JP3597453B2 - 直動形電動バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステムの往復動作によって弁の開閉を行うようにした直動形バルブにおいて、特に、電動モータをステムの駆動手段とした直動形電動バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の直動形バルブとしては、ステムの駆動手段としてエアシリンダが用いられていた。このエア駆動式のピストンバルブは、駆動に空気圧を用いるため、弁体までエア配管（通常銅配管）を必要とし、さらにそのエア圧のオンオフによりピストン部を駆動するため、別途エア配管に電磁弁を設けて元圧と大気圧の切り替えを行い、それにより弁体の開閉動作を操作していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のピストンバルブでは、銅配管や電磁弁に、施工や保守のコストがかかるし、また、バルブが増えてくるとバルブスタンドから電磁弁までの配管のとりまわしにも苦労する。又、電源が停止したときには、空気が抜けてピストンがバネにより戻るため危険であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、空気圧を用いることなく、電動モータによってステムを往復作動させるようにした直動形電動バルブを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の直動形電動バルブ（請求項１）は、
ステムの上下往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁口の間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態で第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉鎖状態で第１流路が連通するようにした直動形電動バルブであって、
電動モータによって往復回転する回転体の回転往復動作を上下往復動作に変換させるカム機構部と、このカム機構部とステムとの間に設けられたバネ機構部を備え、
前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが上向付勢されて弁体による第１弁口の閉鎖状態が保持され、
前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが下向付勢されて弁体による第２弁口の閉鎖状態が保持されるように形成され、
前記カム機構部は、回転体として上下に往復回転する偏心カムの回転往復動作をカム受け板の上下往復動作に変換させるように形成され、前記偏心カムを上死点を少し越えた上側係止位置と、下死点を少し越えた下側係止位置とで係止するように構成した。
【０００６】
この直動形電動バルブでは、電動モータを駆動手段とした回転体の回転往復動作がカム機構部によって上下往復動作に変換され、このカム機構部の上下往復動作がバネ機構部を介してステムに伝達される。
このようにしてステムが上向移動すると、弁体が第１弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが上向付勢されて弁体による第１弁口の閉鎖状態が保持される。
又、ステムが下向移動すると、弁体が第２弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが下向付勢されて弁体による第２弁口の閉鎖状態が保持されるものである。
尚、バネ機構部には、ステムを上向付勢するためのバネと、ステムを下向付勢するためのバネとを別々に設けてもよいし、後述のように１本のバネを上向付勢と下向付勢に兼用させるようにしてもよい。
そして、この直動形電動バルブでは、カム機構部を構成する回転体として偏心カムを用い、偏心カムの回転往復動作をカム受け板の上下往復動作に変換させるようにしている。
弁体による弁口の閉鎖状態を保持するには、バネ機構部によりステムを付勢しておく必要があり、このため偏心カムには逆向の反力が作用する。従って、弁体が弁口を閉鎖した状態で電動モータが停止すると、偏心カムの逆向回動を規制する必要が生じる。
このとき、偏心カムを上死点を少し越えた上側係止位置と下死点を少し越えた下側係止位置で係止させることができるため、偏心カムの逆向回動を規制することができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体による弁口の閉鎖状態を保持することができる。
【０００７】
次に、前記直動形電動バルブ（請求項１）において、
上側バネ座と下側バネ座の間に保持された１体のコイルバネがカム機構部（又はステム）から延長したバネ軸に装着された状態でステム（又はカム機構部）に連結されたバネケース内に収容されているバネ機構部が形成され、
