説明

弁装置および給湯装置

【課題】弁体が設けられた軸体の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体の回転を規制することができる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供する。
【解決手段】弁装置1は、弁本体11と、軸体12と、軸線C−Cを中心とした円盤形状に第1の切欠13a1が形成された形状を有する第1の弁体13aと、軸体12を軸線C−Cを中心に回転可能に弁本体11に支持する支持体SPとを備えている。軸体12は、外周面に設けられた第1の係止部を含んでいる。支持体SPは、第1の係止部と係合することによって、軸線C−Cを中心とした軸体12の回転を所定の角度範囲で規制可能な第2の係止部を含んでいる。。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弁装置と、それを備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
混合弁や分配弁として用いられる弁装置は、たとえば特開平7−217760号公報(特許文献1)、特開2002−39661号公報(特許文献2)に開示されている。
【0003】
特開平7−217760号公報の弁装置においては、ステッピングモータによって軸方向に移動する軸体に弁体が固定されている。軸体の軸方向に弁体が移動することによって弁開度の制御が可能となる。リミット処理時において、弁開度制御の基準となるゼロ点位置に弁体が到達したときに、機械式リミッタによって弁体の移動が停止され、ステッピングモータが脱調する。
【0004】
また特開2002−39661号公報の弁装置においては、ステッピングモータによって回転するピンに弁体が連結されている。弁体の回転位置によって第1の出口パイプの弁穴または第2の出口パイプの弁穴のいずれか一方へ冷媒を流出するように切換える動作が可能となる。位置初期化動作において、ストッパに弁体が当たることで弁体の回転が停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−217760号公報
【特許文献2】特開2002−39661号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特開平7−217760号公報の弁装置は、軸体の軸方向に弁体が移動する構成に関するものである。また特開2002−39661号公報の弁装置は、弁を切換える動作を可能とする構成に関するものである。したがって、弁体が設けられた軸体の回転によって弁開度を調整し、かつ軸体の回転を規制することは上記2つの公報に何ら開示されていない。
【0007】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、弁体が設けられた軸体の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体の回転を規制することができる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の弁装置は、第1の開口部と第2の開口部とを有する流路を含む弁本体と、弁本体の流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体と、流路内において第1の開口部と第2の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第1の切欠が形成された形状を有する第1の弁体と、軸体を軸線を中心に回転可能に弁本体に支持する支持体とを備えている。軸体は、外周面に設けられた第1の係止部を含んでいる。支持体は、第1の係止部と係合することによって、軸線を中心とした軸体の回転を所定の角度範囲で規制可能な第2の係止部を含んでいる。
【0009】
本発明の弁装置によれば、第1の弁体は、軸体の軸線を中心とした回転により第1の切欠の開閉操作が可能である。このため、第1の弁体が接続された軸体の回転によって弁開度を調整することができる。
【0010】
また、支持体は、軸体の第1の係止部と係合することによって、軸線を中心とした軸体の回転を所定の角度範囲で規制可能な第2の係止部を含んでいる。このため、第1の係止部と第2の係止部とが係合することによって軸体の回転を所定の角度範囲で規制することができる。これにより、誤動作の原因となる所定の角度範囲外での軸体の回転を防止できるので、誤動作を防止することができる。
【0011】
また、軸体と支持体という、軸線を中心として第1の切欠の開閉動作を行うために必要な構成部品のみを用いて、軸体の回転角度範囲を規制することができる。つまり、回転角度範囲の規制のための追加部品を不要とすることができる。また、ステッピングモータとして、内部に回転角度範囲の規制手段を備えていない汎用性が高いものを採用することができ、製造コストを安価にすることが可能となる。
【0012】
上記の弁装置において、支持体は、弁カラーを含んでいる。弁カラーは、内周側に軸体を挿通可能に設けられている。第2の係止部は、弁カラーの第1の弁体と反対側の端部に設けられている。第2の係止部が弁カラーの第1の弁体と反対側の端部に設けられているため、駆動源と第2の係止部の位置が近くなる。このため、駆動源の駆動力によって第2の係止部に作用するトルクを小さく抑えることができる。したがって、第1の係止部および第2の係止部の破壊を抑制することができる。
【0013】
