JP2008291984A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ部材や作動部材等の主要構成を大幅に変更することなく、一部の部材を変更することにより、開閉切り替え位置の異なったタイプに構造変更することができるバルブ装置を提供する。
【解決手段】バルブシート２６と、そのバルブシート２６に対して接離可能なバルブ部材３０と、所定範囲内を移動可能な作動部材３５と、その作動部材３５とバルブ部材３０との間に介在され、作動部材３５の移動に基づいて、バルブ部材３０を開放位置と閉鎖位置とに移動させる開閉作動機構３６とを備える。開閉作動機構３６を、作動部材３５の先端に回転可能に支持され、バルブ部材３０と係合する回転部材３７と、作動部材３５の移動にともなって回転部材３７を所定ピッチずつ送り回転させる送り機構３８とにより構成する。回転部材３７とバルブ部材３０との間には、回転部材３７の送り回転位置に基づいてバルブ部材３０を開閉動作させるカム機構３９を設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば床暖房装置において、温水よりなる熱媒体の流れを制御するために、熱媒体の流路に設けられるバルブ装置に関するものである。

従来、この種のバルブ装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成が提案されている。
特許文献１に記載の従来構成では、所定範囲内を移動可能な作動軸の先端に流体通路を開閉するためのバルブ体が設けられている。また、作動軸には、温度に応じて変形する熱応動素子が連繋されている。そして、熱応動素子の発熱による収縮により作動軸が移動されて、バルブ体が流体通路の開放位置または閉鎖位置に切り替え配置される。

また、特許文献２に記載の従来構成では、外周に流体の入口及び出口を有する円筒状の筐体内に、入口及び出口に対応可能な流通孔を有する回転バルブ体が回転可能に収容されている。回転バルブ体に隣接して筐体内には押ボタンが押圧移動可能に配設され、その押ボタンと回転バルブ体との間には、押しボタンの押圧操作にともなって回転バルブ体を所定ピッチずつ送り回転させるためのカム機構が設けられている。そして、押しボタンの押圧操作にともなう回転バルブ体の送り回転により、流通孔が入口及び出口と対応する開放位置、部分的に対応する半開放位置または対応しない閉鎖位置に切り替え配置される。
特開２００６−２３４１３０号公報 実公昭４５−２０１５７号公報

ところが、これらの従来のバルブ装置においては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載の従来構成では、バルブ体の開放位置と閉鎖位置との２位置の切り替えが、ケース体に設けられたカムと作動軸に設けられたカムの係合関係を切り替えることによって実行される。よって、この特許文献１のバルブ装置において、例えば特許文献２に記載の構成のように、バルブ体を開放位置、半開放位置及び閉鎖位置の３位置に切り替え得るように構造変更を意図した場合、少なくともケース体の構成を変更する必要があった。このように、バルブ装置の外殻を構成する大型のケース体の構造変更を要するため、そのためのコスト負担を低減させることが困難であった。

また、特許文献２に記載の従来構成では、回転バルブ体が押ボタンの押圧移動により、回転バルブ体及び押ボタンに形成されたカムの作用に基づいて回転バルブ体が開放位置、半開放位置及び閉鎖位置の３位置に切り替え配置されるようになっている。よって、この特許文献２のバルブ装置において、バルブ体を開放位置及び閉鎖位置の２位置に切り替えるように構造変更したい場合に、バルブ体及び押ボタンを含むバルブ開閉機構の全体を大幅に変更する必要があった。従って、この特許文献２においても、構造変更に要するコスト負担を低減させることが困難であった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、バルブ部材や作動部材等の主要構成を大幅に変更することなく、一部の小部品を変更することにより、開閉切り替え位置の異なったタイプに構造変更することができるバルブ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、バルブシートと、そのバルブシートに対して接離可能なバルブ部材と、所定範囲内を移動可能な作動部材と、その作動部材とバルブ部材との間に介在され、作動部材の移動に基づいて、前記バルブ部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させる開閉作動機構とを備えたバルブ装置において、前記開閉作動機構を、前記作動部材の先端に回転可能に支持され、前記バルブ部材と係合する回転部材と、前記作動部材の移動にともなって前記回転部材を所定ピッチずつ送り回転させる送り機構とにより構成し、前記回転部材とバルブ部材との間には、回転部材の送り回転位置に基づいてバルブ部材を開閉動作させるカム機構を設けたことを特徴としている。

従って、この発明のバルブ装置において、バルブ部材の開閉切り替え位置を、例えば開放位置及び閉鎖位置の２位置と、開放位置、半開放位置及び閉鎖位置の３位置との間で構造変更したい場合、バルブ部材や作動部材等の主要構成を大幅に変更することなく、送り機構やカム機構における一部の部材を変更すればよい。よって、開閉切り替え位置の異なったタイプへの構造変更を容易に行うことができる。

