JP2886975B2 - 遮断弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は流体流量計、例えばガスメータに組み込ま
れ、地震発生時あるいはガス漏れ時、その他の緊急時に
ガスの流通を遮断する遮断弁に関する。

［従来の技術］ 地震を感知する感震器やガス漏れを感知するガス漏れ
警報器が知られている。また、これらの感震器やガス漏
れ警報器と遮断弁とを組合わせ、感震時やガス漏れ発生
時に遮断弁を作動させてガスの流通を遮断するようにし
た安全装置も実用化されている。

例えば、特開昭64−6578号公報、特開昭64−6580号公
報は、ソレノイド式遮断弁であって、通常は、流通口に
対向する弁体がスプリングによって閉弁方向に付勢され
ているが、自己保持形ソレノイドの無通電状態ではスプ
リングに打ち勝ってマグネットに吸着し、弁体は弁座か
ら離間して開弁状態にある。そして、自己保持形ソレノ
イドのコイルに瞬間的に通電して逆磁場を与えると、ス
プリングの復元力によって弁体を弁座に圧接して閉弁さ
れるようになっている。すなわち、前記感震器やガス漏
れを感知するガス漏れ警報器から自己保持形ソレノイド
に作動信号が入力されると、遮断弁が作動してガスの流
通を遮断するようになっている。

このソレノイド式遮断弁は、一般に第５図に示すよう
に構成されている。すなわち、１はハウジングであり、
２はガス流通路３の上流側3aと下流側3bとを仕切る隔壁
である。この隔壁２の一部には流通口４を形成した弁座
５が設けられ、ハウジング１には前記弁座５に対向する
遮断弁ユニット６が設けられている。

遮断弁ユニット６について説明すると、７は双方向ソ
レノイドであって、その内部構造は、フランジ８に結合
するヨーク９と、このヨーク９の内周にあって、ボビン
10の外周に巻回されたコイル11と、ボビン10の上部側に
同軸状に配置された永久磁石12と、ボビン10の中心穴下
部に配置されプランジャ13を受けるアンビル14とからな
り、プランジャ13の上端部に前記弁座５に対向する弁体
15が設けられている。さらに、この弁体15の下面とフラ
ンジ８との間には弁体15を閉弁方向に付勢するスプリン
グ16が介在されている。

したがって、ソレノイド７の無通電状態ではスプリン
グ16に打ち勝ってプランジャ13は永久磁石12に吸着し、
弁体15は弁座５から離間して開弁状態にある。そして、
ソレノイド７のコイル11に瞬間的に通電して逆磁場を与
えると、スプリング16の復元力によって弁体15が弁座５
に圧接して閉弁される。

また、閉弁状態にある弁体15を再び開弁させる場合に
は、ソレノイド７に通電してスプリング16の復元力に抗
してプランジャ13を引き込むようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述したように構成された遮断弁は、スプ
リング16の復元力によって弁体15を閉弁方向に付勢し、
ソレノイド７のコイル11に通電して逆磁場を与えると、
スプリング16の復元力によって弁体15が弁座５に圧接し
て閉弁されるようになっている。したがって、閉弁状態
から開弁する場合にはソレノイド７に通電してスプリン
グ16の復元力に抗してプランジャ13を引き込む必要があ
り、大きな駆動電圧が必要となる。

しかし、一般に、ガスメータ等の流量計に内蔵されて
いる電池は、3V程度であり、電池の消耗が著しい。そこ
で、低電圧でソレノイド７を駆動できるように、スプリ
ング16を弱くしたり、プランジャ13のストロークを短く
するなど手段を取っている。ところが、スプリング16を
弱くすると、閉弁時における弁体15に対する押圧力が弱
いために、遮断弁の組立て公差によってガス漏れが生じ
るなどの信頼性が劣る。したがって、スプリング16の材
質、太さの選定など微妙な調整が必要となる。

また、プランジャ13のストロークを短くすると、圧力
損失が大きくなる。このため、圧力損失を補うために、
流通口４の口径を大きくしなければならず、弁体15の径
も大きくなって、閉弁時における閉弁安定性が悪くな
る。

