JP2002317875A - ガスメータ用双方向遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁荷重を小さくしてシール性を確保し、弁漏
れをなくす。開弁時の電力を低減し、ガスメータの消費
電力を減らす。 【解決手段】 弁ゴム１０ＡはＮＢＲ製で、周縁部は薄
いリップ状に形成されている。このリップ状部分が閉弁
時に撓んで弁座面２ａに接地し、ガスをシールする。弁
座２Ａの円周の一部に傾斜面２ｃからなる切欠がある。
開弁時にはこの切欠による接地面積小の部分２ｄ辺りの
弁ゴム１０Ａが先ず離れて、容易に開弁動作に入る。 【効果】 スプリング１２Ａの荷重が小さくても、弁ゴ
ム１０Ａのリップ状部分が弁座面２ａに密着してシール
性を良くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は安全機能付ガスメー
タに用いる双方向遮断弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス使用時における様々な異常使用状態
が内蔵のマイコンにプログラムされており、流量異常や
長時間にわたるガスの異常使用が発生すると、マイコン
が判断して、直ちにガスを遮断する安全機能付ガスメー
タ（単にマイコンメータともいう）が広く用いられてい
る。遮断弁はいわゆる自己保持型電磁弁が使われてい
て、一時的に駆動電流を流すと閉弁してガスの供給を遮
断し、駆動電流を断ったあと、スプリングの力で閉弁状
態を保持する。そして、逆方向の駆動電流を流すと開弁
して、駆動電流を断ったあと、マグネット（永久磁石）
の磁力で開弁状態を保持する。このように、電気的に閉
弁方向と開弁方向への両方向の作動ができるので、双方
向遮断弁と呼ばれている。なお、大型のガスメータで
は、電磁弁ではなく電動弁が用いられるが、双方向作動
できる点は電磁弁と同じである。

【０００３】図９にこの種の双方向遮断弁（以下、単に
遮断弁という）で構造が電磁弁のものを示す。１はガス
メータの上ケースの一部分を構成する遮断弁取付部で、
この遮断弁取付部１に弁座２が一体的に形成されてい
る。遮断弁取付部１にパッキン３を介してホルダ４が取
付ネジ５で固着されている。ホルダ４にはコイル６を巻
いたボビン７が装着されている。図は閉弁状態を示す。
プランジャ（可動鉄心）８はコア（固定鉄心）９から離
れて図示左方の位置にある。このとき、弁ゴム１０は弁
フレーム１１とともに第１のスプリング１２により図示
左方に付勢されて、弁座２に押圧されて密着し閉弁状態
にある。第２のスプリング１３は、プランジャ８の小径
部８ａに嵌装された第１のスプリングホルダ１４と、前
記弁ゴム１０の中央部左側面に当接した第２のスプリン
グホルダ１５との間に装架され、プランジャ８を図示左
方に付勢して、プランジャ８を図示の位置に保持してい
る。１６はプランジャ８の小径部８ａの左端部に嵌合し
たＥリングで、第１のスプリングホルダ１４の抜け止め
である。なお、図の状態で、第２のスプリング１３の荷
重（ばね力）は第１のスプリング１２の荷重（ばね力）
よりも小さい。

【０００４】図示の閉弁状態のときには、ガスメータの
図示されてない入口に連通する１次側１７のガス圧が、
ガスメータの図示されてない計量室に連通する２次側１
８のガス圧よりガス供給圧分だけ高い値にあって、この
圧力差による分と、第１のスプリング１２による付勢力
とで弁ゴム１０が弁座２に押し付けられている。この閉
弁状態から開弁するには、コイル６に一時的に駆動電流
を流すと、プランジャ８がコア９に吸引され、先ず弱い
力の第２のスプリング１３に抗してわずかに図示右方に
移動してプランジャの段部８ｂが弁ゴム１０の面１０ａ
から右方に離れる（図１０参照）。すると、弁ゴム１０
の内径とプランジャ８の外径との間の隙間を通って、１
次側１７から２次側１８へと矢印Ａのようにガスが流れ
て弁ゴム１０にかかっていた前記圧力差が小さくなる。
そこで、プランジャ８は第１のスプリング１２に抗して
一気に右方へ移動して、弁ゴム１０が弁座２から離れ、
プランジャ８の右端がコア９に吸着されて、開弁状態が
保持される。１９はマグネット（永久磁石）で、駆動電
流を断ったあとの開弁状態を保持する（図１１参照）。
開弁状態では１次側１７から２次側１８へ矢印Ｂで示す
ようにガスが流れる。