また、前記の構成において、前記作動部材を移動させるための駆動手段を設け、その駆動手段には、作動部材を移動方向の一方向に付勢するスプリングと、作動部材を前記スプリングに抗して移動させる熱応動素子とを備えるとよい。このように構成した場合には、熱応動素子の加熱収縮及びスプリングの付勢力により、作動部材を所定範囲内で往復移動させることができる。

さらに、前記の構成において、前記スプリングは作動部材を介して前記バルブ部材をバルブ閉鎖方向に付勢するように構成することが好ましい。
さらに、前記の構成において、前記バルブ部材には、前記バルブシートに開閉可能に対向配置されたバルブ体と、前記カム機構を構成するカム部が設けられたカム体とを備えるとよい。このように構成した場合には、カム体に設けられたカム部の作用により、回転部材の送り回転位置に基づいてバルブ体を開閉動作させることができる。

さらに、前記の構成において、前記送り機構には、前記回転部材に回転力を付与するカムを備えるとよい。このように構成した場合には、作動部材の移動時に、送り機構のカムの作用により、回転部材を所定ピッチずつ送り回転させることができる。

さらに、前記の構成において、前記カム体には、前記回転部材の回転位置に応じて前記バルブ部材の開閉位置を規制する規制面を備えるとよい。このように構成した場合には、カム体の規制面により、回転部材の回転位置に応じてバルブ部材を所定の開閉位置に規制することができる。

さらに、前記の構成において、前記規制面は、前記バルブ部材をバルブ開放位置とバルブ閉鎖位置との間の中間開放位置に規制する部分を設けるとよい。このように構成した場合には、カム体上の異なった規制面により、バルブ部材をバルブ開放位置とバルブ閉鎖位置と中間開放位置とに規制することができる。

以上のように、この発明によれば、バルブ部材や作動部材等の主要構成を大幅に変更することなく、一部の小部品を変更することにより、開閉切り替え位置の異なったタイプのバルブ装置を容易にかつ低コストで得ることができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
はじめに、開放位置と、閉鎖位置との間の中間位置を取り得るようにした開閉可能なバルブ装置の例について説明する。このように、開閉可能であって、かつ中間位置を取り得る構成は、図４に示す後述のカム体３４，回転部材３７及び送り用カム部材５１の３部品を組み込むことによって達成される。

そこで、前記３部品が組み込まれたバルブ装置の詳細を図１〜図１１に基づいて説明する。なお、このバルブ装置では、説明の便宜上、図１及び図２において、紙面の上方側を上部とし、下方側を下部として説明するが、熱媒体の流路に対するバルブ装置の実際の設置状態では、その設置方向が説明の方向と相違することもある。

図１及び図２に示すように、この実施形態のバルブ装置のフレームとなる本体２１内には、温水、すなわち熱媒体を通過させるための通路２２が形成されている。本体２１の一側上部には、通路２２の一端側に連通する流入口２３が形成されている。本体２１の他側下部には、通路２２の他端側に連通する流出口２４が形成されている。本体２１内において通路２２の途中には同通路２２内を区画する隔壁２５が形成され、その隔壁２５に形成したバルブ孔２５ａの周囲にはバルブシート２６が形成されている。

前記バルブシート２６に対応して本体２１の上部には、ほぼ円筒状をなす保持部材２７が装着されている。その保持部材２７内においてバルブシート２６の上方に配置されるように、本体２１上には円板状の支持板２８がシールリング２９を介して固定されている。この支持板２８の透孔にはバルブ部材３０がシールリング３１を介して、バルブシート２６に対して接近離間する方向へ移動可能に挿通支持されている。このバルブ部材３０は、支持板２８の透孔に移動可能に挿通されたバルブ軸３２と、バルブシート２６に対して開閉可能に対向配置されるように、バルブ軸３２の下端に一体に形成されたバルブ体３３と、保持部材２７内においてバルブ軸３２の上端に一体移動可能に配置されたほぼ円筒状のカム体３４とから構成されている。このカム体３４と前記バルブ部材３０とは別体である。

前記バルブ部材３０の上方に対応して保持部材２７の上端の透孔には、丸棒状の作動部材３５が上下方向へ所定範囲内において移動可能に挿通支持されている。この作動部材３５とバルブ部材３０との間には、作動部材３５の移動に基づいて、バルブ部材３０のバルブ体３３をバルブシート２６に対して接近離間移動させて、そのバルブ体３３を開放位置，閉鎖位置及び中間位置に配置させるための開閉作動機構３６が介在されている。

前記開閉作動機構３６は、バルブ部材３０の前記カム体３４と係合するように、作動部材３５の下端に回転可能に、かつ作動部材３５と一体に上下動可能に支持されたほぼ円筒状の回転部材３７と、作動部材３５の移動にともなって回転部材３７を所定ピッチずつ送り回転させる送り機構３８とを備えている。

