流量調節装置
【課題】従来の流量調節装置では、流体の流れ方向がケーシング内において略９０度屈曲するため流動抵抗が増し、そのためケーシングの内部空間を大きくしないと流量を確保できない。また、流量調節機構を駆動するためのモータがケーシングの上部に載置されるため、流量調節装置全体としては更に大型化するという不具合が生じる。
【解決手段】モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けた。
【解決手段】モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス通路の途中に介設され、ガスの流量を増減する流量調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の流量調節装置としては、たとえば冷媒の流量を調節する流量調節装置として、円筒形状のケーシングの側方に開口する流入部と、ケーシングの底部に開口する流出部とを備えると共に、ケーシングの上面にモータを載置して、このモータのロータ軸の下端をケーシング内に挿入し、ケーシング内の流量調節機構を駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８６４３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の流量調節装置では、ケーシングの側方に設けた流入部からケーシング内に流体が流れ込むが、流出部がケーシングの底部に形成されているので、流体の流れ方向はケーシング内において略９０度屈曲することになる。このように流体の流れ方向が大きく曲げられると流動抵抗が増し、そのためケーシングの内部空間を大きくしないと流量を確保できない。そのため、ケーシングが大型化するという不具合が生じる。また、流量調節機構を駆動するためのモータがケーシングの上部に載置され、ロータ軸の下端がケーシング内に挿入されているため、流量調節装置全体としてはケーシングとそのケーシングの上部に載置されたモータとの双方から構成されることになり、ケーシングが大型化する上にモータの容積も加えられ、流量調節装置が更に大型化するという不具合が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、可及的に小型化することのできる流量調節装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明による流量調節装置は、ガス通路の途中に介設され、ケーシング内にガスを流入される流入部とケーシング内からガスを流出させる流出部とを備え、モータにより駆動され流出部から流出されるガスの流量を増減させる流量調節部を有する流量調節装置において、上記モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成ではモータのロータをケーシング内に配設したことにより、ケーシングの上部に載置されていたモータの容積を省略することにより装置全体として小型化することができる。また、流入部と流出部とをロータを挟んで対向する位置に形成したことにより、流入部からケーシング内に流入したガスの流れはそのまま曲げられることなくロータを配設した部分を通過して流出部へと流れることになる。このためガスの流れ方向がケーシング内で曲げられないので流動抵抗が可及的に小さくなる。
【０００８】
なお、流量調節装置には必ずしも閉鎖機能を設ける必要はないが、閉鎖機能を設ける際には、上記流量調節部に閉鎖機能を設け、この閉鎖機能によって流出部からのガスの流出を停止させればよい。
【０００９】
あるいは、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設け、他方に、モータによって駆動され流出部からのガスの流出を停止させる閉鎖機構を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明は、モータのロータをケーシング内に配設し、かつケーシング内でのガスの流れ方向を曲げないようにしたので、流量調節装置としての大きさを従来のものより大幅に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】流量調節装置の外観を示す斜視図
【図２】流量調節装置の内部構造を示す断面図
【図３】III-III断面図
【図４】流量調節部の作動状態を示す図
【図５】他の実施の形態における流量調節装置の内部構造を示す断面図
【図６】VI-VI断面図
【図７】閉鎖機構の作動状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、１は本発明による流量調節装置であり、ガス器具のバーナへ供給されるガスの流量を増減するために用いられる。図示のごとく流量調節装置１の外形は略円柱形状をしており、図示の姿勢では底部に連結された流入管ＩＮと上部に連結された流出管ＯＵＴとに挟まれるように設置され、ガスは図において下から上に向かって流れる。
