(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体を有する弁棒が、該弁棒の軸線方向に移動することにより、前記弁体が、弁本体の内部に位置する弁座に対して接離して流量調整を行う流量調整弁において、前記弁棒の軸方向に所定の距離離れた２点間で前記弁棒の軸方向に垂直な方向への移動を規制しながら、該弁棒を該弁棒の軸方向に案内する案内手段を備え、
前記案内手段は、前記弁棒の前記弁体を有する端部とは異なる端部において、該弁棒の軸方向に垂直な方向へ突出する環状突起部と、該環状突起部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する内周面とで構成される第１案内部と、前記弁棒の中間部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する内周面を備え、該内周面が前記第１案内部の環状突起部の外周面から前記所定の距離離間する第２案内部とで構成され、
前記弁棒は円柱状に形成され、前記弁棒の外径をＤ、前記所定の距離をＬとした場合に、Ｌ／Ｄが１．２以上５以下であり、
前記第２案内部に備えられた内周面は、前記本体に設けられたリング部材の内周面であり、
前記環状突起部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する前記第１案内部の内周面と、前記リング部材は、一つの弁本体に設けられ、
前記弁本体は、該流量調整弁を取付部に固定するためのフランジ部と、該流量調整弁の駆動機構を収容するホルダ部とを備え、該フランジ部及びホルダ部を該弁本体と一体形成したことを特徴とする流量調整弁。
【請求項２】
前記弁棒に当接し、該弁棒を該弁棒の軸方向に移動させるねじ機構を備え、前記弁本体には、該ねじ機構を構成する雌ねじ部が一体形成されることを特徴とする請求項１に記載の流量調整弁。
【請求項３】
前記弁座を備える弁座部材は、前記弁本体と別体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流量調整弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスモータ等の電動機によって弁体の開閉操作を行う流量調整弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、暖房機器等の温水の配管系統の途中に介在させて流量調整を行う温水弁として、例えば、図３に示すような流量調整弁が使用されている。この流量調整弁６１は、配管接続部６３、６４、弁室６６及び上部にホルダ６８を備える弁本体６２と、ホルダ６８に合成樹脂製の絶縁フランジ７２を介して載置固定されたパルスモータ等の電動機７３と、弁本体６２内に装着されて電動機７３によって駆動される弁棒７５と、弁棒７５の下端に固定される弁体７６と、弁本体６２内に形成された環状の弁座６５を含む弁開閉部とを備える。
【０００３】
次に、上記流量調整弁６１の動作について説明する。暖房機器の供給源からの水又は温水等の流体は、入口側流路６３ａから供給され、弁座６５と弁体７６との間の間隙を通過した後、弁室６６を介して出口側流路６４ａを通って暖房器等の機器に送出される。この時、パルスモータ等の電動機７３をパルス信号等により適宜回動させると、電動機７３の回転軸７１が回転し、回転軸７１と係合している駆動軸６９を回転させる。この駆動軸６９の回転によって駆動軸６９自体が上下方向に移動し、弁棒７５を上下移動させる。弁棒７５は、前記パルス信号の量に比例した量だけ上下方向に移動し、弁座６５と弁体７６の下部との間の間隙幅を調整し、この間隙を流れる流体の流量を調整する。
【特許文献１】特開２００５−３２５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の流量調整弁は、Ｏリング７８〜８０が３本用いられていたり、弁本体６２とホルダ６８とがロックナット８１を用いて接続されるなど、部品点数が多く、構造が複雑であるため、製造コスト及び装置の信頼性において改善の余地があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の流量調整弁における問題点に鑑みてなされたものであって、部品点数を低減し、構造を簡単にすることで、製造コストが低く、装置の信頼性も高い流量調整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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、弁体を有する弁棒が、該弁棒の軸線方向に移動することにより、前記弁体が、弁本体の内部に位置する弁座に対して接離して流量調整を行う流量調整弁において、前記弁棒の軸方向に所定の距離離れた２点間で前記弁棒の軸方向に垂直な方向への移動を規制しながら、該弁棒を該弁棒の軸方向に案内する案内手段を備え、前記案内手段は、前記弁棒の前記弁体を有する端部とは異なる端部において、該弁棒の軸方向に垂直な方向へ突出する環状突起部と、該環状突起部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する内周面とで構成される第１案内部と、前記弁棒の中間部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する内周面を備え、該内周面が前記第１案内部の環状突起部の外周面から前記所定の距離離間する第２案内部とで構成され、前記弁棒は円柱状に形成され、前記弁棒の外径をＤ、前記所定の距離をＬとした場合に、Ｌ／Ｄが１．