(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成及び低コストで調節バルブを回転させて、バルブ頭部が片当りの状態で弁座に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制することができるバルブ装置を提供する。【解決手段】バルブ装置６０は、調節バルブ６１の軸部６１ａが駆動軸６５に対して軸心回りに回転自在に連結され、ハウジング８０が軸部６１ａの軸心方向への移動をガイドするガイド部８３を備え、ガイド部８３にはガイド突起８３ａが形成され、軸部６１ａにおける大径部６１ｃには、ガイド突起８３ａが挿入されるガイド溝６１ｇが、軸部６１ａの周方向に沿って波型に形成され、駆動機構の駆動によって調節バルブ６１が進退方向に変位するごとに、ガイド突起８３ａがガイド溝６１ｇの内部を移動することにより、調節バルブ６１が駆動軸６５に対して軸心回りに回転する。【選択図】図１
2017172719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体通路が形成されるとともに、該流体通路の中途部に環状の弁座が形成されるハウジングと、
軸心方向に進退可能に構成される駆動軸を備える駆動機構と、
前記駆動軸と同軸上で前記駆動軸に連結される軸部と、該軸部に固定されて前記弁座に当接可能とされる円盤状のバルブ頭部と、を備え、前記駆動機構の駆動に伴う前記軸部の進退により、前記バルブ頭部が前記弁座に対して離間又は当接して前記流体通路を開閉する、調節バルブと、を具備するバルブ装置であって、
前記軸部は、前記駆動軸に対して軸心回りに回転自在に連結され、
前記ハウジングは、前記軸部の軸心方向への移動をガイドするガイド部を備え、
前記ガイド部の内周面と前記軸部の外周面とのうち何れか一方には、ガイド突起が形成され、
前記ガイド部の内周面と前記軸部の外周面とのうち何れか他方には、前記ガイド突起が挿入されるガイド溝が、前記軸部の周方向に沿って波型に形成され、
前記駆動機構の駆動によって前記調節バルブが進退方向に変位するごとに、前記ガイド突起が前記ガイド溝の内部を移動することにより、前記調節バルブが前記駆動軸に対して軸心回りに回転する、
ことを特徴とする、バルブ装置。
【請求項２】
前記ガイド溝は、前記調節バルブの進退方向の端部において、前記進退方向に対する角度が大きくなるように屈曲する屈曲部が、前記波型の波形ごとに交互に形成されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調節バルブを開閉してハウジング内を流通する流体の流量を調節するバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調節バルブを開閉させて、ハウジング内を流通する流体の流量を調節するバルブ装置の技術が知られている。このようなバルブ装置においては、調節バルブのバルブ頭部を弁座に対して当接又は離間させることによって流体通路を開閉し、流体の流量を調節する技術が用いられる。
【０００３】
上記の如く、バルブ装置において調節バルブが動作する（開閉する）構成において、バルブ頭部と弁座との間で片当りが生じた場合は、バルブ頭部及び弁座におけるシール面の偏摩耗が進行し、流体の洩れの原因となるという問題があった。このようなバルブ頭部と弁座との片当りを防止することにより、シール面の偏摩耗を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１２０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術によれば、調節バルブを開閉する駆動機構とは異なるモータをバルブ装置に別途配設している。そして、このモータが調節バルブを定期的に回転させることによってバルブ頭部が片当りの状態で弁座に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制する構成としている。しかし、調節バルブを回転させるために別途モータを設けた場合、バルブ装置の全体的な構成が大がかりとなり、装置の肥大化及びコスト増の要因となっていた。