸方向の位置は前記ベース１２と同じに設定してある。
【００２０】
また、モータ軸４が逆方向に回転駆動されると、上述した各リングの爪の係合状態が一旦解除され、上位のリングの爪の先端部が約１回転して下位のリングの爪の基部に係合し、順次下位のリングが順次従動させられるようになっている。
【００２１】
そして、モータ軸のいずれの回転方向においても、最も下位の駆動リングである第３の爪付き駆動リング１７の爪１７ａが前記ベース１２の爪１２ｂに係合すると、全てのリングの回転が停止され、モータ軸の回転も停止される。
【００２２】
図３、図４は上述した回転範囲規制機構の平面図を示し、これら図３、４においてモータ軸４の左回りを弁体の降下方向への駆動方向とすると、図３の状態が弁の全閉状態（原点）となる。
【００２３】
なお、流量調節弁のメーカにおいて設定される回転範囲規制機構の原点は、ベース１２固定用のねじ２０、２０を緩めてからモータを弁体の降下方向に駆動せしめて弁体を弁座に押し付け、モータに脱調を生じさせてから所要パルス分モータを逆方向に駆動せしめて雄ねじ４ａと雌ねじ６間に掛かる応力を解消した状態とし、この原点状態でベースをモータ軸回りに回転させることによって各リングの爪を図３の状態に当接させ、その後ベース１２をねじ２０、２０により固定する。
【００２４】
次いでモータ軸４が図３、４中、右回りの回転をすると、爪付き駆動リング１４が約１回転して第１の爪付き従動リング１５に係合し、その後１回転するごとに第２、第３の各爪付き従動リング１６、１７を回転させて、第３の爪付き従動リング１７の爪１７ａがベース１２の別の爪１２ｃ（原点において従動リングの爪と係合していた爪１２ｂに回転方向において隣り合う爪）に係合するまで回転させられる。
【００２５】
したがって、本実施例のものの場合は爪付き従動リングの枚数分の回転数とベースの爪の角度間隔の和から全てのリングの爪の角度幅を差し引いた回転角度が可動範囲となり、本実施例の場合、爪付き従動リングの枚数と同じ約３回転が可動範囲となる。
【００２６】
すなわち、従動リングの枚数を適宜増減することにより、可動範囲の設定を容易かつ正確に行なうことができ、またベースの爪の間隔や爪の幅を適宜設定することによって、可動範囲の精密な設定をすることもできる。
なお、弁の全開状態における可動範囲の規制はキャリッジがモータ下面に接触しない位置であれば一般的には事が足りる。
【００２７】
上述した実施例のものでは押えリング１３と爪付き駆動リング１４を別部材としているが、一体ものとする場合もある。
また、可動範囲規制機構１１をモータの上方に設けてあるが、モータ軸をモータケーシングの上方に突出させず、モータ下面とキャリッジとの間に設ける構成とする場合もある。
【００２８】
さらに、本実施例のものではモータ軸４まわりに直接雄ねじ４ａを形成してキャリッジ側の雌ねじ６と螺合せしめてあるが、モータ軸４とキャリッジとの間に適宜の減速ギアやその他の動力伝達機構を介在せしめる場合もあり、このような場合であっても可動範囲規制機構１１はモータ軸４に直接設けるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る流量調節弁の実施例を示す縦断正面図。
【図２】本発明に係る流量調節弁の可動範囲規制機構の分解斜視図。
【図３】可動範囲規制機構の原点状態（弁の全閉状態）を示す平面図。
【図４】可動範囲規制機構の他の規制位置（弁の全開状態）における状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１  弁箱                      ２  弁室
３  ステッピングモータ        ４  モータ軸
５  キャリッジ                ６  雌ねじ
７  ガイド棒                  ８  弁体
９  弁座                    １０  ダイヤフラム
１１  可動範囲規制機構        １２  ベース
１３  押えリング              １４  爪付き駆動リング
１５、１６、１７  爪付き従動リング
１８  滑りリング              １９  ワッシャ
２０  ねじ                    ２１  支柱
２２  カバー                  ２３  Ｏリング
２４  支柱
【図１】
2005308127.tif 000003
【図２】
2005308127.tif 000004
【図３】
2005308127.tif 000005
【図４】
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