JPH0392685A - 電動開閉弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流体の流路に固定弁座とモータにより駆動さ
れてこれと面接触しつつ回転する回転弁体とを介設して
、両者に透設した弁口の整合と不整合により流路を開閉
するようにした電動開閉弁に関する。

従来の技術 従来、この種の電動開閉弁としては、第５図に示すよう
に、ボディａ内に、側面に流入ボー１−　Ａ３ を形戒するとともに下面を開口した弁室ｂを形成し、そ
の弁室ｂ内に、回転弁体ｄを下端に一体回転可能に嵌合
した段付きの弁軸Ｃを収容してその縮径部の上端をボデ
ィａの」二面に突出させ、その面に取り付けたモータｅ
の出力軸に連結するとともに、回転弁体ｄの下面に固定
弁座ｆを回転不能な状態で当てて、その下面に、流出ボ
ー１−　Ｂを形成した蓋体ｇを、その」二面外周部に嵌
着したＯリングｈを固定弁座ｆとの間で圧潰しつつ押し
込んでボディａに固定することによって、回転弁体ｄと
固定弁座「を洩れ不能に面接触させ、モータｅの駆動力
で回転弁体ｄを回転駆動して、回転弁体ｄと固定弁座ｆ
とに形成した弁口】、ｊ同士の整合と不整合に上り、流
入ボー１−　Ａから流出ポートＢに至る流体の流路を開
閉するようにしたものが知られている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、従来の電動開閉弁では、弁軸Ｃの段イ４部を
弁室ｂの」二面に係止し、固定弁座ｆをその下面外周部
に当てた大径のＯリングｈを圧潰しつ４ つ回転弁体ｄに押し付けることによって、回転弁体ｄと
固定弁座ｆとを池れ不能に面接触させ、かっ、固定弁座
ｆを固定する構造となっているため、回転弁体ｄと固定
弁座ｆの間の摩擦抵抗に加えて、弁軸Ｃの係止郎に大き
な摩擦抵抗が作用して、それだけ弁軸Ｃを回転させるの
に要する負荷トルクが大きくなり、弁軸Ｃを駆動するモ
ータｅに大型のちのを必要とし、消費電力も大となる欠
点があつ　ｊこ。

また、このような電動開閉弁では、閉弁時、回転弁体ｄ
と固定弁座ｆの接触面に、流入ポートＡ側の流体圧をＰ
＾、流出ポートＢ側の流体圧をＰＢ１固定弁座ｆの弁口
ｊの面積をＳとすると、Ｆ＝（ＰＡ−ＦＢ）・Ｓの力が
作用して、この力Ｆによる摩擦抵抗が弁軸Ｃの回転に対
する負荷トルクとして加わり、流体圧による負荷トルク
の増大も重要な問題であった。

問題点を解決するための手段 本発明の第１発明は、」二記した取付構造に起因した弁
軸の負荷トルクの低減を計るために完成さ５ れたものであって、ボディ内に、拡径した取付孔を一面
側に開口した弁室を形成して、その弁室の側面１，こ外
部に開口する流入ポートを形成するとともに、取付孔に
、回転弁体と面接触しつつ相対的に回転して両者に設Ｉ
ナた弁口の整合と不整合により流路を開閉する固定弁座
を嵌装して、その固定弁座の弁口に連通ずる流出ポート
を形成した差体を、その蓋体または取付孔の段付面と、
固定弁座の外周部との間にシールリングを挟んで押し付
けることによって固定し、弁室からボディの流出ポート
と反対側の面に開口した嵌装孔に、その面に取り付けた
モータ？こより回転駆動される弁軸を気密に嵌合して弁
室内に突出し、その弁軸の突出端を回転弁体に一体回転
可能に係合するとともに、その突出端と回転弁体との間
にその回転弁体を固定弁体に押し付ける弾性体を装着し
た構成とした。