前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で下側バネ座をバネ軸に固定させると共に上側バネ座をバネケースに係合させることによりステムを上向付勢して弁体による第１弁口の閉鎖状態を保持し、
前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座をバネ軸に固定させると共に下側バネ座をバネケースに係合させることによりステムを下向付勢して弁体による第２弁口の閉鎖状態を保持し、
前記カム機構部によりバネ機構部を介してステムが移動して弁体が第１弁口と第２弁口との間を遷移する状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座及び下側バネ座をバネ軸に固定させると共に上側バネ座及び下側バネ座をバネケースに係合させることによりバネ機構部を一体化させるようにした態様（請求項２）がある。
【０００８】
この場合、バネ機構部に１体のコイルバネが設けられている点に特徴がある。
弁体による弁口の閉鎖状態はバネ機構部によりステムを付勢することで行われるもので、このバネ機構部には、本来、ステムを上向付勢するためのバネと、ステムを下向付勢するためのバネとが必要になるが、これでは、部品点数が多くなるし、バネ機構部の構造が複雑になる。
そこで、上側バネ座と下側バネ座の間にコイルバネを保持してバネケース内に収容したバネ機構部を構成したもので、これにより、１体のコイルバネで上下両方向への付勢力を得ることができ、部品点数を減少し、バネ機構部の構造を簡単にできる。
【０００９】
又、本発明の直動形電動バルブ（請求項３）は、
ステムの上下往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁口の間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態で第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉鎖状態で第１流路が連通するようにした直動形電動バルブであって、
電動モータによって往復回転する回転体の回転往復動作を上下往復動作に変換させるカム機構部と、このカム機構部とステムとの間に設けられたバネ機構部を備え、
前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが上向付勢されて弁体による第１弁口の閉鎖状態が保持され、
前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが下向付勢されて弁体による第２弁口の閉鎖状態が保持されるように形成され、
前記カム機構部は、回転体として左右に往復回転する円筒体が用いられ、この円筒体の回転往復動作を上下方向の螺旋状カム溝と該螺旋状カム溝に摺動可能に嵌合したガイドピンを介して円筒体自身の上下往復動作に変換させるように形成され、前記螺旋状カム溝には上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部が形成されている構成とした。
【００１０】
この場合、カム機構部を構成する回転体として円筒体を用い、螺旋状カム溝とガイドピンを介して円筒体の回転往復動作を円筒体自身の上下往復動作に変換させる点に特徴がある。
弁体による弁口の閉鎖状態を保持するには、バネ機構部によりステムを付勢しておく必要があり、このため円筒体には逆向の反力が作用する。従って、弁体が弁口を閉鎖したのち電動モータが停止すると、円筒体の回動を規制する必要が生じる。
このとき、螺旋状カム溝には上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部が形成されているため、円筒体の逆向回動を規制することができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体による弁口の閉鎖状態を保持することができる。
【００１１】
次に、前記直動形電動バルブ（請求項３）において、
上側バネ座と下側バネ座の間に保持された１体のコイルバネがステム（又は円筒体）から延長したバネ軸に装着された状態で円筒体（又はステム）に連結されたバネケース内に収容されているバネ機構部が形成され、
前記円筒体の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で下側バネ座を円筒体に固定させると共に上側バネ座をステムに係合させることによりステムを上向付勢して弁体による第１弁口の閉鎖状態を保持し、
前記円筒体の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座を円筒体に固定させると共に下側バネ座をステムに係合させることによりステムを下向付勢して弁体による第２弁口の閉鎖状態を保持し、
