(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出湯温度および出湯流量を制御する流量制御弁において、
給水管に接続される給水管接続部と熱交換器に接続される往き配管接続部と湯および水を混合させる混合室とが連通する第１の通路と、
前記熱交換器に接続される戻り配管接続部と前記混合室と出湯管に接続される出湯管接続部とが連通する第２の通路と、
前記混合室の側の前記第１の通路内に配置されて前記混合室へ流れる水の流量を制御する第１の弁と、
前記混合室と前記出湯管接続部との間の前記第２の通路内に配置されて前記混合室から前記出湯管接続部へ流れる混合水の流量を制御する第２の弁とを備え、前記第１の弁は、第１のモータと、前記第１のモータの出力軸にウォーム減速機構を介して結合され前記第１のモータの回動によって回転中心の軸線方向に往復運動するねじ部が設けられた第１の出力ギヤと、前記第１の出力ギヤの回転中心の位置に配置されて前記第１の出力ギヤに固定された第１の軸と、前記第１の軸に保持されて前記第１の出力ギヤの往復運動によって前記第１の通路に形成された第１の弁座に対して接離するよう動作する第１の弁体とを有し、
前記第２の弁は、第２のモータと、前記第２のモータの出力軸にウォーム減速機構を介して結合され前記第２のモータの回動によって回転中心の軸線方向に往復運動するねじ部が設けられた第２の出力ギヤと、前記第２の出力ギヤの回転中心の位置に配置されて前記第２の出力ギヤに固定された第２の軸と、前記第２の軸に保持されて前記第２の出力ギヤの往復運動によって前記第２の通路に形成された第２の弁座に対して接離するよう動作する第２の弁体とを有していることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
前記第１の通路内に前記第１の弁体を挿設するために設けた第１の開口部の蓋を前記第１のモータの第１のケースと一体に形成し、前記第２の通路内に前記第２の弁体を挿設するために設けた第２の開口部の蓋を前記第２のモータの第２のケースと一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記第１の出力ギヤに設けられた前記ねじ部が前記第１のケースに噛合され、前記第２の出力ギヤに設けられた前記ねじ部が前記第２のケースに噛合されていることを特徴とする請求項２記載の流量制御弁。
【請求項４】
前記第１の弁体の可動範囲を規制する第１のストッパを前記第１の出力ギヤおよび前記第１のケースに設け、前記第２の弁体の可動範囲を規制する第２のストッパを前記第２の出力ギヤおよび前記第２のケースに設けたことを特徴とする請求項２記載の流量制御弁。
【請求項５】
前記第１のストッパは、前記第１の出力ギヤの両端面に突設した第１および第２の突起部と前記第１のケースの内側に突設した第３および第４の突起とを有し、前記第２のストッパは、前記第２の出力ギヤの両端面に突設した第５および第６の突起部と前記第２のケースの内側に突設した第７および第８の突起とを有していることを特徴とする請求項４記載の流量制御弁。
【請求項６】
前記第１の突起部および前記第３の突起部の少なくとも一方の当接面に衝撃を緩和させる緩衝材を設け、前記第５の突起部および前記第７の突起部の少なくとも一方の当接面に衝撃を緩和させる緩衝材を設けたことを特徴とする請求項５記載の流量制御弁。
【請求項７】
前記第１の出力ギヤと前記第１のケースとの間に前記第１の突起部と前記第３の突起部とが当接する直前から圧縮されて当接時の衝撃を緩和させる第１のスプリングを設置し、前記第２の出力ギヤと前記第２のケースとの間に前記第５の突起部と前記第７の突起部とが当接する直前から圧縮されて当接時の衝撃を緩和させる第２のスプリングを設置したことを特徴とする請求項５記載の流量制御弁。
【請求項８】
前記第１のモータの第１のケースは、前記第１の軸を軸封する第１の二重のシールリングを前記第１の通路の側に設け、前記第１の二重のシールリングの中間位置に第１の排水口を備えており、前記第２のモータの第２のケースは、前記第２の軸を軸封する第２の二重のシールリングを前記第２の通路の側に設け、前記第２の二重のシールリングの中間位置に第２の排水口を備えていることを特徴とする請求項２記載の流量制御弁。
