JP6901332B2 - ガス弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブケーシング内に電磁安全弁と流量調節弁とが設けられた、ガス器具に具備するバーナへのガス供給路に介設されるガス弁装置に関する。

従来、この種のガス弁装置において、バルブケーシングの軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、バルブケーシング内に、軸方向に可動な弁座部材と、弁座部材を復動方向に付勢する弁座付勢手段と、弁座部材の復動方向への移動を所定位置で制止する弁座ストッパ手段とを備え、流量調節弁は、モータの出力軸の正転及び逆転により運動変換機構を介して往動方向及び復動方向に駆動される操作ロッドに連結された調節弁用の弁体と、弁座部材に形成された復動方向を向く調節弁用の弁座とを備え、調節弁用の弁体は、調節弁用の弁座に当該弁座に開設した弁孔を閉塞するようにして着座可能な主弁体部と、主弁体部から往動方向に突出して弁孔に挿入可能なニードル状の副弁体部と、流量調節弁の上流側と下流側を常時連通するバイパス通路とを有し、電磁安全弁は、弁座部材に形成した往動方向を向く安全弁用の弁座と、安全弁用の弁座に着座可能な安全弁用の弁体と、安全弁用の弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結される吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このものでは、バーナの点火操作時に、操作ロッドの往動方向への移動により調節弁用の弁体の主弁体部を調節弁用の弁座に着座させた状態で弁座部材を往動方向に移動させ、弁座部材を介して安全弁用の弁体を吸着片が電磁石に当接する開弁位置まで往動方向に移動させた状態で電磁石に通電して安全弁用の弁体を開弁位置に吸着保持した後、操作ロッドの復動方向への移動で調節弁用の弁体に追従して弁座部材を復動方向に移動させ、安全弁用の弁座を開弁位置に吸着保持される安全弁用の弁体から離隔させて電磁安全弁を開弁させ、バーナの消火操作時に、電磁石への通電停止で安全弁用の弁体を安全弁用の弁座に着座させて電磁安全弁を閉弁させるようにしている。また、消火操作時は、次の点火操作に際して安全弁用の弁体を開弁位置まで応答性よく移動させることができるように、調節弁用の弁体を主弁体部が調節弁用の弁座に着座する位置に移動させて、次の点火操作が行われるまでこの位置に待機させている。

ところで、ガス器具の設置時にガス供給路用の配管に塗布したシール剤が配管を伝って調節弁用の弁体や調節弁用の弁座に付着してしまうことがある。そして、ガス器具が不使用のまま長時間放置されると、付着したシール剤の影響で調節弁用の弁体の主弁体部が弁座に貼り付いてしまうことがある。ここで、ガス流量を増加させるときは、弁座ストッパ手段で所定位置に制止される弁座部材に対し調節弁用の弁体を更に復動方向に移動させ、主弁体部を弁座から離隔させるが、主弁体部の弁座への貼り付きを生ずると、主弁体部が弁座から離隔せず、ガス流量を増加できなくなる。この場合、モータのトルクを大きくすれば、主弁体部を弁座から引き剥がすことができる。然し、これでは、電力消費量が増し、ガス器具の電源である乾電池の寿命が短くなってしまう。

特開２０１３−６８３５６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ガス器具の不使用時に調節弁用の弁体の主弁体部が弁座に貼り付くことを防止できるようにしたガス弁装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、バルブケーシング内に電磁安全弁と電磁安全弁の下流側で電磁安全弁と直列の流量調節弁とが設けられた、ガス器具に具備するバーナへのガス供給路に介設されるガス弁装置であって、バルブケーシングの軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、バルブケーシング内に、軸方向に可動な弁座部材と、弁座部材を復動方向に付勢する弁座付勢手段と、弁座部材の復動方向への移動を所定位置で制止する弁座ストッパ手段とを備え、流量調節弁は、モータの出力軸の正転及び逆転により運動変換機構を介して往動方向及び復動方向に駆動される操作ロッドに連結された調節弁用の弁体と、弁座部材に形成された復動方向を向く調節弁用の弁座とを備え、調節弁用の弁体は、調節弁用の弁座に当該弁座に開設した弁孔を閉塞するようにして着座可能な主弁体部と、主弁体部から往動方向に突出して弁孔に挿入可能なニードル状の副弁体部と、流量調節弁の上流側と下流側を常時連通するバイパス通路とを有し、電磁安全弁は、弁座部材に形成した往動方向を向く安全弁用の弁座と、安全弁用の弁座に着座可能な安全弁用の弁体と、安全弁用の弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結される吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備え、バーナの点火操作時に、操作ロッドの往動方向への移動により調節弁用の弁体の主弁体部を調節弁用の弁座に着座させた状態で弁座部材を往動方向に移動させ、弁座部材を介して安全弁用の弁体を吸着片が電磁石に当接する開弁位置まで往動方向に移動させた状態で電磁石に通電して安全弁用の弁体を開弁位置に吸着保持した後、操作ロッドの復動方向への移動で調節弁用の弁体に追従して弁座部材を復動方向に移動させ、安全弁用の弁座を開弁位置に吸着保持される安全弁用の弁体から離隔させて電磁安全弁を開弁させ、バーナの消火操作時に、電磁石への通電停止で安全弁用の弁体を安全弁用の弁座に着座させて電磁安全弁を閉弁させて、流量調節弁へのガス供給を停止するものにおいて、バーナの消火操作時又はガス器具の電源オフ操作時に、調節弁用の弁体を調節弁用の弁座から主弁体部が離れる位置に移動させて、次の点火操作が行われるまでこの位置に待機させることを特徴とする。

