WO2015199008A1 - 流量調整弁および給湯装置 - Google Patents

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WO2015199008A1
WO2015199008A1 PCT/JP2015/067830 JP2015067830W WO2015199008A1 WO 2015199008 A1 WO2015199008 A1 WO 2015199008A1 JP 2015067830 W JP2015067830 W JP 2015067830W WO 2015199008 A1 WO2015199008 A1 WO 2015199008A1
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WO
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valve
spindle
valve body
screw portion
flow rate
Prior art date
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PCT/JP2015/067830
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English (en)
French (fr)
Inventor
繁男 杉江
良太 木下
Original Assignee
株式会社ノーリツ
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Priority claimed from JP2014129030A external-priority patent/JP2017160918A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means

Definitions

  • the present invention relates to a flow rate adjusting valve and a hot water supply device of a type in which the flow rate of a fluid can be adjusted by reciprocating a valve body facing a valve opening portion of a flow path provided in a valve housing.
  • a spindle having a valve body attached to the tip portion is capable of reciprocating using a screw feed mechanism. More specifically, the screw feeding mechanism is configured by using a holding cylinder disposed in the valve housing. Screw portions are provided on both the inner peripheral surface of the holding cylinder and the outer peripheral surface of the spindle, and these are screwed together. The base end portion of the spindle is connected to the motor drive portion in a state in which relative rotation is prevented and sliding in the front-rear direction (opening / closing direction) is possible.
  • the load for reciprocating both the spindle and the valve element acts on the screw portion of the spindle and the holding cylinder, and the load becomes relatively large. Therefore, excellent wear resistance is required for the threaded portion.
  • valve body and the spindle are configured to receive the fluid pressure in the front region located in front of the valve body in the front-rear direction opposite to the valve opening in the flow path. For this reason, as the threaded portion, excellent wear resistance is required. For this reason, it is desirable to consider that the load by the fluid pressure which a valve body receives does not act largely on the screw part etc. for reciprocating a valve body.
  • the spindle is made of metal such as phosphor bronze. From the viewpoint of reducing the manufacturing cost and reducing the overall weight, it is conceivable that the spindle is made of resin. However, conventionally, it is difficult to make the spindle resin from the viewpoint of securing the strength and wear resistance of the screw portion.
  • a main object of the present invention is to provide a flow rate adjusting valve and a hot water supply device that can suppress a large load from acting on a screw portion as much as possible, and can suitably prevent a problem that a component member is likely to be worn. There is.
  • One flow control valve of the present invention includes a valve housing, a valve body, and a spindle.
  • the valve housing is provided with a flow path having a valve opening inside.
  • the valve body is provided in the valve housing so as to be able to reciprocate in the front-rear direction facing the valve opening.
  • the valve body has a first screw portion.
  • the valve body is for adjusting the flow rate of the fluid passing through the valve opening.
  • the spindle has a second screw portion provided in the valve housing and screwed to the first screw portion of the valve body.
  • the spindle can be rotated in both forward and reverse directions by a driving means.
  • the spindle is for reciprocating the valve body.
  • the reciprocating motion of the valve body in the front-rear direction is such that the valve body and the spindle are threadedly connected to each other via the first screw portion and the second screw portion, and the valve body is stopped from rotating, and the spindle is moved back and forth. Is possible based on a restricted configuration.
  • the load for reciprocating the valve element acts on the first threaded portion of the valve body and the second threaded portion of the spindle
  • the load for reciprocating the spindle is Does not work. Therefore, the strength required for the screw portion can be reduced. Further, it is possible to make it difficult for the first screw portion and the second screw portion to be worn. As a result, it is possible to suitably realize that the spindle is made of resin from the viewpoint of ensuring the strength of the first screw portion and the second screw portion.
  • the spindle and the driving means need only be connected so as to be capable of relative rotation, and the spindle and the driving means need not be connected so as to be capable of relative sliding. Therefore, it is possible to make it difficult for wear to occur at the connection portion between the spindle and the driving means.
  • the valve housing has an auxiliary wall portion provided so as to block a part of the flow path.
  • the auxiliary wall is provided with a valve opening penetrating in the front-rear direction. The movement of the spindle in the front-rear direction is restricted by the tip of the spindle being in contact with the auxiliary wall.
  • a back chamber separated from other regions in the valve housing is provided on the rear side of the first screw portion and the second screw portion in the valve housing.
  • the one flow rate adjusting valve is provided with an introduction path for introducing the fluid pressure in the front region of the valve body into the back chamber.
  • the valve body can receive a forward pressing force by the fluid pressure introduced into the back chamber through the introduction path.
  • the valve body When the front area of the valve body is the primary flow path in the flow path, the valve body receives the fluid pressure (primary pressure) of the primary flow path and is pressed backward.
  • fluid pressure will be introduced into a back chamber, and the force which presses a valve body ahead with the fluid pressure of this back chamber can be produced.
  • the force with which the valve body is pressed backward can be relaxed, and a large force due to the fluid pressure can be suppressed from acting on the first screw portion and the second screw portion.
  • the first screw portion and the second screw portion can be protected more accurately.
  • At least a part of the tip of the spindle is provided so as to face a front region of the valve body.
  • a communication hole for communicating the front region and the back chamber is provided inside the spindle. The communication hole constitutes an introduction path.
  • the introduction path can be easily constructed without using dedicated parts such as a pressure introduction tube.
  • the valve housing has an auxiliary wall portion provided so as to block a part of the flow path.
  • the auxiliary wall is provided with a valve opening penetrating in the front-rear direction. The movement of the spindle in the front-rear direction is restricted by the tip of the spindle being in contact with the auxiliary wall.
  • the auxiliary wall is provided with a hole for allowing the opening on the tip side of the communication hole of the spindle to communicate with the front region.
  • the movement of the spindle in the front-rear direction can be accurately controlled using the auxiliary wall portion.
  • fluid can be caused to flow into the communication hole from the front region of the valve body in the flow path by utilizing the hole portion of the auxiliary wall portion, and the fluid pressure is accurately introduced into the back pressure chamber. It is possible.
  • the back chamber is configured with a valve body on the front side.
  • the fluid pressure introduced into the back chamber is efficiently applied to the valve body as a force for pushing the valve body forward.
  • the force with which the valve body is pressed rearward is relaxed, and it is possible to suppress a large force resulting from the fluid pressure from acting on the screw portions (first screw portion and second screw portion).
  • the one flow rate adjusting valve preferably further includes a first seal portion for sealing between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve housing on the front side of the back chamber.
  • region can be introduce
  • the force with which the valve body is pressed backward can be relaxed, and a large force due to the fluid pressure can be prevented from acting on the screw portions (the first screw portion and the second screw portion).
  • valve body and the spindle are preferably made of resin.
  • the manufacturing cost of the entire flow rate adjusting valve can be reduced by facilitating the manufacturing of the valve body and the spindle and reducing the material cost. Further, the overall weight can be reduced. As described above, in the present invention, since the effect of reducing the load acting on the screw portion provided on the spindle and the valve body is obtained, even if the member is made of resin, sufficient durability performance is obtained. Can be secured.
  • the valve body has a cylindrical shape having a through hole penetrating in the front-rear direction, and a spindle is fitted into the through hole.
  • a first screw portion and a second screw portion are provided on the inner peripheral surface of the valve body and the outer peripheral surface of the spindle, respectively.
  • the threaded connection between the valve body and the spindle can be realized simply and compactly.
  • the one flow rate adjusting valve is preferably configured such that the inner peripheral surface of the valve body at each of a position in front of the first screw portion and the second screw portion and a position in the rear of the first screw portion and the second screw portion. And a second seal portion for sealing between the spindle and the outer peripheral surface of the spindle.
  • the one flow rate adjusting valve preferably further includes a spring that urges the spindle in a forward direction.
  • a spring that urges the spindle in a forward direction.
  • the one flow rate adjusting valve is preferably provided with a holding cylinder which is disposed in the valve housing and supports the spindle. The rotation of the valve body is stopped by engaging the valve body and the holding cylinder with each other.
  • the rotation of the valve body can be accurately achieved with a reasonable configuration.
  • Other flow control valves of the present invention include a main body and a valve structure.
  • the main body includes a valve housing in which a flow path having a valve opening is provided.
  • the valve structure includes a valve body provided in the valve housing so as to be able to reciprocate in the front-rear direction facing the valve opening, and has a first screw portion and the flow rate of fluid passing through the valve opening It is for adjusting.
  • the main body portion has a second screw portion screwed and connected to the first screw portion.
  • On the rear side of the first screw portion and the second screw portion a back chamber is provided that is partitioned from other regions in the valve housing.
  • An introduction path for introducing the fluid pressure in the front region of the valve structure into the back chamber is provided.
  • the valve structure can receive a forward pressing force by the fluid pressure introduced into the back chamber.
  • the valve structure is provided in the valve housing so as to be reciprocally movable in the front-rear direction and freely rotating in both forward and reverse directions by the driving means.
  • the main body includes a holding cylinder that is disposed in the valve housing and supports the spindle so as to be slidable in the front-rear direction.
  • the spindle has a first threaded portion.
  • the holding cylinder has the second screw portion. At least a part of the tip of the spindle is provided so as to face the front region.
  • a communication hole for communicating the front region and the back chamber is provided inside the spindle. The communication hole constitutes the introduction path.
  • the other flow rate adjusting valve preferably further includes a back seal portion for sealing between the outer peripheral surface of the spindle and the inner peripheral surface of the holding cylinder in front of the back chamber.
  • the back chamber is partitioned from other regions in the valve housing by a back seal portion.
  • the hot water supply apparatus of the present invention includes a pipe for passing hot water and the one flow rate adjustment valve or the other flow rate adjustment valve connected to the pipe and adjusting the flow rate of the hot water flowing through the pipe.
  • the flow rate adjusting valve As described above, in the flow rate adjusting valve, a large load is prevented from acting on the screw portion as much as possible, and a problem that the components of the flow rate adjusting valve are likely to be worn is suitably prevented. Thereby, the said flow regulating valve can extend the service life compared with the conventional flow regulating valve. As a result, according to the hot water supply apparatus of the present invention, the service life can be made longer than that of a conventional hot water supply apparatus including a flow rate adjusting valve.
  • a flow rate adjusting valve and a hot water supply device that can suppress the occurrence of a large load on a threaded portion as much as possible and can suitably prevent a problem that a component member is likely to be worn. Can do.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • It is a perspective view for demonstrating the engaging part of the valve body which has stopped rotation of the valve body of the flow regulating valve shown in FIG. 1, and a holding cylinder.
  • It is a mimetic diagram of a hot-water supply apparatus provided with a flow control valve concerning this embodiment.