上記の弁装置において、支持体は、弁カラーを含んでいる。弁カラーは、内周側に軸体を挿通可能に設けられている。第2の係止部は、弁カラーの第1の弁体側の端部に設けられている。これにより、弁カラーの第1の弁体側の端部で第1の係止部と第2の係止部とを係合させることができる。
【0014】
上記の弁装置において、第1の係止部は、軸体の外周面において突き出した突状部である。第2の係止部は、支持体の第1の弁体側および第1の弁体と反対側の少なくともいずれかの端部に設けられた溝部である。第1の係止部が軸体の外周面において突き出した突状部であり、第2の係止部が支持体に設けられた溝部であるため、第1の係止部と第2の係止部とは支持体の内周側で係合する。これにより、弁装置を小型化することができる。
【0015】
上記の弁装置において、第1の係止部は、軸体の外周面において突き出した第1の突起部である。第2の係止部は、支持体の第1の弁体側および第1の弁体と反対側の少なくともいずれかの端部において突き出した第2の突起部である。第1の突起部および第2の突起部が両方とも突き出しているので、第1の突起部と第2の突起部との位置合わせが容易である。
【0016】
上記の弁装置において、支持体は、第1の弁体の軸線を中心とした回転により第1の弁体の第1の切欠を開閉可能なように流路内に配置された遮蔽部を有するスペーサを含んでいる。第2の係止部は、スペーサに設けられている。これにより、スペーサに設けられた第2の係止部で第1の係止部と係合することができる。
【0017】
上記の弁装置において、流路は、第2の開口部との間で第1の開口部を挟む第3の開口部を有している。弁装置は流路内において第1の開口部と第3の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第2の切欠が形成された形状を有する第2の弁体を備えている。弁装置は第2の弁体の軸線を中心とした回転により第2の弁体の第2の切欠を開閉可能なように構成されている。これにより、第1および第2の弁体の回転により第1および第2の切欠の開閉操作が可能であり、第1の開口部と第2の開口部との間の流路の開度と、第1の開口部と第3の開口部との間の流路の開度とを同時に調整することができる。このため、第1の開口部と第2の開口部との間の流量と、第1の開口部と第3の開口部との間の流量とを同時に制御することができる。
【0018】
本発明の給湯装置は、上記のいずれかの弁装置と、弁装置の第2および第3の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、弁装置の第2および第3の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えている。
【0019】
本発明の給湯装置によれば、弁体が設けられた軸体の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体の回転を規制することができる給湯装置を得ることができる。
【発明の効果】
【0020】
以上説明したように本発明によれば、弁体が設けられた軸体の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体の回転を規制することができる弁装置およびそれを備えた給湯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施の形態における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1に示す弁装置およびステッピングモータにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。
【図3】図1に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図4】図1に示す弁装置に用いられる軸体および弁カラーなどを弁カラー側から概略的に示す斜視図である。
【図5】図1に示す弁装置に用いられる軸体および弁カラーなどを弁カラー側から概略的に示す平面図である。
【図6】図1に示す弁装置に用いられる第1および第2の弁体の形状を説明するための図である。
【図7】図1に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を下側から概略的に示す斜視図である。
【図8】図1に示す弁装置に用いられる軸体、弁体、スペーサなどの構成を概略的に示す斜視図である。
【図9】図1に示す弁装置に用いられる弁本体の破断斜視図である。
【図10】図1に示す弁装置において弁本体にスペーサが固定された様子を示す断面図である。
【図11】図1に示す弁装置において弁体と弁本体内部の流路壁面との間の径方向の隙間を説明するための断面図である。
【図12】本発明の一実施の形態における弁装置の変形例1の軸体および弁カラーなどを概略的に示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施の形態における弁装置の変形例2の軸体およびスペーサなどを概略的に示す斜視図である。
【図14】図1に示す弁装置およびステッピングモータを用いた給湯装置の構成を概略的に示す図である。
【図15】図1に示す弁装置の動作を説明するための図である。
【図16】弁装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図17】図16に示す弁装置に用いられる軸体、弁体および遮蔽部の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず本実施の形態の弁装置およびステッピングモータの構成を図1〜図13を用いて説明する。
【0023】