前記回転部材３７とバルブ部材３０との間には、回転部材３７の送り回転位置に基づいてバルブ部材３０を開閉動作させるためのカム機構３９が設けられている。このカム機構３９は、回転部材３７にその軸線を中心とした同一円周上に形成された後述する開閉用カム部３７Ｂと、その開閉用カム部３７Ｂと係合可能に対応するように、バルブ部材３０のカム体３４に形成された後述する規制用カム部５６とから構成されている。

前記保持部材２７上には、作動部材３５を上下方向に往復移動させるための駆動手段としての駆動機構４０が配設されている。この駆動機構４０においては、作動部材３５と保持部材２７との間にスプリング４１が介在され、このスプリング４１により作動部材３５が下方に向かって移動付勢されている。保持部材２７の上部には作動レバー４２が支軸４３を介して回動可能に支持され、その作動レバー４２の第１の端部には作動部材３５がピン４４を介して連結されている。作動レバー４２の第２の端部には、滑車４５が回転可能に支持されている。保持部材２７の一側下部には、形状記憶合金よりなるワイヤ状の熱応動素子４６がほぼＵ字状に曲折された状態で両端部において固定され、その熱応動素子４６の中間部が前記滑車４５に掛装されている。駆動機構４０の全体を覆うように、保持部材２７上にはカバー４７が取り付けられている。前記熱応動素子４６は商用電源等の電源に電圧を降下させる回路等を介して接続されて、通電路を形成している。熱応動素子４６は、通電にともない自身の電気抵抗により発熱して、マルテンサイト変態により収縮する。

そして、図２に示すように、通常時には熱応動素子４６に対する通電が遮断されて、熱応動素子４６が伸張した状態にあって、作動部材３５がスプリング４１の付勢力により下方位置に移動配置されている。この状態で、熱応動素子４６に通電されて、その熱応動素子４６が発熱により収縮されると、スプリング４１の付勢力に抗して滑車４５を介して作動レバー４２が図２の反時計方向に回動される。この回動により、作動部材３５が下方位置から上方位置に移動される。

次に、前記作動部材３５の上下方向における移動にともなって、回転部材３７を所定ピッチずつ送り回転させるための送り機構３８の構成について詳細に説明する。
図３〜図５に示すように、前記回転部材３７の外周には同回転部材３７の軸線を中心とした同一円周上において６個の送り用カム部３７Ａが等間隔おきに突出形成され、各送り用カム部３７Ａの上面及び下面には互いに反対方向に傾斜する傾斜カム面３７ａ，３７ｂが形成されている。回転部材３７の送り用カム部３７Ａの上側傾斜カム面３７ａと係合可能に対応するように、前記保持部材２７の内頂部には１２個の上側送りカム部５０が同一円周上において等間隔おきに突出形成されている。各上側送りカム部５０の下面には、送り用カム部３７Ａの上側傾斜カム面３７ａと同一方向に傾斜する傾斜カム面５０ａが形成されている。

図１、図２、図４及び図５に示すように、前記保持部材２７内においてバルブ部材３０のカム体３４と前記支持板２８との間に位置するように、支持板２８と保持部材２７との間にはほぼ円筒状の送り用カム部材５１が移動不能に固定されている。回転部材３７の送り用カム部３７Ａの下側傾斜カム面３７ｂに対して、前記各上側送りカム部５０と異なった位置で係合可能に対応するように、前記送り用カム部材５１の上端には同送り用カム部材５１の軸線を中心とした同一円周上において１２個の下側送りカム部５２が等間隔おきに突出形成されている。各下側送りカム部５２の上面には、送り用カム部３７Ａの下側傾斜カム面３７ｂと同一方向に傾斜する傾斜カム面５２ａが形成されている。

そして、前記駆動機構４０の熱応動素子４６の収縮にともない、スプリング４１の付勢力に抗して作動部材３５が上方に移動されて、回転部材３７が同方向に移動されたとき、送り用カム部３７Ａが図６に実線で示す第１移動位置Ｐ１から鎖線で示す第２移動位置Ｐ２に移動されて、その上側傾斜カム面３７ａが保持部材２７内の上側送りカム部５０の傾斜カム面５０ａに係合される。この状態で、回転部材３７がさらに上方へ移動されると、両傾斜カム面３７ａ，５０ａのカム作用により、送り用カム部３７Ａが図６に鎖線で示す第２移動位置Ｐ２から同じく鎖線で示す第３移動位置Ｐ３に移動される。この移動により、回転部材３７が所定ピッチ（実施形態では３６０度／１２の３０度）のうちの半ピッチ分だけ送り回転される。

