JP2007327539A

JP2007327539A - 熱動弁の制御方法

Info

Publication number: JP2007327539A
Application number: JP2006158291A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nishino; 義則西野; Eiji Seki; 栄治関
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】熱動弁を、ヒータへの通電で熱応動素子の作動部を伸長作動させ、それにより開弁位置に移動させた開閉弁を、機構的な手段により開弁位置に保持させることで、開弁期間中に行われるヒータへの通電を不要として、この開弁期間中に要していた消費電力をそっくり削減し得るようにする。
【解決手段】熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとの間に、押し込みにより押し込み方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込んでクラッチ盤２を押し込み位置にロックする作動と、次の押し込みによりクラッチ盤２のロックを解除して、クラッチ盤２を旧の位置に復元させる作動とを、交互に繰り返すクラッチ機構Ｂを介装し、このクラッチ機構Ｂを、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとに対し、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動でクラッチ盤２の押し込みが行われ、そのクラッチ盤２の押し込み作動により開閉弁Ｖを開弁位置に作動させるように連繋せしめる。
【選択図】図４

Description

本発明は、温度変化により作動部が伸縮作動する熱応動素子を、通電により発熱するヒータにより駆動して、それの作動により弁体を開閉作動させるよう構成している熱動弁における制御方法の改良に関する。

弁体の開閉作動を、温度変化により伸縮作動する熱応動素子の伸縮作動により行わせ、その熱応動素子を通電により発熱するヒータにより作動させるようにしている熱動弁は、温水式熱機器の温水循環路に介設する開閉弁として広く用いられているが、開閉指令が出されたところでヒータに通電して、熱応動素子を伸長作動させ、その後、閉弁指令が出されるまでの開弁期間中、ヒータに対し通電を続けることで、消費電力が嵩む問題がある。

この熱動弁の開弁期間中に要する消費電力の削減を図るため、特開２００３−３２９２５４号公報にあるように、熱動弁の開弁指令が出されてから所定の立上げ時間が経過するまで、ヒータに、熱応動素子を開弁するように伸長作動させるのに必要な所定の電圧で通電し、以後、開弁期間中、熱応動素子を伸長状態に維持可能な範囲で、ヒータへの通電を間欠的に中断する制御手段、または、開弁期間中、熱応動素子を伸長した状態に維持可能な範囲で、ヒータへの通電電圧を低下させる制御手段が提案されている。
特開２００３−３２９２５４号

本発明において解決しようとする課題は、熱動弁を、ヒータへの通電で熱応動素子の作動部を伸長させて開弁作動させたときに、それにより開弁位置に移動させた開閉弁を、機構的な手段により開弁位置に保持させることで、開弁期間中に行われるヒータへの通電を不要として、この開弁期間中に要していた消費電力をそっくり削減する熱動弁の制御手段を提供することにある。

