JP4639977B2 - Valve unit - Google Patents
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Description
本発明は、配管路に介装されてモータ駆動により当該配管路を開閉するバルブユニットに関するものである。 The present invention relates to a valve unit that is interposed in a pipeline and opens and closes the pipeline by driving a motor.
例えば、洗濯機や食器洗浄機等の水を扱う各種の機器においては、使用後の上記水を排水するための排水ラインに、上記機器からの信号により当該排水ラインを開閉するためのステッピングモータ駆動によるバルブユニットが組み込まれている。 For example, in various devices that handle water, such as washing machines and dishwashers, a stepping motor drive for opening and closing the drain line in response to a signal from the device is provided in the drain line for draining the water after use. The valve unit by is incorporated.
従来のこの種のバルブユニットとしては、上記ステッピングモータによって回転駆動される送りねじに、駆動駒を当該送りねじに沿って直線的に移動自在に歯合させ、この駆動駒に、上記排水ラインに連通する弁室内に設けられた弁座を塞ぐ弁部材を一体に設けることにより、当該弁部材を上記弁座に対して進退自在としたものが広く用いられている。 As a conventional valve unit of this type, a drive piece is engaged with a feed screw that is rotationally driven by the stepping motor so as to be linearly movable along the feed screw, and this drive piece is connected to the drain line. Widely used is a valve member that closes a valve seat provided in a communicating valve chamber so that the valve member can move forward and backward with respect to the valve seat.
上記従来のバルブユニットによれば、上記機器からの信号によりモータを駆動し、送りねじを回転させて、駆動駒とこれと一体化された弁部材とを弁座に対して直線的に進退させることにより、上記排水ラインを開閉することができる。 According to the conventional valve unit, the motor is driven by the signal from the device, the feed screw is rotated, and the drive piece and the valve member integrated therewith are linearly advanced and retracted with respect to the valve seat. Thus, the drainage line can be opened and closed.
ところで、上記バルブユニットにおいては、一般的に弁部材によって弁座を塞いで排水ラインを閉じる際に、弁部材による弁座の閉塞を確実に行わせるために、ステッピングモータを本来の弁部材の弁座に対する当接位置よりも余分に回転させて、上記弁部材を弁座に押圧する方法が採られている。 By the way, in the above valve unit, in general, when the valve seat is closed by the valve member and the drainage line is closed, the stepping motor is provided with the valve of the original valve member in order to securely close the valve seat by the valve member. A method is adopted in which the valve member is pressed against the valve seat by rotating more than the contact position with respect to the seat.
このため、特に排水ラインを閉じる際や、閉じた状態から開く際に、弁部材の先端に過大な力が作用し、この結果当該弁部材の先端部分が早期に摩耗したり、あるいは送りねじと駆動駒との歯合部分の歯が損傷を受けたりする問題点があった。 For this reason, particularly when the drainage line is closed or opened from a closed state, an excessive force acts on the tip of the valve member. There was a problem that the tooth of the engagement portion with the driving piece was damaged.
そこで、上記問題点を回避すべく、弁部材や送りねじ等を構成する素材の機械的強度を高める必要があり、よって設計の自由度が制約されるとともに、製品コストの高騰化を招くという問題点があった。 Therefore, in order to avoid the above-mentioned problems, it is necessary to increase the mechanical strength of the material constituting the valve member, the feed screw, etc., so that the degree of freedom of design is restricted and the product cost is increased. There was a point.
