JP2012246992A

JP2012246992A - 流量制御弁

Info

Publication number: JP2012246992A
Application number: JP2011118616A
Authority: JP
Inventors: Yu Okano; 雄岡野; Mitsuru Miyata; 充宮田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: JP5436492B2

Abstract

【課題】回転運動を直線駆動に変換する機構を有するモータ駆動流量制御弁に於いて、弁軸の抜け出しを防止する係合部の摩耗を低減する構造を提供する。
【解決手段】モータの回転を弁軸の直線運動に変換する機構に於いて、弁軸上端２１ｃにワッシャ形式の軸受部材５１を嵌着し、弁軸上端２１ｃのカシメ加工により軸受部材５１を回動不動に弁軸上端２１ｃに固着し、弁軸と軸受部材５１の相対運動を防止すると共に、嵌着部の摩耗を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば給湯装置に内蔵され、給湯装置内の給水管内を流れる水の流量を連続して増減させる流量制御弁に関する。

上述のような流量制御弁は、水などの流体が通過する弁口と、この弁口を開閉すると共に、弁口との距離を増減することによって弁口を通過する流体の流量を変化させるように構成されている。この弁体の移動はモータによって自動で行われるように構成されている。例えば、モータの回転軸にウォームを取り付けると共に、このウォームにウォームホイルを噛合させ、ウォームホイルが回転することによって弁体を進退移動させるものが知られている。

例えば、ウォームホイルの中心部分にスプライン構造を介して噛合する可動部材を設け、この可動部材の外周面に、本体側に螺合するネジ部を設けておき、ウォームホイルが回転すると可動部材が回転しながら軸線方向に移動する構成を採用する。そして、この可動部材に弁軸の一端を固定しておけば、弁軸の他端に取り付けた弁体を弁軸の軸線方向に移動させることができる構成を、すでに提案した（例えば、特許文献１参照）。

但し、このものでは、弁軸を可動部材に対して完全に固定すると、可動部材の回転と共に弁軸が回転し、従って弁体まで回転する。弁体が回転すると弁体が弁座に着座する際に弁体と弁座との間に擦れが生じ、弁体の寿命が損なわれる。そこで、弁軸と可動部材との間に若干の隙間を設け、可動部材が回転しても弁軸は回転しないようにする必要がある。但し、このように隙間を設けると可動部材から弁体が容易に抜けてしまうので、弁軸の一端を可動部材から突出させ、その突出した部分に溝を設けて、溝にＥリングを装着することにより弁軸が可動部材から抜け出ないようにしている。

特開２０１０−１３９０６５号公報（図１）

上記従来の流量制御弁では、弁軸の抜け止めにＥリングを用いているが、Ｅリングは溝に装着された状態で自由に回転するため、弁軸に対して可動部材が回転する際にＥリングが弁軸に対して相対的に回転する恐れがある。Ｅリングが回転すると、Ｅリング自体が溝の内面を削り、その結果生じる摩耗粉が、ウォームホイルとウォームとの螺合部分や可動部材と本体との螺合部分に入り込み、作動を損なう恐れがある。また、Ｅリングが装着されている溝の内面の摩耗が進行すれば、Ｅリングが溝から脱落する可能性も生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、摩耗粉が生じることなく可動部材から弁軸が抜け出ないようにする構造を採用することにより上記の不具合が生じない流量制御弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による流量制御弁は、円筒状の外周面にネジ部を有し、このネジ部が本体側に螺合され、モータで回転されるとネジ部の作用により軸心方向に移動する可動部材と、この可動部材を可動部材の軸心に沿って一端側が貫通し、可動部材に対して回転方向には拘束されないが軸心方向には拘束される弁軸とを有し、弁軸の他端に弁体を取り付け、可動部材が移動することにより弁軸と共に弁体を移動させて開度を変化させる流量制御弁において、上記弁軸の一端側を他の部分より細くして貫通部を形成し、この貫通部と他の部分との間に形成される段部に上記可動部材の一方の端面を当接させ、可動部材の他方の端面と弁軸の一端である貫通部の端部との間にスラスト軸受部を設けて可動部材が貫通部から抜けないようにしたものであって、このスラスト軸受部を構成する１対の軸受部材のうち、貫通部の端部側の軸受部材を弁軸の貫通部に対して回転しないように固定したことを特徴とする。

スラスト軸受部では摩耗粉は生じないが、このスラスト軸受部を構成する軸受部材が弁軸に対して回転したのではその軸受部材が弁軸を摩耗させてしまう。そこで、１対の軸受部材のうち、貫通部の端部側の一方を上記のように弁軸の一部である貫通部に対して固定して、弁軸に対して回転しないようにした。

なお、スラスト軸受部での摩擦を低減させるために、上記軸受部材のうち、上記弁軸の貫通部に対して固定される側の軸受部材の外径と、可動部材側の軸受部材の外径とを相違させ、両軸受部材の段差部分にグリス溜まりを形成してもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、スラスト軸受部を構成する軸梅部材を弁軸に固定したので弁軸が摩耗することによる摩耗粉が発生しない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図スラスト軸受部の拡大図スラスト軸受部の他の形態を示す拡大図

図１を参照して、１は本発明による流量制御弁であり、本実施の形態では、給湯装置に組み込まれ、出湯量を増減制御するため通水経路の途中に設置されている。この流量制御弁１の上流には流量計Ｆが直列に設けられており、流量制御弁１を通過する流水量を流量計Ｆが検知して図外の制御装置によって流水量をフィードバック制御するように構成されている。

