JP4526437B2 - モータ安全弁 - Google Patents

Description

本発明は、バーナへのガス供給路に介設され、モータによって開弁されると共に、バーナの失火時には閉弁してバーナへのガスの供給を遮断するモータ安全弁に関する。

従来のこの種のモータ安全弁は、相互に螺合した雄ねじ部と雌ねじ部とからなる進退機構を備えており、モータによって例えば雄ねじ部を回転させることにより、この雄ねじ部に螺合している雌ねじ部を軸線方向に進退させることができるように構成されている。この雌ねじ部の先端には電磁石が取り付けられており、雄ねじ部の前進方向には弁体が設置されている。

この弁体には可動鉄片が取り付けられており、電磁石がこの可動鉄片に当接した状態で電磁石に通電すると、可動鉄片は電磁石に吸着される。電磁石に通電したままの状態でモータを反転させ雌ねじ部を後退させると、弁体は電磁石に吸着されたままの状態で雄ねじ部と共に移動する。この弁体の移動によってガス通路が開弁される。

一方、弁体は閉弁方向にバネによって付勢されており、バーナの失火によって電磁石への通電が停止すると、電磁石に可動鉄片を吸着させていた電磁力が消滅する。すると、弁体は雌ねじ部から離れバネの付勢力によって閉弁方向に移動し、ガス通路を閉鎖する（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のものでは、ケーシングに上方に開口した内部空間を形成している。そしてケーシングの上部に、回転軸が下方に突出するようにモータが取り付けられている。モータの回転軸には表面に雄ねじ部が形成された雄ねじ部材が固定されている。一方、上部に雌ねじ部が形成された可動部材が雄ねじ部材に螺合しており、可動部材の下部に電磁石が固定されている。そして更に電磁石の下方に、可動鉄片が固定された弁体が位置している。
特開２００５−３０４４０号公報（図１）

上記従来の構成では、モータの回転軸に連結された雄ねじ部材から弁体に至るまでの部品がほぼ直列に配置されているので、雄ねじ部材から弁体までの距離が長くなり、必然的にモータ安全弁が大型化するという不具合が生じる。

また、電磁石はケーシングに形成した内部空間内に位置することになるが、この内部空間はガスの通路となるため開弁中は常にガスがこの内部空間内に流入してくる。内部空間に連結されているガス管内で錆が発生するとその錆は剥離してガスと共に内部空間内に流入してくる。なお、錆の他にガス管内には配管時にガス管内に混入した塵埃が存在する。

内部空間の入口である流入部には網状のフィルタが取り付けられているが、あまり目を細かくするとガス流に対して抵抗となるため、あまり細かい目のフィルタを流入部に取り付けることができない。そのため、小さな錆やその他の塵埃は、内部空間内に侵入してくるおそれがある。これら小さな塵埃はバーナまで運ばれても何ら問題は生じないが、可動鉄片と電磁石の磁極との間に挟まると、電磁石の通電を停止していないのに可動鉄片が電磁石から離れ、意図しないタイミングで閉弁するおそれが生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、小型化を図れ、また電磁石近傍に塵埃が侵入しないモータ安全弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるモータ安全弁は、ガスの流入口と流出口とが接続された内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁において、モータのロータを中空円筒形状に形成すると共に、内部の円筒面に雌ねじ部を形成し、外周面に雄ねじ部が形成された中空円筒状の可動部材をロータ内に収納させてロータの雌ねじ部に可動部材の雄ねじ部を螺合させ、かつ、可動部材内に上記電磁石および可動鉄片を収納させ、電磁石と可動鉄片との当接部を可動部材内に配置させ、可動部材の回転を防止する回り止め構造を設けることにより、ロータと可動部材とで電磁石およびこの電磁石を進退させる進退機構を構成したことを特徴とする。

進退機構は一般に雄ねじ部と雌ねじ部とから構成されており、進退ストロークを確保すると共に常に安定して螺合させる必要があるため必然的に軸線方向の長さが長くなる。このため、従来のモータ安全弁が大型化した原因の主たる物が進退機構である。本発明ではこの進退機構をモータ内に組み込んだので、モータから弁体までの距離が大幅に短くなる。

ところで、従来のモータ安全弁では、モータの回転軸にＯリングなどのシール部材を接触させてシールを行っているが、この構成では回転軸とシール部材との間の摩擦力が抵抗となるため、モータの回転トルクを大きくする必要があり、モータが大型化していた。

そこで、上記弁体と可動鉄片とを円柱で連結すると共に、この円柱の外周面に接触するシール部材を設け、このシール部材によってケーシングの内部空間を気密にシールすると、モータの回転軸にシール部材が接触しないのでモータを小型化することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、電磁石を可動鉄片に対して進退させる進退機構をモータ内に組み込んだので、モータ安全弁の大きさを従来のものより大幅に小型化することができる。また、このように電磁石および可動鉄片をモータ内に組み込むことによって両者をガスの通路から外れた位置に配置することができ、これによりガス流に乗って流れてくる塵埃が電磁石と可動鉄片との間に挟まれる可能性を大幅に低減することができる。

図１を参照して、１は本発明によるモータ安全弁である。このモータ安全弁１はステッピングモータ部２とケーシング部３とから構成されている。ケーシング部３には内部空間３１が形成されており、この内部空間３１に連通する流入部３２と流出部３３とが設けられている。ガスは流入部３２から内部空間３１内に流入し、流出部３３から流出したガスは図示しない火力調節装置を経てバーナに供給される。なお、３４は比較的大きな塵埃が内部空間３１内に侵入することを防止するための網状のフィルタである。

