JP6594099B2 - 小型電動モータ弁 - Google Patents
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一側収容部(40a)、中側収容部(Ba)及び他側収容部(Bb)を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジング(H)と、
当該筒状ハウジングの前記他側収容部(Bb)内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータ(M)と、
筒状ハウジングの上記中側収容部(Ba)内にて当該中側収容部と上記他側収容部(Bb)との間に設けられる一側境界壁部(21)を通して電動モータと同軸的に連結するように収容されて、電動モータの上記正転作動或いは上記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段(C)と、
筒状ハウジングの上記一側収容部(40a)内に当該一側収容部と上記中側収容部(Ba)との間に設けられる他側境界壁部(110)を通して作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による上記一側軸方向直進作動或いは上記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁部(120、41)を有する弁機構(V)と、
上記中側収容部内にて作動変換手段を上記一側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられるコイル状スプリング(140)とを備えるものである。
上記他側収容部内にて電動モータの回転軸(60a)に当該電動モータの上記軸方向外側にて支持される一側端部(151)と、上記他側収容部内の静止部位に支持される他側端部(152)とを有して、上記他側端部から上記一側端部にかけて電動モータを上記正転作動の方向に付勢するように、電動モータの上記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリング(150)を具備してなり、
作動変換手段は
上記中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて電動モータの上記回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体(80a、80b、90)と、
上記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリング(100)とを備えており、
螺合体は、
スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部(101)に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部(91a)を有するようにスプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部(91)と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて上記他側境界壁部(110)の中央孔部を軸動可能に通り前記弁部に当該弁部の開閉可能なように連結される軸状脚部(92)との双方でもって縦断面T字状に構成してなるT字状部材(90)と、
上記板状頭部(91)の中央部から同軸的に延出されて電動モータの上記回転軸と軸動可能に螺合するロッド(80a、80b)とを備えており、
コイル状スプリングは、上記板状頭部を上記他側境界壁部(110)に向けて付勢するように上記板状頭部(91)と上記一側境界壁部(21)との間に介装されていることを特徴とする。
一側収容部(40a)、中側収容部(Ba)及び他側収容部(Bb)を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジング(H)と、
当該筒状ハウジングの上記他側収容部(Bb)内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータ(M)と、
筒状ハウジングの上記中側収容部(Ba)内にて当該中側収容部と上記他側収容部との間に設けられる一側境界壁部(21)を通して電動モータと同軸的に連結するように収容されて、電動モータの上記正転作動或いは上記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段(C)と、
筒状ハウジングの上記一側収容部(40a)内に当該一側収容部と上記中側収容部(Ba)との間に設けられる他側境界壁部(110)を通して作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による上記一側軸方向直進作動或いは上記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁部(120、41)を有する弁機構(V)と、
上記中側収容部内にて作動変換手段を上記他側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられるコイル状スプリング(140)とを備えるものである。
ゼンマイ状スプリングが、上記他側収容部内にて電動モータの回転軸(60a)に当該電動モータの上記軸方向外側にて支持される一側端部(151)と、上記他側収容部内の静止部位に支持される他側端部(152)とを有して、上記他側端部から上記一側端部にかけて電動モータを上記逆転作動の方向に付勢するように、電動モータの上記回転軸の軸周りに巻装されており、
作動変換手段は、
上記中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて電動モータの上記回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体(80a、80b、90)と、
上記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリング(100)とを備えており、
螺合体は、スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部(101)に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部(91a)を有するようにスプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部(91)と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて上記他側境界壁部(110)の中央孔部を軸動可能に通り上記弁部に当該弁部の開閉可能なように連結される軸状脚部(92)との双方でもって縦断面T字状に構成してなるT字状部材(90)と、
