JP2007239864A

JP2007239864A - 定流量弁

Info

Publication number: JP2007239864A
Application number: JP2006062686A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Morishita; 豊森下
Original assignee: Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Current assignee: Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】コンパクト、省スペースに優れる定流量弁を提供する。
【解決手段】弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０と、その小径端部側に位置するばね受け部３１を有するガイド軸３０と、円錐形状のコイル状ばね２０の大径端部及びガイド軸３０を支持する弁支持筐体１０（弁支持板１１）とを備える定流量弁において、ガイド軸３０を弁支持筐体１０（弁支持板１１）に固定する。そして、円錐形状のコイル状ばね２０の小径端部を支持するばね受け部材４０を、ガイド軸３０に対しスライド自在に組み付ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、水を代表とする流体を、その供給圧力の変動に拘わらず、一定流量で装置へ供給することができる定流量弁に関する。

例えば給湯用温水器には、水道水の供給圧力にバラツキがあっても支障がないように定流量弁が備え付けられている。その一例として、特許文献１及び特許文献２で知られる定流量弁がある。

まず、特許文献１の定流量弁は、流体の流路に設置され、流体の圧力変動に応じて流体の通過孔面積を可変とする弁体を、流体の圧力変動に応じて伸縮動作するコイル状ばねにより形成したものである。そして、この弁体をなすコイル状ばねの各巻線間の隙間を、流体の圧力変動に応じて可変となる通過孔面積に対応させると共に、当該コイル状ばねの各巻線間の隙間による通過孔面積と、当該コイル状ばねを境にした流体の差圧の平方根との積がほぼ一定になるように、当該コイル状ばねのばね荷重特性を非線形に設定してなるものである。

この特許文献１の定流量弁によれば、例えば水道水の供給圧力の低圧側における圧力損失を０．２kg/cm²以下と少なくできることから、水道水の供給圧力が０．３kg/cm²の低圧地域であっても、例えば給湯用温水器の場合に、設定流量（実施例では１５l/min）を充分に供給することができる。従って、給湯用温水器の健全な使用ができるばかりでなく、充分な湯の使用ができることから、利用者に満足を与えることができる。また、コイル状ばねに定流量コントロール機能を与えたことにより、弁の構造を簡略化できると共に、部品も簡略化できたことから、量産化が可能となり、工数の大幅な低減が可能である。従って、性能の良い定流量弁を安価に広く提供することができる。

また、特許文献２の定流量弁は、弁体を、流体の圧力変動に応じて伸縮動作し、かつ、流体の圧力変動に応じて可変となる通過孔面積に各巻線間の隙間を対応させてなる円錐形状のコイル状ばねにより形成したものである。そして、この弁体をなす円錐形状のコイル状ばねの流体一次側領域に、上流側ばね座部に挟持される座板部と、この座板部から下流側に向かって自由端がなびくように延びる羽根部とを備え、柔軟な弾性材で形成され、羽根部の略偏平面部表裏の流体差圧力により発生する抑制力によって、当該円錐形状のコイル状ばねの各巻線の稜線を抑えて、各巻線の揺動を抑制する緩衝部材を配置している。また、当該円錐形状のコイル状ばねの中央部に位置するピストンを有するダンパー部材に、上流側ばね座部及び緩衝部材の座板部を係合して弁組立体を形成している。そして、この弁組立体の中心線上に、ダンパー穴を有する有底状のダンパー筒体を配置し、このダンパー筒体のダンパー穴にダンパー部材のピストンを上下方向摺動自在に嵌合してダンパー装置を構成している。さらに、ピストンをダンパー穴に対し回転不能としたものである。

この特許文献２の定流量弁によれば、先ず、円錐形状のコイル状ばねに定流量コントロール機能を与えたことにより、弁の構造を簡略化できるとともに、部品も簡略できたことから、量産化が可能となり、工数の大幅な低減が可能である。従って、性能の良い定流量弁を安価に広く提供することができる。そして、ダンパー装置を設けたことによって、円錐形状のコイル状ばねとプロペラ形状の緩衝部材とをダンパー部材で係合した弁組立体が軸方向に激しく振動しようとしても、その振動が吸収されて取り除かれ、動きが平滑に制御される。従って、定流量特性が安定し、振動発生の起爆剤としての要因が解消される。また、弁部における組立上対面関係にある弁周辺部材の接触関係も比較的良好なものとなり、定流量特性が安定するものとなる。さらに、ピストンとダンパー穴との嵌合部を回転方向の動作が不可能な構造としたことから、弁体をなすの円錐形状コイル状ばねの弁座環境が変化することがない。
特許第２５７１３３５号公報特許第３１６４７８６号公報

ところで、特許文献１の定流量弁は、ばね受け板と一体のガイド軸及びその軸受筒体を備え、弁支持筐体から軸受筒体が突出している。
また、特許文献２の定流量弁は、弁支持筐体の底面からダンパー筒体が突出している。
このため、何れも省スペース、コンパクト化の面からは改善が望まれる。

本発明の課題は、コンパクト、省スペースに優れる定流量弁を提供することである。

以上の課題を解決するため、本発明は、弁体をなす円錐形状のコイル状ばねと、この円錐形状のコイル状ばねの小径端部側に位置するばね受け部を有するガイド軸と、前記円錐形状のコイル状ばねの大径端部及び前記ガイド軸を支持する弁支持筐体とを備える定流量弁において、前記ガイド軸を前記弁支持筐体に固定するとともに、前記円錐形状のコイル状ばねの小径端部を支持するばね受け部材を、前記ガイド軸に対しスライド自在に組み付けたことを特徴とする。