主に図1を参照して、本実施の形態の弁装置1にはステッピングモータ2が取付け固定されている。このステッピングモータ2により、後述するように弁装置1内の軸体および弁体が回転駆動可能なように構成されている。
【0024】
主に図2および図3を参照して、本実施の形態の弁装置1は、弁本体11と、軸体12と、第1および第2の弁体13a、13bと、スペーサ14と、弁カラー15と、Oリング16a、16bとを主に有している。
【0025】
弁本体11は、内部に流路11Aを有している。その流路11Aは、第1の開口部11aと、その第1の開口部11aを挟むように配置された第2の開口部11bおよび第3の開口部11cとを有している。
【0026】
この弁装置1が分配弁である場合には、第1の開口部11aは流体(たとえば湯水)のたとえば流入口であり、第2および第3の開口部11b、11cの各々は流体のたとえば流出口である。また弁装置1が混合弁である場合には、第1の開口部11aは流体のたとえば流出口であり、第2および第3の開口部11b、11cの各々は流体のたとえば流入口である。
【0027】
また第4の開口部11dが流路11Aに通じるように形成されていてもよい。弁装置1が分配弁である場合には、この第4の開口部11dは流体の流出口であることが好ましい。
【0028】
軸体12は、弁本体11の流路11A内に配置されており、かつ仮想の軸線C−Cを中心に回転可能に構成されている。つまり軸体12は、軸体12の一方端側の外周部に取付られた弁カラー15を介在して弁本体11に支持されることにより、軸線C−Cを中心に回転可能である。
【0029】
支持体SPは軸体12を軸線C−Cを中心に回転可能に弁本体11に支持するように構成されている。支持体SPは弁カラー15を含んでいる。弁カラー15は、内周側に軸体12を挿通可能に設けられている。
【0030】
軸体12と弁カラー15との間にはOリング16aが配置されており、かつ弁カラー15と弁本体11との間にはOリング16bが配置されている。また軸体12はステッピングモータ(駆動源)2により回転駆動力を与えられるように、軸体12の一方端にはステッピングモータ2が接続されている。このステッピングモータ2は、サーボ取付板3を介在して弁本体11に取付け固定されている。
【0031】
第1および第2の弁体13a、13bの各々は軸体12に取付けられている。第1の弁体13aは、流路11A内において第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間に位置している。第2の弁体13bは、流路11A内において第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間に位置している。
【0032】
主に図4および図5を参照して、軸体12は、外周面に設けられた第1の係止部ST1を有している。第1の係止部ST1は、軸体12の外周面において突き出した突状部12aである。
【0033】
弁カラー15は、第2の係止部ST2を有している。第2の係止部ST2は、第1の係止部ST1と係合可能に構成されている。第2の係止部ST2は、第1の係止部ST1と係合することによって、軸線C−Cを中心とした軸体12の回転を所定の角度範囲で規制可能に構成されている。所定の角度範囲は、本実施の形態ではたとえば0°以上180°以下である。第2の係止部ST2は、弁カラー15の第1の弁体13aと反対側の端部15bに設けられている。第2の係止部ST2は、弁カラー15に設けられた溝部15aで構成されている。
【0034】
なお、溝部15aを弁カラー15の第1の弁体13a側の端部15eに設けることも可能である。この場合、軸体12の突状部12aは溝部15aと係合する位置に設けられている。
【0035】
弁カラー15の端部15bはDカット形状15cを有している。サーボ取付板3にはDカット形状15cと嵌合可能な穴が形成されており、当該穴にDカット形状15cが嵌合することで弁カラー15はサーボ取付板3に固定されている。これにより弁カラー15は軸体12と供回りしないように固定されている。
【0036】
主に図6を参照して、第1の弁体13aは軸線C−Cを中心Oとした円盤形状に第1の切欠13a1が形成された形状を有している。この第1の切欠13a1は、円盤形状の第1の弁体13aの中心Oの周りに約180°の角度範囲で設けられている。第1の切欠13a1が設けられていない第1の弁体13aの部分13a2は円弧形状を有している。また第1の切欠13a1が設けられた第1の弁体13aの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。
【0037】
第2の弁体13bも、第1の弁体13aと同様、軸線C−Cを中心Oとした円盤形状に第2の切欠13b1が形成された形状を有している。この第2の切欠13b1は、円盤形状の第2の弁体13bの中心Oの周りに約180°の角度範囲で設けられている。第2の切欠13b1が設けられていない第2の弁体13bの部分13b2は円弧形状を有している。また第2の切欠13b1が設けられた第2の弁体13bの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。
【0038】
具体的には第1および第2の切欠13a1、13b1は、軸体12を図6の矢印RD方向に回転させたときに、第1および第2の切欠13a1、13b1の各々の第1および第2の遮蔽部14a、14bから開いた部分の面積の変化が軸体12の回転角度の2乗に比例するような形状を有している。
【0039】