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成及び低コストで調節バルブを回転させて、バルブ頭部が片当りの状態で弁座に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制することができるバルブ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、内部に流体通路が形成されるとともに、該流体通路の中途部に環状の弁座が形成されるハウジングと、軸心方向に進退可能に構成される駆動軸を備える駆動機構と、前記駆動軸と同軸上で前記駆動軸に連結される軸部と、該軸部に固定されて前記弁座に当接可能とされる円盤状のバルブ頭部と、を備え、前記駆動機構の駆動に伴う前記軸部の進退により、前記バルブ頭部が前記弁座に対して離間又は当接して前記流体通路を開閉する、調節バルブと、を具備するバルブ装置であって、前記軸部は、前記駆動軸に対して軸心回りに回転自在に連結され、前記ハウジングは、前記軸部の軸心方向への移動をガイドするガイド部を備え、前記ガイド部の内周面と前記軸部の外周面とのうち何れか一方には、ガイド突起が形成され、前記ガイド部の内周面と前記軸部の外周面とのうち何れか他方には、前記ガイド突起が挿入されるガイド溝が、前記軸部の周方向に沿って波型に形成され、前記駆動機構の駆動によって前記調節バルブが進退方向に変位するごとに、前記ガイド突起が前記ガイド溝の内部を移動することにより、前記調節バルブが前記駆動軸に対して軸心回りに回転するものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ガイド溝は、前記調節バルブの進退方向の端部において、前記進退方向に対する角度が大きくなるように屈曲する屈曲部が、前記波型の波形ごとに交互に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバルブ装置によれば、簡易な構成及び低コストで調節バルブを回転させて、バルブ頭部が片当りの状態で弁座に着座することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るバルブ装置（開状態）の構成を示す側面断面図。
【図２】一実施形態に係るバルブ装置（閉状態）の構成を示す側面断面図。
【図３】ガイド部及び調節バルブ（開状態）を示す側面図。
【図４】ガイド部及び調節バルブ（閉状態）を示す側面図。
【図５】調節バルブにおけるガイド溝の展開図。
【図６】別実施例に係る調節バルブにおけるガイド溝の展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２を用いて、本発明に係るバルブ装置６０の構成について説明する。図１はバルブ装置６０における調節バルブ６１の開状態を、図２はバルブ装置６０における調節バルブ６１の閉状態を示している。なお、図１及び図２では、バルブ装置６０の構成を一部断面視かつ側面視として表している。また、以下では図１及び図２に示す調節バルブ６１の進退方向に従って説明するものとし、図１及び図２における上側を調節バルブ６１の閉側、下側を調節バルブ６１の開側とする。
【００１３】
バルブ装置６０は、内部に中空の収納室８１及び流体通路８２が形成されたハウジング８０を備える。収納室８１は、ハウジング８０における調節バルブ６１の進退方向の閉側に形成されている。流体通路８２は、略Ｌ字形状に形成されている。流体通路８２の上流側及び下流側には、配管４６・４６がそれぞれ接続されることにより、流体経路４５が構成されている。流体通路８２の中途部には、環状の弁座６２が形成されている。ハウジング８０における流体通路８２に面する部分には、後述する調節バルブ６１に形成される軸部６１ａの軸心方向への移動をガイドするために筒状のガイド部８３が備えられている。
【００１４】
バルブ装置６０は、駆動軸６５を軸心方向（調節バルブ６１の進退方向）に進退させる駆動機構を備える。駆動機構は、駆動モータ５５と、駆動モータ５５によって駆動される駆動ピニオン７２と、駆動ピニオン７２と歯合される中間ギア７１と、中間ギア７１と歯合される駆動ギア７０と、駆動ギア７０の内部に挿通されて進退可能とされる駆動軸６５と、付勢手段である圧縮バネ９１と、で構成される。
【００１５】
駆動ギア７０は、調節バルブ６１の進退方向の開側端部及び閉側端部のそれぞれがベアリング７５によって収納室８１（ハウジング８０）に対して回転可能に支持されている。駆動ギア７０の内周面には雌ねじ部である螺旋部７０Ｒが形成されている。
【００１６】
