JPH085429Y2 - 切替弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、ガスメータ等の推量式計器において、計
測レンジを拡大するために主流路を開閉する切替弁に係
り、特に構造を簡単にした切替弁に関する。

（従来の技術） 例えば、羽根車式の流量計にあっては、測定レンジに
よって羽根車に流体を供給するノズルの口径を変えなけ
ればならない。この種の流量計では、小径ノズルと大径
ノズルの二つを配置し、積算計数用のワンチップマイク
ロコンピュータからの司令により、流量変化に応じてそ
れぞれのノズルに設けられたソレノイド式切替弁を作動
させてノズル口径を変えるようにしており、その駆動力
の全てを流量計に内蔵したリチウム電池などの長期安定
形の電池から受けている。

従って、この種の制御系およびこれによって駆動され
るソレノイド式切替弁は極めて省消費電力形のものが要
求され、軽動作形のソレノイドを用いることが必要であ
る。この結果ソレノイドの作動力は必然的に小さくなる
ため、必要最小限の作動力によって確実に弁体の開閉動
作を行なえる構造の切替弁としなければならない。

この問題を解決するための切替弁としては、本願出願
人が特願昭62-163301号により提案した切替弁がある。
この切替弁は第２図に示すように、ソレノイド１の図示
しないプランジャと一体に連結した弁軸２の先端に受圧
板３を固定しこの受圧板３とソレノイド１のフランジ４
との間に圧縮コイルスプリング５を張架し、かつ受圧板
３の中心を所定の間隙を介して貫通する支軸６を介し
て、弁体７と弁軸２とを揺動可能に連結して構成したも
のである。この構成において、支軸６の一端は弁体７に
同心状に固定されており、他端には球面部6aが設けられ
ていて受圧板３の内側底面に揺動可能に当接している。

この提案による切替弁はガスメータのレンジ切替のた
めに主流路に設けられたものであり、小流量時にはソレ
ノイド１には通電されておらず、第２図に示すようにス
プリング５の付勢力により受圧板３及び支軸６を介して
弁体７がノズル８に当接して弁閉となっている。ソレノ
イド１が開信号により通電されると、第３図に示すよう
にプランジャとともに弁軸２がソレノイド１の方向に引
き込まれて弁開となる。そして、図示しない流量計14の
信号をマイクロコンピュータが所定以下の流量と判断し
た時には、ソレノイド１は閉信号を受けコイルに逆方向
の電流を流す事により弁閉となる。また燃焼機器におい
て種火等のみを使用していて主流路が弁閉時に、ガス量
が急増して下流側ガス圧力が低下し、上流側と圧力差が
生じてスプリング５の荷重によりこの圧力差が大となる
と、第４図に示すように弁体７が傾斜して弁は一部開と
なる。そして下流側ガス圧力低下を未然に防ぐリリーフ
機能を果している。

（考案が解決しようとする課題） 第２図に示す切替弁によると、弁はフローティング機
構を採用しているので、圧縮コイルスプリング５の弁体
７に対する押圧力を均一化し、これによって弁体７のノ
ズル８に対する接触圧を平均化することができ、弁体７
の偏倚を防止して確実にノズル８を閉じることができ
る。しかしながら上記の構造によると、スプリング５及
び受圧板３が必要となり、部品点数が多く構造が複雑と
なり、コスト高になる恐れがあった。またスプリング５
の付勢力のばらつきによりリリーフ圧力が変化する恐れ
もあった。

この考案は上記の背景に基づいてなされたものであ
り、その目的とするところは、部品点数が少なく構造が
簡単で、しかもリリーフ圧力の変化が少ない安価で高性
能の切替弁を提供することにある。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、この考案は、ノズルを介
して流体入口側と出口側とを連通した流通室と、流体下
流側にあって、前記ノズルに対向する弁体と、この弁体
を駆動して前記ノズルを開閉するソレノイドとを具備し
た切替弁であって、前記ソレノイドのプランジャと同軸
上に一端が固定された弁軸の他端を拡径して球面状の当
接部となし、また前記弁体の上面に円筒状の係合部を設
けて、前記係合部に前記当接部を嵌合することにより、
前記弁軸に対し前記弁体を揺動可能に連結するととも
に、前記ノズルを上向きとし、また前記弁軸をほぼ垂直
に配設して、前記弁体の自重で前記ノズルを閉塞するよ
うにし、かつ流体下流側の流体圧力が低下し、流体上流
側との圧力差が前記弁体の自重よりも大となった場合
に、前記弁体が傾いて一部開となり、リリーフ機能を発
揮するように構成したことを特徴とする。

