JP2005299836A

JP2005299836A - 流量調節弁

Info

Publication number: JP2005299836A
Application number: JP2004118510A
Authority: JP
Inventors: Yojiro Umeda; 要次郎梅田; Akihito Hachiya; 秋仁蜂矢
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】従来の流量調節弁ではサーボモータで弁軸を回転させ、この弁軸に形成したネジ部とネジ部に螺合する固定側のナット部との作用により弁軸を往復移動させていた。ところが、弁軸にはシール部材が取り付けられているが、このシール部材には回転方向の摩耗と往復移動方向の摩耗とが発生し、寿命が短くなるという不具合が生じていた。
【解決手段】ナット部３側を回転させると共に弁軸５の回転を規制する回り止め手段を設け、弁軸５を回転させない状態で往復移動のみをさせるようにした。これにより回転方向の摩耗がなくなり、シール部材５２の寿命を延ばすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管途中に設置され、モータの作動によって配管中の流量を調節する流量調節弁に関する。

従来のこの種の流量調節弁は、サーボモータの回転軸に対して、軸線方向に移動自在に係合した弁軸を備え、かつ弁軸の外周面にネジ部を設けると共に、ハウジングに固定されたナット部をこのネジ部に螺合させている。従って、サーボモータを回転駆動すると弁軸が回転する。この弁軸にはナット部が螺合しており、かつナット部は固定されているので弁軸は軸線方向に移動する。弁軸の先端には弁体が取り付けられており、弁体が弁座に近づくことにより流路が狭くなり流量が減少するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１３０２３５号公報（図２）

上記弁軸の外周にはＯリングがシール部材として取り付けられている。弁軸は上述のように回転しながら往復移動するのでこのシール部材に対して大きなストレスが作用する。そのためシール部材の耐久性が短くなる。シール部材でのシール性が低下すると水等の流体がサーボモータ側に漏出するので、頻繁にシール部材を交換しなければならない。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、弁軸に取り付けられたシール部材の寿命を長くすることのできる流量調節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調節弁は、往復移動可能な弁軸に取り付けた弁体を、流体の流路途中に設けた弁座に対して往復移動させ、弁座と弁体との距離を変化させることにより流体の流量を調節をする流量調節弁であって、正逆回転可能なモータと、このモータの正逆回転力を弁軸の往復移動に変換するネジ機構とを備えたものにおいて、上記弁軸を囲繞するシール部材を備え、かつ、弁軸を回転させることなく往復移動方向にガイドする回り止め手段を設けると共に、上記ネジ機構の構成要素であるネジ部とナット部とのうちの一方を弁軸に設け、他方をモータの回転軸によって回転自在に設けたことを特徴とする。

ネジ機構はネジ部とナット部とで構成される。例えば弁軸にはネジ部を設けると共に回り止め手段を設け、ナット部側をモータで回転させるように構成したので、弁軸は回転することなく往復移動のみを行う。これにより弁軸にシール部材を取り付けても回転力がシール部材に作用しないのでシール部材に作用するストレスが従来のものより低減され、シール部材の摩耗が抑制される。なお、ナット部を弁軸に設けて、このナット部に螺合するネジ部をモータで回転するように構成してもよい。

上記弁体を弁軸に沿って摺動自在に設けると共に、弁体を弁座方向に付勢する付勢手段を弁体と弁軸との間に縮設してもよい。

なお、上記付勢手段をバネとすれば、弁軸が弁体よりも相対的に弁座に近づくとバネが縮められ付勢力が増加するように設定できる。

また、弁軸の弁座方向への移動距離が、弁体の弁座方向への移動距離より所定距離長くなると、弁軸と弁体とが相互に係合して上記付勢手段を介さず弁軸が弁体を直接弁座方向へ移動させる係合手段を設けてもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、弁軸が往復移動する際に回転しないので弁軸にシール部材を取り付けてもシール部材の摩耗が少なくなり、このシール部材のシール不良による漏水が防止され、あるいはシール部材の交換スパンが長くなる。

図１を参照して、１は本発明による流量調節弁であり、ケーシング１２の左端の開口部にはブラケット板１１が取り付けられている。このブラケット板１１には正逆回転可能なサーボモータ２が取り付けられている。このサーボモータ２の回転軸２１の内周面にはセレーションが形成されており、ナット部材３がそのセレーションに係合している。このナット部材３はブラケット板１１に回転自在に係合している。したがって、回転軸２１が正逆回転するとナット部材３も回転軸２１と共に正逆回転する。

このナット部材３には雌ネジ部３１が形成されており、弁軸５の一端部に形成されたネジ部５１がこの雌ねじ部３１に螺合している。ケーシング１２内には保持部材４が固定されており、上記弁軸５はこの保持部材４に往復移動自在に保持されている。なお、弁軸５の中央部分にはＯリングからなるシール部材５２が取り付けられている。また、弁軸５の他端部には弁体６が取り付けられている。弁軸５の他端部にはストッパ部５４が形成されており、この弁体６はストッパ部５４に当接して弁軸５から抜けないように構成されている。ただし、弁体６は弁軸５に沿って摺動自在に保持されており、かつ弁軸５と弁体６との間にはバネ７が縮設され、弁体６はこのバネ７によってストッパ部５４に対し所定の大きさの付勢力によって押接されている。弁体６には弁座１３に当接して流路を閉塞するための弁シール６１と、保持部材４との間でのシールを行うＯリングであるシール部材６２とが巻着されている。