【００１３】
図２を参照して、円筒状のケーシング本体１０の底部には底板１０ａが取り付けられ、ケーシング本体１０の上部には上板１０ｂが取り付けられており、ケーシング本体１０の内部には環状の駆動コイル２１とロータ２２とからなるモータが内蔵されている。なお、ケーシング本体１０内には非磁性体からなるスリーブ１３が取り付けられており、駆動コイル２１はスリーブ１３の外側に設置され、ロータ２２はスリーブ１３の内部に配設されている。ロータ２２はロータ軸２３を中心に回転するように支持されている。本モータはステッピングモータであり、駆動コイルに駆動パルスを供給すると、供給されたパルス数に応じた角度だけロータ２２およびロータ軸２３が回転するものである。そしてパルスの供給を停止すればロータ２２およびロータ軸２３は停止してその状態で自己保持し、逆位相のパルスを供給すると、パルス数に応じた角度だけ逆回転する。
【００１４】
図３に示すように、ロータ軸２３を上下で回転自在に保持する軸受プレートの内の下側のプレート１４には両面ストッパとして機能する突起１４ｂが形成されており、ロータ軸２３に形成された突起２４がこの突起１４ｂに当接するまで回転すると、ロータ軸２３およびロータ２２はそれ以上回転することができない。従って、本実施の形態ではロータ軸２３は３６０度よりも若干狭い範囲で往復回転することになる。なお、プレート１４にはガスが通過できるように貫通窓１４ａを形成した。
【００１５】
上記底板１０ａには流入部１１が形成されており、この流入部１１からケーシング本体１０内に流入したガスはロータ２２の内側を通って上方に流れ、上板１０ｂに形成した流出部１２から流出する。本実施の形態ではロータ軸２３の上端に流量調節部として機能する回転板３を取り付けた。
【００１６】
図４に示すように、この回転板３には相互に大きさの相違する５個の貫通口３１が形成されている。回転板３が（ａ）に示す位相であれば、いずれの貫通口３１も流出部１２に一致していないので、流出部１２は回転板３によって閉鎖され、流出部１２からガスが流出しない。
【００１７】
ロータ軸２３を回転させて回転板３を図において時計回りに回転させると、（ｂ）に示す位相では一番小さな貫通口３１が１個だけ流出部１２に一致する。この状態が最少流量状態であり、流出部１２からは最少流量のガスが流出する。更にロータ軸２３を回転させると流出部１２に一致する貫通口３１の数が増加し、（ｃ）に示す最大流量状態になるまで流出部１２から流出するガスが段階的に増加する。（ｃ）に示す最大流量状態になればロータ軸２３をそれ以上回転させる必要はないので停止させる。そして、流出する流量を減少させる場合には回転板３を逆転させて（ｃ）に示す状態から（ｂ）に示す状態にし、更にガスの流出を停止させる場合には回転板３を更に逆転させて（ａ）に示す状態にする。なお、駆動コイル２１に駆動パルスを供給する駆動ユニット（図示せず）が暴走してロータ軸２３を正方向に回転させ続けた場合、ロータ軸２３の突起２４がプレート側の突起１４ｂに当接して強制的にそれ以上の回転が規制される。そして、その状態では回転板３は図４の（ｄ）に示す位相になっており、いずれの貫通口３１も流出部１２に一致しないので、ガスの流出は停止されることになる。
【００１８】
上記図１から図４に示した実施の形態では、流量調節は回転板３に形成した複数個の貫通口３１によって行うため、流量の変化が段階的に変化することになる。ガス器具の種類によってはガスの流量を段階的ではなく連続して増減させる要請がある場合がある。そのようなガス器具には図５に示す流量調節装置を用いればよい。
【００１９】
図５に示すものでは、ロータ軸２３の下端に流量調節部として機能するノズル５を取り付けた。このノズル５はロータ軸２３の下端に形成したねじ部２５に螺合している。また図６に示すように、ノズル５に固定した１対の回り止め５３が溝１５に係合しているので、ロータ軸２３が回転するとノズル５は回転せずに図において上下方向に移動する。
【００２０】
ノズル５の先端部外周にはストレート部５２が形成されており、このストレート部５２は流入部１１に気密に係合している。従って、ノズル５が引き上げられてストレート部５２が流入部１１から抜けるまでは、ストレート部５２と流入部１１との間を通ってガスが流れない。そして、ノズル５には最少流量を規定するためのオリフィス部５１が形成されているので、ストレート部５２が流入部１１から抜けるまでは、ガスはこのオリフィス部５１を通って最少流量のガスが一定して流れることになる。ノズル５が更に引き上げられ、ストレート部５２が流入部１１から抜けると、流入部１１がケーシング本体１０の内部に対して開口するので、流入部１１とノズル５との間を通ってガスがケーシング本体１０内に流入する。なお、その流入部１１を通過する流量はノズル５が流入部１１から離れるに従って連続して増加することになる。
【００２１】
