JP3624489B2

JP3624489B2 - 遮断弁

Info

Publication number: JP3624489B2
Application number: JP27741795A
Authority: JP
Inventors: 正樹山口; 紀夫新村; 行則尾崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-25
Also published as: JPH09119547A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスの事故を未然に防ぐガス遮断装置の遮断アクチュエータとして使用される遮断弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
危険性の高い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、中でもガスの異常使用およびガス漏れ時等を検出しガスを遮断するガス遮断装置が注目されている。特に、ガスメータに内蔵された流量センサによりガスの流量を監視しマイクロコンピュータによりガスの使用状態を異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器などのセンサ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電池電源によるマイクロコンピュータ内蔵ガス遮断装置（以下マイコンガス遮断装置と省略する）は、安全性、ガス配管の容易性、低価格等の優位性のため、全世帯普及を目指した取り組みが実施されている。
【０００３】
また、マイコンガス遮断装置の機能を持ち、流量センサによって計測されたガス流量情報を電話回線などを利用して集中監視するテレメータとしても利用できる集中監視型マイコンメータも普及が促進されている。従来マイコンガス遮断装置の遮断弁としては、電池の電力消耗を抑えるためガス遮断動作の瞬間のみ電流を印加し、閉弁保持、開弁保持は電力供給を必要とせず、ガス復帰動作は主に人が復帰操作部に加えた荷重を可動部に伝達することによってなされる形式の自己保持型電磁ソレノイドをアクチュエータとした遮断弁が主に利用されていた。
【０００４】
しかし、このガス復帰のための復帰操作は、わざわざ屋外のガスメータに人が足を運ぶ必要があったり、操作荷重が重く高齢者などの操作ミスなどのため、ガス供給事業者が呼び出されることが多く、ガス供給事業者の負担となってきている。そこで近年、簡単な電気スイッチ操作や電話回線などによる遠隔操作でガス復帰可能なよう、電気的エネルギーでガス遮断もガス復帰も可能で開弁状態と閉弁状態の保持は電気的エネルギーを必要としない遮断弁（以下双方向遮断弁と称す）が要求されている。
【０００５】
以下に従来の遮断弁について説明する。
図６は従来の遮断弁の閉弁状態の断面図を示すものである。図６において、電磁コイル１０１と、電磁コイル１０１の中心穴の一端に配された固定鉄芯１０２と、電磁コイル１０１の中心穴に挿通され一端１０３ａが固定鉄芯１０２に当接可能で他端１０３ｂにガスメータ内の弁座１１１に当接可能とすることによってガスを閉止可能な弁体１０４を配された可動鉄芯１０３と、電磁コイル１０１の外側に配された継鉄１０５と、継鉄１０５と固定鉄芯１０２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石１１２とで遮断弁が構成されている。継鉄１０５は、固定鉄芯１０２側に配されたコの字状の第１継鉄１０５ａと、弁体１０４側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄１０５ｂとで形成されている。
【０００６】
弁体１０４は、中心に穴を有するベンゴム１０８と、可動鉄芯１０３と一体的に形成された弁軸１０９と、弁軸１０９の一部に形成されたパイロット弁部１１３と、ベンゴム１０８の電磁コイル１０１側に配された弁ゴム受け１１４と、反対側に配された弁ゴム押さえ１１５と、可動鉄芯１０３の端１０３ｃに配されたスプリング受け１１６と、スプリング受け１１６と弁ゴム押さえ１１５との間に圧縮されて配された第２スプリング１１７とで構成されている。弁ゴム受け１１４と第２継鉄１０５ｂとの間には第１スプリング１１８が圧縮されて配されている。固定鉄芯１０２の先端には凸状の円錐部が形成され、可動鉄芯１０２の端には相似形の凹状の円錐部１０２ａが形成されている。可動鉄芯１０３の断面はＤ字状に成型されている。