さらに、従来のガス流通路３は直角に屈曲しているた
めに、圧力損失が大きく、また、流通口４を有する弁座
５に対して弁体15が進退する構造であるため、遮断弁が
大型となり、遮断弁を内蔵するガスメータ等の流量計も
必然的に大型化するという問題がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、そ
の目的とするところは、低電圧でありながら開弁・閉弁
を円滑に行うことができると共に、弁体に常に同一の圧
力が加わってバランスされ、圧力変動においても安定し
て開弁・閉弁動作する遮断弁を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の請求項（１）は、互いに離間対向する一対
の仕切壁の外側を１次側室に、仕切壁の相互間を２次側
室に連通させたケーシングの仕切壁に１次側室と２次側
室を連通させる第１および第２の流通路を設け、２次側
室に第１の流通路と直角の面内で回転自在に対向しこの
第１の流通路を開閉する第１の弁体を設けるとともに、
第１の弁体と一体的で１次側室に設置され第２の流通路
と直角の面内で回転自在に対向しこの第２の流通路を開
閉する第２の弁体を設ける。さらに、第１もしくは第２
の弁体の少なくとも一方にこの回転軸心を中心として異
極が対称的に設けられた少なくとも一対の永久磁石を設
ける一方、前記ケーシングの一部に両端部を前記永久磁
石に対向して設置した棒状の電磁石を設ける。

請求項（２）は、互いに離間対向する一対の仕切壁の
外側を１次側室に、仕切壁の相互間を２次側室に連通さ
せたケーシングの仕切壁に１次側室と２次側室を連通さ
せる第１および第２の流通路を設け、１次側室に第１の
流通路と直角の面内で回転自在に対向しこの第１の流通
路を開閉する第１の弁体を設けるとともに、第１の弁体
と一体的で２次側室に設置され第２の流通路と直角の面
内で回転自在に対向しこの第２の流通路を開閉する第２
の弁体を設ける。さらに、第１もしくは第２の弁体の少
なくとも一方にこの回転軸心を中心として異極が対称的
に設けられた少なくとも一対の永久磁石を設ける一方、
前記ケーシングの一部に両端部を前記永久磁石に対向し
て設置した棒状の電磁石を設ける。

［作用］ 上記の構成において、電磁石に無通電時は、永久磁石
の吸着力によって前記仕切壁に吸着され、第１の弁体が
第１の流通路を、第２の弁体が第２の流通路を閉弁し、
通電時には前記永久磁石と反発する磁気力によって第１
および第２の弁体を弁座から離間させると共に回転さ
せ、前記第１および第２の流通路を開弁させる。

［実施例］ 以下、この発明の各実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図〜第３図は第１の実施例を示す。遮断弁20のケ
ーシング21は、筒状のケース22と、このケース22の下端
開口を閉塞する底板23と、ケース22の上端開口を閉塞す
る上部仕切壁24とから構成されている。底板23および上
部仕切壁24はケース22に対してＯリング25によってシー
ルされている。さらに、ケース22の内部には底板23およ
び上部仕切壁24と離間する中間仕切壁25が一体に設けら
れている。

前記上部仕切壁24はガス等の流体流入筒27が接続され
ており、この内部は１次側室28に形成され、この１次側
室28は前記ケース22の側壁および中間仕切壁26を貫通す
る貫通口29を介して底板23と中間仕切壁26との間に連通
している。また、上部仕切壁24と中間仕切壁26との間は
２次側室30に形成され、この２次側室30はケース22の側
壁に設けられた流出口31と連通している。

前記ケース22の軸心部22aを中心とし、その片側に位
置する前記上部仕切壁24には半円状の第１の流通路32が
穿設され、これと対向する中間仕切壁26には半円状の第
２の流通路33が穿設されている。そして、１次側室28と
２次側室30とは第１および第２の流通路32,33によって
連通している。さらに、第１の流通路32の２次側室30側
には上部仕切壁24と一体に形成された弁座34が設けら
れ、第２の流通路33の１次側室28側には中間仕切壁26と
一体に形成された弁座35が設けられている。

前記ケース22の軸心部22aに位置する中間仕切壁26に
は軸受孔36が設けられている。軸受孔36には回転軸37が
回転および軸方向移動自在に挿入されている。この回転
軸37の一端は２次側室30に突出しており、その端部には
円板状の第１の弁体38が固定され、他端は１次側室28に
突出しており、その端部には円板状の第２の弁体39が固
定されている。すなわち、この第１および第２の弁体3
8,39は前記第１および第２の流通路32,33と直角の面内
で回転自在である。さらに、これら第１および第２の弁
体38,39の弁座34,35に接触する面の半円部にはゴムシー
ト40,40が貼着され、残りの半円部には第１および第２
の流通路32,33と対向可能な半円状の連通口38a,39aが穿
設されている。

