JP5205140B2

JP5205140B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP5205140B2
Application number: JP2008165903A
Authority: JP
Inventors: 健児河井; 義幸丸本
Original assignee: YJS CO., LTD.
Current assignee: YJS CO., LTD.
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP2010007725A

Description

この発明は、弁体をステッピングモータ等の電動アクチュエータにより開閉するような混合弁、流量制御弁、三方弁、二方弁等の電動弁に関する。

上記のような電動弁は、図９の混合弁で例示するように、弁本体１に流入用流体通路２、３と流出用流体通路４を設け、この流入用流体通路２、３間に形成された弁室５の両側に弁孔６を有する弁座７を形成し、前記弁室５の内部に両側の弁孔６を開閉する弁体８を収納し、前記弁本体１の弁体収納開口９内に弁体駆動軸１０を挿通案内する駆動軸ガイド１１を配置し、前記弁本体１の弁体収納開口９を閉塞する取付け板１２に電動アクチュエータ１３を取付け、前記電動アクチュエータ１３で弁体駆動軸１０を介して弁体８を作動させるような構造になっている。

従来の電動弁において、弁本体１に対して取付け板１２はビス等の固定具を用いて締結固定し、また、電動アクチュエータ１３も上記取付け板１２にビス等の固定具を用いて締結固定する構造が採用されている。

また、上記のような電動弁において、駆動軸ガイドを一体化した取付け板を用い、部品点数を減らして組み立ての手間の削減を図った電動弁も提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
特開２００１−３３６６４６号公報特開２００１−３４９６１０号公報

しかしながら、上記した従来の取付け板１２を弁本体１に固定する構造では、取付け板１２を弁本体にビス等の固定具にて締結固定するようになっているので、ビス等の固定具の締結作業を要することになり、その分組立てに手間がかかることになると共に、経年的に取付け板１２が弁本体内部圧力を受け続けることで、ビス等の固定具の緩みが引き起こり、その結果電動弁に故障が発生するおそれがある。

そこで、この発明の課題は、弁本体に対するスペーサの固定にビス等の固定具の使用を省き、締結作業を不要にして組み立て効率を向上させると同時に、経年的に弁本体内部圧力がスペーサに加わり続けても、スペーサが弁本体から離れることがなく、電動弁に故障を生じさせることのない電動弁を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、流体通路とこの流体通路の途中に弁孔を有する弁座を形成した弁本体の内部に、前記弁座を開閉する弁体を収納し、前記弁本体の弁体収納開口を閉塞するスペーサに電動アクチュエータを取付け、前記電動アクチュエータで弁体駆動軸を介して弁体を作動させるようにした電動弁において、前記弁本体の弁体収納開口に、この弁体収納開口を閉塞するスペーサを嵌め合いにより取付け、前記弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周とスペーサの何れか一方に係合突起と、同他方に、前記スペーサの一方への回動で係合突起と係合し、弁本体に対するスペーサの一方への回動の位置決めと軸方向の結合を行なう係合爪を設けた構成を採用したものである。

この構成において、上記弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周に電動アクチュエータの取付け部を突設し、この取付け部に、スペーサの一方への回動に対して対向する側で開放する溝部と、この溝部を挟んで一方に電動アクチュエータを固定する取付けボルトの締結孔と他方にボルト挿通孔を同軸心の配置で設け、上記スペーサに、上記係合突起と係合爪が係合する状態で前記取付け部の溝部に進入する取付け座を設け、この取付け座に取付け部の締結孔と同軸心の配置となるボルト挿通孔を設けた構成とすることができる。

また、上記係合突起と係合爪の係合時における上下対向面に、上記スペーサの一方への回動によって互いに噛み合い、係合突起と係合爪の係合状態をロックする一対の係合部を設けた構成を採用することができる。

さらに、上記スペーサに、弁本体の弁体収納開口内に挿入され、弁体駆動軸が回転可能に貫通する駆動軸ガイドを一体に設けた構造とすることができる。

ここで、弁本体における弁体収納開口は円筒部の内周によって形成され、円筒部の外周面には、軸心を挟む二箇所の位置に角形ブロック状の係合突起が、更に、この係合突起を結ぶ線と直角の二箇所の位置に電動アクチュエータの取付け部がそれぞれ突設され、前記係合突起は周壁の端面と一致するのに対して、前記取付け部は、周壁の端面から軸方向へ一部が突出するように設けられ、この取付け部の溝部は、周壁の端面から突出する部分に、周壁の周方向に対して一端側が開放し、かつ、周壁側の底面が周壁の端面と同一面となるように形成されている。