上記板状頭部(91)の中央部から同軸的に延出されて電動モータの上記回転軸と軸動可能に螺合するロッド(80a、80b)とを備えており、
コイル状スプリングは、上記板状頭部を上記一側境界壁部(21)に向けて付勢するように上記板状頭部と上記一側境界壁部との間に介装されていることを特徴とする。
筒状ハウジングの上記一側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路(Pi、40b)及び上記流体を流出させる流出路(Po、40c)を、上記弁部を介し互いに連通するように設けてなり、
弁機構は、上記流出路のうちの上記一側収容部(40a)内への内端開孔部からなる環状弁座部(41)と、T字状部材の軸状脚部から上記環状弁座部に着座可能なように延出する弁体(120)との双方でもって、上記弁部を構成し、
筒状ハウジングの上記一側収容部の内部を、筒状ハウジング部材の外部に連通する一側室部(43)と上記弁体を収容する他側室部(42)とに区画するように、上記一側収容部の内壁部と上記弁体の延出基端部との間に連結してなる環状ダイヤフラム(130)を具備しており、
上記他側室部は、上記流入路及び上記流出路の一方と連通するとともに、上記流入路及び上記流出路の他方に上記弁体を介し上記環状弁座部と連通するようになっていることを特徴としてもよい。
上記ロッドは、単一のすべりねじからなり、
当該すべりねじは、その後側部にて、電動モータの上記回転軸に同軸的に連結されており、
上記板状頭部の上記中央部は、すべりねじの前側部と軸方向に相対軸動可能に螺合していることを特徴とする。
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る小型電動モータ弁の第1実施形態を示している。この小型電動モータ弁は、例えば、工場やプラント内において、薬液やガス等の流体を用いる流体システムに適用可能な常閉型ダイヤフラム弁として用いられるものである。
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態の要部を示している。この第2実施形態では、上記第1実施形態にて述べた小型電動モータ弁が、当該第1実施形態とは異なり、上記流体システムにおいて、常開型ダイヤフラム弁として用いられる。
(1)本発明の実施にあたり、上記第1或いは第2の実施形態にて述べた前側ロッド80a及び後側ロッド80bを、例えば、単一のすべりねじでもって構成するようにしてもよい。具体的には、前側ロッド80aの雌ねじ孔部82a及び後側ロッド80bの雄ねじ部83をすべりねじの構成となるように変形すればよい。
(3)本発明の実施にあたり、上記第2実施形態にいうゼンマイ状スプリング150の構成をそのままにして、前側ロッド80aの雄ねじ部及び後側ロッド80bの雌ねじ孔部のねじ形状を、上記第2実施形態とは逆のねじ形状に変形すれば、上記第1実施形態にて述べたようにコイル状スプリング140をT字状部材90の板状頭部91と後側段付き内孔部Bbの小径内孔部20の周壁部21との間に同軸的に介装することで、小型電動モータ弁を上記第1実施形態にて述べた常閉型ダイヤフラム弁とすることができる。
(4)本発明の実施にあたり、ダイヤフラム130は、廃止してもよい。
(5)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べたゼンマイ状スプリング150は、非接触型ゼンマイ状スプリングに限らず、接触型ゼンマイ状スプリングその他の各種のゼンマイ状スプリングであってもよい。
(6)本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた小型電動モータ弁は、常開型或いは常閉型のダイヤフラム弁に限ることなく、流量制御型ダイヤフラム弁であってもよい。この場合には、軸状弁体120が、環状着座部122a及び突出部122bに代えて、環状弁座部41に向けて末すぼまり状に延出する円錐部を有するように変形する。
(7)本発明の実施にあたり、電動モータMは、上記実施形態にて述べたステップモータに限ることなく、小型の直流モータやインダクションモータ等の各種の小型モータであってもよい。
(8)本発明の実施にあたり、ゼンマイ状スプリング150の径方向外端部152は、筒部材53に限ることなく、ハウジングHの内面部、ステータ50の後側壁部51bの一部等の静止部材に装着するようにしてもよい。
(9)本発明の実施にあたり、作動変換機構Cにおいて、前側ロッド80aが、その雄ねじ部83に代えて、雌ねじ孔部を同軸的に形成してなる大径ロッド部を形成するとともに、後側ロッド80bが、大径ロッド部82に代えて、雄ねじ部を形成するように変形して、後側ロッド80bの上記雄ねじ部を、前側ロッド80aの上記大径ロッド部の雌ねじ孔部内に軸方向に軸動可能に螺合するようにしてもよい。
(10)本発明の実施にあたり、作動変換機構Cにおいて、例えば、スプラインリング100に代えて、二股部を採用するとともに、T字状部材90の板状頭部91が、その複数の歯部91aに代えて、単一の突起部を有するように変形してもよい。
(11)本発明の実施にあたり、作動変換機構Cの後側ロッド80bを、上記実施形態とは異なり、電動モータMの回転軸60aと同軸的に一体構造となるように構成してもよい。この場合には、作動変換機構Cは、後側ロッド80bを除いた前側ロッド80a、T字状部材90及びスプラインリング100でもって構成されているものと把握してもよい。
(12)本発明の実施にあたり、筒状ハウジング部材Haの前側段付き内孔部Baは、上記実施形態とは異なり、前側収容部である大径内孔部10a及び中側収容部である小径内孔部10bの各内径を同一となるように形成した前側内孔部としてもよい。
Bb…後側段付き内孔部、Pi…流入力ポート、Po…流出ポート、10a…大径内孔部、
10b…小径内孔部、21…周壁部、40b…流入通路、40c…流出通路、
41…環状弁座部、42…前側室部、43…後側室部、60a…回転軸、
80a…前側ロッド、80b…後側ロッド、90…T字状部材、
100…スプラインリング、101…スプライン部、110…隔壁部、120…軸状弁体、
130…ダイヤフラム、140…コイル状スプリング、150…ゼンマイ状スプリング。
Claims (4)
- 一側収容部、中側収容部及び他側収容部を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジングと、
当該筒状ハウジングの前記他側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータと、
