JP2007024162A - 弁装置及び温水供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】温水供給システム等において温水の流量を制御する弁装置の簡素化、小型化等を図る。
【解決手段】回転駆動力を発生するべく回転子４０，ステータ５０等からなるステッピングモータ、直線的に往復動して流体の通路を開閉し得る弁体６０、ステッピングモータの回転駆動力を弁体６０に伝達する伝達機構を備え、この伝達機構として、回転子４０に設けた雌ネジ４４と弁体６０の可動子６２に設けた雄ネジ６３の螺合構造からなる直動機構を採用し、ステッピングモータの回転運動を直線運動に直接変換して弁体６０を往復動させるようにした。これにより、構造が簡略化されると共に作動速度を高めることができ、又、弁体を全開〜全閉の中間の開度に調整できるため、高精度に流量を制御でき、さらに、通路を単に全開／全閉するものではないため、弁体６０の弁座３２ｃへの衝突あるいは水撃による衝撃音等の発生を防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、温水暖房装置等の通路に配置されて流体の流量を制御する弁装置及びこれを用いた温水供給システムに関する。

従来の温水供給システムとしては、給湯機、暖房機（床暖房、室内暖房）、浴槽等を備え、給湯熱交換器、暖房熱交換器、追焚き熱交換器等の各種の熱交換器により加熱されたお湯を、追焚き制御弁、暖房制御弁、あるいは、水量制御弁等の各種の弁装置により制御して、給湯栓、風呂（浴槽）、床暖房機又は室内暖房機等の配管にそれぞれ供給し又は循環させる、いわゆる温水暖房システムが知られている。

ここで、各種の弁装置としては、熱により膨縮するワックスを使用し、ワックスの膨縮により弁体を往復動させて通路を開閉する熱動型の弁装置、あるいは、ステッピングモータ、ステッピングモータの回転軸と平行に配置された回転支軸をもつ歯車（ギヤ）、外周に歯車が噛合する歯をもつと共に内周に雌ネジをもつロータ、雌ネジに螺合する雄ネジをもつシャフト、シャフトの先端に設けられた弁体を備え、歯車を介してステッピングモータの回転駆動力を弁体の直線移動に変換させて通路を開閉するギヤ付きモータ駆動型の弁装置等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１６６２８号公報

上記ワックスを使用した弁装置では、動作スピードが遅く、開閉信号に対する追従性が悪く、又、通路を全開／全閉するだけであるため流量（温度）を制御することが困難である。また、ギヤ付きモータ駆動型の弁装置では、動作スピードが遅く、歯欠けによる作動不良、バックラッシによる位置精度の低下、歯車（ギヤ）の作動音等を招く虞があり、又、部品点数が多く、構造が複雑であり、小型化、低コスト化等が困難である。

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化等を図りつつ、作動音あるいは水撃等の発生を防止でき、円滑で高精度な動作が得られ、流量制御あるいは温度制御を良好に行える弁装置及びこれを用いた温水供給システムを提供することにある。

本発明の弁装置は、回転駆動力を発生するモータ、直線的に往復動して流体の通路を開閉し得る弁体、モータの回転駆動力を弁体に伝達する伝達機構を備えた弁装置であって、上記伝達機構は、モータの回転運動を直線運動に直接変換する直動機構からなる、構成となっている。
この構成によれば、モータが回転すると、直動機構を介して回転運動が直線運動に直接的に変換され、弁体が直線的に往復動して通路を開閉し又は所定の開度を設定する。このように、モータの回転駆動力が直線駆動力として弁体に直接伝達されるため、構造が簡略化されると共に作動速度を高めることができる。また、モータの回転量を適宜制御することにより、弁体を全開〜全閉の中間の開度に調整できるため、流体（例えば、必要温度に合わせたお湯）の流量制御が可能になる。

上記構成の弁装置において、モータは、回動自在に支持された回転子を含み、弁体は、直線的に往復動自在にかつ回動不能に支持された可動子を含み、直動機構は、回転子に形成された雌ネジ又は雄ネジ、この雌ネジ又は雄ネジと螺合するべく可動子に形成された雄ネジ又は雌ネジ、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、回転運動を直線運動に変換する直動機構が、モータの回転子と弁体の可動子とを雌ネジ及び雄ネジによる螺合構造にて連結するものであるため、部品点数が削減されて構造が極力簡素化され、装置のコストを低減でき、又、装置の組付け作業を簡素化できる。

