JPH05306784A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】停電時にバルブ装置を簡便かつ容易に閉鎖さ
せ、流体の流出を防止することのできるモータ式バルブ
装置を提供する。 【構成】弁４，５の開閉をモータ駆動により行うモータ
式バルブ装置において、モータ５の回転を弁４に伝達す
る歯車機構を有し、歯車を噛み合い接続させるソレノイ
ド１９とその噛み合い接続を解除する磁石２２等の反発
力手段を設けるとともに、噛み合い接続の解除時にバブ
ルに接続する歯車を逆回転させるぜんまいバネ２３等の
バネ手段を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、バルブ装置に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、停電時にバ
ルブ装置を簡便かつ容易に閉鎖させ、流体の流出を防止
することのできるモータ式バルブ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、気体、液体等の流体の流入と
流出を制御するバルブ装置では、弁の開閉をモータ駆動
により行うモータ式のバルブ装置が知られている。たと
えば図５の断面図と図６の平面図に示したように、従来
のモータ式バルブ装置としては、流入開口部（ア）と流
出開口部（イ）を有するバルブ装置本体（ウ）の内部
に、シート弁（エ）（オ）を配設したものが知られてい
る。これらのシート弁（エ）（オ）は、図７に示したよ
うに、位相差を180 ゜とした２つの略扇形状の開口部
（カ）を有しており、この開口部（カ）の相互の重なり
によりバルブ装置本体（ウ）に流体の流通路が形成され
る。

【０００３】上側のシート弁（エ）は、回転自在なシャ
フト（キ）に接続し、このシャフト（キ）の回転により
シート弁（エ）が回転する。シャフト（キ）には、Ｏリ
ング（ク）からなるシール部を配備しており、本体
（ウ）内部を流れる流体が外部に漏れるのを防止してい
る。また、シャフト（キ）の上端部には、出力歯車
（ケ）を配設してもいる。この出力歯車（ケ）は、ギヤ
ボックス（コ）内部に収納されている。

【０００４】ギヤボックス（コ）の内部には、出力歯車
（ケ）およびシャフト（キ）とともにシート弁（エ）を
回転させ、流体の流通路を開閉するモータ（サ）を配設
している。このモータ（サ）の回転力は、ギヤボックス
（コ）内に設けた１番歯車（シ）、２番歯車（ス）およ
び３番歯車（セ）からなる歯車機構を介して出力歯車
（ケ）に伝達するようにしている。

【０００５】たとえば以上の構成を有するモータ式バル
ブ装置においては、モータ（サ）の回転力が１番歯車
（シ）、２番歯車（ス）、３番歯車（セ）、出力歯車
（ケ）およびシャフト（キ）を介してシート弁（エ）に
伝えられる。そして、図７に示したように、シート弁
（エ）（オ）の開口部（オ）が互いに重なった時に開弁
状態となり、流体の流入と流出が可能となる。一方、モ
ータ（コ）の回転によりシート弁（エ）（オ）の開口部
（オ）が互いに９０゜となる場合には、閉弁状態とな
り、閉鎖される。

【０００６】このように、バルブ装置をモータ駆動式と
することによって、たとえばウォーターハンマーの小さ
い、信頼性の高い流体の注入および流出制御を行うこと
ができる。なお、シート弁（エ）（オ）の位置検出のた
めの手段として、図５に示したように、ホールＩＣ
（ソ）および磁石（タ）が出力歯車（ケ）近傍に配設さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ばこれらの図５および図６に示した従来のモータ式バル
ブ装置においては、モータ（サ）の回転力によりシート
弁（エ）が動作し、その回転につれて開弁および閉弁状
態とすることができるものの、開弁状態において停電し
た場合には、モータ（サ）は動作しなくなるため、開弁
状態がそのまま維持され、流体が流れ続けるという重大
な問題がある。

【０００８】この問題を解消するものとして、従来で
は、停電検知回路とコンデンサを用い、モータ側に切り
換えて放電させ、バルブ装置を閉動作させる方法が提案
されてもいる。しかしながら、この方法にあっては、コ
ンデンサのサイズが大きくなり、コスト高となるととも
に、コンデンサの寿命も短いという欠点がある。また、
停電検知回路は、複雑かつ高価であり、信頼性も望まし
いものではなかった。さらには、バックアップ電源を必
要とするなどの各種の問題があり、実用上必ずしも有効
であるとはいえないのが実情であった。

【０００９】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、従来のモータ式バルブ装置の欠点を
解消し、停電時にバルブ装置を簡便かつ容易に閉鎖さ
せ、流体の流出を防止することのできるバルブ装置を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、モータ駆動による装置におい
て、モータの回転をバルブに伝達する歯車機構を有し、
この歯車機構には歯車を噛み合い接続させるソレノイド
とその噛み合い接続を解除する反発力手段を設けるとと
もに、噛み合い接続の解除時にバルブに接続する歯車を
逆回転させるバネ手段を配設してなることを特徴とする
バルブ装置を提供する。

