JP3579322B2 - 電動バタフライバルブ - Google Patents
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- Y10T137/87708—With common valve operator
- Y10T137/87772—With electrical actuation
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用空調装置の温水配管の開閉や切り換え等に用いられる電動バタフライバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の温水配管の開閉や切り換え等に用いられる電動バタフライバルブは、一般に、管路内に配置された円盤状の弁体の向きをモータの駆動力により変化させて、管路の開通状態を制御するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような電動バタフライバルブにおいて、例えば管路を全閉にする弁体の端部停止位置（全閉位置）でモータを単純に停止させるように制御する構成をとると、部品の精度や取り付け精度上避けられない誤差の存在のために、確実な全閉状態が得られず通水漏れが発生してしまう場合が少なくない。
【０００４】
そこで、全閉位置になってもさらに弁体を閉じ方向に駆動したままの状態にモータをロックさせて、弁体を全閉方向に押しつけるようにしたものもあるが、モータの耐久上好ましくない。
【０００５】
また、複数の弁体が並んで連動制御されるバタフライバルブ装置において、各弁体に全く同じ開閉動作をさせる場合でも、部品の精度や取り付け精度等から弁体毎に開度に僅かな相違があるので、各弁体毎にモータを設けて駆動制御せざるを得ず、部品コスト上不経済であった。
【０００６】
そこで本発明は、各部品や取り付けに高精度を必要とすることなく、しかもモータをロックさせずに、端部停止位置において弁体を通水漏れ等が発生しない正確な状態に停止させることができる電動バタフライバルブを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電動バタフライバルブは、管路内に配置された弁体の向きをモータ駆動により変化させて管路の開通状態を制御するようにした電動バタフライバルブにおいて、モータによって回動駆動される駆動腕と弁体に連結された従動腕とを弾性連結部材により弾力的に連結し、弁体の少なくとも一方の端部停止位置において、弁体をストッパに当接させた状態で停止させる際に、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕を余分に回動駆動してからモータを停止させるようにしたものである。
【０００８】
なお、弾性連結部材が、駆動腕及び従動腕の双方と係合するバネ材であり、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動すると、従動腕は弁体と共に停止し、弾性連結部材が弾性変形した状態になってもよい。
【０００９】
その場合、弾性連結部材が、駆動腕と従動腕とを挟み付けるフォーク状部分を有し、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動すると、フォーク状部分の隙間が開く状態に弾性連結部材が弾性変形するようにしてもよい。
【００１０】
なお、弁体が管路を開閉するためのものであり、弁体の端部停止位置が管路を全閉にする位置であってもよく、或いは、管路が弁体の位置において分岐された分岐管路であり、弁体の両端の停止位置において各々、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕を余分に回動駆動してからモータが停止されるようにしてもよい。
【００１１】
また、弁体と従動腕とが複数組設けられると共に、それと同数の複数の駆動腕が一つのモータで回動駆動されるように配置され、複数の駆動腕が各々弾性連結部材によって従動腕と弾力的に連結されていて、複数の弁体の向きが一つのモータによって連動して制御されるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図３及び図４は、例えば自動車の空調装置の温水配管の開閉等に用いられる電動バタフライバルブを示しており、１が管路である。ただし、本発明はその他各種の流体管路の開通状態を制御するための電動バタフライバルブに適用することができる。
【００１３】
管路１の途中には、管路１の開通状態を制御するための円盤状のバタフライバルブ２が、管路１を横切る軸体３を中心に回転自在に配置されている。軸体３は、バタフライバルブ２に対して固着されている。
【００１４】
バタフライバルブ２は、電動のモータ４によって駆動されることにより、軸体３を中心に回動してその向きが変わる。ここでのモータ４としては、停止角度を設定することができるモータアクチュエータ或いはステップモータ等を用いるとよい。
【００１５】
モータ４の出力軸５と軸体３とは、同軸線上に配置されているが直結されてはおらず、連結機構１０を介して連結されている。連結機構１０は、モータ４の出力軸５に直結された駆動腕１１と、バタフライバルブ２の軸体３に直結された従動腕１２と、駆動腕１１と従動腕１２とを弾力的に連結するスプリング１３（弾性連結部材）とによって構成されている。
【００１６】