また、上記スペーサは、弁本体における円筒部と外径が等しい円盤部の下面に、弁体収納開口への嵌合部を同軸心状に設けて形成され、このスペーサには軸心に沿って弁体駆動軸の挿通孔が貫通しており、前記嵌合部の下部に駆動軸ガイドを一体に設けるようにすることができる。

このスペーサにおける円盤部の外周で軸心を挟む二箇所の位置に、半径方向に突出する張り出し部が設けられ、この両張り出し部の先端部下面に、軸方向の後方に延びた後、半径方向の内側に屈曲する鉤形の係合爪が設けられている。

従って、上記スペーサの嵌合部を弁体収納開口に嵌め合わせ、このスペーサを一方に回転させると、両側の係合爪は係合突起に外嵌係合し、スペーサは弁本体に対して軸方向に固定される。

上記係合突起の下面と係合爪のこの下面への重なり面には、互いに突出状となり、スペーサの一方への回転で噛み合って係合状態をロックする一対の係合部が設けてあるので、係合爪と係合突起の係合状態でスペーサの一方への回転が阻止されることになる。

上記スペーサの回動時に、このスペーサに設けた取付け座が取付け部の溝部に進入し、係合爪と係合突起の係合状態で、取付け座のボルト挿通孔が取付け部の締結孔と同軸心の配置になり、スペーサに重ねた電動アクチュエータを弁本体の取付け部の締結孔にボルトをねじ込んで固定すれば、スペーサは弁本体に強固に固定化される。

この発明によると、弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周とスペーサの何れか一方に係合突起と、同他方に、前記スペーサの回動方向で係合突起と係合し、弁本体に対するスペーサの回動方向の位置決めと軸方向の結合を行なう係合爪を設けたので、弁体収納開口に嵌合したスペーサを回動させるだけで、弁本体に対するスペーサの取付けが簡単に行なえ、弁本体へのスペーサの固定にビス等の固定具の使用を省くことができ、ビスによる締結作業を不要にして組み立て効率を向上させると同時に、係合突起と係合爪の係合で弁本体に対してスペーサを軸方向に固定化でき、経年的に弁本体内部圧力がスペーサに加わり続けても、スペーサが弁本体から離れることがなく、電動弁の故障発生を防ぐことができる。

また、弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周に突設した取付け部に電動アクチュエータを固定する取付けボルトの締結孔を設け、スペーサに、上記係合突起と係合爪が係合する状態で前記取付け部に重なる取付け座を設け、この取付け座に取付け部の締結孔と同軸心の配置となるボルト挿通孔を設けたので、弁本体に電動アクチュエータをボルトで固定すれば、弁本体に対するスペーサと電動アクチュエータの固定が同時に行なえることになる。

更に、スペーサに、弁本体の弁体収納開口内に挿入され、弁体駆動軸が回転可能に貫通する駆動軸ガイドを一体に設けることにより、電動弁の部品点数を削減させることができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、電動弁として、温湯と水を混合する混合弁を例示しており、三方に向けて突出する外観を有する弁本体２１の内部に、直線状に並ぶ両側の流入用流体通路２２、２３とこれと直交する流出用流体通路２４を形成し、これら通路２２、２３、２４の集合する部分が弁室２５となり、この弁室２５の両流入用流体通路２２、２３と連通する部分に弁孔２６を備えた弁座２７を形成し、前記弁室２５内に前記両側の弁孔２６を開閉する弁体２８を回動可能に収納している。なお、流入用流体通路２３の途中には、逆止弁２３ａが組み込んである。

上記弁本体２１の流出用流体通路２４と反対側の位置に、その内部が弁体収納開口２９となる円筒部３０が突設され、この弁体収納開口２９に、弁体収納開口２９を閉塞するスペーサ３１を嵌め合いにより取付け、前記スペーサ３１を介して弁本体２１にステッピングモータのような電動アクチュエータ３２を固定し、前記電動アクチュエータ３２で弁体駆動軸３３を介して弁体２８を作動させるようになっている。

上記弁本体２１の弁体収納開口２９に、この弁体収納開口２９を閉塞するスペーサ３１を嵌め合いにより取付けた状態で、前記弁本体２１の弁体収納開口２９を形成する円筒部３０の外周とスペーサ３１の外周の何れか一方に係合突起３４と、同他方に、前記スペーサ３１の一方への回動方向で係合突起３４と係合し、弁本体２１に対するスペーサ３１の回動方向の位置決めと軸方向の結合を行なう係合爪３５が設けられている。