また、本発明の第２発明は、取付構造上の負荷トルクを
低減するのに加えて、流体圧に伴う負荷Ｉ・ルクを除去
するのを目的として完成されたものであって、ボディ内
に、拡拝した取付孔を一面側６ に開口した弁室を形成して、その弁室の側面に外部に開
口する流入ポートを形成するとともに、取付孔に、回転
弁体と而接触しつつ相対的に回転して両者に設けた弁口
の整合と不整合に上り流路を開閉する固定弁座を嵌装し
て、その固定弁座の弁口に連通ずる流出ボー１・を形成
したκ｛体を、その蓋体または取付孔の段付面と、固定
弁座の外周部との間にシールリングを挟んで押し付ける
ことによって固定し、回転弁体の回転中心に突設した軸
部の先端を弁室の取付孔と反対側に連成した装置孔内に
突出させ、その装置孔からボディの流出ポートと反対側
の面に開口した嵌装孔に、その面に取り付けたモータに
より回転駆動される弁軸を気密に嵌合して、その装置孔
内への突出端を回転弁体の軸部の突出端に一体回転可能
に係合し、かつ、両突出端面の間に装着した弾性体の弾
力で回転弁体を固定弁座に押し付けるとともに、回転弁
体の軸部に、固定弁座の弁口の面積と略等しい有効受圧
面積を弁室に対応する前面と反対側の背面とに有する受
圧板を形成して、装置孔に気密に嵌合ず７ ることによりその受圧板の背面側に背圧室を構成し、回
転弁体と固定弁座とに、背圧室を流出ポート側に連通ず
る通路を形成した構戊とした。

発明の作用及び効果 本発明の第１発明は、モータを駆動して弁軸を回転させ
ると、回転弁体が固定弁座に面接触しつつ回転し、その
位相により両者の弁口が整合または不整合となることに
よって、流入ポートから流出ポートに至る流体の流路が
開閉されるように作用し、回転弁体と固定弁座の間の接
触力を、固定弁座の固定とシールのためのシールリング
の弾力とは別に、弁軸の突出端と回転弁体の間に装着し
た弾性体の弾力で得るようにしており、上記のシールリ
ングの反力はボディと蓋体に作用するだけで弁軸の負荷
トルクとは無関係であって、取付構造上の弁軸の負荷ト
ルクが、回転弁体と固定弁座間の洩れ防止のために最小
限必要な弾性体の弾力による両者間の摩擦抵抗に因るだ
けとなって、小さなものに抑えられ、小型で低出力のモ
ータを使用することができる効果がある。

８ また、第２発明では、回転弁体と固定弁座の間の接触力
を、固定弁座の固定及びシール用のシールリングとは別
に、弁軸と回転弁体の軸部の突き合った突出端の間に装
着した弾性体の弾力で得るようになっていて、」二記第
１発明と同様に、シールリングの反力を弁軸の負荷トル
クとは無関係として、取付構造」二の弁軸の負荷トルク
を、回転弁体と固定弁座間の洩れ防止のために最小限必
要な弾性体の弾力による両者間の摩擦抵抗に因るだけの
小さなものに抑えることができ、また、流体圧に伴う負
荷トルクについては、閉弁時において、回転弁体を固定
弁座に押し付ける方向に、流入ポート側の流体圧と流出
ポート側の流体圧の差に、固定弁座の弁口の面積を乗じ
た力が作用するが、回転弁体に、固定弁座の弁口の面積
に略等しい有効受圧面積を前面と背面に有する受圧板が
設けられてその背面側に背圧室が構成され、その背圧室
が流出ポート側に連通しているから、同時に受圧板に上
記と同程度の力が逆向きに作用して両方の力が相殺され
、流体圧による力が弁軸の負荷トル９ クとして加わることがなく、従って、弁軸の負荷トルク
をより大幅に低減することができて、さらに小型で低出
力のモータを使用することが可能となる効果がある。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は第１尖施例を示し、ボディＩ内には、下面に拡
径した取付孔３を開口した弁室２が形成されて、その上
部の内周面に、外郎に開口する流入ポートＡが形成され
ているとともに、」二記の取付孔３内に、２個の弁口６
を１８０度間隔で透設した固定弁座５が嵌められ、その
下面側に、固定弁座５の弁口６に連通ずる流出ボー１−
　Ｂを形成し、かつ、」二面外周部に周設した溝８内に
Ｏリング９を嵌着した蓋体１０が嵌められて、外周に設
けた鍔ＩＩを０リングＩ３を介してボディ１の下面に押
し付けてねじ■４で固定することにＪ；つて、前記のＯ
リング９が圧潰されつつ固定弁座５が取付孔３の段付面
４に押し付けられ、軸方向の移動不１０ 能にかつ回転不能に固定されるとともに、シールが行わ
れている。この固定弁座５の上面には、固定弁座５の弁
口６と同一形状になる２個の弁口Ｉ７を同じく１８０度
間隔で透設した回転弁体ｌ６が同心に収容されていると
ともに、弁室２の上面からボディＩの上面に開口して形
成された縮径した嵌装孔Ｉ９に、下端部に拡径した連結
郎２２を設けた弁軸２Ｉが、その外周にＯリング２３を
嵌着して気密に、かつ、連結部２２が弁室２の」二面に
係止されて」二動を規制された状態で嵌装され、弁軸２
ｌの−ｈ端が、ボディＩの」二面に取り付けられたモー
タ２５の出力軸と一体回転可能に連結され、その弁軸２
１の連結部２２の下面中央部に突成された平行２面を有
する連結軸２６が、回転弁体１６の上面中央部に穿設さ
れた同形の連結孔２７に嵌められて、弁軸２１と回転弁
体■６が一体回転可能に連結されているとともに、弁軸
２ｌの連結部２２の下面の連結軸２６の回りに形成され
た取付溝２９内に接触力付勢用のＯリング３０が装着さ
れて、回転弁体Ｉ６の−ｌ二面との間で圧泊され、その
反力で回転弁体１６が固定弁座５に押し付けられている
。