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、内部に設けられた弁座を閉じる際にも弁部材等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことが可能となるバルブユニットを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can reliably prevent an excessive force from acting on a valve member or the like even when a valve seat provided therein is closed. It is an object of the present invention to provide a valve unit capable of improving the degree and extending the durability life without using a high-strength material.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、配管路に介装され、一端部にモータが固定されたハウジングと、このハウジングに一体化されて先端部に上記配管路と連通する弁室が形成されたバルブ本体とを有し、内部に上記モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、この変換機構の先端に設けられて上記弁室内に移動自在に設けられ、上記弁室内に形成された弁座を閉塞可能な弁部材とを有し、上記弁部材を上記弁座に対して進退させることにより上記配管路を開閉するバルブユニットにおいて、上記変換機構は、上記モータによって回転駆動されるとともに外周部に雄ねじが形成された送りねじ部材と、この送りねじ部材の上記雄ねじと歯合する雌ねじが形成されて上記送りねじ部材の回転運動により直線運動する駆動駒と、この駆動駒と上記弁部材との間に設けられて圧縮された際に反発力を生じる付勢部材とを備え、かつ上記弁部材は、上記弁室内に移動自在に設けられた弁体と、上記モータ側の端部に設けられて上記ハウジングに固定されたフランジ部と、これらフランジ部と弁体とを連結一体化するとともに伸縮自在なベローズとを備えてなることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の送りねじ部材の上記雄ねじが、上記弁部材が上記弁座を開いている位置において上記駆動駒の雌ねじと歯合し、かつ上記弁部材が上記弁座を塞いだ位置において上記駆動駒の雌ねじとの歯合が外れる位置に形成されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the male screw of the feed screw member according to the first aspect meshes with the female screw of the driving piece at a position where the valve member opens the valve seat, and the valve The member is formed at a position where the engagement with the female screw of the driving piece is disengaged at a position where the member closes the valve seat.
請求項1に記載のバルブユニットにおいては、弁部材によって弁座を閉塞して配管路を閉じる際に、モータを作動させて送りねじ部材を回転させると、この送りねじ部材と歯合する駆動駒が弁座側に向けて移動する。すると、この駆動駒と弁部材との間に介装された付勢部材が圧縮され、その反発力により弁部材が弁座側に押圧されて移動し、最終的に弁座を塞ぐ。
In the valve unit according to
この際に、弁部材は、付勢部材の反発力によって弁座に圧着されるために、弁部材の先端に過大な力が作用して先端部分が早期に摩耗したり、あるいは送りねじ部材と駆動駒との歯合部分の歯が損傷を受けたりするおそれがない。
また、仮にバルブユニット内の液体が凍結した場合においても、弁部材を開こうとした際に、付勢部材のみがその反発力を減じる方向に作動するのみであるために、弁座や弁部材等に過大な力が作用して損傷を受けるおそれもない。
At this time, since the valve member is pressed against the valve seat by the repulsive force of the urging member, an excessive force acts on the tip of the valve member and the tip portion is worn early, or the feed screw member and There is no risk of damage to the teeth of the engagement portion with the drive piece.
Even if the liquid in the valve unit is frozen, only the urging member operates in a direction to reduce the repulsive force when opening the valve member. There is no risk of damage due to excessive force acting on the surface.
さらに、請求項2に記載の発明によれば、送りねじ部材の雄ねじを、上記弁部材が弁座を塞いだ位置において駆動駒の雌ねじとの歯合が外れるように形成しているため、弁部材による弁座閉塞時にモータを余分に回しても、送りねじ部材が空回りをするのみであって、駆動駒ひいては弁本体を弁座側に駆動する力が発生しない。
Furthermore, according to the invention described in
この結果、従来のもののように、弁座を閉じる際に弁部材の先端部や送りねじ部材と駆動駒との歯合部分等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことができる。 As a result, like the conventional one, when closing the valve seat, it is possible to reliably prevent an excessive force from acting on the tip portion of the valve member or the engagement portion between the feed screw member and the drive piece, Therefore, the degree of freedom in design is improved and the durability life can be extended without using a high-strength material.