上述の課題を解決するための手段として、本発明においては、温度変化により作動部ａが伸縮作動する熱応動素子Ａを、通電により発熱するヒータＨへの通電のオン・オフにより作動させて、その作動部ａの作動により開閉弁Ｖを開閉作動させる熱動弁の制御方法において、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとの間に、押し込みにより押し込み方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込んでクラッチ盤２を押し込み位置にロックする作動と、次の押し込みによりクラッチ盤２のロックを解除して、クラッチ盤２を旧の位置に復元させる作動とを、交互に繰り返すクラッチ機構Ｂを介装し、このクラッチ機構Ｂを、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとに対し、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動でクラッチ盤２の押し込みが行われ、そのクラッチ盤２の押し込み作動により開閉弁Ｖを開弁位置に作動させるように連繋せしめて、ヒータＨへの通電により開弁せしめる開閉弁Ｖを、クラッチ機構Ｂにより開弁位置に保持せしめ、開弁期間中のヒータＨに対する通電をオフとするよう制御することを特徴とする熱動弁の制御方法を提起するものである。
また、これに併せて、温度変化により作動部ａが伸縮作動する熱応動素子Ａと、通電により発熱して前記熱応動素子Ａを作動させるヒータＨと、前記熱応動素子Ａの作動により開閉作動する開閉弁Ｖとからなる熱動弁において、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとの間に、押し込みにより、押し込み方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込んでクラッチ盤２を押し込み位置にロックする作動と、次の押し込みによりロックを解除してクラッチ盤２を旧の位置に復元させる作動とを交互に繰り返すクラッチ機構Ｂを介装し、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとに、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動によりクラッチ盤２の押し込みが行われてそのクラッチ盤２の押し込み作動で開閉弁Ｖを開弁位置に動かすよう連繋せしめて、ヒータＨへの通電により開弁せしめた開閉弁Ｖを、クラッチ機構Ｂにより開弁位置に保持せしめ、開弁期間中の通電をオフとし得るようにしたことを特徴とする熱動弁を提起し、
さらに、前記クラッチ機構Ｂは、軸方向の端部が突き合わされて対向し軸方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込み方向にガイドするガイド筒３と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを回転を規制して押し込み方向に案内するようガイド筒３に設ける突条とこれに嵌合する凹溝とからなるガイド部材４ａ・４ｂと、クラッチ受け１及びクラッチ盤２の突き合わせ部における各端部に対向させて設ける周方向に傾斜する傾斜面付きのクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０と、押し込みによりガイド部材４ａ・４ｂの規制から外れたクラッチ盤２を押し込み位置に係止すべくクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係合突部５および係止段部６と、係止段部６により係止せしめたクラッチ盤２を回転方向の所定位置に固定するよう係止段部６の段面の端部に設ける衝合部７とからなり、それのクラッチ受け１が熱応動素子Ａの作動部ａに連繋し、クラッチ盤２が、バイアスバネ８により閉弁位置に押し上げられている開閉弁Ｖに連繋することを特徴とする請求項１記載の熱動弁を提起し、
前記クラッチ機構Ｂは、軸方向の端部が突き合わされて対向し軸方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込み方向にガイドするガイド筒３と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを回転を規制して押し込み方向に案内するようガイド筒３に設ける突条とこれに嵌合する凹溝とからなるガイド部材４ａ・４ｂと、クラッチ受け１及びクラッチ盤２の突き合わせ部における各端部に対向させて設ける周方向に傾斜する傾斜面付きのクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０と、押し込みによりガイド部材４ａ・４ｂの規制から外れたクラッチ盤２を押し込み位置に係止すべくクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係合突部５および係止段部６と、係止段部６により係止せしめたクラッチ盤２を回転方向の所定位置に固定するよう係止段部６の段面の端部に設ける衝合部７とからなり、ガイド筒３に設ける凹溝よりなるガイド部材４ａとガイド部材４ａとの間の広幅の突起部の下面に、係止段部６と衝合部７とを設け、クラッチ盤２に設ける小幅の突条よりなるガイド部材４ｂの上面に、係合突部５を設けたことを特徴とする請求項２記載の熱動弁、および、
熱応動素子Ａの伸縮作動する作動部ａの軸芯線と、その作動部ａの伸び出し作動で押し込まれる軸方向に可動のクラッチ受け１およびクラッチ盤２の軸芯線と、それらクラッチ受け１およびクラッチ盤２をガイドするガイド筒３の軸芯線と、前記クラッチ盤２と連繋して開弁位置に押し込まれる開閉弁Ｖの軸芯線とを、同軸上に揃えて組合せていることを特徴とする請求項２ないし請求項４記載の熱動弁、および、
開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２の外周面とこれをガイドするガイド筒３の内壁面との間に、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動で押し込まれたクラッチ盤２を押し込まれた位置に係止さす係止段部６と、その係止段部６に係合さす係合突部５とを設け、その熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動で押し込まれたクラッチ盤２を押し込まれた位置に係止する係止段部６を、クラッチ盤２の周面に形設し、その係止段部６に係合さす係合突部５を、ガイド筒３の内壁面に形設せるガイド部材４ａの下端面により形成し、かつ、前記係止段部６には、クラッチ盤２に連繋する開閉弁Ｖを閉弁位置に付勢するバイアスバネ８の付勢による係止段部６と係合突部５との接触圧によりクラッチ盤２を周方向にスライドさせる傾斜面の係止段面６ａを設け、その係止段面６ａの傾斜方向の端部に、クラッチ盤２の回転位置を所定位置に規制する衝合部７を、その衝合部７の上部面により係合突部５がスライドするように一体に連続させて形設したことを特徴とする請求項２または請求項４記載の熱動弁、および、
熱応動素子Ａの作動部ａと連繋するクラッチ受け１と、開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２との突き合わせ部位に、クラッチ盤２側に設けるクラッチ歯２０と噛み合うよう設けるクラッチ受歯１０を、前記クラッチ歯２０との噛み合いによりクラッチ盤２を回転させる傾斜面を具備する形状に形成したことを特徴とする請求項２ないし請求項５記載の熱動弁、および、
開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２とこれを前記開閉弁Ｖを開閉作動さす方向にガイドするガイド筒３との間に設ける凹溝または突条よりなるガイド部材４ａを、周方向に複数設け、このガイド部材４ａに嵌り合う突条または凹溝よりなるガイド部材４ｂを、周方向に複数設けておくことを特徴とする請求項２ないし請求項３記載の熱動弁、および、
請求項１記載の熱動弁の制御方法において、熱応動素子Ａの表面温度または熱動弁Ｗ内を流れる湯の流量または熱応動素子Ａの作動部ａのリフト量をパラメータとしてセンシングし、ヒータＨへの通電により熱応動素子Ａに与える熱量を必要最低減にするようヒータＨに対する通電を制御することを特徴とする熱動弁の制御方法、を提起するものである。