  • It is sectional drawing of the valve open state which shows another example of the flow regulating valve which concerns on this Embodiment.
  • a flow rate adjusting valve 100 shown in FIGS. 1A and 1B includes a valve housing 1, a spindle 2, a valve body 3, a holding cylinder 4, a spring 5, and a motor M.
  • the motor M is, for example, a stepping motor that can rotate in both forward and reverse directions, and corresponds to an example of a driving unit in the present invention.
  • the flow rate adjustment valve 100 is provided and used in the middle of various hot water supply pipes connected to, for example, a hot water supply device (details will be described later). For this reason, in this embodiment, the fluid for which the flow rate is to be adjusted is hot water.
  • the valve housing 1 is made of resin and has a flow path 10 for circulating hot water therein.
  • the flow path 10 is divided into a primary side flow path 10a and a secondary side flow path 10b through a valve opening 11 described later.
  • One end of each of the primary side flow path 10a and the secondary side flow path 10b is opened to allow connection with other piping members.
  • the valve housing 1 has an auxiliary wall portion 12 provided so as to block a part of the flow path 10.
  • the auxiliary wall portion 12 is provided in the middle of the flow path 10, and the valve opening portion 11 is provided through the auxiliary wall portion 12. More specifically, as shown in FIG.
  • the auxiliary wall portion 12 includes a plurality of rib-like support wall portions 12 a protruding from the inner peripheral surface of the valve housing 1 in the radial direction of the flow path 10, and the plurality of support portions. And a central wall portion 12b connecting the wall portions 12a.
  • the gaps between the plurality of support wall portions 12a are the valve openings 11, and in this embodiment, a total of three valve openings 11 are provided.
  • one side portion of the base portion of the auxiliary wall portion 12 is a valve seat 13 that is pressed against the valve body 3.
  • the spindle 2, the valve body 3, and the holding cylinder 4 are made of resin like the valve housing 1 and are accommodated in the valve housing 1.
  • the spindle 2 extends in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 1), is inserted through the holding cylinder 4 and is supported in a relatively rotatable state.
  • the holding cylinder 4 is in a fixed state fitted into the rear part in the valve housing 1.
  • the base end portion 20 of the spindle 2 protrudes outside the valve housing 1 and is fitted into a hole 60 provided in the driving portion 6 of the motor M so as not to be relatively rotatable.
  • a plurality of spline grooves 20a, 60a that are engaged with each other are formed in the base end portion 20 and the hole portion 60 of the spindle 2.
  • a clearance 61 is provided in the hole 60 to allow the spindle 2 to retreat to the right in the drawing by an appropriate amount.
  • This gap 61 is not for positively reciprocating the spindle 2, but reduces the load received by each part when the pressure in the primary flow path 10a (front region) rises abnormally, as will be described later. Therefore, this is a part for allowing the backward movement of the spindle 2.
  • the tip portion 21 of the spindle 2 is in contact with the central wall portion 12b of the auxiliary wall portion 12, and the movement of the spindle 2 in the front-rear direction is restricted.
  • a spring 5 that constantly biases the spindle 2 forward is interposed.
  • the spring 5 is, for example, a compression coil spring. Due to the elastic urging force of the spring 5, the tip 21 of the spindle 2 can be stably brought into contact with and held against the auxiliary wall 12. In FIG. 4, the spring 5 is not shown.
  • the valve body 3 has a cylindrical shape having a through-hole 30 inside, and a sealing member 31 for contacting the valve seat 13 is provided in the vicinity of the tip portion.
  • a first screw portion 33 and a second screw portion 23 (hereinafter simply referred to as screw portions 33, 23) that are screwed to each other are provided on the inner peripheral surface of the valve body 3 and the outer peripheral surface of the spindle 2. .
  • the rear part of the valve body 3 is engaged with the front part of the holding cylinder 4 so that the valve body 3 is prevented from rotating.
  • a plurality of projecting piece portions 34 projecting toward the holding cylinder 4 are provided at the rear portion of the valve body 3 at intervals.
  • a plurality of recesses 40 are provided on one of the front portions of the holding cylinder 4.
  • a plurality of protruding piece portions 34 enter and engage with the plurality of recessed portions 40. With such a configuration, the rotation of the valve body 3 is prevented.
  • the projecting piece 34 and the recess 40 allow the valve body 3 to reciprocate in the front-rear direction, and the valve body 3 is in either the open state or the closed state. Even if it exists, it has engaged so that rotation prevention of the valve body 3 is possible. Since the valve body 3 is screwed to the spindle 2 via the screw portions 33 and 23 in the state of being stopped as described above, the valve body 3 can be reciprocated in the front-rear direction when the spindle 2 rotates. is there.
  • a gap 17 is formed between the flange portion 22 of the spindle 2 and the holding cylinder 4 and between the protruding piece portion 34 and the spindle 2. Further, as shown in FIG. 5, a gap 18 is formed between the projecting piece portions 34 and between the rear surface portion 35 and the holding cylinder 4 so as to be continuous with the gap 17.
  • a rear surface portion 35 is provided at a position near the rear portion of the valve body 3 so as to face the back of the valve body 3 and have a diameter substantially equal to the inner diameter of the valve housing 1.
  • a water seal between the outer peripheral surface of the valve body 3 and the inner peripheral surface of the valve housing 1 is achieved by the first seal portion 7 a using an O-ring.
  • the rear side of the valve body 3 (behind the screw portions 33 and 23) is separated from the other regions in the valve housing 1 via the first seal portion 7 a.
  • a chamber 19 is formed. As shown in FIGS.
  • the back chamber 19 is formed between the rear surface portion 35 of the valve body 3 and the surface located on the front side of the holding cylinder 4 in the front-rear direction.
  • the back chamber 19 is formed between the inner peripheral surface of the valve housing 1 and the protruding piece portion 34 of the valve body 3 or the outer peripheral surface of the holding cylinder 4 in a direction perpendicular to the front-rear direction.
  • the surface located on the front side of the back chamber 19 is constituted by the valve body 3.
  • a surface located on the rear side of the back chamber 19 is constituted by the holding cylinder 4.
  • the gap 18 connecting the gap 17 is formed between the projecting pieces 34 and between the rear face 35 and the holding cylinder 4. Is connected to the gaps 17 and 18.
  • fluid pressure (primary pressure) P ⁇ b> 1 of the primary flow path 10 a (front region) is introduced into the back chamber 19.
  • a position facing the back chamber 19 from the position of the tip of the spindle 2 (the flange portion 22 of the spindle 2 and the holding cylinder 4) is provided inside the spindle 2.
  • a communication hole 29 extending to a position between the first and second gaps and a position that is continuous with the gap 17 is provided.
  • the central wall portion 12b of the auxiliary wall portion 12 is provided with a hole portion 12c for communicating the tip opening portion of the communication hole 29 with the primary channel 10a.
  • the primary pressure P ⁇ b> 1 in the primary channel 10 a is introduced into the back chamber 19 through the hole 12 c and the communication hole 29.
  • the pressure receiving area A2 where the valve body 3 receives the primary pressure P1 of the back chamber 19 is the area A1 of the valve opening 11 (in this embodiment, As shown in FIG. 2, it is equal to or greater than the sum of the areas A1 of the valve openings 11 divided into three.
  • the force (P1 ⁇ A1) from the front in the front-rear direction to the rear (P1 ⁇ A1) and the force from the rear in the front-rear direction to the front (P1 ⁇ A2) are applied to the valve body 3.
  • the force (P1 ⁇ A2) is equal to or greater than the force (P1 ⁇ A1).
  • the primary pressure P1 can be introduced into the back chamber 19 through the communication hole 29 and the gaps 17 and 18. Furthermore, since the flow regulating valve 100 includes the first seal portion 7a, the primary pressure P1 introduced into the back chamber 19 can be effectively used as a force for pressing the valve body 3 forward.
  • the flow rate adjusting valve 100 does not include the first seal portion 7 a, the fluid supplied to the back chamber 19 leaks between the outer peripheral surface of the valve body 3 and the inner peripheral surface of the valve housing 1. In this case, the fluid pressure P1 introduced into the back chamber 19 cannot be effectively used as a force for pressing the valve body 3 forward. In such a case, the fluid leaking from the back chamber 19 may give a force to the valve body 3 to press backward in the front-rear direction.
  • the fluid from the front region 10a of the valve body 3 to the valve body 3 may be applied.
  • the valve body 3 floats in the valve housing 1 due to the fluid leaking from the back chamber 19, and it is difficult to close the flow path itself. Sometimes.
  • the flow rate adjusting valve 100 is further provided with seal portions 7b to 7e other than the first seal portion 7a.
  • the second seal portions 7 b and 7 c are portions for sealing between the inner peripheral surface of the valve body 3 and the outer peripheral surface of the spindle 2 at the front and rear positions of the screw portions 33 and 23.
  • By these second seal portions 7b and 7c it is possible to suitably prevent foreign matter from entering and biting into the screw portions 33 and 23.
  • the seal part 7 d is a part for sealing a gap between the holding cylinder 4 and the spindle 2.
  • the seal part 7 e is a part for sealing a gap between the holding cylinder 4 and the valve housing 1.
  • the spindle 2 when the valve body 3 is reciprocated, the spindle 2 only needs to be rotated. For this reason, compared with the case where the spindle 2 is reciprocated in addition to the valve body 3, for example, the work amount of the motor M is small and energy saving can be achieved. Since the spindle 2 and the valve body 3 are made of resin and can be reduced in weight, energy saving can be further promoted. That is, the reciprocating motion of the valve body 3 in the front-rear direction can be performed by rotating the spindle 2 without reciprocating the spindle 2 in the front-rear direction. For this reason, the amount of work by the driving means can be reduced as compared with the prior art in which the spindle 2 is reciprocated in the front-rear direction while rotating. As a result, it becomes suitable for energy saving by reducing power consumption.
  • the load for reciprocating the valve body 3 acts on the screw portions 33 and 23
  • the load for reciprocating the spindle 2 does not act. Therefore, the strength required for the screw portions 33 and 23 can be reduced, and the effect of making the screw portions 33 and 23 less likely to be worn can be obtained. Thereby, it is possible to prevent problems such as insufficient strength of the screw portions 33 and 23 due to the spindle 2 and the valve body 3 being made of resin.
  • the valve body 3 receives the primary pressure P1 of the primary side flow path 10a.
  • the primary pressure P1 generates a force that presses the valve body 3 backward. This force also acts on the screw portions 33 and 23.
  • the primary pressure P1 is introduced into the back chamber 19 and a force that presses the valve body 3 forward by the pressure in the back chamber 19 can be generated.
  • the force with which the valve body 3 is pressed backward can be relaxed, and a large load can be prevented from acting on the screw portions 33 and 23.