本実施例はこのような構造になり、モータ２５を駆動し
て弁軸２ｌを回転させると、回転弁体ｌ６が固定弁座５
に面接触しつつ回転し、回転弁体ｌ６が９０度ずつ位相
をずらして、両者の弁口１７、６が同図の鎖線に示すよ
うに整合し、または、実線に示すように不整合となるの
を交互に繰り返すことによって、流入ポートＡから流出
ポートＨに至る流体の流路が開閉される。

本実施例では、回転弁体１６と固定弁座５の間の接触力
を、弁軸２ｌの連結部２２の下面に装着したＯリング３
０を回転弁体１６の−１二面との間で圧演することによ
って得ており、両者間の洩れ止めに必要である最小限の
荷重を作用ざ１１ることによって、回転弁体１６と固定
弁座５間の摩擦抵抗を小さく抑えられるとともに、その
Ｏリング３０の反力によって生ずる弁軸２１の連結部２
２の係止部分の摩擦抵抗も必然的に小さく留まり、また
、従来、回転弁体■６と固定弁座５の接触力の付与を兼
ねていた、固定弁座５の固定とシールのためのＯリング
９は、その反力がボディＩの取付孔３の段付面４と流体
１０の取付溝８に作用するだけで、弁軸２１の回転摩擦
抵抗とは全く無関係であり、弁軸２１の回転時の負荷｝
・ルクはきわめて小さくなる。

なお、固定弁座５の固定とシールのためのＯリング９は
、固定弁座５の」二面外周部と取付孔３の段付面４の間
に装着しても良く、この場合も、Ｏリング９の反力はポ
デイＩの段付面４と蔭体■０の上面に作用するだけで、
弁軸２Ｉの回転摩擦抵抗とは無関係となる。

また、回転弁体１６と固定弁座５間の接触力を得る手段
として、Ｏリング３０以外に、コイルばね等のその他の
弾外体を用いても良く、特にコイルばねを用いた場合は
、荷重設定が容易となる。

次に、第２実施例を、第２図乃至第４図によって説明す
る。なお、前記第１実施例と同一若しくは同様の機能を
果たす構成部品については、第１実施例と同一の番号を
符して説明する。