本発明手段によれば、熱動弁を通電により開弁させたとき、開弁後に通電をカットしても、開閉弁が、熱動弁に組込んだクラッチ機構により機械的に開弁位置に維持されるため、消費電力を削減できる。

また、従来の熱動弁では、通電により開閉弁を開弁作動させたとき、開弁している間、熱応動素子は、常にヒータへの通電で加熱するようにしていたが、本発明手段によれば、開弁期間中のヒータに対する通電をカットすることで、通電時間を少なくし得るので、熱応動素子及びヒータの耐久性を向上させ得る。

また、本発明によれば、開弁する（閉弁のためにクラッチのロックを解除する）までの熱応動素子のリフト量を確保するまでの間の通電制御において、熱応動素子の表面温度、リフト量ならびに流量を通電制御用パラメータとしてセンシングすることで、開弁に必要な熱応動素子温度、リフト量、流量に達した場合は、通電をカットできるため、開弁に必要な熱量だけを熱応動素子に与えることができ、さらに消費電力を抑えることが可能となる。

次に実施の態様を、実施例につき図面に従い詳述する。

図１乃至図６は本発明手段を実施せる熱動弁を示し、図１は同上熱動弁の縦断面図、図２は同上熱動弁の図１のＤ−Ｄ線横断拡大図、図３は同上のＥ−Ｅ線横断拡大図、図４は同上熱動弁の閉弁状態時の一部破断した斜視図、図５は同上熱動弁の開弁状態時の一部破断した斜視図、図６は同上熱動弁のクラッチ機構部の一部破断した斜視図であり、これら図において、Ｗは熱動弁の全体、Ｖはその熱動弁Ｗ内に収蔵せる開閉弁、Ｃは熱動弁Ｗのボディの中央部の上面側に接続した筒状のケーシング、ＡはそのケーシングＣの上半側に収蔵せる熱応動素子、Ｂは前記ケーシングＣの下半側に収容せるクラッチ機構を示す。

熱動弁Ｗは、入口流路部ｃとそれに隔壁を介して突き合わされる出口流路部ｄと開閉弁Ｖを収蔵する弁箱部ｅとからなる。入口流路部ｃは、それの底壁に弁口ｆが開設してあり、その弁口ｆを介し弁箱部ｅと連通し、その弁箱部ｅを経て出口流路部ｄに連通している。