本発明によれば、ガス器具の不使用時に調節弁用の弁体の主弁体部が弁座から離れた状態に保持されるため、主弁体部が弁座に貼り付くことを確実に防止できる。従って、主弁体部を弁座から引き剥がすためにモータのトルクを大きくする必要がなく、電池寿命を伸ばすことができる。

本発明の実施形態のガス弁装置の切断側面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）実施形態のガス弁装置の作動を示す要部の切断側面図。 実施形態のガス弁装置の運動変換機構の構成部材及び弁座部材を示す斜視図。

図１を参照して、本発明の実施形態のガス弁装置は、コンロ等のガス器具に具備するバーナＢへのガス供給路に介設されている。このガス弁装置は、筒状のバルブケーシング１と、バルブケーシング１内の軸方向一方寄り部分に配置した電磁安全弁２と、バルブケーシング１内の軸方向他方寄り部分、即ち、電磁安全弁２の下流側に、電磁安全弁２と直列に配置した流量調節弁３と、バルブケーシング１内に軸方向他方から挿入されるバルブケーシング１の軸方向に長手の操作ロッド４と、バルブケーシング１の軸方向他方の端部に取付けられるボックス１１の外端に搭載したステッピングモータから成るモータ５と、ボックス１１内に配置した、モータ５の出力軸５１の回転運動を操作ロッド４の軸方向運動に変換する運動変換機構６とを備えている。以下の説明では、バルブケーシング１の軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向と記す。

バルブケーシング１には、電磁安全弁２の上流側に位置するガス流入口１ａと、流量調節弁３の下流側に位置するガス流出口１ｂとが開設されている。そして、電磁安全弁２が開弁したとき、ガス流入口１ａからガス流出口１ｂにガスが流れ、バーナＢにガスが供給される。

電磁安全弁２は、往動方向を向く安全弁用の弁座２１と、安全弁用の弁座２１に着座可能な安全弁用の弁体２２と、安全弁用の弁体２２を復動方向に付勢して安全弁用の弁座２１に着座させる弁バネ２３と、安全弁用の弁体２２に往動方向にのびる弁軸２２ａを介して連結した吸着片２４と、吸着片２４に対向する電磁石２５とを備えている。そして、安全弁用の弁体２２を吸着片２４が電磁石２５に当接する開弁位置まで弁バネ２３に抗して押動させた状態で電磁石２５に通電することにより、安全弁用の弁体２２が開弁位置に吸着保持される。また、バーナＢに付設する火炎検知素子（図示省略）により失火が検知されたときやバーナＢの消火操作時には、電磁石２５への通電を停止し、安全弁用の弁体２２を弁バネ２３の付勢力で安全弁用の弁座２１に着座させて電磁安全弁２を閉弁し、ガス供給を停止する。

安全弁用の弁座２１は、バルブケーシング１内に設けた、バルブケーシング１に対し軸方向に可動の弁座部材７に往動方向を向くように形成されている。また、バルブケーシング１内には、弁座部材７の復動方向への移動を安全弁用の弁体２２が着座可能な所定位置で制止する、バルブケーシング１の内面に形成した突起部から成る弁座ストッパ手段７１と、弁座部材７を復動方向に付勢して上記所定位置に弾力的に保持するコイルスプリングから成る弁座付勢手段７２とが設けられている。また、弁座部材７の外側にガスが流れることを防止するためにベロフラム７３を設けている。

流量調節弁３は、弁座部材７に復動方向を向くように形成した調節弁用の弁座３１と、操作ロッド４の往動方向側端部に固定された調節弁用の弁体３２とを備えている。調節弁用の弁体３２は、調節弁用の弁座３１に開設した弁孔３１ａを閉塞するように弁座３１に着座可能な主弁体部３２１と、主弁体部３２１から往動方向に突出して弁孔３１ａに挿入可能なニードル状の副弁体部３２２と、流量調節弁３の上流側と下流側を常時連通するバイパス通路３２３とを有している。

