JP3464845B2 - 自動ガス遮断弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスメータ等に内蔵され
るガス遮断弁に係り、特に火災発生時にガス流路を遮断
する自動ガス遮断弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭や事業所ごとに備えられている
ガスメータには流路中にガス遮断弁が内蔵されているも
のが多い。このような遮断弁は、例えば火災や地震ある
いは配管のガス漏洩が発生した場合に、遠隔操作または
内蔵マイクロコンピュータの制御によって自動的に動作
して、安全を確保するようになっている。さらに、ガス
メータの入口付近の配管には手動コックも設けられてお
り、火災等の事故が発生したときにこれを閉じることで
災害の拡大を未然に防止することができるようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ガスメータの設置箇所付近で火災が発生した場合には、
人が手動コックに接近できず、これを操作して閉じるこ
とは困難な場合が多い。このため、緊急の場合に遮断が
遅れる可能性がある。また、遠隔操作または内蔵マイク
ロコンピュータの制御による自動遮断を行うには火災を
検知するセンサが必要であり、制御部分を含めて全体の
機構が複雑となる。さらに、遠隔操作の場合には火災に
より電話線等の通信回線が切断されてしまうと遮断が不
可能となり、また、マイクロコンピュータの制御による
場合にも電気的なトラブル等によって遮断動作が確実に
行われない可能性もある。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構造で火災発生時に確実にガ
ス流路を遮断することができる自動ガス遮断弁を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の自動ガス
遮断弁は、ガス流路中に設けられた隔壁の開口部の周縁
に形成された弁座と、この弁座に当接することで前記開
口部を閉塞させる弁体と、この弁体を弁座の方向に付勢
する弾性部材と、弁体と一体に形成され、軸方向に弁体
と共に移動可能な磁性材料からなる弁軸であって、その
内部に一端が開放され他端が閉塞された軸穴を有する弁
軸と、弁軸に対し弁座と反対側に固設され、弁開時にお
いて弁軸の端面を吸着することで弁体を弁座から離間し
た状態に保持する永久磁石と、熱膨張率の高い材料で構
成され、弁軸の軸穴内に熱膨張自在に収容されると共に
加熱により軸長が伸長して弁軸を永久磁石から離間させ
る内軸とを備えている。

【０００６】この自動ガス遮断弁では、火災発生時にお
ける加熱によって弁軸に内蔵された内軸が伸長し、弁軸
が永久磁石から突き放される。永久磁石の弁軸に対する
吸引力が弾性部材の復元力の大きさを下回ると、弁軸は
弾性部材によって急速に弁座の方向に押されて弁体が移
動し弁座に当接する。これで弁が全閉状態となる。

【０００７】請求項２記載の自動ガス遮断弁は、請求項
１記載の自動ガス遮断弁において、さらに、前記弁軸の
周囲に巻設されると共に、通電されることによって弁軸
を永久磁石に反発する方向に励磁して弁軸を永久磁石か
ら離間させる励磁コイルを備えている。

【０００８】この自動ガス遮断弁では、火災時の弁閉ト
リガ動作は内軸の膨張による軸長の伸長によって行われ
る一方、通常時の弁閉トリガ動作は励磁コイルに通電す
ることによって行われる。

【０００９】請求項３記載の自動ガス遮断弁は、請求項
１記載の自動ガス遮断弁において、さらに、前記永久磁
石に一端面が固着されたヨークを備え、前記永久磁石が
ヨークの他端面に弁軸を吸着するように構成した自動ガ
ス遮断弁であって、前記内軸を前記弁軸の軸穴より長く
形成すると共に、ヨークの内部に一端が開放され他端が
閉塞された軸穴を形成し、このヨークの軸穴に内軸の一
部を収容し、加熱による内軸の軸長の伸長によって弁軸
をヨークから離間させるようにしたものである。この自
動ガス遮断弁では、内軸の軸長を長くとることができる
ため、伸長量が大きい。

【００１０】請求項４記載の自動ガス遮断弁は、請求項
１記載の自動ガス遮断弁において、さらに、前記内軸の
一端に、これと同一材料からなり内軸より細い細軸を一
体に接合すると共に、この細軸部分が弁体を貫通して外
部に露出するように構成したものである。

