JP2003294166A - 熱動弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立作業を容易に行なうことができ、流入口
から流出口への充分な通水量を確保することのできる熱
動弁を提供する。 【解決手段】 熱動弁Ａは、流入口２と流出口３を連通
する弁室７と該弁室７の流路を開閉するための弁座１０
とが形成された弁箱１と、該弁箱１に結合し、前記弁座
１０を開閉する弁体１１と、該弁体１１に連繋し弁体１
１を弁座１０から離れる方向に付勢する感温素子３５
と、通電により発熱して感温素子３５を加熱することで
伸縮させる発熱体２０と、弁体１１を弁座１０に着座す
る方向に付勢するスプリング３６とが装着されるホルダ
ー１６とを備え、前記弁体１１と連繋した支持部材３１
と、該支持部材３１を介して弁体１１を弁座１０側に付
勢するスプリング３６とをケース２６に収容し、該ケー
ス２６は発熱体２０と共にホルダー１６に装着し、感温
素子３５とスプリング３６により支持部材３１を両側か
ら弾力的に付勢して、支持部材３１と連繋した弁体１１
により弁座１０を開閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体への通電に
より感温素子を加熱し、その感温素子の伸縮で弁体を移
動して弁座の開閉を行なう熱動弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、弁箱内に設けた弁機構に、温度変
化により伸縮する感温素子を連繋し、その感温素子に、
通電により作動する発熱体を当接させ、発熱体への通電
のオン、オフにより感温素子を収縮させて弁機構の開閉
を行なう熱動弁が知られているが、このような熱動弁と
して公知のものに、特開昭６２−２７８３９１号公報の
図３及び図４（本願図面の図５及び図６）のものがあ
る。この図５及び図６について簡単に説明すると、熱動
弁５０は、流入口５２と流出口５３とを備えた弁箱５１
内に、その流入口５２と流出口５３との連通を開閉する
弁座５５と、弁体５６と、弁体５６を弁座５５に向けて
付勢するスプリング５７とよりなる弁機構５４を収納し
ている。該弁機構５４は弁杆５８及びつなぎ部材５９に
より、形状記憶合金よりなる感温素子６１と連繋し、弁
箱５１の外面に一体的に装着した合成樹脂材などの絶縁
材よりなる箱状のホルダー６０の底面に装着されるヒー
ターである発熱体６２は、上下両面を極板６３，６３で
サンドイッチ状に挟持した状態で、該ホルダー６０の底
面に平行する平面に沿う姿勢として組付け保持してい
る。

【０００３】この熱動弁５０は、発熱体６２の回路に設
けてあるスイッチ６４をオフからオンに作動させて発熱
体６２に通電すると、該発熱体６２が所定の温度になる
まで発熱し、その熱が極板６３，６３を介して前記形状
記憶合金よりなる感温素子６１に伝導し、その感温素子
６１が加熱される。そして、感温素子６１の温度が記憶
温度に達することで、記憶されていた状態に変化する。
これにより、形状記憶合金よりなる感温素子６１は図６
に示すように、つなぎ部材５９を押し上げ、そのつなぎ
部材５９に連繋している弁杆５８及び弁体５６を押し上
げて開弁状態とするものである。

【０００４】上記のものにおいては、弁機構の弁体は上
下両側からスプリングと感温素子の弾性力により付勢さ
れ、発熱体の熱により感温素子の伸縮が変化することで
弁体が上下に摺動するが、熱動弁を組立てる際には、弁
箱には弁体及び該弁体を付勢するスプリングを、ホルダ
ーには感温素子及びつなぎ部材等と、両側から別々に収
容する必要があり、組立作業が面倒であった。