前記第１の弁体38の中心部を通る両端側には磁石取付
け部41,41が設けられている。そして、これら磁石取付
け部41,41には回転軸37を中心として異極を対称的に配
置した永久磁石42,42が設けられている。この第１の弁
体38に近接する前記上部仕切壁24にはケース22の軸心部
22aを通る径方向に電磁石取付け穴43が穿設されてい
る。そして、この電磁石取付け穴43には棒状の鉄心44と
この鉄心44に巻装したコイル45とからなる１本の棒状の
電磁石46が挿入固定されている。そして、電磁石46のコ
イル45はリード線47を介して電源としての電池（図示し
ない）および感震器やガス漏れ警報器等の制御機器（図
示しない）に電気的に接続されている。

次に、前述のように構成された遮断弁20の作用につい
て第３図の（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。

まず、電磁石46に無通電状態のときには、第３図の
（ａ）に示すように、第１の流通路32と第１の弁体38の
連通口38aが対向し、第２の流通路33と第２の弁体39の
連通口39aが対向している。したがって、１次側室28の
流体は流通口38a,39aを通って２次側室30に流れ、ケー
ス22の流出口31から流出する。このとき永久磁石42,42
が電磁石46の両端部に対向している。したがって、永久
磁石42,42の吸着力によって電磁石46の鉄心44と引き合
っており、第１の弁体38は上部仕切壁24に、および第２
の弁体39は中間仕切壁26に固定的に保持されている。

この状態から遮断弁20に作動信号が入力され、永久磁
石42,42と反発するように電磁石46に通電されると、永
久磁石42,42と電磁石46とが反発し、この反発力は第１
の弁体38を上部仕切壁24から離間する方向に作用する。
つまり、第１の弁体38が図において下方に移動するた
め、回転軸37によって連結されている第２の弁体39も中
間仕切壁26から離間する方向に作用する。

第１および第２の弁体38,39が各仕切壁24,26から離間
する方向に作用すると同時に外周方向に移動させようと
するベクトルが発生し、第３図の（ｂ）に示すように、
第１および第２の弁体38,39は回転軸37を中心としてス
ムースに回転する。第１の弁体38が回転すると、永久磁
石42,42と電磁石46との反発力は弱まるが、永久磁石42,
42は今度は電磁石46の他端部に引き付けられる。

そして、第３図の（ｃ）に示すように、第１の弁体38
が180゜回転すると、第２の弁体39も一体的に回転し、
永久磁石42,42と電磁石46が引き合う状態となり、第１
の弁体38の回転運動は停止し、第１の弁体38は上部仕切
壁24に吸着するとともに、第２の弁体39が中間仕切壁26
に吸着する。つまり、第１の弁体38が180゜回転して第
１の流通路32に対向し、第２の弁体39が第２の流通路33
に対向して閉弁状態となる。この状態で電磁石46への通
電を停止しても永久磁石42、42が電磁石46の鉄心44と引
き合って第１の弁体38が弁座34に吸着し、第２の弁体39
が弁座35に吸着する。

このとき、第１の弁体38には１次側室28の流体圧が開
弁方向に作用しているが、同時に第２の弁体39には１次
側室28の流体圧が閉弁方向に作用している。しかも、第
１と第２の弁体38,39は回転軸37によって連結されてい
るために第１と第２の弁体38,39には常に同一圧力が加
わってバランスしている。したがって、LPガスのように
１次側室28の圧力変動が大きい流体においても閉弁状態
を確実に保持するとともに、開弁時において第１および
第２の弁体38,39を各仕切壁24,26から離間する方向に作
用させる磁気反発力も小さくてよい。

このように電磁石46に瞬時的に通電して励磁させるこ
とにより、第１の弁体38と第２の弁体39を一体に回転さ
せて開弁・閉弁でき、開弁状態、閉弁状態においては永
久磁石42、42の吸着力によって第１の弁体38を上部仕切
壁24に吸着保持することができる。