【請求項９】
前記第１および第２の出力ギヤの少なくとも前記ねじ部は、前記第１および第２のケースと異なる材質で形成したことを特徴とする請求項２記載の流量制御弁。
【請求項１０】
前記第１および第２の出力ギヤは、ナイロン系樹脂で形成したことを特徴とする請求項９記載の流量制御弁。
【請求項１１】
前記第１および第２の出力ギヤと前記第１および第２のケースとの螺合部のクリアランスを０．１〜０．４ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１０記載の流量制御弁。
【請求項１２】
流体の流量を制御する流量制御弁において、
入口配管に接続される入口配管接続部と出口配管に接続される出口配管接続部とが連通する通路と、
前記通路内に配置されて前記入口配管接続部から前記出口配管接続部へ流れる流体の流量を制御する弁と、
を備え、
前記弁は、モータと、前記モータの出力軸にウォーム減速機構を介して結合され前記モータの回動によって回転中心の軸線方向に往復運動するねじ部が設けられた出力ギヤと、前記出力ギヤの回転中心の位置に配置されて前記出力ギヤに固定された軸と、前記軸に保持されて前記出力ギヤの往復運動によって前記通路に形成された弁座に対して接離するよう動作する弁体とを有していることを特徴とする流量制御弁。
【請求項１３】
前記弁体は、前記弁座に着座する部分に可撓性の閉止部材が嵌着されていることを特徴とする請求項１２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】
本発明は流量制御弁に関し、特に給湯装置などで湯および水の混合比を変えて出湯温度を制御するとともに出湯流量を制御することができる流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給湯装置などでは、出湯温度を制御するために水と湯とを所定の割合で混合して任意の流量で送り出す流量制御弁が用いられている。このような流量制御弁の従来の構成例を以下に示す。
【０００３】
図１３は従来の流量制御弁の構成例を示す縦断面図である。
従来の流量制御弁は、ボディ１０１に給水管接続部１０２、給湯管接続部１０３、出湯管接続部１０４を備え、図の縦方向には、出湯管接続部１０４に連続してシリンダ状に形成された混合室１０５が形成されている。この出湯管接続部１０４に連通する通路と混合室１０５との間には、ボディ１０１に一体に形成された弁座１０６を有し、この弁座１０６に対して軸線方向に接離自在に弁体１０７が配置されている。混合室１０５の上部は、蓋１０８によって閉止されており、この蓋１０８を貫通して混合室１０５の軸線位置に軸１０９が配置され、その軸１０９の下端部には弁体１０７が固定されている。弁体１０７の内部の軸１０９の回りには、弁体１０７を弁座１０６に着座させる方向に付勢するスプリング１１０が配置されている。
【０００４】
また、蓋１０８の軸１０９が挿通されている部分は、内側からＯリング１１１によってシールされている。蓋１０８の上部中央部には、穴１１２が形成され、その内壁面にはねじ山が形成されている。その穴１１２には、軸１０９に固定された可動軸１１３が螺合されている。この可動軸１１３の上部外周にはセレーションが形成されている。
【０００５】
蓋１０８の上部には、ケース１１４に収容されたギヤボックス１１５が設置されている。ギヤボックス１１５は、モータおよび複数段の減速ギヤから構成され、その最終段の出力ギヤ１１６は、中央のボス穴に可動軸１１３のセレーションが嵌め込まれている。
【０００６】
以上の構成の流量制御弁では、ギヤボックス１１５のモータが回転すると、その回転力が減速されて出力ギヤ１１６に伝達され、出力ギヤ１１６が可動軸１１３を回転させる。これにより、蓋１０８の穴１１２に螺合された可動軸１１３は、図の上下方向に移動し、軸１０９を介して接続された弁体１０７が弁座１０６に対して接離するよう動作し、出湯管接続部１０４より出湯される出湯量が制御される。
【０００７】
