JP5662989B2

JP5662989B2 - 電動式流量調節弁

Info

Publication number: JP5662989B2
Application number: JP2012258940A
Authority: JP
Inventors: 雄岡野
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: JP2014105772A

Description

本発明は、給湯用熱交換器に連なる給水路等に介設する電動式流量調節弁に関し、更に詳細には、内部に弁室と弁室に面する弁座とを有する弁筐と、モータと、モータの正逆転により送りねじ機構を介して軸方向に進退される弁軸と、弁軸の進退で弁座に接近する閉じ方向と弁座から離隔する開き方向とに移動する弁体とを備える電動式流量調節弁に関する。

この種の電動式流量調節弁は、弁軸が軸方向に摺動自在に挿通される軸摺動部を有するガイド部材を備えている。そして、従来、軸摺動部に潤滑剤を補給するため、弁軸に軸摺動部に連通する潤滑剤封入孔を形成し、この封入孔の基端を弁筐内に流れる流体の圧力が作用する流体圧導入口とし、軸摺動部での潤滑剤の減少に伴い流体圧によって封入孔内の潤滑剤が軸摺動部に補給されるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

然し、上記従来例は、流体圧のみによって潤滑剤を補給するものであるため、流体圧が低くなると潤滑剤を補給できなくなる不具合がある。

特開２００７−４０４２２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、流体圧が低くても軸摺動部に確実に潤滑剤を補給できるようにした電動式流量調節弁を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、内部に弁室と弁室に面する弁座とを有する弁筐と、モータと、モータの正逆転により送りねじ機構を介して軸方向に進退される弁軸と、弁軸の進退で弁座に接近する閉じ方向と弁座から離隔する開き方向とに移動する弁体とを備える電動式流量調節弁であって、弁軸が軸方向に摺動自在に挿通される軸摺動部を有するガイド部材を備えるものにおいて、ガイド部材に、軸摺動部に連通路を介して接続される潤滑剤溜りと、潤滑剤溜りに潤滑剤を封入する蓋パッキンとが設けられ、弁体に、所定の開弁位置を超えて開き方向に移動したときに、蓋パッキンを押圧する押圧部が設けられ、蓋パッキンの押圧で潤滑剤溜りから軸摺動部に潤滑剤が押し出されるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、弁体を所定の開弁位置を超えて開き方向に移動させると、押圧部が蓋パッキンを押圧するため、流体圧が低くても軸摺動部に潤滑剤を確実に補給できる。そして、所定の開弁位置を流量調節のための上限開度位置とすれば、通常使用時に押圧部が蓋パッキンを押圧することはなく、潤滑剤が無駄に補給されることを防止できる。

また、本発明においては、弁軸の移動量を把握し、この移動量が所定量に達する度に、蓋パッキンを押圧部で押圧する位置まで弁体を移動させて、潤滑剤を補給することが望ましい。尚、弁軸の移動回数をカウントし、移動回数が所定数に達する度に潤滑剤を補給することも可能であるが、軸摺動部での潤滑剤の消耗量は弁軸の移動回数ではなく移動量に比例するから、移動量が所定量に達する度に潤滑剤を補給した方が合理的である。

ここで、弁軸の移動量はモータの回転量に比例する。そして、モータがステッピングモータである場合、モータ回転量はステッピングモータに入力された駆動パルスの数に比例する。そのため、弁軸の移動量を表すパラメータとしてステッピングモータに入力された駆動パルスの数を用いてもよい。これによれば、弁軸の移動量を直接検出するストロークセンサ等のセンサが不要となり、コスト的に有利である。

本発明の実施形態の電動式流量調節弁を示す断面図。実施形態の電動式流量調節弁の要部の拡大断面図。他の実施形態の電動式流量調節弁の要部の拡大断面図。

図１を参照して、１は、給湯用熱交換器に連なる給水路等に介設する本発明の実施形態の電動式流量調節弁を示している。この流量調節弁１は、内部に弁室２１と弁室２１に面する弁座２２とを有する弁筐２と、ステッピングモータから成るモータ３と、モータ３の正逆転により送りねじ機構４を介して軸方向に進退される弁軸５と、弁軸５の進退で弁座２２に接近する閉じ方向（図面で左方）と弁座２２から離隔する開き方向（図面で右方）とに移動する弁体６とを備えている。