【００１１】請求項５記載の自動ガス遮断弁は、請求項
１記載の自動ガス遮断弁において、さらに、前記内軸の
一端に、これと同一材料からなり内軸より細い細軸を一
体に接合すると共に、この細軸部分が永久磁石を貫通し
て外部に露出するように構成したものである。

【００１２】請求項４または５記載の自動ガス遮断弁で
は、内軸に接合された細軸が外部に露出しているため、
外部からの熱伝導性が良好となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例に係る自動ガス遮
断弁の断面構成を表すものである。この自動ガス遮断弁
は、ガス流路１とガス流路２との間の隔壁１１に設けら
れた開口部１２の周縁に形成された弁座１３と、この弁
座１３に対向して設けられ弁座１３に当接することで開
口部１２を閉塞させる円板状の弁体１４と、この弁体１
４の中央部付近に弁体と一体に形成され弁体１４と共に
軸方向に移動可能に配設された弁軸（プランジャ）１５
と、ガス流路１の管壁１６に固設され弁軸１５を軸方向
に摺動可能に収容する貫通円筒穴を有するソレノイド部
１７と、このソレノイド部１７の貫通円筒穴の周囲に巻
設され通電されることによって弁軸１５を磁化する励磁
コイル１８と、管壁１６の内壁面と弁体１４との間の弁
軸１５の周囲に配設され弁体１４を弁座１３に当接させ
る方向に付勢する圧縮コイルバネ１９と、ソレノイド部
１７の貫通穴の一開放端に固着されたヨーク２１と、こ
のヨーク２１に固着されヨーク２１を介して弁軸１５の
一端面を吸着することで弁体１４を弁座１３から離間し
た状態に保持する永久磁石２２と、熱膨張率の高い材料
で構成され、弁軸１５の内部に設けられた軸穴内に熱膨
張自在に収容されると共に加熱により軸長が伸長して弁
軸１５をヨーク２１から突き放すように作用する内軸２
３とを備えている。

【００１５】図２は図１における弁体１４および弁軸１
５の拡大断面を表すものである。この図に示すように、
弁軸１５には一端が開放され他端が閉塞された軸穴２５
が形成され、この内部に、内軸２３が収容されている。
内軸２３は、常温において軸穴２５の深さと同じ長さを
有すると共に軸穴２５の内径よりやや小さい外径を有
し、軸穴２５内に緩く挿入されている。弁軸１５は磁性
材料で構成され、内軸２３は、弁軸１５に比べて大きな
熱膨張率を有する材料で構成されている。例えば、弁軸
１５は熱膨張率の小さいインバー（鉄とマンガン、炭
素、ニッケルとの合金）または鉄で構成し、内軸２３は
熱膨張率の大きい青銅（銅と錫との合金）で構成するこ
とができる。

【００１６】次に、以上のような構成の自動ガス遮断弁
の作用を説明する。

【００１７】先ず通常使用状態における作用を説明す
る。図１に示したように、弁軸１５の端面が永久磁石２
２によってヨーク２１の端面に吸着されて弁体１４が弁
座１３から離れている状態、すなわち弁開の状態におい
ては、ガスは、上流側のガス流路１から矢印２６に示す
経路で開口部１２を通って下流側のガス流路２へと流れ
ることが可能である。

【００１８】また、通常に弁を閉じる場合の動作は次の
ようである。励磁コイル１８に瞬間的に電流を流すと、
弁軸１５が永久磁石２２に反発する方向に磁化され、弁
軸１５の端面がヨーク２１の端面から僅かに離れる。す
ると、永久磁石２２による弁軸１５の吸引力は急速に低
下し、圧縮コイルバネ１９の復元力の大きさを下回る。
これにより、弁体１４は圧縮コイルバネ１９によって押
されて移動して弁座１３に当接し、全閉状態となる。す
なわち、弁軸１５をトリガ的にヨーク２１から僅かに離
間させることによって永久磁石２２の吸引力を低下さ
せ、圧縮コイルバネ１９の復元力を利用して弁軸１５お
よび弁体１４を一気に移動させるのである。

