JPH0483984A - 遮断弁 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、ガスの事故を未然に防ぐガス遮断装置のガス
遮断機構として使用される遮断弁に関するものである。

従来の技術 ガス事故を未然に防ぐため従来より種種の安全装置が利
用され、ガスの異常使用およびガス漏れ等を検出しガス
を遮断するガス遮断装置が注目されている。特に近年、
流量センサによりガスの流量を監視し、マイコンにより
ガスの異常な使用状態を判断し、ガス遮断機構によりガ
スを遮断するマイコンガス遮断装置がガスメータに内蔵
されるようになってきた。マイコンガス遮断装置は電池
ｔＳにより駆動され、電池の消耗を抑えるため閉弁動作
の瞬間のみ電流を印加し、閉弁および開弁状態の保持に
はエネルギーを必要としない自己保持型電磁遮断弁が主
に利用されている。

一般に従来の遮断弁は第６図に示すような構造になって
いる。弁座４１と対向し弁座４１と接触することにより
ガスをシールする弁体４２と、一端に弁体４２を固定さ
れ磁力とスプリング付勢力のバランス関係により軸方向
に運動するプランジ中４３と、弁体４２が弁座４１に接
近する方向にプランジャ４３を付勢するスプリング４４
と、プランジャ４３の外側に配されたヨーク４５と、一
端がヨーク４５に固定され他端がプランジャ４３と接触
可能なコアー４６と、プランジャ４３をはさんで同極が
対向し他極がヨーク４５に接して配され、プランジャ４
３とコアー４６とヨーク４５との間に磁気回路を形成し
、プランジャ４３とコアー４６とを吸引させる方向に磁
力を発生させる永久磁石４７と、ヨーク４５の内側に配
され中央にプランジャ４３が摺動可能な挿入穴を有し、
電流を印加することにより磁気回路を励磁するコイル４
８とで構成されている。さらに、プランジ中４３とコア
ー４６とを吸着復帰させるため、弁座４１の中心部にプ
ランジャ４３を押し戻すためのガスメータ等に取付けら
れた復帰装置の復帰軸４９が配されている。

以下、この遮断弁の動作を説明する。遮断弁が開弁じて
いる開弁保持状態においては、永久磁石４７の起磁力に
よる磁束Φの作る吸着力Ｆによって、スプリング４４の
反力ｆに抗してプランジャ４３とコアー４６が吸着し、
開弁状態が保持されている。次に閉弁動作の瞬間には、
永久磁石４７と逆方向の磁界を発生させるようコイル４
８に電池（図示せず）から電流が印加され、吸着力Ｆが
減少しスプリング４４の反力ｆより小さくなるため、開
弁保持のバランスを失いプランジャ４３がコアー４６よ
り離脱し、弁座４１に弁体４２が接触して運動を停止さ
れる位置までプランジャ４３が運動を行い、閉弁状態と
なる。

閉弁保持状態においては、プランジャ４３とコアー４６
が充分離れていて永久磁石４７による吸着力Ｆが近ｆ以
的に零となるため、スプリング４４の反力ｆによって弁
体４２は弁座４１に接触した位置を保持し、ガスをシー
ルする閉弁保持の状態が保たれる。弁座４１と弁体４２
を開弁し遮断弁を開弁状態にする開弁復帰時は、復帰軸
４９に外部荷重Ｆ０が加わり復帰軸４９が移動し、プラ
ンジャ４３に接触しさらに弁体４２を弁座４１から引き
離す方向にプランジ中４３にスプリング４４の反力ｆよ
り大きな逆方向の力Ｆ０が加えられ、プランジャ４３は
運動を行いコアー４６に接触し、永久磁石４７による吸
着力Ｆが再度スプリング４４の反力ｆより大きくなるた
めコアー４６に吸着保持され、力Ｆ０を取り餘いた後も
吸着の状態が保持されて開弁状態が保持される。

第７図に他の従来例の構造を示した。第７図の従来の遮
断弁では、閉弁保持状態から開弁状態にする開弁復帰時
は、引張つめ５０に外部荷重Ｆ、が加わり移動してプラ
ンジャ４３に締結されたピン５１の頭部に接触し、さら
に弁体４２を弁座４１から引き離すようにプランジャ４
３にスプリング４４の力より大きな力が加えられ、プラ
ンジャ４３は運動を行いコアー５２に接触して開弁する
。この時、永久磁石による吸着力が再度スプリング４４
の力より大きくなりプランジャ４３はコアー５２に吸着
保持され、外部荷重Ｆ、を取り除いた後もガスが通過可
能な開弁状態が保持される。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記の構成では復帰装置を操作する遮断弁の開
弁時にガスメータの設置箇所に出向き、復帰軸４９や引
張つめＳＯを手動操作しなければならなかった。