第1および第2の弁体13a、13bの双方は1つの軸体12に取付けられているため、第1の弁体13aの中心Oと第2の弁体13bの中心Oとは同一の軸線(直線)C−C上に位置している。第1の弁体13aの円弧部13a2の中心Oからの半径R1は、第2の弁体13bの円弧部13b2の中心Oからの半径R2と同じであってもよく、または異なっていてもよい。本実施の形態においては、半径R2は半径R1よりも小さくなっている。
【0040】
第1の切欠13a1は、軸線C−C方向から見たときに、第2の切欠13b1に対して軸線C−Cを中心Oとした点対称となるように配置されていることが好ましい。上述のように本実施の形態では半径R2が半径R1よりも小さくなっている場合には、軸線C−C方向から見た第1の弁体13aの形状は第2の弁体13bの形状の相似形状を有している。
【0041】
主に図3および図7を参照して、スペーサ14は、第1および第2の遮蔽部14a、14bと、連結部14cと、2つの凸状係合部14dとを主に有している。第1および第2の遮蔽部14a、14bの各々は、たとえば半円形状を有している。第1および第2の遮蔽部14a、14bの各々の半円形状の外周端面14a1、14b1の各々は流路11Aの壁面(以下、「流路壁面」とも称する)に当接する部分であり、内周端面14a2、14b2の各々は軸体12の外周面に当接する部分である。連結部14cは、第1および第2の遮蔽部14a、14bの双方に接続される部分であり、かつ軸体12の外周面に沿ってその外周面を覆う半円筒形状部を有している。
【0042】
連結部14cには軸線C−C方向と直交する方向に延びる貫通孔14eが形成されている。2つの凸状係合部14dは、それぞれ連結部14cの両端部に配置されており、かつ第1および第2の遮蔽部14a、14bの双方の外周端部よりも外周側に突き出すとともに、軸線C−C方向に延在している。
【0043】
主に図2および図8を参照して、スペーサ14は、第1の弁体13aと第2の弁体13bとの間で挟み込まれるとともに、貫通孔14e内に第1の弁体13aを挿通させることにより、軸体12に取付けられている。この取付け状態において、第1の遮蔽部14aの内周端面14a2および第2の遮蔽部14bの内周端面14b2の各々は軸体12の外周面に当接している。またこの取付け状態において、連結部14cの半円筒形状部は軸体12の外周面に沿ってその外周面を覆っている。またこの取付け状態において、第1および第2の遮蔽部14a、14bは、軸線C−Cに対して互いに同じ方向に位置している。
【0044】
この取付け状態においてスペーサ14に対して軸体12を回転させることにより、第1の切欠13a1を第1の遮蔽部14aで開閉可能であり、かつ第2の切欠13b1を第2の遮蔽部14bで開閉可能である。つまり、弁装置1は、第1の弁体13aの軸線C−Cを中心とした回転により第1の切欠13a1を開閉可能なように構成されており、第2の弁体13bの軸線C−Cを中心とした回転により第2の切欠13b1を開閉可能なように構成されている。
【0045】
そして第1および第2の切欠13a1、13b1が軸線C−Cに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第1および第2の遮蔽部14a、14bが軸線C−Cに対して互いに同じ方向に位置しているため、第1の遮蔽部14aが第1の切欠13a1を閉じているときに、第2の遮蔽部14bが第2の切欠13b1を開くことができる。また逆に、第1の遮蔽部14aが第1の切欠13a1を開いているときに、第2の遮蔽部14bが第2の切欠13b1を閉じることもできる。
【0046】
主に図9および図10を参照して、弁本体11の流路壁面には、軸線C−Cの延びる方向に延在する直線状の溝11eが形成されている。スペーサ14は、凸状係合部14dが溝11e内に嵌め込まれた状態で、溝11eで案内されながら流路11A内に挿入されることにより、流路壁面に固定され得る。つまりスペーサ14が流路11A内に挿入された状態ではスペーサ14の両側の凸状係合部14dのそれぞれが溝11e内に嵌り込んでいるため、軸体12が軸線C−Cを中心として回転してもスペーサ14が軸体12とともに回転することはない。
【0047】
主に図10を参照して、スペーサ14の第1および第2の遮蔽部14a、14bの各々は、軸体12の他方端側(ステッピングモータ2に接続される一方端とは反対側)において軸体12を流路壁面に対して軸体12の径方向に支持している。具体的には、第1および第2の遮蔽部14a、14bの各々の半円形の外周端面14a1、14b1が流路11Aの円形の壁面に当接するとともに、第1および第2の遮蔽部14a、14bの各々の半円形の内周端面14a2、14b2が軸体12の外周面に当接している。
【0048】
またスペーサ14の連結部14cの半円筒形状部が軸体12の外周面に当接していてもよい。第1および第2の遮蔽部14a、14bと連結部14cは、たとえば180°の範囲で軸体12の外周面に当接している。
【0049】
主に図2および図11を参照して、第1の弁体13aの円弧部13a2と流路壁面との間には径方向の隙間(寸法L1)があり、円弧部13a2と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。また第2の弁体13bの円弧部13b2と流路壁面との間には径方向の隙間(寸法L2)があり、円弧部13b2と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。
【0050】
なお軸線C−Cに対して、第1、第3および第4の開口部11a、11c、11dは直交する向きに設けられており、第2の開口部11bは平行な向きに設けられていることが好ましい。
【0051】