前記カム機構部によりバネ機構部を介してステムが移動して弁体が第１弁口と第２弁口との間を遷移する状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座及び下側バネ座を円筒体に固定させると共に上側バネ座及び下側バネ座をステムに係合させることによりバネ機構部を一体化させるようにした態様（請求項４）がある。
【００１２】
この場合、バネ機構部に１体のコイルバネが設けられている点に特徴がある。
即ち、上側バネ座と下側バネ座の間にコイルバネを保持してバネケース内に収容したバネ機構部を構成したもので、これにより、１体のコイルバネで上下両方向への付勢力を得ることができ、部品点数を減少し、バネ機構部の構造を簡単にできる。
【００１３】
又、本発明の直動形電動バルブ（請求項１〜４のうちいずれか１項）において、電動モータによって往復回転する回転体を往復端に当て止めし、その後タイマーにより電動モータを停止させるようにした態様（請求項５）がある。
【００１４】
この場合、往復回転する回転体が往復端に達すると、往復端位置で当て止めされる。電動モータが運転をし続けた状態では、過負荷がかかり続けるので、タイマーにより電動モータを停止させる。
従って、回転体の往復端位置で電動モータを正確に停止させながら、モータ駆動系の破損を防止することができる。
【００１５】
又、本発明の直動形電動バルブ（請求項１〜４のうちいずれか１項）において、電動モータによって往復回転する回転体の往復端を位置センサにより検出して、この位置センサからの信号により電動モータを停止させるようにした態様（請求項６）がある。
この場合、回転体が上死点、下死点に達すると、電動モータが位置センサからの信号により停止し、後は慣性力とバネの力で往復端まで達するため、回転体を往復端位置で正確に停止させながら、電動モータの駆動系の破損を防止することができる。
【００１６】
又、本発明の直動形電動バルブ（請求項１〜６のうちいずれか１項）において、コイルバネが圧縮状態で装着されている態様（請求項７）がある。
【００１７】
通常、バネの付勢力は、バネを圧縮したストロークに比例するので、大きな付勢力を得るためには大きなストロークが必要になり、それだけ装置が大きくなってしまう。
そこで、コイルバネを、上側バネ座、下側バネ座、バネ軸（円筒体）、バネケース（ステム）で拘束して予め圧縮状態に装着させておくと、弁体で弁口を閉鎖状態に保持させる付勢力は、圧縮状態から付加的に短いストロークで圧縮させれば済むことなり、短ストローク化によるコンパクト化及び圧縮に要するエネルギーの軽減化を図ることができる。
【００１８】
尚、上記の各発明において、便宜上、ステムの作動方向を上下方向として各部材の作動方向を説明したが、ステムの作動方向を水平方向にできるのは勿論であり、この場合には、各部の作動方向はステムの作動方向に対応した方向になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。尚、本発明の具体的な構成は以下の各実施の形態に限定されないのは勿論である。
【００２０】
図１は本発明の実施の第１形態である直動形電動バルブの正面断面図、図２はこの直動形電動バルブの側面断面図、図３はこの直動形電動バルブの動作説明図である。
【００２１】
図において、１はバルブ本体で、内部に主流路１０と、主流路１０に第１弁口１０ａを介して連通する第１流路１１と、主流路１０に第２弁口１０ｂを介して連通する第２流路１２が形成されている。
そして、ステム２の上下往復移動に伴い弁体２０が第１弁口１０ａと第２弁口１０ｂの間を上下往復移動するもので、この場合、ステム２を上向き移動させて弁体２０で第１弁口１０ａを閉鎖させると、主流路１０と第２流路１２が連通し、逆に、ステム２を下向き移動させて弁体２０で第２弁口１０ｂを閉鎖させると、主流路１０と第１流路１１が連通するように、流路の切り替えができる直動形電動バルブになっている。
【００２２】
前記ステム２は、バネ機構部３を介してカム機構部４に連結されている。
このカム機構部４には、電動モータ４０のモータ軸４１に上下に往復回転する偏心カム４２（回転体）が設けられ、この偏心カム４２の偏心軸４３がカム受け板４４に形成した横長穴４５内にローラ４６を介して回転可能に嵌合されて、電動モータ４０による偏心カム４２の回転往復動作をカム受け板４４の上下往復動作に変換させるようになっている。
又、カム受け板４４には、偏心カム４２を上死点Ｘ１を少し越えた上側係止位置Ｘと、下死点Ｙ１を少し越えた下側係止位置Ｙとで係止するストッパ４７が設けられ、このストッパ４７はスプリング４８により弾性支持されている。
【００２３】