一方、ロータ軸２３の上端には上記回転板３の代わりに開閉板４を取り付けた。この開閉板４は、図７に示すように、開閉板４の回転方向に沿った１個の長孔４１が形成されている。図７の（ａ）に示す位相では長孔４１が流出部１２に一致していないので流出部１２からガスが流出しない。開閉板４を図において時計方向に回転させると、すぐに長孔４１が流出部１２に重なるが、その状態ではまだノズル５のストレート部５２は流入部１１から抜けていない。従って、流出部１２からはオリフィス部５１を通過した最少流量のガスが流出することになある。
【００２２】
開閉板４を更に回転させると、流出部１２と長孔４１とは重なったままの状態でノズル５が上昇するため、流出部１２から流出するガスの流量は連続して増加する。図７の（ｂ）は流量が最大になった状態を示す。この状態から流量を減少させる場合にはロータ軸２３を逆転させればよい。従って、（ｂ）に示した状態から（ａ）に示した状態に戻っていくことになる。ただし、上述のように暴走が生じてロータ軸２３が正方向に回転し続ければ、開閉板４は（ｃ）に示す位相になり、流出部１２からのガスの流出は停止される。
【００２３】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【符号の説明】
【００２４】
１ 流量調節装置
２１ 駆動コイル
２２ ロータ
１１ 流入部
１２ 流出部
５ ノズル
５１ オリフィス部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス通路の途中に介設され、ガスの流量を増減する流量調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の流量調節装置としては、たとえば冷媒の流量を調節する流量調節装置として、円筒形状のケーシングの側方に開口する流入部と、ケーシングの底部に開口する流出部とを備えると共に、ケーシングの上面にモータを載置して、このモータのロータ軸の下端をケーシング内に挿入し、ケーシング内の流量調節機構を駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８６４３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の流量調節装置では、ケーシングの側方に設けた流入部からケーシング内に流体が流れ込むが、流出部がケーシングの底部に形成されているので、流体の流れ方向はケーシング内において略９０度屈曲することになる。このように流体の流れ方向が大きく曲げられると流動抵抗が増し、そのためケーシングの内部空間を大きくしないと流量を確保できない。そのため、ケーシングが大型化するという不具合が生じる。また、流量調節機構を駆動するためのモータがケーシングの上部に載置され、ロータ軸の下端がケーシング内に挿入されているため、流量調節装置全体としてはケーシングとそのケーシングの上部に載置されたモータとの双方から構成されることになり、ケーシングが大型化する上にモータの容積も加えられ、流量調節装置が更に大型化するという不具合が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、可及的に小型化することのできる流量調節装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明による流量調節装置は、ガス通路の途中に介設され、ケーシング内にガスを流入される流入部とケーシング内からガスを流出させる流出部とを備え、モータにより駆動され流出部から流出されるガスの流量を増減させる流量調節部を有する流量調節装置において、上記モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成ではモータのロータをケーシング内に配設したことにより、ケーシングの上部に載置されていたモータの容積を省略することにより装置全体として小型化することができる。また、流入部と流出部とをロータを挟んで対向する位置に形成したことにより、流入部からケーシング内に流入したガスの流れはそのまま曲げられることなくロータを配設した部分を通過して流出部へと流れることになる。このためガスの流れ方向がケーシング内で曲げられないので流動抵抗が可及的に小さくなる。
【０００８】
なお、流量調節装置には必ずしも閉鎖機能を設ける必要はないが、閉鎖機能を設ける際には、上記流量調節部に閉鎖機能を設け、この閉鎖機能によって流出部からのガスの流出を停止させればよい。
【０００９】
あるいは、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設け、他方に、モータによって駆動され流出部からのガスの流出を停止させる閉鎖機構を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明は、モータのロータをケーシング内に配設し、かつケーシング内でのガスの流れ方向を曲げないようにしたので、流量調節装置としての大きさを従来のものより大幅に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】流量調節装置の外観を示す斜視図