その後、熱応動素子４６に対する通電が遮断されると、駆動機構４０のスプリング４１の付勢力により、回転部材３７が熱応動素子４６の伸長をともないながら下方に移動される。このため、送り用カム部３７Ａが図６に鎖線で示す第３移動位置Ｐ３から第４移動位置Ｐ４に移動されて、その下側傾斜カム面３７ｂが送り用カム部材５１上の下側送りカム部５２の傾斜カム面５２ａに係合される。この状態で、スプリング４１の付勢力により回転部材３７がさらに下方へ移動されると、両傾斜カム面３７ｂ，５２ａのカム作用により、送り用カム部３７Ａが図６に鎖線で示す第４移動位置Ｐ４から第５移動位置Ｐ５に移動される。この移動により、回転部材３７が所定ピッチのうちの残りの半ピッチ分だけさらに送り回転される。その結果、図５に示すように、作動部材３５が上下方向に一往復移動されるごとに、送り用カム部３７Ａを介して、回転部材３７が所定ピッチずつ送り回転される。

次に、前記回転部材３７の送り回転位置に基づいて、バルブ部材３０を開閉動作させるためのカム機構３９、及びその関連の構成について詳細に説明する。
図４及び図５に示すように、前記送り用カム部材５１には、上下方向に延びる３本のガイド溝５３が４個の下側送りカム部５２を間に挟んで形成されている。バルブ部材３０のカム体３４の下端外周には、３個のガイド突起５４が形成されている。そして、カム体３４の各ガイド突起５４が送り用カム部材５１の各ガイド溝５３に係合されることにより、カム体３４が送り用カム部材５１内において、上下方向へ移動可能にガイドされるとともに、回転不能に収容保持されている。

図２に示すように、前記カム体３４の各ガイド突起５４と当接可能に対応するように、前記保持部材２７内には段差状の当接面５５が形成されている。そして、カム体３４のガイド突起５４が送り用カム部材５１のガイド溝５３に係合された状態で、保持部材２７の当接面５５に当接することにより、カム体３４の上方への移動が規制される。この規制により、バルブ部材３０のバルブ体３３がバルブシート２６から離間したバルブ開放位置が設定される。

図２、図４及び図７に示すように、前記回転部材３７の外周には、３個の開閉用カム部３７Ｂが１個おきの送り用カム部３７Ａの内側下部に対応するように回転部材３７の軸線を中心とした同一円周上において突出形成されている。各開閉用カム部３７Ｂの下面には、送り用カム部３７Ａの下側傾斜カム面３７ｂと同方向に傾斜する傾斜面３７ｃが形成されている。回転部材３７の開閉用カム部３７Ｂと係合可能に対応するように、前記カム体３４の上端には規制用カム部５６が形成されている。この規制用カム部５６には、高さの異なる第１規制面５６ａ、第２規制面５６ｂ、第３規制面５６ｃ及び第４規制面５６ｄが円周方向へ所定間隔をおいて順に配列されるとともに、３組分だけ繰り返して配列されるように形成されている。そして、各第１規制面５６ａ、第２規制面５６ｂ、第３規制面５６ｃ及び第４規制面５６ｄはガイド突起５４と対応している。

すなわち、図４及び図７に示すように、前記カム体３４上の規制用カム部５６の第１規制面５６ａは、高い位置において開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃと同方向へ傾斜するように形成されている。規制用カム部５６の第２規制面５６ｂは、最も低い位置において円周方向に沿って延びるように形成されている。規制用カム部５６の第３規制面５６ｃは、第１規制面５６ａと第２規制面５６ｂとの中間高さ位置において、第１規制面５６ａと同方向へ傾斜するように形成されている。規制用カム部５６の第４規制面５６ｄは、第１規制面５６ａと第２規制面５６ｂとの中間高さ位置で、かつ第３規制面５６ｃよりも高い位置において、第１規制面５６ａと同方向へ傾斜するように形成されている。

そして、図７に示すように、前記作動部材３５の往復移動にともなって回転部材３７が所定ピッチずつ送り回転されるごとに、回転部材３７の開閉用カム部３７Ｂがカム体３４上の規制用カム部５６の各規制面５６ａ〜５６ｄと対応する位置に順に配置される。この場合、作動部材３５の上方への移動に追従して、バルブ体３３及びカム体３４よりなるバルブ部材３０が通路２２内の熱媒体の水圧により上方に移動されるとき、これらの規制面５６ａ，５６ｃ，５６ｄ及び前記当接面５５に基づいてバルブ部材３０の上方移動が規制されて、バルブシート２６に対するバルブ体３３の開閉位置が以下のように決定される。

すなわち、図８（ａ）に示すように、回転部材３７の開閉用カム部３７Ｂが規制用カム部５６の第１規制面５６ａと対応配置されたときには、スプリング４１の付勢力により開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃが第１規制面５６ａに係合されて、その第１規制面５６ａによりカム体３４の上方移動が規制される。この規制により、図１及び図２に示すように、バルブ体３３がバルブシート２６に接触したバルブ閉鎖位置に配置される。これに対して、図８（ｂ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂが規制用カム部５６の第２規制面５６ｂと対応配置されたときには、熱応動素子４６の付勢力により回転部材３７が上昇されてカム体３４の上方への移動が許容されて、カム体３４のガイド突起５４が保持部材２７内の当接面５５に当接される。この当接により、図９に示すように、バルブ体３３がバルブシート２６から大きく離間したバルブ最大開放位置に配置される。このとき、開閉用カム部３７Ｂと規制用カム部５６の第２規制面５６ｂとは係合されない。