  • the strength required for the screw portions 33 and 23 can be further reduced, and the screw portions 33 and 23 can be protected more accurately.
  • the pressure receiving area A2 of the valve body 3 is equal to or larger than the area A1 of the valve opening 11, the load that the motor M receives due to the fluid pressure P1 (primary pressure) in the front region 10a of the valve body 3 can be reduced. If the area A1 of the valve opening 11 and the pressure receiving area A2 of the valve body 3 are substantially the same, the backward pressing force and the forward pressing force of the valve body 3 due to the primary pressure P1 are substantially offset. This is more preferable in reducing the load acting on the screw parts 33 and 23.
  • the primary pressure P1 of the primary side flow path 10a may rise abnormally for some reason, and the force that presses the valve body 3 backward may become excessive.
  • the valve element 3 moves backward against the elastic force of the spring 5 together with the spindle 2.
  • the spring 5 plays a role of pressing the spindle 2 against the auxiliary wall portion 12 and stabilizing the position of the spindle 2 in a normal state, and its configuration is reasonable.
  • the two second seal portions 7b and 7c are more preferable in protecting the screw portions 33 and 23 in order to prevent foreign matters from entering the positions of the screw portions 33 and 23.
  • the spindle 2 rotates at a fixed position without reciprocation in the front-rear direction when adjusting the flow rate. For this reason, compared with the case where the spindle 2 performs both the rotation and the reciprocating motion, an effect of suppressing wear of the first seal portion 7a or the seal portion 7d can be obtained. In addition, wear and the like at the connecting portion between the base end portion 20 of the spindle 2 and the driving portion 6 of the motor M are also suppressed. For this reason, the flow rate adjusting valve 100 of the present embodiment can be excellent in durability even though all the main components such as the spindle 2 and the valve body 3 are made of resin. .
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of a hot water supply apparatus 200 as an application example of the flow rate adjusting valve 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the hot water supply apparatus 200 of the present embodiment mainly includes a casing 110, a combustion apparatus BE, a blower 120, and a heat exchanger HE.
  • the combustion apparatus BE is for supplying combustion gas.
  • This combustion apparatus BE has a burner 130 and a burner case 131, and the burner 130 is accommodated in the burner case 131.
  • a gas pipe 140 for supplying fuel gas to the combustion apparatus BE is connected to the combustion apparatus BE.
  • the blower 120 is for supplying combustion air to the combustion device BE, and has, for example, a fan, a fan case, a fan motor, and the like.
  • the blower 120 is attached to the lower part of the combustion device BE.
  • the heat exchanger HE is for performing heat exchange with the combustion gas supplied from the combustion device BE.
  • a heat exchanger HE is mounted on the combustion device BE.
  • a water supply pipe 150 for supplying water to the heat exchanger HE is connected to the heat exchanger HE.
  • a hot water discharge pipe 160 for sending hot water from the heat exchanger HE is connected.
  • a bypass pipe 170 is connected between the water supply pipe 150 and the hot water outlet pipe 160. This bypass pipe 170 is for adjusting the temperature of the hot water delivered from the hot water discharge pipe 160 with the water in the water supply pipe 150.
  • the heat exchanger HE has a plurality of fins 180 stacked on each other, a heat transfer pipe 181 passing through the plurality of fins 180, and a body plate 182 as a case for housing the plurality of fins 180 and the heat transfer pipe 181 inside. is doing.
  • the heat transfer pipe 181 is connected to the water supply pipe 150 at one end and is connected to the hot water discharge pipe 160 at the other end.
  • the outlet pipe 160 is provided with a flow rate adjustment valve (also referred to as an overflow prevention valve or a flow rate adjustment valve) 100 according to the present embodiment at a position downstream of the junction with the bypass pipe 170.
  • a flow rate adjustment valve also referred to as an overflow prevention valve or a flow rate adjustment valve
  • the flow rate adjustment valve 100 according to the present embodiment may be disposed in the water supply pipe 150 at a position upstream from the junction with the bypass pipe 170.
  • the flow rate adjusting valve 100 is used to enable hot water supply at a set temperature by reducing the flow rate of water or hot water flowing through the hot water discharge pipe 160. For example, when the incoming water temperature is too cold, the passage flow rate is reduced to such an extent that the flow rate adjusting valve 100 can be operated to the closed side to raise the temperature to the set temperature. 6 may have a heat exchanger for recovering latent heat.
  • the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment.
  • the specific configuration of each part of the flow regulating valve according to the present invention can be variously modified within the range intended by the present invention.
  • the present invention can prevent the occurrence of problems even when the components of the flow rate adjusting valve such as the spindle and the valve body are made of resin, the components are not made of resin.
  • the components can be made of metal, and even in this case, it is included in the technical scope of the present invention.
  • the means for screwing and connecting the valve body and the spindle does not necessarily have to be combined in a state where the valve body is externally fitted to the spindle.
  • the spindle may be provided so as to perform only a rotating operation in a state where it is positioned at a fixed position so as not to be retracted.
  • the valve body only needs to exhibit a function of reciprocating in the front-rear direction facing the valve opening by rotation of the spindle and adjusting the flow rate of the fluid flowing through the valve opening, and the specific shape thereof is not limited.
  • the “front-rear direction” in the present invention is a direction in which the valve body faces the valve opening, and it does not matter which is a horizontal direction, a vertical direction, or a direction inclined up and down.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a flow rate adjustment valve 101 as a modified example of the flow rate adjustment valve 100 in an open state.
  • the flow control valve 101 shown in FIG. 7 includes a main body portion and a valve structure.
  • the main body includes a valve housing 1 and a holding cylinder 4.
  • the valve housing 1 has a flow path having a valve opening inside.
  • the holding cylinder 4 is arranged in the valve housing 1.
  • the valve structure includes a valve body 3 and a spindle 2.
  • the valve structure is provided in the valve housing 1 so as to be capable of reciprocating in the front-rear direction facing the valve opening, and is for adjusting the flow rate of the fluid passing through the valve opening.
  • the valve body 3 is for adjusting the flow rate of the fluid passing through the valve opening.
  • the spindle 2 is provided in the valve housing 1 so as to be able to reciprocate in the front-rear direction and freely rotate in both forward and reverse directions by the driving means, and for reciprocating the valve body 3 in the front-rear direction. It is.
  • the spindle 2 has a first screw portion 24 on the outer peripheral surface thereof.
  • the holding cylinder 4 is provided as a cylindrical body in which a through-hole through which the spindle 2 can be inserted is formed, and has a second screw portion 44 on the inner peripheral surface thereof.
  • the first screw portion 24 and the second screw portion 44 are screwed together.
  • the spindle 2 is supported by the holding cylinder 4 so as to be capable of rotating in both forward and reverse directions and reciprocating in the front-rear direction. That is, the flow rate adjusting valve 101 is different from the flow rate adjusting valve 100 in that the valve body 3 and the spindle 2 are provided so as to perform a rotational motion and a reciprocating motion in the front-rear direction.
  • the spindle 2 includes a shaft portion 25 connected to the base end portion 20 and a projecting portion 26 projecting in a direction intersecting with the front and rear direction from the shaft portion 25 at the rear of the first screw portion 24 in the front and rear direction.
  • the outer diameter of the shaft portion 25 is smaller than the inner diameter of the through hole provided in the holding cylinder 4 so that the spindle 2 can be inserted, and the outer diameter of the protruding portion 26 is provided substantially equal to the inner diameter of the holding cylinder 4.
  • a rear seal portion 7g is attached to the end surface of the protruding portion 26 in the intersecting direction. At least a part of the tip of the spindle 2 is provided to face the front region 10a.
  • the spindle 2 is formed with a communication hole 29 extending from the position of the tip of the spindle 2 to a position facing the back chamber 19.
  • One end of the communication hole 29 positioned forward in the front-rear direction is formed at the tip of the spindle 2 and is connected to the front region 10 a of the valve body 3.
  • the other end of the communication hole 29 located at the rear in the front-rear direction is connected to the back chamber 19.
  • the valve body 3 has a cylindrical shape, and a sealing member 31 made of rubber or the like is provided on the lower end surface of the valve body 3 so as to abut against the valve seat 13 and stop the water.
  • the valve body 3 is attached to the front of the spindle 2 in the front-rear direction.
  • the valve body 3 is urged forward in the front-rear direction with respect to the spindle 2.
  • the compression coil spring 37, the first support member 38 that is restricted from moving backward in the front-rear direction with respect to the spindle 2, and the forward movement in the front-rear direction with respect to the valve body 3.
  • a second support member 39 that is limited in the valve housing 1.
  • One end 371 of the compression coil spring 37 is supported by the first support member 38.
  • the other end 372 of the compression coil spring 37 is supported by the second support member 39.
  • the compression coil spring 37 exerts a restoring force between the first support member 38 and the second support member 39, so that the valve body 3 is closed in the valve closing direction by the compression coil spring 37 (the front in the front-rear direction). (Towards).
  • a seal portion 7b1 such as an O-ring.
  • the valve housing 1 and the holding cylinder 4 are closed by a rear member 8 at the end located in the rear in the front-rear direction.
  • An end portion of the rear member 8 positioned in the front in the front-rear direction is fitted into a through hole provided in the holding cylinder 4 so that the spindle 2 can be inserted.
  • the rear member 8 is formed with a through hole provided so that the shaft portion 25 of the spindle 2 can be inserted.
  • the inner diameter of the through hole of the rear member 8 is smaller than the outer diameter of the protruding portion 26.
  • a rear chamber 19 that is partitioned from other regions in the valve housing 1 is provided on the rear side of the first screw portion 24 and the second screw portion 44.
  • a surface located on the front side of the back chamber 19 is constituted by the spindle 2.
  • a surface located on the rear side of the back chamber 19 is constituted by the rear member 8.
  • the communication hole 29 is formed so as to extend from the front position in the front-rear direction with respect to the first screw portion 24 to a position in the rear direction in the front-rear direction and ahead of the portion inserted through the rear member 8. Yes.
  • the seal portion 7b2 and the back seal portion 7 g seal between the outer peripheral surface of the spindle 2 and the inner peripheral surface of the holding cylinder 4 on the front side of the back chamber 19.
  • the seal portion 7b2 is disposed in front of the first screw portion 24 in the front-rear direction.
  • the seal portion 7b2 is provided to suppress intrusion of fluid from the front region 10a to the connection portion of the first screw portion 24 and the second screw portion 44.
  • the back seal portion 7 g is disposed behind the first screw portion 24 and the second screw portion 44 in the front-rear direction and in front of the back chamber 19.
  • the back seal portion 7 g is provided to suppress the intrusion of fluid from the back chamber 19 to the connection portion of the first screw portion 24 and the second screw portion 44.