【０００７】
以上のように構成された遮断弁について、以下その動作について説明する。
開弁状態においては、固定鉄芯１０２と可動鉄芯１０３が当接し、永久磁石１１２の起磁力による磁気回路が形成されるため、可動鉄芯１０３は第１スプリング１１８の反力に抗して固定鉄芯１０２に吸着した状態を保持し、弁座１１１とベンゴム１０８は離れた状態を保ちガスが流通可能である。
【０００８】
遮断動作時は、電磁コイル１０１に永久磁石１１２による起磁力とは逆方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯１０２と可動鉄芯１０３の当接部における電磁吸引力が減少し、第１スプリング１１８の反力によって弁体１０４が移動し、ベンゴム１０８が弁座１１１に当接してガスが閉止される。
【０００９】
閉弁状態においては、固定鉄芯１０２と可動鉄芯１０３とのギャップが充分大きいため永久磁石１１２による吸引力は小さくなり、第１スプリング１１８の反力によってベンゴム１０８は弁座に当接した状態を保持し、ガスが閉止された状態を保つ。
【００１０】
復帰動作時は、電磁コイル１０１に永久磁石１１２による起磁力と同方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯１０２と可動鉄芯１０３間の電磁吸引力が増大し、第１スプリング１１８の反力に抗して弁体１０４が移動し、固定鉄芯１０２と可動鉄芯１０３が当接し、通電を停止した後も永久磁石１１２の起磁力によって吸引保持されるため、弁座１１１とベンゴム１０８は離れた状態となり、ガスが流通可能となる。復帰動作時の上下流の差圧が充分大きいときは、可動鉄芯１０３の移動に伴ってまずパイロット弁部１１３が開弁し、上下流の差圧が充分小さくなった後第２スプリング１１７の反力によってベンゴム１０８は開弁位置に移動する。閉弁状態で可動鉄芯１０３と固定鉄芯１０２との隙間１２０にあるガスは、可動鉄芯１０３の移動に伴って圧縮され復帰動作の障害となるため、可動鉄芯１０３のＤ字状の隙間１１０を通って弁体側のガス通路に逃される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、第１に、固定鉄芯１０３の加工時にＤ字状の隙間１１０部に切削バリが発生しやすく、また、可動鉄芯１０３の外周が円形でないためセンタレス研磨加工を行うことができず外周の表面粗度が粗く、また、可動鉄芯１０３のＤ字状の位置によって大きく摩擦抵抗が異なるといった理由で、遮断・復帰時の動作特性に大きなばらつきが発生しやすく、電池で駆動すべきマイコンガス遮断装置の遮断弁としては動作安定性が充分でないといった課題を有していた。
【００１２】
本発明はかかる従来の課題に鑑み、動作安定性が高く、動作・保持不良が発生しにくく、小さな動作電力で遮断・復帰動作可能な遮断弁を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の遮断弁においては、可動鉄芯は中心に貫通穴を有し、弁体は一端にベンゴムを配し他端は通気溝または通気穴を有し前記可動鉄芯の端に固定された弁軸とで構成したものである。
【００１４】
この本発明によれば、動作安定性が高く、小電力で動作が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の遮断弁は、少なくとも、電磁コイルと、電磁コイルの中心穴の一端に配された固定鉄芯と、前記電磁コイルの前記中心穴に挿通され一端が前記固定鉄芯に当接可能で他端に弁体を配された可動鉄芯と、前記電磁コイルの外側に配された継鉄とで構成された遮断弁において、可動鉄芯は中心に貫通穴を有し、弁体は少なくともベンゴムと、一端に前記ベンゴムを配し他端は通気溝または通気穴を有し前記可動鉄芯の端に固定された弁軸とで構成されたことを特徴とする構成を備えたものである。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の遮断弁は、請求項１記載の遮断弁に加えて、可動鉄芯は弁体側の端の貫通穴内面に円周状の溝を有し、弁軸は金属製で前記可動鉄芯側の端を前記可動鉄芯の前記貫通穴の前記溝の位置まで挿入され先端を拡大することによって可動鉄芯に締着されたことを特徴とする構成を備えたものである。