開閉弁Ｖは、前記弁箱部ｅの内腔で前述の弁口ｆの下方位置に、弁座金具ｇを、その弁口ｆに対し進退するよう上下可動に配設し、バイアスバネ８により弁口ｆに向け押し上げるよう付勢し、この弁座金具ｇの頂面に、弾性資材により環状のシート状に成形した弁ｖを嵌装し、それを弁口ｆの周壁面に形成した弁座ｈに対向させ、かつ、弁座金具ｇの上部に、軸芯線を弁座金具ｇの軸芯線と同軸に揃えた弁軸ｉの下端側を一体的に連結し、その弁軸ｉの上端側を、前述の入口流路部ｃの天井壁を貫通して上方に突出させることで構成してあり、常態においては、バイアスバネ８の付勢により弁ｖが弁座ｈに圧接して閉弁状態に保持され、熱動弁Ｗのボディの上面側に突出する弁軸ｉの上端側をバイアスバネ８の付勢に抗して押し込むことで、開弁状態となるようにしている。

熱動弁Ｗのボディの中央部の上面側に下端側を接続して立設した筒状のケーシングＣは、それの軸芯線が、前述の開閉弁Ｖの弁軸ｉおよび弁座金具ｇならびに環状の弁ｖの軸芯線に揃うように装設してある。

このケーシングＣの上半側に収蔵せしめた熱応動素子Ａは、この例においては、温度変化により体積が膨縮するワックス類をケース内に封入したワックスエレメントが用いてあって、作動部ａは、ワックス類の温度変化による体積の膨縮により、出入作動するピストンで構成してある。

その作動部ａたるピストンの出入作動は、ワックス類を封入せるケースの上面に、通電用の電極板ｊ・ｋで挟んで接合したヒータＨに対する通電のオン・オフによりケース内のワックス類を加熱・放熱せしめて膨縮させることで行われるようにしてある。

そして、この出入作動によりリフト量が伸縮する作動部ａであるピストンは、それの軸芯線が前述の弁軸ｉの軸芯線と揃う同軸上に配設してある。

ケーシングＣに収蔵せるクラッチ機構Ｂは、軸杆状乃至円盤状に形成されて、それの軸方向の一端側が突き合わされるクラッチ受け１とクラッチ盤２と、これらを軸方向に可動に収容して、それらの軸方向に誘導するようガイドするガイド筒３と、クラッチ受け１とクラッチ盤２とを、それらの回転方向の動きを規制して軸方向にガイドするようクラッチ受け１及びクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける突条とこれに嵌合する凹溝とからなるガイド部材４ａ・４ｂと、クラッチ受け１とクラッチ盤２との突き合わせ部にそれぞれ形成せるクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０と、押し込まれたクラッチ盤２を押し込まれた位置に係止すべく、クラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係止段部６および係合突部５と、係止段部６により係止せしめたクラッチ盤２を回転方向の所定位置に固定するよう係止段部６の段面の端部に設ける衝合部７とからなる。

そして、この例においては、図６にあるように、クラッチ受け１とクラッチ盤２の回転を規制するようにそれらとガイド筒３との間に設けるガイド部材４ａ・４ｂは、ガイド筒３の内面に軸方向に沿う突条に形成したガイド部材４ａを形設し、クラッチ受け１とクラッチ盤２の胴周面に、この突条のガイド部材４ａが嵌合する凹溝に形成したガイド部材４ｂを形設している。

クラッチ受け１とクラッチ盤２の突き合わせ部に形設せるクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０にあっては、周方向に傾斜する傾斜面が周方向の前後に振り分けられた山形の歯部が周方向に環状に連続する形態に形成して、同形のクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０とが突き合わされて、互いに噛み合うようにしてある。このクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０は、噛み合いにより、クラッチ盤２に回転力を生ぜしめるようになればよく、山形に限らず半円状または角形等の適宜形状に形成してよく、またその個数も適宜に設定してよい。