前記バネ機構部３は、カム受け板４４から下方に延長したバネ軸３０を備え、このバネ軸３０に、段差３１により上向移動を規制された上側バネ座３２と、ナット３３により下向移動が規制された下側バネ座３４と、両バネ座３２，３４の間に予め圧縮状態で保持された1体のコイルバネ３５とが装着され、又、これらの上側バネ座３２、下側バネ座３４、コイルバネ３５が、ステム２の上端に連結されたバネケース３６内に収容された構造になっている。
この場合、バネ軸３０をステム２の上端から延長させ、バネケース３６をカム受け板４４に連結させた構造にしてもよい。
【００２４】
そして、図３（イ）で示すように、カム機構部４に設けたカム受け板４４の上向移動によりバネ機構部３を介してステム２が上向移動して弁体２０が第１弁口１０ａを閉鎖した状態では、コイルバネ３５による付勢で下側バネ座３４をバネ軸３０のナット３３に固定させると共に上側バネ座３２をバネケース３６の上側係止部３７に係合させることによりステム２を上向付勢して弁体２０による第１弁口１０ａの閉鎖状態を保持させる。
又、図３（ロ）で示すように、カム機構部４に設けたカム受け板４４の下向移動によりバネ機構部３を介してステム２が下向移動して弁体２０が第２弁口１０ｂを閉鎖した状態では、コイルバネ３５による付勢で上側バネ座３２をバネ軸３０の段差３１に固定させると共に下側バネ座３４をバネケース３６の下側係止部３８に係合させることによりステムを下向付勢して弁体による第２弁口の閉鎖状態を保持させる。
又、図３（ハ）で示すように、カム機構部４によりバネ機構部３を介してステム２が移動して弁体２０が第1弁口１０ａと第２弁口１０ｂとの間を遷移する状態では、コイルバネ３５による付勢で上側バネ座３２及び下側バネ座３４をバネ軸３０の段差３１及びナット３３に固定させると共に上側バネ座３２及び下側バネ座３４をバネケース３６の上側係止部３７及び下側係止部３８に係合させることによりバネ機構部３を一体化させるようになっている。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る直動形電動バルブは、電動モータ４０を駆動手段とした偏心カム（回転体）の回転往復動作がカム機構部４によって上下往復動作に変換され、このカム機構部４の上下往復動作がバネ機構部３を介してステム２に伝達される。
従って、ステム２の駆動手段としてエアシリンダを用いた従来のエア駆動式のピストンバルブと異なり、エア配管（通常銅配管）を必要とせず、銅配管や電磁弁に、施工や保守のコストがかかることがない。
【００２６】
又、偏心カム４２が上死点Ｘ１を少し越えた上側係止位置Ｘと下死点Ｙ１を少し越えた下側係止位置Ｙでストッパ４７により係止されるようにしたため、偏心カム４２の逆向回動を規制しながらステム２を付勢し続けておくことができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体２０による弁口１０ａ，１０ｂの閉鎖状態を保持することができる。
又、従来のエア駆動式のような電源が停止したときの空気抜けによりピストンがバネにより戻るといった危険を解消できる。
【００２７】
又、上側バネ座３２と下側バネ座３４の間にコイルバネ３５を保持してバネケース３６内に収容したバネ機構部３を構成したため、一体のコイルバネ３５で上下両方向への付勢力を得ることができ、部品点数を減少し、バネ機構部３の構造を簡単にできる。
【００２８】
又、電動モータ４０の制御は、往復端で当て止めし、その後タイマーにより電動モータ４０を停止させるようにしたので、偏心カム４２の往復端位置で電動モータ４０を正確に停止させながら、モータ駆動系の破損を防止することができる。
【００２９】
又、コイルバネ３５を、上側バネ座３２、下側バネ座３４、バネ軸３０、バネケース３６で拘束して予め圧縮状態に装着したため、弁体２０で弁口１０ａ，１０ｂを閉鎖状態に保持させる付勢力は、圧縮状態から付加的に短いストロークで圧縮させれば済むことなり、短ストローク化によるコンパクト化及び圧縮に要するエネルギーの軽減化を図ることができる。
【００３０】
次に、図４は本発明の実施の第２形態である直動形電動バルブの側面断面図である。
この直動形電動バルブは、電動モータ５０によって往復回転する偏心カム４２（回転体）の上死点Ｘ１及び下死点Ｙ１を検出する位置センサ５１，５２を設けたもので、この位置センサ５１，５２により偏心カム４２の往復端を検出して、この位置センサ５１，５２からの信号により電動モータ５０を停止させるようにしている。
【００３１】
従って、偏心カム４２が上死点Ｘ１及び下死点Ｙ１の近傍に達すると、電動モータ５０が位置センサ５１，５２からの信号により停止し、後は慣性力とバネの力で往復端まで達する。よって、偏心カム４２の往復端位置で電動モータ５０を正確に停止させながら、モータ駆動系の破損を防止することができる。
尚、その他の構成及び作用は実施の第１形態と同様である。
【００３２】