また、図８（ｃ）に示すように、回転部材３７の開閉用カム部３７Ｂが規制用カム部５６の第３規制面５６ｃと対応配置されたときには、スプリング４１の付勢力によりカム体３４の上方への相対移動の途中で、開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃが第３規制面５６ｃに係合される。この係合により、図１０に示すように、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置とバルブ開放位置との中間の中間位置としての半開放位置に配置される。さらに、図８（ｄ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂが第４規制面５６ｄと対応配置されたときには、スプリング４１の付勢力によりカム体３４の上方への相対移動の途中で、開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃが第４規制面５６ｄに係合される。この係合により、図１１に示すように、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置とバルブ開放位置との間で、半開放位置よりも開放量の小さい開放位置（以後、この位置を中間位置としての半々開放位置という）に配置される。

なお、前記回転部材３７が回転されて、その送り用カム部３７Ａが前記上側送りカム部５０の傾斜カム面５０ａ間に位置して、回転部材３７が上昇されたとき、カム体３４も熱媒体の水圧により追随して上昇する。この場合、カム体３４は、そのガイド突起５４が保持部材２７の当接面５５に当接され、それ以上の上昇は阻止される。このため、回転部材３７はカム体３４と干渉することなく回転される。

次に、前記のように構成されたバルブ装置の動作を説明する。
さて、図１及び図２に示す状態では、熱応動素子４６に通電が遮断されて、その熱応動素子がスプリング４１の付勢力により伸長状態にあり、このため、作動部材３５が駆動機構４０のスプリング４１の付勢力により下方位置に配置されている。すなわち、この状態においては、図７及び図８（ａ）に示すように、回転部材３７の開閉用カム部３７Ｂがカム体３４上の規制用カム部５６の最も高く位置する第１規制面５６ａと対応する位置に回転配置され、この開閉用カム部３７Ｂがスプリング４１の付勢力により第１規制面５６ａに係合している。このため、バルブ部材３０全体が下方に移動配置されて、そのバルブ部材３０のバルブ体３３がバルブシート２６に接触したバルブ閉鎖位置に配置されている。ちなみに、前記スプリング４１の付勢力は、通路２２内の熱媒体の水圧よりも高くなるように設定されている。

このバルブ閉鎖位置の状態で、駆動機構４０の熱応動素子４６に対して通電が実行されると、その熱応動素子４６が発熱により収縮されて、作動部材３５がスプリング４１の付勢力に抗して下方位置から上方位置に移動される。このため、通路２２内の熱媒体の水圧により、バルブ部材３０のバルブ体３３及びカム体３４が作動部材３５の移動に追従して、上方へ一体的に移動される。そして、バルブ部材３０が上方に所定量だけ移動されたとき、図９に示すように、カム体３４のガイド突起５４が保持部材２７内の当接面５５に当接されて、バルブ体３３がバルブシート２６から離間したバルブ開放位置（最大開放位置）に配置される。

一方、前記作動部材３５が上方に移動されるときには、回転部材３７も上方へ一体的に移動される。この場合、図６に示すように、回転部材３７上の送り用カム部３７Ａの上側傾斜カム面３７ａが保持部材２７内の上側送りカム部５０の傾斜カム面５０ａに係合される。そして、これらの傾斜カム面３７ａ，５０ａのカム作用により、回転部材３７が所定ピッチのうちの半ピッチ分だけ送り回転される。

その後、前記熱応動素子４６に対する通電が停止されると、その熱応動素子４６が伸張されて、作動部材３５がスプリング４１の付勢力により上方位置から下方位置に移動される。このため、回転部材３７も下方へ一体的に移動され、図６に示すように、回転部材３７上の送り用カム部３７Ａの下側傾斜カム面３７ｂが送り用カム部材５１上の下側送りカム部５２の傾斜カム面５２ａに係合される。そして、これらの傾斜カム面３７ｂ，５２ａのカム作用により、回転部材３７が所定ピッチのうちの残りの半ピッチ分だけさらに送り回転される。

その結果、回転部材３７上の開閉用カム部３７Ｂが、図７及び図８（ａ）に示す規制用カム部５６の第１規制面５６ａと対応した位置から１ピッチ分回転されて、図８（ｂ）に示すように、第２規制面５６ｂと対応した位置に配置される。この場合、第２規制面５６ｂが第１規制面５６ａよりも低い位置において円周方向へ延びるように形成されているため、回転部材３７が下方に所定量移動されても、開閉用カム部３７Ｂが第２規制面５６ｂと当接することはない。よって、図９に示すように、前記回転部材３７の下方移動に連携してバルブ部材３０が下方に移動されることはなく、バルブ体３３はバルブシート２６から離間したバルブ開放位置に保持される。