弁本体11、軸体12、第1および第2の弁体13a、13b、スペーサ14および弁カラー15の材質はたとえばPPS(polyphenylene sulfide)などの樹脂からなっており、サーボ取付板3はたとえば亜鉛めっき鋼板からなっている。また第1および第2の弁体13a、13bは軸体12と一体的に形成されたものであってもよく、また軸体12と別体からなり軸体12に取付け固定されたものであってもよい。
【0052】
また第1および第2の弁体13a、13bの各々に設けられる第1および第2の切欠13a1、13b1はともに約180°の角度範囲で形成されている。この第1および第2の切欠13a1、13b1の形成角度範囲は、ともに180°未満であってもよく、また180°を超えていてもよい。
【0053】
上記では、図4および図5に示すように第1の係止部ST1が突状部12aであり第2の係止部が溝部15aである場合について説明したが、第1の係止部ST1および第2の係止部ST2が両方とも突起部であってもよい。
【0054】
主に図12を参照して、本実施の形態の変形例1では、第1の係止部ST1は、軸体12の外周面において突き出した第1の突起部12bである。第2の係止部ST2は、第2の突起部15dである。第2の突起部15dは、弁カラー15の第1の弁体13a側の端部15eにおいて突き出すように構成されている。第1の突起部12bと第2の突起部15dとは、第1の突起部12bの周方向の端面が第2の突起部15dの周方向の端面と係合するように形成されている。
【0055】
なお、第2の突起部15dは弁カラー15の弁体13aと反対側の端部15bにおいて突き出すように設けられていてもよい。この場合、軸体12の第1の突起部12bは第2の突起部15dと係合する位置に設けられている。
【0056】
また、上記では、支持体SPが弁カラー15の場合について説明したが、支持体SPはスペーサ14であってもよい。
【0057】
主に図13を参照して、本実施の形態の変形例2では、支持体SPはスペーサ14を含んでいる。スペーサ14は、第1の弁体13aの軸線C−Cを中心とした回転により第1の弁体13aの第1の切欠13a1を開閉可能なように流路内11Aに配置された遮蔽部14aを有している。第2の係止部ST2はスペーサ14に設けられている。
【0058】
第2の係止部ST2は、スペーサ14の端面に設けられた切欠き部14fで構成されている。この場合、第1の係止部ST1は、軸体12の先端に設けられた凸部12cで構成されている。切欠き部14fと凸部12cとは、切欠き部14fの周方向の端面が凸部12cの周方向の端面と係合するように形成されている。
【0059】
次に、本実施の形態の弁装置1を有する給湯装置の構成について図14を用いて説明する。
【0060】
図14を参照して、給湯装置20は、弁装置1と、ステッピングモータ2と、熱交換器21と、バイパス回路22と、燃焼バーナ23と、送風機24と、給水配管31と、出湯配管32とを主に有している。
【0061】
熱交換器21には、熱交換器21に給水するための給水配管31と、熱交換器から出湯するための出湯配管32とが接続されている。バイパス回路(バイパス配管)22は、この給水配管31と出湯配管32とを接続している。
【0062】
熱交換器21は、燃焼バーナ23で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、送風機24は、燃焼バーナ23に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。図1〜図13に示す構成を有する本実施の形態の弁装置1は、たとえば給水配管31とバイパス回路22との接続部に接続されている。
【0063】
主に図2および図14を参照して、弁装置1の第1の開口部11aは給水配管31の給水側部分31aに接続されており、第3の開口部11cは給水配管31の熱交換器側部分31bに接続されている。また第2の開口部11bはバイパス回路22に接続されている。なお第4の開口部11dは、この弁装置1を追焚付き給湯装置に使用した場合などに、その追焚付き給湯装置に含まれる水圧導入口を有する逆流防止弁(図示せず)などに接続されることが好ましい。
【0064】
この給湯装置20においては、弁装置1が給水配管31とバイパス回路22との接続部に配置されているため、熱交換器21およびバイパス回路22への分配比を弁装置1により調整することができる。
【0065】
つまり給湯装置20においては、当該装置への入水が一旦、熱交換器21側とバイパス回路22側とへ分配され、熱交換器21を通過した高温水とバイパス回路22を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置1により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【0066】
次に、本実施の形態の弁装置1の動作について図15(A)〜図15(C)を用いて説明する。
【0067】
図15(A)を参照して、この状態は、第1の弁体13aの第1の切欠13a1の全体が第1の遮蔽部14aで覆われておらず開いており(全開)、かつ第2の弁体13bの第2の切欠13b1の全体が第2の遮蔽部14bで覆われて閉じた(全閉)状態を示している。この状態では図2に示すように、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間で流体(たとえば湯水)が流通可能であり、かつ第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間で流体の流通は遮断されている。
【0068】