次に、図５は本発明の実施の第３形態である直動形電動バルブの正面断面図、図６はこの直動形電動バルブの動作説明図、図７はカム機構部の螺旋状カム溝を示す展開図である。尚、バルブ本体１の構成は前記実施の第１形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３３】
この直動形電動バルブのカム機構部６は、電動モータ６０の電動モータ軸６１に左右に往復回転する円筒体６２（回転体）がキー６３を介して回転方向に固定された状態で上下方向に移動可能に取り付けられ、この円筒体６２に一体形成されたバネケース７７に上下方向の螺旋状カム溝６４が形成されると共に、固定筒体６５に突設したガイドピン６６が螺旋状カム溝６４内に摺動可能に嵌合されて、電動モータ６０による円筒体６２の回転往復動作を螺旋状カム溝６４とガイドピン６６を介して円筒体６２自身の上下往復動作に変換させるようになっている。
又、前記螺旋状カム溝６４には、図７に示すように、上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部６４ａ，６４ｂが形成されている。尚、螺旋状カム溝６４を固定筒体６５に形成し、ガイドピン６６を円筒体６２に突設させてもよい。
又、電動モータ６０の制御は、実施の第２形態と同様に、電動モータ６０を当て止めし、タイマーにより停止させるようにしているが、傾斜部６４ａ，６４ｂの変曲点近傍を位置センサにより検出して、この位置センサからの信号により電動モータ６０を停止させるようにしてもよい。
【００３４】
又、バネ機構部７は、ステム２の上端から延長したバネ軸７ａに、上側ストッパ７０により上向移動を規制された上側バネ座７１と、下側ストッパ７２により下向移動が規制された下側バネ座７３と、両バネ座７１，７３の間に予め圧縮状態で保持された1体のコイルバネ７４とが装着され、又、これらの上側バネ座７１、下側バネ座７３、コイルバネ７４が、円筒体６２と一体に形成されたバネケース７７内に収容された構造になっている。
尚、この場合、バネ軸７ａを円筒体６２から延長させ、バネケース７７をステム２に連結させた構造にしてもよい。
【００３５】
そして、図６（イ）で示すように、円筒体６２の上向移動によりバネ機構部７を介してステム２が上向移動して弁体２０が第１弁口１０ａを閉鎖した状態では、コイルバネ７４による付勢で下側バネ座７３をバネケース７７の下側係止部７５に固定させると共に上側バネ座７１をステム２の上側ストッパ７０に係合させることによりステム２を上向付勢して弁体２０による第１弁口１０ａの閉鎖状態を保持させる。
又、図６（ロ）で示すように、円筒体６２の下向移動によりバネ機構部７を介してステム２が下向移動して弁体２０が第２弁口１０ｂを閉鎖した状態では、コイルバネ７４による付勢で上側バネ座７１をバネケース７７の上側係止部７６に固定させると共に下側バネ座７３をステム２の下側ストッパ７２に係合させることによりステム２を下向付勢して弁体２０による第２弁口１０ｂの閉鎖状態を保持させる。
又、図６（ハ）で示すように、カム機構部６によりバネ機構部７を介してステム２が移動して弁体２０が第1弁口１０ａと第２弁口１０ｂとの間を遷移する状態では、コイルバネ７４による付勢で上側バネ座７１及び下側バネ座７３をバネケース７７の上側係止部７６及び下側係止部７５に固定させると共に上側バネ座７１及び下側バネ座７３をステム２の上側ストッパ７０及び下側ストッパ７２に係合させることによりバネ機構部７を一体化させるようになっている。
【００３６】
このように、本実施の形態に係る直動形電動バルブは、電動モータを駆動手段とした円筒体６２の回転往復動作がカム機構部６によって上下往復動作に変換され、このカム機構部６の上下往復動作がバネ機構部７を介してステムに伝達される。
【００３７】
又、螺旋状カム溝６４の上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部６４ａ，６４ｂを形成したので、円筒体６２の逆向回動を規制しながらステム２を付勢し続けておくことができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体２０による弁口１０ａ，１０ｂの閉鎖状態を保持することができる。
尚、その他の構成は前記実施の第１形態と同様である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の直動形電動バルブ（請求項１）にあっては、電動モータを駆動手段とし、カム機構部及びバネ機構部を備えているため、従来のエア駆動式のピストンバルブと異なり、エア配管（通常銅配管）を必要とせず、銅配管や電磁弁に、施工や保守のコストがかかることがない。
