JP4785811B2

JP4785811B2 - 流量制御弁

Info

Publication number: JP4785811B2
Application number: JP2007260736A
Authority: JP
Inventors: 雄岡野; 陽一郎石垣
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2027-10-04
Also published as: JP2009092093A

Description

本発明は、モータで開度を増減して湯水の流量を制御する流量制御弁に関する。

この種の流量制御弁は給湯装置等に用いられ、モータの回転軸に対して軸線方向に進退自在に係合した弁軸と、この弁軸の周面に形成されたネジ部に螺合し、弁軸を回転自在に保持すると共に弁軸が回転した際に弁軸を軸線方向に移動させる軸受部材とを有し、弁軸の先端に設けた弁体で弁口の開度を増減制御して弁口を通過する湯水の流量を制御するように構成されている。

このような流量制御弁では、使用後に内部に湯水が残留した状態で冬期などに気温が低下すると、内部の湯水が凍結し、流量制御弁のケーシングなどが破損されるおそれが生じる。

このような内部に残留した湯水の凍結による破損を防止するため、湯水が残留する空間内にスポンジを挿入し（例えば、特許文献１参照）、あるいは内部に気泡カプセルを含有したゴム素材を挿入し（例えば、特許文献２参照）、湯水の凍結により上昇する圧力をスポンジやゴム素材を圧縮変形させることにより緩和して、凍結による破損を防止するようにしたものが知られている。
特開平１０−２８１５５６号公報（図１）特開２００３−６４２６３号公報（図２）

上記従来のものでは、共に常に湯水と接しているので、水道水に溶融している塩素等の影響を受け、劣化することが考えられる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、このような不具合が生じない流量制御弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による流量制御弁は、モータの回転軸に対して軸線方向に進退自在に係合した弁軸と、この弁軸の周面に形成されたネジ部に螺合し、弁軸を回転自在に保持すると共に弁軸が回転した際に弁軸を軸線方向に移動させる軸受部材とをケーシング内に有し、弁軸の先端に設けた弁体で弁口の開度を増減制御して弁口を通過する湯水の流量を制御する流量制御弁において、上記軸受部材をケーシングに対して回り止めされた状態で弁軸の軸線方向に移動自在に設けると共に、この軸受部材を弁軸の閉弁方向への移動時の反力より大きな付勢力で弁体側に付勢する付勢手段を、軸受部材を挟んで弁体とは反対側に設けたことを特徴とする。

軸受部材を移動自在に設けるが、弁体側への付勢力を弁軸の閉弁方向への移動時の反力より大きく設定したので、通常では軸受部材は移動しない。ところが、弁体が存在する部分の湯水が凍結して膨張し圧力が高まると、軸受部材は付勢力に抗して弁口から離れる方向に移動する。この移動により湯水が残留している空間の体積が拡がるので、圧力の上昇が緩和される。また、軸受部材を挟んで弁体とは反対側に付勢手段を設けるので、付勢手段は湯水と接しない空間に配置することが可能になり、劣化の原因となる湯水中の成分の影響を受けづらくなる。

また、上記軸受部材が付勢手段による付勢力に抗して移動すると弁体が移動して弁口を開弁するように構成すると、開弁した弁口を通って圧力が開放されるので、圧力の上昇を確実に回避することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、湯水の凍結による圧力上昇で流量制御弁が破損することを防止することができる。そして、湯水が残留する空間にスポンジやゴム部材を配設することなく、付勢手段を湯水に触れない空間に配置することができるので、付勢手段は湯水中の塩素等の影響を受けることがなく、従って付勢手段が塩素等によって劣化することがない。

図１を参照して、１は本発明による流量制御弁であり、ケーシング１０の入水側には流量検知部１１が設けられている。この流量検知部１１には流水によって回転するタービン上の回転羽根が内蔵されている。また、この回転羽根には永久磁石が取り付けられており、ホール素子を用いた図示しない磁気センサでこの回転羽根の回転数を検知し、この回転数から流量を算出できるように構成されている。

この流量検知部１１を通過した湯水は弁室Ｃから弁口１２を通って出水される。この弁口１２は弁体１３により開閉され、弁体１３の位置により弁口１２の開度が増減されることにより弁口１２を通過する流量が調節される。この弁体１３は軸部１４の先端に形成されており、軸部１４は回転軸３に取り付けられて一体に移動するようになっている。そして、これらの軸部１４と回転軸３とで弁軸が構成される。