流量制御弁１には水が通過する弁口１１が設けられており、この弁口１１を開閉する弁体２が弁軸２１の下端に取り付けられている。この弁軸２１は自己の長手方向に沿って進退するように構成されており、図において下側に移動すると弁体２が弁口１１を閉鎖して水が流れなくなる。逆にその状態から弁軸２１が上方に移動すると弁体２が弁口１１から離れて開弁し、水は弁口１１を通って下流へと流れる。弁軸２１を更に上方に移動させると弁体２が弁口１１から離れ、弁口１１を通過する流水量が増加する。弁軸２１を進退させて弁体２と弁口１１との距離を増減させることにより弁口１１を通過する流水量が増減する。

弁軸２１の上端には可動部材２２が取り付けられている。弁軸21の上端から所定の範囲には他の部分より細い貫通部２１ａが形成されている。そして、この貫通部２１ａに可動部材２２が装着されている。貫通部２１ａの下端部分には段部２１ｂが形成されており、可動部材２２はこの段部２１ｂに当接する。従って、可動部材２２が下方に移動すれば、この段部２１ｂを介して可動部材２２が弁軸２１を下方へと押し下げることになる。一方、弁軸２１の上端でもある貫通部２１ａの上端にはスラスト軸受部５が設けられている。従って、可動部材２２が上昇すると、このスラスト軸受部５を介して弁軸２１が上方へと引き上げられることになる。なお、貫通部２１ａと可動部材２２の内周面との間には微小な隙間が確保されており、特に弁軸２１に対して回り止めはしていないが、可動部材２２が回転しても弁軸２１はシールとの摩擦などにより回転しないように構成されている。

可動部材２２の外周面は上下２段に分かれており、下部にネジ部２２ａが形成され、上部にスプライン部２２ｂが形成されている。ネジ部２２ａは固定側の保持部材６に螺合しており、スプライン部２２ｂはウォームホイル４の袋部４１の内周面に形成したスプライン部４ａに係合している。このため、ウォームホイル４が回転すると可動部材２２も回転し、ネジ部２２ａの作用によって可動部材２２が上下する。上述のように、可動部材２２は弁軸２１の貫通部２１ａに取り付けられているので、可動部材２２が上下すると弁軸２１を介して弁体２が上下することになる。

図２を参照して、本実施の形態では、弁軸２１は真鍮やステンレススチール等の金属材料で形成されている。弁軸２１の上端である貫通部２１ａの上端２１ｃは貫通部２１ａよりもさらに小径に形成されており、貫通部２１ａに可動部材２２を取り付けた後、軸受部材５２を取り付ける。この軸受部材５２はワッシャ形状をしており、ステンレススチールで形成されている。そして、内径は可動部材２２の内径より若干大径に形成されている。さらにその後に軸受部材５１を取り付ける。この軸受部材５１は軸受部材５２と全く同じ材料で形成されており、外径および内径共に軸受部材５２よりも小径に形成されている。

この状態で上端２１ｃを円錐状のカシメ具Ｊを用いてスピンカシメによってつぶすと、小径の軸受部材５１は弁軸２１に対して強固に固定される。図示のように、軸受部材５１の外径と軸受部材５２の外径とが相違するので段状の部分が形成される。その部分をグリス溜まり５３としてグリスを付着させておく。

この構成により、可動部材２２が回転すると、可動部材２２と共に軸受部材５２が回転しても、両軸受部材５１，５２の間で滑りが生じ、回転力は軸受部材５１および軸受部材５１が固定されている弁軸２１に伝達されることがない。

ところで、図２に示した構成では、金属製の２枚の軸受部材５１，５２を用いてスラスト軸受部５を構成したが、金属製の１枚の軸受部材を用いてスラスト軸受部を構成してもよい。例えば図３に示すように、ワッシャ状の１枚の軸受部材５４を弁軸２１にカシメによって固定し、可動部材側の軸受部材として可動部材２２自体を用い、可動部材２２の上面２２ｃと軸受部材５４の下面との間で摺動するようにしてもよい。なお、本実施の形態では可動部材２２を樹脂で形成した。また、グリス溜まり５３を形成することは図２に示した構成と同じである。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１流量制御弁
２弁体
２１弁軸
２２可動部材
３１ウォーム
４ウォームホイル
５スラスト軸受部
Ｆ流量計

Claims

円筒状の外周面にネジ部を有し、このネジ部が本体側に螺合され、モータで回転されるとネジ部の作用により軸心方向に移動する可動部材と、この可動部材を可動部材の軸心に沿って一端側が貫通し、可動部材に対して回転方向には拘束されないが軸心方向には拘束される弁軸とを有し、弁軸の他端に弁体を取り付け、可動部材が移動することにより弁軸と共に弁体を移動させて開度を変化させる流量制御弁において、上記弁軸の一端側を他の部分より細くして貫通部を形成し、この貫通部と他の部分との間に形成される段部に上記可動部材の一方の端面を当接させ、可動部材の他方の端面と弁軸の一端である貫通部の端部との間にスラスト軸受部を設けて可動部材が貫通部から抜けないようにしたものであって、このスラスト軸受部を構成する１対の軸受部材のうち、貫通部の端部側の軸受部材を弁軸の貫通部に対して回転しないように固定したことを特徴とする流量制御弁。
上記軸受部材のうち、上記弁軸の貫通部に対して固定される側の軸受部材の外径と、可動部材側の軸受部材の外径とを相違させ、両軸受部材の段差部分にグリス溜まりを形成したことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。