駆動軸６５は、軸心方向に進退し、調節バルブ６１を弁座６２に対して近接離間させるものである。駆動軸６５は、調節バルブ６１の進退方向と同じ方向に軸心方向を向けて配設される。駆動軸６５は駆動ギア７０を貫通して配置されることにより、ハウジング８０に形成される収納室８１を貫通する。また、駆動軸６５の中途部には雄ねじ部である螺旋部６５Ｒ（リードスクリュー）が形成されている。螺旋部６５Ｒは、収納室８１の内部で駆動ギア７０の螺旋部７０Ｒに螺合される。駆動軸６５における調節バルブ６１の反対側は、ガイドブッシュ６４を介してガイドされるとともに、収容室８１から延出されている。
【００１７】
圧縮バネ９１は、駆動軸６５の閉側端部に固定された円筒状のフランジ６３と、ハウジング８０と、の間に介装され、フランジ６３及び駆動軸６５をハウジング８０に対して調節バルブ６１の側に向けて付勢している。
【００１８】
本実施形態に係る駆動機構は、上記の如く構成することにより、駆動モータ５５によって駆動ピニオン７２が駆動され、駆動ピニオン７２が駆動されることによって中間ギア７１を介して駆動ギア７０が駆動され、駆動ギア７０が駆動されることによって駆動軸６５が軸心方向に進退される。なお、駆動機構の構成は上記に限定されるものではなく、他のアクチュエータ等を用いて駆動軸を進退させる構成とすることも可能である。
【００１９】
調節バルブ６１は、弁座６２から移動することによってハウジング８０に形成される流体通路８２を開閉するものである。調節バルブ６１は、駆動機構の駆動軸６５と同軸上で駆動軸６５に連結される軸部６１ａと、軸部６１ａにおける開側端部に固定されて弁座６２に当接可能とされる円盤状のバルブ頭部６１ｂと、を備える。そして、駆動機構の駆動に伴ってバルブ頭部６１ｂが弁座６２に対して離間又は当接することにより流体通路８２を開閉する。軸部６１ａはハウジング８０に配設されるガイド部８３に挿通されることにより、軸心方向への移動がガイドされる。
【００２０】
調節バルブ６１の軸部６１ａは、閉側端部に大径部６１ｃが形成されている。大径部６１ｃは、調節バルブ６１の開時と閉時との間の何れにおいても、概ねガイド部８３の内部に位置するように配設されている。また、図３及び図４に示す如く、大径部６１ｃの閉側端面からは連結突起６１ｄが延出されている。連結突起６１ｄは、駆動軸６５の開側端部に形成された連結孔部６５ａに挿入される。これにより、軸部６１ａは駆動軸６５に対して軸心回りに回転自在に連結される（図１から図４中に記載の矢印Ｒを参照）。
【００２１】
本実施形態に係るバルブ装置６０においては図３及び図４に示す如く、ガイド部８３の内周面にはガイド突起８３ａが形成されている。また、軸部６１ａのうち大径部６１ｃの外周面には、ガイド突起８３ａが挿入されるガイド溝６１ｇが、軸部６１ａの周方向に沿って波型に形成されている（図５を参照）。そして、バルブ装置６０は、駆動機構の駆動によって調節バルブ６１が進退方向に変位するごとに、ガイド突起８３ａがガイド溝６１ｇの内部を移動する。具体的には図５に示す如く、ガイド突起８３ａが挿入された状態で調節バルブ６１が進退方向に変位すると、ガイド溝６１ｇの内部でガイド突起８３ａが図５中の矢印ａ１、ａ２に示す如く案内される。換言すれば、ガイド突起８３ａによって大径部６１ｃが図５中の破線矢印に示す如く回転するため、調節バルブ６１が駆動軸６５に対して軸心回りに回転するのである。
【００２２】
バルブ装置６０においては上記の如く、調節バルブ６１が進退方向に変位するごとに調節バルブ６１を回転させることにより、バルブ頭部６１ｂが片当りの状態で弁座６２に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制する構成としている。具体的は、バルブ頭部６１ｂが弁座６２に座着する際の接触面の相対的な位置（軸部６１ａからの位相）が、調節バルブ６１が進退する毎に変化する。そのため、バルブ頭部６１ｂと弁座６２の接触面において、特定の領域の圧力が、常にその他の領域の圧力よりも高い、いわゆる「片当り」の状態となることがない。仮に「片当り」の状態になっても、バルブ頭部６１ｂ及び弁座６２の摩耗（偏摩耗）は軽減される。
【００２３】
そして、本実施形態においては駆動機構とは別のモータ等を設けることなく調節バルブ６１を回転させる構成であるため、バルブ装置６０の全体的な構成が大がかりとなることがない。このため、バルブ装置６０の肥大化及びコスト増を防止することができる。即ち、本実施形態に係るバルブ装置６０によれば、簡易な構成及び低コストで調節バルブ６１を回転させて、バルブ頭部６１ｂが片当りの状態で弁座６２に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制することにより流体の洩れを防止することができるのである。