また、押し込まれたクラッチ盤２を押し込まれた位置にロックするようクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係止段部６と係合突部５とは、それの係止段部６にあっては、クラッチ盤２の胴周面の上半側を縮径することで、拡径部となる下半側に段状に形成し、これと係合さす係合突部５にあっては、前述の回転を規制するようガイド筒３の内面側に形成した突条のガイド部材４ａの下端面を利用し、この下端面により形成している。

そして、この係止段部６の、係合突部５を係合させる段面は、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出しによる押し込み作動で押し込まれたクラッチ盤２の、胴周面の凹溝よりなるガイド部材４ｂがガイド筒３内面の突条よりなるガイド部材４ａから脱出して、回転方向の規制が外れて、突き合わせ部のクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０との噛み合いによる回転方向の応力により、クラッチ盤２が少し回転して、係合突部５と係止段部６とが係合する状態となり、バイアスバネ８の押し上げによりクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０とは離れ始め、さらに、バイアスバネ８の押し上げによる係合突部５と係止段部６との圧接で、クラッチ盤２を回転させていくように係止段面６ａに形成してあり、ヒータＯＦＦによりワックスが収縮し始めると、ピストンの押し上げ力がバイアスバネ８の押し上げ力に負けたところで、係合突部５と係止段部６が係合する状態となり、さらにバイアスバネ８の押し上げ力によりクラッチ盤２を回転し、それに伴い山形のクラッチ受歯１０、山形のクラッチ歯２０に併せてクラッチ受け１を押し上げると、クラッチ受歯１０の先端部はクラッチ歯２０の先端部を乗り越え、クラッチ受歯１０の先端部がクラッチ歯２０の先端部の左に位置することとなる。そして、ワックスがさらに冷却され収縮した場合、ピストンとクラッチ受け１に係る付勢はなく、単にクラッチ盤２に載置することとなる。再びヒータによりワックスが加熱するとピストンとクラッチ受け１は下方へ押し下げられる。

また、この係止段部６の係止段面６ａによるクラッチ盤２の回動を、所定位置（クラッチ受歯１０とクラッチ歯２０との噛み合いを、いったん、山形のクラッチ受歯１０の先端が山形のクラッチ歯２０の先端を少し越した斜面の途中に衝合する先端部だけの浅い噛み合いとする位置）に規制するための衝合部７は、この傾斜面とした係止段部６の係止段面６ａの端部に、回動してくる係合突部５が衝合するように形設してある。

このように構成されるこの実施例のクラッチ機構Ｂは、熱応動素子Ａの作動部ａと連結するクラッチ受け１が、作動部ａの伸び出し作動で押し込まれて、クラッチ盤２を押し込み、そのクラッチ盤２が開閉弁Ｖを開弁位置に押し込んだときに、ガイド筒３に設けた突条のガイド部材４ａとクラッチ盤２の胴周面に設けた凹溝のガイド部材４ｂとの嵌合が外れ、クラッチ盤２が少し回転して係止段部６と係合突部５とが係合し、クラッチ盤２は押し込まれた位置にロックされ、このクラッチ盤２により開弁位置に押し込まれた開閉弁Ｖは、その開弁位置にロックされる。この状態においてヒータＨに対する通電をオフとすると、それにより、熱応動素子Ａが冷却して、作動部ａが引き込まれ、これにより、クラッチ盤２を押し込み位置に残してクラッチ受け１が旧の位置に復元する。従って通電により開弁した開閉弁Ｖはその通電をオフとして開弁状態に保持される。

再び通電すると、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出しで、クラッチ盤２が押し込まれることで、係止段部６が係合突部５から離れてクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０との噛み合いによりクラッチ盤２が少し回転してロックが開放され、通電のオフにより熱応動素子Ａの作動部ａが引き込まれて、バイアスバネ８の付勢でロックが解除されたクラッチ盤２とクラッチ受け１とが旧の位置に復元し、開閉弁Ｖが閉弁位置に復帰する。次いで、再び通電することで押し込まれるクラッチ盤２により開閉弁Ｖを開弁位置に押し込み、クラッチ盤２のロックにより開弁位置にロックし、次の通電によりロックを開放する作動を繰り返すようになる。