  • the seal portion 7 f seals between the outer peripheral surface of the rear member 8 and the inner peripheral surface of the holding cylinder 4 on the rear side of the back chamber 19.
  • a seal portion 7h Between the holding cylinder 4 and the valve housing 1, water sealing is achieved by a seal portion 7h.
  • the seal portion 7 f seals between the outer peripheral surface of the holding cylinder 4 and the inner peripheral surface of the valve housing 1.
  • a seal portion 7i Between the spindle 2 and the rear member 8, water sealing is achieved by a seal portion 7i.
  • the seal portion 7 i seals between the outer peripheral surface of the spindle 2 and the inner peripheral surface of the rear member 8 on the rear side of the back chamber 19.
  • a plurality of seal portions 7i are provided.
  • the flow rate adjustment valve 101 shown in FIG. 7 when the spindle 2 is driven to rotate by the motor M, the first screw portion 24 of the spindle 2 and the second screw portion 44 of the holding cylinder 4 are screwed together.
  • the spindle 2 is reciprocated in the front-rear direction.
  • the valve body 3 is fixed to the spindle 2 and rotates and reciprocates together with the spindle 2. Therefore, in the flow rate adjusting valve 101, the valve body 3 and the spindle 2 are configured to receive the fluid pressure P1 in the front region 10a of the valve body 3.
  • the flow regulating valve 101 is provided on the rear side of the first screw portion 24 and the second screw portion 44 in the valve housing 1 and is separated from other regions of the valve housing 1. Is formed.
  • the flow rate adjusting valve 101 is formed with a communication hole 29 as an introduction path through which the fluid pressure P1 in the front region 10a of the valve body 3 can be introduced into the back chamber 19. Further, in the flow rate adjusting valve 101, the spindle 2 can receive a forward pressing force by the fluid pressure P1 introduced into the back chamber 19 as described above.
  • the fluid pressure P ⁇ b> 1 (primary pressure) of the front region 10 a (primary side flow path) can be introduced into the back chamber 19.
  • the spindle 2 projecting portion 26
  • a force for pressing the valve body 3 and the spindle 2 forward can be generated.
  • the force by which the valve body 3 and the spindle 2 are pressed backward from the front region 10a due to the fluid pressure P1 in the front region 10a can be alleviated, and the force is applied to the first screw portion 24 and the second screw portion 24. It can suppress acting on the screw part 44.
  • the screw portions (the first screw portion 24 and the second screw portion 44) can be protected more accurately.
  • the surface of the back chamber 19 that is positioned forward in the front-rear direction is constituted by a protruding portion 26.
  • a protruding portion 26 Between the back chamber 19 and the area located in front of the back-and-forth direction with respect to the back chamber 19, water sealing is achieved by a back seal portion 7 g attached to the protruding portion 26.
  • the fluid introduced into the back chamber 19 through the communication hole 29 is prevented from leaking forward in the front-rear direction from the protrusion 26 by the protrusion 26 and the back seal portion 7g. Therefore, the fluid pressure P1 (primary pressure) in the front region 10a of the valve body 3 can be used more effectively as a force for pressing the valve body 3 and the spindle 2 forward.
  • the pressure receiving area A3 (substantially equivalent to the area of the protruding portion 26) where the spindle 2 receives the primary pressure P1 of the back chamber 19 is equal to or larger than the area A1 of the valve opening 11.
  • a force (P1 ⁇ A1) from the front to the rear in the front-rear direction and a force (P1 ⁇ A3) from the rear to the front in the front-rear direction are applied to the spindle 2 and the valve body 3, and The latter is equivalent to or better than the former.
  • the pressure receiving area A3 of the spindle 2 is equal to or larger than the area A1 of the valve opening 11, the force from the rear in the front-rear direction to the front (P1 ⁇ A3) is the force from the front in the front-rear direction to the rear (P1 ⁇ A1). Therefore, the load that the motor M receives due to the fluid pressure P1 (primary pressure) in the front region 10a of the valve body 3 can be reduced.
  • the area A1 of the valve opening 11 and the pressure receiving area A3 of the spindle 2 are substantially the same, the force that pushes the valve body 3 and the spindle 2 backward by the primary pressure P1, and the valve body 3 and the spindle 2 The force pressing forward can be substantially canceled out, which is more preferable in reducing the load acting on the screw portions 33 and 23.
  • the main body portion includes the valve housing 1 and the holding cylinder 4, and the valve structure includes the valve body 3 and the spindle 2, but FIGS. 1 (A) and (B).
  • the main body portion includes the valve housing 1, the spindle 2, and the holding cylinder 4, and the valve structure includes the valve body 3.
  • the back chamber 19 into which the primary pressure P1 is introduced is not necessarily provided.
  • the flow direction of the fluid is the direction opposite to the above-described embodiment, that is, the portion corresponding to the secondary-side channel 10b in the above-described embodiment is the primary-side channel (upstream side), and the primary-side channel ( A portion corresponding to the front region 10a) may be set as a secondary flow path (downstream side).
  • the fluid is not limited to hot water and may be fluid (liquid or gas) other than hot water.
  • the drive means in the present invention is not limited to a stepping motor, and a motor other than this, or a drive source or drive mechanism other than the motor can be applied.