弁筐２の外面には、弁室２１に連通する流入口２３と、弁座２２に形成した弁孔２２ａに連通する流出口２４とが開設されている。また、弁筐２内には、弁軸５が軸方向に摺動自在に挿通される軸摺動部７１を有する、弁筐２に固定のガイド部材７が設けられており、流入口２３には、流量センサ８が装着されている。

送りねじ機構４は、ガイド部材７の尾端部（右端部）に突設した雌ねじ部材４１と、雌ねじ部材４１に螺挿した雄ねじ部材４２と、雄ねじ部材４２が軸方向に摺動自在に且つ相対回転不能に嵌合するスプラインスリーブ４３とで構成されており、雄ねじ部材４２に弁軸５の尾端部が挿通固定されている。そして、モータ３によりスプラインスリーブ４３を介して雄ねじ部材４２を正逆転させることにより、雄ねじ部材４２、即ち、これに固定の弁軸５が軸方向に進退するようにしている。

弁体６は、弁軸５に移動自在に外挿した状態で弁室２１に収納されており、ガイド部材７に対しばね６１で閉じ方向（左方）に付勢されている。弁軸５の先端（左端）には、Ｅリング６２が装着されており、弁体６の先端がＥリング６２に当接することでばね６１の付勢力が受けられ、弁軸５と一緒に弁体６が移動するようにしている。

また、ガイド部材７には、弁体６の尾端部（右端部）が内挿される筒部７２が設けられ、弁体６とガイド部材７との間に筒部７２によって弁室２１から仕切られたキャンセル室７３が画成されている。このキャンセル室７３は、弁体６に挿通される弁軸５の周囲のクリアランスを介して弁孔２２ａ側に連通している。そして、弁体６の先端面に作用する弁孔２２ａ側の二次圧による開き方向への押圧力がキャンセル室７３に導入される二次圧による閉じ方向への押圧力によって相殺されるようにしている。

ところで、軸摺動部７１は、図２に示す如く、ガイド部材７の内周面に形成した弁軸５より大径の段付き孔７１ａにＯリング７１ｂとワッシャ７１ｃとを装着して構成されている。そして、軸摺動部７１にグリス等の潤滑剤を補給するため、ガイド部材７に、軸摺動部７１、即ち、段付き孔７１ａに連通路７４を介して連通する潤滑剤溜り７５を形成している。

潤滑剤溜り７５は、段付き孔７１ａの径方向外方に、一端がキャンセル室７３に面するように形成した環状溝で構成されており、この環状溝と段付き孔７１ａを結ぶ単一又は複数の径方向の孔で連通路７４を構成している。尚、ガイド部材７の外周には、弁室２１のシール用Ｏリング７７が装着されており、連通路７４となる径方向の孔は、Ｏリング７７用の装着溝７８から径方向内方にのびるように形成されている。そして、装着溝７８に対する連通路７４の開口端をＯリング７７で閉塞している。

潤滑剤溜り７５のキャンセル室７３側の端部には、潤滑剤溜り７５に潤滑剤を封入するＯリング等から成る蓋パッキン７６が設けられている。そして、弁体６の尾端（右端）に、弁体６が所定の開弁位置を超えて開き方向に移動したときに、蓋パッキン７６を押圧する押圧部６３を突設し、蓋パッキン７６の押圧で潤滑剤溜り７５から軸摺動部７１に潤滑剤が押し出されるようにしている。尚、所定の開弁位置は、流量調節のための上限開度位置に設定されており、通常使用時に押圧部６３が蓋パッキン７６を押圧することはない。

本実施形態によれば、弁体６を所定の開弁位置を超えて開き方向に移動させると、押圧部６３が蓋パッキン７６を押圧するため、弁筐１内の水圧が低くても軸摺動部７１に潤滑剤を確実に補給できる。また、通常使用時に押圧部６３が蓋パッキン７６を押圧することはなく、潤滑剤が無駄に補給されることを防止できる。