【０００５】開弁状態にあるときに、前記開弁駆動時と
逆向きの駆動電流を一時的にコイル６に流すと、マグネ
ット１９による保持力が解除されて、プランジャ８、弁
フレーム１１及び弁ゴム１０等が第１のスプリング１２
の付勢力で図示左方に移動して弁ゴム１０が弁座２に押
圧されて閉弁する。プランジャ８の段部８ｂは弁ゴム１
０の側面１０ａに当り、この部分も閉じて図９に示す状
態となる。なお、開弁駆動時に１次側１７の圧力を２次
側１８に抜くための段部８ｂ、弁ゴム１０の内径とプラ
ンジャ８の外径との隙間及び第２のスプリング１３等で
構成される機構を複弁と呼んでいる。図９〜１１ではこ
の複弁に符号２０を付する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
閉弁時、弁ゴム１０を弁フレーム１１で弁座２の平らな
座面に押し付けて、弁ゴム１０の厚み方向に圧縮するよ
うにしていた。そして弁の漏れを防ぐため、一定以上の
弁荷重を加えてシール性を確保しているため、弁を開く
場合に、前記弁荷重に打ち勝つ電磁力が必要となり、電
磁弁の駆動電力が大きくなるという問題点があった。

【０００７】また、現在の家庭用ガスメータの弁荷重
は、漏れを防止するために弁座の周長に対して１ｇ／ｍ
ｍ以上を必要としており、開弁時の駆動電力を減らそう
とすると、弁荷重が弁座の周長に対して１ｇ／ｍｍ以下
になり、弁のシール性が悪くなるという問題点があっ
た。実際に弁ゴムの径のφ３０の従来技術では、１次と
２次の圧力差による荷重が約１５０ｇ、第１のスプリン
グの荷重が約１００ｇであった。

【０００８】そこで、本発明は、このような問題点を解
消できるガスメータ用双方向遮断弁を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重
で撓み変形するリップ状部分を形成したことを特徴とす
るガスメータ用双方向遮断弁である。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１のガスメータ
用双方向遮断弁において、弁ゴムの周縁リップ状部分を
断面Ｕ字形に形成したことを特徴とするものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１のガスメータ
用双方向遮断弁において、弁ゴムの外径より小径の環状
突条を弁座面に形成して、該環状突条に弁ゴムを押圧シ
ールするように構成したものである。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１又は２のガス
メータ用双方向遮断弁において、弁座の弁座面に弁ゴム
が接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一
部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成したこと
を特徴とするものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１又は２のガス
メータ用双方向遮断弁において、弁座の弁座面に弁ゴム
が接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の
一部において小さくしたことを特徴とするものである。

【００１４】請求項６の発明は、請求項４又は５のガス
メータ用双方向遮断弁において、弁座面の一部、特に内
周にかかる部分に傾斜面からなる切欠部を形成したこと
を特徴とするものである。

【００１５】請求項７の発明は、請求項４又は５のガス
メータ用双方向遮断弁において、弁ゴムの外周の一部に
切欠部を形成したことを特徴とするものである。

【００１６】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かのガスメータ用双方向遮断弁において、開弁動作時に
１次側から２次側へガス圧を抜く複弁を備えたことを特
徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
をいくつかの実施例に従って説明する。

【００１８】〔実施例１〕図１の実施例１において、弁
ゴム１０Ａは、弁フレーム１１Ａに嵌合したままプラン
ジャ８Ａの図示左端部に嵌合され、プランジャ８Ａから
外れないように座金２１とＥリング２２で装着されてい
る。弁ゴム１０Ａを閉弁方向に付勢するスプリング１２
Ａの荷重は、前記従来の技術で説明した図９の第１のス
プリング１２の荷重より小さくしてある。弁座２Ａは、
ガスメータ上ケースの一部を構成する遮断弁取付部１Ａ
に別体として形成した弁座を嵌合して構成している。こ
うすることで、弁座を遮断弁取付部に直接一体的に形成
する図９の場合と比較して、弁座の座面の平面度の加工
精度を出しやすく、その分弁荷重が小さくても閉弁時の
シール性が良くなる。