ｌ３ ボディ■内の下端側には、下面に拡径した取付孔３を開
口し、かつ、−１二部の内周面に流入ボー１一六を開口
した弁室２が形戒されて、取付孔３内に、第４図に示ず
ように、円弧形を成す２個の弁口６を１８０度間隔で透
設した固定弁座５が、取付孔３の段付面４に形成された
取付満８に装着した０リング９を挟んで嵌められ、その
下面側に、固定弁座５の弁口６に連通ずる流出ポートＢ
を形成し、かつ、外周面にＯリング■３を嵌着した蓋体
１０が、その上面外周部に突成された突部４１を固定弁
座５の下面外周部に凹成された回り止め用凹部４２に挿
入して気密に嵌装され、外周に設けた鍔１１をねじｌ４
でボディｌの下面に固定することによって、固定弁座５
がＯリング９を圧潰しつつ段付面４に押し付けられて固
定されるとともに、ボディ１との間のシールが行われて
おり、この固定弁座５の」二面に、第３図に示すように
、固定弁座５の弁口６と同一形状になる２個の弁口１７
を同じく１８０度間隔で透設し、かつ、」二面の中心に
軸部４４を突成してなる回転弁体ｌ６が、そのＩ４ 軸部４４の」一端を、弁室２の−ｌ二面に連成された弁
室２よりも径の小さい装置孔４５内に突出させて収容さ
れ、この装置孔４５の上面からボディ１の上面に開口し
て連成ざれたさらに径の小さい嵌装孔１９に、下端部に
拡径した連結部２２を設けた弁輔２Ｉが、その外周にＯ
リング２３を嵌着して気密に、かつ、連結部２２が装置
孔４５の段付面４５ａに係止されて」二動を規制された
状態で嵌装され、弁軸２ｌの上端が、ボディＩの」二面
に取り付けられたモータ２５の出力軸２５ａと一体回転
可能に連結され、その弁軸２Ｉの連結部２２が、下面外
周部に突成した連結脚４７を、回転弁体１６の軸部４４
の」二面外周部に穿設した凹部４８に嵌めて、弁軸２ｌ
と回転弁体１６が一体回転可能に連結されているととも
に、弁軸２Ｉの連結部２２の下面に形成された取付満２
９内に接触力付勢用のＯリング３０が装着されて、回転
弁体１６の軸部４４の−１二面との間で圧潰され、その
反力で回転弁体ｌ６が固定弁座５に押し付けられている
。

また、」二記した回転弁体■６の軸郎４４の外周の、装
置孔４５の下端部と対応する位置には、前記の固定弁座
５の弁口６の而情と同一の有効受圧面積を」二下両面に
有する受圧板５０が、その外周にＯリング５ｌを嵌着し
て気密に嵌装され、受圧板５０の４二面側に背圧室５２
が構成されており、回転弁体１６の軸部４４内に、下面
から受圧板５０の−Ｌ方の側面に開口する通路５４が、
また、固定弁座５にその通路５４と整合する中心孔５５
が夫々形成されて、その通路５４と中心孔５５どを介し
て、上記の背圧室５２が流出ポートＢ側に連通されてい
る。

本第２実施例では、回転弁体ｌ６と固定弁座５の間の接
触力を、弁軸２■の連結部２２の下面に装着したＯリン
グ３０を回転弁体Ｉ６の軸部４４の」二面との間で圧潰
することによって得ており、両者間の洩れ止めに必要で
ある最小限の荷重を作用させることによって、回転弁体
１６と固定弁座５間の摩擦抵抗を小さく抑えられるとと
もに、その０リング３０の反力によって生ずる弁軸２ｌ
の連結部２２の係止部分の摩擦抵抗も必然的に小さく留
まり、また、従来、回転弁体■６と固定弁座５の接触力
の付与を兼ねていた、固定弁座５の固定とシールのため
のＯリング９は、その反力がボディ１の取付溝８と蓋体
ＩＯの上面に作用するだけで、弁軸２１の回転摩擦抵抗
とは全く無関係であり、弁軸２ｌの回転時の負荷トルク
はきわめて小さくなる。また、閉弁時の流体圧による負
荷については、流入ボー｝Ａ側の流体圧をＰ＾、流出ポ
ートＢ側の流体圧をＰｌ’ｌ，固定弁座５の弁口６の面
積をＳとすると、回転弁体１６を固定弁座５に押し付け
る方向に、Ｆ−（Ｐ八−ＰＲ）・Ｓの力が作用するが、
回転弁体１６の軸部４４に設けた受圧板５０を装置孔４
５に気密に嵌装することにより受圧板５０の上面側に背
圧室５２が構成されて、その背圧室５２が流出ポートＢ
側と連通され、しかもその受圧板５０は」二下両面に固
定弁座５の弁口６の面積Ｓに等しい有効受圧面積を有し
ているから、同時に受圧板５０に上記と同じ程度の力が
上向きに作用して両方の力が相殺され、流体圧による力
が弁軸２１の負荷トルクとして加わるこ１とｌ７ かない。従って、弁軸２ｌの負荷｝・ルクが大幅に低減
される。