尚、図３に示す実施形態の如く、潤滑剤溜り７５の内周側のガイド部材７の部分をガイド部材７の他の部分とは別体の短筒体７ａで構成し、この短筒体７ａの尾端（右端）に形成した径方向の溝で連通路７４を構成してもよい。上記実施形態では、連通路７４となる孔をＯリング用装着溝７８から形成しているため、潤滑剤溜り７５と装着溝７８との間に孔が残り、この孔に無駄に潤滑剤が流入して、潤滑剤の使用量が増加する。これに対し、図３の実施形態では、潤滑剤溜り７５とＯリング用装着溝７８との間に孔が存在せず、潤滑剤の使用量を低減できる。

ところで、弁軸５の移動回数をカウントし、移動回数が所定数に達する度に潤滑剤を補給することも可能である。然し、軸摺動部７１での潤滑剤の消耗量は弁軸５の移動回数ではなく移動量に比例するから、移動量が所定量に達する度に蓋パッキン７６を押圧部６３で押圧する位置まで弁体６を移動させて、潤滑剤を補給した方が合理的である。

ここで、弁軸５の移動量はモータ３の回転量に比例する。そして、モータ３が本実施形態の如くステッピングモータである場合、モータ回転量はステッピングモータ３に入力された駆動パルスの数に比例する。そのため、弁軸の移動量を表すパラメータとしてステッピングモータ３に入力された駆動パルスの数を用いてもよい。即ち、ステッピングモータ３に入力された駆動パルスの数をカウントし、この数が所定数に達する度に蓋パッキン７６を押圧部６３で押圧する位置まで弁体６を移動させて、潤滑剤を補給すればよい。これによれば、弁軸６の移動量を直接検出するストロークセンサ等のセンサが不要となり、コスト的に有利である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、送りねじ機構４を、雄ねじ部材４２が出力部材となるように構成しているが、ガイド部材７とは別体で軸方向に移動自在な雌ねじ部材を設けて、この雌ねじ部材にモータで正逆転される雄ねじ部材を螺合させ、雌ねじ部材が軸方向に進退する出力部材となるように送りねじ機構を構成することも可能である。
また、上記実施形態では、弁軸５に対し弁体６を軸方向に移動可能としているが、弁体６を弁軸５に固定することも可能である。

１…電動式流量調節弁、２…弁筐、２１…弁室、２２…弁座、３…モータ、４…送りねじ機構、５…弁軸、６…弁体、６３…押圧部、７…ガイド部材、７１…軸摺動部、７４…連通路、７５…潤滑油溜り、７６…蓋パッキン。

Claims

内部に弁室と弁室に面する弁座とを有する弁筐と、モータと、モータの正逆転により送りねじ機構を介して軸方向に進退される弁軸と、弁軸の進退で弁座に接近する閉じ方向と弁座から離隔する開き方向とに移動する弁体とを備える電動式流量調節弁であって、
弁軸が軸方向に摺動自在に挿通される軸摺動部を有するガイド部材を備えるものにおいて、
ガイド部材に、軸摺動部に連通路を介して接続される潤滑剤溜りと、潤滑剤溜りに潤滑剤を封入する蓋パッキンとが設けられ、
弁体に、所定の開弁位置を超えて開き方向に移動したときに、蓋パッキンを押圧する押圧部が設けられ、蓋パッキンの押圧で潤滑剤溜りから軸摺動部に潤滑剤が押し出されるようにしたことを特徴とする電動式流量調節弁。
前記弁軸の移動量を把握し、この移動量が所定量に達する度に、前記蓋パッキンを前記押圧部で押圧する位置まで前記弁体を移動させることを特徴とする請求項１記載の電動式流量調節弁。
前記モータはステッピングモータであり、前記弁軸の移動量を表すパラメータとしてステッピングモータに入力された駆動パルスの数を用いることを特徴とする請求項２記載の電動式流量調節弁。