JP2530857B2 - ノズル付き遮断弁ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、遮断弁ユニットに関し、特にノズルと弁
体との相対的な離間距離を精度良く位置決めした状態で
ユニット化し、ノズルを弁ハウジング側に開口形成され
たノズル嵌合穴に嵌合固定することによって、遮断弁ユ
ニットの弁ハウジングに対するアッセンブリを完了でき
るようにしたノズル付き遮断弁ユニットに関する。

《発明の背景》 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
を設け、積算計数用のワンチップマイクロコンピュータ
の司令信号により、流量変化に応じてそれぞれのノズル
に設けたソレノイド式遮断弁を切替えてノズル口径を変
えるようにしており、その駆動電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。

したがって、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遮断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
であり、特にこのようなソレノイド式の遮断弁では、ノ
ズルに対する弁体の相対的な離間距離を精度良く保つ必
要がある。

つまり、省電力を目的としてソレノイドを小形化した
場合には、ソレノイドの作動力は必然的に小さくなるた
め、なるべく余分な力を必要とせず、必要最小限の作動
力によって確実、かつ長期に亘って弁体の開閉動作を行
なえる構造としなければならない。

一般にソレノイド式遮断弁の開閉動作を左右する要素
は、スプリングのバネ力と、弁体とノズル間の相対的な
離間距離によって定まるものであり、プランジャの突出
時にはバネ力を加えて確実に弁体がノズルに押付けら
れ、また、この状態からノズルを再解放するには、ソレ
ノイドの吸引力がバネ圧に打勝ってプランジャをソレノ
イド内に引込むよう設定する必要がある。

なお、バネの力は、バネの材質、太さによってほぼ一
定なので、プランジャのストローク量を精度良く設定す
れば、小さな力であっても確実な開閉動作を期待でき
る。

以上の如く、ノズルに対する弁体のストローク量を精
度良く設定することで、軽動作形遮断弁であっても動作
確実性を得られることになる。

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、従来ではこの種の精度上の問題を専ら
弁ハウジング側の製作精度に応じた精度に頼っていた。

つまり、従来では弁ハウジングのノズル取付穴にノズ
ルを嵌合固定する一方、このノズルと対向して弁ハウジ
ングの外側部にソレノイド取付穴を開設し、これに弁体
およびスプリングをアッセンブリしたソレノイド式遮断
弁ユニットを固定し、弁体の先端をノズルに対向させて
いた。

したがって、この構造では、弁ハウジングの製作精度
のばらつきや、各部品のアッセンブリ時の組立誤差、あ
るいはこれらの集積誤差によって作動が大きくばらつ
き、長期に亘る作動に大きなロスを与えるとともに、極
端な場合には遮断動作がなされない場合も生ずることも
あった。

また、機械的精度のばらつきだけでなくその他の要因
によっても遮断動作がなされなくなる場合もある。

その一つとして、機器内部に組み込まれたグリース等
の油が遮断弁ユニットの可動部分に付着した場合には作
動が重くなり、機械的効率に著しい影響を与えることが
掲げられる。

なお、一般的な動作荷重の遮断弁ではこの種の作動ロ
ス要因は些細なものであるが、前述の如く限られた電源
の電力を用いて長期間作動を繰返すものに対する影響は
極めて大きく、特に、ノズルのシール用のグリースが弁
体との接触面である弁ゴムの部分に付着した場合には、
熱サイクルによって弁ゴムの老化要因となり、また、グ
リースが固着して弁体の解放動作がなされなくなる場合
があった。

この発明は、以上の背景に基づきなされたものであ
り、その目的とするところは、ノズルと弁体との関係を
精度良く設定できるようにすることによって、作動のば
らつきや、動作不良を解消したノズル付き遮断弁ユニッ
トを提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、弁ハウジング
に取り付けて、同弁ハウジング内の流路を開閉するノズ
ル付き遮断弁ユニットであって、前記弁ハウジングに固
定するためのフランジと、このフランジから前記弁ハウ
ジング内への軸移動が行われるプランジャと、このプラ
ンジャの先端部に設けられた弁体と、この弁体に対向す
るように設けられ、同弁体の離接によって流通孔が開閉
するノズルと、このノズルを前記フランジに連結すると
ともに、同フランジからのノズルの位置を正確に設定す
るスペーサロッドと、前記弁体を前記ノズルに当接させ
る方向に付勢する圧縮コイルスプリングと、前記プラン
ジャを軸方向に駆動するソレノイドとを備えてなり、前
記ノズルは、フランジが弁ハウジングに固定された状態
において、同弁ハウジング内の流路を構成するノズル嵌
合孔に、グリースを介在させて嵌合されており、そのノ
ズルの先端部には、ノズル嵌合穴から、貫通して突き出
しているとともに、同ノズル嵌合穴より細く形成され、
グリースが前記流通孔内に入るのを防止する突堤が設け
られていることを特徴としている。