なお、この例においては、熱応動素子Ａの作動部ａたるピストンと、クラッチ受け１と、クラッチ盤２と、開閉弁Ｖおよびそれの弁軸ｉの軸芯線とが、同一の軸芯線上に揃うよう配置されている。また、クラッチ機構Ｂの突条に形成したガイド部材４ａおよびこれに嵌合する凹溝に形成したガイド部材４ｂは、ガイド筒３の内周面およびクラッチ受け１とクラッチ盤２の胴周面の、周方向に三等配した位置に三本ずつ形設してあるが、二本以上あればよい。

次に、図７は、別の実施例のクラッチ機構Ｂの要部の分解した斜視図を示している。この例は、前述の実施例が、ガイド筒３の内面に設けるガイド部材４ａを、周方向に小幅とした突条により形成し、クラッチ受け１およびクラッチ盤２の胴周面に設けるガイド部材４ｂを、前記突条よりなるガイド部材４ａに嵌り合う凹溝により形成しているのに対し、ガイド筒３の内面に設けるガイド部材４ａは周方向に小幅の凹溝に形成し、クラッチ受け１およびクラッチ盤２の胴周面に設けるガイド部材４ｂは、前記凹溝としたガイド部材４ａに嵌合する突条に形成して、裏返しの形態とした例である。

そして、この例においては、小幅の凹溝よりなるガイド部材４ａとガイド部材４ａとの間に、前記小幅の凹溝の刳り込み深さに対応する肉厚の膨出壁を形設して、この膨出壁をもって、係止段部６に形成して、それの下端面を周方向に傾斜する係止段面６ａに形成し、その係止段面６ａの端部に衝合部７を下方に突出する突起状に形成し、係止段部６に係合させる係合突部５は、クラッチ盤２の胴周面に突条として形設したガイド部材４ｂの上端面を、前記膨出壁よりなる係止段部６の下端面に形成した係止段面６ａに対応する傾斜面に形成して、この傾斜面をもって係合突部５としている。

そしてこれにより、熱応動素子Ａの作動部ａたるピストンが昇温により伸び出して、クラッチ盤２を押し込み、それの胴周面に設けた突条のガイド部材４ｂが、ガイド筒３内面の凹溝よりなるガイド部材４ａから下方に脱出し、クラッチ受歯１０とクラッチ歯２０との噛み合いによって、クラッチ盤２が回転することで、この係合突部５が係止段部６に係合してクラッチ盤２を押し込み位置にロックし、これによって、開弁位置に押し込んだ開閉弁Ｖをその開弁位置に保持させるようにしている。

また、熱応動素子Ａの表面温度または熱動弁Ｗ内を流れる湯の流量または熱応動素子Ａの作動部ａのリフト量（伸び出し量）をパラメータとして熱応動素子Ａの状態をセンシングし、それにより、ヒータに対する通電の制御を行わすようにすることで、通電時間も必要最小限とすることができ、より効果的に通電をＯＮ・ＯＦＦするタイミングを制御可能とする。熱応動素子Ａの状態をセンシングして、クラッチ機構に到達する直前に印加をＯＦＦにすることにより、より効果的に制御可能となる。熱応動素子Ａのリフト量をセンシングする手段の１つとして、作動部ａとクラッチ受けの間に圧電素子を設け、熱応動素子Ａのリフト量に併せて発生する押し出し力（圧力）を読み取る手段がある。この手段において、圧電素子の設置位置は、リフト量をセンシングできればどこでも良い。

本発明は、熱動弁に限らず、温度アクチュエータを用いた開閉弁であれば適用可能である。また温度アクチュエータについてはＳＭＡ（形状記憶合金）であっても良い。

本発明を実施せる熱動弁の縦断面図である。同上熱動弁の図１におけるＤ−Ｄ線横断拡大図である。同上熱動弁の図１におけるＥ−Ｅ線横断拡大図である。同上熱動弁の閉弁状態時の一部破断した斜視図である。同上熱動弁の開弁状態時の一部破断した斜視図である。同上熱動弁のクラッチ機構部の一部破断した斜視図である。別の実施例の熱動弁のクラッチ機構の要部の一部破断した斜視図である。同上実施例の熱動弁のクラッチ機構部の要部の横断平面図である。同上実施例の同上要部の縦断面図である。