上記構成において、回転子は、樹脂材料により形成された円筒部、円筒部の外周に固着されたマグネット，円筒部の内周に形成された雌ネジを含み、可動子は、金属材料により形成された円形断面をなすシャフト，シャフトの外周に形成された雄ネジを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、回転子の軽量化、さらには弁装置の軽量化、製造コストの低減、成型の容易化を達成することができる。また、回転子の内側に弁体のシャフトが入り込む構造であるため、弁体の往復動方向における寸法を短くできる。

上記構成の弁装置において、可動子を支持するハウジングを有し、可動子には、ハウジングに対する回動を規制する回り止めピンが設けられ、回り止めピンは、ハウジングの一部に当接して可動子の往復動方向の移動端位置を規定するストッパを兼ねるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、回転子が回転する際に、可動子は回り止めピンによりその回転が規制されつつ直線的に移動する。そして、回り止めピンがハウジングの一部に当接すると、可動子（弁体）は往復動方向（スラスト方向）の移動端位置に位置決めされる。
このように、回り止めピンがスラスト方向のストッパを兼ねるため、回り止めピンとは別個にスラスト方向専用のストッパを設ける場合に比べて、構造を簡素化でき、又、部品の兼用により製造コストを低減できる。

上記構成の弁装置において、モータは、ステッピングモータからなる、構成を採用することができる。
この構成によれば、ステッピングモータの回転により可動子が直線移動させられるため、可動子の移動ピッチすなわち弁体の開度を高精度に調整することができ、それ故に、流量を高精度に制御することができる。

また、本発明の温水供給システムは、温水を供給する通路、通路の途中に設けられて通路を開閉し得る弁装置を備えた温水供給システムであって、弁装置は、回転駆動力を発生するステッピングモータ、直線的に往復動して通路を開閉し得る弁体、モータの回転運動を直線運動に直接変換して弁体を駆動する直動機構を含む、構成となっている。
この構成によれば、ステッピングモータが回転すると、直動機構を介して回転運動が直線運動に変換され、弁体が直線的に往復動して、温水供給システムの通路を開閉し又は所定の開度に設定する。このように、ステッピングモータの回転駆動力が直線駆動力として弁体に直接伝達されるため、構造が簡略化されると共に作動速度を高めることができる。
また、ステッピングモータの回転量を適宜制御することにより、弁体を全開〜全閉の中間の開度に調整できるため、必要温度に合わせたお湯の流量制御が可能になる。
さらに、ワックスを使用した従来の弁装置の如く、通路を単に全開／全閉する（ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う）ものではないため、弁体の弁座への衝突あるいは水撃による衝撃音等の発生はなく、又、弁体が弁座に着座する際に生じる異常音を防止できる。また、温水供給システムの通路が床暖房の制御弁あるいは風呂（浴槽）の追焚き制御弁等に適用されると、高精度な温度制御を行えると共に、壁面又は床を伝わって聞こえる耳障りとなる騒音等の発生を防止できる。

上記構成の温水供給システムにおいて、ステッピングモータは、回動自在に支持された回転子を含み、弁体は、直線的に往復動自在にかつ回動不能に支持された可動子を含み、直動機構は、回転子に形成された雌ネジ又は雄ネジ、この雌ネジ又は雄ネジと螺合するべく可動子に形成された雄ネジ又は雌ネジ、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、回転運動を直線運動に変換する直動機構が、ステッピングモータの回転子と弁体の可動子とを雌ネジ及び雄ネジによる螺合構造にて連結するものであるため、部品点数が削減されて構造が極力簡素化され、弁装置そのものの組付け作業を簡素化でき、又、温水供給システムのコストを低減できる。

上記構成の温水供給システムにおいて、可動子を支持するハウジングを有し、可動子には、ハウジングに対する回動を規制する回り止めピンが設けられ、回り止めピンは、ハウジングの一部に当接して可動子の往復動方向の移動端位置を規定するストッパを兼ねるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、回転子が回転する際に、可動子は回り止めピンによりその回転が規制されつつ直線的に移動する。そして、回り止めピンがハウジングに当接すると、可動子（弁体）は往復動方向（スラスト方向）の移動端位置に位置決めされる。このように、回り止めピンがスラスト方向のストッパを兼ねるため、別個にストッパを設ける場合に比べて、弁装置の構造を簡素化でき、さらには温水供給システムのコストを低減できる。