２以上５以下であり、前記第２案内部に備えられた内周面は、前記本体に設けられたリング部材の内周面であり、前記環状突起部の外周面に摺接して該弁棒を軸線方向に案内する前記第１案内部の内周面と、前記リング部材は、一つの弁本体に設けられ、前記弁本体は、該流量調整弁を取付部に固定するためのフランジ部と、該流量調整弁の駆動機構を収容するホルダ部とを備え、該フランジ部及びホルダ部を該弁本体と一体形成したことを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明によれば、案内手段によって、前記弁棒の軸方向に所定の距離離れた２点間で前記弁棒の軸方向に垂直な方向への移動を規制しながら、該弁棒を該弁棒の軸方向に案内することができるため、流量調整弁の使用中において、弁棒の軸方向に垂直な方向への動きを確実に規制することができ、例えば、この弁棒の動きを規制するために従来用いていた複数のＯリングを１本にすることができる。また、Ｏリングの本数を減少させたことに伴い、Ｏリングと弁棒の摺動面積を小さくすることができるため、流量調整弁の駆動動力も低減することができる。また、弁棒を利用して案内手段の一部を構成することができる。さらに、ホルダ部とフランジ部とを弁本体と一体形成することで、流量調整弁の部品点数を低減することができる。
【００１０】
さらに、本発明では、上述のように、前記所定の距離をＬとした場合に、Ｌ／Ｄを１．２以上５以下としたが、Ｌ／Ｄが１．２を下回ると、弁棒の軸方向に垂直な方向への動きを規制することが容易ではなく、好ましくない。一方、Ｌ／Ｄが５を超えると、弁棒の長さを長くする必要があり、これによって、弁自体が大型化するため好ましくない。
【００１１】
また、前記流量調整弁において、前記弁棒に当接し、該弁棒を軸方向に移動させるねじ機構を設け、前記弁本体に、該ねじ機構を構成する雌ねじ部を一体形成することができる。これによって、雌ねじ部を有する部材と弁本体とを別々に形成する必要がなく、流量調整弁の部品点数を低減することができる。
【００１３】
また、前記流量調整弁において、前記弁座を備える弁座部材を、前記弁本体と別体とすることができる。これにより、弁本体を共通の部品とし、異なる弁座開口面積を有する弁座部材と組み合わせることで、種々の用途に容易に対応することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数が少なく、構造が簡単で、製造コストが低く、装置の信頼性も高い流量調整弁を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる流量調整弁の第１の実施の形態を示し、この流量調整弁１は、配管接続部３、４と、弁室６と、駆動軸８等からなる該弁の駆動機構を収容するホルダ部２ｂを備える弁本体２と、弁本体２の上部のフランジ１１を介して載置固定されたパルスモータ等の電動機１４と、弁本体２内に装着されて電動機１４によって駆動される弁棒１５と、弁棒１５の下端に固定される弁体１９と、弁室６の配管接続部３側の開口部に固定され、環状の弁座５ａを含む弁座部材５とを備える。尚、この流量調整弁１は、フランジ１１を、上面視矩形状の取付部１２にリベット１３等を用いて固定する。
【００１７】
弁本体２は、例えば、真鍮等の材料で形成され、上部にフランジ１１を備え、フランジ１１には、パルスモータ等の電動機１４が載置固定される。弁本体２には、配管接続部３、４が互いに略々直角をなすように備えられ、配管接続部３の入口側流路３ａと、配管接続部４の入口側流路４ａに連通する弁室６が弁本体２の内部に形成される。弁室６の上部は、Ｏリング１６及びステンレス製リング１８によって閉鎖されている。弁室６内には、弁体１９が配置され、弁体１９は、弁本体２の上部開口部に摺動可能に支持された弁棒１５に取付固定されている。
【００１８】
弁棒１５の中間部は、Ｏリング１６、ステンレス製リング１８を介して弁本体２に摺動可能に軸支され、弁棒１５の上端は、拡径されて環状突起部１５ａを形成している。弁棒１５の天井部には、凹状部１５ｂが形成され、この凹状部１５ｂ内には、剛球体２０を介して駆動軸８の下端部が接触し、駆動軸８の上端部は、電動機１４の回転軸９に係合している。また、駆動軸８には、雄ねじ部８ａが螺設され、弁本体２の上部空間に固定された駆動軸案内部材１０の雌ねじ部１０ａに螺合する。弁棒１５の環状突起部１５ａと、弁本体２の上部空間の底面との間にはコイルばね１７が張設され、弁棒１５を常時上方に付勢している。
【００１９】
弁座部材５は、弁室６の配管接続部３側に固定され、弁座部材５の環状の弁座５ａは、例えば、半円状の断面形状を有し、弁体１９の弁部材１９ａに接離する。
【００２０】