【００１９】弁ゴム１０ＡはＮＢＲ製で、その周縁部は
０．３〜１ｍｍ程度の薄いリップ状に形成されていて、
スプリング１２Ａの荷重と前記圧力差で弁座２Ａに押圧
されると、しなやかに撓んで図示のように変形し、弁座
２Ａの座面に密接して確実にガスをシールする。弁ゴム
１０Ａと弁フレーム１１Ａの間には隙間２３が形成さ
れ、弁ゴム１０Ａが弁フレーム１１Ａの存在によらず容
易にプランジャ８Ａの軸線方向（図示左右方向）に撓み
やすいようにしてある。

【００２０】弁座２Ａは図２に示すように、平らな座面
２ａと内周２ｂにかかるように、円周の一部に傾斜面２
ｃによる切欠部を形成している。こうすることで、座面
２ａに弁ゴム１０Ａが接してガスをシールする接地部分
の接地面積小の部分２ｄを形成している。換言すると、
座面２ａの半径方向の幅ΔＲが、前記傾斜面２ｃによる
切欠部の存在で小さい幅Δｒになっている。こうするこ
とで、閉弁時に弁ゴムにかかる圧力差が部分２ｄでは他
の部分よりも小さくなる。そのため、閉弁状態から開弁
動作に入ると、この部分２ｄ辺りの弁ゴム１０Ａが部分
的に少し浮くか又はリップ状部分が変形して一番始めに
開となり、１次、２次圧が同圧となり、弁が開きやすく
なる。つまり軽く開く。このような作用を得るには、弁
座２Ａの一部に傾斜面による切欠部を形成する代わりに
弁ゴムの外周の一部に切欠を設けて、結果的にこの部分
の接地面積を小としても良い（後述する実施例３も参
照）。

【００２１】〔実施例２〕本発明の要点は双方向遮断弁
の弁ゴムと弁座回りにあるので、この実施例２では弁ゴ
ムと弁フレームの形状のいくつかの例を図３（ａ）
（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお、これらの図では、弁ゴ
ムや弁フレームの中央部、特に図示されてないプランジ
ャに装着する部分の形状は簡略化して示していて実際と
異なる。図３（ａ）は、弁ゴム１０Ｂの断面が細い三日
月形の例で、この例の場合、弁フレームは無い。弁ゴム
１０Ｂはリップ状の周縁部を含む全体がＮＢＲ製の薄板
で一体的に形成される。この例の弁ゴム１０Ｂの断面形
状は図１の実施例１の場合に似ている。図３（ｂ）は弁
ゴム１０Ｃがリップ状の周縁部を含め、全体が厚み０．
３〜１ｍｍのＮＢＲ製の薄板で構成され、弁フレーム１
１Ｃが、その中央部以外が弁ゴム１０Ｃと離れ、両者の
間に隙間２３ｃがある。図３（ｃ）の例は、弁ゴム１０
Ｃが同図（ｂ）の例と同じであるが、弁フレーム１１Ｄ
が同図（ｂ）の例よりもその断面の曲率が大きい球面の
一部を形成していて、弁フレーム１１Ｄの周縁だけが弁
ゴム１０Ｃと接し、他の部分を離し両者の間に隙間２３
Ｄを設けた。

【００２２】〔実施例３〕図４（ａ）に示す実施例３
は、ガスメータ上ケースの一部分を構成する遮断弁取付
部１Ａに弁座２が一体的に形成されている。弁座２の平
らな弁座面２ａは、ＮＢＲ製の０．３〜１ｍｍ厚の薄板
からなる弁ゴム１０Ｃと協働する。

【００２３】遮断弁の電磁駆動部ＥＭのコイルに一時的
に駆動電流を流してプランジャ８Ａをスプリング１２Ａ
の荷重で図示左方に動かすと、弁ゴム１０Ｃが符号１０
Ｃ′の位置に移動して、そのリップ状の周縁部が弁座２
の弁座面２ａに圧接する。このときリップ状の周縁部は
しなやかに撓んで、弁座面２ａに密着してガスを確実に
シールする。この実施例では同図（ｂ）に示すように弁
ゴムの外周に切欠Ｋを設けることで、弁座面２ａに弁ゴ
ム１０Ｃが接地する環状部分に接地面積小の部分２ｄ′
を設けた。こうして、図１，図２の実施例１の場合のよ
うに、開弁動作時に弁座面から弁ゴムが離れやすくなっ
て、開弁時の消費電力を低減する。