次に、このバルブ開放位置の状態で、再び熱応動素子４６に対して通電及び通電の停止が行われると、前記の場合と同様に、熱応動素子４６の伸縮及びスプリング４１の付勢力により、作動部材３５が下方位置と上方位置との間で往復移動される。そして、この作動部材３５の往復移動にともない、回転部材３７が送り用カム部３７Ａ、上側送りカム部５０及び下側送りカム部５２を含む送り機構３８を介して、１ピッチ分送り回転される。この回転により、図８（ｃ）に示すように、回転部材３７上の開閉用カム部３７Ｂが、規制用カム部５６の第３規制面５６ｃと対応した位置に切り替え配置される。

ここで、第３規制面５６ｃが第１規制面５６ａと第２規制面５６ｂとの中間高さ位置に形成されている。このため、回転部材３７がスプリング４１の付勢力により作動部材３５とともに下方へ移動される際、図８（ｃ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃに第３規制面５６ｃに係合されて、バルブ体３３及びカム体３４よりなるバルブ部材３０が熱媒体の水圧に抗して、第３規制面５６ｃの高さ位置に相当する位置まで下方に移動される。この移動により、図１０に示すように、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置とバルブ開放位置との中間の半開放位置に配置される。

続いて、この半開放位置の状態で、再び熱応動素子４６に対して通電及び通電の停止が行われると、前記の場合と同様に、熱応動素子４６の伸縮及びスプリング４１の付勢力により、作動部材３５が上下方向に往復移動されて、回転部材３７が送り機構３８を介して１ピッチ分送り回転される。この回転により、図８（ｄ）に示すように、回転部材３７上の開閉用カム部３７Ｂが、規制用カム部５６の第４規制面５６ｄと対応した位置に切り替え配置される。

この場合、第４規制面５６ｄが第１規制面５６ａと第２規制面５６ｂとの中間高さ位置において、第３規制面５６ｃよりも高い位置となるように形成されている。このため、回転部材３７がスプリング４１の付勢力により、作動部材３５とともに下方へ移動される際、図８（ｄ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃが第４規制面５６ｄに係合されて、バルブ部材３０が熱媒体の水圧に抗して、第４規制面５６ｄの高さ位置に相当する位置まで下方に移動される。この移動により、図１１に示すように、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置とバルブ開放位置との間で、半開放位置よりも開放量の小さい半々開放位置に配置される。

さらに、この半々開放位置の状態で、熱応動素子４６に対して通電及び通電の停止が行われると、前記の場合と同様に、熱応動素子４６の伸縮及びスプリング４１の付勢力により、作動部材３５が往復移動されて、回転部材３７がさらに１ピッチ分送り回転される。この回転により、図８（ａ）に示すように、回転部材３７上の開閉用カム部３７Ｂが、規制用カム部５６の第１規制面５６ａとの対応位置に再び切り替え配置される。この場合、第１規制面５６ａが高い位置に形成されているため、回転部材３７がスプリング４１の付勢力により作動部材３５とともに下方へ移動される際、図８（ａ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂの傾斜面３７ｃが第１規制面５６ａに係合されて、バルブ部材３０が第１規制面５６ａの高さ位置に相当する移動量で下方に大きく移動される。この移動により、図１及び図２に示すように、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置に切り替え配置される。

次に、図４に示す前記のカム体３４，回転部材３７及び送り用カム部材５１の３部品に代えて、図５に示す異なる構成の異なる構成のカム体１３４、回転部材１３７及び送り用カム部材１５１が装備されたバルブ装置について説明する。

すなわち、このバルブ装置においては、図１２〜図１７に示すように、前記カム体３４、回転部材３７及び送り用カム部材５１に代えて、異なる構成のカム体１３４、回転部材１３７及び送り用カム部材１５１が装備されている。図１３及び図１４に示すように、送り用カム部材１５１に６本のガイド溝５３が２個の下側送りカム部５２を間に挟んで形成されている。これに対して、カム体１３４の下端外周には、送り用カム部材１５１の各ガイド溝５３に係合可能な６個のガイド突起５４が突出形成されている。

さらに、図１３及び図１５に示すように、回転部材１３７の外周には６個の開閉用カム部３７Ｂが、６個の送り用カム部３７Ａとそれぞれ対応するように形成されている。これに対して、カム体１３４の上端の規制用カム部５６には、バルブ閉鎖位置を規制するための６個の高い位置の第１規制面５６ａと、バルブ開放位置を規制するための６個の低い位置の第２規制面５６ｂとが交互に配列形成されている。この場合、各第１規制面５６ａが前記ガイド突起５４とそれぞれ対応するように形成されている。