符号の説明

Ａ…熱応動素子、Ｂ…クラッチ機構、Ｃ…ケーシング、Ｈ…ヒータ、Ｖ…開閉弁、Ｗ…熱動弁、ａ…作動部、ｃ…入口流路部、ｄ…出口流路部、ｅ…弁箱部、ｆ…弁口、ｇ…弁座金具、ｈ…弁座、ｉ…弁軸、ｊ・ｋ…電極板、ｖ…弁、１…クラッチ受け、１０…クラッチ受歯、２…クラッチ盤、２０…クラッチ歯、３…ガイド筒、４ａ・４ｂ…ガイド部材、５…係合突部、６…係止段部、６ａ…係止段面、６０…膨出壁、７…衝合部、８…バイアスバネ。

Claims

温度変化により作動部ａが伸縮作動する熱応動素子Ａを、通電により発熱するヒータＨへの通電のオン・オフにより作動させて、その作動部ａの作動により開閉弁Ｖを開閉作動させる熱動弁の制御方法において、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとの間に、押し込みにより押し込み方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込んでクラッチ盤２を押し込み位置にロックする作動と、次の押し込みによりクラッチ盤２のロックを解除して、クラッチ盤２を旧の位置に復元させる作動とを、交互に繰り返すクラッチ機構Ｂを介装し、このクラッチ機構Ｂを、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとに対し、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動でクラッチ盤２の押し込みが行われ、そのクラッチ盤２の押し込み作動により開閉弁Ｖを開弁位置に作動させるように連繋せしめて、ヒータＨへの通電により開弁せしめる開閉弁Ｖを、クラッチ機構Ｂにより開弁位置に保持せしめ、開弁期間中のヒータＨに対する通電をオフとするよう制御することを特徴とする熱動弁の制御方法。
温度変化により作動部ａが伸縮作動する熱応動素子Ａと、通電により発熱して前記熱応動素子Ａを作動させるヒータＨと、前記熱応動素子Ａの作動により開閉作動する開閉弁Ｖとからなる熱動弁において、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとの間に、押し込みにより、押し込み方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込んでクラッチ盤２を押し込み位置にロックする作動と、次の押し込みによりロックを解除してクラッチ盤２を旧の位置に復元させる作動とを交互に繰り返すクラッチ機構Ｂを介装し、熱応動素子Ａの作動部ａと開閉弁Ｖとに、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動によりクラッチ盤２の押し込みが行われてそのクラッチ盤２の押し込み作動で開閉弁Ｖを開弁位置に動かすよう連繋せしめて、ヒータＨへの通電により開弁せしめた開閉弁Ｖを、クラッチ機構Ｂにより開弁位置に保持せしめ、開弁期間中の通電をオフとし得るようにしたことを特徴とする熱動弁。
前記クラッチ機構Ｂは、軸方向の端部が突き合わされて対向し軸方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込み方向にガイドするガイド筒３と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを回転を規制して押し込み方向に案内するようガイド筒３に設ける突条よりなるガイド部材４ａとこれに嵌合するようクラッチ受け１とクラッチ盤２の周面に設ける凹溝よりなるガイド部材４ｂと、クラッチ受け１及びクラッチ盤２の突き合わせ部における各端部に対向させて設ける周方向に傾斜する傾斜面付きのクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０と、押し込みによりガイド部材４ａ・４ｂの規制から外れたクラッチ盤２を押し込み位置に係止すべくクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係合突部５および係止段部６と、係止段部６により係止せしめたクラッチ盤２を回転方向の所定位置に固定するよう係止段部６の段面の端部に設ける衝合部７とからなり、それのクラッチ受け１が熱応動素子Ａの作動部ａに連繋し、クラッチ盤２が、バイアスバネ８により閉弁位置に押し上げられている開閉弁Ｖに連繋することを特徴とする請求項１記載の熱動弁。