【０００５】また、弁体を付勢するスプリングを流入ロ
に介在させているため、このスプリングにより流入口か
ら流出口への通路が狭められ圧力損失が増加してしま
い、充分な通水量を確保することが出来なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、組立作業を容易に行なうことができ、流入
口から流出口への充分な通水量を確保することのできる
熱動弁を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は請求項１では、
熱動弁は、流入口と流出口を連通する弁室と、該弁室の
流路を開閉するための弁座とが形成された弁箱と、該弁
箱に結合し、前記弁座を開閉する弁体と、該弁体に連繋
し弁体を弁座から離れる方向に付勢する感温素子と、通
電により発熱して感温素子を加熱することで伸縮させる
発熱体と、弁体を弁座に着座する方向に付勢するスプリ
ングとが装着されるホルダーとを備え、前記弁体と連繋
した支持部材と、該支持部材を介して弁体を弁座から離
れる方向に付勢する感温素子と、支持部材を介して弁体
を弁座側に付勢するスプリングとをケースに収容し、該
ケースは発熱体と共にホルダーに装着し、感温素子とス
プリングにより支持部材を両側から弾力的に付勢して、
支持部材と連繋した弁体により弁座を開閉するものであ
る。

【０００８】請求項２では、前記ケースは、ホルダー
と、弁箱に装着され弁体を挿通するプラグとの間に挟着
されるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳細に説明する。図１乃至図４に示すように、
熱動弁Ａは弁室７が形成される弁箱１と、支持部材３
１，感温素子３５及びスプリング３６等が収容されるケ
ース２６、通電により発熱する発熱体２０、電極板２１
等が収容されるホルダー１６とから構成されている。

【００１０】前記弁箱１は外側面の一側に流体の流入口
２が、下部底面には流体の流出口３が穿設され、流入口
２から流出口３へ湯水等の流体が通過するように上下に
形成された円筒部４の上面には、開口孔５が穿設されて
おり、円筒部４の外周面側部には突部６が上下方向に等
間隔で複数個形成され、該筒部６には前記ホルダー１６
を結合するための雌ねじ部６ａが形成されている。前記
円筒部４の内部には流入口２と流出口３とを連通する弁
室７が形成され、該弁室７内には流入口２と流出口３を
仕切るように隔壁８が形成されており、該隔壁８には上
下方向に弁口９を穿設し、該弁口９の上面側の周縁に弁
座１０が形成されている。

【００１１】前記弁体１１は弁室７の上下方向に収容さ
れ、弁座１０に対して進退するパッキン１２と、該パッ
キン１２の上部に連結する弁軸１４とを備え、弁座１０
に対して上下に進退して弁座１０を開閉するものであ
る。

【００１２】前記パッキン１２は弁座１０の上面に着座
可能な円板状で、下方に螺着されたナット１３により弁
体１１に固定されている。該ナット１３は図３に示すよ
うに、前記弁口９の周縁に上下摺動自在とした所要本数
の脚部１３ａを同時成型により突設して、この脚部１３
ａにより弁体１１は振動を起こすことなく安定した姿勢
で弁口９内を上下に移動するようにしている。

【００１３】前記弁軸１４の上部には、拡径された筒部
１４ａと該筒部１４ａより小径の雄ねじ部１４ｄとが一
体に連続して形成され、筒部１４ａは軸方向に環状の溝
孔１４ｂが複数個並列して形成されており、該溝孔１４
ｂには流体をシールするためのシール部材１４ｃが装着
され、この弁軸１４は、円筒形のプラグ１５の軸方向中
心に穿設した挿孔１５ａに上下摺動自在に挿通され、プ
ラグ１５は前記円筒部４の開口孔５に嵌合されるもので
ある。

【００１４】前記ホルダー１６は図３に示すように、一
方の側面及び底面を開口し発熱体２０を収容可能な略円
筒形の保持部１９と、温度変化により伸縮する感温素子
３５及びスプリング３６等を収容するケース２６と、ビ
ス１８により弁箱１に固定するための円柱形に形成した
複数個の筒体１７とを備えている。