【００２４】なお、符号２０で示すように、図９の従来
技術の場合と同じような複弁を設け、開弁動作に入ると
きのガス抜きを行うようにしても良い。

【００２５】〔実施例４〕図５に示す実施例４は、図４
の実施例３と比較して、弁座面の形状と弁ゴムの形状な
どが異なっているので、これらの部分を説明し、実施例
３と同じ部分は同一符号を付して説明を省略する。この
実施例では、図４の弁ゴム１０Ｃの周縁部に断面がＵ字
形のリップ状部分１０ｅを形成して弁ゴム１０Ｅを構成
し、弁座２の内周壁２ｅもシール面としている。符号１
０Ｅ′は閉弁時の弁ゴムで周縁部が弁座面２ｅに密着し
てガスをシールしている。この実施例においても符号２
０を付したように複弁を設けてもよい。この実施例４で
は、弁ゴムの周縁部のリップ状部分１０ｅを断面Ｕ字形
にしたので、小スペースでシール面積を広くでき、弁座
面２ｅの外径が小さくでき、弁が小型になる。従って、
１次側１７の内径ΦＮを図４の実施例３に比較して小さ
くできる。また、弁ゴムの成形が実施例３の形状より寸
法的に自由度が大きい利点がある。

【００２６】〔実施例５〕図６に示す実施例５は、図１
の実施例１と比較して、弁座の形状と弁ゴムの形状だけ
が異なっているので、実施例１と同じ部分は同一符号を
付してその説明を省略する。この実施例では、弁座２Ｂ
は、その座面に直径φの環状突条２ｆを有し、閉弁時は
この環状突条２ｆに図示のように弁ゴム１０Ｆが押圧さ
れてガスをシールする。このとき弁ゴム１０Ｆは、その
中心即ちプランジャ８Ａの軸線から距離φ／２までの部
分がしなやかに撓んで変形して環状突条２ｆに密着シー
ルする。Φは弁ゴムの外径で前記直径φより大きく定め
てある。

【００２７】〔実施例６〕図７の実施例６は、図６の実
施例と同様の環状突条２ｆに、ＮＢＲ製の厚み０．３〜
１ｍｍの円形薄板からなる弁ゴム１０Ｃと、環状突条２
ｆの直径φより小さい外径の球面状の弁フレーム１１Ｃ
とでシール部回りの構造ができている。なお、図７では
実際に用いられるプランジャやスプリング等は省略して
図示してない。この実施例においても他の実施例と同様
に、弁ゴムのリップ状周縁部がしなやかに撓んで弁座面
２ｆに密着してガスをシールするので、小さい弁荷重で
も確実にシールして弁漏れを防止する。

【００２８】〔実施例におけるシール構造の分類〕上記
いくつかの実施例のシール構造を図８に分類して示す。
同図において、（ａ）は周縁部をリップ状に形成したＮ
ＢＲ製の弁ゴム１０Ｃを弁座２Ａの平らな弁座面２ａに
対向配置したもので、弁座２Ａの円周の一部に傾斜面
（スロープ）２ｃからなる切欠部を形成している。この
例では、平らな弁座面２ａに沿って弁ゴム１０Ｃのリッ
プ状周縁部が撓んで密着し、ガスをシールする。同図
（ｂ）のものは、ＮＢＲ製の弁ゴム１０Ｅの周縁リップ
状部分１０ｅを断面Ｕ字形に形成し、弁座２の内周壁
（弁座面）２ｅをシール面としている。同図（ｃ）はＮ
ＢＲ製の全体がほぼ球面の一部分を形成する弁ゴム１０
Ｃの球面の内側を弁座２Ｂの環状突条２ｆに密着してシ
ールする構造である。なお、同図（ｄ）は、同図（ａ）
における弁座面を示す図で、符号２４は弁ゴム１０Ｃの
外径を示す。ΔＲ′は、弁ゴム１０Ｃの外径から弁座の
内周２ｂの直径を差し引いた直径差の半分である半径差
で、この幅ΔＲ′の環状部分が弁座面２ａに弁ゴムの周
縁リップ状部分が密着接地する接地部分となる。円周の
一部分では、傾斜面２ｃによる切欠部によって前記幅Δ
Ｒ′が小さい幅Δｒ′となっている。２ｄは実施例１で
説明した接地面積小の部分に相当する。