本発明によれば、弁体をなす円錐形状のコイル状ばねの小径端部を支持するばね受け部材が、弁支持筐体に固定したガイド軸に沿ってスライドして、弁支持筐体からガイド軸が突出しないため、コンパクト、省スペースに優れた定流量弁を提供できる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は本発明を適用した定流量弁の一実施形態の構成を示すもので、１０は弁支持筐体、１１は弁支持板、１２は通孔（通水穴部）、２０は弁体（円錐形状のコイル状ばね）、３０はガイド軸、３１はばね受け部、３２はスリーブ、３３はカラー、４０はばね受け部材である。

弁支持筐体１０は、図示しない給水管路内を直角に分断するように設けられ、給水管路内に安定させる筒状をなす合成樹脂製のもので、給水管路に当接してゴムパッキンにより気密に嵌合している。なお、弁支持筐体１０は金属製でも良い。
弁支持筐体１０は、図示のように、給水管路内を直角に分断するように一体に設けた弁支持板１１に、円周方向に間隔を開けた複数の通孔（通水穴部）１２を有している。
弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０は金属製で、その変位量に対する通過孔面積の変化状況の特性が、密着側に向かうにしたがって減少する右下がりの非線形特性である。

ガイド軸３０は合成樹脂製で、上端部に大径で半球状のばね受け部３１を有している。このガイド軸３０は、その下端部が弁支持板１１の中央部に固定されている、すなわち、ガイド軸３０の下端部は、弁支持板１１の中心部に形成された貫通穴部にスリーブ３２及びカラー３３を介して固定される。なお、ガイド軸３０は金属製でも良い。
そして、ガイド軸３０には、リング状のばね受け部材４０がスライド自在に組み付けられる。このばね受け部材４に、図示のように、弁支持板１１上に大径端部が当接して弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０の小径端部が係合して保持される。なお、ばね受け部材４０は金属製または合成樹脂製である。

以上の定流量弁は、使用開始前の状態で給水管路からの水圧を受けると、弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０は、受圧面積で圧を感知して、円錐形状のコイル状ばね２０のばね力に抗して、下流側に向かって応動し、流量コントロールが安定した状態に至る。
この流量コントロールの安定時において、弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０は、常に変動する水圧に応動して上下動するが、その上動は円錐形状のコイル状ばね２０のばね力によって引き上げられる。
以上の定流量弁によれば、弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０によって、流体の通過抵抗の発生が少なく、圧力損失が非常に少ないものとなるといった効果が得られる。

しかも、通水時においては、弁体をなす円錐形状のコイル状ばね２０の小径端部を支持するばね受け部材４０が、図２に示したように、弁支持板１１に固定したガイド軸３０に沿って下方にスライド動作する。
すなわち、通水時にガイド軸３０は弁支持板１１から突出することはない。
従って、定流量弁の長さを従来より短縮でき、その結果、コンパクト、省スペースに優れた定流量弁を提供できるものとなる。

なお、以上の実施形態においては、前記特許文献２に記載される緩衝部材を備えない定流量弁としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、緩衝部材を備える定流量弁であっても良い。
また、ガイド軸と弁支持筐体との固定の仕方についても、以上の実施形態のみに限らず任意である。すなわち、実施形態では、ガイド軸を弁支持板に固定したが、例えばガイド軸の上端部を弁支持筐体に直接あるいは他の部材を介して間接的に固定しても良い。
また、実施形態では、弁体をなす円錐形状のコイル状ばねを金属製としたが、ＳＭＡ（Shape Memory Alloy、形状記憶合金）製や合成樹脂製でも良い。

さらに、定流量弁の具体的な配置の仕方や流量制御すべき流体の種類等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば弁体をなす円錐形状のコイル状ばねの大径端部を弁支持筐体に対し固定しても良い。こうすれば、上下方向への遊びに起因する流量特性のバラツキを解消するとともに、取付姿勢が変化した場合、特にダンパー部を上にした上下逆向きの場合や横向きで回転した場合における流量特性のバラツキを解消して、定流量弁の精度を向上できるものとなる。

本発明を適用した定流量弁の一実施形態の構成を示すもので、非通水時を示した中央縦断面図である。同じく、通水時を示した中央縦断面図である。

符号の説明

１０弁支持筐体
１１弁支持板
１２通孔（通水穴部）
２０弁体（円錐形状のコイル状ばね）
３０ガイド軸
３１ばね受け部
３２スリーブ
３３カラー
４０ばね受け部材

Claims

弁体をなす円錐形状のコイル状ばねと、この円錐形状のコイル状ばねの小径端部側に位置するばね受け部を有するガイド軸と、前記円錐形状のコイル状ばねの大径端部及び前記ガイド軸を支持する弁支持筐体とを備える定流量弁において、
前記ガイド軸を前記弁支持筐体に固定するとともに、
前記円錐形状のコイル状ばねの小径端部を支持するばね受け部材を、前記ガイド軸に対しスライド自在に組み付けたことを特徴とする定流量弁。