図1〜図3は、本発明に係るバルブユニットの一実施形態を示すもので、このバルブユニットは、一端部にモータ1が固定された大径円筒状のハウジング2と、このハウジング2の他端部に取付ねじ2aによって一体化された小径円筒状のバルブ本体3とから概略構成されている。そして、バルブ本体3の先端部に、配管路の流入側との接続口4が形成され、中間部側壁に流出側との接続口5が形成されることにより、内部に弁室3aが形成されている。なお、図中符号6は、流出側の接続口5側が閉じている際に、流入側の接続口4から流入した液体を一時的に逃がして別途タンク等に蓄えるための排出口である。
1 to 3 show an embodiment of a valve unit according to the present invention. The valve unit includes a large-diameter
他方、モータ1は、内部にステッピングモータとその回転軸に歯合する減速ギヤ列とが組み込まれたもので、上記減速ギヤ列の最終段のギヤ軸1aがハウジング2内に突出するとともに、その外周にピニオンギヤ7が取り付けられている。ここで、ギヤ軸1aは、モータ1とハウジング2との間に介装された中間板8に回転自在に支承されている。
On the other hand, the
そして、このハウジング2の中心部には、送りねじ(送りねじ部材)10がスラスト受け板9によって軸方向に支持されるとともに、軸線回りに回転自在に設けられている。この送りねじ10は、基端部外周にギヤ10aが一体成型されており、このギヤ10aに上記ピニオンギヤ7が歯合されている。また、この送りねじ10の先端側外周には、所定範囲にギヤ部(雄ねじ)11が形成されている。そして、このギヤ部11に、内周面に形成された雌ねじ12aが歯合する駆動駒12が、送りねじ10の回転により図3中左右方向に移動自在に設けられている。
At the center of the
他方、これら送りねじ10および駆動駒12の外方には、これらを囲繞するようにして弁部材が設けられている。この弁部材は、一端に設けられてハウジング2とバルブ本体3との間の段部13に係止されるフランジ部14と、他端に設けられた弁体15と、これらフランジ部14と弁体15とを連結一体化するとともに伸縮自在なベローズ16とからなるものである。
On the other hand, a valve member is provided outside the
ここで、弁体15は、内部が端面板15aによって閉じられた円筒状の部材であり、その長さ寸法が上記接続口5の弁室内開口部(弁座)5aを閉塞可能な寸法に形成されている。そして、駆動駒12と対向する弁体15の端面板15a上には、駆動板17が配設されるとともに、この駆動板17と駆動駒12との間に、圧縮された際に反発力を生じるスプリング(付勢部材)18が介装されている。
Here, the
また、バルブ本体3の内壁には、弁体15が接続口5の弁室内開口部5aを封じた位置で弁体15が当接する係止凸部19が形成されている。
さらに、送りねじ10のギヤ部11は、その先端11aが、弁体15が上記開口部5aを塞いだ位置において駆動駒12の雌ねじ12aとの歯合が外れる位置に形成されている。
In addition, a
Further, the
以上の構成からなるバルブユニットにおいては、図3に示す弁体15が後退した状態においては、図示されない配管路からの蒸気や水等の流体が、バルブ本体3の流入側の接続口4から弁室3aを通じて流出側の接続口5から上記配管路へと流れて行く。そして、上記配管路を閉じる場合には、モータ1を作動させてピニオンギヤ7により送りねじ10を回転させる。
In the valve unit having the above configuration, when the
すると、この送りねじ10と歯合する駆動駒12が上記接続口5の弁室内開口部5a側に向けて移動し、この結果、駆動駒12と駆動板17との間に介装されたスプリング18が圧縮されて、その反発力により駆動板17を介して弁体15が押圧される。そして、弁部材のベローズ16が伸びつつ当該弁体15が移動して、最終的に図3に点線位置で示すように上記開口部5aを塞ぐとともに、係止凸部19に当接する。
Then, the
この際に、弁体15は、スプリング18の反発力によって係止凸部19に当接するとともに、上記開口部5aを閉塞しているために、弁体15に過大な力が作用して早期の摩耗を招いたり、あるいは送りねじ10と駆動駒12との歯合部分の歯11、12aが損傷を受けたりするおそれがない。
At this time, the
加えて、送りねじ10のねじ部11を、弁体15が開口部5aを塞いだ位置において駆動駒12の雌ねじ12aとの歯合が外れるように形成しているため、弁体15による開口部5aの閉塞時にモータ1を余分に回しても、送りねじ10が空回りするのみであって、駆動駒12や弁体15を開口部5a側に駆動する力が発生しない。
In addition, since the
このため、開口部5aを閉じる際に、弁体15や送りねじ10と駆動駒12との歯合部分等に過大な力が作用することを確実に防止することができ、よって設計の自由度が向上するとともに、高い強度の素材を用いることなく耐久寿命を延ばすことができる。
For this reason, when closing the
