JP2015169271A - Shutoff valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動手段として電動機を使用した遮断弁であり、特に、ガスの事故を未然に防ぐガス遮断装置の遮断機構として使用される遮断弁に関するものであり、さらに詳しくは、流路に形成された弁座に対し弁体を前進または後退移動させることによって流路の遮断復帰動作を行う電動機を動力源とした、主としてガスメータなどに内蔵される遮断弁に関するものである。 The present invention relates to a shut-off valve using an electric motor as a driving means, and more particularly to a shut-off valve used as a shut-off mechanism of a gas shut-off device that prevents a gas accident in advance. The present invention relates to a shut-off valve mainly built in a gas meter or the like, which uses an electric motor that performs a shut-off return operation of the flow path by moving the valve body forward or backward with respect to the valve seat.
ガス事故を未然に防ぐため、従来より種々の安全装置が利用されており、中でも電池電源によるマイクロコンピュータを搭載し、ガス遮断装置内蔵のガスメータ(以下マイコンメータと省略する)は、安全性、ガス配管の容易性、低価格等の優位性のため、普及が促進され、近年ほぼ全世帯に普及されている。このマイコンメータは、内蔵する流量センサーによりガスの流量を監視し、ガスの使用状態を異常使用と判断した場合、或いは、地震センサー、ガス圧力センサー、ガス警報器、一酸化炭素センサーなどのセンサーの状況を監視し、危険状態と判断した場合は、ガスメータに内蔵された遮断弁によりガスを遮断する構成となっている。 In order to prevent gas accidents, various safety devices have been used in the past. Among them, a gas meter equipped with a battery-powered microcomputer (hereinafter abbreviated as microcomputer meter) is a safety, gas Popularization has been promoted due to the ease of piping, low price, etc., and in recent years it has become popular in almost all households. This microcomputer meter monitors the gas flow rate with a built-in flow sensor, and when it is judged that the gas usage status is abnormal use, or the sensor of an earthquake sensor, gas pressure sensor, gas alarm, carbon monoxide sensor, etc. When the situation is monitored and it is judged as a dangerous state, the gas is shut off by a shut-off valve built in the gas meter.
また、流量センサーによって計測されたガス流量情報を電話回線や無線通信などを利用して集中監視するテレメータ機能を有した集中監視型マイコンメータの比率も増加し、マイコンメータは、ますます、情報端末としての利便性の向上が求められている。この集中監視型マイコンメータなどにおいては、簡単な電気スイッチ操作や、電話回線、無線通信などによる遠隔操作によってガスの遮断、復帰が可能なように遮断弁が設けられる。遮断弁は、マイコンメータに搭載した電池による電気エネルギーによってガス遮断とガス復帰が可能で、開弁状態と閉弁状態の保持は、電池の消耗を防止するために、電気エネルギーを必要としない構成とすることが要求されている。 In addition, the ratio of centralized monitoring micrometers that have a telemeter function that centrally monitors the gas flow rate information measured by the flow sensor using telephone lines or wireless communications has increased. Improvement of convenience is demanded. In this centralized monitoring type microcomputer meter or the like, a shut-off valve is provided so that the gas can be shut off and returned by a simple electric switch operation or a remote operation such as a telephone line or wireless communication. The shut-off valve is capable of shutting off and returning to gas by electric energy from the battery installed in the microcomputer meter, and holding the valve open and closed states does not require electric energy to prevent battery consumption. Is required.
遮断弁の駆動方式としては、従来、電磁ソレノイドを使用したものが主流であったが、近年は、開弁時及び閉弁時には、比較的強い閉止力、復帰力を実現でき、非通電時には、電気エネルギーを必要とせずに状態保持可能なPM型ステッピングモータを駆動源とする遮断弁が注目されており、なかでもロータをガス流路内、ステータをガス流路外とする気密隔壁を持った遮断弁が、ガス流路への取り付けが容易なために主流になっている。 As the shut-off valve drive system, the one that used an electromagnetic solenoid has been the mainstream.However, in recent years, a relatively strong closing force and return force can be achieved when the valve is opened and closed. Attention has been focused on a shut-off valve that uses a PM type stepping motor that can maintain its state without requiring electrical energy as a drive source, and it has an airtight partition with the rotor inside the gas flow path and the stator outside the gas flow path. The shut-off valve has become mainstream because it can be easily attached to the gas flow path.
以下に、図4に基づいて、従来のステッピングモータを動力源とする遮断弁について説明する。 Below, based on FIG. 4, the cutoff valve which uses a conventional stepping motor as a power source is demonstrated.