【００１７】
また、本発明の請求項３記載の遮断弁は、請求項１記載の遮断弁に加えて、可動鉄芯は弁体側の端の外周に円周状の溝を有し、弁軸は合成樹脂製で前記可動鉄芯側の端に前記可動鉄芯の前記溝に掛止可能な掛止爪を形成しこの掛止爪の同軸上に通気穴を形成し前記可動鉄芯の端末と当接する部分に円周内で連続しない凸部を有したことを特徴とする構成を備えたものである。
【００１８】
また、本発明の請求項４記載の遮断弁は、請求項３記載の遮断弁に加えて、弁軸の中心軸上に外径が可動鉄芯の貫通穴の内径とほぼ同径で前記貫通穴に挿入可能で通気溝を有する棒状突起が形成されたことを特徴とする構成を備えたものである。
【００１９】
また、本発明の請求項５記載の遮断弁は、請求項１記載の遮断弁に加えて、可動鉄芯は固定鉄芯側の先端に凹または凸状の円錐部が形成されこの円錐部における中心穴径が他の部分より小さいことを特徴とする構成を備えたものである。
【００２０】
本発明の請求項１記載の遮断弁は上記構成によって、可動鉄芯は貫通穴を有しているため、可動鉄芯加工時に洗浄液が充分循環し切削油が残存しにくく、また、弁軸の通気溝または通気穴が可動鉄芯の貫通穴と連通しガス抜きが確保されるため、可動鉄芯の外周は円筒形でよく切削バリが発生しにくく、センタレス研磨加工も可能なため外周の表面粗度を細かくでき、可動鉄芯の貫通穴の質量を軽減でき、弁軸をアルミニウムや合成樹脂などの比重の軽いものにすることが可能なため弁軸の質量を軽減でき、動作安定性が高く、動作・保持不良が発生しにくく、小さな動作電力で遮断・復帰動作可能な遮断弁を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項２記載の遮断弁は上記構成によって、弁軸が締められて可動鉄芯の貫通穴内面の円周状の溝に沿って変形し係止されることによって、請求項１の遮断弁の作用に加えて、締め時に可動鉄芯に過大な負荷を与え外径に及ぶ変形を発生させることなく強固に可動鉄芯と弁軸を固定することが可能な遮断弁を提供できる。
【００２２】
本発明の請求項３記載の遮断弁は上記構成によって、弁軸の掛止爪が可動鉄芯の外周の溝に掛止することによって、弁軸を合成樹脂とした場合でも合成樹脂に過大な応力を与えることなく弁軸と可動鉄芯を固定でき、また掛止爪の成型時の金型抜き穴を通気穴とすることができ、弁軸のベンゴムに当接する表面にガスシールやパイロット弁の摺動の障害となるようなパーティングラインの痕が残らないため、請求項１の遮断弁の作用に加えて、軽量で安価な合成樹脂成型品の弁軸を安定した特性で利用することが可能な遮断弁を提供できる。
【００２３】
本発明の請求項４記載の遮断弁は上記構成によって、弁軸の棒状突起が可動鉄芯の貫通穴に挿入され弁軸に加わる横方向の荷重を受ける構成であるため、請求項３の遮断弁の作用に加えて、弁軸と可動鉄芯の係合部に過大な荷重が加わった場合でも掛止爪が可動鉄芯の外周の溝からはずれることを防止し、異常な負荷に対する耐性が高い遮断弁を提供できる。
【００２４】
本発明の請求項５記載の遮断弁は上記構成によって、可動鉄芯の円錐部における中心穴が小さいため吸引に必要な円錐部形状を確保し、その他の円柱部における中心穴径を大きくすることによって可動鉄芯と継鉄との間の磁気抵抗を充分小さくするために必要な可動鉄芯外径を確保すると同時に質量を軽減できることによって、請求項１の遮断弁の作用に加えて、磁気特性に優れかつ慣性力が小さい遮断弁を提供できる。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態の遮断弁について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は遮断弁の閉弁状態の断面図を示すものである。図１において、電磁コイル１と、電磁コイル１の中心穴の一端に配された固定鉄芯２と、電磁コイル１の中心穴に挿通され一端３ａが固定鉄芯２に当接可能で他端３ｂにガスメータ内の弁座１１に当接することによってガスを閉止可能な弁体４を配され中心に貫通穴７を有する可動鉄芯３と、電磁コイル１の外側に配された継鉄５と、継鉄５と固定鉄芯２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石１２とで遮断弁が構成されている。
【００２７】