前記筒状ハウジングの前記中側収容部内にて当該中側収容部と前記他側収容部との間に設けられる一側境界壁部を通して前記電動モータと同軸的に連結するように収容されて、前記電動モータの前記正転作動或いは前記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段と、
前記筒状ハウジングの前記一側収容部内に当該一側収容部と前記中側収容部との間に設けられる他側境界壁部を通して前記作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による前記一側軸方向直進作動或いは前記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁部を有する弁機構と、
前記中側収容部内にて前記作動変換手段を前記一側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられるコイル状スプリングとを備える小型電動モータ弁において、
前記他側収容部内にて前記電動モータの回転軸に当該電動モータの前記軸方向外側にて支持される一側端部と、前記他側収容部内の静止部位に支持される他側端部とを有して、前記他側端部から前記一側端部にかけて前記電動モータを前記正転作動の方向に付勢するように、前記電動モータの前記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリングを具備してなり、
前記作動変換手段は、
前記中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて前記電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体と、
前記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリングとを備えており、
前記螺合体は、
前記スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部を有するように前記スプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記他側境界壁部の中央孔部を軸動可能に通り前記弁部に当該弁部の開閉可能なように連結される軸状脚部との双方でもって縦断面T字状に構成してなるT字状部材と、
前記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記電動モータの前記回転軸と軸動可能に螺合するロッドとを備えており、
前記コイル状スプリングは、前記板状頭部を前記他側境界壁部に向けて付勢するように前記板状頭部と前記一側境界壁部との間に介装されていることを特徴とする電動モータ弁。 - 一側収容部、中側収容部及び他側収容部を軸方向一側から軸方向他側にかけて同軸的に形成してなる筒状ハウジングと、
当該筒状ハウジングの前記他側収容部内に収容されて、電源からの給電に基づき、正転作動或いは逆転作動する電動モータと、
前記筒状ハウジングの前記中側収容部内にて当該中側収容部と前記他側収容部との間に設けられる一側境界壁部を通して前記電動モータと同軸的に連結するように収容されて、前記電動モータの前記正転作動或いは前記逆転作動を一側軸方向直進作動或いは他側軸方向直進作動に変換する作動変換手段と、
前記筒状ハウジングの前記一側収容部内に当該一側収容部と前記中側収容部との間に設けられる他側境界壁部を通して前記作動変換手段と同軸的に連結するように収容されて、当該作動変換手段による前記一側軸方向直進作動或いは前記他側軸方向直進作動への変換に伴い閉弁方向或いは開弁方向に作動する弁部を有する弁機構と、
前記中側収容部内にて前記作動変換手段を前記他側軸方向直進作動の方向に同軸的に付勢するように設けられるコイル状スプリングとを備える小型電動モータ弁において、
前記他側収容部内にて前記電動モータの回転軸に当該電動モータの前記軸方向外側にて支持される一側端部と、前記他側収容部内の静止部位に支持される他側端部とを有して、前記他側端部から前記一側端部にかけて前記電動モータを前記逆転作動の方向に付勢するように、前記電動モータの前記回転軸の軸周りに巻装されるゼンマイ状スプリングを具備してなり、
前記作動変換手段は、
前記中側及び他側の各収容部内に亘り収容されて前記電動モータの回転軸と同軸的に軸動可能に螺合する螺合体と、
前記中側収容部の内周面にその軸方向中間部位にて同軸的に嵌装されるスプラインリングとを備えており、
前記螺合体は、前記スプラインリングの内周面に亘りその軸方向に沿い形成してなる複数のスプライン部に軸動可能にかつ回転不能に噛合する複数の歯部を有するように前記スプラインリングの内側にて同軸的に支持される板状頭部と当該板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記他側境界壁部の中央孔部を軸動可能に通り前記弁部に当該弁部の開閉可能なように連結される軸状脚部との双方でもって縦断面T字状に構成してなるT字状部材と、
前記板状頭部の中央部から同軸的に延出されて前記電動モータの前記回転軸と軸動可能に螺合するロッドとを備えており、
前記コイル状スプリングは、前記板状頭部を前記一側境界壁部に向けて付勢するように前記板状頭部と前記一側境界壁部との間に介装されていることを特徴とする電動モータ弁。 - 前記筒状ハウジングの前記一側収容部は、その一側壁部及び他側壁部にて、流体を流入させる流入路及び前記流体を流出させる流出路を、前記弁部を介し互いに連通するように設けてなり、
前記弁機構は、前記流出路のうちの前記一側収容部内への内端開孔部からなる環状弁座部と、前記T字状部材の前記軸状脚部から前記環状弁座部に着座可能なように延出する弁体との双方でもって、前記弁部を構成し、
前記筒状ハウジングの前記一側収容部の内部を、前記筒状ハウジング部材の外部に連通する一側室部と前記弁体を収容する他側室部とに区画するように、前記一側収容部の内壁部と前記弁体の延出基端部との間に連結してなる環状ダイヤフラムを具備しており、
前記他側室部は、前記流入路及び前記流出路の一方と連通するとともに、前記流入路及び前記流出路の他方に前記弁体を介し前記環状弁座部と連通するようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載の電動モータ弁。 - 前記ロッドは、単一のすべりねじからなり、
当該すべりねじは、その後側部にて、前記電動モータの前記回転軸に同軸的に連結されており、
前記板状頭部の前記中央部は、前記すべりねじの前側部と軸方向に相対軸動可能に螺合してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の電動モータ弁。
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