従って、この実施形態のバルブ装置においては、熱応動素子４６に対する通電及び通電の停止により、熱応動素子４６の伸縮及びスプリング４１の付勢力により、作動部材３５が上下方向に往復移動されて、回転部材１３７が１ピッチずつ送り回転されると、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転部材１３７上の開閉用カム部３７Ｂが、カム体１３４上の規制用カム部５６の第１規制面５６ａと第２規制面５６ｂとに交互に対応配置される。そして、図１６（ａ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂが第１規制面５６ａと対応配置されたときには、図１２に示すように、スプリング４１の付勢力により、バルブ部材３０のバルブ体３３がバルブ閉鎖位置に切り替え配置される。これに対して、図１６（ｂ）に示すように、開閉用カム部３７Ｂが第２規制面５６ｂと対応配置されたときには、図１７に示すように、熱媒体の水圧に基づいてバルブ体３３がバルブ開放位置に切り替え配置される。

以上のように、図４に示す前記のカム体３４，回転部材３７及び送り用カム部材５１を設けたバルブ装置においては、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置、バルブ開放位置、半開放位置及び半々開放位置の４位置に切り替えられる。これに対して、図５に示すカム体１３４、回転部材１３７及び送り用カム部材１５１が装備されたバルブ装置においては、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置とバルブ開放位置との２位置に切り替えられるように構成されている。このように、開閉切り替え位置の異なったタイプのバルブ装置を具体化する場合には、カム体３４、回転部材３７及び送り用カム部材５１の３つの部材のみを、カム体１３４、回転部材１３７及び送り用カム部材１５１と交換すればよい。

よって、バルブ装置の本体２１、バルブ体３３、作動部材３５、駆動機構４０等の主要構成を変更することなく、送り機構３８やカム機構３９における一部の部材を交換するのみで、開閉切り替え位置の異なったタイプへの変更を容易に行うことができる。

また、前記実施形態においては、駆動機構４０のワイヤ状の熱応動素子４６が滑車４５に掛装された状態で、スプリング４１の付勢力により常に直線状の緊張状態に保持されるように構成されている。すなわち、熱応動素子４６が伸長状態にあるときには、バルブ体３３を閉鎖位置あるいは閉鎖位置と半開放位置，半々開放位置との保持するために、常にスプリング４１の付勢力が作動部材３５，回転部材３７等を介してバルブ体３３に作用する。このため、この場合には、熱応動素子４６に緊張力が作用する。従って、熱応動素子４６が湾曲状の弛緩状態と直線状の緊張状態との間で繰り返し変形されることはほとんどなく、熱応動素子４６の固定側端部が疲労によって折損するおそれを防止することができる。

従って、以上の実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１） バルブ部材３０の開閉切り替え位置を、例えば開放位置及び閉鎖位置の２位置と、開放位置、半開放位置及び閉鎖位置の３位置との間で構造変更したい場合、フレームを形成する保持部材２７，バルブ部材３０，作動部材３５等の主要構成を大幅に変更することなく、送り機構やカム機構における一部の部品を変更すればよい。よって、開閉切り替え位置の異なったタイプへの構造変更を容易に行うことができる。

（２） 熱応動素子４６が緊張状態に保持されるため、熱応動素子４６の疲労折損を防止することができる。
（変更例）
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ 前記各実施形態のほかに、バルブ体３３がバルブ閉鎖位置、バルブ開放位置及び半開放位置の３位置、または５位置以上の複数位置に切り替え配置されるように構成すること。

・ 前記実施形態のバルブ装置を床暖房装置以外の装置、例えば冷却回路において冷媒分配のために用いること。
（他の技術的思想）
前記実施形態から把握されるものの、請求項に未記載の技術的思想の一例を以下に示す。

（Ａ） バルブシートと、
そのバルブシートに対して接離可能なバルブ部材と、
駆動手段の駆動により所定範囲内を往復移動される作動部材と、
その作動部材とバルブ部材との間に介在され、作動部材の移動に基づいて、前記バルブ部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させる開閉作動機構とを備えたバルブ装置において、
前記駆動手段として、作動部材を付勢するスプリングと、そのスプリングの付勢力に抗して作動部材を移動させる熱応動素子とを設け、
前記熱応動素子の疲労破損を防止するために、前記スプリングの付勢力を利用して熱応動素子を緊張状態に維持するようにした保護手段を設けたことを特徴とするバルブ装置。

このような構成を採用すれば、簡単な構成をもって、熱応動素子の繰り返し変形に起因する同熱応動素子の疲労破損を防止できる。ちなみに、特開平４−３５１３８７号公報には、スプリングの付勢力を利用して形状記憶合金からなるワイヤの弛みを防止するようにした技術が記載されている。しかしながら、この特開平４−３５１３８７号公報には、バルブ機能に関する具体的な構成はほとんど記載されていない。まして、作動部材を付勢するスプリングを利用して形状記憶合金を緊張させるという構成については、全く記載されていない。従って、この特開平４−３５１３８７号公報においては、前記（Ａ）項のような簡単な構成をもって、熱応動素子の疲労破損を防止できるという機能を得ることはできない。