なお図15(A)中において第1および第2の切欠13a1、13b1が形成された部分のうち第1および第2の遮蔽部14a、14bで覆われておらず開いた部分にはハッチングが付されている。このハッチングは、図15(B)、(C)にも同様に付されている。
【0069】
図15(B)を参照して、この状態は図15(A)の状態から軸体12を矢印RDで示すように図中時計周りに約90°回転させた状態である。この状態では、第1の弁体13aの第1の切欠13a1の一部が第1の遮蔽部14aで覆われているが、残りの部分は第1の遮蔽部14aで覆われておらず開いている。また第2の弁体13bの第2の切欠13b1の一部が第2の遮蔽部14bで覆われているが、残りの部分は第2の遮蔽部14bで覆われておらず開いている。つまり、第1および第2の切欠13a1、13b1の双方の一部分が開いた状態となっている。このため、この状態では、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間で所定量の流体が流通可能であり、かつ第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間でも所定量の流体が流通可能である。
【0070】
図15(C)を参照して、この状態は図15(B)の状態から軸体12を矢印RDで示すように図中時計回りにさらに約90°回転させた状態である。この状態では、第1の弁体13aの第1の切欠13a1の全体が第1の遮蔽部14aで覆われて閉じており(全閉)、かつ第2の弁体13bの第2の切欠13b1の全体が第2の遮蔽部14bで覆われておらず開いた(全開)状態となっている。この状態では図9に示すように、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間で主たる流体の流通は遮断されており、かつ第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間で流体は流通可能である。
【0071】
このように軸体12を回転させることにより、第1および第2の切欠13a1、13b1の開閉操作を行なうことができる。これにより、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間の流路の開度と、第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間の流量と、第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間の流量とを同時に制御することが可能となる。
【0072】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の弁装置1によれば、第1の弁体13aは、軸体12の軸線C−Cを中心とした回転により第1の切欠13a1の開閉操作が可能である。このため、第1の弁体13aが接続された軸体12の回転によって弁開度を調整することができる。
【0073】
また、支持体SPは、軸体12の第1の係止部ST1と係合することによって、軸線C−Cを中心とした軸体12の回転を所定の角度範囲で規制可能な第2の係止部ST2を含んでいる。このため、第1の係止部ST1と第2の係止部ST2とが係合することによって軸体12の回転を所定の角度範囲で規制することができる。
【0074】
本実施の形態では、第1の切欠13a1は円盤形状の第1の弁体13aの中心Oの周りに約180°の角度範囲で設けられている。第2の切欠13a2も円盤形状の第2の弁体13bの中心Oの周りに約180°の角度範囲で設けられている。そのため、軸体12は約180°の角度範囲で回転すればよい。しかしながら、軸体12を回転させるステッピングモータ2は、約180°以上の角度範囲を有しており、たとえば315°の角度範囲を有してる。たとえば故障および微小動作による誤検知などによって、ステッピングモータ2が仮に約180°以上の角度範囲で軸体12が回転させると、弁装置として制御不能となる。この結果、弁装置が誤動作する。
【0075】
本実施の形態の弁装置では、第1の係止部ST1と第2の係止部ST2とが係合することによって軸体12の回転を所定の角度範囲で規制することができるため、誤動作の原因となる所定の角度範囲外での軸体12の回転を防止できるので、誤動作を防止することができる。
【0076】
また、軸体12と支持体SPという、軸線C−Cを中心として第1の切欠13a1の開閉動作を行うために必要な構成部品のみを用いて、軸体12の回転角度範囲を規制することができる。つまり、回転角度範囲の規制のための追加部品を不要とすることができる。また、ステッピングモータ2として、内部に回転角度範囲の規制手段を備えていない汎用性が高いものを採用することができ、製造コストを安価にすることが可能となる。
【0077】
本実施の形態の弁装置では、第2の係止部ST2が弁カラー15の第1の弁体13aと反対側の端部15bに設けられている。これにより、ステッピングモータ2と第2の係止部ST2の位置が近くなる。このため、ステッピングモータ2の駆動力によって第2の係止部ST2に作用するトルクを小さく抑えることができる。したがって、第1の係止部ST1および第2の係止部ST2の破壊を抑制することができる。
【0078】
本実施の形態の弁装置では、第2の係止部ST2は、弁カラー15の第1の弁体13a側の端部15eに設けられている。これにより、弁カラー15の第1の弁体13a側の端部15eで第1の係止部ST1と第2の係止部ST2とを係合させることができる。
【0079】