継鉄５は、固定鉄芯２側に配されたコの字状の第１継鉄５ａと、弁体４側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄５ｂとで形成されている。弁体４は、中心に穴を有するベンゴム８と、可動鉄芯３側の端９ａに通気溝１０を形成されこの端９ａを可動鉄芯３の貫通穴７に圧入することによって可動鉄芯３の端３ｂに固定された弁軸９と、弁軸９の一部に形成されたパイロット弁部１３と、ベンゴム８の電磁コイル１側に配された弁ゴム受け１４と、反対側に配された弁ゴム押さえ１５と、弁軸９の端９ｂに配されたスプリング受け１６と、スプリング受け１６と弁ゴム押さえ１５との間に圧縮されて配された第２スプリング１７とで構成されている。弁ゴム受け１４と第２継鉄５ｂとの間には第１スプリング１８が圧縮されて配されている。
【００２８】
固定鉄芯２の先端には凸状の円錐部２ａが形成され、可動鉄芯３の端３ａには相似形で貫通穴７に連結する凹状の円錐部３ｃが形成されている。可動鉄芯３の外周は、センタレス研磨などの加工によって表面粗度が細かい円形に成形されている。弁軸９はアルミニウムで形成されている。電磁コイル１の中心穴の表面はパイプ１９でガスシールされている。
【００２９】
以上のように構成された遮断弁について、以下図１を用いてその動作を説明する。
【００３０】
開弁状態においては、固定鉄芯２と可動鉄芯３が当接し、永久磁石１２の起磁力による磁気回路が形成されるため、可動鉄芯３は第１スプリング１８の反力に抗して固定鉄芯２に吸着した状態を保持し、弁座１１とベンゴム８は離れた状態を保ちガスが流通可能である。
【００３１】
遮断動作時は、電磁コイル１に永久磁石１２による起磁力とは逆方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯２と可動鉄芯３の当接部における電磁吸引力が減少し、第１スプリング１８の反力によって弁体４が移動し、ベンゴム８が弁座１１に当接してガスが閉止される。このとき、可動鉄芯３の表面粗度が細かいため、可動鉄芯３とパイプ１９の静止摩擦係数が小さく、低い電力で遮断動作可能でまた相対的に動作ばらつきも小さい。
【００３２】
閉弁状態においては、固定鉄芯２と可動鉄芯３とのギャップが充分大きいため永久磁石による吸引力は小さくなり、第１スプリング１８の反力によってベンゴム８は弁座に当接した状態を保持し、ガスが閉止された状態を保つ。
【００３３】
復帰動作時は、電磁コイル１に永久磁石１２による起磁力と同方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯２と可動鉄芯３間の電磁吸引力が増大し、第１スプリング１８の反力に抗して弁体４が移動し、固定鉄芯２と可動鉄芯３が当接し、通電を停止した後も永久磁石１２の起磁力によって吸引保持されるため、弁座１１とベンゴム８は離れた状態となり、ガスが流通可能となる。このとき、可動鉄芯３と固定鉄芯２との隙間２０にあるガスは、可動鉄芯３の貫通穴７、弁軸９の通気溝７を経て弁体４側のガス通路に逃がされる。また、可動鉄芯３の表面粗度が細かいため、可動鉄芯３とパイプ１９の静止摩擦係数および動摩擦係数が小さく、低い電力で復帰動作可能でまた相対的に動作ばらつきも小さい。復帰動作時の上下流の差圧が充分大きいときは、可動鉄芯３の移動に伴ってまずパイロット弁部１３が開弁し、上下流の差圧が充分小さくなった後第２スプリング１７の反力によってベンゴム８は開弁位置に移動する。
【００３４】
本実施例による遮断弁は、可動鉄芯３が貫通穴７を有しているため、可動鉄芯３の加工時に洗浄液が充分循環し切削油が残存しにくく、切削油の酸化・ゲル化によって可動鉄芯３と固定鉄芯２が粘着し遮断不良を発生させる危険性が少ない。また、弁軸９の通気溝１０が可動鉄芯３の貫通穴７と連結しガス抜きが確保されるため、可動鉄芯３の外周は円筒形でよく切削バリが発生しにくく、センタレス研磨加工も可能なため外周の表面粗度を細かくでき、遮断・復帰時の動作特性に大きなばらつきが発生しにくい。また、貫通穴７に相当する質量を軽減でき、弁軸９がアルミニウム製で比重が軽いため質量を軽減でき、遮断・復帰時の慣性力を小さくできる小さな駆動電力で駆動可能である。
【００３５】
以上のように本実施の形態による遮断弁は、動作安定性が高く、動作・保持不良が発生しにくく、小さな動作電力で遮断・復帰動作可能な遮断弁を提供することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