弁棒１５は、下部に弁体１９を固定する軸端部１５ｃを備え、弁体１９は、弁座５ａに接触して閉鎖する弁部材１９ａと、弁部材１９ａを保持する外カラー１９ｂ及び内カラー１９ｃを備える。これら弁部材１９ａ、及びカラー１９ｂ、１９ｃは、その中心に弁棒１５の軸端部１５ｃを嵌合し、軸端部１５ｃの端を、例えば、加締めることによって弁棒１５に固定されている。
【００２１】
弁体１９の弁部材１９ａは、ゴム材、フッ素樹脂等の合成樹脂でリング状に形成され、外カラー１９ｂと内カラー１９ｃとは、ステンレス鋼等で形成される。弁部材１９ａは、外カラー１９ｂの内周と、内カラー１９ｃの外周とで挟持される。
【００２２】
次に、上記流量調整弁１の動作について説明する。暖房機器の供給源からの水又は温水等の流体は、入口側流路３ａから供給され、環状の弁座５ａと弁体１９の弁部材１９ａとの間の間隙を通過した後、弁室６を介して出口側流路４ａを通って暖房器等の機器に送出される。この時、パルスモータ等の電動機１４をパルス信号等により適宜回動させると、電動機１４の回転軸９が回転し、回転軸９と螺合している駆動軸８を回転させる。この駆動軸８の回転によって駆動軸８自体が上下方向に移動し、弁棒１５を上下移動させる。弁棒１５は、前記パルス信号の量に比例した量だけ上下方向に移動し、弁座５ａと弁部材１９ａとの間の間隙幅を調整し、この間隙を流れる流体の流量を調整する。
【００２３】
以上のように、流量調整弁１においては、弁棒１５の環状突起部１５ａと、弁本体２の上部空間の内壁とで上方の案内部を構成し、弁本体２の弁室６に面する部分に、下方の案内部としてステンレス製リング１８を配置したため、これら２つの案内部によって、弁棒１５の軸方向に垂直な方向への移動を規制しながら軸方向に案内することができ、流量調整弁１の使用中において、弁棒１５の軸方向に垂直な方向への動きを確実に規制することができる。これによって、従来の流量調整弁６１（図３参照）で２本用いられていたＯリング７９、８０を１本（Ｏリング１６）とすることができる。また、流量調整弁１では、ステンレス製リング１８を弁室６に面するように配置しているため、黄銅中に含まれる亜鉛が黄銅から離脱する脱亜鉛腐食が生じない。
【００２４】
次に、本発明にかかる流量調整弁の第２の実施の形態について、図２を参照しながら説明する。
【００３１】
この流量調整弁４１は、図１に示した流量調整弁１の雌ねじ部１０ａを有する駆動軸案内部材１０を用いずに、弁本体４２に直接雌ねじ部４２ａを螺設し、図１の駆動軸８に代えて、拡径した上部に雄ねじ部４８ａを螺設した駆動軸４８を用いる点に特徴がある。尚、弁本体４２の雌ねじ部４２ａ及び駆動軸４８以外の構成要素については、図１と同様の構成を有するため、図１と同一の参照番号を付して、詳細説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態では、上述のように、図１の流量調整弁１に用いられていた駆動軸案内部材１０を不要としたため、部品点数をさらに低減することができ、流量調整弁の製造コストを低減することができる。これに加え、弁本体４２に雌ねじ部４２ａを螺設したことに伴い、弁本体４２全体をＮｉ−Ｐ／ＰＴＦＥ等でメッキし、雌ねじ部４２ａと雄ねじ部４８ａとの間の摺動性を確保するとともに、真鍮等の部分が露出することを防止し、脱亜鉛腐食を防止することもできる。
【００３３】
上記第１の実施の形態において、円柱状に形成された弁棒１５の外径をＤとし、図１における弁棒１５の環状突起部１５ａとステンレス製リング１８の間隔をＬとした場合、Ｌ／Ｄを１．２以上５以下とすることが好ましい。Ｌ／Ｄが１．２を下回ると、弁棒１５の軸方向に垂直な方向への動きを規制することが容易ではなく、好ましくない。一方、Ｌ／Ｄが５を超えると、弁棒１５の長さを長くする必要があり、これによって、流量調整弁１自体が大型化するため好ましくない。
【００３４】
また、上記各実施の形態において、弁座部材５を弁本体２とは別部品として構成しているため、制御すべき流量範囲が異なる場合でも、弁本体２を共通部品とし、制御すべき流量範囲に応じて弁座開口面積の異なる弁座部材５を選定することにより、容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる流量調整弁の第１の実施の形態を示す全体断面図である。
【図２】本発明にかかる流量調整弁の第２の実施の形態を示す全体断面図である。
【図３】従来の流量調整弁の一例を示す全体断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 流量調整弁
２ 弁本体
２ａ 貫通穴
２ｂ ホルダ部
３ 配管接続部
３ａ 入口側流路
４ 配管接続部
４ａ 出口側流路
５ 弁座部材
５ａ 弁座
６ 弁室
８ 駆動軸
８ａ 雄ねじ部
９ 回転軸
１０ 駆動軸案内部材
１０ａ 雌ねじ部
１１ フランジ
１２ 取付部
１３ リベット
１４ 電動機
１５ 弁棒
１５ａ 環状突起部
１５ｂ 凹状部
１５ｃ 軸端部
１６ Ｏリング
１７ コイルばね
１８ ステンレス製リング
１９ 弁体
１９ａ 弁部材
１９ｂ 外カラー
１９ｃ 内カラー
２０ 剛球体
４１ 流量調整弁
４２ 弁本体
４２ａ 雌ねじ部
４８ 駆動軸
４８ａ 雄ねじ部
【図１】
0005302517.tif 000002
【図２】
0005302517.tif 000003
【図３】
0005302517.tif 000004