図１に示すように、バネ７によって弁体６がストッパ部５４に押接されている状態では所定の距離を介して対峙するように係合部５ａ，６ａが各々弁軸５および弁体６に形成されている。

この流量調節弁１は配管途中に取り付けられ、例えば流体として水配管の場合、流入口１inから流入する水を流出口１outから流出させるものである。そして、水の流路途中に位置する弁座１３に対して弁体６の弁シール６１を近づけ、あるいは遠ざけることによって流出口１outから流出する水の流量を調節するものである。なお、実際の流量は流量計８によって検出される。

図２を参照して、保持部材４の中央には弁軸５が挿通されるガイド穴４１が形成されており、弁軸５はこのガイド穴４１にガイドされて往復移動することができる。そして更に、ガイド穴４１の内周面には回り止めガイド４２が突設されており、弁軸５の外周面にはこの回り止めガイドと対峙する平面部５３が形成されている。したがって、ガイド穴４１に挿通された状態の弁軸５は回転することなく図において左右方向に往復移動自在に保持されることになる。

図１に示す状態は、開度が全開の状態を示している。この状態からサーボモータ２を正転させ、図３に示すように、弁体６の取り付けられている弁シール６１が弁座１３に当接した状態が止水状態である。ただし、この時点ではバネ７による付勢力はストッパ部５４が受けており、弁シール６１は弁座１３に単に接触しているだけである。

この止水状態からサーボモータ２をさらに正転させると、図４に示すように、弁軸５は図において右方向にさらに移動する。ところが、弁体６は弁シール６１が弁座１３に当接しているため右方向に移動することができず、止水状態のままで留まる。すると、ストッパ部５４から弁体６が離れて、バネ７の付勢力は弁シール６１を介して弁座１３に作用する。すなわち、バネ７の付勢力によって弁シール６１が弁座１３に押接される。この状態を全閉状態とする。止水状態からこの全閉状態に移行する間にバネ７は若干であるが圧縮されるのでバネ７の付勢力は若干増加することになる。

ところで、上記図１に示した全開状態から弁軸５を閉弁方向に移動させる際に、弁体６が保持部材４に引っ掛かって、弁軸５のみが閉弁方向に移動し、弁体６が移動しない不具合が生じるおそれがある。

このような場合には、バネ７が圧縮されて弁体６を閉弁方向に付勢する付勢力が増加する。そのため保持部材４に対する引っかかりが外れやすくなる。ところが、付勢力の増加だけでは保持部材４に対する引っかかりが解消されない場合には、図５に示すように、係合部５ａ，６ａが相互に当接し、サーボモータ２から弁軸５に対する推力がバネ７を介することなく直接弁体６に作用し、大きな力で弁体６を閉弁方向に押し、保持部材４に対する引っかかりを外すことができる。

ところで、上述の実施の形態では、サーボモータ２の回転軸２１によってナット部材３を回転させ、弁軸５にネジ部５１を形成したが、サーボモータ２によって回転するネジ部材を設けると共に、弁軸５の端部にこのネジ部材に螺合するナット部を形成し、ネジ部材が回転することによってナット部を介して弁軸が往復移動するように構成してもよい。

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回り止め手段の構成を示す図止水状態を示す図全閉状態を示す図弁体の固着状態を示す図

符号の説明

１流量調節弁
２サーボモータ
３ナット部材
４保持部材
５弁軸
５ａ，６ａ係合部
６弁体
７バネ
８流量計
１３弁座
３１雌ネジ部
５１ネジ部
５３平面部
６１弁シール

Claims

往復移動可能な弁軸に取り付けた弁体を、流体の流路途中に設けた弁座に対して往復移動させ、弁座と弁体との距離を変化させることにより流体の流量を調節をする流量調節弁であって、正逆回転可能なモータと、このモータの正逆回転力を弁軸の往復移動に変換するネジ機構とを備えたものにおいて、上記弁軸を囲繞するシール部材を備え、かつ、弁軸を回転させることなく往復移動方向にガイドする回り止め手段を設けると共に、上記ネジ機構の構成要素であるネジ部とナット部とのうちの一方を弁軸に設け、他方をモータの回転軸によって回転自在に設けたことを特徴とする流量調節弁。
上記弁体を弁軸に沿って摺動自在に設けると共に、弁体を弁座方向に付勢する付勢手段を弁体と弁軸との間に縮設したことを特徴とする請求項１記載の流量調節弁。
上記付勢手段はバネであり、弁軸が弁体よりも相対的に弁座に近づくとバネが縮められ付勢力が増加するように設定されていることを特徴とする請求項２記載の流量調節弁。
弁軸の弁座方向への移動距離が、弁体の弁座方向への移動距離より所定距離長くなると、弁軸と弁体とが相互に係合して上記付勢手段を介さず弁軸が弁体を直接弁座方向へ移動させる係合手段を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の流量調節弁。