第４図は第２の実施例を示す。基本的構造は第１の実
施例と同一であるが、ケース22の側壁には流入口50が設
けられている。そして、上部仕切壁24と中間仕切壁26と
の間には１次側室51が、底板23と中間仕切壁26との間お
よびと上部仕切壁24の外側には２次側室52が設けられて
いる。したがって、１次側室51から流入した流体は上部
仕切壁24に設けられた第１の流通路32および中間仕切壁
26に設けられた第２の流通路33を介して２次側室52に流
出することになる。このような構成においても、閉弁状
態にあっては、第１の弁体38には１次側室51の流体圧が
閉弁方向に作用しているが、同時に第２の弁体39には１
次側室51の流体圧が開弁方向に作用している。しかも、
第１と第２の弁体38,39は回転軸37によって連結されて
いるために第１と第２の弁体38,39には常に同一圧力が
加わってバランスしている。したがって、LPガスのよう
に１次側室51の圧力変動が大きい流体においても閉弁状
態を確実に保持するとともに、開弁時において第１およ
び第２の弁体38,39を各仕切壁24,26から離間する方向に
作用させる磁気反発力も小さくてよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、電磁石に瞬
時的に通電して励磁させることにより、第１の弁体を弁
座から離間させるとともに、これと一体的に第２の弁体
を浮上させ、さらに回転させて開弁・閉弁でき、開弁状
態、閉弁状態においては永久磁石の吸着力によって両弁
体を保持することができる。したがって、開弁・閉弁が
スムースであると共に、開弁・閉弁のいずれの状態にお
いても安定して信頼性を向上できる。さらに、閉弁状態
にあっては、第１の弁体には１次側の流体圧が閉弁方向
に作用しているが、同時に第２の弁体には１次側の流体
圧が開弁方向に作用して常に同一圧力が加わってバラン
スしている。したがって、LPガスのように１次側の圧力
変動が大きい流体においても閉弁状態を確実に保持する
とともに、開弁時において両弁体を弁座から離間する方
向に作用させる磁気反発力も小さくて済むという効果が
ある。

また、スプリングを使用しないため、低電圧で動作さ
せることができ、電池の消耗が少なく、長期間に亘って
安定した動作を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係わる遮断弁の縦断
正面図。 第２図は同実施例における遮断弁の縦断側面図。 第３図同実施例における遮断弁の作用を説明するために
分解した斜視図。 第４図はこの発明の第２の実施例に係わる遮断弁の縦断
正面図。 第５図は従来の遮断弁の縦断側面図。 21……ケーシング、24……上部仕切壁、26……中間仕切
壁、28……１次側室、30……２次側室、32……第１の流
通路、33……第２の流通路、37……回転軸、38……第１
の弁体、39……第２の弁体、42……永久磁石、46……電
磁石。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−299379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−285378（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−283483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124173（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−20580（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−21690（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11 F16K 3/00 - 3/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに離間対向する一対の仕切壁を有し、
   これら仕切壁の外側を１次側室に、仕切壁の相互間を２
   次側室に連通させたケーシングと、前記仕切壁の互いに
   対向して設けられ１次側室と２次側室を連通させる第１
   および第２の流通路と、前記ケーシングの２次側室に設
   置され前記第１の流通路と直角の面内で回転自在に対向
   しこの第１の流通路を開閉する第１の弁体と、この第１
   の弁体と一体的で前記ケーシングの１次側室に設置され
   前記第２の流通路と直角の面内で回転自在に対向しこの
   第２の流通路を開閉する第２の弁体と、前記第１もしく
   は第２の弁体の少なくとも一方にこの回転軸心を中心と
   して異極が対称的に設けられた少なくとも一対の永久磁
   石と、前記ケーシングの一部に設けられ両端部を前記永
   久磁石に対向して設置し、無通電時には永久磁石の吸着
   力によって前記仕切壁に吸着され、第１の弁体が第１の
   流通路を、第２の弁体が第２の流通路を閉弁し、通電時
   には前記永久磁石と反発する磁気力によって第１および
   第２の弁体を弁座から離間させると共に回転させ、前記
   第１および第２の流通路を開弁させる棒状の電磁石とを
   具備したことを特徴とする遮断弁。
2. 【請求項２】互いに離間対向する一対の仕切壁を有し、
   これら仕切壁の相互間を１次側室に、仕切壁の外側を２
   次側室に連通させたケーシングと、前記仕切壁の互いに
   対向して設けられ１次側室と２次側室を連通させる第１
   および第２の流通路と、前記ケーシングの１次側室に設
   置され前記第１の流通路と直角の面内で回転自在に対向
   しこの第１の流通路を開閉する第１の弁体と、この第１
   の弁体と一体的で前記ケーシングの２次側室に設置され
   前記第２の流通路と直角の面内で回転自在に対向しこの
   第２の流通路を開閉する第２の弁体と、前記第１もしく
   は第２の弁体の少なくとも一方にこの回転軸心を中心と
   して異極が対称的に設けられた少なくとも一対の永久磁
   石と、前記ケーシングの一部に設けられ両端部を前記永
   久磁石に対向して設置し、無通電時には永久磁石の吸着
   力によって前記仕切壁に吸着され、第１の弁体が第１の
   流通路を、第２の弁体が第２の流通路を閉弁し、通電時
   には前記永久磁石と反発する磁気力によって第１および
   第２の弁体を弁座から離間させると共に回転させ、前記
   第１および第２の流通路を開弁させる棒状の電磁石とを
   具備したことを特徴とする遮断弁。