【００１５】前記保持部１９に収容されるヒーターであ
る発熱体２０は、一般にはＰＴＣヒーターと呼ばれる正
特性サーミスタが使用され、通電により発熱するもので
あり、保持部１９に収容可能な略円盤形で、上下両面の
全面に電極板２１，２１が密着している。該電極板２１
にはコード２２が接続され、該コード２２の他端はスイ
ッチ２３に接続しており、該スイッチ２３の操作により
電極板２１への通電状態をオン・オフに切り替えるもの
である。

【００１６】ホルダー１６は保持部１９の一方の側面に
挿通孔２４を開口しており、該挿通孔２４にはゴム等の
弾性体からなるキャップ２５を装着し、該キャップ２５
にコード２２を挿通させることで、コード２２が不用意
に外れないようにするとともに、保持部１９に外部から
水等が浸入し、この水が発熱体２０に付着しないように
している。

【００１７】ホルダー１６の保持部１９に結合されるケ
ース２６は中空の略円筒形で、放熱性及び熱伝導性の高
い材料である例えば真鍮，アルミニウム，銅等又はその
他の材料で形成されており、円筒部２７の上下両端には
該円筒部２７より外径をやや大径としたフランジ部２
８，２９がそれぞれ形成されており、一方の第１フラン
ジ部２８は他方の第２フランジ部２９より縦長で、外周
面に環状に形成した凹部２８ａにシール部材２８ｂが装
着され、この第１フランジ部２８の上面を保持部１９に
収容された電極板２１に密着させた状態で、ホルダー１
６の保持部１９に結合している。

【００１８】前記ケース２６の内部に形成された収容室
３０には、支持部材３１と感温素子３５とスプリング３
６とが収容されている。前記支持部材３１はケース２６
の収容室３０より小径の略円筒状で、一端に環状の鍔部
３２が形成され、該鍔部３２はケース２６の内周面に摺
接し、この支持部材３１の外周面を覆うようにして、ケ
ース２６の内周面との間に感温素子３５が収容される。

【００１９】前記感温素子３５は周囲の温度変化に応じ
て弾性力が変化し、温度が所定の温度以下の場合は比較
的小さな弾性力を生じる短縮状態となり、所定の温度以
上に上昇した場合には大きな弾性力を生じ伸張状態とな
り、支持部材３１を引き上げる形状記憶合金製のスプリ
ングから形成され、支持部材３１の鍔部３２と前記プラ
グ１５の上端面の間に保持される。支持部材３１の鍔部
３２から開口した第１開口孔３３と前記第１フランジ部
２８の内周側の間にはスプリング３６が収容され、この
スプリング３６は支持部材３１を介して前記弁体１１を
弁座１０に着座する方向に付勢している。また、支持部
材３１の底面に開口した第２開口孔３４には、前記弁体
１１の雄ねじ部１４ｄと螺合するための雌ねじ部３４ａ
が形成されている。

【００２０】このようにケースには支持部材と感温素子
とスプリングとが収容され、支持部材と連繋した弁体に
よる弁座の開閉を、感温素子とスプリングの釣り合いに
より行なうので、弁体の下方からスプリングにより弁体
を付勢する必要がない。したがって、弁体及びスプリン
グを弁箱の底面から収容する必要がなく、組立性が大幅
に向上する。なお、本実施例では感温素子として形状記
憶合金製のスプリングを使用した例を説明したが、感温
素子はワックスサーモスタットやバイメタルであっても
よい。

【００２１】以上のように構成された熱動弁Ａは、発熱
体２０に通電されていない場合は図１に示すように、ケ
ース２６の内部で支持部材３１は感温素子３５とスプリ
ング３６との間で互いの反対方向からの弾性力により付
勢されており、感温素子３５の弾性力はスプリング３６
の弾性力よりも充分に小さく、弁体１１はスプリング３
６の弾性力により下方向へ付勢されて、弁体１１のパッ
キン１２が弁座１０に着座するので、流体の流入口２か
ら流出口３への通水は遮断され、止水状態となってい
る。