  • valve housing 1 valve housing, 2 spindle, 3 valve body, 4 holding cylinder, 5 spring, 6 drive part, 7a 1st seal part, 7b, 7c 2nd seal part, 7g back seal part, 7b1, 7b2, 7d, 7e, 7f 7h, 7i seal part, 8 rear member, 10 flow path, 10a primary flow path (front region), 10b secondary flow path, 11 valve opening, 12 auxiliary wall, 12a support wall, 12b center Wall part, 12c, 60 hole part, 13 valve seat, 18, 19 back chamber, 20 base end part, 20a, 60a spline groove, 21 tip part, 22 flange part, 23, 44 second screw part, 33, 24th 1 screw part, 25 shaft part, 26 projecting part, 29 communication hole (introduction path), 30 through hole, 31 sealing member, 34 projecting piece part, 35 rear surface part, 40 recessed part, 61 gap, 10 , 101 Flow control valve, 110 housing, 120 air blower, 130 burner, 131 burner case, 140 gas pipe, 150 water supply pipe, 160 hot

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Abstract

 弁開口部を有する流路が内部に設けられている弁ハウジング(1)と、弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に弁ハウジング(1)内に設けられ、第1ネジ部(33)を有し、かつ弁開口部を通過する流体の流量を調整するための弁体(3)と、弁ハウジング(1)内に設けられて、弁体(3)の第1ネジ部(33)と互いに螺合接続されている第2ネジ部(23)を有し、駆動手段により正逆両方向への回転が自在とされ、かつ弁体(3)を往復動させるためのスピンドル(2)とを備える。弁体(3)の前後方向への往復動は、弁体(3)およびスピンドル(2)が第1ネジ部(33)および第2ネジ部(23)を介して互いに螺合接続され、かつ弁体(3)が回転止めされているとともに、スピンドル(2)の前後方向への移動が規制された構成に基づいて可能とされている。

Description

流量調整弁および給湯装置
 本発明は、弁ハウジング内に設けられた流路の弁開口部に対向させて弁体を往復動させることにより、流体の流量を調整可能とされたタイプの流量調整弁および給湯装置に関する。
 本出願人は、流量調整弁の具体例として、特開2003-130235号公報(特許文献1)に記載のものを先に提案している。同文献に記載の流量調整弁においては、弁体を往復動させるための手段として、弁体が先端部に取り付けられているスピンドルが、ネジ送り機構を利用して往復動可能とされている。より具体的には、前記のネジ送り機構は、弁ハウジング内に配された保持筒を利用して構成されている。保持筒の内周面およびスピンドルの外周面の両者にネジ部を設けて、これらを螺合させている。スピンドルの基端部は、モータの駆動部に対し、相対回転を阻止され、かつ前後方向(開閉方向)へのスライド可能な状態で接続されている。
 このような構成によれば、モータが正逆いずれかの方向に駆動回転されると、スピンドルが同方向に回転しながら前方または後方に移動する。その結果、弁体が弁ハウジング内に設けられている弁開口部に接近し、または離反するため、流量調整が可能である。
特開2003-130235号公報
 しかしながら、上記公報に記載の技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。
 スピンドルと保持筒とのネジ部には、スピンドルと弁体との双方を往復動させるための荷重が作用し、その荷重は比較的大きくなる。したがって、前記ネジ部としては、優れた耐摩耗性が要求される。
 また、弁体およびスピンドルは、流路のうち、弁体よりも弁開口部に対向する前後方向の前方に位置する前方領域の流体圧を受ける構造となっている。このため、前記ネジ部としては、優れた耐摩耗性が要求される。このため、弁体が受ける流体圧による荷重が、弁体を往復動させるためのネジ部などに大きく作用しないように配慮することが望まれる。
 従来においては、そのような要望を満たすために、スピンドルをたとえばリン青銅などの金属製にしているのが実情である。製造コストの低減化や全体の軽量化などを図る観点からすると、スピンドルを樹脂製にすることが考えられる。しかし、従来においては、前記したネジ部の強度や耐摩耗性の確保の観点から、スピンドルの樹脂化は難しいものとなっている。
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、ネジ部に大きな荷重が作用することを極力抑制し、構成部材が摩耗を生じ易くなるような不具合を好適に防止することが可能な流量調整弁および給湯装置を提供することにある。
 本発明の一の流量調整弁は、弁ハウジングと、弁体と、スピンドルとを備える。弁ハウジングは、弁開口部を有する流路が内部に設けられている。弁体は、弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に弁ハウジング内に設けられている。弁体は、第1ネジ部を有している。弁体は、弁開口部を通過する流体の流量を調整するためのものである。スピンドルは、弁ハウジング内に設けられて、弁体の第1ネジ部と互いに螺合接続されている第2ネジ部を有している。スピンドルは、駆動手段により正逆両方向への回転が自在とされている。スピンドルは、弁体を往復動させるためのものである。弁体の前後方向への往復動は、弁体およびスピンドルが第1ネジ部および第2ネジ部を介して互いに螺合接続され、かつ弁体が回転止めされているとともに、スピンドルの前後方向への移動が規制された構成に基づいて可能とされている。
 このような構成によれば、次のような効果が得られる。
 第1に、弁体の第1ネジ部およびスピンドルの第2ネジ部には、弁体を往復動させるための荷重は作用するものの、従来技術とは異なり、スピンドルを往復動させるための荷重は作用しない。したがって、ネジ部に求められる強度を小さくすることができる。また、第1ネジ部および第2ネジ部に摩耗を生じ難くすることもできる。その結果、第1ネジ部および第2ネジ部の強度確保などの観点から、スピンドルを樹脂製にするといったことも好適に実現することが可能となる。
 第2に、スピンドルと駆動手段とは、相対回転可能に接続されればよく、スピンドルと駆動手段とが相対スライド可能に接続される必要はない。したがって、スピンドルと駆動手段との接続部分に摩耗を生じ難くすることもできる。
 第3に、スピンドルの外周にシール用のOリングが装着されるような場合においても、スピンドルが回転しながら往復動していた従来技術と比較すると、Oリングに摩耗を生じ難くすることができる。したがって、その使用寿命を長くすることができる。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、弁ハウジングは、流路の一部を遮るように設けられた補助壁部を有する。補助壁部には、弁開口部が前後方向に貫通して設けられている。スピンドルの前後方向への移動規制は、スピンドルの先端部が補助壁部に当接されていることにより図られている。
 このような構成によれば、簡易かつ合理的な構成により、スピンドルの前後方向への移動規制を図ることができる。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、弁ハウジング内のうち第1ネジ部および第2ネジ部の後方側には、弁ハウジング内の他の領域とは仕切られた背面室が設けられている。上記一の流量調整弁には、弁体の前方領域の流体圧を背面室に導入する導入路が設けられている。弁体は、導入路を通じて背面室に導入された流体圧によって前方への押圧力を受けることが可能とされている。
 流路のうち、弁体の前方領域を1次側流路とした場合、弁体は1次側流路の流体圧(1次圧)を受け、後方に押圧される。これに対し、上記のような構成とすれば、流体圧が背面室に導入されて、この背面室の流体圧によって弁体を前方へ押圧する力を生じさせることができる。その結果、弁体が後方に押圧される力を緩和し、流体圧に起因する大きな力が第1ネジ部および第2ネジ部に作用することを抑制することができる。その結果、第1ネジ部および第2ネジ部の保護をより的確に図ることができる。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、スピンドルの先端部の少なくとも一部分は、弁体の前方領域に対面するように設けられている。スピンドルの内部には、前方領域と背面室とを連通させるための連通孔が設けられている。連通孔は導入路を構成している。
 このような構成によれば、圧力導入用のチューブなどの専用部品を用いることなく、導入路を簡易に構築することができる。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、弁ハウジングは、流路の一部を遮るように設けられた補助壁部を有する。補助壁部には、弁開口部が前後方向に貫通して設けられている。スピンドルの前後方向への移動規制は、スピンドルの先端部が補助壁部に当接されていることにより図られている。補助壁部には、スピンドルの連通孔の先端側の開口部を、前方領域に連通させるための孔部が設けられている。
 このような構成によれば、補助壁部を利用してスピンドルの前後方向への移動規制を的確に行なうことができる。また、補助壁部の孔部を利用して、流路のうちの弁体の前方領域から連通孔内へ流体を流入させることができ、背圧室への流体圧の導入を的確に行なわせることが可能である。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、背面室は、前方側に位置する面が弁体により構成されている。
 このような構成によれば、背面室に導入された流体圧は弁体を前方へ押す力として弁体に効率的に印加される。その結果、弁体が後方に押圧される力が緩和され、流体圧に起因する大きな力がネジ部(第1ネジ部および第2ネジ部)に作用することを抑制することができる。
 上記一の流量調整弁は、好ましくは、背面室の前方側において、弁体の外周面と弁ハウジングの内周面との間をシールするための第1シール部をさらに備えている。
 このような構成によれば、前方領域から背面室へ連通孔を通って背面室に供給される流体が背面室から漏れ出ることを抑制することができる。これにより、前方領域と同等の流体圧を背面室に導入することができ、背面室に導入された流体圧を弁体を前方へ押圧する力とすることができる。その結果、弁体が後方に押圧される力を緩和し、流体圧に起因する大きな力がネジ部(第1ネジ部および第2ネジ部)に作用することを抑制することができる。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、弁体およびスピンドルは樹脂製とされている。
 このような構成によれば、弁体およびスピンドルの製造の容易化、材料コストの低減により、流量調整弁全体の製造コストを低減することができる。また、全体の軽量化をも図ることができる。既述したとおり、本発明においては、スピンドルおよび弁体に設けられたネジ部に作用する荷重を小さくする作用が得られるために、部材を樹脂製にした場合であっても、十分な耐久性能を確保することが可能である。
 上記一の流量調整弁において、好ましくは、弁体は、前後方向に貫通した貫通孔を有する筒状とされ、かつ貫通孔にスピンドルが嵌入されている。弁体の内周面およびスピンドルの外周面に、それぞれ第1ネジ部および第2ネジ部が設けられている。
 このような構成によれば、弁体とスピンドルとの螺合接続を簡易かつコンパクトに実現することができる。
 上記一の流量調整弁は、好ましくは、第1ネジ部および第2ネジ部の前方の位置および第1ネジ部および第2ネジ部の後方の位置のそれぞれの位置において、弁体の内周面とスピンドルの外周面との間をシールするための第2シール部をさらに備えている。
 このような構成によれば、第1ネジ部および第2ネジ部の間への異物の進入などを好適に防止し、ネジ部をより徹底して保護することが可能となる。
 上記一の流量調整弁は、好ましくは、スピンドルを前進させる方向に付勢するバネをさらに備えている。弁体の前方から所定以上の力を受けたときには、弁体がスピンドルと共にバネの弾発力に抗して後退可能とされている。