バーナＢの点火操作時には、モータ５の出力軸５１を正転させ、運動変換機構６を介して操作ロッド４を往動方向に移動させる。これによれば、先ず、調節弁用の弁体３２の主弁体部３２１が弁座ストッパ手段７１で制止される所定位置に存する弁座部材７の調節弁用の弁座３１に着座し、以後、弁座部材７が調節弁用の弁体３２に押されて往動方向に移動し、弁座部材７を介して安全弁用の弁体２２が開弁位置まで往動方向に移動される（図２（ａ）に示す状態）。この状態で電磁石２５に通電して弁体２２を開弁位置に吸着保持し、その後、モータ５の出力軸５１を逆転させ、運動変換機構６を介して操作ロッド４、即ち、調節弁用の弁体３２を復動方向に移動させる。この際、弁座部材７は、弁座ストッパ手段７１により制止される所定位置まで弁座付勢手段７２の付勢力で調節弁用の弁体３２に追従して復動方向に移動し、安全弁用の弁座２１が開弁位置に吸着保持される弁体２２から離れて、電磁安全弁２が開弁される。所定位置に制止される弁座部材７に対し調節弁用の弁体３２が更に復動方向に移動すると、調節弁用の弁体３２の主弁体部３２１が調節弁用の弁座３１から離れ、副弁体部３２２が弁孔３１ａから次第に抜け出て、ガス流量が次第に増加する。その後、操作ロッド４が往動方向に移動して所定のストローク範囲、即ち、弁座部材７が弁座ストッパ手段７１で制止される所定位置に存する状態で調節弁用の弁座３１に調節弁用の弁体３２の主弁体部３２１が着座する位置（図２（ｂ）の状態）と、開弁位置に存する安全弁用の弁体２２に安全弁用の弁座２１が当接する直前の位置（図２（ｃ）の状態）との間の範囲に存するときであれば、バイパス通路３２３のみを介してガスが流れてガス流量が最小量になる状態に維持される。

ところで、安全弁用の弁体２２が開弁位置に到達した瞬間、即ち、吸着片２４が電磁石２５に当接した瞬間に、モータ５を停止することは制御上困難である。そのため、安全弁用の弁体２２が開弁位置に到達した後の更なるモータ５の出力軸５１の正転で運動変換機構６を介して操作ロッド４が往動方向に押されると、吸着片２４と電磁石２５との当接部に過大な力が加わり、吸着片２４の傷付きで吸着不良を生ずることがある。

そこで、本実施形態では、運動変換機構６を以下の如く構成している。即ち、運動変換機構６は、図３にも示すように、ステッピングモータ５の出力軸５１に連動して回転するように出力軸５１に連結子６１を介して連結される、操作ロッド４と同心の筒状のカム体６２と、カム体６２に形成した螺旋状のカム溝６３に係合する、操作ロッド４に固定のピン６４とを有し、カム体６２の正転と逆転でカム溝６３からピン６４を介して作用する軸方向推力により操作ロッド４が往動方向と復動方向とに移動するようにしたカム機構で構成されている。

連結子６１は、断面が非円形の出力軸５１に嵌合する非円形の孔６１１を有し、出力軸５１と一緒に回転する。また、連結子６１には、カム体６２の復動方向側端部の小径筒部６２１に形成した切欠き部６２２に係合して回転力を伝達する突片部６１２が設けられている。

カム体６２には、バルブケーシング１から復動方向に延出したガイド筒６５が挿入されている。ガイド筒６５には、軸方向に長手の長孔６５１が形成されており、この長孔６５１にピン６４を軸方向に摺動自在に係合させている。また、カム体６２は、軸方向に移動自在であって、カム体６２の往動方向への移動を所定位置で制止する、ボックス１１の端板で構成されるカムストッパ手段６６と、カム体６２を往動方向に付勢するコイルスプリングから成るカム付勢手段６７とを設けている。そして、安全弁用の弁体２２が開弁位置に到達した後の更なるモータ５の出力軸５１の正転で、ピン６４からカム溝６３を介して作用する軸方向反力によりカム体６２がカム付勢手段６７の付勢力に抗して復動方向に移動するようにしている。これによれば、安全弁用の弁体２２が開弁位置に到達した後に更にモータ５の出力軸５１を正転させても、吸着片２４と電磁石２５との当接部に過大な力は加わらず、吸着片２４の傷付きで吸着不良を生ずることを防止できる。尚、安全弁用の弁体２２が開弁位置に到達する前に、弁バネ２３及び弁座付勢手段７２の付勢力に負けてカム体６２が復動方向に移動することのないように、カム付勢手段６７の付勢力は、弁バネ２３及び弁座付勢手段７２の付勢力の合力よりも若干大きくなるように設定される。