【図２】流量調節装置の内部構造を示す断面図
【図３】III-III断面図
【図４】流量調節部の作動状態を示す図
【図５】他の実施の形態における流量調節装置の内部構造を示す断面図
【図６】VI-VI断面図
【図７】閉鎖機構の作動状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、１は本発明による流量調節装置であり、ガス器具のバーナへ供給されるガスの流量を増減するために用いられる。図示のごとく流量調節装置１の外形は略円柱形状をしており、図示の姿勢では底部に連結された流入管ＩＮと上部に連結された流出管ＯＵＴとに挟まれるように設置され、ガスは図において下から上に向かって流れる。
【００１３】
図２を参照して、円筒状のケーシング本体１０の底部には底板１０ａが取り付けられ、ケーシング本体１０の上部には上板１０ｂが取り付けられており、ケーシング本体１０の内部には環状の駆動コイル２１とロータ２２とからなるモータが内蔵されている。なお、ケーシング本体１０内には非磁性体からなるスリーブ１３が取り付けられており、駆動コイル２１はスリーブ１３の外側に設置され、ロータ２２はスリーブ１３の内部に配設されている。ロータ２２はロータ軸２３を中心に回転するように支持されている。本モータはステッピングモータであり、駆動コイルに駆動パルスを供給すると、供給されたパルス数に応じた角度だけロータ２２およびロータ軸２３が回転するものである。そしてパルスの供給を停止すればロータ２２およびロータ軸２３は停止してその状態で自己保持し、逆位相のパルスを供給すると、パルス数に応じた角度だけ逆回転する。
【００１４】
図３に示すように、ロータ軸２３を上下で回転自在に保持する軸受プレートの内の下側のプレート１４には両面ストッパとして機能する突起１４ｂが形成されており、ロータ軸２３に形成された突起２４がこの突起１４ｂに当接するまで回転すると、ロータ軸２３およびロータ２２はそれ以上回転することができない。従って、本実施の形態ではロータ軸２３は３６０度よりも若干狭い範囲で往復回転することになる。なお、プレート１４にはガスが通過できるように貫通窓１４ａを形成した。
【００１５】
上記底板１０ａには流入部１１が形成されており、この流入部１１からケーシング本体１０内に流入したガスはロータ２２の内側を通って上方に流れ、上板１０ｂに形成した流出部１２から流出する。本実施の形態ではロータ軸２３の上端に流量調節部として機能する回転板３を取り付けた。
【００１６】
図４に示すように、この回転板３には相互に大きさの相違する５個の貫通口３１が形成されている。回転板３が（ａ）に示す位相であれば、いずれの貫通口３１も流出部１２に一致していないので、流出部１２は回転板３によって閉鎖され、流出部１２からガスが流出しない。
【００１７】
ロータ軸２３を回転させて回転板３を図において時計回りに回転させると、（ｂ）に示す位相では一番小さな貫通口３１が１個だけ流出部１２に一致する。この状態が最少流量状態であり、流出部１２からは最少流量のガスが流出する。更にロータ軸２３を回転させると流出部１２に一致する貫通口３１の数が増加し、（ｃ）に示す最大流量状態になるまで流出部１２から流出するガスが段階的に増加する。（ｃ）に示す最大流量状態になればロータ軸２３をそれ以上回転させる必要はないので停止させる。そして、流出する流量を減少させる場合には回転板３を逆転させて（ｃ）に示す状態から（ｂ）に示す状態にし、更にガスの流出を停止させる場合には回転板３を更に逆転させて（ａ）に示す状態にする。なお、駆動コイル２１に駆動パルスを供給する駆動ユニット（図示せず）が暴走してロータ軸２３を正方向に回転させ続けた場合、ロータ軸２３の突起２４がプレート側の突起１４ｂに当接して強制的にそれ以上の回転が規制される。そして、その状態では回転板３は図４の（ｄ）に示す位相になっており、いずれの貫通口３１も流出部１２に一致しないので、ガスの流出は停止されることになる。
【００１８】
上記図１から図４に示した実施の形態では、流量調節は回転板３に形成した複数個の貫通口３１によって行うため、流量の変化が段階的に変化することになる。ガス器具の種類によってはガスの流量を段階的ではなく連続して増減させる要請がある場合がある。そのようなガス器具には図５に示す流量調節装置を用いればよい。
【００１９】
図５に示すものでは、ロータ軸２３の下端に流量調節部として機能するノズル５を取り付けた。このノズル５はロータ軸２３の下端に形成したねじ部２５に螺合している。また図６に示すように、ノズル５に固定した１対の回り止め５３が溝１５に係合しているので、ロータ軸２３が回転するとノズル５は回転せずに図において上下方向に移動する。
【００２０】