回転軸３の外周面にはネジ部３２が形成されている。一方、ケーシング１０には軸受部材４が取り付けられており、この軸受部材４に形成された内ネジ部４１と回転軸３のネジ部３２とが螺合している。

２は円筒状の出力軸２１を備えたギヤドモータであり、出力軸２１の内周面にはスプライン２２が形成されており、上記回転軸３にはこのスプライン２２に係合するスプライン３１が形成されている。従って、出力軸２１が回転すると回転軸３は出力軸２１と一体となって回転すると共に、その状態で回転軸３は軸線方向に沿って前後に移動することができる。従って、軸受部材４が固定されていれば出力軸２１が正逆回転することにより回転軸３は進退移動することになる。

上述のように回転軸３には軸部１４が一体に取り付けられているので、回転軸３が進退すれば弁体１３も連動して進退することになる。そして弁体１３の進退位置により弁口１２の開度が閉弁状態から全開状態の間で変化する。

軸受部材４は従来ものではケーシング１０に対して固定されているが、本発明ではこの軸受部材４を回転軸３の軸線方向に移動できるようにケーシング１０内に取り付けた。なお、図２に示すように、軸受部材４に形成した上下各１対の回り止め部４２が、ケーシング１０の内周面に形成したリブ１６を挟むことによって軸受部材４が回り止めされるようにした。

また、軸受部材４はコイルバネ５によって弁体１３側に付勢されており、ケーシング１０に形成したストッパ部１５に押接されている。弁体１３を開弁方向に移動させる際の反力が軸受部材４に作用すると、その反力はストッパ部１５が受けるので軸受部材４が反力によって移動することはない。また、開弁状態から弁体１３を閉弁する際の反力は軸受部材４に対してストッパ部１５から離れる方向に作用するが、コイルバネ５の付勢力をこの反力よりも大きく設定することにより、軸受部材４が反力によって移動しないようにした。

上述の構成で、冬期など外気温が低下する状態で、例えば弁室Ｃ内に残留した水が凍結し出すと、弁室Ｃ内の圧力が上昇する。弁口１２は弁体１３で閉弁されているので、上昇した圧力は弁口１２から解放されない。従来の流量制御弁ではこの上昇した圧力を開放する構成がないのでいずれか強度の弱い部分が破損するおそれが生じるが、本発明では、図３に示すように、軸受部材４がコイルバネ５の付勢力に抗してモータ２側に移動する。この移動により弁室Ｃの体積が拡がるので、弁室Ｃ内の圧力の上昇が緩和される。また、軸受部材４を挟んで弁体１３とは反対側にコイルバネ５を設けるので、コイルバネ５は弁室Ｃに配置することが可能になり、劣化の原因となる湯水中の成分の影響を受けづらくなる。

軸受部材４が移動すると回転軸３と共に軸部１４に連なる弁体１３もモータ２側、すなわち開弁側に移動する。そして、圧力の上昇がさらに続いて軸受部材４の移動力が所定量Ｌになると、弁口１２が開弁して圧力が弁口１２を介して開放される。従って、軸受部材４はそれ以上モータ２側に移動しなくてよい状態となる。なお、外気温が上昇して凍結が解除され圧力が低下すると、軸受部材４はコイルバネ５の付勢力により当初の位置に戻されるので、流量制御弁１は再び正常な作動をすることができる。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 II−II断面図凍結時の状態を示す図

符号の説明

１流量制御弁
２モータ
３回転軸
４軸受部材
５コイルバネ
１２弁口
１３弁体
１４軸部
Ｃ弁室

Claims

モータの回転軸に対して軸線方向に進退自在に係合した弁軸と、この弁軸の周面に形成されたネジ部に螺合し、弁軸を回転自在に保持すると共に弁軸が回転した際に弁軸を軸線方向に移動させる軸受部材とをケーシング内に有し、弁軸の先端に設けた弁体で弁口の開度を増減制御して弁口を通過する湯水の流量を制御する流量制御弁において、上記軸受部材をケーシングに対して回り止めされた状態で弁軸の軸線方向に移動自在に設けると共に、この軸受部材を弁軸の閉弁方向への移動時の反力より大きな付勢力で弁体側に付勢する付勢手段を、軸受部材を挟んで弁体とは反対側に設けたことを特徴とする流量制御弁。
上記軸受部材が付勢手段による付勢力に抗して移動すると弁体が移動して弁口を開弁することを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。