上記構成の温水供給システムにおいて、ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を有し、制御手段は、回り止めピンがハウジングの一部に当接した移動端位置から、所定のステップ数だけ逆回転させた位置において回転子を停止させるように駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、回り止めピンがストッパとして機能する移動端位置から所定ステップだけ逆回転させた位置に回転子を停止させることにより、雌ネジと雄ネジの食い付きによるストッパロックを防止することができ、再び作動させる際に円滑に始動させることができる。

上記構成の温水供給システムにおいて、ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を有し、制御手段は、弁体が弁座に着座した後さらに回転子が同一方向に回転するように所定の通電パルスを印加する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ステッピングモータの内部にバネあるいは弁体にゴムシートを備えた構造において、止水に十分な程度にバネあるいはゴムに歪みを発生させることができ、安定した止水性能を確保することができる。

上記構成をなす弁装置及びこの弁装置を用いた温水供給システムによれば、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、作動音あるいは水撃等の発生を防止でき、円滑で高精度な動作が得られ、流量制御あるいは温度制御を良好に行える弁装置及びこれを用いた温水供給システムを提供することができる。

以下、本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明に係る弁装置及び温水供給システムの一実施形態を示すものであり、図１は温水供給システムを示す概略構成図、図２及び図３は弁装置の断面図である。

この温水供給システムは、図１に示すように、水道水を供給する配管１、配管１に対して上流側から順に配置された水量制御弁Ｖ１及び給湯熱交換器２、加熱された温水を供給する配管３、バイパス制御弁Ｖ２、配管１から分岐する配管４、配管３から分岐する配管５、配管４に対して上流側から順に配置された補給水電磁弁Ｖ３及び水タンク６、水タンク６から引き出された配管７、配管７の途中に配置された暖房用ポンプ８、暖房用ポンプ８の下流側において配管７から分岐しそれぞれ床暖房機Ｈ１，室内暖房機Ｈ２に接続される配管９，１０、配管９に配置された暖房制御弁Ｖ４、配管１０に配置された暖房熱交換器１２、床暖房機Ｈ１及び室内暖房機Ｈ２から水タンク６に温水を戻す配管１４、暖房熱交換器１２の下流側において配管１０から分岐し水タンク６に接続された配管１５、配管１５に対して上流側から順に配置された追焚き制御弁Ｖ５及び風呂熱交換器１６、配管５に対して上流側から順に配置された湯張り電磁弁Ｖ６及び風呂用ポンプ１７、風呂用ポンプ１７と風呂（浴槽）Ｈ３とを接続すると共に風呂熱交換器１６により熱交換される配管１８、風呂（浴槽）Ｈ３の温水を風呂用ポンプ１７に戻す配管２０、湯張り電磁弁Ｖ６と風呂用ポンプ１７の間において配管５に接続された逆流防止弁Ｖ７、種々の制御を司る制御手段（不図示）等を備えている。尚、配管１，３，４，５，７，９，１０，１４，１５，１８，２０は、水道水又は温水等を供給する通路を画定するものである。

すなわち、この温水供給システムＳにおいては、給湯熱交換器２により３０〜６０℃に加熱された温水は、給湯栓から供給され、又は、配管５を通って風呂用ポンプ１７に導かれ、４５℃程度の温水が風呂（浴槽）Ｈ３に供給される。
また、配管１から水タンク６に供給された水道水は、暖房用ポンプ８により循環されつつ暖房熱交換器１２により加熱されて、６０℃程度の温水が暖房制御弁Ｖ４により適宜制御されて床暖房Ｈ１に供給され、８０℃程度の温水が室内暖房機Ｈ２に供給される。
さらに、配管１０を流れる温水は、追焚き制御弁Ｖ５により適宜制御されて風呂熱交換器１６により加熱され、風呂湯の追焚きに供される。