また、復帰装置の動作不良事故や子供のいたずら等によ
り遮断弁が復帰軸４９と引張つめ５０に外部荷重Ｆ、、
Ｆ、が印加された開弁状態にロックされたとき、マイコ
ンガス遮断装置が作動を必要とする条件になっても弁体
４２が弁座４１へ運動不能のため、ガス遮断装置がガス
通路の遮断をできないという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するために、復帰装置の遠隔操
作を可能とし、また復帰装置のロック時でもガスの遮断
動作ができることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、永
久磁石とコイルへの通電により各々逆方向の磁気回路を
形成する磁気形成手段と、この磁気形成手段に収納され
共通軸上を摺動するプランジャおよびコアーと、磁気形
成手段より突出したプランジ中端部に固定され、第１の
スプリングを介して付勢され、磁気形成手段に対向した
弁座に当接してガス通路を遮断する弁体と、磁気形成手
段より第２のスプリングを介してプランジャと反対方向
に付勢されて突出したコアーと、このコアーを磁気形成
手段内部に戻す外部手段を備えたものである。

また、本発明の第２の手段は、磁気形成手段にねじ嵌合
されたコアーと、このコアーを回転しプランジャと同軸
上に運動させる電気駆動部を備えたものである。

作用 上記第１の手段により、本発明の遮断弁は、外部手段が
コアーを磁気形成手段内部に戻した状態でロックされて
いても、コイルへの通電により弁体が弁座に当接してガ
ス通路を遮断することができる。

また上記第２の手段により、本発明の遮断弁は、遠隔地
より遮断弁を動作する電気信号を受信したガス遮断装置
の受信部により電気駆動部が動作し、ガス通路を遮断す
る。

実施例 以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１実施例の遮断弁を第１図に示す、弁座とフランジ２
がガス通路３に気密に固定され、弁座１に対向して弁体
４を設け、一端５ａに弁体４を固定し磁力とスプリング
付勢力のバランス関係により軸方向に運動する棒状で磁
性体製のプランジャ５を設ける。プランジャ５の他端５
ｂの同軸上に挿入穴６ａを有し磁性体製の第１ヨーク６
がフランジ２に支持され外径の細い端７ａが第１ヨーク
６の挿入穴６ａに挿入され、外径の太い他の端７ｂがプ
ランジ中５と接触可能で、挿入穴６ａに沿ってプランジ
中５の同軸上を摺動可能な棒状で磁性体製のコアー７を
備える。プランジャ５をはさんで同極が対向し他極が第
１ヨーク６に接して配され、プランジャ５とコアー７と
ヨーク６との間に磁気回路を形成し、プランジャ５とコ
アー７とを吸引させる方向に磁力Φを発生させる２個の
永久磁石８と、中央にプランジ中５を挿入可能な穴９ａ
を有し外周に永久磁石８を配され、プランジャ５と永久
磁石８との間の磁気抵抗を減少させる板状で磁性体製の
第２ヨーク９、また、フランジ２、第２ヨーク９の内側
に配され中央にプランジャ５とコアー７が作動可能な非
磁性材料製のパイプ１０の外周に、電流を印加すること
により前記磁気回路を励磁するコイル１１を設ける。前
記非磁性体製のフランジ２は、弁体４が弁座１に接近す
る方向にプランジャ５を付勢し、弁体４との間に圧縮さ
れて配された第１のスプリング１２を備える。

前記コアー７のプランジ中５の端７Ｃに配されたスプリ
ング受け１３は、コアー７を弁座Ｉから遠ざける方向に
付勢し、第１ヨーク６との間に圧縮されて配され、第１
のスプリング１２より強い反力を持つ第２のスプリング
１４を有する。パイプ１０はフランジ２の内周面との間
をガスシールする第１の０リングパツキン１６と、パイ
プ１０内周面とコアー７との間をコアー７が摺動可能に
ガスシールする第２００リングパツキンＩ７を有し、ガ
ス通路３を流れるガスの外部への漏れを防止している。

パイプ１０の内側に第１ヨーク６に接して配され、コア
ー７が摺動可能な円管状で磁性材料製の第３ヨーク１８
を備えている。

以下、第１実施例の遮断弁の動作を説明する。

遮断弁が開弁じている図示の開弁保持状態においては、
永久磁石８の起磁力による磁束Φが作る吸着力Ｆによっ
て、第１スプリング１２の反力ｆに抗してプランジ中５
とコアー７が咬着し、その結果弁体４が弁座１から離れ
弁座１と弁体４の間をガスが通過可能な開弁状態が保持
されている。この時コアー７は第２のスプリング１４に
より第１のスプリング１２の反力ｆより大きな逆方向の
力ｆｓによって反力ｆとは逆方向に付勢され、端７ｂが
ヨーク６に接触して保持されている。