ところで、ガス器具の設置時にガス供給路用の配管に塗布したシール剤が配管を伝って調節弁用の弁体３２や調節弁用の弁座３１に付着してしまうことがある。そして、ガス器具の不使用時に調節弁用の弁体３２の主弁体部３２１が調節弁用の弁座３１に着座した状態に保持されると、ガス器具が不使用のまま長時間放置された場合、付着したシール剤の影響で調節弁用の弁体３２の主弁体部３２１が調節弁用の弁座３１に貼り付いてしまうことがある。この場合は、弁座ストッパ手段７１により制止される所定位置に制止される弁座部材７に対し調節弁用の弁体３２を復動方向に移動させてガス流量を増加させる際に、主弁体部３２１を弁座３１から引き剥がすことが必要になって、モータ５のトルクを大きくせざるを得なくなる。

そこで、本実施形態では、バーナＢの消火操作時に、調節弁用の弁体３２を調節弁用の弁座３１から主弁体部３２１が離れる位置に移動させて、次の点火操作が行われるまでこの位置に待機させるようにしている。これによれば、ガス器具の不使用時に主弁体部３２１が弁座３１に貼り付くことを確実に防止できる。従って、主弁体部３２１を弁座３１から引き剥がすためにモータ５のトルクを大きくする必要がなく、電池寿命を伸ばすことができる。尚、点火操作時に安全弁用の弁体２２を応答性良く開弁位置に移動させることができるよう、消火操作時には、調節弁用の弁体３２を主弁体部３２１が弁座３１から僅かに離れた位置に移動させることが望ましい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガス器具を長期間使用しない場合は、一般的に、電源オフ操作を行うため、消火操作時ではなく、電源オフ操作時に、調節弁用の弁体３２を主弁体部３２１が弁座３１から離れた位置に移動させるようにしてもよい。

１…バルブケーシング、２…電磁安全弁、２１…安全弁用の弁座、２２…安全弁用の弁体、２２ａ…弁軸、２３…弁バネ、２４…吸着片、２５…電磁石、３…流量調節弁、３１…調節弁用の弁座、３１ａ…弁孔、３２…調節弁用の弁体、３２１…主弁体部、３２２…副弁体部、３２３…バイパス通路、４…操作ロッド、５…モータ、５１…出力軸、６…運動変換機構、７…弁座部材、７１…弁座ストッパ手段、７２…弁座付勢手段。

Claims (1)

1. バルブケーシング内に電磁安全弁と電磁安全弁の下流側で電磁安全弁と直列の流量調節弁とが設けられた、ガス器具に具備するバーナへのガス供給路に介設されるガス弁装置であって、バルブケーシングの軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、バルブケーシング内に、軸方向に可動な弁座部材と、弁座部材を復動方向に付勢する弁座付勢手段と、弁座部材の復動方向への移動を所定位置で制止する弁座ストッパ手段とを備え、
   流量調節弁は、モータの出力軸の正転及び逆転により運動変換機構を介して往動方向及び復動方向に駆動される操作ロッドに連結された調節弁用の弁体と、弁座部材に形成された復動方向を向く調節弁用の弁座とを備え、調節弁用の弁体は、調節弁用の弁座に当該弁座に開設した弁孔を閉塞するようにして着座可能な主弁体部と、主弁体部から往動方向に突出して弁孔に挿入可能なニードル状の副弁体部と、流量調節弁の上流側と下流側を常時連通するバイパス通路とを有し、
   電磁安全弁は、弁座部材に形成した往動方向を向く安全弁用の弁座と、安全弁用の弁座に着座可能な安全弁用の弁体と、安全弁用の弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結される吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを備え、
   バーナの点火操作時に、操作ロッドの往動方向への移動により調節弁用の弁体の主弁体部を調節弁用の弁座に着座させた状態で弁座部材を往動方向に移動させ、弁座部材を介して安全弁用の弁体を吸着片が電磁石に当接する開弁位置まで往動方向に移動させた状態で電磁石に通電して安全弁用の弁体を開弁位置に吸着保持した後、操作ロッドの復動方向への移動で調節弁用の弁体に追従して弁座部材を復動方向に移動させ、安全弁用の弁座を開弁位置に吸着保持される安全弁用の弁体から離隔させて電磁安全弁を開弁させ、バーナの消火操作時に、電磁石への通電停止で安全弁用の弁体を安全弁用の弁座に着座させて電磁安全弁を閉弁させて、流量調節弁へのガス供給を停止するものにおいて、
   バーナの消火操作時又はガス器具の電源オフ操作時に、調節弁用の弁体を調節弁用の弁座から主弁体部が離れる位置に移動させて、次の点火操作が行われるまでこの位置に待機させることを特徴とするガス弁装置。

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