弁体１０７の可動範囲は、出力ギヤ１１６の回転範囲によって決まるが、その回転範囲は、たとえば出力ギヤ１１６の回転に同期して動作する接触子と回転範囲に対応して基板上に形成された導電性のパターンとを含む電気回路で設定したり、あるいは、出力ギヤ１１６にマグネットを埋設し、ケース１１４に２個のホール素子を可動範囲の両端に対応した位置に設けて出力ギヤ１１６の回転位置を検出するようにすることで設定している。
【０００８】
また、この例の流量制御弁では、弁体１０７が弁座１０６よりリフトしたときに、ギヤボックス１１５からの駆動力により軸１０９を介して弁体１０７が回転するように構成されている。この弁体１０７は、その上部の筒状体外周面に部分的に溝１１７が形成されており、弁体１０７が回転されることによって、給水管接続部１０２に連通する通路が図示の全閉状態から溝１１７と重なって連通するように構成されている。これにより、給水管接続部１０２より供給された水は溝１１７を通じて混合室１０５に入り、ここで給湯管接続部１０３より供給された湯と混合され、所定の温度に制御されて出湯管接続部１０４より出湯する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の流量制御弁では、弁体を駆動する機構が複数段の減速ギヤと可動軸とで構成しており、部品点数が多くてコスト的に不利であるという問題点があった。
【００１０】
また、弁体の可動範囲の設定を電気回路またはホール素子を用いた回転位置検出機構で行っているため、コストが高くなるという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、部品点数を減らし、回転位置検出機構をなくすことで低コスト化を可能にした流量制御弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、出湯温度および出湯流量を制御する流量制御弁において、給水管に接続される給水管接続部と熱交換器に接続される往き配管接続部と湯および水を混合させる混合室とが連通する第１の通路と、前記熱交換器に接続される戻り配管接続部と前記混合室と出湯管に接続される出湯管接続部とが連通する第２の通路と、前記混合室の側の前記第１の通路内に配置されて前記混合室へ流れる水の流量を制御する第１の弁と、前記混合室と前記出湯管接続部との間の前記第２の通路内に配置されて前記混合室から前記出湯管接続部へ流れる混合水の流量を制御する第２の弁とを備え、前記第１の弁は、第１のモータと、前記第１のモータの出力軸にウォーム減速機構を介して結合され前記第１のモータの回動によって回転中心の軸線方向に往復運動するねじ部が設けられた第１の出力ギヤと、前記第１の出力ギヤの回転中心の位置に配置されて前記第１の出力ギヤに固定された第１の軸と、前記第１の軸に保持されて前記第１の出力ギヤの往復運動によって前記第１の通路に形成された第１の弁座に対して接離するよう動作する第１の弁体とを有し、前記第２の弁は、第２のモータと、前記第２のモータの出力軸にウォーム減速機構を介して結合され前記第２のモータの回動によって回転中心の軸線方向に往復運動するねじ部が設けられた第２の出力ギヤと、前記第２の出力ギヤの回転中心の位置に配置されて前記第２の出力ギヤに固定された第２の軸と、前記第２の軸に保持されて前記第２の出力ギヤの往復運動によって前記第２の通路に形成された第２の弁座に対して接離するよう動作する第２の弁体とを有していることを特徴とする流量制御弁が提供される。
【００１２】
このような流量制御弁によれば、第１および第２のモータの回転をウォーム減速機構を介して直接出力ギヤに伝達する構成にしたことで、多くの部品点数を必要としていた減速ギヤが不要になり、弁体を挿設するボディの開口部の蓋をモータのケースと一体に形成した。これにより、水バイパス弁および水比例弁の弁機構部の部品点数を大幅に低減でき、流量制御弁のコストを低減することができる。また、弁体の可動範囲をストッパにて機械的に規制する構成にしたことで、弁体の可動範囲を設定する電気回路またはホール素子が不要になり、さらにコストを低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、給湯装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明による流量制御弁を適用した給湯装置のシステム図である。