【００２９】なお、前記本発明の実施例では、スプリン
グ１２Ａの荷重を２０ｇまで軽減しても良好なシール性
を保持でき、ガス漏れを確実に防止できた。

【００３０】

【発明の効果】本発明のガスメータ用双方向遮断弁は上
述のように構成されているので、小さな弁荷重でのシー
ル性を確保でき、結果として開弁時の電力を低減でき、
ガスメータの低消費電力化に役立つ。因みに、弁ゴムが
しなやかに撓んで柔軟に弁座面へ密着するので、弁荷重
を０．１ｇ／ｍｍまで減らしてもシール性が確保でき
た。そして請求項２の発明では、それに加えて弁ゴムの
断面Ｕ字形の外周縁が接する弁座の内周壁もシール面と
して活用できるので、弁座のシール面の外径が小さくで
き、弁が小型になる。従って、ガスメータの構造が複雑
で遮断弁用のスペースがとれないときでも、小スペース
で接地面積を広くできる。また、弁ゴムの成形寸法の自
由度が大きい。

【００３１】請求項４〜７の発明では、更に開弁動作時
に、弁ゴムの円周の一部が弁座面から離れやすくなっ
て、その分開弁時の電力をより低減できる。

【００３２】請求項８の発明では、開弁動作時に複弁の
作用でガス差圧による弁荷重がなくなるので、より一層
開弁時の電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断面図。

【図２】図１の実施例の弁座の斜視図。

【図３】本発明の実施例の弁ゴムと弁フレームの異なる
形状の組み合わせを説明する縦断面図。

【図４】本発明の実施例で、（ａ）は全体の一部縦断面
図、（ｂ）は弁ゴムを同図（ａ）の右側から見た図。

【図５】本発明の実施例の一部縦断面図。

【図６】本発明の実施例の縦断面図。

【図７】本発明の実施例の要部縦断面図。

【図８】本発明の実施例のシール構造を示す図で、
（ａ）（ｂ）（ｃ）は縦断面図、（ｄ）は同図（ａ）の
弁座を図の右から見た図。

【図９】従来技術の縦断面図。

【図１０】従来技術の異なる態様の縦断面図。

【図１１】従来技術の異なる態様の縦断面図。

【符号の説明】

１ 遮断弁取付部 ２，２Ａ 弁座 ２ａ 弁座面 ２ｂ 内周 ２ｃ 傾斜面 ２ｄ，２ｄ′接地面積小の部分 ２ｅ 内周壁（弁座面） ２ｆ 環状突条 ΔＲ，ΔＲ′，Δｒ，Δｒ′ 半径方向の幅 １０Ａ．１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ，１０Ｆ 弁ゴム ２０ 複弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 3/22 Ｇ０１Ｆ 3/22 Ｂ Ｆターム(参考） 2F030 CC13 CF05 CF11 CH05 3H052 AA01 BA02 BA25 CA18 CB01 EA01 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC02 DC17 DD03 EE23 EE34 EE40 GB08 GB11 KK15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変
   形するリップ状部分を形成したことを特徴とするガスメ
   ータ用双方向遮断弁。
2. 【請求項２】 弁ゴムの周縁リップ状部分を断面Ｕ字形
   に形成したことを特徴とする請求項１記載のガスメータ
   用双方向遮断弁。
3. 【請求項３】 弁ゴムの外径より小径の環状突条を弁座
   面に形成して、該環状突条に弁ゴムを押圧シールするよ
   うに構成した請求項１記載のガスメータ用双方向遮断
   弁。
4. 【請求項４】 弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる
   環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小
   さい接地面積小の部分を形成したことを特徴とする請求
   項１又は２記載のガスメータ用双方向遮断弁。
5. 【請求項５】 弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる
   環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さ
   くしたことを特徴とする請求項１又は２記載のガスメー
   タ用双方向遮断弁。
6. 【請求項６】 弁座面の一部、特に内周にかかる部分に
   傾斜面からなる切欠部を形成したことを特徴とする請求
   項４又は５記載のガスメータ用双方向遮断弁。
7. 【請求項７】 弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成した
   ことを特徴とする請求項４又は５記載のガスメータ用双
   方向遮断弁。
8. 【請求項８】 開弁動作時に１次側から２次側へガス圧
   を抜く複弁を備えたことを特徴とする請求項１〜７のい
   ずれかに記載のガスメータ用双方向遮断弁。