《作用》 以上の構成によれば、 （イ）ノズルに対する弁体のストローク量はスペーサロ
ッド、ノズル、弁体等の寸法精度によって決定する。す
なわち、弁ハウジング等の寸法精度管理をすることな
く、ノズル付き遮断弁ユニット側の寸法精度を管理する
だけで、上記ストローク量を精度の高いものにすること
ができる。

（ロ）このため、仮にノズル付き遮断弁ユニットを交換
する必要が生じた場合には、同ノズル付き遮断弁ユニッ
トのみを交換するだけで、ストローク量の精度の高いも
のを得ることができるから、弁ハウジングを交換する必
要がなく、極めて経済的である。

（ハ）また、ノズルの先端部には、細く形成した突堤を
設けているから、ノズルをノズル嵌合穴に嵌合する際
に、突堤にグリースが付着することがなく、しかも突堤
がノズル嵌合穴から、貫通して突き出しているからグリ
ースが溶け出しても、この溶けたグリースがノズルの流
通孔内に入ることがない。すなわち、グリースを原因と
するノズルと弁体との固着現象を除去することができ
る。

《実施例》 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図はこの発明に係る遮断弁ユニットの分解斜視
図、第２図（ａ），（ｂ）は同遮断弁ユニットを弁ハウ
ジングにアッセンブリした状態を示す断面図である。

図において、遮断弁ユニット１は、フランジ２と、こ
のフランジ２の背部に固定されるソレノイド３と、フラ
ンジ２の表面側に突出し、かつ前記ソレノイド３のプラ
ンジャ４に連結した弁体５と、この弁体５とフランジ２
間に介在された圧縮コイルスプリング６と、弁体の周縁
部にあって、一端を前記フランジ２に結合した三本のス
ペーサロッド７と、各スペーサロッド７の他端側に固定
され、かつ前記弁体５に対向するノズル８から概略構成
されている。

前記フランジ２は弁ハウジング９の外側部に開口形成
された取付穴10にガスケット11を介して固定される。

前記ソレノイド３は双方向ソレノイドであって、その
内部構造は、前記フランジ２に結合するヨーク12と、ヨ
ーク12の内周にあって、ボビン13の外周に巻回されたコ
イル14と、ボビン13の上部側に同軸上に配置された永久
磁石15と、ボビン13の中心下部に固定配置されて前記プ
ランジャ４を受けるアンビル16と、ボビン13の中心穴に
嵌合され、かつ上部に突出配置された金属製のガイド用
筒部17からなっている。

そして、外部に引き出されたリード線14aを通じてコ
イル14に流れる正逆の電流により、前記永久磁石15によ
って形成される磁界の打ち消しまたは強化を行い、前記
スプリング６のばね圧によるプランジャ４の突出動作
と、ばね圧に抗した引込み動作の双方を行えるようにし
ている。

なお、前記ガイド用筒部17は前記プランジャ４とボビ
ン13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４に作用する磁界
を極力大きくする工夫を行っている。

前記プランジャ４の頂部には雄ネジ部4aが切られ、こ
の雄ネジ部4aを前記弁体５の下部に一体化した弁軸5aに
ネジ結合している。

このようにプランジャ４と弁軸5aを分割したのは、弁
体５および弁軸5aを非磁性体からなる材料としてプラン
ジャ４と結合することによって、磁束が弁軸5aおよび弁
体５側に流れることを防止し、漏洩磁束によるロスを極
力少なくするためである。

前記スプリング６の上部側は弁体５の下面に当接して
いるとともに、下部側はフランジ２の中心部に位置する
受圧面を構成するスペーサ18に受けられている。

前記ノズル８は、中心にガス流通孔19aを開口した筒
状部19と、筒状部19の外周に嵌合されるＯ−リング20
と、筒状部19の下部周縁に一体に形成され、かつ前記各
スペーサロッド７の上端を受けるフランジ部21と、フラ
ンジ部21の下面に一体的に結合されるリング状の遮磁板
22と、前記筒状部19の上縁に突設されたグリース流入防
止用の突堤19bとからなっており、かつ前記流通孔19aの
下部周縁には前記弁体５の上面に貼り合わされた弁ゴム
5bに当接する楔状断面のノズル部19cが一体に突出して
いる。

前記弁ハウジング９の内部に形成されて流体を上流側
と下流側に仕切る隔壁23には前記フランジ２の取付穴10
と対向してノズル嵌合穴24が開口形成され、この嵌合穴
24に前記筒状部19を挿通することによって筒状部19と嵌
合穴24間に介在されたＯ−リング20によって嵌合部を気
密にシールされ、前記フランジ部21によって挿通位置を
規制されるようにしている。

なお、図中符号25は、前記ソレノイド３のヨーク12に
Ｌ字形の取付板26を介して固定されたソレノイド３の作
動検出用のセンサーであって、ソレノイドの作動状態に
伴なう磁束の変化を検出し、リード線25aを通じて図示
しない制御系に検知信号を送出するようになっている。