給湯装置は、流量制御弁１と、熱交換器２と、流量センサ３とを備えている。給水管４は、流量センサ３を介して流量制御弁１の入口側に接続され、内部で二股に別れて、一方は熱交換器２に接続され、他方は水バイパス弁５に接続されている。この水バイパス弁５の下流側は、熱交換器２の下流側と合流し、水比例弁６に接続され、この水比例弁６の下流側は、出湯管７に接続されている。
【００１５】
この構成の給湯装置において、流量センサ３を介して流量制御弁１に供給された水は、一部が熱交換器２にて加熱されて湯になり、一部は水バイパス弁５を通って熱交換器２から出てきた湯と混合され、水比例弁６を介して出湯管７より出湯される。
【００１６】
ここで、出湯温度は、水バイパス弁５の開度を制御することによって行われ、出湯水量は水比例弁６の開度を制御することによって行われる。すなわち、水バイパス弁５の開度を大きく制御することで、熱交換器２に向かう水量が減るとともに熱交換器２をバイパスする水量が増え、これによって水バイパス弁５および熱交換器２の下流側で混合された混合水の水温を低く制御でき、逆に、水バイパス弁５の開度を小さく制御することで、熱交換器２に向かう水量が増えるとともに熱交換器２をバイパスする水量が減り、これによって水バイパス弁５および熱交換器２の下流側で混合された混合水の水温を高く制御できる。また、このようにして温度制御された混合水は、水比例弁６の開度を大きくすることで、流量を増加でき、開度を小さくすることで、流量を絞ることができる。
【００１７】
図２は第１の実施の形態に係る流量制御弁の平面図、図３は図２のａ−ａ矢視断面図、図４は図３のｂ−ｂ矢視断面図、図５は出力ギヤを詳細に示す図であって、（Ａ）は出力ギヤの平面図、（Ｂ）は出力ギヤの側面図、（Ｃ）は出力ギヤの底面図、（Ｄ）は出力ギヤの中央断面図である。なお、図２の平面図では、モータの上部ケースを取り除いた状態で示している。
【００１８】
この第１の実施の形態に係る流量制御弁１は、ボディ１１を備え、このボディ１１は、給水管４に接続される給水管接続部１２と、熱交換器２の上流側配管に接続される往き配管接続部１３と、熱交換器２の下流側配管に接続される戻り配管接続部１４と、出湯管７に接続される出湯管接続部１５とを有している。ボディ１１の内部において、給水管接続部１２は、水通路１６に連通しており、この水通路１６は、一方では、熱交換器２への往き配管接続部１３に連通し、他方は、水バイパス弁５および水比例弁６を介して混合水通路１７および出湯管接続部１５に連通している。熱交換器２からの戻り配管接続部１４は、湯通路１８に連通し、この湯通路１８は、水比例弁６を介して混合水通路１７および出湯管接続部１５に連通している。
【００１９】
ボディ１１は、図４に示したように、水通路１６の往き配管接続部１３が設けられている側と反対の側に、水バイパス弁５の機構部を挿設する開口部１９を有し、図３に示したように、混合水通路１７の出湯管接続部１５が設けられている側と反対の側には、水比例弁６の機構部を挿設する開口部２０を有している。
【００２０】
水バイパス弁５の機構部は、図４に示したように、水バイパス弁用モータ２１と、この水バイパス弁用モータ２１の出力軸に設けられたウォーム２２と、このウォーム２２と噛合する出力ギヤ２３と、この出力ギヤ２３に固定されて回転軸をなす軸２４と、この軸２４に保持された弁体２５とを有し、これらは下部ケース２６と上部ケース２７とによって収容されている。下部ケース２６は、ボディ１１の開口部１９の蓋を兼ねて一体に形成されている。
【００２１】
