JP2020193653A

JP2020193653A - 熱動弁

Info

Publication number: JP2020193653A
Application number: JP2019098990A
Authority: JP
Inventors: 恭平小川; Kyohei Ogawa
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: JP7277735B2

Abstract

【課題】ヒータとワックスサーモエレメントの密着性を向上させる構造を有する熱動弁を提供すること。【解決手段】弁体１３と、この弁体を駆動するためのワックスサーモエレメント１５と、このワックスサーモエレメントを加熱するためのヒータ１６とが熱動弁ケース内に直列状に配設された熱動弁において、ヒータはワックスサーモエレメントに当接させる加熱面１６ａとその反対側の支持面１６ｄを有し、熱動弁ケースには支持面の中央近傍に点接触状に当接するように突出させたヒータ支持部７ａを設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、ヒータで加熱して弁体を駆動する熱動弁に関する。

従来から、ゆっくりと作動してウォーターハンマー現象の発生が抑えられる静音性に優れた熱動弁が、温水暖房装置の温水通路の開閉弁等に利用されている。熱動弁は、例えば特許文献１のように、温水等の通路が形成された熱動弁ケースに、通電により昇温するヒータと、ヒータに当接させた感温部の温度に応じてピストンを進出させるワックスサーモエレメントと、ピストンの進出によって駆動される弁体等を有している。

熱動弁は、ヒータに通電してワックスサーモエレメントの感温部を加熱し、ピストンを進出させると、ピストンの進出方向に弁体が移動して通路が開放される。従って、ヒータの加熱面をワックスサーモエレメントの感温部に密着させることが重要である。それ故、特許文献１の熱動弁では、組付部に収容したワックスサーモエレメントの感温部とヒータの加熱部を密着させるように係止段部と上蓋で挟んで固定している。

特開２００２−３６４７７１号公報

ところで、特許文献１の熱動弁は、ワックスサーモエレメントやヒータ、熱動弁ケースや上蓋の製造上の寸法誤差等によって、ワックスサーモエレメントとヒータが密着しない虞がある。そのような寸法誤差等を許容するように、例えば図６に示す複数の熱動弁を備えた熱動弁ヘッダ３１では、ワックスサーモエレメント３５をヒータ３６に密着させるように付勢するスプリング３７を配設している。

しかし、熱動弁ケースやスプリング等の部材の加工精度及びそれらの組立て方によっては、スプリングで付勢してもワックスサーモエレメントが傾いた状態になってヒータに密着せず、熱動弁が正常に作動しない虞がある。

本発明の目的は、ヒータとワックスサーモエレメントの密着性を向上させる構造を有する熱動弁を提供することである。

請求項１の発明の熱動弁は、弁体と、前記弁体を駆動するためのワックスサーモエレメントと、前記ワックスサーモエレメントを加熱するためのヒータとが熱動弁ケース内に直列状に配設された熱動弁において、前記ヒータは前記ワックスサーモエレメントに当接させる加熱面とその反対側の支持面を有し、前記熱動弁ケースは、前記支持面の中央近傍に点接触状に当接するように突出させたヒータ支持部を有することを特徴としている。

上記構成によれば、熱動弁ケースのヒータ支持部をヒータの支持面の中央近傍に点接触状に当接させることによって、ワックスサーモエレメントが傾いた状態であっても、その傾きに合せてヒータを傾けて支持することができる。従って、ヒータとワックスサーモエレメントの密着性を向上させることができる。

請求項２の発明の熱動弁は、請求項１の発明において、前記熱動弁ケースは、前記ワックスサーモエレメントと前記ヒータを収容する収容部を有する本体部と、前記収容部を覆うカバー部を備え、前記ヒータ支持部は、前記カバー部から前記ヒータに向けて突出させて形成されたことを特徴としている。

上記構成によれば、点接触状に当接するヒータ支持部を備えたカバー部を装着して容易にヒータとワックスサーモエレメントの密着性を向上させることができる。

請求項３の発明の熱動弁は、請求項１又は２の発明において、前記ヒータ支持部は、部分球面状に形成されたことを特徴としている。

上記構成によれば、ワックスサーモエレメントの傾きに合せてヒータを傾けた状態で、部分球面状のヒータ支持部がヒータの支持面の中央近傍を支持することができる。従って、寸法誤差や組立て方によってワックスサーモエレメントがどの方向に傾いても、その傾きに合せて傾けたヒータをヒータ支持部が支持するので、ヒータとワックスサーモエレメントの密着性を向上させることができる。

請求項４の発明の熱動弁は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記ワックスサーモエレメントを前記ヒータに向けて付勢する付勢部材を有することを特徴としている。