ノズル５の先端部外周にはストレート部５２が形成されており、このストレート部５２は流入部１１に気密に係合している。従って、ノズル５が引き上げられてストレート部５２が流入部１１から抜けるまでは、ストレート部５２と流入部１１との間を通ってガスが流れない。そして、ノズル５には最少流量を規定するためのオリフィス部５１が形成されているので、ストレート部５２が流入部１１から抜けるまでは、ガスはこのオリフィス部５１を通って最少流量のガスが一定して流れることになる。ノズル５が更に引き上げられ、ストレート部５２が流入部１１から抜けると、流入部１１がケーシング本体１０の内部に対して開口するので、流入部１１とノズル５との間を通ってガスがケーシング本体１０内に流入する。なお、その流入部１１を通過する流量はノズル５が流入部１１から離れるに従って連続して増加することになる。
【００２１】
一方、ロータ軸２３の上端には上記回転板３の代わりに開閉板４を取り付けた。この開閉板４は、図７に示すように、開閉板４の回転方向に沿った１個の長孔４１が形成されている。図７の（ａ）に示す位相では長孔４１が流出部１２に一致していないので流出部１２からガスが流出しない。開閉板４を図において時計方向に回転させると、すぐに長孔４１が流出部１２に重なるが、その状態ではまだノズル５のストレート部５２は流入部１１から抜けていない。従って、流出部１２からはオリフィス部５１を通過した最少流量のガスが流出することになある。
【００２２】
開閉板４を更に回転させると、流出部１２と長孔４１とは重なったままの状態でノズル５が上昇するため、流出部１２から流出するガスの流量は連続して増加する。図７の（ｂ）は流量が最大になった状態を示す。この状態から流量を減少させる場合にはロータ軸２３を逆転させればよい。従って、（ｂ）に示した状態から（ａ）に示した状態に戻っていくことになる。ただし、上述のように暴走が生じてロータ軸２３が正方向に回転し続ければ、開閉板４は（ｃ）に示す位相になり、流出部１２からのガスの流出は停止される。
【００２３】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【符号の説明】
【００２４】
１ 流量調節装置
２１ 駆動コイル
２２ ロータ
１１ 流入部
１２ 流出部
５ ノズル
５１ オリフィス部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス通路の途中に介設され、ケーシング内にガスを流入される流入部とケーシング内からガスを流出させる流出部とを備え、モータにより駆動され流出部から流出されるガスの流量を増減させる流量調節部を有する流量調節装置において、上記モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けたことを特徴とする流量調節装置。
【請求項２】
上記流量調節部に閉鎖機能を設け、この閉鎖機能によって流出部からのガスの流出を停止させることを特徴とする請求項１に記載の流量調節装置。
【請求項３】
上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設け、他方に、モータによって駆動され流出部からのガスの流出を停止させる閉鎖機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流量調節装置。
【請求項１】
ガス通路の途中に介設され、ケーシング内にガスを流入される流入部とケーシング内からガスを流出させる流出部とを備え、モータにより駆動され流出部から流出されるガスの流量を増減させる流量調節部を有する流量調節装置において、上記モータのロータをケーシング内に配設すると共に、ロータを挟んで対向する位置に上記流入部と流出部とを各々設けてガスがロータを配設した部分を通過するように構成し、上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設けたことを特徴とする流量調節装置。
【請求項２】
上記流量調節部に閉鎖機能を設け、この閉鎖機能によって流出部からのガスの流出を停止させることを特徴とする請求項１に記載の流量調節装置。
【請求項３】
上記流量調節部を流入部と流出部とのいずれか一方に設け、他方に、モータによって駆動され流出部からのガスの流出を停止させる閉鎖機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流量調節装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４７３２７（Ｐ２０１２−４７３２７Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２９１２（Ｐ２０１０−１９２９１２）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【出願人】（０００１１５８５４）リンナイ株式会社 (1,534)
【Ｆターム（参考）】
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