次に閉弁動作の瞬間には、磁束Φの逆方向の磁界を発生
させるようコイル１１に電流が印加され、結果として吸
着力Ｆが減少し第１のスプリング１２の反力ｆより小さ
くなり、プランジ＋５が開弁保持のバランスを失いコア
ー７より離脱し、弁座１に弁体４が接触して運動を停止
される位置まで運動を行い、第２図に示す閉弁状態とな
る。この時コアー７は、第２のスプリング１４の反力ｆ
３によって第１のスプリング１２の反力ｆとは逆方向に
付勢され静止・保持されている。そして、プランジ中５
とコアー７が図のｌで示すように光分離れていて永久磁
石８による吸着力Ｆが近似的に零となり、第１のスプリ
ング１２の反力によって弁体４は弁座１に接触した位置
を保持し閉弁保持の状態が保たれる。また、コアー７は
第２のスプリング１４の反力ｒ、によって第１のスプリ
ング１２の反力ｆとは逆方向に付勢され保持されている
。

弁座１と弁体４を開弁し遮断弁を開弁状態にする開弁復
帰時は、例えば手動等によりコアー７に第２のスプリン
グ１４の反力ｆ、により大きな逆方向の外部荷重Ｆをス
プリング受け１３に加え、コアー７が移動しプランジャ
５に接触し、永久磁石８の起磁力による磁束Φが作る吸
着力Ｆが再度第１のスプリング１２の反力ｆより大きく
なり、プランジャ５とコアー７が第３図に示すように吸
着する。

その後外部荷重Ｐが取り除かれると、第２のスプリング
１４の反力ｆ、によってコアー７はプランジャ５を吸着
し、コアー７の端７ｂがヨーク６に接触し、運動を停止
する位置まで移動し弁体４を弁座ｌから引き離し、弁座
１と弁体４との間に隙間を生しガスが通過可能な開弁状
態に復帰する。

以上のように第１実施例の遮断弁は、例えば、外部荷重
の印加機構（図示していない）の故障や子供のいたずら
等により、スプリング受け１３に外部荷重Ｐが継続して
印加された状態においては、閉弁状態か弁体４が閉弁動
作の途中にあり、コイルＩＩに電流を印加すると後者の
場合でも閉弁遮断し、閉弁の状態を保持するため、強制
開弁状態が実現不能で外部荷重の解除されない状態やい
たずら行為防止のフェールセイフ機能を有することがで
きる。

本発明の第２実施例の遮断弁を第４図に示す。

第４図において、２０はコアー２１に突設したピンで、
復帰ボタン２２に形成されたカム２３と係合し、コアー
２１を作動させる動力伝達機構２４を構成している。

２５は復帰ボタン２２を戻す方向に付勢する第２のスプ
リング、２６はフレームである。その他の構成は第１図
と同様であり説明を省略する。

以下、第４図の遮断弁の動作を説明する。遮断弁が開弁
している開弁保持状態・閉弁動作の瞬間・閉弁保持状態
のそれぞれにおける弁体の動作は本発明の第１実施例と
基本的に同様であるので詳しい説明は省略する。第１図
の遮断弁における第２のスプリングの力ｆ、は第４図の
遮断弁においてはカム２３によって伝達された第２のス
プリング２５の反力ｆ、のプランジ中５の軸方向の分力
となる。

遮断弁を開弁状態にするには、復帰ボタン２２を押すこ
とにより復帰ボタン２２が移動し、カム２３によりコア
ー２１に動力が伝達されコアー２１がプランジ中５の軸
方向に移動しプランジャ５に接触し、永久磁石８の起磁
力による磁束Φが作る吸着力Ｆが第１のスプリング１２
の反力ｆより大きくなり、プランジ中５とコアー２１が
吸着する。プランジャ５とコアー２１が吸着した後押す
操作を止め外力が解放されると、第２のスプリング２５
の反力ｆ、の分力Ｆ。によって、コアー２１はプランジ
中５を吸着した状態でコアー２１の径の大きな部分２１
ｂがヨーク６に接触して運動を停止する位置まで移動し
弁体４を弁座１から引き離し開弁状態に復帰する。

以上のように第２実施例の遮断弁は、カム２３を配する
ことによりプランジャ５と同軸上に復帰装置を配する必
要がなく、例えばプランジャ５の中心軸に対し直角方向
にも復帰装置を配することが可能であり、設計の自由度
が大きいという効果がある。

本発明の第３実施例の遮断弁を第５図に示す。

第５図において、第１ヨーク２７にめねじ部２７ａが形
成され、コアー２８の径の細い部分におねじ部２８ａが
形成され前記めねじ部２７ａと螺合し、おねじ部２８ａ
の端にギアー３０が接合され、ギアー３０にギアドモー
タ（１ｉ気駆動部）３１が連結されている。