従来例の遮断弁は、図4に示すように、外周に磁気回路の一部を形成する2対のヨーク2を有し、各ヨークは、磁界を発生させるコイル3を巻いたボビン4を内蔵している。ヨーク2の更に外側には、それぞれのヨークの端面と接触するようにアウターヨーク5が配設され、アウターヨーク5には、外側に向かってフランジ5aが形成されている。アウターヨーク5は、2対のヨークと共にステータ6を形成している。ステータ6の一方の開口部を気密に保持するように隔壁1が固定されている。ステータ6と隔壁1により囲まれる空間内にキャン17が配設され、キャン17の開放端を閉塞するようにキャップ18が配設されている。
As shown in FIG. 4, the conventional shut-off valve has two pairs of
キャン17とキャップ18により囲まれる空間内には、マグネット10とシャフト11からなるロータ12が配設されており、ロータ12は、一対の軸受13、14により回転自在に保持されている。シャフト11には、リードねじ11aが形成されており、リード
ねじ11aが弁ゴム15を保持する弁ゴム受け16と螺合している。
A
キャップ18の端部を覆うように、遮断弁をガスメータに取り付けるための取り付け板7が配設され、取り付け板7をアウターヨーク5のフランジ5aにかしめることにより一体化している。
An
アウターヨーク5とキャン17と取り付け板7との間は、シール部材8aにより気密に保持され、取り付け板7と被取付部であるガスメータ9との間は、シール部材8bにより気密に保持され、ロータ12の外周とキャップ18との間は、シール部材8cにより気密に保持されている。
The
以上のように構成された遮断弁について、図4に基づいて以下その動作について説明する。 The operation of the shut-off valve configured as described above will be described below with reference to FIG.
2相のコイル3に所定のパルスを印加すると、ステータ6に回転磁界が発生し、その回転磁界と共にロータ12が回転することにより、シャフト11のリードねじ部11aに螺合している弁ゴム受け15がガスメータ9に形成された弁座(図示せず)側に移動し、弁ゴム14が弁座に当接することにより流体経路を閉塞し、ガスを遮断する。
When a predetermined pulse is applied to the two-
一方、ロータ12が逆回転をすると、弁ゴム14が弁座から離隔することにより流体経路を開放し、ガスが流れるようになる。
On the other hand, when the
しかしながら、前記従来例の遮断弁では、キャン17を用いてガス漏れを防止しているが、キャン17は、ガスに対する耐食性の強い金属を深絞り加工して形成しているため、高い加工精度を必要とし、高価となる課題を有している。
However, the conventional shut-off valve uses the
本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、構成が簡単で、安価な遮断弁を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide an inexpensive shut-off valve having a simple configuration.
前記従来の課題を解決するために、本発明の遮断弁は、流体室に形成された弁座に当接可能に構成した弁体と、前記弁体を移動させるモータ部とを備え、前記モータ部により前記弁体を、前記弁体が前記弁座から離間して流体が流通可能な開弁状態と、前記弁体が前記弁座に当接して流体の流通を遮断する閉弁状態とに保持する遮断弁において、前記モータ部は、内部にステータを装着したアウターヨークと、前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータとを備えるものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the shut-off valve of the present invention includes a valve body configured to be able to contact a valve seat formed in a fluid chamber, and a motor unit that moves the valve body, and the motor The valve body is separated into a valve open state in which the valve body is separated from the valve seat and fluid can flow and a valve body is in contact with the valve seat and shuts off the fluid flow. In the shut-off valve to be held, the motor portion includes an outer yoke having a stator mounted therein, a partition wall formed at one opening edge of the outer yoke so as to cover one opening portion of the outer yoke, A mounting plate formed integrally with the outer yoke toward the outer side of the outer yoke at the other opening edge of the outer yoke, and disposed at the other opening of the outer yoke, so that the mounting plate is airtight Lid joined Is disposed inside the stator, the valve body feed screw formed on the rotary shaft is one that comprises a rotor mounted.