この温水供給システムＳにおいては、暖房制御弁Ｖ４及び追焚き制御弁Ｖ５に対して、以下に詳述する本発明の弁装置が適用され、この弁装置は制御手段により開閉制御されるようになっている。尚、他の制御弁等に対して本発明の弁装置が適用されてもよい。

弁装置は、図２及び図３に示すように、ハウジング３０、ハウジング３０内に収容されて回動自在に支持された回転子４０、回転子４０の周りにおいて軸線方向Ｘに積層された２つのステータ５０、回転子３０に連結されると共にハウジング３０に対して直線的に移動自在に支持された弁体６０、回転子４０を回動自在に支持するラジアル軸受７０，８０及びスラスト軸受９０、シール部材としてのＯリング１００，１１０等を備えている。

ハウジング３０は、図２及び図３に示すように、樹脂材料により形成されて、回転子４０及びステータ５０を収容するモータハウジング３１、流体の通路及び弁座を形成するバルブハウジング３２、弁体６０を軸線方向Ｘに往復動自在に支持すると共に移動端位置を規定するホルダー３３等により形成されている。

モータハウジング３１は、ラジアル軸受８０及びスラスト軸受９０を保持すると共に、ステータ５０を内部に保持し、かつ、ステータ５０の内側において回転子４０を回動自在に収容し、外部においてコネクタ３１ａを一体的に備えている。
バルブハウジング３２は、流体が流入する流入通路３２ａ、流体が流出する流出通路３２ｂ、弁体６０が着座して閉弁し得る弁座３２ｃ、後述する弁体６０の回り止めピン６４を軸線方向Ｘにのみ摺動自在に案内するスリット３２ｄ、モータハウジング３１と嵌合される嵌合部３２ｅ等により形成されている。
ホルダー３３は、弁体６０の後述するシャフト６２を挿通させる貫通孔３３ａ、貫通孔３３ａの一部に環状に形成されたシール溝３３ｂ、外周に形成された環状のシール溝３３ｃ、ラジアル軸受７０を嵌合させて保持する円筒部３３ｄ、後述する弁体６０の回り止めピン６４が当接する端面３３ｅ等により形成されている。

回転子４０は、モータハウジング３１の内部において、スラスト軸受９０によりスラスト方向の移動が規制されつつ、ラジアル軸受７０，８０により軸線Ｘを中心に回動自在に支持されている。
回転子４０は、樹脂材料により形成された円筒部４１、円筒部４１の外周に固着されたマグネット４２、円筒部４１の両端から突出してラジアル軸受７０，８０に摺動自在に嵌合される軸部４３、円筒部４１の内周に形成された雌ネジ４４等により形成されている。
マグネット４２は、円筒部４１の外周に一体的に成型されており、回転方向においてＮ極とＳ極とが交互に配列されて複数着磁されている。

２つのステータ５０は、図２及び図３に示すように、それぞれ、励磁用のコイル５１、コイル５１を巻回するボビン５２、及びボビン５２を挟持して接合されると共に回転子４０の外周面（マグネット４２）と対向する複数の爪状磁極片をもつ一対のヨーク５３により形成されている。
すなわち、回転子４０及びステータ５０等により、ステップ的に回転し得るステッピングモータが形成されている。

弁体６０は、バルブハウジング３２の弁座３２ｃに対して接合及び離脱して通路３２ａ，３２ｂを開閉し得る弁部６１、弁部６１を先端に保持し軸線方向Ｘに伸長する可動子としてのシャフト６２及びシャフト６２の外周の一部に形成された雄ネジ６３、シャフト６２の途中において径方向外向きに突出するように植設された回り止めピン６４等により形成されている。

弁部６１は、流入通路３２ａ内に入り込んでその通路面積の絞り量を調整し得るテーパ部６１ａ、弁座３２ｃに当接して密接し得るラバー部６１ｂ等により形成され、シャフト３２の端部に外嵌されて抜け止めピン６１ｃにより連結されている。
シャフト６２は、断面が略円形をなすように金属材料により形成され、その一端が弁部３１に嵌合され、又、その他端側の外周面には所定領域に亘って雄ネジ６３が形成されている。そして、シャフト６２は、ホルダー３３の貫通孔３３ａに挿通されると共にＯリング１００と摺動自在に接触して、回り止めピン６４により回転が規制されつつ軸線方向Ｘにのみ直線的に往復動自在となっている。
雄ネジ６３は、回転子４０の円筒部４１に形成された雌ネジ４４と螺合するようになっている。