（作用） 上記の構成によれば、流体流入側と流出側とを連通す
るノズルが上向きとなっており、このノイズに対向して
弁体が設けられているので、ソレノイドが吸引方向に作
動していないときは、弁体の自重が上下流間の差圧より
大きい場合にノズルは弁体によって閉じられる。このと
きソレノイドのプランジャに固定された弁軸と弁体とは
揺動可能に連結されているので、弁体がノズルに当接し
た状態ではノズルに均一に当るように自己修正される。
そして、下流側の使用流体量が急激に増大して流体圧力
が低下した場合に、上流側との圧力差が生じて弁体の自
重よりも大となると、弁体が傾いて一部開となり、下流
側の流体圧力低下を未然に防いでリリーフ機能を発揮す
る。また、この構成によると弁体の自重でノズルを閉塞
するので従来のようにスプリングが不要となり、部品点
数の低減と構造の簡素化が達成でき、しかもリリーフ圧
力が一定となる。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図にこの考案の一実施例を示し、左側は弁閉時、
右側は弁開時を示す。図において、第２図に示す従来例
と同一または同等部分には同一符号を付して示す。第１
図において、流通室９は一端が密閉されほぼ水平に配設
された流体出口側の主流路10と、主流路10にノズル８を
介して連通しほぼ垂直に配設された流体入口側の管路11
と、主流路10のノズル８より下流側に設けられたノズル
12を介して管路11と主流路10とを連通する副流路13とか
らなっている。主流路10内には上向きのノズル８に対向
して弁体７が設けられ、ノズル12に対向して羽根車式の
流量計14が設けられており、流量計14の軸方向は主流路
10に平行になっている。

一方、主流路10の上面には管路11に対向する位置に開
口部10aが形成されており、開口部10aにはガスケット15
を介してソレノイド１のフランジ４がボルト16により気
密に取り付けられている。ソレノイド１は単安定ラッチ
ングソレノイドであって、その内部構造は、フランジ４
に結合するヨーク17と、ヨーク17の内周にあってボビン
18の外周に巻回されたコイル19と、ボビン18の下部側に
同軸上に配置された永久磁石20と、磁気回路を形成する
中間プレートをボビン18の中心孔に嵌合させ下部に突出
配置された金属製のガイド用筒部21と、筒部21内に摺動
自在に装着されたプランジャ22と、ボビン18の中心孔上
部に固定配置されプランジャ22を受けるアンビル23とか
らなっている。

そして、外部に引き出された図示しないリード線を通
じてコイル19に流れる正逆の電流により、永久磁石20に
よって形成される磁界の打ち消しまたは強化を行ない、
後述する弁体７の自重によるプランジャ22の突出動作
と、自重に抗した引込み動作の双方を行なえるようにし
ている。

なお、前記ガイド用筒部21はプランジャ22とボビン18
間の隙間を極めて小さく設定するためのガイド用治具で
あって、これによってプランジャ22に作用する磁界を極
力大きくするようにしている。

プランジャ22の下端には弁軸２が同軸上に連結されて
おり、弁軸２の下端は拡径されて当接部2aとなってお
り、当接部2aの下面は球面状となっている。また弁体７
の上面には円筒状の係合部7aが同心状に一体に設けられ
ており、係合部7a内には弁軸２の当接部2aが揺動自在に
嵌合しており、係合部7aの内周上端に設けられた係合片
24により抜け止めされている。

このようにプランジャ22と弁軸２を分割したのは、弁
体７及び弁軸２を非磁性体からなる材料としてプランジ
ャ22と結合することによって、磁束が弁軸２及び弁体５
側に流れることを防止し、漏洩磁束によるロスを極力少
くするためである。