出力ギヤ２３は、図５に詳細に示したように、外周にねじ状の歯が設けられた大径のはすば歯車２８と小径のねじ部２９とが同軸上に配置されて一体に形成されている。出力ギヤ２３は、その上端面に円弧状の上部ストッパ３０が突設され、下端面には、下部ストッパ３１が形成されている。この下部ストッパ３１は、当接面をなす段差部３２からなり、下端面がこの段差部３２を境にして円周方向に滑らかに連続するような形状に形成されている。出力ギヤ２３の上部ストッパ３０は、上部ケース２７の内側に突設されたストッパ３３と協働して、出力ギヤ２３が回動できる可動範囲の一方、すなわち、弁体２５のリフト上限を規制し、出力ギヤ２３の下部ストッパ３１は、下部ケース２６の内側に突設されたストッパ３４と協働して、出力ギヤ２３が回動できる可動範囲の他方、すなわち、弁体２５のリフト下限を規制する。
【００２２】
出力ギヤ２３のねじ部２９は、下部ケース２６に形成されたねじ部３５と螺合されており、出力ギヤ２３は、これが回動することにより、その回転中心の軸線方向に往復運動し、弁体２５を水通路１６に形成された弁座３６に対して接離するよう動作される。
【００２３】
弁体２５は、軸２４の下端側に設けられたストッパ３７にて軸２４からの脱落が防止され、下部ケース２６との間に配置されたスプリング３８によって軸２４の下端側へ付勢されている。下部ケース２６の下部は、筒状になっていて、弁体２５が軸線方向に移動するのを案内し、弁体２５との間は、Ｏリング３９によってシールされている。また、下部ケース２６は、ボディ１１の開口部１９に嵌め込まれており、Ｏリング４０によってシールされている。さらに、軸２４が挿設されている下部ケース２６の弁体２５側の位置に二重のＯリング４１が配置されており、この二重のＯリング４１の中間位置には、図示はしないが、外部に連通する排水口が設けられており、この二重のＯリング４１で水漏れが発生しても、漏れた水を排水口より排出させて水バイパス弁用モータ２１の側へ水漏れすることがないようにしている。
【００２４】
水比例弁６の機構部も、水バイパス弁５の機構部と同様の構成を有している。すなわち、水比例弁６の機構部は、図２および図３に示したように、水比例弁用モータ４２と、この水比例弁用モータ４２の出力軸に設けられたウォーム４３と、このウォーム４３と噛合する出力ギヤ４４と、この出力ギヤ４４に固定されて回転軸をなす軸４５と、この軸４５に保持された弁体４６とを有し、これらは下部ケース４７と上部ケース４８とによって収容されている。下部ケース４７は、ボディ１１の開口部２０の蓋を兼ねて一体に形成されている。
【００２５】
出力ギヤ４４も、水バイパス弁５の出力ギヤ２３と同じ構成を有し、上部ストッパ４９と下部ストッパ（図には現れていない）を有している。上部ストッパ４９に対応して上部ケース４８はその内側に突設されたストッパ５０を有し、下部ストッパに対応して下部ケース４７はその内側に突設されたストッパ（図には現れていない）を有している。
【００２６】
出力ギヤ４４のねじ部５１は、下部ケース４７に形成されたねじ部５２と螺合されており、出力ギヤ４４は、これが回動することにより、その回転中心の軸線方向に往復運動し、弁体４６を混合水通路１７に形成された弁座５３に対して接離するよう動作させる。
【００２７】
弁体４６は、軸４５の下端側に設けられたストッパ５４にて軸４５からの脱落が防止され、下部ケース４７との間に配置されたスプリング５５によって軸４５の下端側へ付勢されている。下部ケース４７の下部は、筒状になっていて、弁体４６が軸線方向に移動するのを案内し、弁体４６との間は、Ｏリング５６によってシールされている。また、下部ケース４７は、ボディ１１の開口部２０に嵌め込まれており、Ｏリング５７によってシールされている。さらに、軸４５が挿設されている下部ケース４７の弁体４６側の位置に二重のＯリング５８が配置されており、この二重のＯリング５８の中間位置には、外部に連通する排水口５９が設けられており、水漏れが発生した場合に、漏れた水を排水口５９より排出させて水比例弁用モータ４２の側へ水漏れすることがないようにしている。
【００２８】
