JP2015194166A

JP2015194166A - 弁装置

Info

Publication number: JP2015194166A
Application number: JP2014071084A
Authority: JP
Inventors: 浩昭成田; Hiroaki Narita; 秀明染谷; Hideaki Someya; 亮猿渡; Akira Saruwatari
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05
Also published as: CN104948808B; CN104948808A

Abstract

【課題】ノイズの影響を低減でき、電動アクチュエータと機能モジュールが機械的に干渉せずに、個々の取り外しが容易な弁装置を提供する。
【解決手段】機能モジュール５は、ヨーク４に取り付けられる。これにより、機能モジュール５とアクチュエータ３との距離が近いので、これらを接続するケーブル５４の長さを短くできる。結果として、ノイズの影響を小さくすることができる。また、機能モジュール５がヨーク４に取り付けられているので、弁装置１からアクチュエータ３を分離して分解するとき、アクチュエータ３を容易に取り外すことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁装置に関するものである。

従来より、空調設備等では、配管を流れる冷温水の流量を制御するために電動バルブが用いられている。この電動バルブは、主に、流量を規制する弁と、この弁の弁軸を回動させることによって弁開度を制御する電動アクチュエータと、弁と電動アクチュエータとを一体的に接続するヨークとから構成されている。

近年では、流量を制御するという機能に加えて、通信機能、停電時動作機能、位置検出機能など、電動弁装置が設置される現場の多様性やユーザからの要求に応えるために様々な追加機能が組み込まれた高機能な電動弁装置が提案されている。
このため、電動バルブを製造する側にとっては、様々な追加機能に対応した多種の電動バルブを用意しなければならない。一方、電動バルブを購入する側にとっても、既設の電動バルブが正常に動作していても、電動バルブの機能を向上させたい場合には新品の電動バルブに交換しなければならず、新品の電動バルブの購入、電動バルブの交換、古い電動バルブの廃棄といった経済的な負担や手間がかかってしまう。

このような問題を解決するために、多種の電動バルブを用意する代わりに、流量制御機能のみの電動バルブと、この電動バルブとは別体で所定の機能を実現する機能モジュールを種々の機能毎に用意することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。このようにすると、電動バルブの製造側にとっては、流量制御機能のみの電動バルブと種々の機能モジュールを製造すればよいので、電動バルブを多種用意しなくてよくなる。また、ユーザとしては、この電動バルブに新たに機能を追加したい場合は、追加したい機能を実現する機能モジュールのみを購入してこの電動バルブに接続するだけで実現できるので、経済的にも有利で、現場の設置作業も容易である。

例えば、特許文献１では、機能モジュールを電動バルブから離間して配置し、これらをケーブルを介して接続することが提案されている。また、特許文献２では、機能モジュールを電動バルブの電動アクチュエータのケースに直接接続することが提案されている。

特開２０１１−１８５３１６号公報特許第５３７３５５９号公報

しかしながら、上述した従来の電動バルブでは次のような問題があった。

まず、特許文献１では、機能モジュールと電動バルブとをケーブルを用いて接続しているためにこれらを接続するケーブルが長くなり、結果として、ノイズの影響が大きくなることがあった。
また、特許文献２では、機能モジュールが電動アクチュエータのケースに直接に接続されているので、例えば、電動バルブから電動アクチュエータのみを分離して分解するとき、分解する必要の無い機能モジュールを電動アクチュエータから取り外す必要があった。すなわち、電動アクチュエータと機能モジュールとが機械的に干渉しており、取り外しが困難であった。

そこで、本発明は、ノイズの影響を低減でき、電動アクチュエータと機能モジュールが機能的に干渉せずに個々の取り外しが容易な弁装置および機能モジュールを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明に係る弁装置は、内部に流体が流れる流路が形成された弁本体と、弁本体の流路中に位置するように動作可能に支持され、この動作状態が変化することで流路中を流れる流体の流量を制御する弁体と、弁体と弁軸を介して接続され、弁体を動作させるアクチュエータと、弁本体とアクチュエータとを支持するヨークとを備えた弁装置であって、この弁装置に接続することにより所定の機能をさらに弁装置に与える少なくとも１つの機能モジュールをヨークに取り付けたことを特徴とするものである。

