JP2010175018A - 定流量弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流量特性を安定化することのできる定流量弁を提供する。
【解決手段】定流量弁１は、弁体をなす円錐形状のコイル状バネ２と、流体の流路３を形成し、コイル状バネ２の小径端部２１側が流路３の上流側を向くように当該コイル状バネ２を流路３内に収容する筐体４とを備えている。筐体４には、コイル状バネ２の大径端部２２における最外周部分の少なくとも一部を固定する固定部４３が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、定流量弁に係り、特に、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、給湯用温水器等の流体供給装置には、水道水の供給圧力にバラツキがあっても一定流量で水道水を流体供給装置に供給できるように定流量弁が備え付けられている。従来の定流量弁では、流体の流路内に円錐形状のコイル状バネからなる弁体と、弁体をガイドするガイド軸が設置されている（例えば特許文献１参照）。そして、弁体がガイド軸に沿いながら流体の圧力変動に伴って伸縮動作することで、コイル状バネの各巻線間の隙間が変動し、当該隙間を通過する流体を一定流量とするようになっている。

特開平６−２３５４７０号公報

ところが、従来の定流量弁であると、コイル状バネがガイド軸を摺動しながら伸縮するので、摺動による摩耗や、コイル状バネとガイド軸との間に異物が介在することによって、コイル状バネの伸縮動作が変化し、流量特性が不安定となってしまうおそれがあった。
また、ガイド軸はコイル状バネの中央に配置されているために、コイル状バネの各巻線間を通過した流体がガイド軸に集中し、進路が妨げられることになり、この場合においても流量特性が不安定となってしまう。
いずれにしろ、ガイド軸があることによって流量特性の不安定性が誘発されてしまい、さらには、振動や異音の発生にも繋がっていた。
このため、本発明の課題は、流量特性を安定化することのできる定流量弁を提供することである。

請求項１記載の発明に係る定流量弁は、
弁体をなす円錐形状のコイル状バネと、
流体の流路を形成し、前記コイル状バネの小径端部側が前記流路の上流側を向くように当該コイル状バネを前記流路内に収容する筐体とを備え、
前記筐体には、前記コイル状バネの大径端部における最外周部分の少なくとも一部を固定する固定部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、コイル状バネの大径端部の最外周部分が固定部により固定されることで、筐体の流路内にコイル状バネが配置されているので、従来必要であったガイド軸を省略することができる。このように、固定部による固定であると、ガイド軸に基づく不具合を防止することができ、定流量弁の流量特性を安定化することができる。

本実施形態の定流量弁の概略構成を示す上面図である。 図１のII−II断面図である。 図２の定流量弁の通水状態を示す断面図である。

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、本実施形態の定流量弁の概略構成を示す上面図であり、図２は図１におけるII−II断面図である。

図１及び図２に示すように定流量弁１は、弁体２と、流体の流路３を形成し、流路３内に弁体２を収容する筐体４とを有する。

弁体２は、金属製の円錐形状のコイル状バネであり、その小径端部２１側が流路３の上流側を向くように流路３内に配置されている。この弁体２は、その変位量に対する通過孔面積の変化状況の特性が、収縮するにしたがって減少する右下がりの非線形特性である。また、弁体２の小径端部２１には、バネ受け部２３が組み付けられている。バネ受け部２３の外周部には緩衝部材２４が支持されている。

緩衝部材２４は、柔軟性のある合成ゴムや合成樹脂製でプロペラ形状のものである。緩衝部材２４は、中央部に貫通孔を有する円板状の座板２５と、座板２５の周囲から放射方向（例えば座板２５の直径方向に対向する２本）に延びた羽２６とによって構成されていて、弁体２のサージングを防止する機能を備えたものである。

筐体４は、図示しない給水管路内に配置される筒状を成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、筐体４は金属製やゴム製であってもよい。なお、設計条件によってはゴムパッキンを省略することも可能である。そして、この筐体４は、筒状の筐体本体４１と、筐体本体４１の内側に配置された筒状のホルダー４２とを備えている。