なお、水バイパス弁５の下部ケース２６および出力ギヤ２３と、水比例弁６の下部ケース４７および出力ギヤ４４とは、同材質の樹脂によって構成することができる。しかし、出力ギヤ２３のねじ部２９と下部ケース２６のねじ部３５、出力ギヤ４４のねじ部５１と下部ケース４７のねじ部５２とは、同じ材質を使った場合、互いに食い付き易いという性質があることと摩耗し易いという性質がある。これに対し、好ましくは、下部ケース２６，４７の材質をポリフェニルエーテルとした場合、出力ギヤ２３，４４の材質を強靭で耐摩耗性などに優れたナイロン樹脂（ポリアミド樹脂）にするとよい。ただし、ナイロン樹脂は、吸湿性があって膨潤することがあるので、出力ギヤ２３，４４のねじ部２９，５１と下部ケース２６，４７のねじ部３５，５２とのクリアランスを大きく設定する必要があり、たとえば０．１〜０．４ｍｍに設定される。
【００２９】
次に、この流量制御弁１の動作について説明するが、水バイパス弁５および水比例弁６は、同じ構成を有しているので、ここでは、代表して水比例弁６の動作について説明する。
【００３０】
図６は水比例弁が全開状態にある流量制御弁の断面図、図７は水比例弁が全閉状態にある流量制御弁の断面図である。なお、図６および図７は、出力ギヤ４４の可動範囲を規定する構造を明示するために、図３の断面図とは切断面の位置を多少変えてある。
【００３１】
水比例弁６は、水比例弁用モータ４２が回転し、出力ギヤ４４が降下して軸４５に保持された弁体４６が弁座５３に着座することによって、図６に示したように、全閉状態になる。弁体４６は、軸４５の降下とともに降下して弁座５３に着座するが、そのときは、まだ水比例弁用モータ４２は回転していて、軸４５をさらに降下させている。出力ギヤ４４の下部ストッパ６０が下部ケース４７のストッパ６１に当接することによって出力ギヤ４４の回転が機械的に強制停止されることにより、軸４５の降下が停止される。このとき、スプリング５５によって付勢されている弁体４６は、弁座５３の着座位置に取り残され、軸４５だけが僅かに降下してから強制停止される。
【００３２】
次に、水比例弁用モータ４２を逆回転すると、それに伴って出力ギヤ４４が回転し、軸４５とともに上昇していく。これにより、軸４５に保持された弁体４６は、弁座５３から離れていき、弁開する。さらに、出力ギヤ４４が上昇していって、その上部ストッパ４９が、図７に示したように、上部ケース４８に設けられたストッパ５０に当接すると、出力ギヤ４４の回転が強制的に停止され、軸４５およびこれに保持された弁体４６の上昇が停止されて水比例弁６は全開状態になる。
【００３３】
図８は第２の実施の形態に係る流量制御弁の平面図である。この図８において、図２に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３４】
この第２の実施の形態に係る流量制御弁は、水比例弁６の出力ギヤ４４の上面に突設された上部ストッパ４９において、上部ケース４８に設けられたストッパ５０との当接面に緩衝材６２を設けている。この緩衝材６２は、たとえばゴム製とすることができ、全開時に上部ストッパ４９が上部ケース４８に設けられたストッパ５０に当接して出力ギヤ４４をロックさせるときの衝撃を緩和させることができる。
【００３５】
この緩衝材６２と同じ緩衝材は、図示はしないが、水バイパス弁５の出力ギヤ２３の上面に突設された上部ストッパ３０にも同様に設けられている。
図９は第３の実施の形態に係る流量制御弁の水比例弁を中心にカットした断面図、図１０は第３の実施の形態に係る流量制御弁の水バイパス弁を中心にカットした断面図である。これら図９および図１０において、図３および図４に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３６】
この第３の実施の形態に係る流量制御弁は、図９に示したように、水比例弁６の出力ギヤ４４と上部ケース４８との間にスプリング６３を配置し、図１０に示したように、水バイパス弁５の出力ギヤ２３と上部ケース２７との間にスプリング６４を配置している。
【００３７】
これらのスプリング６３，６４は、水比例弁６および水バイパス弁５の出力ギヤ４４，２３の上面に突設された上部ストッパ４９，３０が上部ケース４８，２７に設けられたストッパ５０，３３と当接する直前までは何ら作用せず、出力ギヤ４４，２３が上昇してきて、上部ストッパ４９，３０がストッパ５０，３３と当接する直前に圧縮されて出力ギヤ４４，２３に荷重を掛けるように作用する。これにより、上部ストッパ４９，３０がストッパ５０，３３と当接するときには、スプリング６３，６４により水比例弁用モータ４２および水バイパス弁用モータ２１の負荷が急増し、出力ギヤ４４，２３の回転が減速されて、上部ストッパ４９，３０をストッパ５０，３３に当接させてロックさせた時の衝撃を緩和させることができる。