前記クラッチ機構Ｂは、軸方向の端部が突き合わされて対向し軸方向に可動のクラッチ受け１とクラッチ盤２と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを押し込み方向にガイドするガイド筒３と、それらクラッチ受け１とクラッチ盤２とを回転を規制して押し込み方向に案内するようガイド筒３に設ける周方向に小幅の凹溝よりなるガイド部材４ａとこれに嵌合するようクラッチ受け１とクラッチ盤２の周面に設ける突条よりなるガイド部材４ｂと、クラッチ受け１及びクラッチ盤２の突き合わせ部における各端部に対向させて設ける周方向に傾斜する傾斜面付きのクラッチ受歯１０とクラッチ歯２０と、押し込みによりガイド部材４ａ・４ｂの規制から外れたクラッチ盤２を押し込み位置に係止すべくクラッチ盤２とガイド筒３との間に設ける係合突部５および係止段部６と、係止段部６により係止せしめたクラッチ盤２を回転方向の所定位置に固定するよう係止段部６の段面の端部に設ける衝合部７とからなり、ガイド筒３に設ける凹溝よりなるガイド部材４ａとガイド部材４ａとの間の広幅の突起部の下面に、係止段部６と衝合部７とを設け、クラッチ盤２に設ける小幅の突条よりなるガイド部材４ｂの上面に、係合突部５を設けたことを特徴とする請求項２記載の熱動弁。
熱応動素子Ａの伸縮作動する作動部ａの軸芯線と、その作動部ａの伸び出し作動で押し込まれる軸方向に可動のクラッチ受け１およびクラッチ盤２の軸芯線と、それらクラッチ受け１およびクラッチ盤２をガイドするガイド筒３の軸芯線と、前記クラッチ盤２と連繋して開弁位置に押し込まれる開閉弁Ｖの軸芯線とを、同軸上に揃えて組合せていることを特徴とする請求項２ないし請求項４記載の熱動弁。
開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２の外周面とこれをガイドするガイド筒３の内壁面との間に、熱応動素子Ａの作動部ａの伸び出し作動で押し込まれたクラッチ盤２を押し込まれた位置に係止さす係止段部６と、その係止段部６に係合さす係合突部５とを設け、その係止段部６には、クラッチ盤２に連繋する開閉弁Ｖを閉弁位置に付勢するバイアスバネ８の付勢による係止段部６と係合突部５との接触圧によりクラッチ盤２を周方向にスライドさせる傾斜面の係止段面６ａを設け、その係止段面６ａの傾斜方向の端部に、クラッチ盤２の回転位置を所定位置に規制する衝合部７を、その衝合部７の上部面により係合突部５がスライドするように一体に連続させて形設したことを特徴とする請求項２または請求項４記載の熱動弁。
熱応動素子Ａの作動部ａと連繋するクラッチ受け１と、開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２との突き合わせ部位に、クラッチ盤２側に設けるクラッチ歯２０と噛み合うよう設けるクラッチ受歯１０を、前記クラッチ歯２０との噛み合いによりクラッチ盤２を回転させる傾斜面を具備する形状に形成したことを特徴とする請求項２ないし請求項５記載の熱動弁。
開閉弁Ｖに連繋するクラッチ盤２とこれを前記開閉弁Ｖを開閉作動さす方向にガイドするガイド筒３との間に設ける凹溝または突条よりなるガイド部材４ａを、周方向に複数設け、このガイド部材４ａに嵌り合う突条または凹溝よりなるガイド部材４ｂを、周方向に複数設けておくことを特徴とする請求項２ないし請求項３記載の熱動弁。
請求項１記載の熱動弁の制御方法において、熱応動素子Ａの表面温度または熱動弁Ｗ内を流れる湯の流量または熱応動素子Ａの作動部ａのリフト量をパラメータとしてセンシングし、ヒータＨへの通電により熱応動素子Ａに与える熱量を必要最低減にするようヒータＨに対する通電を制御することを特徴とする熱動弁の制御方法。