駆動腕１１と従動腕１２は、各々回転軸に対して略垂直方向に伸びており、駆動腕１１の先端から側方に突設された駆動ピン１１ａと従動腕１２の先端から側方に突設された従動ピン１２ａとが、隣接して位置するように配置されて、スプリング１３によって弾力的に連結されている。
【００１７】
図５は、スプリング１３を単体で示しており、駆動ピン１１ａと従動ピン１２ａとを挟むフォーク部１３ａが、軸体３の端部を囲む位置に配置されるコイル部１３ｂの両端から延出形成され、先端部１３ｃはフォーク部１３ａを閉じる状態に折り曲げられている。
【００１８】
図１及び図２は、図３におけるＡ−Ａ断面を示しており、図１は、管路１がバタフライバルブ２によって完全に閉じられた全閉状態を示し、図２は全開状態を示している。
【００１９】
スプリング１３のフォーク部１３ａは、通常の状態では、図２に示されるように駆動腕１１の駆動ピン１１ａと従動腕１２の従動ピン１２ａを共にガタつきのないように挟み付けている。
【００２０】
したがって、駆動腕１１がモータ４によって回動駆動されれば、スプリング１３を介して駆動腕１１に連結された従動腕１２が遅れなく駆動腕１１と一体的に回動し、バタフライバルブ２の向きが全開状態に至るまで変えられる。
【００２１】
ただし、全閉状態になるときは、バタフライバルブ２が管路１を閉じる状態で管路１の内壁（ストッパ）にぶつかった状態から、さらに駆動腕１１を余分に回動駆動してからモータ４が停止される。
【００２２】
したがって全閉状態においては、図１に示されるように、バタフライバルブ２が管路１の内壁にぶつかって従動腕１２の従動ピン１２ａが停止した後、さらに駆動腕１１の駆動ピン１１ａが余分に回動して、スプリング１３のフォーク部１３ａを開く方向に弾性変形させた状態になっている。
【００２３】
その結果、スプリング１３に生じるバネ力がバタフライバルブ２を管路１の内壁に押しつけるように作用し、各部品の寸法誤差や取り付け誤差等があっても確実な全閉状態になる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば図６及び図７に示されるように、管路１がバタフライバルブ２の位置において分岐された分岐管路であって、管路１の連通状態がバタフライバルブ２により切り換えられるものであってもよい。
【００２５】
この場合には、バタフライバルブ２が動作の両端においてストッパ（管路１の内壁等）にぶつかり、両端の停止位置の各々において、前述の図１に示されるようなスプリング１３が弾性変形する状態になる。
【００２６】
また、図８に示されるように、一つのモータ４の両側に出力軸５を設けて、二つのバタフライバルブ２を一つのモータ４で連動して駆動し、その駆動部の途中に各々第１の実施例と同様の連結機構１０を配置すれば、二つのバタフライバルブ２が全閉になる位置にズレがあっても、双方を同時に確実に全閉状態にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体の端部停止位置において、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動してからモータを停止させると、弁体と連結されている従動腕は弁体と共に停止し、駆動腕と従動腕とを弾力的に連結する弾性連結部材が弾性変形した状態になるので、その弾性が弁体をストッパに確実に押しつけるように作用し、各部品の寸法誤差や取り付け誤差等があっても、モータをロックさせることなく通水漏れ等が発生しない正確な状態に弁体を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの全閉状態のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの全開状態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの正面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブのスプリングの斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例の電動バタフライバルブのバルブ部分の第１の状態の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の電動バタフライバルブのバルブ部分の第２の状態の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の電動バタフライバルブの正面図である。
【符号の説明】
１ 管路
２ バタフライバルブ（弁体）
３ 軸体
４ モータ
１０ 連結機構
１１ 駆動腕
１１ａ 駆動ピン
１２ 従動腕
１２ａ 従動ピン
１３ スプリング（弾性連結部材）
１３ａ フォーク部
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用空調装置の温水配管の開閉や切り換え等に用いられる電動バタフライバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の温水配管の開閉や切り換え等に用いられる電動バタフライバルブは、一般に、管路内に配置された円盤状の弁体の向きをモータの駆動力により変化させて、管路の開通状態を制御するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような電動バタフライバルブにおいて、例えば管路を全閉にする弁体の端部停止位置（全閉位置）でモータを単純に停止させるように制御する構成をとると、部品の精度や取り付け精度上避けられない誤差の存在のために、確実な全閉状態が得られず通水漏れが発生してしまう場合が少なくない。