本実施の形態の弁装置では、第1の係止部ST1は、軸体12の外周面において突き出した突状部12aである。第2の係止部ST2は、弁カラー15の第1の弁体13a側および第1の弁体13aと反対側の少なくともいずれかの端部15e,15bに設けられた溝部15aである。第1の係止部ST1が軸体12の外周面において突き出した突状部12aであり、第2の係止部ST2が弁カラー15に設けられた溝部15aであるため、第1の係止部ST1と第2の係止部ST2とは弁カラー15の内周側で係合する。これにより、弁装置1を小型化することができる。
【0080】
本実施の形態の弁装置の変形例1では、第1の係止部ST1は、軸体12の外周面において突き出した第1の突起部12bである。第2の係止部ST2は、弁カラー15の第1の弁体13a側および第1の弁体13aと反対側の少なくともいずれかの端部15e、15bにおいて突き出した第2の突起部15dである。第1の突起部12bおよび第2の突起部15dが両方とも突き出しているので、第1の突起部12dと第2の突起部15dとの位置合わせが容易である。
【0081】
本実施の形態の弁装置の変形例2では、支持体SPは、第1の弁体13aの軸線C−Cを中心とした回転により第1の弁体13の第1の切欠13a1を開閉可能なように流路11A内に配置された遮蔽部14aを有するスペーサ14を含んでいる。第2の係止部ST2は、スペーサ14に設けられている。これにより、スペーサ14に設けられた第2の係止部ST2で第1の係止部ST1と係合することができる。
【0082】
本実施の形態の弁装置では、流路11Aは、第2の開口部11bとの間で第1の開口部11aを挟む第3の開口部11cを有している。弁装置1は流路11A内において第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間に位置するように軸体12に接続され、かつ軸線C−Cを中心とした円盤形状に第2の切欠13b1が形成された形状を有する第2の弁体13bを備えている。弁装置1は第2の弁体13bの軸線C−Cを中心とした回転により第2の弁体13bの第2の切欠13b1を開閉可能なように構成されている。これにより、第1および第2の弁体13a、13bの回転により第1および第2の切欠13a1、13b1の開閉操作が可能であり、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間の流路の開度と、第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間の流路11Aの開度とを同時に調整することができる。このため、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間の流量と、第1の開口部11aと第3の開口部11cとの間の流量とを同時に制御することができる。
【0083】
本実施の形態の弁装置1を本実施の形態の給湯装置20に用いることにより、弁体が設けられた軸体12の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体12の回転を規制することができる給湯装置20を得ることができる。
【0084】
また給湯装置20においては、当該装置20への入水が一旦、熱交換器21側とバイパス回路22側とへ分配され、熱交換器21を通過した高温水とバイパス回路22を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置1により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【0085】
なお上記の実施の形態においては、1つの軸体12に2つの弁体13a、13bが接続された構成について説明したが、本発明は1つの軸体に1つの弁体が接続された構成に適用することもできる。以下、1つの軸体に1つの弁体が接続された構成について図16および図17を用いて説明する。
【0086】
図16および図17を参照して、この弁装置1の構成は、図1〜図13に示す弁装置1の構成と比較して、1つの軸体12に1つの弁体13が設けられている点と、弁本体11内の流路11Aに2つの開口部11a、11bが設けられている点と、弁体13の切欠13a1が半円形である点と、遮蔽部14が半円形であり連結部を有していない点とにおいて異なっている。
【0087】
弁体13は、軸体12のステッピングモータ2が接続された一方端とは反対側の他方端側に接続されている。この弁体13は、円盤形状に半円形の切欠13a1を設けた構成を有している。この弁体13は、第1の開口部11aと第2の開口部11bとの間に位置している。
【0088】
遮蔽部14は、半円形状を有しており、弁体13よりも軸体12の他方端側に配置されている。この遮蔽部14は外周端面14a1と内周端面14a2とを有しており、外周端面14a1は流路11Aの壁面に当接しており、かつ内周端面14a2は軸体12の外周面に当接している。これにより、遮蔽部14は、軸体12の他方端側において軸体12を流路壁面に対して軸体12の径方向に支持している。
【0089】
なおこれ以外の図16および図17に示す弁装置1の構成は、図1〜図13に示す弁装置1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【0090】
図16および図17に示す弁装置1においても、軸体12は、軸体12の外周面において突き出した突状部12a(第1の係止部ST1)を有している。また、弁カラー15は、弁カラー15に設けられた溝部15a(第2の係止部ST2)を有している。このため、弁体13が接続された軸体12の回転によって弁開度を調整することができる。また、第1の係止部ST1と第2の係止部ST2とが係合することによって軸体12の回転を所定の角度範囲で規制することができる。
【0091】