上記弁装置において、ヨークは、底部およびこの底部から立設された互いに対向する一対の側部を有する正面視略Ｕ字形の板からなり、弁本体が底部に取り付けられ、アクチュエータが一対の側部の底部とは反対側の端部に取り付けられ、機能モジュールが側部に取り付けられるようにしてもよい。

また、上記弁装置において、ヨークは強磁性体からなり、機能モジュールは、ヨークに磁気的に吸着する磁石を備えるようにしてもよい。

また、上記弁装置において、機能モジュールは、ヨークに懸架するフックを備えるようにしてもよい。

また、上記弁装置において、機能モジュールは、アクチュエータと機械的、すなわち物理的に干渉しない位置に設けられるようにしてもよい。

本発明によれば、機能モジュールがヨークに取り付けられるので、機能モジュールとアクチュエータとの距離が近いのでこれらを接続するケーブルを短くすることができ、結果として、ノイズの影響を低減することができる。また、機能モジュールがヨークに取り付けられるので、アクチュエータと機能モジュールが機械的に干渉しないため、アクチュエータを容易に取り外すことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る弁装置の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る弁装置の構成を示す正面図である。図３は、ヨークおよび機能モジュールの構成を示す斜視図である。図４は、機能モジュールの変形例を示す斜視図である。図５は、機能モジュールの変形例を示す斜視図である。図６は、弁装置の変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［弁装置の構成］
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る弁装置１は、流体通路の途中に介挿され、流体通路を流れる流体の流量を規制する弁２と、この弁２の弁軸２２と接続されて弁２の弁体（図示せず）を動作させるアクチュエータ３と、弁２の弁本体２１とアクチュエータ３を支持するヨーク４と、このヨーク４に取り付けられ、所定の機能を実現する機能モジュール５とを備えている。

弁２は、内部に流体が流れる流路が形成された弁本体２１内に流路中に位置するように回動可能に収納された回転形の弁体が弁軸２２に固定されており、弁本体２１の外部へ一端が導出された弁軸２２の回動操作により上記弁体が回動して流路の断面積、すなわち弁開度を変化させて流体の流量を制御する。弁軸２２の一端は、弁本体２１の上面２１ａから突出されている。この弁本体２１の上面２１ａは、ヨーク４の取付面とされており、弁軸２２の回りに同心的に複数、例えば４つのボルト孔（図示せず）が同一円周状に周方向に等間隔で穿設されている。

アクチュエータ３は、例えば、電動アクチュエータからなり、直方体状のハウジング３１内にモータと、このモータの回転を減速して出力軸３２に伝達する伝達機構と、これらの機構を制御する制御回路等（何れも図示せず）が収納されている。出力軸３２の先端はハウジング３１の下面から突出しており、弁２の弁軸２２と接続されている。ハウジング３１の１つの側部には、表示ディスプレイ、電力供給ケーブルとの接続端子３３ａ、機能モジュール等の接続端子３３ｂなどを備えた出力装置３３が配置されている。ハウジング３１の出力装置３３が配置された側面と隣り合う一対の側部には、四隅の所定位置にヨーク４への取付部（図示せず）が設けられており、上方から取り付け用のボルトが挿通可能とされている。

ヨーク４は、平面視略矩形の底部４１と、この底部４１の一対の側部に立設された両側部４２，４３とからなる正面視略Ｕ字形状の板からなり、その対向する両側部４２，４３の間にアクチュエータ３が収納可能とされている。本実施の形態において、ヨーク４は、例えば鉄などの磁石がくっつく材料、すなわち強磁性体材料からなる。

ヨーク４は、底部４１が弁２の弁本体２１の上面２１ａへの取付部とされており、対向する両側部４２，４３の底部４１側とは反対側の端部（上端）にアクチュエータ３を取り付けるための４つの取付部４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃが形成されている。

ヨーク４の底部４１の中央には、弁２の弁軸２２が遊貫する軸孔４１ａが形成されており、この軸孔４１ａの周りにボルト挿通孔４１ｂが弁２の弁本体２１の上面２１ａに設けられたボルト孔と対応して穿設されている。
ヨーク４の両側部４２，４３は、図２に示すように正面視の状態において、底部４１に対して斜めに接続された部分から、底部４１の平面方向に対して垂直な方向に延在した形状とされている。この底部４１の平面方向に対して垂直な方向に沿った部分（以下、「モジュール取付部」という。）４２ａ，４３ａに、機能モジュール５が取り付けられる。