【００２４】
なお、本実施形態においてはガイド部８３の内周面にガイド突起８３ａを、軸部６１ａにおける大径部６１ｃの外周面にガイド溝６１ｇを形成する構成としたが、ガイド突起を軸部６１ａの外周面に形成し、ガイド溝をガイド部８３の内周面に形成する構成とすることも可能である。また、軸部６１ａが備える大径部６１ｃにガイド溝６１ｇを形成したが、軸部６１ａの径が充分ある場合には、軸部６１ａに直接ガイド溝（又はガイド突起）を形成しても良い。同様に、ガイド部８３を配設せずに、ハウジング８０に直接ガイド突起（又はガイド溝）を設ける構成とすることも可能である。
【００２５】
また、バルブ装置６０においては、軸部６１ａの大径部６１ｃに形成されるガイド溝６１ｇは図５に示す如く、調節バルブ６１の進退方向の端部（図５における上下端部）において、進退方向に対する角度が大きくなるように屈曲する屈曲部ｇ２が、波型の波形ごとに、即ち半周期ごとの山と谷それぞれに交互に形成されている。詳細には、ガイド溝６１ｇは、進退方向に対する角度の小さい進退部ｇ１と、進退部ｇ１から進退方向に対する角度が大きくなるように大きく屈曲した屈曲部ｇ２とで形成されているのである。これにより、ガイド溝６１ｇにおける屈曲部ｇ２の内部を図５中の矢印ａ１に示す如く進行したガイド突起８３ａは、図５中の矢印ａ２に示す如く進退部ｇ１に進入する。即ち、本実施形態によれば、ガイド突起８３ａがガイド溝６１ｇの内部で常に同じ方向に進行するように構成することができるのである。これにより、調節バルブ６１が進退方向に変位するごとに、調節バルブ６１を常に同じ方向に回転させることにより、バルブ頭部６１ｂが片当りの状態で弁座６２に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制する構成としている。
【００２６】
なお、ガイド溝６１ｇの形状は上記の構成に限定されるものではなく、図６に示す別実施例の如く構成することも可能である。本実施例において、大径部１６１ｃの外周面には、ガイド突起８３ａが挿入されるガイド溝１６１ｇが、軸部の周方向に沿って交互に連続する曲線状の波型に形成されている（図６を参照）。そして、バルブ装置は、駆動機構の駆動によって調節バルブが進退方向に変位するごとに、ガイド突起８３ａがガイド溝１６１ｇの内部を移動する。具体的には図５に示す如く、ガイド突起８３ａが挿入された状態で調節バルブが進退方向に変位すると、ガイド溝１６１ｇの内部でガイド突起８３ａが図６中の矢印ｂ１、ｂ２に示す如く案内される。換言すれば、ガイド突起８３ａによって大径部１６１ｃが図６中の破線矢印に示す如く回転するため、調節バルブが駆動軸に対して軸心回りに回転するのである。
【００２７】
本実施例においても、ガイド溝１６１ｇは図６に示す如く、調節バルブの進退方向の端部（図６における上下端部）において、進退方向に対する角度が大きくなるように屈曲する屈曲部ｇｒが交互に形成されている。これにより、ガイド溝１６１ｇにおける屈曲部ｇｒの内部を図６中の矢印ｂ１に示す如く進行したガイド突起８３ａは、図６中の矢印ｂ２に示す如く次の波形に進入する。即ち、本実施例の如く構成しても、ガイド突起８３ａがガイド溝１６１ｇの内部で常に同じ方向に進行するように構成することができるのである。これにより、調節バルブが進退方向に変位するごとに、調節バルブを常に同じ方向に回転させることにより、バルブ頭部が片当りの状態で弁座に着座することを防ぎ、シール面の偏摩耗を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２８】
６０      バルブ装置
６１      調節バルブ
６１ａ    軸部
６１ｃ    大径部
６１ｇ    ガイド溝
６２      弁座
８０      ハウジング
８３      ガイド部
８３ａ    ガイド突起
【図１】
2017172719.tif 000003
【図２】
2017172719.tif 000004
【図３】
2017172719.tif 000005
【図４】
2017172719.tif 000006
【図５】
2017172719.tif 000007
【図６】
2017172719.tif 000008