又、偏心カムが上死点を少し越えた上側係止位置と下死点を少し越えた下側係止位置でストッパにより係止されるようにしたため、偏心カムの逆向回動を規制しながらステムを付勢し続けておくことができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体による弁口の閉鎖状態を保持することができる。
従って、従来のエア駆動式のような電源が停止したときの空気抜けによりピストンがバネにより戻るといった危険も解消できる。
【００３９】
又、上側バネ座と下側バネ座の間にコイルバネを保持したバネ機構部を構成したため（請求項２、４）、１体のコイルバネで上下両方向への付勢力を得ることができ、部品点数を減少し、バネ機構部の構造を簡単にできる。
【００４０】
螺旋状カム溝の上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部を形成したので（請求項３）、円筒カムの逆向回動を規制しながらステムを付勢し続けておくことができ、これにより各部材をそれぞれの位置に保持させて弁体による弁口の閉鎖状態を保持することができる。
【００４１】
又、電動モータによって往復回転する回転体を往復端で当て止めし、その後タイマーにより電動モータを停止させるので（請求項５）、電動モータに過負荷がかかり続けるのを防止して、モータ駆動系の破損を防止することができる。
【００４２】
又、電動モータによって往復回転する回転体の往復位置を検出する位置センサを設けたので（請求項６）、電動モータを使用して、回転体を往復端位置で正確に停止させながら、モータ駆動系の破損を防止することができる。
【００４３】
又、コイルバネを予め圧縮状態に装着したため（請求項７）、弁体で弁口を閉鎖状態に保持させる付勢力は、圧縮状態から付加的に短いストロークで圧縮させれば済むことなり、短ストローク化によるコンパクト化及び圧縮に要するエネルギーの軽減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態である直動形電動バルブの正面断面図である。
【図２】この直動形電動バルブの側面断面図である。
【図３】この直動形電動バルブの動作説明図である。
【図４】本発明の実施の第２形態である直動形電動バルブの側面断面図である。
【図５】本発明の実施の第３形態である直動形電動バルブの正面断面図である。
【図６】この直動形電動バルブの動作説明図である。
【図７】カム機構部の螺旋状カム溝を示す展開図である。
【符号の説明】
１ バルブ本体
１０ 主流路
１０ａ 第１弁口
１０ｂ 第２弁口
１１ 第１流路
１２ 第２流路
２ ステム
２０ 弁体
３ バネ機構部
３０ バネ軸
３１ 段差
３２ 上側バネ座
３３ ナット
３４ 下側バネ座
３５ コイルバネ
３６ バネケース
３７ 上側係止部
３８ 下側係止部
４ カム機構部
４０ 電動モータ
４１ モータ軸
４２ 偏心カム
４３ 偏心軸
４４ カム受け板
４５ 横長穴
４６ ローラ
４７ ストッパ
４８ スプリング
５０ 電動モータ
５１ 位置センサ
５２ 位置センサ
６ カム機構部
６０ 電動モータ
６１ モータ軸
６２ 円筒体
６３ キー
６４ 螺旋状カム溝
６４ａ 傾斜部
６４ｂ 傾斜部
６５ 固定筒体
６６ ガイドピン
７ バネ機構部
７ａ バネ軸
７０ 上側ストッパ
７１ 上側バネ座
７２ 下側ストッパ
７３ 下側バネ座
７４ コイルバネ
７５ 下側係止部
７６ 上側係止部
７７ バネケース
Ｘ 上側係止位置
Ｘ１ 上死点
Ｙ 下側係止位置
Ｙ１ 下死点

Claims (7)

1. ステムの上下往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁口の間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態で第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉鎖状態で第１流路が連通するようにした直動形電動バルブであって、
   電動モータによって往復回転する回転体の回転往復動作を上下往復動作に変換させるカム機構部と、このカム機構部とステムとの間に設けられたバネ機構部を備え、
   前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが上向付勢されて弁体による第１弁口の閉鎖状態が保持され、
   前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが下向付勢されて弁体による第２弁口の閉鎖状態が保持されるように形成され、
   前記カム機構部は、回転体として上下に往復回転する偏心カムの回転往復動作をカム受け板の上下往復動作に変換させるように形成され、前記偏心カムを上死点を少し越えた上側係止位置と、下死点を少し越えた下側係止位置とで係止するようにしたことを特徴とする直動形電動バルブ。