本発明の遮断弁は、取り付け板をアウターヨークと一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板とアウターヨークとの気密を保持することができる。ふたと取り付け板
とを気密に接合するのでふたと取り付け板との気密を保持することができる。これにより遮断弁の流体室側を気密に保持することができる。
In the shut-off valve of the present invention, since the mounting plate is formed integrally with the outer yoke, the airtightness between the mounting plate and the outer yoke can be maintained with a simple configuration. Since the lid and the mounting plate are joined in an airtight manner, the airtightness between the lid and the mounting plate can be maintained. As a result, the fluid chamber side of the shutoff valve can be kept airtight.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
第1の発明は、流体室に形成された弁座に当接可能に構成した弁体と、前記弁体を移動させるモータ部とを備え、前記モータ部により前記弁体を、前記弁体が前記弁座から離間して流体が流通可能な開弁状態と、前記弁体が前記弁座に当接して流体の流通を遮断する閉弁状態とに保持する遮断弁において、前記モータ部は、内部にステータを装着したアウターヨークと、前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータとを備えるものである。 A first invention includes a valve body configured to be able to contact a valve seat formed in a fluid chamber, and a motor unit that moves the valve body, and the valve body is moved by the motor unit. In the shut-off valve that is held in a valve-open state in which the fluid can flow away from the valve seat and a valve-closed state in which the valve body abuts the valve seat and shuts off the fluid flow, the motor unit includes: An outer yoke having a stator mounted therein, a partition wall formed at one opening edge of the outer yoke so as to cover one opening of the outer yoke, and an outer edge at the other opening edge of the outer yoke A mounting plate formed integrally with the outer yoke toward the outer side of the yoke, a lid disposed in the other opening of the outer yoke and hermetically joined to the mounting plate, and an inner side of the stator Arranged, times It said valve body feed screw formed on the shaft are those comprising a rotor mounted.
この構成によれば、取り付け板をアウターヨークと一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板とアウターヨークとの気密を保持することができる。ふたと取り付け板とを気密に接合するのでふたと取り付け板との気密を保持することができる。これにより遮断弁の流体室側を気密に保持することができる。従来、ガスシールとして必要としたキャンを不要とすることができ、安価に構成することができる。 According to this configuration, since the attachment plate is formed integrally with the outer yoke, the airtightness between the attachment plate and the outer yoke can be maintained with a simple configuration. Since the lid and the mounting plate are joined in an airtight manner, the airtightness between the lid and the mounting plate can be maintained. As a result, the fluid chamber side of the shutoff valve can be kept airtight. Conventionally, the can required for a gas seal can be dispensed with and can be configured at low cost.
第2の発明は、前記隔壁を前記アウターヨークと一体に形成したものである。 In a second aspect of the invention, the partition is formed integrally with the outer yoke.
隔壁は、アウターヨークと一体に形成しているので、気密を保持することができるとともに、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。 Since the partition wall is formed integrally with the outer yoke, the airtightness can be maintained, the configuration can be simplified, and the number of parts can be reduced.
第3の発明は、前記隔壁及び前記取り付け板は、合成樹脂により形成したものである。 In a third aspect of the invention, the partition wall and the mounting plate are formed of a synthetic resin.
合成樹脂により成型することによりアウターヨークと容易に一体成形することができ、気密を保持することができる。 By molding with synthetic resin, it can be easily integrally formed with the outer yoke, and airtightness can be maintained.
第4の発明は、前記隔壁に、前記回転軸の軸受を一体的に形成したものである。 In a fourth aspect of the present invention, a bearing for the rotary shaft is integrally formed on the partition wall.
隔壁に軸受を一体形成しているので、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。 Since the bearing is integrally formed on the partition wall, the configuration can be simplified and the number of parts can be reduced.
第5の発明は、前記取り付け板に、被取付部との間をシールするシール部材取り付け用の環状溝を形成したものである。 5th invention forms the annular groove for the sealing member attachment which seals between the to-be-attached parts in the said attachment plate.