【００３８】
図１１は第４の実施の形態に係る流量制御弁の正面図、図１２は図１１のｄ−ｄ矢視断面図である。
この第４の実施の形態に係る流量制御弁７０は、水バイパス弁５または水比例弁６としてそれぞれ単独で使用することができるもので、第１の実施の形態に係る流量制御弁の水バイパス弁５および水比例弁６を分離したような形態になっている。
【００３９】
すなわち、この流量制御弁７０は、ボディ７１に入口配管が接続される入口配管接続部７２と、この入口配管接続部７２と直交配置されて出口配管が接続される出口配管接続部７３とを有している。ボディ７１は、出口配管接続部７３と同軸上に弁の機構部を挿設する開口部７４を有している。
【００４０】
弁の機構部は、モータ７５と、このモータ７５の出力軸に設けられたウォーム７６と、このウォーム７６と噛合する出力ギヤ７７と、この出力ギヤ７７に固定されて回転軸をなす軸７８と、この軸７８に保持された弁体７９とを有し、これらは下部ケース８０と上部ケース８１とによって収容されている。下部ケース８０は、ボディ７１の開口部７４の蓋を兼ねて一体に形成されている。
【００４１】
出力ギヤ７７は、図５に詳細に示した出力ギヤ２３と同じ構成を有している。出力ギヤ７７の中央部に設けられたねじ部８２は、下部ケース８０に形成されたねじ部８３と螺合されており、出力ギヤ７７は、これが回動することにより、その回転中心の軸線方向に往復運動し、入口配管接続部７２と出口配管接続部７３とが連通する通路８４内にボディ７１と一体に形成された弁座８５に対して弁体７９を接離するよう動作される。弁体７９の開閉方向の可動範囲、すなわち、出力ギヤ７７の回転可動範囲は、第１の実施の形態に係る流量制御弁と同じように、メカニカルストップ構造にて規制されている。
【００４２】
弁座８５に着座する弁体７９の部分には、たとえばゴムのような可撓性のシールリング８６が嵌着されており、弁閉時にシールリング８６が弁座８５に弾性的に着座することで弁閉時の水密性を高め、通路８４の閉止をより確実なものにしている。
【００４３】
ボディ７１の開口部７４の蓋を兼ねた下部ケース８０の形状およびシール構造は、第１の実施の形態に係る流量制御弁と同じである。また、ボディ７１および下部ケース８０には、モータ７５の側への水漏れを防止する排水口８７も同様に設けられている。
【００４４】
以上の構成の流量制御弁７０において、モータ７５がある方向に回転すると、出力ギヤ７７が降下して軸７８に保持された弁体７９のシールリング８６が弁座８５に着座することによって、図１２に示したように、全閉状態になる。その後、出力ギヤ７７は、下部ケース８０に設けられたストッパに当接することによって出力ギヤ７７の回転が機械的に強制停止される。
【００４５】
次に、モータ７５を逆方向に回転すると、出力ギヤ７７が軸７８とともに上昇し、これにより、軸７８に保持された弁体７９のシールリング８６が弁座８５から離れて、弁開状態になる。モータ７５を出力ギヤ７７の任意の回転位置で停止することで、所望の弁開度を得ることができる。
【００４６】
また、出力ギヤ７７をさらに上昇させると、その出力ギヤ７７は、やがて上部ケース８１に設けられたストッパに当接することになり、これによって回転が強制的に停止され、軸７８およびこれに保持された弁体７９の上昇が停止されて流量制御弁７０は全開状態になる。
【００４７】
なお、この第４の実施の形態に係る流量制御弁７０では、弁機構部を第１の実施の形態に係る流量制御弁の水バイパス弁５および水比例弁６と同じ構成にしたが、第２および第３に実施の形態に係る流量制御弁のように、出力ギヤのところに機械的な強制停止時のショックを緩和する緩衝材またはスプリングを設けてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、水バイパス弁および水比例弁において、モータの回転をウォーム減速機構を介して直接出力ギヤに伝達し、出力ギヤには回転により上下動を可能にするねじ部を設け、出力ギヤに弁体を保持する軸を取り付ける構成にし、弁体を挿設する開口部の蓋をモータのケースと一体に形成した。これにより、水バイパス弁および水比例弁の弁機構部の部品点数を大幅に低減でき、流量制御弁のコストを低減することができる。