2. 請求項１記載の直動形電動バルブにおいて、上側バネ座と下側バネ座の間に保持された１体のコイルバネがカム機構部（又はステム）から延長したバネ軸に装着された状態でステム（又はカム機構部）に連結されたバネケース内に収容されているバネ機構部が形成され、
   前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で下側バネ座をバネ軸に固定させると共に上側バネ座をバネケースに係合させることによりステムを上向付勢して弁体による第１弁口の閉鎖状態を保持し、
   前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座をバネ軸に固定させると共に下側バネ座をバネケースに係合させることによりステムを下向付勢して弁体による第２弁口の閉鎖状態を保持し、
   前記カム機構部によりバネ機構部を介してステムが移動して弁体が第１弁口と第２弁口との間を遷移する状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座及び下側バネ座をバネ軸に固定させると共に上側バネ座及び下側バネ座をバネケースに係合させることによりバネ機構部を一体化させるようにした直動形電動バルブ。
3. ステムの上下往復移動に伴い弁体が第１弁口と第２弁口の間を往復移動して、弁体による第１弁口の閉鎖状態で第２流路が連通し、弁体による第２弁口の閉鎖状態で第１流路が連通するようにした直動形電動バルブであって、
   電動モータによって往復回転する回転体の回転往復動作を上下往復動作に変換させるカム機構部と、このカム機構部とステムとの間に設けられたバネ機構部を備え、
   前記カム機構部の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが上向付勢されて弁体による第１弁口の閉鎖状態が保持され、
   前記カム機構部の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖すると共に、バネ機構部によりステムが下向付勢されて弁体による第２弁口の閉鎖状態が保持されるように形成され、
   前記カム機構部は、回転体として左右に往復回転する円筒体が用いられ、この円筒体の回転往復動作を上下方向の螺旋状カム溝と該螺旋状カム溝に摺動可能に嵌合したガイドピンを介して円筒体自身の上下往復動作に変換させるように形成され、前記螺旋状カム溝には上下両端の少し手前部分から逆向きの傾斜部が形成されていることを特徴とする直動形電動バルブ。
4. 請求項３記載の直動形電動バルブにおいて、上側バネ座と下側バネ座の間に保持された１体のコイルバネがステム（又は円筒体）から延長したバネ軸に装着された状態で円筒体（又はステム）に連結されたバネケースの内部に収容されているバネ機構部が形成され、
   前記円筒体の上向移動によりバネ機構部を介してステムが上向移動して弁体が第１弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で下側バネ座を円筒体に固定させると共に上側バネ座をステムに係合させることによりステムを上向付勢して弁体による第１弁口の閉鎖状態を保持し、
   前記円筒体の下向移動によりバネ機構部を介してステムが下向移動して弁体が第２弁口を閉鎖した状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座を円筒体に固定させると共に下側バネ座をステムに係合させることによりステムを下向付勢して弁体による第２弁口の閉鎖状態を保持し、
   前記カム機構部によりバネ機構部を介してステムが移動して弁体が第１弁口と第２弁口との間を遷移する状態では、コイルバネによる付勢で上側バネ座及び下側バネ座を円筒体に固定させると共に上側バネ座及び下側バネ座をステムに係合させることによりバネ機構部を一体化させるようにした直動形電動バルブ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の直動形電動バルブにおいて、電動モータによって往復回転する回転体を往復端に当て止めし、その後タイマーにより電動モータを停止させるようにした直動形電動バルブ。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の直動形電動バルブにおいて、電動モータによって往復回転する回転体の往復回転位置を位置センサにより検出して、この位置センサからの信号により電動モータを停止させるようにした直動形電動バルブ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の直動形電動バルブにおいて、コイルバネが圧縮状態で装着されている直動形電動バルブ。

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