取付部４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃは、モジュール取付部４２ａ，４３ａの一側端の両端部をそれぞれ内側に切り起こして形成された対向する舌片状の二対からなり、アクチュエータ３の両側部に形成されている取付部が載置可能とされており、この取付部４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃの各ボルト挿通孔と対応する位置にそれぞれねじ穴が穿設されている。

機能モジュール５は、直方体状のハウジング５１内に、所定の機能を実現するための電子回路等が収納されている。この機能としては、例えば、他の装置との通信を実現する通信機能、停電時に弁装置１に電力を供給する停電時動作機能、機能モジュール５の位置を検出する位置検出機能などが挙げられる。
ハウジング５１の１つの面（以下、「取付面」と言う。）５１ａの中央部には、磁石５２が固定されている。また、ハウジング５１の取付面５１ａと隣接する１つの側面には、接続端子５３が設けられており、この接続端子５３は、ケーブル５４を介してアクチュエータ３の出力装置３３が備える接続端子３３ｂに接続されている。このように、接続端子５３によってアクチュエータ３と電気的に接続されることにより、機能モジュール５は、アクチュエータ３と各種情報の送受信を行って上記機能を実現したり、アクチュエータ３から電力の供給を受けたりすることができる。

［弁装置の組み立て手順］
次に、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る弁装置の組み立て手順について説明する。

まず、弁２の弁本体２１の上面２１ａにヨーク４の底部４１を載置し、軸孔４１ａに弁軸２２を遊貫し、ボルト挿通孔４１ｂを介してボルト（図示せず）により固定する。

次いで、アクチュエータ３をヨーク４の両側部４２，４３間に配置し、出力軸３２の先端と弁２の弁軸２２とを結合する。次いで、アクチュエータ３の両側部に形成されている取付部を、ヨーク４の取付部４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃに載置し、ボルト（図示せず）により固定する。すると、弁２とアクチュエータ３とは、所定間隔離間した所定の位置に配設されることとなる。

次いで、機能モジュール５の取付面５１ａを、ヨーク４の両側部４２，４３のうちの一方（本実施の形態では両側部４３）のモジュール取付部４３ａにおける外側面、すなわち、両側部４２と対向する面と反対側の面に当接させる。すると、取付面５１ａには磁石５２が固定されているので、機能モジュール５は、磁石５２がモジュール取付部４３ａに磁気的に吸着することにより、ヨーク４に固定されることとなる。次いで、機能モジュール５の接続端子５３とアクチュエータ３の出力装置３３の接続端子３３ｂとをケーブル５４により接続する。これにより、弁装置１が組み立てられることとなる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、機能モジュール５がヨーク４に取り付けられるので、機能モジュール５とアクチュエータ３との距離が近いので、これらを接続するケーブル５４の長さを短くできるので、ノイズの影響を小さくでき、ケーブルの高コスト化を防ぐことができる。
また、機能モジュール５がヨーク４に取り付けられているので、弁装置１からアクチュエータ３を分離して分解するときや機能モジュール５を交換するとき、アクチュエータ３と機能モジュール５とが互いに機械的に干渉しないので、アクチュエータ３と機能モジュール５をそれぞれ単独で容易に取り外すことができる。

なお、本実施の形態では、機能モジュール５を磁石５２によってヨーク４に固定する場合を例に説明したが、機能モジュール５をヨーク４に固定する方法はこれに限定されず、各種方法を用いることができる。

例えば、図４に示すように、機能モジュール５の取付面５１ａの上端に、断面略逆Ｌ型のフック５５を設けるようにしてもよい。このフック５５は、一端部が取付面５１ａ上端から垂直に立設され、他端部が取付面５１ａと略平行に下向きに延伸されている。フック５５を設けた場合、フック５５の他端部と取付面５１ａとの隙間にヨーク４のモジュール取付部４２ａ，４３ａを挿入すると、フック５５がモジュール取付部４２ａ，４３ａに懸架されるので、結果として、機能モジュール５がヨーク４に固定されることとなる。