取り付け板にシール部材を装着する環状溝を形成しているので、被取付部に環状溝を形成する必要がなく、加工性を向上できる。環状溝は、取り付け板の成形時に同時に形成す
ることができ、加工精度を向上できる。
Since the annular groove for mounting the seal member is formed on the attachment plate, it is not necessary to form the annular groove in the attached portion, and the workability can be improved. The annular groove can be formed at the same time as the mounting plate is formed, and the processing accuracy can be improved.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における遮断弁の断面図である。図2は、同遮断弁の分解斜視図である。図3は、同遮断弁のモータ部の分解斜視図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a shutoff valve according to
図1において、略糸巻き状のコイルボビンに導線が巻線された励磁コイル31と、外周に略円形状で内周に櫛歯状の磁極を有する第1の電磁ヨーク32と、第1の電磁ヨーク32との間で励磁コイル31を挟持するように配された略円盤状で内周に櫛歯状の磁極を有する第2の電磁ヨーク33とを備えており、第1の電磁ヨーク32と第2の電磁ヨーク33を接触させて配されている。
In FIG. 1, an
2組の電磁ヨーク32、33の外周を覆うように円筒部を有する一対のアウターヨーク34、35が配されており、アウターヨーク34、35外周に形成したフランジ部34a、35aをかしめる等により一体化している。アウターヨーク34、35は、2組の電磁ヨーク32、33と共にステータ36を形成している。
A pair of
第1の電磁ヨーク32の外周を覆う第1のアウターヨーク34には、ステータ36の一方の開放端である第1のアウターヨーク34側の開放部を覆うように合成樹脂製の隔壁37が一体に形成されている。隔壁37には、第1の軸受38が一体に形成されている。
A
第2の電磁ヨーク33の外周を覆う第2のアウターヨーク35には、ステータ36の他方の開放端である第2のアウターヨーク35側の開放端に、外側に向かって合成樹脂製の取り付け板46が一体に形成されている。第2のアウターヨーク35と取り付け板46は一体成型することにより気密に保持されている。取り付け板46には、取付部であるガスメータ側のシール面46aに弾性シール部材47を収納する環状溝46bが形成されている。本実施の形態では、弾性シール部材47は、平面状に形成したパッキンを用いているが、合成ゴム製のOリング等を用いてもよい。
The second
ステータ36の内側には、ロータ43が配設されており、ロータ43は、円周方向に分極着磁された円筒形の永久磁石41と、一方の端に送りねじ42aを形成された回転軸42とを有している。
A
第2のアウターヨーク35の開放部を覆うように合成樹脂製のふた40が配設されている。ふた40は、中央に円筒状部40aを形成し、外周につば部40bを形成している。ふた40の円筒状部40aには、ロータ43の送りねじ42a側を支持する第2の軸受39が配設され、円筒状部40aと第2の軸受39との間には、合成ゴム製Oリングなどの弾性シール部材48が配設されて、ふた40の円筒状部40aと第2の軸受け39との間を気密に保持している。
A
ふた40のつば部40bは、ガスメータの流体室45側に突出した環状に形成され、つば部40bのロータ43側の面に、取り付け板46に形成した環状突起46cが嵌合する環状の嵌合溝を形成している。ふた40は、嵌合溝に取り付け板46の環状突起46cを嵌合させ接着することにより気密に保持されて一体化される。
The
ロータ43の送りねじ43a先端部には、弁体49が装着されており、弁体49は、流体室45内に形成された弁座(図示せず)に当接可能な概ね円形状で合成ゴムなど似て形成される弁シート51と、弁シート51のステータ36側の面に当接して配された剛体製の弁シート保持部材52とで構成されている。
A
弁シート51は、貫通孔がなく、弁シート保持部材52を抱き込むようにして弁シート保持部材52に装着される。弁シート保持部材52には、中心孔が形成され、中心孔が回転軸42の送りねじ42aに螺合している。ふた40には、壁(図示せず)が設けられ、弁シート保持部材52には、スリット(図示せず)が設けられ、壁とスリットが係合して弁シート保持部材52が回転軸42に対して回転しないように構成されている。これにより、送りねじ42aの回転動作が弁シート保持部材52の前後移動の動作に変換される。弁シート保持部材52の材料は、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタール樹脂が好適である。
The
ふた40と弁シート保持部材52との間には、コイルスプリング53が圧縮して保持されている。
A
以上のように構成された遮断弁について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the shut-off valve configured as described above will be described below.
ガスの使用状態が異常でなく、各種センサーからの信号が危険を示していない時、マイコンメータの制御部(図示せず)からの通電はなく、遮断弁は、図1に示したように弁体49がステータ36側にあり、弁座(図示せず)から離れた開弁状態を保持し、ガスが流通可能である。
When the gas usage state is not abnormal and the signals from various sensors do not indicate danger, there is no current from the control unit (not shown) of the microcomputer meter, and the shutoff valve is a valve as shown in FIG. The
ガスの使用状態が異常であるか、各種センサーからの信号が危険を示すと、マイコンメータの制御部は、励磁コイル31の各導線に位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ43を回転させる。弁シート保持部材52のスリット(図示せず)とふた40の壁(図示せず)は係合し、弁シート保持部材52は回転を防止されているため、ロータ43に連動した送りねじ42aの回転動作が弁体49の前後の移動動作に変換され、弁体49は、弁シート51が弁座に当接する位置に移動し、またコイルスプリング53により弁座に当接する方向に付勢され、ガスが遮断される。
If the gas usage state is abnormal or the signals from various sensors indicate danger, the control unit of the microcomputer meter applies a pulsed current having a phase difference to each conducting wire of the
この後、マイコンメータの制御部が通電を停止しても、ロータ43は、保持トルクのため上記の状態を保持し、弁体49は、弁座50にコイルスプリング53で付勢された閉弁状態を保持する。
Thereafter, even if the control unit of the microcomputer meter stops energization, the