上記構成によれば、ワックスサーモエレメントをヒータの加熱面に押し当てるように付勢して、ヒータの加熱面とワックスサーモエレメントの密着性を向上させることができる。

本発明の熱動弁によれば、ワックスサーモエレメントとヒータの密着性を向上させることができる。

本発明の実施例に係る熱動弁を備えた熱動弁ヘッダの斜視図である。図１のII−II線断面図である。図２の熱動弁の要部拡大断面図である。カバー部の断面図である。傾いたワックスサーモエレメントとヒータの支持状態の説明図である。従来の熱動弁ヘッダの要部断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１〜図５に基づいて湯水を分配するために３つの熱動弁を備えた熱動弁ヘッダ１の例を説明するが、熱動弁の数はこれに限定されるものではない。尚、熱動弁が１つで分配しない場合は、熱動弁ヘッダではなく単に熱動弁と呼ばれる。

熱動弁ヘッダ１は、熱動弁ヘッダケース２（熱動弁ケース）と熱動弁１０ａ〜１０ｃを有する。熱動弁ヘッダケース２は、本体部３とカバー部７を有する。本体部３は、湯水を分配する通路が形成された分配通路部４と、分配通路部４の入口に装備された入口接続部５と、分配通路部４の３つの通路出口４ａ〜４ｃに対応する配管接続部６ａ〜６ｃを備えて分配通路部４に装備された出口接続部６を備えている。

入口接続部５には図示外の熱源機で加熱した湯水が循環する湯水供給管８が接続され、熱動弁１０ａ〜１０ｃのうちの少なくとも１つが開いたときに湯水が分配通路部４内の通路を流れる。配管接続部６ａ〜６ｃには、湯水配管９ａ〜９ｃが夫々接続され、温水暖房装置等に湯水を分配する。

本体部３には筒状の収容部３ａ〜３ｃ等が形成され、カバー部７が収容部３ａ〜３ｃを覆って本体部３にビス３ｄ等によって固定されている。収容部３ａ〜３ｃは、ロッド挿通孔４ｄ〜４ｆを介して通路出口４ａ〜４ｃに直線的に夫々連通している。以下では通路出口４ａ〜４ｃを夫々開閉する熱動弁１０ａ〜１０ｃについて説明するが、熱動弁１０ａ〜１０ｃは同じ構成なので、入口接続部５に最も近い熱動弁１０ａについて説明し、熱動弁１０ｂ，１０ｃの説明を省略する。

収容部３ａはロッド挿通孔４ｄよりも大径に形成され、ロッド挿通孔４ｄに挿通されたロッド１２の進出量を規制するロッドケース１１が収容部３ａに収容されている。このロッドケース１１にロッド１２の基端部１２ａが収容され、通路出口４ａに挿通されたロッド１２の先端部に通路出口４ａを開閉するための弁体１３が装着されている。ロッド挿通孔４ｄには、収容部３ａへの湯水の浸入を防ぐために、リング状のシール部材１４が装着されている。

収容部３ａには、ワックスサーモエレメント１５が収容されている。ワックスサーモエレメント１５は、感温部１５ａの温度をピストン１５ｂの進出量に変換する。ピストン１５ｂが進出すると、ピストン１５ｂの先端がロッド１２の基端部１２ａに当接する。尚、ピストン１５ｂの先端がロッド１２の基端部１２ａに連結されていてもよい。

収容部３ａには更に１対の電極を有するヒータ１６が収容され、そのヒータ１６の加熱面１６ａ（電極）がワックスサーモエレメント１５の感温部１５ａに当接するように配設されている。ヒータ１６に通電するために１対の電極から延びる被覆電線１６ｂ，１６ｃは、本体部３とカバー部７の間に設けられた配線用の隙間から外部に引き出されている。ヒータ１６には、通電により発熱し且つその温度上昇を制御可能なＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ等が用いられる。

収容部３ａを覆うカバー部７に形成されたヒータ支持部７ａが、ヒータ１６の加熱面１６ａと反対側の支持面１６ｄ（電極）に当接している。ヒータ支持部７ａは、カバー部７から収容部３ａ内のヒータ１６に向けて部分球面状に突出させて形成され、支持面１６ｄの中央近傍に点接触状に当接する。これによりヒータ支持部７ａが、ワックスサーモエレメント１５の傾きに合せて傾けた状態のヒータ１６を支持することができる。ヒータ支持部７ａが部分球面状なので、ヒータ１６がどの方向に傾いていてもヒータ１６を支持することができる。

ロッドケース１１にはコイル状のスプリング１７（付勢部材）が外嵌状に装備され、このスプリング１７がワックスサーモエレメント１５をヒータ１６に向けて付勢するように圧縮された状態で収容部３ａに収容されている。スプリング１７がワックスサーモエレメント１５の感温部１５ａをヒータ１６の加熱面１６ａに密着させるように付勢し、カバー部７のヒータ支持部７ａがヒータ１６の支持面１６ｄを支持してその付勢力を受け止める。

通路出口４ａには、出口接続部６によって弁室６ｄが設けられている。弁室６ｄ内には、弁体１３が通路出口４ａを配管接続部６ａ側から閉塞するように弁体１３を付勢するコイル状のスプリング２１が圧縮状態で収容されている。弁体１３にはリング状のシール部材１３ａが装着されている。