また、駆動駒12には、スプリング18からの反発力がこれをモータ1側に移動させる側に作用しているために、配管路を開くべく、モータ1を逆方向に回転させると、上記反発力によって駆動駒12の雌ねじ12aと送りねじ10のねじ部11とが再び歯合し、図3中左方に移動する。
Further, since the repulsive force from the
この結果、スプリング18による付勢力が低減するために、伸びたベローズ16の縮み力(元形状への復帰力)あるいはバルブ本体3の流入側の接続口4からの流体圧力により弁体15も図中左方に押し込まれ、開口部5aが開かれることにより、再び上記流体が弁室3aを通じて流出側の接続口5から上記配管路へと流れて行く。なお、スプリング18の端部と駆動板17および弁体15とを一体的に連結することにより、駆動駒12が図中左方に移動した際に、スプリング18を介して弁体15も一体的に図中左方に移動させるようにしてもよい。
As a result, since the urging force by the
また、仮にバルブユニット内の水等の液体が凍結した場合においても、弁体15を開こうとした際に、スプリング18のみが伸びるのみであるために、弁体15や開口部5aの周縁等に過大な力が作用して損傷を受けるおそれもない。
Further, even when a liquid such as water in the valve unit is frozen, only the
1 モータ
2 ハウジング
3 バルブ本体
4 流入側との接続口
5 流出側との接続口
10 送りねじ(送りねじ部材)
11 ギヤ部(雄ねじ)
11a ギヤ部の端部
12 駆動駒
12a 雌ねじ
14 フランジ部
15 弁体(弁部材)
16 ベローズ
18 スプリング(付勢部材)
DESCRIPTION OF
11 Gear (Male thread)
11a End of
16
Claims (2)
上記変換機構は、上記モータによって回転駆動されるとともに外周部に雄ねじが形成された送りねじ部材と、この送りねじ部材の上記雄ねじと歯合する雌ねじが形成されて上記送りねじ部材の回転運動により直線運動する駆動駒と、この駆動駒と上記弁部材との間に設けられて圧縮された際に反発力を生じる付勢部材とを備え、
かつ上記弁部材は、上記弁室内に移動自在に設けられた弁体と、上記モータ側の端部に設けられて上記ハウジングに固定されたフランジ部と、これらフランジ部と弁体とを連結一体化するとともに伸縮自在なベローズとを備えてなることを特徴とするバルブユニット。 A housing having a motor fixed to one end and a valve body integrated with the housing and formed with a valve chamber communicating with the piping at the tip; A conversion mechanism that converts the rotational motion of the motor into a linear motion; and a valve member that is provided at the tip of the conversion mechanism and is movably provided in the valve chamber and can close the valve seat formed in the valve chamber. A valve unit that opens and closes the pipe line by moving the valve member forward and backward with respect to the valve seat;
The conversion mechanism is rotationally driven by the motor and has a feed screw member having a male screw formed on the outer periphery thereof, and a female screw that meshes with the male screw of the feed screw member. A drive piece that moves linearly, and a biasing member that is provided between the drive piece and the valve member and generates a repulsive force when compressed ,
The valve member includes a valve body movably provided in the valve chamber, a flange portion provided at an end on the motor side and fixed to the housing, and the flange portion and the valve body are integrally connected. A valve unit characterized by comprising a bellows that can be expanded and contracted .
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