【００４９】
また、弁体の可動範囲をストッパにて機械的に規制する構成にしたことで、弁体の可動範囲を設定する電気回路またはホール素子が不要になるため、さらにコストを低減することができる。
【００５０】
さらに、ケースには、弁体を保持している軸をシールするシールリングと排水口とを設けたことにより、万一、シールリングから水漏れがあった場合には、漏れた水を排水口より排出して、モータ側へ水が浸入するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流量制御弁を適用した給湯装置のシステム図である。
【図２】第１の実施の形態に係る流量制御弁の平面図である。
【図３】図２のａ−ａ矢視断面図である。
【図４】図３のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図５】出力ギヤを詳細に示す図であって、（Ａ）は出力ギヤの平面図、（Ｂ）は出力ギヤの側面図、（Ｃ）は出力ギヤの底面図、（Ｄ）は出力ギヤの中央断面図である。
【図６】水比例弁が全開状態にある流量制御弁の断面図である。
【図７】水比例弁が全閉状態にある流量制御弁の断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る流量制御弁の平面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る流量制御弁の水比例弁を中心にカットした断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る流量制御弁の水バイパス弁を中心にカットした断面図である。
【図１１】第４の実施の形態に係る流量制御弁の正面図である。
【図１２】図１１のｄ−ｄ矢視断面図である。
【図１３】従来の流量制御弁の構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  流量制御弁
２  熱交換器
３  流量センサ
４  給水管
５  水バイパス弁
６  水比例弁
７  出湯管
１１  ボディ
１２  給水管接続部
１３  往き配管接続部
１４  戻り配管接続部
１５  出湯管接続部
１６  水通路
１７  混合水通路
１８  湯通路
１９，２０  開口部
２１  水バイパス弁用モータ
２２  ウォーム
２３  出力ギヤ
２４  軸
２５  弁体
２６  下部ケース
２７  上部ケース
２８  はすば歯車
２９  ねじ部
３０  上部ストッパ
３１  下部ストッパ
３２  段差部
３３，３４  ストッパ
３５  ねじ部
３６  弁座
３７  ストッパ
３８  スプリング
３９，４０  Ｏリング
４１  二重のＯリング
４２  水比例弁用モータ
４３  ウォーム
４４  出力ギヤ
４５  軸
４６  弁体
４７  下部ケース
４８  上部ケース
４９  上部ストッパ
５０  ストッパ
５１，５２  ねじ部
５３  弁座
５４  ストッパ
５５  スプリング
５６，５７  Ｏリング
５８  二重のＯリング
５９  排水口
６０  下部ストッパ
６１  ストッパ
６２  緩衝材
６３，６４    スプリング
７０  流量制御弁
７１  ボディ
７２  入口配管接続部
７３  出口配管接続部
７４  開口部
７５  モータ
７６  ウォーム
７７  出力ギヤ
７８  軸
７９  弁体
８０  下部ケース
８１  上部ケース
８２，８３  ねじ部
８４  通路
８５  弁座
８６  シールリング
８７  排水口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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