以下本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図２は遮断弁の閉弁状態における断面図である。図２において、電磁コイル２１と、電磁コイル２１の中心穴の一端に配された固定鉄芯２２と、電磁コイル２１の中心穴に挿通され一端２３ａが固定鉄芯２２に当接可能で他端２３ｂにガスメータ内の弁座３１に当接することによってガスを閉止可能な弁体２４を配され中心に貫通穴２７を有し弁体２４側の端２３ｂの貫通穴２７の内面に円周状の溝２６を有した可動鉄芯２３と、電磁コイル２１の外側に配された継鉄２５と、継鉄２５と固定鉄芯２２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石３２とで遮断弁が構成されている。
【００３８】
継鉄２５は、固定鉄芯２２側に配されたコの字状の第１継鉄２５ａと、弁体２４側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄２５ｂとで形成されている。弁体２４は、中心に穴を有するベンゴム２８と、可動鉄芯２３側の端３０ａに通気溝３０を形成されこの端３０ａを可動鉄芯２３の貫通穴２７の溝２６の位置まで挿入され先端３０ａを拡大することによって可動鉄芯に締着されたことによって可動鉄芯２３の端２３ｂに固定された弁軸２９と、ベンゴム２８の電磁コイル２１側に配された弁ゴム受け３４と、反対側に配された弁ゴム押さえ３５とで構成されている。弁ゴム受け３４と第２継鉄２５ｂとの間には第１スプリング３８が圧縮されて配されている。固定鉄芯２２の先端には凸状の円錐部２２ａが形成され、可動鉄芯２３の端２３ａには相似形で貫通穴２７に連結する凹状の円錐部２３ｃが形成されている。可動鉄芯２３の外周は、センタレス研磨などの加工によって表面粗度が細かい円形に成形されている。弁軸２９はアルミニウムで形成されている。電磁コイル２１の中心穴の表面はパイプ３９でガスシールされている。
【００３９】
以上のように構成された遮断弁について、以下図２を用いてその動作を説明する。
【００４０】
開弁状態、遮断動作時、閉弁状態は、第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４１】
復帰動作時は、電磁コイル２１に永久磁石３２による起磁力と同方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯２２と可動鉄芯２３間の電磁吸引力が増大し、第１スプリング３８の反力に抗して弁体２４が移動し、固定鉄芯２２と可動鉄芯２３が当接し、通電を停止した後も永久磁石３２の起磁力によって吸引保持されるため、弁座３１とベンゴム２８は離れた状態となり、ガスが流通可能となる。このとき、可動鉄芯２３と固定鉄芯２２との隙間４０にあるガスは、可動鉄芯２３の貫通穴２７、弁軸２９の通気溝３０を経て弁体２４側のガス通路に逃がされる。また、可動鉄芯２３の表面粗度が細かいため、可動鉄芯２３とパイプ３９の静止摩擦係数および動摩擦係数が小さく、低い電力で復帰動作可能でまた相対的に動作ばらつきも小さい。
【００４２】
本実施例による遮断弁は、第１実施例の遮断弁の特徴に加え、弁軸２９が締められて可動鉄芯２３の貫通穴２７内面の円周状の溝２６に沿って変形し係止されることによって、弁軸２９を締める時に可動鉄芯２３に過大な負荷を与え外径に及ぶ変形を発生させることなく、強固に可動鉄芯２３と弁軸２９を固定することが可能な遮断弁を提供できる。
【００４３】
（実施の形態３）
以下本発明の第３の実施例の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図３は遮断弁の閉弁状態の断面図を示すものである。図３において、電磁コイル４１と、電磁コイル４１の中心穴の一端に配された固定鉄芯４２と、電磁コイル４１の中心穴に挿通され一端４７ａが固定鉄芯４２に当接可能で他端４３ｂにガスメータ内の弁座５１に当接することによってガスを閉止可能な弁体４４を配され中心に貫通穴４７を有し弁体４４側の端４３ｂの外周に円周状の溝４６を有した可動鉄芯４３と、電磁コイル４１の外側に配された継鉄４５と、継鉄４５と固定鉄芯４２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石５２とで遮断弁が構成されている。
【００４５】