上記スペーサ３１は、図２乃至図６のように、弁本体２１における円筒部３０と外径が等しい円盤部３６の下面に、弁体収納開口２９への嵌合部３７を同軸心状に設け、軸心に沿って弁体駆動軸３３の挿通孔３８が貫通し、前記円盤部３６の外周で軸心を挟む二箇所の位置に、半径方向に突出する張り出し部３９が設けられ、この両張り出し部３９の先端部下面に、軸方向の後方に延びた後、半径方向の内側に屈曲する鉤形の係合爪３５が設けられている。

また、弁本体２１における円筒部３０の外周面には、軸心を挟む二箇所の位置に、角形ブロック状の係合突起３４が円筒部３０の端面と一致する配置で突設されている。

上記係合突起３４の下面と係合爪３５のこの下面への重なり面には、互いに突出状となり、スペーサ３１の一方への回転で噛み合って、係合突起３４と係合爪３５の係合状態をロックする一対の係合部４０と４１が設けてあり、係合爪３５と係合突起３４の係合状態でスペーサ３１の一方への回転が阻止されることになる。

なお、係合突起３４の係合部４０は、図８のように、スペーサ３１の一方への回動方向に対して前方の位置に、また、係合爪３５の係合部４１は、スペーサ３１の一方への回動方向に対して後方の位置にそれぞれ設けられ、係合突起３４と係合爪３５が内外に丁度嵌まりあって係合状となるとき、一対の係合部４０と４１が互いに噛み合うように設けられている。

上記弁本体２１における円筒部３０の外周面には、両側係合突起３４を結ぶ線と直角の二箇所の位置に電動アクチュエータ３２の取付け部４２が突設され、この取付け部４２は、円筒部３０の端面から軸方向へ一部が突出するように設けられ、この取付け部４２の円筒部３０の端面から突出する部分に、円筒部３０の周方向に対して一端側が開放し、かつ、円筒部３０側の底面が円筒部３０の端面と同一面となる溝部４３が形成されている。

この取付け部４２には、溝部４３を挟んで円筒部３０の側に、電動アクチュエータ３２を弁本体２１にボルトａで固定するための締結孔４４と、円筒部３０の端面から突出する側にボルト挿通孔４５が、円筒部３０の軸方向に平行するよう同軸心の配置で設けられている。

また、上記スペーサ３１における円盤部３６の外周面で、両側の係合爪３５を結ぶ線と直交する二箇所の位置に、平面Ｕ字形となって突出するフランジ状の取付け座４６が設けられ、この取付け座４６には、上記電動アクチュエータ３２を弁本体２１に固定するボルトの挿通孔４７が形成されている。

上記取付け座４６は、スペーサ３１の一方への回動時に、弁本体２１に設けた上記取付け部４２の溝部４３に進入し、係合爪３５と係合突起３４の係合状態で、取付け座４６のボルト挿通孔４７が取付け部４２の締結孔４４と同軸心の配置になり、溝部４３と取付け座４６の嵌り合いにより、弁本体２１に対してスペーサ３１は軸方向に結合され、スペーサ３１に重ねた電動アクチュエータ３２を弁本体２１の取付け部４２の締結孔４４にボルトａをねじ込んで固定すれば、スペーサ３１は弁本体２１に強固に固定化される。

なお、上記スペーサ３１には、図１のように、弁本体２１の弁体収納開口２９内に挿入され、弁体駆動軸３３が回転可能に貫通する駆動軸ガイド４８を嵌合部の端部から軸方向に伸びるように一体に設け、部品点数の削減を図るようにしてもよいと共に、円盤部３６の上面で軸心を挟んだ両側の位置に、電動アクチュエータ３２に設けた突軸を嵌め合わせることにより位置を規定するための位置決め孔４９を設け、弁本体２１と電動アクチュエータ３２の組立て時の位置ずれをなくすようにしている。

この発明の電動弁は、上記のような構成であり、内部に弁体を収納した弁本体に電動アクチュエータを固定するには、スペーサの嵌合部を弁体収納開口に嵌め合わせ、係合爪が係合突起と、また、取付け座が取付け部とそれぞれ干渉しないようにして、円盤部の下面を円筒部の端面に重ねた状態で、このスペーサを一方（図７（ａ）の時計方向）に回転させると、図（ｂ）のように、両側の係合爪は係合突起に外嵌係合し、一対の係合部が互いに噛み合うことで、スペーサは弁本体に対して軸方向に固定される。

