JPH01229184A

JPH01229184A - 自動開閉弁

Info

Publication number: JPH01229184A
Application number: JP5723688A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tsutsui; 修筒井; Kinya Arita; 欽也有田; Atsuo Makita; 牧田　厚雄
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1989-09-12

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　産業上の利用分野この発明は、自動開閉弁に関する。

（ロ）　従来の技術従来、回転式のアクチュエータで弁体を駆動するように
した自動開閉弁では、アクチュエータ出力軸の回動力を
直線的に作動する弁体に伝達するために、回転運動を流
量調節に変換する機構が、アクチュエータと弁体との間
に介設されている。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点上記の回転運動
を直線運動に変換する機構では、アクチュエータ出力軸
の回転位置と、弁体の作動位置との関係を任意に設定す
ることができない。

例えば、ねじ式の変換機構では、−旦ねじのピッチが設
定されると、出力軸の回動位置に関係なく弁体の作動速
度が一定になる。

また、一般に弁の流量は、弁体の弁座からの揚程と必ず
しもリニアに対応していないため、アクチュエータ出力
軸の回動位置と上記流量との間にリニアな対応を保ち得
ないことになる。

このことは、単にアクチュエータ出力軸の回動角度の増
減と弁の流量の増減か比例しないというはかりでなく、
例えば、湯側の流量調整弁と水側の流量調整弁とで湯水
の混合比を調整して、所定温度の混合湯水を吐出させる
ようにした湯水混合装置などで、同装置からの吐出量を
一定に保ちながら、吐出水の温度を変更又は一定に制御
する場合、両方の流量調整弁のアクチュエータ出方軸の
回動位置制御のアルゴリズムが極めて複雑なものとなり
、制御装置の回路構成又は制御プログラムか複雑かつ大
規模なものを要するという欠点があった。

（ニ）　問題点を解決するための手段本発明では、弁体を回転式のアクチュエータで駆動する
ようにした自動開閉弁において、同アクチュエータと弁
体との間にカム機構を介設して、同カム機構を介してア
クチュエータの作動を弁体に伝達すべく構成してなる自
動開閉弁を提供せんとするものである。

なお、ここで回転式のアクチュエータとは、ステラピン
クモータ、ＤＣサーボモータ、超音波モータ等、出力軸
の回動角度を制御できるものを言う。

（ホ）　作用・効果本発明によれは、回転式アクチュエータ出方軸の回動作
動を直線的流量変換とするのにカム機構を用いている。

カム機構は、カム面の形状によって、カム面に摺接した
カムフォロワと、出力軸回動との作動速度の関係を任意
に設定できるものであるから、リニアに対応していない
流量と弁体揚程との対応を補正して、流量とアクチュエ
ータ出方軸の回動位置との対応をリニアなものにするこ
とができる。

従って、本発明を前記湯水混合装置の湯側及び水側の流
量調整弁に適用すると、同装置からの吐出量は、両方の
流量調整弁の流量の和であり、しかもそれぞれの流量は
各アクチュエータ出方軸の回動位置とリニアに対応して
いることから、吐出量の設定は、各アクチュエータ出方
軸の回動位置の和として簡単に設定することかできる。

また、吐出される混合湯水の温度は、湯側の流量と、水
側の流量との比によって定まるものであるから、吐出量
を一定に保持しながら温度制御を行うには、一方の出力
軸を回動した角度だけ他方の出力軸を逆方向に回動させ
るだけでよく、制御アルゴリズムが極めて簡単なものに
なり、制御装置の回路構成又はプログラムを大幅に簡素
化することができる。

また、単一の自動開閉弁を制御する場合でも、流量の増
減とアクチュエータ出方軸の回動位置の増減とか比例関
係にあるので、制御装置への久方とアクチュエータ駆動
との関係が単純化し流量制御が容易になる。

（へ）　実施例本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれは、第１図で
第１実施例としての流量調節可能の自動開閉弁（ｖ）を
示しており、向弁（■）は、略り字状の本体（１）の−
例に流入管（２）、同下面に流出管（３ンを設け、流出
管（３）の上端を、流入管（２）との交差部の内部に延
出させて、同上端に主弁座（４）を形成し、同主弁座（
４）を囲繞した流入管（２）の上端縁にタイヤフラム（
５）をｇｃ設して、同一　　５　　− タイヤフラム（５）の下面と主弁座（４）上端縁との接
離によって自動開閉弁（ｖ）の開閉作動を行わせるよう
にしている。

タイヤフラム（５）は、その中央にパイロット弁座（６
）、同周縁部にオリフィス（７）を設けて、タイヤフラ
ム（５）の上方を覆ったアクチュエータ取付基台（８）
の下面凹部でタイヤフラム（５）の上方に形成した圧力
室（９）と、流出管（３）及び流入管（２）とをそれぞ
れ連通させている。

パイロット弁座（６）の上方には、アクチュエータ取付
基台（８）に上下摺動自在に挿通した弁体（１０）が設
けられており、同弁体（１０）の下端にはパイロット弁
座（６）に当接するための弾性材よりなる当接体（１１
）が連設されている。

また弁体（１０）の上端（１２）を、回転式のアクチュ
エータ（Ａ）の出力軸（１３）に連設したカム（１４）
の外周に形成したカム面（１５）に摺接させることでカ
ム機構（Ｂ）を構成しており、アクチュエータ（Ａ）の
出力軸（１３）の回動作動を、同カムｌ１ｍ（Ｂ）を介
して直線作動に変換して弁体（１０）に伝達するように
している。