また第１図における第２のスプリング１４に相当する機
構は第５図の遮断弁にはない、その他の構成は第１図と
同様であり説明を省略する。

以下、第３実施例の遮断弁の動作を説明する。

遮断弁が開弁している開弁保持状態・閉弁動作の瞬間・
閉弁保持状態とも第１図の遮断弁と基本的に同様である
ので省略する。第１図の遮断弁における第２のスプリン
グの力ｒ、は第５図の遮断弁においてはめねじ部２７ａ
・おねじ部２８ａ・ギアー３０によって伝達されたギア
ドモータ３１の停動トルクによる力となる。遮断弁を開
弁状態にするには、ギアドモータ３１を電動し、ギアド
モータ３１の回転がギアー３０を介してコアー２８に伝
達されおねし部２８ａ・めねじ部２７ａによってコアー
２８の軸方向の直線運動に変換され、コアー２８がプラ
ンジャの軸方向に移動しプランジャ５に接触し、永久磁
石８の起磁力による磁束Φによる吸着力Ｆが第１のスプ
リング１２の反力ｒより大きくなり、プランジャ５とコ
アー２８が吸着する。プランジャ５とコアー２８が吸着
した後ギアドモータ３１の回転を逆方向にすると、コア
ー２８はプランジ＋５を吸着した状態でコアー２８の径
の大きな部分２８ｂがヨーク２７に接触し運動を停止す
る位置まで移動し、弁体４を弁座１から引き離し開弁状
態に復帰する。開弁状態に復帰した後ギアドモータ３１
の給電は止められる。

以上のように第５図に示す本発明の第３実施例の遮断弁
は、ギアドモータ３１を配することにより電動にて復帰
操作をおこなうことが可能で、遠隔地から遮断弁を動作
する電気信号を受信したガス遮断装置の受信部によりギ
アドモータ３１を動作し、開弁復帰させることができる
。またコアー２８の位置に関係なくコイル１０に電流を
印加した場合は遮断弁は閉弁遮断しまたは閉弁の状態を
保持するため、ギアドモータ３１の故障時や、復帰操作
中に事故等によって給電が停止した時も閉弁可能なフェ
ールセイフ機能を持つという効果がある。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の遮断弁は、外
部手段の遮断復帰装置がロックされた状態でもガス通路
を遮断し、ガス遮断装置の安全性を維持し信幀性を向上
する効果を有する。また、遠隔地より電気信号を送信し
て電気駆動部を作動させ、ガス通路の遮断および遮断解
除等の遠隔操作が可能で、使用性の優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の遮断弁の開弁保持状態を
示す断面図、第２図は、同閉弁保持状態を示す断面図、
第３図は、同開弁復帰時の途中状態を示す断面図、第４
図は、本発明の第２実施例の遮断弁の断面図、第５図は
本発明の第３実施例の遮断弁の要部断面図、第６図と第
７図は従来例の遮断弁の断面図である。 ｌ・・・・・・弁座、３・・・・・・ガス通路、４・・
・・・・弁体、５、・・・・・プランジャ、７．２１．
２８・・・・・・コアー、８・・・・・・永久磁石、１
１・・・・・・コイル、１２・・・・・・第１のスプリ
ング、１４．２５・・・・・・第２のスプリング、２４
・・・・・・動力伝達機構（外部手段）、３１・・・・
・・ギアドモータ（電気駆動部）。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名１　−一介
＆ ７°−・コアー ８−１　久不亀石 Ｌｌ−−フ　イ　ル ２１−′ファー 斜　、勤麦イ云」【ザ（Ｊ劃（タト部手段つＪ−第Ｚリ
スプ１ノンク 第３図 千７Ｆモータ（ｗＬ気ルｌ防卵ラ う一一一一 ｆ 第６図 第 図 ト〜η

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石とコイルへの通電により各々逆方向の磁
   気回路を形成する磁気形成手段と、この磁気形成手段に
   収納され共通軸上を摺動するプランジャおよびコアーと
   、磁気形成手段より突出したプランジャ端部に固定され
   、第１のスプリングを介して付勢され、磁気形成手段に
   対向した弁座に当接してガス通路を遮断する弁体と、磁
   気形成手段より第２のスプリングを介してプランジャと
   反対方向に付勢されて突出したコアーと、このコアーを
   磁気形成手段内部に戻す外部手段を備えた遮断弁。
2. （２）磁気形成手段にねじ嵌合されたコアーと、このコ
   アーを回転しプランジャと同軸上に運動させる電気駆動
   部を備えた請求項（１）記載の遮断弁。