【０００４】
そこで、全閉位置になってもさらに弁体を閉じ方向に駆動したままの状態にモータをロックさせて、弁体を全閉方向に押しつけるようにしたものもあるが、モータの耐久上好ましくない。
【０００５】
また、複数の弁体が並んで連動制御されるバタフライバルブ装置において、各弁体に全く同じ開閉動作をさせる場合でも、部品の精度や取り付け精度等から弁体毎に開度に僅かな相違があるので、各弁体毎にモータを設けて駆動制御せざるを得ず、部品コスト上不経済であった。
【０００６】
そこで本発明は、各部品や取り付けに高精度を必要とすることなく、しかもモータをロックさせずに、端部停止位置において弁体を通水漏れ等が発生しない正確な状態に停止させることができる電動バタフライバルブを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電動バタフライバルブは、管路内に配置された弁体の向きをモータ駆動により変化させて管路の開通状態を制御するようにした電動バタフライバルブにおいて、モータによって回動駆動される駆動腕と弁体に連結された従動腕とを弾性連結部材により弾力的に連結し、弁体の少なくとも一方の端部停止位置において、弁体をストッパに当接させた状態で停止させる際に、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕を余分に回動駆動してからモータを停止させるようにしたものである。
【０００８】
なお、弾性連結部材が、駆動腕及び従動腕の双方と係合するバネ材であり、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動すると、従動腕は弁体と共に停止し、弾性連結部材が弾性変形した状態になってもよい。
【０００９】
その場合、弾性連結部材が、駆動腕と従動腕とを挟み付けるフォーク状部分を有し、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動すると、フォーク状部分の隙間が開く状態に弾性連結部材が弾性変形するようにしてもよい。
【００１０】
なお、弁体が管路を開閉するためのものであり、弁体の端部停止位置が管路を全閉にする位置であってもよく、或いは、管路が弁体の位置において分岐された分岐管路であり、弁体の両端の停止位置において各々、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕を余分に回動駆動してからモータが停止されるようにしてもよい。
【００１１】
また、弁体と従動腕とが複数組設けられると共に、それと同数の複数の駆動腕が一つのモータで回動駆動されるように配置され、複数の駆動腕が各々弾性連結部材によって従動腕と弾力的に連結されていて、複数の弁体の向きが一つのモータによって連動して制御されるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図３及び図４は、例えば自動車の空調装置の温水配管の開閉等に用いられる電動バタフライバルブを示しており、１が管路である。ただし、本発明はその他各種の流体管路の開通状態を制御するための電動バタフライバルブに適用することができる。
【００１３】
管路１の途中には、管路１の開通状態を制御するための円盤状のバタフライバルブ２が、管路１を横切る軸体３を中心に回転自在に配置されている。軸体３は、バタフライバルブ２に対して固着されている。
【００１４】
バタフライバルブ２は、電動のモータ４によって駆動されることにより、軸体３を中心に回動してその向きが変わる。ここでのモータ４としては、停止角度を設定することができるモータアクチュエータ或いはステップモータ等を用いるとよい。
【００１５】
モータ４の出力軸５と軸体３とは、同軸線上に配置されているが直結されてはおらず、連結機構１０を介して連結されている。連結機構１０は、モータ４の出力軸５に直結された駆動腕１１と、バタフライバルブ２の軸体３に直結された従動腕１２と、駆動腕１１と従動腕１２とを弾力的に連結するスプリング１３（弾性連結部材）とによって構成されている。
【００１６】
駆動腕１１と従動腕１２は、各々回転軸に対して略垂直方向に伸びており、駆動腕１１の先端から側方に突設された駆動ピン１１ａと従動腕１２の先端から側方に突設された従動ピン１２ａとが、隣接して位置するように配置されて、スプリング１３によって弾力的に連結されている。
【００１７】
図５は、スプリング１３を単体で示しており、駆動ピン１１ａと従動ピン１２ａとを挟むフォーク部１３ａが、軸体３の端部を囲む位置に配置されるコイル部１３ｂの両端から延出形成され、先端部１３ｃはフォーク部１３ａを閉じる状態に折り曲げられている。
【００１８】
図１及び図２は、図３におけるＡ−Ａ断面を示しており、図１は、管路１がバタフライバルブ２によって完全に閉じられた全閉状態を示し、図２は全開状態を示している。
【００１９】
スプリング１３のフォーク部１３ａは、通常の状態では、図２に示されるように駆動腕１１の駆動ピン１１ａと従動腕１２の従動ピン１２ａを共にガタつきのないように挟み付けている。
【００２０】
したがって、駆動腕１１がモータ４によって回動駆動されれば、スプリング１３を介して駆動腕１１に連結された従動腕１２が遅れなく駆動腕１１と一体的に回動し、バタフライバルブ２の向きが全開状態に至るまで変えられる。
【００２１】
ただし、全閉状態になるときは、バタフライバルブ２が管路１を閉じる状態で管路１の内壁（ストッパ）にぶつかった状態から、さらに駆動腕１１を余分に回動駆動してからモータ４が停止される。