【００１９】一方、火災発生時における動作は次のよう
である。すなわち、火災発生により自動ガス遮断弁が加
熱されると、弁軸１５および内軸２３が膨張する。ここ
で内軸２３の膨張率は弁軸１５の膨張率よりもはるかに
大きいので、内軸２３の左端が軸穴２５から僅かに飛び
出るまで伸長する。これにより、図３に示すように、内
軸２３の右端が弁軸１５の軸穴２５の底面を押し、弁軸
１５をヨーク２１から突き放す結果となる。すると、上
記の場合と同様に、永久磁石２２による弁軸１５の吸引
力は急速に低下し、圧縮コイルバネ１９の復元力より小
さくなる。これにより、図４に示すように、弁体１４は
圧縮コイルバネ１９によって押されて移動して弁座１３
に当接し、全閉状態となる。

【００２０】このように本実施例では、火災時におい
て、加熱による内軸２３の軸方向の伸長を利用して弁軸
１５をヨーク２１から突き放すようにしたので、動力を
何ら用いることなく弁閉のための初期トリガ動作を行わ
せることができる。したがって、火災発生時に確実に弁
を閉じることができる。

【００２１】なお、本実施例では、内軸２３の長さは、
弁軸１５の軸穴２５の深さと同一としたが、常温におい
て永久磁石２２によってヨーク２１に吸着保持可能であ
れば、これより多少長くして吸着状態でヨーク２１と弁
軸１５との間に隙間が生ずるようになっていても差し支
えない。

【００２２】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００２３】以上の説明から明らかなように、火災に対
する自動ガス遮断弁の動作感度は、内軸２３の加熱によ
る相対的な伸長量が大きい程良好である。このために
は、内軸２３の膨張率が同じという条件下では、内軸２
３の長さをできるだけ長くする必要がある。そこで、図
５に示すような構成とすることが好適である。この図に
示すように、内軸２３の長さを図２の場合よりも長くす
ると共に、ヨーク２１にも、一端が開放され他端が閉塞
された軸穴２７を形成し、弁軸１５の軸穴２５から飛び
だした内軸２３の部分を、軸穴２７に収容する。このと
き、軸穴２５と軸穴２７の深さの和が内軸２３の長さと
等しいか、あるいはやや小さくなるように設定する。こ
のようにすることで、加熱による内軸２３の相対的伸長
量は図２の場合よりも大きくなり、火災に対する自動ガ
ス遮断弁の動作感度が向上する。

【００２４】図６は本発明の他の実施例に係る自動ガス
遮断弁の要部断面を表すものである。この実施例は、外
部から内軸２３への熱伝導がより良好になるようにした
もので、図示のように、内軸２３の右端に、この内軸２
３より細い外径の細軸２８を接合する。細軸２８は内軸
２３と同じ材料または熱伝導性のよい他の材料で構成す
る。そして、細軸２８の先端部が弁体１４を貫通して外
部に露出するようにする。この場合には、火災の発生時
に、一端が外部に露出した細軸２８によって内軸２３へ
の熱伝導が促進されるため、内軸２３がより急速に膨張
する。これにより、内軸２３と細軸２８との接合部の段
差部分によって内軸２３が右方向に押され、弁体１４が
弁座１３に当接して弁全閉状態となる。したがって、火
災に対する動作感度が図２の場合よりも良好となる。

【００２５】また、図７に示すように、細軸２８の代わ
りに細軸３０を永久磁石２２を貫通して外部に露出させ
るようにしてもよい。この場合には、図示のように、ヨ
ーク２１にも貫通穴２９を設けて内軸２３を通し、内軸
２３と細軸３０との接合部の段差部分が永久磁石２２と
ヨーク２１との接合面に突き当たるようにする。この場
合には、火災の発生時に、一端が外部に露出した細軸３
０によって内軸２３への熱伝導が促進されるため、内軸
２３がより急速に膨張する。これにより、内軸２３の右
端が弁軸１５の軸穴２５の底面を押し、弁体１４が弁座
１３に当接して弁全閉状態となる。したがって、この場
合も火災に対する動作感度が図２の場合よりも良好とな
る。

【００２６】なお、弁軸１５および内軸２３の長さを図
示の場合よりも長くしたり、両者の熱膨張率（線膨張
率）の差をより大きくしたり、図６，図７に示した細軸
２８，３０の露出部分をより大きくすれば、よりよい感
度を得ることが可能である。また、図６と図７とを組合
せて細軸２８および細軸３０を共に備えるようにすれば
内軸２３への熱伝導をより良好にすることができ、感度
が良好となる。