筐体本体４１の内側下部には、弁体２が載置される台座４３が設けられている。台座４３は内側に向かって突出しており、この台座４３の上面には、弁体２の大径端部２７が接触し、さらに大径端部２２を介してホルダー４２も載置される。この際、図２に示すように弁体２の大径端部２７の最外周部分の一部が、ホルダー４２と台座４３とによって上下方向で挟持され、弁体２が固定される。つまり、台座４３及びホルダー４２が本発明に係る固定部である。
また、筐体本体４１の壁部の前後左右には、上下方向に沿った溝４４が形成されている。ホルダー４２が筐体本体４１に嵌合すると、ホルダー４２と溝４４のそれぞれの内部空間が仕切られる。ホルダー４２の内部空間が上記の流路３となり、溝４４の内部空間が流路３とは別個に流体を流すバイパスとなる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
使用開始前の状態（図２参照）で給水管路から定流量弁１に流体が流れ込むと、ほとんどの流体が流路３を通過し、一部の流体がバイパスを通過する。ここで、流路３内を流れる流体から水圧を受けると、弁体２は、受圧面積で圧を感知して、バネ力に抗しながら下流側に向かって応動する。例えば水圧が最小のときは、図２に示すように使用開始直後のときであり、弁体２は最も伸張した状態となっている。弁体２の各巻線の間隔は最も大きいために小さい水圧でも一定の流量が確保される。一方、水圧が最大のときには図３に示すように、弁体２が最も収縮した状態となっている。この際、弁体２の各巻線間の間隔も最も小さくなって流量が増加することなく一定の流量が確保される。通水中、水圧が変動した場合においても、その水圧変動に応動して弁体２が伸縮して各巻線の間隔も変動するため、一定の流量が確保される。このようなことで流量コントロールが安定する。

ここで、本実施形態の定流量弁１においては、弁体２の大径端部２７の最外周部分が固定部により固定されることで、筐体４の流路３内に弁体２が配置されているので、従来必要であったガイド軸を省略することができる。このように、固定部による固定であると、ガイド軸に基づく不具合を防止することができ、定流量弁１の流量特性を安定化することができる。
さらに、ガイド軸を省略することで部品点数の削減や省スペース化も図ることが可能となる。省スペース化が図られると、フラッシュバルブ式トイレ等の設置スペースに制約があって適用できなかった設備に対しても定流量弁１を適用することが可能となる。特にフラッシュバルブ式トイレの場合、従来では流量調整機構が必要であったが、定流量弁１を適用することにより、流量調整機構も省略することができる。これにより、流量調整機構の設置時に必要であった調節作業も削減でき、施工時間の短縮も可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、流路３とバイパスとによって流体を通過させる定流量弁１を例示したが、バイパスを省略した定流量弁であっても本発明の構成は適用可能である。
また、本実施形態では、弁体２をなす円錐形状のコイル状バネを金属製としたが、ＳＭＡ（Shape Memory Alloy：形状記憶合金）製や合成樹脂製でもよい。

また定流量弁２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、本実施形態では、固定部（ホルダー４２及び台座４３）によって、弁体２の大径端部２７の最外周部の一部が上下方向で挟持されることで、弁体２を固定した場合を例示しているが、固定方法はこれに限定されるものではない。例えば、大径端部２７の最外周部の一部を横方向で挟持する方法や、接着剤によって接着固定する方法、インサート成型による固定方法、モールドによる固定方法などが挙げられる。

１ 定流量弁
２ 弁体（コイル状バネ）
３ 流路
４ 筐体
２１ 小径端部
２２ 大径端部
２３ バネ受け部
２４ 緩衝部材
２５ 座板
２６ 羽
２７ 大径端部
４１ 筐体本体
４２ ホルダー（固定部）
４３ 台座（固定部）
４４ 溝

Claims (1)

1. 弁体をなす円錐形状のコイル状バネと、
   流体の流路を形成し、前記コイル状バネの小径端部側が前記流路の上流側を向くように当該コイル状バネを前記流路内に収容する筐体とを備え、
   前記筐体には、前記コイル状バネの大径端部における最外周部分の少なくとも一部を固定する固定部が設けられていることを特徴とする定流量弁。

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