図中（１６）は捩りバネであり、カム（１４）を付勢し
て弁体（１０）をパイロット弁座（６）の閉弁方向に付
勢している。また（１７）は水等がカム機構（Ｂ）　ｆ
ｌｌ！ｌに侵入するのをＷノ止するためのパツキン、（
１８）はカバーを示す。

本発明の第１実施例は上記のように構成されており、カ
ム機構ＣＢ）で弁体（１０）を全閉と全開との中間に位
置させたとき、タイヤフラム（５）はオリフィス（７）
を介し流入管（２）から流入する水量と、パイロット弁
座（６）から流出管（３）に流出する水量とか等しくな
る点で釣り合い状態を保ちなから静止することになる。

上記のように、弁体（１０）の作動位置の制御によって
、ダイヤフラム（５）下面の主弁座（４）からの揚程を
制御することにより自動開閉弁（ｖ）の流量制御を行う
ことかできることになる。

特に、本発明では、回転式のアクチュエータ（Ａ）の出
力軸（１３）と弁体（１０）との間にカム機構（８）を
介設して、出力軸（１３）の回動作動を直線作動に変換
して弁体（１０）に伝達するようにしたことで、弁体（
１０）を、自動開閉弁（ｖ）の全閉と全開の中間に位置
させて流量の調整を行わせることかでき、しかも、同カ
ムｔ［（８）のカム面（１５）の形状を任意に設定でき
ることから、タイヤプラム（５）下面の主弁座（４）か
らの揚程と、同主弁座（４）を流れる水の流量との非線
形の対応を補圧して、同流量と出力軸（１３）の回動角
度との対応を線形化することができる。

従って、出力軸（１３）の回動角度の増減と、自動開閉
弁ｍの流量の増減との間に比例関係が成立し、制御装置
の回路構成又は制御プログラムか極めて簡単なものにな
る。

第２図は、第２実施例として上記の自動開閉弁（Ｖ）と
同−構成のもの２個を用いて湯水混合装置（Ｃ）を構成
したものを示しており、（３１）は湯管、（３２）は水
管、（３３）は混合湯水管を示しており、湯管（３１）
と水管（３２）からの湯水はそれぞれ湯側自動開閉弁（
Ｖｌ）と水側自動開閉弁（Ｖ２）で流量か調整されて混
合室（３４）で混合され、混合湯水管（３３）を介して
外部に吐出される。

また、（３５）は温度センサを示し、同センサ（３５）
で混合湯水の温度を検知して、第３図で示す制御装置Ｆ
Ｄ）に入力し、同制御装置（［１）で湯側と水側のアク
チュエータ（Ａ１）　（６２）をそれそ゛れ作動させて
、混合湯水の温度を温度設定器（３６）で予め設定した
温度に保持させるようにしている。

かかる湯水混合装置（Ｃ）において、混合湯水管（３３
）からの吐出量を一定に保ちながら、混合湯水の温度を
制御するには、湯側の主弁座（４−１）と水側の主弁座
（４−２）の流量の和を一定に保ちながら、湯側と水側
の流量の比を変更することになるか、本発明では、前記
のように湯側と水側のアクチュエータ（Ａ１）（Ａ２）
の出力軸（１３−１）（１３−２）と弁体（１０−１）
（１０−２）との間にそれぞれカム機構（Ｂ１）（Ｂ２
）を介設して、各主弁座（４−１）（４−２）の流量と
、各出力軸（１３−１）（１３−２）の回動角度との間
の対応を線形化したことにより、一方の出力軸を回動さ
せた角度たけ他方の出力軸を逆方向に回動させることで
一定吐出量を保持しながら混合湯水の温度を調整するこ
とができるようになり、前記の単一弁の場合よりも更に
大きな制御装置の回路構成又はプログラムの簡素化の効
果を得ることかできる。

また、第４図で第３実施例としての自動開閉弁（ｖ３）
を示しており、第１実施例と略同様の構成であるか、カ
ム機１（Ｂａ）を回転式アクチュエータ（Ａ３）の出力
軸（１３−３）を弁体（１０−３）と平行に配設し、同
出力軸（１３−３）に圧面カム（１４−３）を連設し、
同正面カム（１４−３）のカム面（１５−３）を弁体（
１０−３）の上端（１２−３）に摺接させて、同カム面
により弁体（１０−３）を直線作動させるようにした点
か第１実施例と異なるものであり他は第１￥施例と同一
構成である。

また、第５図で第４実施例として第３実施例の自動開閉
弁（ｖ３）を２個用いて湯水混合装置（Ｃ２）を構成し
たものを示しており、カム機構を第１実施例のものから
第３実施例のものに変更した点て第２実施例と異なり、
他は第２実施例と同様である。

１〇　−

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自動開閉弁の第１実施例の断面
説明図。第２図は、同第２実施例の断面説明図。第３図は、制御装置の構成を示すブロック図。第４図は、第３実施例の断面説明図。第５図は、第４実施例の断面説明図。（Ａ）：アクチュエータ（Ｂ）：カム機構（Ｖ）：自動開閉弁（１０）　：弁体

Claims

【特許請求の範囲】

１）弁体（１０）を回転式のアクチュエータ（Ａ）で駆
動するようにした自動開閉弁（Ｖ）において、同アクチ
ュエータ（Ａ）と弁体（１０）との間にカム機構（Ｂ）
を介設して、同カム機構（Ｂ）を介してアクチュエータ
（Ａ）の作動を弁体（１０）に伝達すべく構成してなる
自動開閉弁。