【００２２】次にスイッチ２３の操作で発熱体２０に通
電された場合は、発熱体２０は発熱し、その熱量は発熱
体２０に密着している電極板２１を介して保持部１９の
収容室３０に結合しているケース２６を加熱して、この
ケース２６は熱伝導性の良好な材料で形成されているの
で、発熱体２０の熱は速やかに内部の感温素子３５に伝
達して該感温素子３５を伸張させ、図２に示すようにス
プリング３６の弾性力に抗して支持部材３１を上昇さ
せ、該支持部材３１と連携した弁体１１が引き上げられ
るので、弁体１１は弁座１０から離れる方向に移動し、
流体は流入口２から弁口９を介して流出口３へ供給され
る。この場合、弁室７にはスプリングが収容されていな
いので通路を妨害するものがなく、スプリングが抵抗と
なることによる圧力損失がなく、流体はスムーズに通過
し通水量が制限されることがない。

【００２３】そしてスイッチ２３をオフとし、発熱体２
０からの発熱が停止すると、収容室３０内の温度は速や
かに下降し、感温素子３５を収縮させてスプリング３６
の付勢力により弁体１１を弁座１０に着座させることが
できる。この場合、ケース２６は放熱性の高い材料であ
るので、収容室３０内の温度は速やかに下降し、感温素
子３５を収縮させてスプリング３６の付勢力により弁体
１１を弁座１０に着座させ、流入口２から流出口３への
通水を遮断することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の熱動弁は、感温素子とスプリン
グとをケースに収容し、ケースを発熱体と共にホルダー
に装着するようにしたので、スプリングのホルダーへの
着脱作業を極めて容易に行なうことができ、組立性が大
幅に向上する。

【００２５】また、弁体を弁座に着座する方向に付勢す
るスプリングは、感温素子と共にケースに収容され、流
体が通過する弁室には収容されないので、弁室を妨害す
るものがなく流体はスムーズに通過し、スプリングが抵
抗となることによる圧力損失を無くし、充分な通水量を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱動弁の閉弁状態を示す縦断面図である。

【図２】熱動弁の開弁状態を示す縦断面図である。

【図３】熱動弁の分解斜視図である。

【図４】熱動弁の全体斜視図である。

【図５】従来技術の説明図で、熱動弁の閉弁状態を示す
説明図である。

【図６】従来技術の説明図で、熱動弁の開弁状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ２ 流入口 ３ 流出口 ７ 弁室 １０ 弁座 １１ 弁体 １５ プラグ １６ ホルダー ２０ 発熱体 ２６ ケース ３１ 支持部材 ３５ 感温素子 ３６ スプリング Ａ 熱動弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H057 AA05 BB02 BB15 BB38 CC03 DD13 FA24 FB16 FC04 HH03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口と流出口を連通する弁室と、該弁
   室の流路を開閉するための弁座とが形成された弁箱と、
   該弁箱に結合し、前記弁座を開閉する弁体と、該弁体に
   連繋し弁体を弁座から離れる方向に付勢する感温素子
   と、通電により発熱して感温素子を加熱することで伸縮
   させる発熱体と、弁体を弁座に着座する方向に付勢する
   スプリングとが装着されるホルダーとを備え、前記弁体
   と連繋した支持部材と、該支持部材を介して弁体を弁座
   から離れる方向に付勢する感温素子と、支持部材を介し
   て弁体を弁座側に付勢するスプリングとをケースに収容
   し、該ケースは発熱体と共にホルダーに装着し、感温素
   子とスプリングにより支持部材を両側から弾力的に付勢
   して、支持部材と連繋した弁体により弁座を開閉するこ
   とを特徴とする熱動弁。
2. 【請求項２】 前記ケースは、ホルダーと、弁箱に装着
   され弁体を挿通するプラグとの間に挟着されることを特
   徴とする請求項１記載の熱動弁。