回り止めピン６４は、スリット３２ｄに沿って軸線方向Ｘにのみ移動自在に案内されると共に、弁体６０が開弁する方向に移動したときホルダー３３の端面３３ｅに当接して、弁体６０の移動端位置を規定するストッパの役割を兼ねるようになっている。
このように、回り止めピン６４がスラスト方向のストッパを兼ねるため、回り止めピン６４とは別個にスラスト方向専用のストッパを設ける場合に比べて、構造を簡素化でき、又、部品の兼用により製造コストを低減できる。

ラジアル軸受７０，８０は、ハウジング３０（ホルダー３３の円筒部３３ｄ、モータハウジング３１）に固着され、回転子４０を軸線Ｘ回りに回動自在に支持するものである。
スラスト軸受９０は、モータハウジング３１に支持されるコイルスプリング９１、コイルスプリング９１により付勢される球体９２により形成されて、回転子４０に対して軸線方向Ｘの一方に付勢力を及ぼすものである。

シール部材としてのＯリング１００は、ゴム材料により形成され、ホルダー３３のシール溝３３ｂに嵌め込まれて、シャフト６２の外周面に対して摺動自在に接触してシールするものである。
尚、Ｏリング１１０は、ゴム材料により形成され、ホルダー３３のシール溝３３ｃに嵌め込まれて、バルブハウジング３２とホルダー３３との間をシールするものである。

上記構成においては、回転子４０（円筒部４１）の内周面に形成された雌ネジ４４、可動子としてのシャフト６２の外周面に形成された雄ネジ６３により、ステッピングモータの回転駆動力を弁体６０に伝達する伝達機構が構成され、又、ステッピングモータの回転運動を直線運動に直接変換する直動機構が構成されている。
このように、ステッピングモータの回転駆動力が直線駆動力として弁体６０に直接伝達されるため、構造が簡略化されると共に作動速度を高めることができる。
また、回転運動を直線運動に変換する直動機構が、ステッピングモータの回転子４０と弁体６０のシャフト６２（可動子）とを雌ネジ４４及び雄ネジ６３による螺合構造にて連結するものであるため、部品点数が削減されて構造が極力簡素化され、装置のコストを低減でき、又、装置の組付け作業を簡素化できる。
さらに、直線駆動を増大させるために、回転子４０の雌ネジ４４及びシャフト６２の雄ネジ６３のネジピッチを１ｍｍ以下にするのが望ましい。

また、上記構成においては、回転子４０が樹脂材料により形成されているため、回転子４０の軽量化、さらには弁装置の軽量化、製造コストの低減、成型の容易化を達成することができ、又、回転子４０（円筒部４１）の内側に弁体６０のシャフト６２が入り込む構造であるため、弁体６０の往復動方向（軸線方向Ｘ）における寸法を短くできる。

次に、上記弁装置の動作について説明する。尚、ステッピングモータの駆動制御は、各種の検出信号を受けて制御信号を出力する制御回路を含む制御手段により行われる。
先ず、コイル５１が一方向に通電されて回転子４０が一方向に回転すると、回転子４０の雌ネジ４４とシャフト６２の雄ネジ６３との螺合構造からなる直動機構を介して、図２に示すように、弁体６０（弁部６１及びシャフト６２並びに回り止めピン６４）が軸線方向Ｘの一方向（図中の下向き）に直線的に移動する。
そして、弁部６１がバルブハウジング３２の弁座３２ｃに当接して着座すると同時に通路３２ａ，３２ｂを閉鎖して停止する。この状態において、弁部６１は通路３２ａ，３２ｂを完全に遮断しており、流体（温水）の流れを完全に止める止水作用が得られる。
ここで、弁体６０が弁座３２ｃに着座した後さらに回転子４０が同一方向に回転するように所定の通電パルスが印加される。これにより、ゴムシートからなる弁部６１ｂが適度に（止水に十分な程度に）圧縮変形されて弁座３２ｃに密着し、安定した止水性能を確保することができる。