ワックスサーモエレメント１５の感温部１５ａが低温のときには、スプリング２１の付勢力によって弁体１３が通路出口４ａを閉塞する。ヒータ１６によって感温部１５ａが加熱されると温度に応じてピストン１５ｂが進出し、進出するピストン１５ｂがスプリング２１の付勢力に打ち勝ってロッド１２を介して弁体１３を弁室６ｄの内方に押し込み、通路出口４ａが開放される。

上記実施例の熱動弁ヘッダ１の作用、効果について説明する。
弁体１３と、この弁体１３を駆動するためのワックスサーモエレメント１５と、このワックスサーモエレメント１５を加熱するためのヒータ１６が熱動弁ヘッダケース２内に直列状に配設されて熱動弁ヘッダ１が形成されている。ヒータ１６はワックスサーモエレメント１５に当接させる加熱面１６ａとその反対側の支持面１６ｄを有している。熱動弁ヘッダケース２は、支持面１６ｄの中央近傍に点接触状に当接するように突出させたヒータ支持部７ａを有している。

ヒータ支持部７ａをヒータ１６の支持面１６ｄの中央近傍に点接触状に当接させることによって、ワックスサーモエレメント１５が傾いた状態であっても、その傾きに合せてヒータ１６を傾けて支持することができる。従って、ヒータ１６とワックスサーモエレメント１５の密着性を向上させることができる。

また、熱動弁ヘッダケース２は、ワックスサーモエレメント１５とヒータ１６を収容する収容部３ａ等を有する本体部３と、収容部３ａ等を覆うカバー部７を備え、ヒータ支持部７ａはカバー部７からヒータ１６に向けて突出させて形成されている。そのため、従来の熱動弁ヘッダに本実施例の点接触状に当接するヒータ支持部７ａを備えたカバー部７を装着して、容易にヒータ１６とワックスサーモエレメント１５の密着性を向上させることができる。

ヒータ支持部７ａは、部分球面状に形成されているので、ワックスサーモエレメント１５の傾きに合せてヒータ１６を傾けた状態で、部分球面状のヒータ支持部７ａがヒータ１６の支持面１６ｄの中央近傍を支持することができる。従って、寸法誤差や組立て方によってワックスサーモエレメント１５がどの方向に傾いても、その傾きに合わせて傾いたヒータ１６をヒータ支持部７ａが支持するので、ヒータ１６とワックスサーモエレメント１５の密着性を向上させることができる。

ワックスサーモエレメント１５をヒータ１６に向けて付勢するスプリング１７を有している。スプリング１７がワックスサーモエレメント１５をヒータ１６の加熱面１６ａに押し当てるように付勢して、ヒータ１６とワックスサーモエレメント１５の密着性を向上させることができる。

カバー部７が合成樹脂材料により形成される場合に、その弾性を利用してヒータ支持部７ａが点接触状に当接するヒータ１６をワックスサーモエレメント１５に密着させるように構成してもよい。この場合、スプリング１７を省略して組立てを容易にし、熱動弁ヘッダ１の製造コストを抑えることもできる。

ヒータ支持部７ａは、ヒータ１６の支持面１６ｄに点接触状に当接する先端部分のみ部分球面状に形成されていてもよく、先端部分がスプリング１７の付勢力に耐え得る細い棒状に形成されていてもよい。この場合でもワックスサーモエレメント１５の傾きに合せてヒータ１６が傾くことを許容して、ヒータ１６とワックスサーモエレメント１５の密着性を向上させることができる。

その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１：熱動弁ヘッダ
２：熱動弁ヘッダケース（熱動弁ケース）
３：本体部
３ａ〜３ｃ：収容部
４：分配通路部
４ａ〜４ｃ：通路出口
４ｄ〜４ｆ：ロッド挿通孔
５：入口接続部
６：出口接続部
６ａ〜６ｃ：配管接続部
６ｄ：弁室
７：カバー部
７ａ：ヒータ支持部
１０ａ〜１０ｃ：熱動弁
１１：ロッドケース
１２：ロッド
１３：弁体
１５：ワックスサーモエレメント
１５ａ：感温部
１５ｂ：ピストン
１６：ヒータ
１６ａ：加熱面
１６ｄ：支持面
１７：スプリング（付勢部材）
２１：スプリング

Claims

弁体と、前記弁体を駆動するためのワックスサーモエレメントと、前記ワックスサーモエレメントを加熱するためのヒータとが熱動弁ケース内に直列状に配設された熱動弁において、
前記ヒータは前記ワックスサーモエレメントに当接させる加熱面とその反対側の支持面を有し、
前記熱動弁ケースは、前記支持面の中央近傍に点接触状に当接するように突出させたヒータ支持部を有することを特徴とする熱動弁。
前記熱動弁ケースは、前記ワックスサーモエレメントと前記ヒータを収容する収容部を有する本体部と、前記収容部を覆うカバー部を備え、
前記ヒータ支持部は、前記カバー部から前記ヒータに向けて突出させて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の熱動弁。
前記ヒータ支持部は、部分球面状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱動弁。
前記ワックスサーモエレメントを前記ヒータに向けて付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の熱動弁。