なお、図中符号25,26はそれぞれガイド用筒部21に対
しアンビル23及びフランジ４を気密にシールするＯリン
グであり、符号27は弁体７の下面に接着されノズル８に
当接する弁ゴムである。

次にこの実施例の作用を説明する。コイル19に永久磁
石20によって形成される磁界を打ち消す方向に電流が流
れているときは、第１図左側に示すように弁体７はこの
弁体７、弁軸２及びプランジャ22の自重により降下し、
流通室９の上下流間の差圧に打ち勝って弁ゴム27を介し
てノズル８の先端に当接し、弁を閉じている。このとき
弁体７と弁軸２とは弁軸２の下端に設けられた当接部2a
の下面の球面を介して当接しており、弁体７は弁軸２の
軸方向に対して揺動自在であるので、ノズル８に対する
押圧力を平均化すべく自己修正され、完全に密着する。
この状態では入口側の管体11から流入する流体は、副流
路13を通ってノズル12から流量計14に向って流れ、流量
計14により小流量レンジの流量計測が行なわれる。

この状態において、下流側の使用ガス量が急激に増大
してガス圧力が低下した場合、上流側と圧力差が生じて
弁体７などの自重よりも大となると、弁体７が傾いて弁
が一部開となる。そして下流側ガス圧力低下を未然に防
いでリリーフ機能を発揮する。

また、通常の状態において主流路10が閉弁していて副
流路13を流れるガス流量が予め設定された値以上となる
と、マイクロコンピュータからの司令によりソレノイド
１のコイル19に流れる電流の方向が逆転し、永久磁石20
によって形成される磁界を強化してプランジャ22を上方
に吸引移動する。この結果弁体７はノズル８から離脱し
て開弁し、ガスは主流路10内にも流れて流量計14により
大流量レンジの流量計測が行なわれる。

この実施例によれば、流通室９内を流れるガス流量が
設定値以下の小流量の場合は弁体７が自重で降下し、ノ
ズル８に当接して弁閉となる。このとき弁体７は弁軸２
に対して揺動自在であるので、弁体７のノズル８に対す
る押圧力が平均化し完全に密着する。また、従来必要で
あったスプリングと受圧板が不要となるので、部品点数
が低減し構造が簡単となり、コストの低減を図ることが
できる。また弁体７がノズル８に当接する荷重が一定で
あるので、リリーフ圧力が安定し性能が向上する。

〔考案の効果〕

以上実施例によって詳細に説明したように、この考案
によれば、弁軸に弁体を揺動可能に連結し、弁体に対向
するノズルを上向きとして弁体の自重でノズルを閉塞す
るようにしたので、従来必要であったスプリングと受圧
板が不要となり、部品点数を削減して構造を簡単にし、
コストの低減を図るとともに、リリーフ圧力を安定させ
て性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る切替弁の一実施例を示す縦断面
図、第２図乃至第４図はそれぞれ従来の切替弁の弁閉、
弁開及び弁一部開の状態を示す縦断面図である。 １……ソレノイド ２……弁軸 ７……弁体 ８……ノズル ９……流通室 22……プランジャ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルを介して流体入口側と出口側とを連
   通した流通室と、流体下流側にあって、前記ノズルに対
   向する弁体と、この弁体を駆動して前記ノズルを開閉す
   るソレノイドとを具備した切替弁であって、前記ソレノ
   イドのプランジャと同軸上に一端が固定された弁軸の他
   端を拡径して球面状の当接部となし、また前記弁体の上
   面に円筒状の係合部を設けて、前記係合部に前記当接部
   を嵌合することにより、前記弁軸に対し前記弁体を揺動
   可能に連結するとともに、前記ノズルを上向きとし、ま
   た前記弁軸をほぼ垂直に配設して、前記弁体の自重で前
   記ノズルを閉塞するようにし、かつ流体下流側の流体圧
   力が低下し、流体上流側との圧力差が前記弁体の自重よ
   りも大となった場合に、前記弁体が傾いて一部開とな
   り、リリーフ機能を発揮するように構成したことを特徴
   とする切替弁。