一方、コイル５１が他方向に通電されて回転子４０が他方向に回転すると、回転子４０の雌ネジ４４とシャフト６２の雄ネジ６３との螺合構造からなる直動機構を介して、図３に示すように、シャフト６２の一部がさらに回転子４０の内側に入り込むように、弁体６０（弁部６１及びシャフト６２並びに回り止めピン６４）が軸線方向Ｘの他方向（図中の上向き）に直線的に移動する。
そして、回り止めピン６４が、ハウジング３０の一部をなすホルダー３３の端面３３ｅに当接すると、弁部６１がバルブハウジング３２の弁座３２ｃから最も離れた往復動方向Ｘの移動端位置に位置付けられると同時に通路３２ａ，３２ｂを全開して停止する。

ここで、回転子４０及びステータ５０からなるステッピングモータを制御手段により駆動制御する際には、回り止めピン６４がホルダー３３の端面３３ｅ（ハウジング３０の一部）に当接した移動端位置から、所定のステップ数だけ、すなわち、回り止めピン６４が端面３３ｅに当接した際に発生する応力が解消されるまで、回転子４０を逆回転させた位置に停止させるように駆動制御される。
このように、回り止めピン６４がストッパとして機能する移動端位置から所定ステップだけ逆回転させた位置に回転子４０を停止させることにより、雌ネジ４４と雄ネジ６３の食い付きによるストッパロックを防止することができ、再び作動させる際に円滑に始動させることができる。

また、コイル５１への通電を適宜調整して、ステッピングモータ（回転子４０）の回転量を適宜制御することにより、弁体６０を全開〜全閉の中間の開度に調整できるため、温水供給システムＳにおいて、必要温度に合わせたお湯の流量制御が可能になる。
さらに、ワックスを使用した従来の弁装置の如く、通路を単に全開／全閉する（ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う）ものではないため、弁体６０が弁座３２ｃに着座する際の衝突音あるいは水撃による衝撃音等の発生はなく、又、弁体が弁座に着座する際に生じる異常音を防止できる。
さらに、ステッピングモータの回転により弁体６０（シャフト６２）が直線移動させられるため、弁体６０（シャフト６２）の移動ピッチすなわち弁体６０の開度を高精度に調整することができ、それ故に、流量を高精度に制御することができる。

したがって、この弁装置を、暖房制御弁Ｖ４あるいは追焚き制御弁Ｖ５として適用した場合、床暖房機Ｈ１あるいは室内暖房機Ｈ２に流れ込む温水の流量を高精度に制御して、暖房温度を所望の設定温度に高精度にかつ応答性良く制御することができ、又、風呂（浴槽）Ｈ３の湯温を所望の設定温度に高精度にかつ応答性良く制御することができる。
さらには、この弁装置が従来の弁装置の如く通路を単に全開／全閉する（ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う）ものではないため、弁体６０の弁座３２ｃへの衝突あるいは水撃による衝撃音等の発生はなく、又、弁体が弁座に着座する際に生じる異常音を防止でき、壁面又は床を伝わって聞こえる耳障りとなる騒音等の発生を防止できる。

上記実施形態においては、弁体６０（可動子としてのシャフト６２）を直線的に移動させる駆動源として、回転子４０、ステータ５０等からなるステッピングモータを示したが、これに限定されるものではなく、弁体６０を直線的に移動させるものであれば、ＤＣモータを採用してもよく、又、その他の駆動源を採用してもよい。
上記実施形態においては、可動子としてのシャフト６２に雄ネジ６３を設けかつ回転子４０に雌ネジ４４を設ける構成を示したが、逆に可動子に雌ネジを設けかつ回転子に雄ネジを設けてお互いが螺合された直動機構を採用してもよい。

以上述べたように、本発明の弁装置は、部品点数の削減、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、作動音あるいは水撃等の発生を防止でき、円滑で高精度な動作が得られ、流量制御あるいは温度制御を良好に行えるため、温水供給システムの制御弁として適用できるのは勿論のこと、その他の流体の供給システムにおいて、流れを制御する弁装置としても有用である。

本発明に係る弁装置を適用した温水供給システムを示す概略構成図である。 本発明に係る弁装置の一実施形態を示すものであり、弁体が閉弁した状態を示す断面図である。 本発明に係る弁装置の一実施形態を示すものであり、弁体が開弁した状態を示す断面図である。