 このような構成によれば、何らかの特殊な事情に起因して、弁体の前方領域の圧力が異常に上昇する事態が発生した場合には、弁体がバネの弾発力に抗してスピンドルとともに後退する。したがって、上記の異常な圧力上昇に基づく大荷重の全てがネジ部に直接作用することが防止され、ネジ部を適切に保護する上で、より好ましいものとなる。
 上記一の流量調整弁は、好ましくは、弁ハウジング内に配されて、スピンドルを支持する保持筒を備えている。弁体の回転止めは、弁体および保持筒を互いに係合させることにより行なわれている。
 このような構成によれば、弁体の回転止めを合理的な構成によって的確に図ることができる。
 本発明の他の流量調整弁は、本体部と、弁構造体を備える。本体部は、弁開口部を有する流路が内部に設けられている弁ハウジングを含む。弁構造体は、弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に弁ハウジング内に設けられた弁体を含み、第1ネジ部を有し、かつ弁開口部を通過する流体の流量を調整するためのものである。本体部は、第1ネジ部と螺合接続された第2ネジ部を有している。第1ネジ部および第2ネジ部の後方側には、弁ハウジング内の他の領域とは仕切られた背面室が設けられている。弁構造体の前方領域の流体圧を背面室に導入する導入路が設けられている。弁構造体は、背面室に導入された流体圧によって前方への押圧力を受けることが可能とされている。
 上記のような構成とすれば、流体圧が背面室に導入されて、この背面室の流体圧によって弁構造体を前方へ押圧する力を生じさせることができる。これにより、弁構造体が後方に押圧される力を緩和し、流体圧に起因する大きな力が第1ネジ部および第2ネジ部に作用することを抑制することができる。その結果、第1ネジ部および第2ネジ部の耐摩耗性を向上させることができ、弁構造体を樹脂製にするといったことも好適に実現することが可能となる。
 上記他の流量調整弁において、好ましくは、弁構造体は、駆動手段により、前後方向への往復動が可能であるとともに正逆両方向への回転が自在に弁ハウジング内に設けられ、かつ弁体を前後方向に往復動させるためのスピンドルを含む。本体部は、弁ハウジング内に配され、かつスピンドルを前後方向にスライド可能に支持する保持筒を含む。スピンドルは第1ネジ部を有している。保持筒は前記第2ネジ部を有している。スピンドルの先端部の少なくとも一部分は、前方領域に対面するように設けられている。スピンドルの内部には、前方領域と背面室とを連通させるための連通孔が設けられている。連通孔が導入路を構成している。
 上記のような構成とすれば、流体圧に起因する大きな力がスピンドルの第1ネジ部および保持筒の第2ネジ部に作用することを抑制することができる。その結果、第1ネジ部および第2ネジ部の耐摩耗性を向上させることができ、スピンドルおよび保持筒を樹脂製にするといったことも好適に実現することが可能となる。
 上記他の流量調整弁は、好ましくは、背面室よりも前方側において、スピンドルの外周面と保持筒の内周面との間をシールするための背面シール部をさらに備えている。背面室は、背面シール部によって弁ハウジング内の他の領域と仕切られている。
 上記のような構成とすれば、前方領域から背面室へ連通孔を通って供給される流体が背面室から漏れ出ることを抑制することができる。これにより、大きな流体圧が背面室に導入され得るため、弁体を前方へ押圧する力は大きくなる。その結果、弁体が後方に押圧される力を緩和し、流体圧に起因する大きな力がネジ部に作用することを抑制することができる。
 本発明の給湯装置は、湯水を通すための配管と、配管に接続されており、配管に流れる湯水の流量を調整する上記一の流量調整弁または上記他の流量調整弁とを備える。
 上述のように、上記流量調整弁は、ネジ部に大きな荷重が作用することが極力抑制されており、流量調整弁の構成部材が摩耗を生じ易くなるような不具合が好適に防止されている。これにより、上記流量調整弁は、従来の流量調整弁と比べて使用寿命を延ばすことができる。その結果、本発明の給湯装置によれば、従来の流量調整弁を備える給湯装置よりも使用寿命を長くすることができる。
 本発明によれば、ネジ部に大きな荷重が作用することを極力抑制し、構成部材が摩耗を生じ易くなるような不具合を好適に防止することが可能な流量調整弁および給湯装置を提供することができる。
(A)は、本実施の形態に係る流量調整弁の一例を示す弁閉状態の断面図であり、(B)は、その弁開状態を示す断面図である。 図1(A)の線分II-IIから見た断面図である。 図1(A)の線分III-IIIから見た断面図である。 図1(A)の線分IV-IVから見た断面図である。 図1に示す流量調整弁の弁体を回転止めしている弁体と保持筒との係合部を説明するための斜視図である。 本実施形態に係る流量調整弁を備える給湯装置の模式図である。 本実施の形態に係る流量調整弁の他の一例を示す弁開状態の断面図である。
 以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
 図1(A)および(B)に示す流量調整弁100は、弁ハウジング1、スピンドル2、弁体3、保持筒4、バネ5、およびモータMを具備している。モータMは、正逆両方向に回転自在なたとえばステッピングモータであり、本発明でいう駆動手段の一例に相当する。図6に示されるように、流量調整弁100は、たとえば給湯装置などに接続される各種の給湯用配管の途中に設けられて使用される(詳細は後述する)。このため、本実施形態においては、流量調整対象となる流体は、湯水とする。
 弁ハウジング1は、樹脂製であり、湯水を流通させるための流路10を内部に形成している。流路10は、後述する弁開口部11を介して1次側流路10aおよび2次側流路10bに区分されている。これら1次側流路10aおよび2次側流路10bのそれぞれの一端は開口して他の配管部材との接続が可能とされている。弁ハウジング1は、流路10の一部を遮るように設けられた補助壁部12を有している。言い換えると、流路10の途中部分には、補助壁部12が設けられているが、この補助壁部12に弁開口部11が貫通して設けられている。より詳細には、図2に示すように、補助壁部12は、弁ハウジング1の内周面から流路10の半径方向に突出した複数のリブ状の支持壁部12aと、これら複数の支持壁部12aどうしを繋ぐ中央壁部12bとを有している。複数の支持壁部12aの相互間の隙間が、弁開口部11であり、本実施形態では、計3箇所の弁開口部11が設けられている。図1において、補助壁部12の基部の片面部分は、弁体3との圧接が図られる弁座13である。
 スピンドル2、弁体3、および保持筒4は、弁ハウジング1と同様に樹脂製であり、弁ハウジング1内に収容されている。スピンドル2は、前後方向(図1の左右方向)に延びており、保持筒4に挿通されて相対回転可能な状態に支持されている。保持筒4は、弁ハウジング1内の後部に嵌入した固定状態である。スピンドル2の基端部20は、弁ハウジング1の外部に突出しており、かつモータMの駆動部6に設けられた孔部60に対し、相対回転不能な状態に嵌入されている。このための手段として、たとえばスピンドル2の基端部20および孔部60には、互いに係合する複数のスプライン溝20a,60aが形成されている。孔部60内には、スピンドル2が適当量だけ図面右方へ後退することを許容する隙間61が設けられている。この隙間61は、スピンドル2を積極的に往復動させるためのものではなく、後述するように、1次側流路10a(前方領域)の圧力が異常上昇した際に各部が受ける荷重を軽減すべくスピンドル2の後退動作を許容するための部位である。
 スピンドル2の先端部21は、補助壁部12の中央壁部12bに当接しており、前後方向へのスピンドル2の移動が規制されている。スピンドル2のフランジ部22と保持筒4との間には、スピンドル2を常時前方へ付勢するバネ5が介装されている。バネ5は、たとえば圧縮コイルバネである。バネ5の弾発付勢力により、スピンドル2の先端部21を補助壁部12に対して安定的に当接保持させることができる。なお、図4において、バネ5は図示していない。
 弁体3は、内部に貫通孔30を有する筒状であり、先端部近傍には、弁座13に当接させるためのシール用部材31が設けられている。弁体3の内周面とスピンドル2の外周面とのそれぞれには、互いに螺合する第1ネジ部33,第2ネジ部23(以下、単にネジ部33,23という)が設けられている。弁体3の後部は、保持筒4の前部に係合しており、弁体3の回転止めが図られている。図3および図5に示されるように、より詳細には、弁体3の後部には、保持筒4に向けて突出する複数の突出片部34が互いに間隔を空けて突設されている。保持筒4の前部の一方には、複数の凹部40が設けられている。複数の突出片部34が、複数の凹部40に進入し、係合している。このような構成により、弁体3の回転は阻止される。ただし、図1に示すように、突出片部34および凹部40は、弁体3の前後方向への往復動を許容するとともに、弁体3が開状態および閉状態のいずれの位置にある場合であっても弁体3の回転止めが可能なように係合している。弁体3は、前記したように回転止めされた状態でスピンドル2にネジ部33,23を介して螺合しているため、スピンドル2が回転することにより前後方向に往復動することが可能である。
 図1に示されるように、スピンドル2のフランジ部22と保持筒4との間にあって突出片部34とスピンドル2との間には、隙間17が形成されている。また、図5に示されるように、各突出片部34の間にあって後面部35と保持筒4との間には、隙間17と連なる隙間18が形成されている。
 弁体3の後部寄りの位置には、この弁体3の背後を向き、かつ弁ハウジング1の内径に略等しい直径をもつ後面部35が設けられている。この後面部35よりも前方の位置において、Oリングを用いた第1シール部7aによって弁体3の外周面と弁ハウジング1の内周面との間の止水シールが図られている。このことにより、弁ハウジング1内のうち、弁体3の後方側(ネジ部33,23の後方)には、第1シール部7aを介して弁ハウジング1内の他の領域と仕切られた背面室19が形成されている。図1、図3および図4に示されるように、背面室19は、上記前後方向において弁体3の後面部35と保持筒4において前方側に位置する面との間に形成されている。背面室19は、上記前後方向に垂直な方向において弁ハウジング1の内周面と弁体3の突出片部34または保持筒4の外周面との間に形成されている。言い換えると、背面室19の前方側に位置する面は弁体3により構成されている。背面室19の後方側に位置する面は保持筒4により構成されている。図5に示されるように、上述のように、各突出片部34の間にあって後面部35と保持筒4との間には、隙間17と連なる隙間18が形成されているため、背面室19は隙間17,18と連なっている。
 背面室19には、後述するように、1次側流路10a(前方領域)の流体圧(1次圧)P1が導入される。背面室19に1次圧P1を導入させるための導入路として、スピンドル2の内部には、スピンドル2の先端部の位置から背面室19に臨む位置(スピンドル2のフランジ部22と保持筒4との間の位置であって、隙間17と連なる位置)まで延びた連通孔29が設けられている。
 補助壁部12の中央壁部12bには、連通孔29の先端開口部を、1次側流路10aに連通させるための孔部12cが設けられている。1次側流路10aの1次圧P1は、孔部12cおよび連通孔29を介して背面室19に導入される。好ましくは、弁体3が背面室19の1次圧P1を受ける受圧面積A2(図4に示される後面部35の面積に略相当)は、弁開口部11の面積A1(本実施形態では、図2に示されるように3つに区分されている弁開口部11の面積A1の総和)と同等以上である。これにより、弁体3には、上記前後方向の前方から後方に向かう力(P1×A1)と上記前後方向の後方から前方に向かう力(P1×A2)とが与えられている。上記の力(P1×A2)は、上記の力(P1×A1)と同等またはそれ以上である。
 これにより、1次圧P1を連通孔29、隙間17,18を経て背面室19に導入することができる。さらに、流量調整弁100が第1シール部7aを備えているため、背面室19に導入された1次圧P1を弁体3を前方に押圧する力として効果的に利用することができる。流量調整弁100が第1シール部7aを備えない場合には、背面室19に供給された流体が弁体3の外周面と弁ハウジング1の内周面との間に漏れ出てしまう。この場合、背面室19に導入された流体圧P1は、弁体3を前方に押圧する力として効果的に利用され得ない。また、このような場合、背面室19から漏れ出た流体は弁体3に対し上記前後方向の後方に押圧する力を付与する場合があるため、弁体3の前方領域10aから弁体3に対して印加される上記前後方向の後方に向かう力を緩和することが困難である。さらに、流量調整弁100が第1シール部7aを備えない場合、背面室19から漏れ出た流体によって弁体3が弁ハウジング1内で浮いてしまい、流路を閉止すること自体が困難となることもある。