【００２７】なお、上記の各実施例に示した自動ガス遮
断弁をガスメータに内蔵する場合には、自動ガス遮断弁
の構成部分のみを耐火性の材質で構成すれば、他の部分
は可燃性の樹脂等で構成したとしても、火災発生時に確
実に弁を動作させてガス流路を遮断することができる。
したがって、ガスメータを軽量、安価で、量産性がよい
ものとすることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の自
動ガス遮断弁によれば、弁軸に内軸を内蔵し、火災発生
時における熱膨張による内軸の伸長を利用して弁軸を永
久磁石から突き放すようにしたので、センサ、マイクロ
コンピュータおよび動力を何ら用いることなく弁閉のた
めの初期トリガ動作を行わせることができる。したがっ
て、火災発生時に自動的かつ確実に弁を閉じることがで
き、信頼性が高いと共に、構造が簡単になって安価とな
る。

【００２９】請求項３記載の自動ガス遮断弁によれば、
内軸の軸長を長くしたので伸長量が大きく、火災に対す
る動作感度が良好となる。

【００３０】請求項４または５記載の自動ガス遮断弁に
よれば、内軸に細軸を接合すると共に、この細軸を外部
に露出させるようにしたので、外部から内軸への熱伝導
性が良好となる。したがって、火災に対する動作感度が
良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動ガス遮断弁の構成
を表す断面図である。

【図２】図１の自動ガス遮断弁の要部を表す拡大断面図
である。

【図３】図１の自動ガス遮断弁の動作を説明するための
断面図である。

【図４】図１の自動ガス遮断弁の動作を説明するための
断面図である。

【図５】本発明の他の実施例に係る自動ガス遮断弁の要
部構成を表す断面図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る自動ガス遮断弁の要
部構成を表す断面図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る自動ガス遮断弁の要
部構成を表す断面図である。

【符号の説明】

１１ 隔壁 １２ 開口部 １３ 弁座 １４ 弁体 １５ 弁軸 １７ ソレノイド部 １８ 励磁コイル １９ 圧縮コイルバネ ２１ ヨーク ２２ 永久磁石 ２３ 内軸 ２５，２７ 軸穴 ２８，３０ 細軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11 F16K 17/38 F16K 31/68

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流路中に設けられた隔壁の開口部の
   周縁に形成された弁座と、 この弁座に当接することで前記開口部を閉塞させる弁体
   と、 この弁体を弁座の方向に付勢する弾性部材と、 弁体と一体に形成され、軸方向に弁体と共に移動可能な
   磁性材料からなる弁軸であって、その内部に一端が開放
   され他端が閉塞された軸穴を有する弁軸と、 弁軸に対し弁座と反対側に固設され、弁開時において弁
   軸の端面を吸着することで弁体を弁座から離間した状態
   に保持する永久磁石と、 熱膨張率の高い材料で構成され、弁軸の軸穴内に熱膨張
   自在に収容されると共に加熱により軸長が伸長して弁軸
   を永久磁石から離間させる内軸とを備えたことを特徴と
   する自動ガス遮断弁。
2. 【請求項２】 さらに、前記弁軸の周囲に巻設されると
   共に、通電されることによって弁軸を永久磁石に反発す
   る方向に励磁して弁軸を永久磁石から離間させる励磁コ
   イルを備えたことを特徴とする請求項１記載の自動ガス
   遮断弁。
3. 【請求項３】 さらに、前記永久磁石に一端面が固着さ
   れたヨークを備え、前記永久磁石がヨークの他端面に弁
   軸を吸着するように構成した自動ガス遮断弁であって、 前記内軸を前記弁軸の軸穴より長く形成すると共に、ヨ
   ークの内部に一端が開放され他端が閉塞された軸穴を形
   成し、 このヨークの軸穴に内軸の一部を収容し、加熱による内
   軸の軸長の伸長により弁軸をヨークから離間させるよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の自動ガス遮断
   弁。
4. 【請求項４】 さらに、前記内軸の一端に、これと同一
   材料からなり内軸より細い細軸が一体に接合されると共
   に、この細軸部分が弁体を貫通して外部に露出している
   ことを特徴とする請求項１記載の自動ガス遮断弁。
5. 【請求項５】 さらに、前記内軸の一端に、これと同一
   材料からなり内軸より細い細軸が一体に接合されると共
   に、この細軸部分が永久磁石を貫通して外部に露出して
   いることを特徴とする請求項１記載の自動ガス遮断弁。