継鉄４５は、固定鉄芯４２側に配されたコの字状の第１継鉄５２ａと、弁体４４側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄４５ｂとで形成されている。弁体４４は、可動鉄芯４３側の端４９ａに可動鉄芯４３の溝４６に掛止可能な掛止爪６１を形成しこの掛止爪６１の同軸上に通気穴５０を形成し可動鉄芯４３の端末４３ｃと当接する部分に円周内で連続しない凸部６２を有し弁座５１側に軸４９ｃを有し軸４９ｃに第２ベンゴム４８ｂを装着された合成樹脂製の弁軸４９と、弁軸４９の軸４９ｃに挿設され弁座５１側の表面に第１ベンゴム４８ａと弁ゴム押さえ５５を配された弁ゴム受け５４と、弁軸４９の端４９ｂに配されたスプリング受け５６と、スプリング受け５６と弁ゴム受け５４との間に圧縮されて配された第２スプリング５７とで構成されている。
【００４６】
弁軸４９と第２継鉄４５ｂとの間には第１スプリング５８が圧縮されて配されている。可動鉄芯４３の外周は、センタレス研磨などの加工によって表面粗度が細かい円形に成形されている。電磁コイル４１の中心穴の表面はパイプ５９でガスシールされている。
【００４７】
以上のように構成された遮断弁について、以下図３を用いてその動作を説明する。
【００４８】
開弁状態、遮断動作時、閉弁状態は、第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
復帰動作時は、電磁コイル４１に永久磁石５２による起磁力と同方向の起磁力を発生させるよう通電され、固定鉄芯４２と可動鉄芯４３間の電磁吸引力が増大し、第１スプリング５８の反力に抗して弁体４４が移動し、固定鉄芯４２と可動鉄芯４３が当接し、通電を停止した後も永久磁石５２の起磁力によって吸引保持されるため、弁座５１と第１ベンゴム４８ｂは離れた状態となり、ガスが流通可能となる。
【００５０】
このとき、可動鉄芯４３と固定鉄芯４２との隙間６０にあるガスは、可動鉄芯４３の貫通穴４７、弁軸の通気穴５０を経て弁体４４側のガス通路に逃がされる。また、可動鉄芯４３の表面粗度が細かいため、可動鉄芯４３とパイプ５９の静止摩擦係数および動摩擦係数が小さく、低い電力で復帰動作可能でまた相対的に動作ばらつきも小さい。復帰動作時の上下流の差圧が充分大きいときは、可動鉄芯４３の移動に伴ってまず第２ベンゴム４８ｂが開弁し、上下流の差圧が充分小さくなった後第２スプリング５８の反力によって第１ベンゴム４８ａは開弁位置に移動する。
【００５１】
本実施の形態による遮断弁は、第１実施の形態の遮断弁の特徴に加え、弁軸４９の掛止爪６１が可動鉄芯４３の外周の溝４６に掛止することによって、弁軸４９を合成樹脂とした場合でも合成樹脂に過大な応力を与えることなく弁軸４９と可動鉄芯４３を固定でき、また掛止爪６１の成型時の金型抜き穴と通気穴５０とすることができ、弁軸４９の第２ベンゴム４８ｂに当接する面にガスシールやパイロット弁の摺動の障害となるようなパーティングラインの痕が残らないため、軽量で安価な合成樹脂成型品の弁軸を安定した特性で利用することが可能な遮断弁を提供できる。
【００５２】
（実施の形態４）
以下本発明の第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５３】
図４は遮断弁の閉弁状態の断面図を示すものである。図４において、電磁コイル４１と、電磁コイル４１の中心穴の一端に配された固定鉄芯４２と、電磁コイル４１の中心穴に挿通され一端４７ａが固定鉄芯４２に当接可能で他端４３ｂにガスメータ内の弁座５１に当接することによってガスを閉止可能な弁体７１を配され中心に貫通穴４７を有し弁体４４側の端４３ｂの外周に円周状の溝４６を有した可動鉄芯４３と、電磁コイル４１の外側に配された継鉄４５と、継鉄４５と固定鉄芯４２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石５２とで遮断弁が構成されている。
【００５４】