なお図1〜図13に示す弁装置1の第1および第2の切欠13a1、13b1の形状および図12および図13に示す弁装置1の切欠13a1の形状は、上述したものに限定されるものではない。図1〜図13に示す弁装置1の第1および第2の切欠13a1、13b1の形状が半円形状であってもよく、また図16および図17に示す弁装置1の切欠13a1の形状がインボリュート形状に似た形状であってもよい。
【0092】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0093】
本発明は、切欠を有する弁体の一方端を軸体に接続し、その弁体を回転させることで開閉制御を行なう弁装置およびそれを備えた給湯装置に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【0094】
1 弁装置、2 ステッピングモータ、3 サーボ取付板、11 弁本体、11A 流路、11a 第1の開口部、11b 第2の開口部、11c 第3の開口部、11d 第4の開口部、11e 溝、12 軸体、12a 突状部、12b 第1の突起部、13 弁体、13a 第1の弁体、13b 第2の弁体、13a1 第1の切欠、13b1 第2の切欠、13a2,13b2 円弧部、14 スペーサ(遮蔽部)、14a 第1の遮蔽部、14b 第2の遮蔽部、14a1,14b1 外周端面、14a2,14b2 内周端面、14c 連結部、14d 凸状係合部、14e 貫通孔、15 弁カラー、15a 溝部、15d 第2の突起部、16a,16b Oリング、20 給湯装置、21 熱交換器、22 バイパス回路、23 燃焼バーナ、24 送風機、31 給水配管、31b 熱交換器側部分、31a 給水側部分、32 出湯配管、SP 支持体、ST1 第1の係止部、ST2 第2の係止部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の開口部と第2の開口部とを有する流路を含む弁本体と、
前記弁本体の前記流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体と、
前記流路内において前記第1の開口部と前記第2の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第1の切欠が形成された形状を有する第1の弁体と、
前記軸体を前記軸線を中心に回転可能に前記弁本体に支持する支持体とを備え、
前記軸体は、外周面に設けられた第1の係止部を含み、
前記支持体は、前記第1の係止部と係合することによって、前記軸線を中心とした前記軸体の回転を所定の角度範囲で規制可能な第2の係止部を含む、弁装置。
【請求項2】
前記支持体は、弁カラーを含み、
前記弁カラーは、内周側に前記軸体を挿通可能に設けられており、
前記第2の係止部は、前記弁カラーの前記第1の弁体と反対側の端部に設けられている、請求項1に記載の弁装置。
【請求項3】
前記支持体は、弁カラーを含み、
前記弁カラーは、内周側に前記軸体を挿通可能に設けられており、
前記第2の係止部は、前記弁カラーの前記第1の弁体側の端部に設けられている、請求項1に記載の弁装置。
【請求項4】
前記第1の係止部は、前記軸体の前記外周面において突き出した突状部であり、
前記第2の係止部は、前記支持体の前記第1の弁体側および前記第1の弁体と反対側の少なくともいずれかの端部に設けられた溝部である、請求項1〜3のいずれかに記載の弁装置。
【請求項5】
前記第1の係止部は、前記軸体の前記外周面において突き出した第1の突起部であり、
前記第2の係止部は、前記支持体の前記第1の弁体側および前記第1の弁体と反対側の少なくともいずれかの端部において突き出した第2の突起部である、請求項1〜3のいずれかに記載の弁装置。
【請求項6】
前記支持体は、前記第1の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第1の弁体の前記第1の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された遮蔽部を有するスペーサを含み、
前記第2の係止部は、前記スペーサに設けられている、請求項1〜5のいずれかに記載の弁装置。
【請求項7】
前記流路は、前記第2の開口部との間で前記第1の開口部を挟む第3の開口部を有し、
前記流路内において前記第1の開口部と前記第3の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第2の切欠が形成された形状を有する第2の弁体を備え、
前記第2の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第2の弁体の前記第2の切欠を開閉可能なように構成された、請求項1〜6のいずれかに記載の弁装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の前記弁装置と、
前記弁装置の前記第2および第3の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、
前記弁装置の前記第2および第3の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2013−108551(P2013−108551A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−252892(P2011−252892)
【出願日】平成23年11月18日(2011.11.18)
【出願人】(000004709)株式会社ノーリツ (1,293)
【Fターム(参考)】