（Ｂ） 前記（Ａ）項において、
前記開閉作動機構を、
前記作動部材の先端に回転可能に支持され、前記バルブ部材と係合する回転部材と、前記作動部材の移動にともなって前記回転部材を所定ピッチずつ送り回転させる送り機構とにより構成し、
前記回転部材とバルブ部材との間には、回転部材の送り回転位置に基づいてバルブ部材を開閉動作させるカム機構を設けたことを特徴としたバルブ装置。

（Ｃ） 前記（Ｂ）項において、
前記スプリングは作動部材を介して前記バルブ部材をバルブ閉鎖方向に付勢することを特徴とするバルブ装置。

実施形態のバルブ装置を示す断面図。 図１の２−２線における断面図。 図２の３−３線における部分拡大断面図。 図１のバルブ装置における一部の部材を分解して示す斜視図。 回転部材を送り回転させるための送り機構のカム構造を示す展開図。 図５のカム構造による回転部材の送り回転動作を示す説明図。 回転部材の回転位置に基づいてバルブ部材を開閉動作させるためのカム機構のカム構造を示す展開図。 （ａ）〜（ｄ）は回転部材の異なった回転位置におけるバルブ部材の開閉動作状態を示す説明する。 図２のバルブ装置においてバルブ部材が同図の閉鎖位置から開放位置に切り替えられた状態を示す断面図。 同じくバルブ装置のバルブ部材が半開放位置に切り替えられた状態を示す断面図。 同じくバルブ装置のバルブ部材が半々開放位置に切り替えられた状態を示す断面図。 実施形態のバルブ装置を示す断面図。 図１２のバルブ装置における一部の部材を分解して示す斜視図。 回転部材を送り回転させるための送り機構のカム構造を示す展開図。 回転部材の回転位置に基づいてバルブ部材を開閉動作させるためのカム機構のカム構造を示す展開図。 （ａ）及び（ｂ）は回転部材の異なった回転位置におけるバルブ部材の開閉動作状態を示す説明図。 図１２のバルブ装置においてバルブ部材が同図の閉鎖位置から開放位置に切り替えられた状態を示す断面図。

符号の説明

２１…バルブ装置の本体、２２…通路、２６…バルブシート、２７…保持部材、３０…バルブ部材、３３…バルブ体、３４…カム体、３５…作動部材、３６…開閉作動機構、３７…回転部材、３７Ａ…送り用カム部、３７Ｂ…開閉用カム部、３７ａ…上側傾斜カム面、３７ｂ…下側傾斜カム面、３８…送り機構、３９…カム機構、４０…駆動手段としての駆動機構、４１…スプリング、４６…熱応動素子、５０…上側送りカム部、５０ａ…傾斜カム面、５１…送り用カム部材、５２…下側送りカム部、５２ａ…傾斜カム面、５６…規制用カム部、５６ａ…第１規制面、５６ｂ…第２規制面、５６ｃ…第３規制面、５６ｄ…第４規制面、１３４…カム体、１３７…回転部材、１５１…送り用カム部材。

Claims (7)

1. バルブシートと、
   そのバルブシートに対して接離可能なバルブ部材と、
   所定範囲内を移動可能な作動部材と、
   その作動部材とバルブ部材との間に介在され、作動部材の移動に基づいて、前記バルブ部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させる開閉作動機構とを備えたバルブ装置において、
   前記開閉作動機構を、
   前記作動部材の先端に回転可能に支持され、前記バルブ部材と係合する回転部材と、前記作動部材の移動にともなって前記回転部材を所定ピッチずつ送り回転させる送り機構とにより構成し、
   前記回転部材とバルブ部材との間には、回転部材の送り回転位置に基づいてバルブ部材を開閉動作させるカム機構を設けたことを特徴としたバルブ装置。
2. 前記作動部材を移動させるための駆動手段を設け、その駆動手段は、作動部材を移動方向の一方向に付勢するスプリングと、作動部材を前記スプリングに抗して移動させる熱応動素子とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記スプリングは作動部材を介して前記バルブ部材をバルブ閉鎖方向に付勢することを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記バルブ部材は、前記バルブシートに開閉可能に対向配置されたバルブ体と、前記カム機構を構成するカム部が設けられたカム体とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のバルブ装置。
5. 前記送り機構は、前記回転部材に回転力を付与するカムを備えたことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のバルブ装置。
6. 前記カム体は、前記回転部材の回転位置に応じて前記バルブ部材の開閉位置を規制する規制面を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載のバルブ装置。
7. 前記規制面は、前記バルブ部材をバルブ開放位置とバルブ閉鎖位置との間の中間開放位置に規制する部分を有することを特徴とする請求項６に記載のバルブ装置。

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