継鉄４５は、固定鉄芯４２側に配されたコの字状の第１継鉄４５ａと、弁体７１側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄４５ｂとで形成されている。弁体７１は、可動鉄芯４３側の端７２ａに可動鉄芯４３の溝４６に掛止可能な掛止爪７３を形成し、この掛止爪７３の同軸上に通気穴７４を形成し、中心軸上に外径が可動鉄芯４３の貫通穴４７の内径とほぼ同径で断面形状が十字状の棒状突起７４が形成され貫通穴４７に挿入され、可動鉄芯４３の端末４３ｃと当接する部分においては棒状突起７４は貫通穴４７の内径より大きくなり円周内で連続しない凸部７５を形成し、弁座５１側に軸７２ｃを有し、軸７２ｃに第２ベンゴム４８ｂを挿着された合成樹脂製の弁軸７２と、弁軸７２の軸７２ｃに挿設され弁座７１側の表面に第１ベンゴム４８ａと弁ゴム押さえ５５を配された弁ゴム受け５４と、弁軸７２の端７２ｂに配されたスプリング受け５６と、スプリング受け５６と弁ゴム受け５４との間に圧縮されて配された第２スプリング５７とで構成されている。弁軸７２と第２継鉄４５ｂとの間には第１スプリング５８が圧縮されて配されている。固定鉄芯４２の先端には凸状の円錐部４２ａが形成され、可動鉄芯４３の端４３ａには相似形で貫通穴４７に連結する凹状の円錐部４３ｃが形成されている。可動鉄芯４３の外周は、センタレス研磨などの加工によって表面粗度が細かい円形に成形されている。電磁コイル４１の中心穴の表面はパイプ５９でガスシールされている。
【００５５】
以上のように構成された遮断弁の動作は、第３実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
本実施例による遮断弁は、第３実施例の遮断弁の特徴に加え、弁軸７２の棒状突起７４が可動鉄芯４３の貫通穴４７に挿入され弁軸７２に加わる横方向の荷重を受ける構成であるため、弁軸７２と可動鉄芯４３の係合部に過大な荷重が加わった場合でも掛止爪７３が可動鉄芯４３の外周の溝４６からはずれることを防止し、異常な負荷に対する耐性が高い遮断弁を提供できる。
【００５７】
（実施の形態５）
以下本発明の第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５８】
図５は遮断弁の閉弁状態の断面図を示すものである。図５において、電磁コイル８１と、電磁コイル８１の中心穴の一端に配され先端に凸状の円錐部８２ａが形成された固定鉄芯８２と、電磁コイル８１の中心穴に挿通され一端８３ａが固定鉄芯８２に当接可能で凹状の円錐部８６が形成され他端８３ｂにガスメータ内の弁座９１に当接可能とすることによってガスを閉止可能な弁体８４を配され中心に円錐部８６において他の部分より内径が小さい貫通穴８７を有する可動鉄芯８３と、電磁コイル８１の外側に配された継鉄８５と、継鉄８５と固定鉄芯８２とで着磁方向に挟み込まれて配された永久磁石９２とで遮断弁が構成されている。
【００５９】
継鉄８５は、固定鉄芯８２側に配されたコの字状の第１継鉄８５ａと、弁体８４側に配され遮断弁の固定金具をかねた第２継鉄８５ｂとで形成されている。弁体８４は、中心に穴を有するベンゴム８８と、可動鉄芯８３側の端８９ａに通気溝９０を形成されこの端８９ａを可動鉄芯８３の貫通穴８７に圧入することによって可動鉄芯８３の端８３ｂに固定された弁軸８９と、弁軸８９と可動鉄芯８３に挟持されたスプリング受け１００と、弁軸８９の一部に形成されたパイロット弁部９３と、ベンゴム８８の電磁コイル８１側に配された弁ゴム受け９４と、反対側に配された弁ゴム押さえ９５と、弁軸８９の端８９ｂに配された第２スプリング受け９６と、第２スプリング受け９６と弁ゴム押さえ９５との間に圧縮されて配された第２スプリング９７とで構成されている。
【００６０】
スプリング受け１００と第２継鉄８５ｂとの間には第１スプリング９８が圧縮されて配されている。可動鉄芯８３の外周は、センタレス研磨などの加工によって表面粗度が細かい円形に成形されている。弁軸８９はアルミニウムで成形されている。電磁コイル８１の中心穴の表面はパイプ９９でガスシールされている。
【００６１】
以上のように構成された遮断弁の動作は、第１実施例と概ね同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
本実施例による遮断弁は、第１実施例の遮断弁の特徴に加え、可動鉄芯８３の円錐部８６における中心穴８７が小さいため吸引に必要な円錐部形状を確保し、その他の円柱部８３ｃにおける中心穴８７の径を大きくすることによって可動鉄芯８３と第２継鉄８５ｂとの間の磁気抵抗を充分小さくするために必要な可動鉄芯８３の外径を確保すると同時に質量を軽減でき、磁気特性に優れかつ慣性力が小さい遮断弁を提供できる。
【００６３】
なお、実施例１、２、４、５は固定鉄芯が凸で可動鉄芯が凹としたが、凹凸が逆でもよい。また、実施例は全て永久磁石を有する自己保持型としたが、永久磁石がない遮断弁でもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の遮断弁によれば次の効果を奏する。