これと同時に、スペーサに設けた取付け座が取付け部の溝部に進入し、係合爪と係合突起の係合状態で、取付け座のボルト挿通孔が取付け部の締結孔と同軸心の配置になる。

このようにして弁本体にスペーサを取付けた後、スペーサの上面に電動アクチュエータを重ね、電動アクチュエータの突軸を位置決め孔に嵌め合わせた位置決め状態で、電動アクチュエータ側から弁本体の取付け部の締結孔にボルトをねじ込めば、電動アクチュエータを弁本体に固定することができ、スペーサは弁本体に強固に固定化される。

上記スペーサは、係合爪と係合突起の係合により、円筒部の軸方向に固定化され、経年的に弁本体内部圧力がスペーサに加わり続けても、スペーサが弁本体から離れることがなく、電動弁の故障発生を防ぐことができるという利点がある。

また、弁本体に対するスペーサの取付けは、スペーサの嵌合部を弁体収納開口に嵌め合わせて回転させ、係合爪と係合突起を係合させるだけでよいので、従来のような弁本体にスペーサを固定していたビスでの締結作業が不要になり、作業能率の向上が図れることになる。

なお、弁体と結合する弁体駆動軸は、駆動軸ガイドで回転可能に保持すると共に、スペーサに取付けた電動アクチュエータの出力軸がこの弁体駆動軸と連結されることになる。

なお、図示の場合電動弁は混合弁を例示したが、流量制御弁、二方弁等であってもよい。

この発明に係る電動弁の要部を縦断した正面図この発明に係る電動弁の弁本体とスペーサの分解斜視図この発明に係る電動弁の弁本体とスペーサの分解した組立て前の正面図この発明に係る電動弁の弁本体とスペーサの組立て状態を示す斜視図この発明に係る電動弁の弁本体とスペーサの組立て状態を示す正面図この発明に係る電動弁の組立て状態を示すスペーサ部分での横断平面図（ａ）は図３の矢印VIIａ−VIIａ線での弁本体にスペーサを嵌め合わせた結合前の平面図、（ｂ）は同結合状態の平面図（ａ）は弁本体の係合突起とスペーサの係合爪に設けた係合部の結合前の縦断した拡大断面図、（ｂ）は同係合部の結合状態の拡大した縦断面図従来の電動弁の要部を切り欠いた正面図

符号の説明

２１弁本体
２２、２３流入用流体通路
２４流出用流体通路
２５弁室
２６弁孔
２７弁座
２８弁体
２９弁体収納開口
３０円筒部
３１スペーサ
３２電動アクチュエータ
３３弁体駆動軸
３４係合突起
３５係合爪
３６円盤部
３７嵌合部
３８挿通孔
３９張り出し部
４０、４１係合部
４２取付け部
４３溝部
４４締結孔
４５ボルト挿通孔
４６取付け座
４７ボルト挿通孔
４８駆動軸ガイド
４９位置決め孔

Claims

流体通路とこの流体通路の途中に弁孔を有する弁座を形成した弁本体の内部に、前記弁座を開閉する弁体を収納し、前記弁本体の弁体収納開口を閉塞するスペーサに電動アクチュエータを取付け、前記電動アクチュエータで弁体駆動軸を介して弁体を作動させるようにした電動弁において、
前記弁本体の弁体収納開口に、この弁体収納開口を閉塞するスペーサを嵌め合いにより取付け、前記弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周とスペーサの何れか一方に係合突起と、同他方に、前記スペーサの一方への回動で係合突起と係合し、弁本体に対するスペーサの一方への回動の位置決めと軸方向の結合を行なう係合爪を設け、
上記弁本体の弁体収納開口を形成する円筒部の外周に電動アクチュエータの取付け部を突設し、この取付け部に、スペーサの一方への回動に対して対向する側で開放する溝部と、この溝部を挟んで一方に電動アクチュエータを固定する取付けボルトの締結孔と他方にボルト挿通孔を同軸心の配置で設け、上記スペーサに、上記係合突起と係合爪が係合する状態で前記取付け部の溝部に進入する取付け座を設け、この取付け座に取付け部の締結孔と同軸心の配置となるボルト挿通孔を設けたことを特徴とする電動弁。
上記係合突起と係合爪の係合時における上下対向面に、上記スペーサの一方への回動によって互いに噛み合い、係合突起と係合爪の係合状態をロックする一対の係合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
上記スペーサに、弁本体の弁体収納開口内に挿入され、弁体駆動軸が回転可能に貫通する駆動軸ガイドを一体に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動弁。