 この流量調整弁100においては、前記した第1シール部7a以外として、シール部7b~7eがさらに設けられている。第2シール部7b,7cは、ネジ部33,23の前方および後方のそれぞれの位置において、弁体3の内周面とスピンドル2の外周面との間をシールするための部位である。これらの第2シール部7b,7cによって、ネジ部33,23への異物の進入・噛み込みを好適に防止することが可能である。なお、第2シール部7b,7cの相互間に、グリースなどのネジ部用の潤滑剤を封入させてもよい。シール部7dは、保持筒4とスピンドル2の相互間の隙間をシールするための部位である。シール部7eは、保持筒4と弁ハウジング1との相互間の隙間をシールするための部位である。
 次に、前記した流量調整弁100の作用について説明する。
 まず、モータMを駆動させてスピンドル2を正逆いずれかの方向に回転させると、ネジ部33,23の送りネジ作用により、弁体3が前方または後方に移動する。このため、図1(A)に示す弁閉状態と、図1(B)に示す弁開状態とを任意に設定し、かつ弁開口部11から弁体3までの距離を制御することにより、1次側流路10aから2次側流路10bに流れる湯水の流量調整を行なうことができる。
 ここで、弁体3を往復動させるに際しては、スピンドル2が回転されるだけでよい。このため、たとえば弁体3に加えてスピンドル2をも往復動させる場合と比較すると、モータMの仕事量が少なく、省エネを図ることができる。スピンドル2および弁体3は、樹脂製であり、これらを軽量にすることができるために、省エネをより促進することが可能である。つまり、弁体3の前後方向の往復動作は、スピンドル2を前後方向に往復動させることなく、スピンドル2を回転させることにより行なわせることができる。このため、スピンドル2を回転させつつ前後方向に往復動させていた従来技術と比較すると、駆動手段による仕事量を少なくすることができる。その結果、消費電力を少なくするなどして、省エネを図るのに好適なものとなる。
 ネジ部33,23には、弁体3を前後に往復動させるための荷重は作用するものの、スピンドル2を往復動させるための荷重は作用しない。したがって、ネジ部33,23に求められる強度を小さくし得るとともに、ネジ部33,23に摩耗を生じ難くする効果が得られる。これにより、スピンドル2および弁体3を樹脂製にしたことによるネジ部33,23の強度不足などの不具合を生じないようにすることが可能である。
 弁体3は、1次側流路10aの1次圧P1を受ける。この1次圧P1により、弁体3を後方へ押圧する力が発生する。この力は、ネジ部33,23にも作用する。これに対し、本実施形態においては、背面室19に1次圧P1が導入され、かつこの背面室19の圧力によって弁体3を前方へ押圧する力を生じさせることができる。その結果、弁体3が後方に押圧される力を緩和し、ネジ部33,23に大きな荷重が作用しないようにすることができる。このことにより、ネジ部33,23に求められる強度をより小さくし、ネジ部33,23の保護を一層的確に図ることが可能となる。弁体3の受圧面積A2を弁開口部11の面積A1以上とすれば、モータMが弁体3の前方領域10aの流体圧P1(1次圧)によって受ける負荷を軽減することができる。また、弁開口部11の面積A1と、弁体3の受圧面積A2とを略同一とすれば、1次圧P1による弁体3の後方への押圧力と前方への押圧力とを略相殺させることができ、ネジ部33,23に作用する荷重を小さくする上で、より好ましいものとなる。
 弁閉状態において、1次側流路10aの1次圧P1が、何らかの事情により異常上昇し、弁体3を後方へ押圧する力が過大な状態となる場合があり得る。このような状態が発生した際には、弁体3がスピンドル2とともにバネ5の弾発力に抗して後退することとなる。その結果、前記した過大な力が緩和され、ネジ部33,23に大荷重が作用することを適切に防止することができる。したがって、ネジ部33,23の保護をより徹底して図ることができる。バネ5は、既述したように、通常時においては、スピンドル2を補助壁部12に押さえ付け、スピンドル2の位置を安定させる役割を果たすものであり、その構成は合理的である。2つの第2シール部7b,7cは、ネジ部33,23の位置への異物の進入などを防止するため、ネジ部33,23を保護する上で、より好ましいものとなる。
 スピンドル2は、既述したように、流量調整時においては、前後方向への往復動を伴うことなく定位置で回転するものとされている。このため、スピンドル2が回転と往復動との両運動を行なう場合と比較すると、第1シール部7aまたはシール部7dなどの摩耗を抑制する効果も得られる。また、スピンドル2の基端部20とモータMの駆動部6との接続部分における摩耗なども抑制される。このようなことから、本実施形態の流量調整弁100は、スピンドル2や弁体3などの主要構成部品の全てを樹脂製としているにも拘わらず、耐久性に優れたものとすることができる。
 図6は本発明の実施形態に係る流量調整弁100の適用例として給湯装置200の模式図を示したものである。本実施の形態の給湯装置200は、筺体110と、燃焼装置BEと、送風部120と、熱交換器HEとを主に有している。燃焼装置BEは、燃焼ガスを供給するためのものである。この燃焼装置BEは、バーナー130と、バーナーケース131とを有しており、バーナー130はバーナーケース131内に収容されている。この燃焼装置BEには、燃焼装置BEに燃料ガスを供給するためのガス管140が接続されている。
 送風部120は、燃焼装置BEに燃焼用空気を供給するためのものであって、たとえばファン、ファンケース、ファンモータなどを有している。この送風部120は燃焼装置BEの下部に取付けられている。
 熱交換器HEは、燃焼装置BEから供給された燃焼ガスによって熱交換を行うためのものである。燃焼装置BEの上に熱交換器HEが取付けられている。
 熱交換器HEには、熱交換器HEに水を供給するための給水管150が接続されている。熱交換器HEには、熱交換器HEから湯を送り出すための出湯管160が接続されている。
 上記の給水管150と出湯管160との間にバイパス管170が接続されている。このバイパス管170は、出湯管160から送り出される湯の温度を給水管150の水で調整するためのものである。
 熱交換器HEは、互いに積層された複数のフィン180と、複数のフィン180を貫通する伝熱管181と、複数のフィン180および伝熱管181を内部に収容するケースとしての胴板182とを有している。伝熱管181は、一方端にて給水管150に接続されており、かつ他方端にて出湯管160に接続されている。
 出湯管160には、バイパス管170との合流点よりも下流側位置に、本実施形態に係る流量調整弁(過流出防止弁又は流量調整弁ともいわれる)100が配設されている。これに代えて、バイパス管170との合流点よりも上流側位置における給水管150に、本実施形態に係る流量調整弁100が配設されていてもよい。
 上記給湯装置200において、流量調整弁100は、出湯管160を流れる水または湯の流量を絞ることにより設定温度での給湯を可能とするために用いられている。たとえば、入水温度が冷た過ぎる場合に、上記流量調整弁100が閉側に作動されて設定温度まで昇温させ得る程度まで通過流量を低減させるようになっている。なお、図6の給湯装置200は、潜熱を回収するための熱交換器を有していてもよい。
 本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る流量調整弁の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
 本発明は、スピンドルや弁体などの流量調整弁の構成部品を、樹脂製にした場合であっても不具合を生じないようにし得るものであるが、あえてそれらの構成部品を樹脂製にせず、たとえば金属製にすることは可能であり、この場合においても本発明の技術的範囲に包摂される。
 弁体とスピンドルとを螺合接続させる手段としては、必ずしも弁体をスピンドルに外嵌させた状態に組み合わされていなくてもよい。たとえば、スピンドルの先端側に凹部などを形成して、この凹部に弁体の一部を嵌入させた上で、これら両部材を螺合させるといった手段を採用することもできる。スピンドルは、上述した実施形態とは異なり、後退不能な状態に一定箇所に位置決めされた状態で回転動作のみを行なうように設けられていてもよい。弁体は、スピンドルの回転により弁開口部と対向する前後方向へ往復動し、弁開口部を流通する流体の流量を調整する機能を発揮すればよく、その具体的な形状なども限定されない。なお、本発明でいう「前後方向」とは、弁体が弁開口部に対面する方向であり、水平方向、鉛直方向、あるいは上下に傾斜した方向などのうち、いずれであるかは問わない。
 図7は、上記流量調整弁100の変形例としての流量調整弁101の弁開状態の断面図である。図7に示される流量調整弁101は、本体部と弁構造体とを備える。
 本体部は、弁ハウジング1と保持筒4とを含む。弁ハウジング1は、弁開口部を有する流路を内部に有している。保持筒4は、弁ハウジング1内に配されている。
 弁構造体は、弁体3とスピンドル2とを含む。弁構造体は、弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に弁ハウジング1内に設けられ、かつ弁開口部を通過する流体の流量を調整するためのものである。弁体3は、弁開口部を通過する流体の流量を調整するためのものである。スピンドル2は、駆動手段により、前後方向への往復動が可能であるとともに正逆両方向への回転が自在に弁ハウジング1内に設けられ、かつ弁体3を前後方向に往復動させるためのものである。
 スピンドル2は、その外周面に第1ネジ部24を有している。一方、保持筒4は、スピンドル2を挿通可能な貫通孔が形成されている筒状体として設けられており、その内周面に第2ネジ部44を有している。第1ネジ部24と第2ネジ部44とは、互いに螺合接続されている。これにより、スピンドル2は、保持筒4により正逆両方向への回転運動可能かつ上記前後方向への往復動可能に支持されている。すなわち、流量調整弁101は、弁体3とスピンドル2とが回転運動および上記前後方向への往復動を行うように設けられている点で流量調整弁100と異なる。
 スピンドル2は、第1ネジ部24よりも上記前後方向の後方において、基端部20に連なる軸部25と、軸部25よりも上記前後方向と交差する方向に突出している突出部26とを有している。軸部25の外径は保持筒4においてスピンドル2を挿通可能に設けられている貫通孔の内径よりも小さく、突出部26の外径は保持筒4の当該内径と略同等に設けられている。突出部26の上記交差する方向における端面には、背面シール部7gが取り付けられている。スピンドル2の先端部の少なくとも一部分は、前方領域10aに対面するように設けられている。スピンドル2には、スピンドル2の先端部の位置から背面室19に臨む位置まで延びた連通孔29が形成されている。上記前後方向の前方に位置する連通孔29の一端は、スピンドル2の先端部に形成されており、弁体3の前方領域10aと接続されている。上記前後方向の後方に位置する連通孔29の他端は、背面室19と接続されている。
 上記弁体3は筒状とされ、その下端面に弁座13と当接して止水するためのゴム製等のシール用部材31が設けられている。弁体3は、スピンドル2の上記前後方向の前方に取り付けられている。弁体3は、スピンドル2に対して上記前後方向の前方に付勢されている。具体的には、圧縮コイルスプリング37と、スピンドル2に対して上記前後方向の後方への移動が制限されている第1支持部材38と、弁体3に対して上記前後方向の前方への移動が制限されている第2支持部材39とが弁ハウジング1内に設けられている。
 圧縮コイルスプリング37の一端371は、第1支持部材38に支持されている。圧縮コイルスプリング37の他端372は、第2支持部材39に支持されている。これにより、圧縮コイルスプリング37が第1支持部材38と第2支持部材39との間で復元力を発揮することにより、弁体3は圧縮コイルスプリング37により閉弁方向に(上記前後方向の前方に向かって)付勢されている。弁体3とスピンドル2との間は、Oリングなどのシール部7b1により止水が図られている。
 弁ハウジング1および保持筒4は、上記前後方向の後方に位置する端部が後方部材8により塞がれている。後方部材8の上記前後方向の前方に位置する端部は、保持筒4においてスピンドル2を挿通可能に設けられている貫通孔に嵌入されている。後方部材8には、スピンドル2の軸部25を挿通可能に設けられている貫通孔が形成されている。後方部材8の当該貫通孔の内径は、突出部26の外径よりも小さい。
 弁ハウジング1内のうち、第1ネジ部24および第2ネジ部44の後方側は、弁ハウジング1内の他の領域とは仕切られた背面室19が設けられている。背面室19の前方側に位置する面は、スピンドル2により構成されている。背面室19の後方側に位置する面は、後方部材8により構成されている。連通孔29は、第1ネジ部24よりも上記前後方向の前方の位置から、上記前後方向の後方であって後方部材8に挿通されている部分よりも前方の位置まで延びるように形成されている。