【００１１】

【作 用】この発明のモータ式バルブ装置においては、
モータの回転をバルブに伝達する歯車機構に、モータ側
との接続および解除を行うソレノイドと反発力手段を設
けるとともに、ぜんまいバネ等のバネ手段を配設するこ
とによって、開弁状態で停電した時に、ソレノイドと反
発力手段により歯車機構のモータ側との接続を解除し、
ぜんまいバネ等の復元力でシート弁等の弁体を逆回転さ
せて、バルブ装置を閉鎖することができる。停電時のバ
ルブ閉鎖が簡便かつ容易な機構により実現される。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って実施例を示し、この発明
のバルブ装置についてさらに詳しく説明する。図１およ
び図２は、各々、この発明のバルブ装置の一実施例を示
した断面図および平面図である。

【００１３】これらの図１および図２の例においては、
流入開口部（１）と流出開口部（２）を有するバルブ装
置本体（３）の内部に、シート弁（４）（５）を配設し
ている。これらのシート弁（４）（５）には、たとえば
位相差を180 ゜とした２つの略扇形状の開口部を設ける
ことができ、これらの開口部の相互の重なりによりバル
ブ装置本体（３）に流体の流通路を形成することができ
る。

【００１４】上側のシート弁（４）は、回転自在なシャ
フト（６）に接続している。シャフト（６）の回転によ
りシート弁（４）が回転する。このシャフト（６）に
は、Ｏリング（７）からなるシール部を配備しており、
バルブ装置本体（３）内部を流れる流体が外部に漏れる
のを防止している。また、シャフト（６）の上端部に
は、出力歯車（８）を配設してもいる。この出力歯車
（８）は、ギヤボックス（９）内部に収納されている。

【００１５】ギヤボックス（９）の内部には、出力歯車
（８）およびシャフト（６）とともにシート弁（４）を
回転させ、流体の流通路を開閉するモータ（１０）を配
設している。このモータ（１０）の回転力は、ギヤボッ
クス（９）内に設けた１番歯車（１１）、２番歯車（１
２）、３番歯車（１３）および３´番歯車（１４）（１
５）（１６）（１７）からなる歯車機構を介して出力歯
車（８）に伝達するようにしている。

【００１６】またこの例においては、３番歯車（１３）
と３´番歯車（１４）を回転自在に軸支する軸（１８）
と同軸上にソレノイド（１９）を設けてもいる。このソ
レノイド（１９）付近を拡大して示したものが図３であ
る。この図３に示したように、ギヤボックス（９）に固
定された軸（１８）を中心として、３番歯車（１３）、
３´番歯車（１４）、ワッシャ（２０）およびパイプ
（２１）が回転自在に軸支されている。また、３番歯車
（１３）の裏面部と３´番歯車（１４）の表面部には、
互いに反発力を及ぼし合う磁石（２２）を設けてもい
る。この磁石（２２）は、永久磁石あるいは電磁石の任
意のものとすることができる。さらに、３´番歯車（１
４）の裏面部には、一端部をこの３´番歯車（１４）
に、他端部をギヤボックス（９）に固定したぜんまいバ
ネ（２３）を配設している。このぜんまいバネ（２３）
は、図１に例示したモータ（１０）による３´番歯車
（１４）の回転により巻き込まれるように取り付けられ
ている。

【００１７】さらにこの例においては、図２に例示した
ように、出力歯車（８）の上部に、シート弁（４）の位
置検出を行い、その回転を停止させるためのマイクロス
イッチ（２４）、カム機構（２５）およびストッパ（２
６）を設けてもいる。図４は、モータ式バルブ装置の制
御回路の一例を示した回路構成図である。この図４の例
において、（２７）はメインスイッチを、（２８）はコ
ントロールスイッチを各々示している。なお、シート弁
（４）の位置検出用のマイクロスイッチ（２４）は、全
開または全閉の２ポジションとしている。

【００１８】たとえば以上に例示される構成において、
気体、液体等の流体を取り入れるためにバルブ装置のメ
イン電源をＯＮにすると、図１および図３に例示したソ
レノイド（１９）に電圧が印加され、３番歯車（１３）
と３´番歯車（１４）が噛み合う方向、すなわち図３図
中の矢印（Ａ）方向に力が作用し、３番歯車（１３）と
３´番歯車（１４）を噛み合わせる。

【００１９】次いで、バルブ装置を解放するようにモー
タ（１０）を駆動させると、その回転が、１番歯車（１
１）、２番歯車（１２）、３番歯車（１３）、３´番歯
車（１４）（１５）（１６）（１７）および出力歯車
（８）に順次伝えられる。そして、シャフト（６）とと
もにシート弁（４）が開弁方向に回転する。この回転に
より、シート弁（４）（５）に設けたたとえば略扇形状
開口部が重なり合い、流入開口部（１）から流出開口部
（２）にかけての流通路が開放される。