各種センサーからの信号から危険が解除され、復帰可能とマイコンメータの制御部が判断した場合、ガス利用者が危険状態を復旧し、ガスメータやリモートコントロール盤に設けられた復帰スイッチを操作した場合、或いは、ガス供給業者などが通信による遠隔復帰命令を発信した場合などには、マイコンメータの制御部は、励磁コイル31の各導線に逆位相差を持ったパルス状電流を印可し、ロータ43を逆回転させる。すると、送りねじ42aに送られて弁体49がステータ36側に移動し、弁シート保持部材52の裏面がふた40に当接して、ロータ43の回転が停止する。この後、マイコンメータの制御部が通電を停止しても、ロータ43は保持トルクのため上述の状態を保持し、図1に示した開弁状態を保持する。
When the danger is released from the signals from various sensors and the control unit of the microcomputer meter determines that it can be restored, when the gas user recovers the dangerous state and operates the return switch provided on the gas meter or remote control panel, Alternatively, when a gas supplier or the like sends a remote return command by communication, the control unit of the microcomputer meter applies a pulsed current having an opposite phase difference to each conducting wire of the
本実施の形態では、取り付け板46は、合成樹脂により被取付部側に位置する第2のアウターヨーク35と一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板46と第2のアウターヨーク35との気密を保持することができる。
In the present embodiment, since the mounting
ふた40のつば部40b外周に形成した嵌合溝40cに、取り付け板46の環状突起46cを嵌合して接着しているので、ふた40と取り付け板46との気密を保持することができる。嵌合溝40cと環状突起46cとを嵌合させて接着しているので、流体室45側からロータ43側への流体の漏れ方向に対する接着代を長くとることができ、気密性を向上することができる。
Since the
取り付け板46には、被取付部側のシール面46aに、被取付部であるガスメータとのシール用の弾性シール部材48を装着する環状溝46bを形成しているので、加工が困難なガスメータに環状溝を形成する必要がなく、加工性を向上できる。環状溝46bは、取り付け板46の成形時に同時に形成することができ、加工精度を向上できる。環状溝46bは、取り付け板46の成形時に同時に形成するので、良好な寸法精度に形成することができ、弾性シール部材48として、平板状のパッキンを用いていることができ、安価に構成することができる。
The mounting
隔壁37は、合成樹脂により第1のアウターヨーク34と一体に形成し、隔壁37に第1の軸受38を一体形成しているので、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。
The
隔壁37と第1のアウターヨーク34、及び取り付け板46と第2のアウターヨーク35は、第1、第2のアウターヨーク34、35に形成した孔部を介して、第1、第2のアウターヨーク34、35の内面と外面に合成樹脂を注入することができ、取付強度を向上することができる。
The
従来、ガスシールとして用いていたキャンを不要とすることができ、安価に構成することができる。 Conventionally, a can that has been used as a gas seal can be dispensed with and can be configured at low cost.
以上のように、本発明にかかる遮断弁は、構成を簡素化することができ、かつ経済的でもあるため、マイコンメータ用の遮断弁として大いに利用できる。 As described above, since the shut-off valve according to the present invention can be simplified in configuration and economical, it can be used as a shut-off valve for microcomputer meters.
31 励磁コイル
32 第1の電磁ヨーク
33 第2の電磁ヨーク
34 第1のアウターヨーク
35 第2のアウターヨーク
36 ステータ
37 隔壁
38 第1の軸受
39 第2の軸受
40 ふた
40a 円筒状部
40b つば部
40c 嵌合溝
42 回転軸
43 ロータ
45 流体室
46 取り付け板
46a シール面
46b 環状溝
47 弾性シール部材
48 弾性シール部材
49 弁体
31
Claims (5)
前記モータ部は、
内部にステータを装着したアウターヨークと、
前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、
前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、
前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、
前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータと、を備える遮断弁。 A valve body configured to come into contact with a valve seat formed in the fluid chamber; and a motor unit that moves the valve body, the valve body being separated from the valve seat by the motor unit. In a shut-off valve that holds in a valve open state in which fluid can flow and a valve closed state in which the valve body abuts against the valve seat and blocks fluid flow,
The motor part is
An outer yoke with a stator inside,
A partition formed on one opening edge of the outer yoke so as to cover one opening of the outer yoke;
A mounting plate formed integrally with the outer yoke toward the outside of the outer yoke at the other opening edge of the outer yoke;
A lid disposed in the other opening of the outer yoke and airtightly joined to the mounting plate;
A shutoff valve comprising: a rotor disposed inside the stator and having the valve element mounted on a feed screw formed on a rotating shaft.
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