なお、固定弁座５の固定とシールためのＯリング９は、
固定弁座５の下面外周部と蓋体ＩＯの間に装着しても良
く、また、回転弁体ｌ６と固定弁座５間の接触力を得る
手段として、Ｏリング３０以外に、コイルばね等のその
他の弾性体を用いても良いことは、前記第１実施例と同
様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図は第２実
施例の断面図、第３図はその回転弁体の横断面図、第４
図はその固定弁座の平面図であり、第５図は従来例の断
面図である。 Ａ：流入ポート　Ｂ：流出ポート　ｌ：ボディ２：弁室
　３：取付孔　４：段付而　５：固定弁座　６：弁口　
９：０リング　１０：蓋体Ｉ６：回転弁体　１７：弁口
　１９：嵌装孔２１：弁軸　２２：連結郎　２５・モー
タ　３０・Ｏリング　４４：（回転弁体１６の）軸部４
５：装置孔　５０：受圧板　５２：背圧室ｌ８ ５４：通路 ５５ ：中心孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ボディ内に、拡径した取付孔を一面側に開口した弁
   室を形成して、該弁室の側面に外部に開口する流入ポー
   トを形成するとともに、前記取付孔に、回転弁体と面接
   触しつつ相対的に回転して両者に設けた弁口の整合と不
   整合により流路を開閉する固定弁座を嵌装して、該固定
   弁座の前記弁口に連通する流出ポートを形成した蓋体を
   、該蓋体または前記取付孔の段付面と、該固定弁座の外
   周部との間にシールリングを挟んで押し付けることによ
   つて固定し、前記弁室から前記ボディの前記流出ポート
   と反対側の面に開口した嵌装孔に、該面に取り付けたモ
   ータにより回転駆動される弁軸を気密に嵌合して前記弁
   室内に突出し、該弁軸の突出端を前記回転弁体に一体回
   転可能に係合するとともに、該突出端と前記回転弁体と
   の間に該回転弁体を前記固定弁体に押し付ける弾性体を
   装着したことを特徴とする電動開閉弁 ２　ボディ内に、拡径した取付孔を一面側に開口した弁
   室を形成して、該弁室の側面に外部に開口する流入ポー
   トを形成するとともに、前記取付孔に、回転弁体と面接
   触しつつ相対的に回転して両者に設けた弁口の整合と不
   整合により流路を開閉する固定弁座を嵌装して、該固定
   弁座の前記弁口に連通する流出ポートを形成した蓋体を
   、該蓋体または前記取付孔の段付面と、該固定弁座の外
   周部との間にシールリングを挟んで押し付けることによ
   つて固定し、前記回転弁体の回転中心に突設した軸部の
   先端を前記弁室の前記取付孔と反対側に連成した装置孔
   内に突出させ、該装置孔から前記ボディの前記流出ポー
   トと反対側の面に開口した嵌装孔に、該面に取り付けた
   モータにより回転駆動される弁軸を気密に嵌合して、そ
   の前記装置孔内への突出端を前記回転弁体の前記軸部の
   突出端に一体回転可能に係合し、かつ、両突出端面の間
   に装着した弾性体の弾力で前記回転弁体を前記固定弁座
   に押し付けるとともに、前記回転弁体の前記軸部に、前
   記固定弁座の前記弁口の面積と略等しい有効受圧面積を
   前記弁室に対応する前面と反対側の背面とに有する受圧
   板を形成して、前記装置孔に気密に嵌合することにより
   該受圧板の背面側に背圧室を構成し、前記回転弁体と前
   記固定弁座とに、前記背圧室を前記流出ポート側に連通
   する通路を形成したことを特徴とする電動開閉弁