【００６５】
請求項１記載の発明は、可動鉄芯加工時に洗浄液が充分循環し切削油が残存しにくく、また、弁軸の通気溝または通気穴が可動鉄芯の貫通穴と連結しガス抜きが確保されるため、可動鉄芯の外周は円筒形でよく切削バリが発生しにくく、センタレス研磨加工も可能なため外周の表面粗度を細かくでき、可動鉄芯の貫通穴の質量を軽減でき、弁軸をアルミニウムや合成樹脂などの比重の軽いものにすることが可能なため弁軸の質量を軽減でき、動作安定性が高く、動作・保持不良が発生しにくく、小さな動作電力で遮断・復帰動作可能な遮断弁を提供することができる。
【００６６】
また、請求項２記載の発明は、弁軸が締められて可動鉄芯の貫通穴内面の円周状の溝に沿って変形し係止されることによって、請求項１の遮断弁の作用に加えて、締め時に可動鉄芯に過大な負荷を与え外径に及ぶ変形を発生させることなく強固に可動鉄芯と弁軸を固定することが可能な遮断弁を提供できる。
【００６７】
また、請求項３記載の発明は、弁軸の掛止爪が可動鉄芯の外周の溝に掛止することによって、弁軸を合成樹脂とした場合でも合成樹脂に過大な応力を与えることなく弁軸と可動鉄芯を固定でき、また掛止爪の成型時の金型抜き穴を通気穴とすることができ、弁軸のベンゴムに当接する表面にガスシールやパイロット弁の摺動の障害とるようなパーティングラインの痕が残らないため、請求項１の遮断弁の作用に加えて、軽量で安価な合成樹脂成型品の弁軸を安定した特性で利用することが可能な遮断弁を提供できる。
【００６８】
また、請求項４記載の発明は、弁軸と可動鉄芯の係合部に過大な荷重が加わった場合でも掛止爪が可動鉄芯の外周の溝からはずれることを防止し、異常な負荷に対する耐性が高い遮断弁を提供できる。
【００６９】
また、請求項５記載の発明は、可動鉄芯の円錐部における中心穴が小さいため吸引に必要な円錐部形状を確保し、その他の円柱部における中心穴径を大きくすることによって可動鉄芯と継鉄との間の磁気抵抗を充分小さくするために必要な可動鉄芯外径を確保すると同時に質量を軽減できることによって、請求項１の遮断弁の作用に加えて、磁気特性に優れかつ慣性力が小さい遮断弁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における遮断弁の閉弁状態の断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における遮断弁の閉弁状態の断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態における遮断弁の閉弁状態の断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態における遮断弁の閉弁状態の断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態における遮断弁の閉弁状態の断面図
【図６】従来の遮断弁の閉弁状態の断面図
【符号の説明】
１電磁コイル
２固定鉄芯
３可動鉄芯
４弁体
５継鉄
７貫通穴
８ベンゴム
９弁軸
１０通気溝

Claims

電磁コイルと、この電磁コイルの中心穴の一端に配された固定鉄芯と、前記中心穴に挿通され一端が前記固定鉄芯に当接可能で他端に弁体を配された可動鉄芯と、前記電磁コイルの外側に配された継鉄とで構成された遮断弁において、可動鉄芯は中心に貫通穴を有し、弁体は一端にベンゴムを配し、他端は通気溝または通気穴を有し前記可動鉄芯の端に固定された弁軸とで構成された遮断弁。
可動鉄芯は弁体側の端の貫通穴内面に円周状の溝を有し、弁軸の一端は前記円周状の溝の位置まで挿入され先端を拡大することによって可動鉄芯に締着された請求項１記載の遮断弁。
可動鉄芯は弁体側の端の外周に円周状の溝を有し、弁軸は前記溝に掛止可能な掛止爪を形成しこの掛止爪の同軸上に通気穴を形成すると共に、前記可動鉄芯の端末と当接する部分に円周内で連続しない凸部を有した請求項１記載の遮断弁。
弁軸の中心軸上に外径が可動鉄芯の貫通穴の内径とほぼ同径で前記貫通穴に挿入可能な通気溝を有する棒状突起が形成された請求項３記載の遮断弁。
可動鉄芯は固定鉄芯側の先端に凹または凸状の円錐部が形成されこの円錐部における中心穴径が他の部分より小さい請求項１記載の遮断弁。