符号の説明

Ｘ 軸線方向（往復動方向）
Ｓ 温水供給システム
Ｈ１ 床暖房機
Ｈ２ 室内暖房機
Ｈ３ 風呂（浴槽）
３０ ハウジング
３１ モータハウジング
３２ バルブハウジング
３２ａ 流入通路
３２ｂ 流出通路
３２ｃ 弁座
３３ ホルダー
３３ａ 貫通孔
３３ｂ，３３ｃ シール溝
３３ｅ 端面（ハウジングの一部）
４０ 回転子
４１ 円筒部
４２ マグネット
４３ 軸部
４４ 雌ネジ（直動機構、伝達機構）
５０ ステータ
５１ 励磁用のコイル
５２ ボビン
５３ ヨーク
６０ 弁体
６１ 弁部
６２ シャフト（可動子、直動機構、伝達機構）
６３ 雄ネジ（直動機構、伝達機構）
７０，８０ ラジアル軸受
９０ スラスト軸受
１００ Ｏリング（シール部材）
１１０ Ｏリング

Claims (10)

1. 回転駆動力を発生するモータ、直線的に往復動して流体の通路を開閉し得る弁体、前記モータの回転駆動力を前記弁体に伝達する伝達機構を備えた弁装置であって、
   前記伝達機構は、前記モータの回転運動を直線運動に直接変換する直動機構からなる、
   ことを特徴とする弁装置。
2. 前記モータは、回動自在に支持された回転子を含み、
   前記弁体は、直線的に往復動自在にかつ回動不能に支持された可動子を含み、
   前記直動機構は、前記回転子に形成された雌ネジ又は雄ネジ、前記雌ネジ又は雄ネジと螺合するべく前記可動子に形成された雄ネジ又は雌ネジ、を含む、
   ことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
3. 前記回転子は、樹脂材料により形成された円筒部、前記円筒部の外周に固着されたマグネット、前記円筒部の内周に形成された前記雌ネジ、を含み、
   前記可動子は、金属材料により形成された円形断面をなすシャフト、前記シャフトの外周に形成された前記雄ネジ、を含む、
   ことを特徴とする請求項２記載の弁装置。
4. 前記可動子を支持するハウジングを有し、
   前記可動子には、前記ハウジングに対する回動を規制する回り止めピンが設けられ、
   前記回り止めピンは、前記ハウジングの一部に当接して前記可動子の往復動方向の移動端位置を規定するストッパを兼ねるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の弁装置。
5. 前記モータは、ステッピングモータからなる、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の弁装置。
6. 温水を供給する通路、前記通路の途中に設けられて前記通路を開閉し得る弁装置を備えた温水供給システムであって、
   前記弁装置は、回転駆動力を発生するステッピングモータ、直線的に往復動して前記通路を開閉し得る弁体、前記モータの回転運動を直線運動に直接変換して前記弁体を駆動する直動機構を含む、
   ことを特徴とする温水供給システム。
7. 前記ステッピングモータは、回動自在に支持された回転子を含み、
   前記弁体は、直線的に往復動自在にかつ回動不能に支持された可動子を含み、
   前記直動機構は、前記回転子に形成された雌ネジ又は雄ネジ、前記雌ネジ又は雄ネジと螺合するべく前記可動子に形成された雄ネジ又は雌ネジ、を含む、
   ことを特徴とする請求項６記載の温水供給システム。
8. 前記可動子を支持するハウジングを有し、
   前記可動子には、前記ハウジングに対する回動を規制する回り止めピンが設けられ、
   前記回り止めピンは、前記ハウジングの一部に当接して前記可動子の往復動方向の移動端位置を規定するストッパを兼ねるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項７記載の温水供給システム。
9. 前記ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記回り止めピンが前記ハウジングの一部に当接した前記移動端位置から、所定のステップ数だけ逆回転させた位置において前記回転子を停止させるように駆動制御する、
   ことを特徴とする請求項８記載の温水供給システム。
10. 前記ステッピングモータの駆動を制御する制御手段を有し、
    前記制御手段は、前記弁体が弁座に着座した後さらに前記回転子が同一方向に回転するように所定の通電パルスを印加する、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の温水供給システム。
    
    

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