また、本実施の形態のように磁石５２を用いる場合、および、図４に示すようにフック５５を用いる場合、アクチュエータ３の出力装置３３と隣接せず、アクチュエータ３に機械的に干渉しない両側部４２，４３に機能モジュール５が固定される。これにより、出力装置３３に設けられる表示装置がユーザにとって見にくくなったり、出力装置３３の接続端子３３ｂにケーブルが取り付けにくくなるといった機能モジュール５によるアクチュエータ３への機械的な干渉を防ぐことができる。

また、本実施の形態のように磁石５２を用いる場合、および、図４に示すようにフック５５を用いる場合、機能モジュール５を両側部４２，４３に固定するので、最大２個の機能モジュール５をヨーク４に固定することが可能であるが、図５に示すようなアタッチメント５６を用いることによって、図６に示すように、さらに１個のの機能モジュール５をヨーク４に固定することができ、合計３個の機能モジュール５をヨーク４に取り付けることが可能となる。

このアタッチメント５６は、矩形の基板５６ａと、この基板の一対の両側部の一端側から基板５６ａの平面に対して垂直な方向に切り起こされた突出部５６ｂとから構成されている。
基板５６ａの突出部５６ｂが設けられた面と反対側の面には、ボルト５７によって機能モジュール５の取付面５１ａが対向接触して固定される。この固定は、上述したように磁石やフックを用いるようにしてもよい。突出部５６ｂには、モジュール取付部４２ａ，４３ａに形成されたボルト挿通孔４２ｄ，４３ｄに対応する位置にボルト挿通孔５６ｃが形成されており、これらはボルトによって固定される。
このようなアタッチメント５６は、アクチュエータ３のハウジング３１における出力装置３３が設けられた側面と反対側の側面と対向するように、ヨーク４の両側部４２，４３に固定される。これにより、上述したように機能モジュール５がアクチュエータ３に機械的に干渉することを防ぐことができる。

本発明は、電動弁などヨークを用いた弁装置に適用することができる。

１…弁装置、２…弁、３…アクチュエータ、４…ヨーク、５…機能モジュール、２１…弁本体、２１ａ…上面、２２…弁軸、３１…ハウジング、３２…出力軸、３３…出力装置、３３ａ，３３ｂ…接続端子、４１…底部、４１ａ…軸孔、４１ｂ…ボルト挿通孔、４２，４３…両側部、４２ａ，４３ａ…モジュール取付部、４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃ…支持片、４２ｄ，４３ｄ…ボルト挿通孔、５１…ハウジング、５１ａ…取付面、５２…磁石、５３…接続端子、５４…ケーブル、５５…フック、５６…アタッチメント、５６ａ…基板、５６ｂ…突出部、５６ｃ…ボルト挿通孔、５７…ボルト。

Claims

内部に流体が流れる流路が形成された弁本体と、
前記弁本体の流路中に位置するように動作可能に支持され、この動作状態が変化することで前記流路中を流れる流体の流量を制御する弁体と、
前記弁体と弁軸を介して接続され、前記弁体を動作させるアクチュエータと、
前記弁本体と前記アクチュエータとを支持するヨークと
を備えた弁装置であって、
この弁装置に接続することにより所定の機能をさらに前記弁装置に与える少なくとも１つの機能モジュールを前記ヨークに取り付けた
ことを特徴とする弁装置。
請求項１記載の弁装置において、
前記ヨークは、底部およびこの底部から立設された互いに対向する一対の側部を有する正面視略Ｕ字形の板からなり、前記弁本体が前記底部に取り付けられ、前記アクチュエータが前記一対の側部の前記底部とは反対側の端部に取り付けられ、前記機能モジュールが前記側部に取り付けられる
ことを特徴とする弁装置。
請求項１または２記載の弁装置において、
前記ヨークは強磁性体からなり、
前記機能モジュールは、前記ヨークに磁気的に吸着する磁石を備える
ことを特徴とする弁装置。
請求項１または２記載の弁装置において、
前記機能モジュールは、前記ヨークに懸架するフックを備える
ことを特徴とする弁装置。
請求項１乃至４の何れか１項に記載の弁装置において、
前記機能モジュールは、前記アクチュエータと機械的に干渉しない位置に設けられる
ことを特徴とする弁装置。