ステッピングモータ部２は外周に駆動コイル２１が配設されており、この駆動コイル２１が発生する磁界を変化させることによりロータ５を正逆回転させ、かつ任意の回転位置で停止させることができる。このロータ５は内部が中空な円筒状に形成されており、内周面には雌ねじ部５１が形成されている。

一方、ロータ５の内部には可動部材６が内蔵されており、この可動部材６の外周面に形成された雄ねじ部６１がロータ５の内周面の雌ねじ部５１に螺合している。ステッピングモータ部２の上部に取り付けられている蓋板２２の下面にはＤ形状の回り止め穴が形成された回り止め穴部２３が形成されており、可動部材６の上面に突出されたＤ形状のボス部６２が回り止め穴部２３内に挿入されることにより可動部材６の回り止めがされる。したがって、ロータ５が回転しても可動部材６は回転せず、上下に移動する。このように、雌ねじ部５１と雄ねじ部６１とで進退機構が構成される。

ところで、ロータ５の上部は蓋板２２に対してベアリング５０を介して保持されており、ロータ５の下部はブラケット板１２に対してベアリング５０を介して保持されている。このため、ロータ５は回転中心軸がぶれることなく、かつ上下位置が固定された状態で回転することができる。

可動部材６の内部には電磁石７が取り付けられており、この電磁石７の励磁コイル７１から延出する１対のリード線は各々電極６３，６４に接続されている。両電極６３，６４は共に可動部材６の上面に固定されており、電極６３は環状に形成され、電極６４は円板状に形成されている。

蓋板２２の下面にはこれら電極６３，６４に対応して、１対の電極２４，２５が固定されている。電極２４は電極６３と同じく環状に形成されており、電極２５は電極６４と同じく円板状に形成されている。そして、互いに対向する２組の電極６３，２４と電極６４，２５は各々コイルバネ形状の連結線７２，７３によって電気的に接続されている。したがって、可動部材６が上下方向に移動しても連結線７２，７３を介して外部から励磁コイル７１に対して確実に通電することができる。

この電磁石７の下方には可動鉄片であるアーマチュア４２が位置している。このアーマチュア４２は円柱状の連結棒４１を介して弁体４に固定されている。弁体４には弁体４を閉弁方向に付勢するバネ４０が取り付けられており、図示のように弁体はバネ４０の付勢力によって閉弁状態に保持されている。

この状態からロータ５を回転させて可動部材６と共に電磁石７を下降させて電磁石７をアーマチュア４２に接触させる。次に励磁コイル７１に通電すると電磁石７は励磁されアーマチュア４２を吸着する。

アーマチュア４２を電磁石７に吸着させた状態のままロータ５を逆方向に回転させると、可動部材６および電磁石７と共にアーマチュア４２が引き上げられる。アーマチュア４２には上述のように弁体４が連結されているので、弁体４も上方に引き上げられ流出部３３が内部空間３１に対して開放される。

励磁コイル７１へはバーナが着火している状態で常に通電されているが、消火操作がされた場合や立ち消え等でバーナが消火すると励磁コイル７１への通電が停止される。するとアーマチュア４２を電磁石７に吸着させていた電磁力が消滅するので、弁体４はバネ４０の付勢力によって下方に移動し、流出部３３が閉鎖される。

なお、ブラケット板１２にはＯリング１１が設けられており、このＯリング１１によってガスがステッピングモータ部２内に侵入することが防止される。

ところで、このＯリング１１を廃止して、ガスがステッピングモータ部２内に侵入してもよい構成を採用してもよい。その場合には、図２に示すように、ロータ５を囲む円筒状の隔絶部材８を駆動コイル２１とロータ５との間に位置させ、隔絶部材８の上下をＯリング８１，８２でシールすることによりガスが隔絶部材８から外部に漏出しないようにする。

なお、上記Ｄ形状のボス部６２の代わりに、可動部材６の下部に同じくＤ形状のボス部６５を設け、ブラケット板１２にＤ形状の穴からなる回り止め部１２ａを設けてもよい。

なお、１３は上記フィルタ３４より遙かに目の細かいフィルタ１３であり、このフィルタ１３によって細かい塵埃がステッピングモータ部２内へ侵入することを防止している。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 本発明の他の実施の形態を示す図

符号の説明

１ モータ安全弁
２ ステッピングモータ部
３ ケーシング部
４ 弁体
５ ロータ
６ 可動部材
７ 電磁石
４２ アーマチュア
５１ 雌ねじ部
６１ 雄ねじ部

Claims (2)

1. ガスの流入口と流出口とが接続された内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁において、モータのロータを中空円筒形状に形成すると共に、内部の円筒面に雌ねじ部を形成し、外周面に雄ねじ部が形成された中空円筒状の可動部材をロータ内に収納させてロータの雌ねじ部に可動部材の雄ねじ部を螺合させ、かつ、可動部材内に上記電磁石および可動鉄片を収納させ、電磁石と可動鉄片との当接部を可動部材内に配置させ、可動部材の回転を防止する回り止め構造を設けることにより、ロータと可動部材とで電磁石およびこの電磁石を進退させる進退機構を構成したことを特徴とするモータ安全弁。
2. 上記弁体と可動鉄片とを円柱で連結すると共に、この円柱の外周面に接触するシール部材を設け、このシール部材によってケーシングの内部空間を気密にシールすることを特徴とする請求項１に記載のモータ安全弁。

Images