【００２２】
したがって全閉状態においては、図１に示されるように、バタフライバルブ２が管路１の内壁にぶつかって従動腕１２の従動ピン１２ａが停止した後、さらに駆動腕１１の駆動ピン１１ａが余分に回動して、スプリング１３のフォーク部１３ａを開く方向に弾性変形させた状態になっている。
【００２３】
その結果、スプリング１３に生じるバネ力がバタフライバルブ２を管路１の内壁に押しつけるように作用し、各部品の寸法誤差や取り付け誤差等があっても確実な全閉状態になる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば図６及び図７に示されるように、管路１がバタフライバルブ２の位置において分岐された分岐管路であって、管路１の連通状態がバタフライバルブ２により切り換えられるものであってもよい。
【００２５】
この場合には、バタフライバルブ２が動作の両端においてストッパ（管路１の内壁等）にぶつかり、両端の停止位置の各々において、前述の図１に示されるようなスプリング１３が弾性変形する状態になる。
【００２６】
また、図８に示されるように、一つのモータ４の両側に出力軸５を設けて、二つのバタフライバルブ２を一つのモータ４で連動して駆動し、その駆動部の途中に各々第１の実施例と同様の連結機構１０を配置すれば、二つのバタフライバルブ２が全閉になる位置にズレがあっても、双方を同時に確実に全閉状態にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体の端部停止位置において、弁体がストッパに当接した後さらに駆動腕をモータで余分に回動駆動してからモータを停止させると、弁体と連結されている従動腕は弁体と共に停止し、駆動腕と従動腕とを弾力的に連結する弾性連結部材が弾性変形した状態になるので、その弾性が弁体をストッパに確実に押しつけるように作用し、各部品の寸法誤差や取り付け誤差等があっても、モータをロックさせることなく通水漏れ等が発生しない正確な状態に弁体を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの全閉状態のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの全開状態のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブの正面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の電動バタフライバルブのスプリングの斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例の電動バタフライバルブのバルブ部分の第１の状態の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の電動バタフライバルブのバルブ部分の第２の状態の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の電動バタフライバルブの正面図である。
【符号の説明】
１ 管路
２ バタフライバルブ（弁体）
３ 軸体
４ モータ
１０ 連結機構
１１ 駆動腕
１１ａ 駆動ピン
１２ 従動腕
１２ａ 従動ピン
１３ スプリング（弾性連結部材）
１３ａ フォーク部
Claims (5)
- 管路内に配置された弁体の向きをモータ駆動により変化させて上記管路の開通状態を制御するようにした電動バタフライバルブにおいて、
上記モータによって回動駆動される駆動腕と上記弁体に連結された従動腕とを弾性連結部材により弾力的に連結し、上記弁体の少なくとも一方の端部停止位置において、上記弁体をストッパに当接させた状態で停止させる際に、上記弁体が上記ストッパに当接した後さらに上記駆動腕を余分に回動駆動してから上記モータを停止させるようにした電動バタフライバルブであって、
上記弁体と上記従動腕とが複数組設けられると共に、それと同数の複数の駆動腕が一つのモータで回動駆動されるように配置され、上記複数の駆動腕が各々上記弾性連結部材によって上記従動腕と弾力的に連結されていて、上記複数の弁体の向きが上記一つのモータによって連動して制御されるようにしたことを特徴とする電動バタフライバルブ。 - 上記弾性連結部材が、上記駆動腕及び上記従動腕の双方と係合するバネ材であり、上記弁体が上記ストッパに当接した後さらに上記駆動腕を上記モータで余分に回動駆動すると、上記従動腕は上記弁体と共に停止し、上記弾性連結部材が弾性変形した状態になる請求項１記載の電動バタフライバルブ。
- 上記弾性連結部材が、上記駆動腕と上記従動腕とを挟み付けるフォーク状部分を有し、上記弁体が上記ストッパに当接した後さらに上記駆動腕を上記モータで余分に回動駆動すると、上記フォーク状部分の隙間が開く状態に上記弾性連結部材が弾性変形する請求項２記載の電動バタフライバルブ。
- 上記弁体が上記管路を開閉するためのものであり、上記弁体の端部停止位置が上記管路を全閉にする位置である請求項１、２又は３記載の電動バタフライバルブ。
- 上記管路が上記弁体の位置において分岐された分岐管路であり、上記弁体の両端の停止位置において各々、上記弁体が上記ストッパに当接した後さらに上記駆動腕を余分に回動駆動してから上記モータが停止される請求項１、２又は３記載の電動バタフライバルブ。
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