【００２０】これと同時に、モータ（１０）回転により
３番歯車（１３）から３´番歯車（１４）に伝達された
トルクによって、３´番歯車（１４）の裏面部に設けた
ぜんまいバネ（２３）が巻き込まれる。この状態におい
て、停電した場合には、ソレノイド（１９）がＯＦＦと
なり、図３図中の矢印（Ａ）方向の力が作用しなくな
る。すると、３番歯車（１３）裏面部および３´番歯車
（１４）表面部に設けた磁石（２２）の反発力により、
３番歯車（１３）と３´番歯車（１４）が図３図中の矢
印（Ｂ）方向に復帰し、これら相互の噛み合いが外れ
る。そして、モータ（１０）の回転により蓄積されてい
たぜんまいバネ（２３）の巻き戻しトルクが３´番歯車
（１４）（１５）（１６）（１７）から出力歯車（８）
に伝わり、開弁方向とは逆に、すなわち閉弁方向に回転
する。この逆回転によりシャフト（６）とともにシート
弁（４）が逆回転し、バルブ装置を閉鎖させる。流体の
移動が停止する。

【００２１】シート弁（４）が全閉位置にくると、図４
に例示したストッパ（２６）とカム機構（２７）が当接
し、出力歯車（８）の逆回転を停止させ、シート弁
（４）の回転が停止する。また、メイン電源をＯＦＦと
した場合にも、ソレノイド（１９）はＯＦＦとなり、磁
石（２２）の反発力により３番歯車（１３）と３´番歯
車（１４）の噛み合いは外れる。

【００２２】なお、３番歯車（１３）と３´番歯車（１
４）の噛み合いを解除するための手段としては、磁石
（２２）に限定されることはなく、たとえばコイルスプ
リングなどの適宜なものとすることができる。また以上
の構成において、シート弁（４）の全開時の位置検出
は、図２に例示したマイクロスイッチ（２４）で行うこ
とができる。シート弁（４）が全開であると、図４に例
示した位置検出用のマイクロスイッチ（２４）のＮＣが
開き、モータ（１０）への通電を停止する。一方、図１
および図３に例示したソレノイド（１９）への通電は保
持される。このため、３番歯車（１３）と３´番歯車
（１４）の噛み合いも保持され、また、１番歯車（１
１）と２番歯車（１２）にたとえばウォーム歯車または
はすば歯車等とすることができるため、３´番歯車（１
４）裏面部のぜんまいバネ（２３）による巻き戻しは起
こらない。バルブ装置が全開状態に維持される。

【００２３】なお、図２に例示したシート弁（４）の位
置検出と回転停止のため手段は、上記のマイクロスイッ
チ（２４）およびカム機構（２５）の他に、たとえば従
来より公知のホールＩＣおよび磁石とすることも可能で
ある。格別の限定はない。またこの発明は、以上の例に
よって限定されるものでもない。バルブ装置本体、弁お
よび歯車機構の構成および構造等の細部については様々
な態様が可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、停電時にバルブ装置を閉鎖させ、流体の流出を防
止し、しかもそのバルブ装置の閉鎖を簡便かつ容易な構
成により実現することのできるモータ式バルブ装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のバルブ装置の一実施例を示した断面
図である。

【図２】図１の例の平面図である。

【図３】図１のソレノイド付近の拡大断面図である。

【図４】バルブ装置の制御回路の一例を示した回路構成
図である。

【図５】従来のモータ式バルブ装置を示した断面図であ
る。

【図６】図５の従来例の平面図である。

【図７】図５のシート弁を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 流入開口部 ２ 流出開口部 ３ バルブ装置本体 ４，５ シート弁 ６ シャフト ７ Ｏリング ８ 出力歯車 ９ ギヤボックス １０ モータ １１ １番歯車 １２ ２番歯車 １３ ３番歯車 １４，１５，１６，１７ ３´番歯車 １８ 軸 １９ ソレノイド ２０ ワッシャ ２１ パイプ ２２ 磁石 ２３ ぜんまいバネ ２４ マイクロスイッチ ２５ カム機構 ２６ ストッパ ２７ メインスイッチ ２８ コントロールスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ駆動によるバルブ装置において、
   モータの回転をバルブに伝達する歯車機構を有し、この
   歯車機構には歯車を噛み合い接続させるソレノイドとそ
   の噛み合い接続を解除する反発力手段を設けるととも
   に、噛み合い接続の解除時にバルブに接続する歯車を逆
   回転させるバネ手段を配設してなることを特徴とするモ
   ータ式バルブ装置。
2. 【請求項２】 反発力手段が磁石である請求項１のバル
   ブ装置。
3. 【請求項３】 反発力手段がコイルバネである請求項１
   のバルブ装置。