 スピンドル2と保持筒4との間は、シール部7b2および背面シール部7gにより止水が図られている。シール部7b2および背面シール部7gは、背面室19よりも前方側において、スピンドル2の外周面と保持筒4の内周面との間をシールしている。シール部7b2は、第1ネジ部24よりも上記前後方向の前方に配置されている。シール部7b2は、上記前方領域10aから第1ネジ部24および第2ネジ部44の接続部への流体の侵入を抑制するために設けられている。背面シール部7gは、第1ネジ部24および第2ネジ部44よりも上記前後方向の後方であって上記背面室19よりも前方に配置されている。背面シール部7gは、背面室19から第1ネジ部24および第2ネジ部44の接続部への流体の侵入を抑制するために設けられている。後方部材8と保持筒4との間は、シール部7fにより止水が図られている。シール部7fは、背面室19よりも後方側において、後方部材8の外周面と保持筒4の内周面との間をシールしている。保持筒4と弁ハウジング1との間は、シール部7hにより止水が図られている。シール部7fは、保持筒4の外周面と弁ハウジング1の内周面との間をシールしている。スピンドル2と後方部材8との間は、シール部7iにより止水が図られている。シール部7iは、背面室19よりも後方側において、スピンドル2の外周面と後方部材8の内周面との間をシールしている。シール部7iは、たとえば複数設けられている。
 図7に示す流量調整弁101は、スピンドル2はモータMにより回転駆動されると、スピンドル2の第1ネジ部24と保持筒4の第2ネジ部44とが螺合接続されているため、スピンドル2は上記前後方向に往復動される。弁体3は、スピンドル2に固定されており、スピンドル2と共に回転および往復動する。そのため、流量調整弁101では、弁体3およびスピンドル2が弁体3の前方領域10aの流体圧P1を受ける構造となっている。しかしながら、流量調整弁101には、弁ハウジング1内のうち、第1ネジ部24および第2ネジ部44の後方側に設けられ、かつ弁ハウジング1の他の領域とは仕切られた背面室19が形成されている。また、流量調整弁101には、弁体3の前方領域10aの流体圧P1を背面室19に導入可能とする導入路としての連通孔29が形成されている。さらに、流量調整弁101においてスピンドル2は、上述のように背面室19に導入された流体圧P1によって前方への押圧力を受けることが可能とされている。
 そのため、流量調整弁101によれば、流量調整弁100と同様に、背面室19に前方領域10a(1次側流路)の流体圧P1(1次圧)を導入することができ、この1次圧がスピンドル2(突出部26)に作用することにより、弁体3およびスピンドル2を前方に押圧する力を発生させることができる。これにより、弁体3およびスピンドル2が前方領域10aの流体圧P1に起因して上記前方領域10aから後方に押圧される力を緩和することができ、当該力が第1ネジ部24および第2ネジ部44に作用することを抑制することができる。その結果、ネジ部(第1ネジ部24および第2ネジ部44)の保護をより的確に図ることができる。
 また、背面室19において上記前後方向の前方に位置する面は突出部26により構成されている。背面室19と背面室19よりも上記前後方向の前方に位置する領域との間は、突出部26に取り付けられた背面シール部7gにより止水が図られている。そのため、連通孔29を介して背面室19に導入された流体は、突出部26および背面シール部7gによって突出部26よりも上記前後方向の前方へ漏れ出てしまうことが防止されている。そのため、弁体3の前方領域10aの流体圧P1(1次圧)を弁体3およびスピンドル2を前方に押圧する力としてより効果的に利用することができる。
 好ましくは、スピンドル2が背面室19の1次圧P1を受ける受圧面積A3(突出部26の面積に略相当)は、弁開口部11の面積A1と同等以上である。これにより、スピンドル2および弁体3には、上記前後方向の前方から後方に向かう力(P1×A1)と、上記前後方向の後方から前方に向かう力(P1×A3)とが印加され、かつ後者は前者と同等またはそれ以上である。スピンドル2の受圧面積A3を弁開口部11の面積A1以上とすれば、上記前後方向の後方から前方に向かう力(P1×A3)は上記前後方向の前方から後方に向かう力(P1×A1)以上となるため、モータMが弁体3の前方領域10aの流体圧P1(1次圧)によって受ける負荷を軽減することができる。また、弁開口部11の面積A1とスピンドル2の受圧面積A3とを略同一とすれば、1次圧P1による弁体3およびスピンドル2を後方へ押圧する力と、弁体3およびスピンドル2を前方へ押圧する力とを略相殺させることができ、ネジ部33,23に作用する荷重を小さくする上で、より好ましいものとなる。
 図7に示す実施の形態においては、本体部が弁ハウジング1と保持筒4とを含み、弁構造体が弁体3とスピンドル2とを含んでいるが、図1(A)および(B)に示す構成では、本体部が弁ハウジング1、スピンドル2および保持筒4を含み、弁構造体が弁体3を含む。
 1次圧P1が導入される背面室19は、必ずしも設けられていなくてもよい。流体の流れ方向は、上述の実施形態とは反対方向、すなわち上述の実施形態における2次側流路10bに相当する部分を1次側流路(上流側)とし、かつ1次側流路(前方領域10a)に相当する部分を2次側流路(下流側)とする方向とすることもできる。流体は、湯水に限定されず、湯水以外の流体(液体または気体)であってもよい。本発明でいう駆動手段は、ステッピングモータに限定されず、これ以外のモータ、あるいはモータ以外の駆動源または駆動機構を適用することができる。
 1 弁ハウジング、2 スピンドル、3 弁体、4 保持筒、5 バネ、6 駆動部、7a 第1シール部、7b,7c 第2シール部、7g 背面シール部、7b1,7b2,7d,7e,7f,7h,7i シール部、8 後方部材、10 流路、10a 1次側流路(前方領域)、10b 2次側流路、11 弁開口部、12 補助壁部、12a 支持壁部、12b 中央壁部、12c,60 孔部、13 弁座、18,19 背面室、20 基端部、20a,60a スプライン溝、21 先端部、22 フランジ部、23,44 第2ネジ部、33,24 第1ネジ部、25 軸部、26 突出部、29 連通孔(導入路)、30 貫通孔、31 シール用部材、34 突出片部、35 後面部、40 凹部、61 隙間、100,101 流量調整弁、110 筺体、120 送風部、130 バーナー、131 バーナーケース、140 ガス管、150 給水管、160 出湯管、170 バイパス管、180 フィン、181 伝熱管、182 胴板、200 給湯装置。

Claims (16)

  1.  弁開口部を有する流路が内部に設けられている弁ハウジングと、
     前記弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に前記弁ハウジング内に設けられ、第1ネジ部を有し、かつ前記弁開口部を通過する流体の流量を調整するための弁体と、
     前記弁ハウジング内に設けられて、前記弁体の前記第1ネジ部と互いに螺合接続されている第2ネジ部を有し、駆動手段により正逆両方向への回転が自在とされ、かつ前記弁体を往復動させるためのスピンドルとを備え、
     前記弁体の前記前後方向への往復動は、前記弁体および前記スピンドルが前記第1ネジ部および前記第2ネジ部を介して互いに螺合接続され、かつ前記弁体が回転止めされているとともに、前記スピンドルの前後方向への移動が規制された構成に基づいて可能とされている、流量調整弁。
  2.  請求項1に記載の流量調整弁であって、
     前記弁ハウジングは、前記流路の一部を遮るように設けられた補助壁部を有し、
     前記補助壁部には、前記弁開口部が前記前後方向に貫通して設けられており、
     前記スピンドルの前記前後方向への移動規制は、前記スピンドルの先端部が前記補助壁部に当接されていることにより図られている、流量調整弁。
  3.  請求項1に記載の流量調整弁であって、
     前記弁ハウジング内のうち、前記第1ネジ部および前記第2ネジ部の後方側には、前記弁ハウジング内の他の領域とは仕切られた背面室が設けられており、
     前記弁体の前方領域の流体圧を前記背面室に導入する導入路が設けられており、
     前記弁体は、前記導入路を通じて前記背面室に導入された流体圧によって前方への押圧力を受けることが可能とされている、流量調整弁。
  4.  請求項3に記載の流量調整弁であって、
     前記スピンドルの先端部の少なくとも一部分は、前記前方領域に対面するように設けられ、
     前記スピンドルの内部には、前記前方領域と前記背面室とを連通させるための連通孔が設けられており、前記連通孔が前記導入路を構成している、流量調整弁。
  5.  請求項4に記載の流量調整弁であって、
     前記弁ハウジングは、前記流路の一部を遮るように設けられた補助壁部を有し、
     前記補助壁部には、前記弁開口部が前記前後方向に貫通して設けられており、
     前記スピンドルの前記前後方向への移動規制は、前記スピンドルの先端部が前記補助壁部に当接されていることにより図られており、
     前記補助壁部には、前記スピンドルの前記連通孔の先端側の開口部を、前記前方領域に連通させるための孔部が設けられている、流量調整弁。
  6.  請求項3~請求項5のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記背面室は、前方側に位置する面が前記弁体により構成されている、流量調整弁。
  7.  請求項6に記載の流量調整弁であって、
     前記背面室の前方側において、前記弁体の外周面と前記弁ハウジングの内周面との間をシールするための第1シール部をさらに備えた、流量調整弁。
  8.  請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記弁体および前記スピンドルは、樹脂製とされている、流量調整弁。
  9.  請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記弁体は、前記前後方向に貫通した貫通孔を有する筒状とされ、かつ前記貫通孔に前記スピンドルが嵌入しており、
     前記弁体の内周面および前記スピンドルの外周面に、それぞれ前記第1ネジ部および前記第2ネジ部が設けられている、流量調整弁。
  10.  請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記第1ネジ部および前記第2ネジ部の前方の位置および前記第1ネジ部および前記第2ネジ部の後方の位置のそれぞれの位置において、前記弁体の内周面と前記スピンドルの外周面との間をシールするための第2シール部をさらに備えている、流量調整弁。
  11.  請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記スピンドルを前進させる方向に付勢するバネをさらに備えており、
     前記弁体が、前記弁体の前方から所定以上の力を受けたときには、前記弁体が前記スピンドルと共に前記バネの弾発力に抗して後退可能とされている、流量調整弁。
  12.  請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の流量調整弁であって、
     前記弁ハウジング内に配されて、前記スピンドルを支持する保持筒をさらに備えており、
     前記弁体の回転止めは、前記弁体および前記保持筒を互いに係合させることにより行なわれている、流量調整弁。
  13.  弁開口部を有する流路が内部に設けられている弁ハウジングを含む本体部と、
     前記弁開口部に対向する前後方向への往復動が可能に前記弁ハウジング内に設けられた弁体を含み、第1ネジ部を有し、かつ前記弁開口部を通過する流体の流量を調整するための弁構造体とを備え、
     前記本体部は、前記第1ネジ部と螺合接続された第2ネジ部を有し、
     前記第1ネジ部および前記第2ネジ部の後方側には、前記弁ハウジング内の他の領域とは仕切られた背面室が設けられており、
     前記弁構造体の前方領域の流体圧を前記背面室に導入する導入路が設けられており、
     前記弁構造体は、前記背面室に導入された流体圧によって前方への押圧力を受けることが可能とされている、流量調整弁。
  14.  請求項13に記載の流量調整弁であって、
     前記弁構造体は、駆動手段により、前記前後方向への往復動が可能であるとともに正逆両方向への回転が自在に前記弁ハウジング内に設けられ、かつ前記弁体を前記前後方向に往復動させるためのスピンドルを含み、
     前記本体部は、前記弁ハウジング内に配され、かつ前記スピンドルを前記前後方向にスライド可能に支持する保持筒を含み、
     前記スピンドルは前記第1ネジ部を有し、前記保持筒は前記第2ネジ部を有し、
     前記スピンドルの先端部の少なくとも一部分は、前記前方領域に対面するように設けられ、
     前記スピンドルの内部には、前記前方領域と前記背面室とを連通させるための連通孔が設けられており、前記連通孔が、前記導入路を構成している、流量調整弁。
  15.  請求項14に記載の流量調整弁であって、
     前記背面室よりも前方側において、前記スピンドルの外周面と前記保持筒の内周面との間をシールするための背面シール部をさらに備えており、
     前記背面室は、前記背面シール部によって前記弁ハウジング内の他の領域と仕切られている、流量調整弁。
  16.  湯水を通すための配管と、
     前記配管に接続されており、前記配管に流れる湯水の流量を調整する請求項1~請求項15のいずれか1項に記載の流量調整弁とを備える、給湯装置。
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