以上の如く構成された遮断弁ユニット１を弁ハウジン
グ９に取付けるには、前記ノズル８の筒状部19の外周に
グリースを塗着し、前記隔壁23に開口した嵌合穴24に筒
状部19を挿入する。

挿入完了状態では筒状部19と嵌合穴24との間にはＯ−
リング20およびグリースが介在し、これらによるシール
効果によって周縁を気密に固定される。

そして、この状態で、弁ハウジング９の外側に形成さ
れた取付穴10の外周に前記フランジ２が位置するので、
このフランジ２の四隅にビスＢを捩込んで固定すれば、
作業を完了する。

組立完成状態では第２図（ａ），（ｂ）に示すよう
に、前記ノズル８に対する弁体５のストロークはスペー
サロッド７の長さの精度によって決定付けられ、ハウジ
ング９の製作精度、あるいは組立精度に関係なく常に一
定となる。したがって、同図（ａ）に示すノズル８の解
放状態から（ｂ）に示す閉止状態、あるいはその逆の変
化を最少の出力で確実に行うことができるのである。ま
た、前記筒状部19の外周に塗着されたグリースは突堤19
bによってガス流通孔10a側に滴下することを未然に防止
されているので滴下そのものがなく、これによる弁体５
の弁ゴム5bの固着現象も発生することがない。

《効果》 以上実施例によって詳細に説明したように、この発明
によれば、 （イ）ノズルに対する弁体のストローク量はスペーサロ
ッド、ノズル、弁体等の寸法精度によって決定する。す
なわち、弁ハウジング等の寸法精度管理をすることな
く、ノズル付き遮断弁ユニット側の寸法精度を管理する
だけで、上記ストローク量を精度の高いものにすること
ができる。

（ロ）このため、仮にノズル付き遮断弁ユニットを交換
する必要が生じた場合には、同ノズル付き遮断弁ユニッ
トのみを交換するだけで、ストローク量の精度の高いも
のを得ることができるから、弁ハウジングを交換する必
要がなく、極めて経済的である。

（ハ）また、ノズルの先端部には、細く形成した突堤を
設けているから、ノズルをノズル嵌合穴に嵌合する際
に、突堤にグリースが付着することがなく、しかも突堤
がノズル嵌合穴から、貫通して突き出しているからグリ
ースが溶け出しても、この溶けたグリースがノズルの流
通孔内に入ることがない。すなわち、グリースを原因と
するノズルと弁体との固着現象を除去することができ
る。

したがって、この発明にあっては、例えば流量計の如
き内蔵電池で長期間ソレノイドを作動するもののよう
に、特にソレノイドの消費電力を小さく押さえ、低出力
で確実に動作させる遮断弁のユニットとして好適である
ほか、一般のソレノイド式遮断弁であっても、弁ハウジ
ングに対するアッセンブリ作業を省力化できるため、種
々の遮断弁に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るノズル付き遮断弁ユニットの分
解斜視図、第２図（ａ），（ｂ）は同遮断弁ユニットを
弁ハウジングにアッセンブリした状態を示す断面図であ
る。 １…遮断弁ユニット、２…フランジ ３…ソレノイド、４…プランジャ ５…弁体、６…スプリング ７…スペーサロッド、８…ノズル ９…弁ハウジング、10…取付穴 19…筒状部、19a…ガス流通孔 19b…突堤、19c…ノズル部 20…Ｏ−リング、21…フランジ部 23…隔壁 24…ノズル嵌合穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小牧 正之 東京都稲城市押立1188番地 (72)発明者 森田 寛 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 村上 貴敏 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 泰生 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 纐纈 保男 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 松島 哲彦 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 (72)発明者 鈴木 和夫 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 (56)参考文献 特開 昭58−121381（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−28176（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁ハウジングに取り付けて、同弁ハウジン
   グ内の流路を開閉するノズル付き遮断弁ユニットであっ
   て、 前記弁ハウジングに固定するためのフランジと、このフ
   ランジから前記弁ハウジング内への軸移動が行われるプ
   ランジャと、このプランジャの先端部に設けられた弁体
   と、この弁体に対向するように設けられ、同弁体の離接
   によって流通孔が開閉するノズルと、このノズルを前記
   フランジに連結するとともに、同フランジからのノズル
   の位置を正確に設定するスペーサロッドと、前記弁体を
   前記ノズルに当接させる方向に付勢する圧縮コイルスプ
   リングと、前記プランジャを軸方向に駆動するソレノイ
   ドとを備えてなり、 前記ノズルは、フランジが弁ハウジングに固定された状
   態において、同弁ハウジング内の流路を構成するノズル
   嵌合孔に、グリースを介在させて嵌合されており、 そのノズルの先端部には、ノズル嵌合穴から、貫通して
   突き出しているとともに、同ノズル嵌合穴より細く形成
   され、グリースが前記流通孔内に入るのを防止する突堤
   が設けられていることを特徴とするノズル付き遮断弁ユ
   ニット。