JPS6118073B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス燃焼器具の制御に用いられる
ガス器具用電磁弁に係わるものである。

給湯器や温水器などの燃焼器具に用いられるガ
ス器具用電磁弁としてはその性格上次の諸項目が
要求されている。

燃料が気体であるために大きな流量が望ま
れ、大径の弁となる。

大径の弁となるため、その閉弁圧着力は大き
な力を要するとともに、径に比して大きな開度
ストロークを望まれる。

燃焼器具であるから誤動作は絶対に許され
ず、特に、閉弁の確実性は信頼性の高いもので
なければならない。

従来、これらの条件をすべて満足するための弁
の駆動側の条件が難しいため、巨大な電磁装置お
よびそれに伴い大きな消費電力を要するのを常と
していた。また、電磁装置および消費電力の巨大
化を回避するために、閉弁圧着力あるいは開弁ス
トロークを犠牲にし、弁機構まわりの部分品を高
精度な加工に頼つて所定の性能を満足させようと
した製品もあるが、本質的な解決策でないので高
価となるものであつた。他方、燃料ガス体の圧力
を利用して開弁力に寄与させようとした「パイロ
ツト式」あるいは「ガス圧サーボ式」と呼ばれる
方式の製品もあるが、ダイヤフラムなどの部品が
多くなるので複雑で高価となり、しかもその耐久
性は必ずしも満足すべきものではなかつた。

この発明はガス器具用電磁弁に要求される上記
諸項目を考慮し、従来品の難点を検討し、新規な
構成によつて、確実で大きな閉弁圧着力が得られ
ながら消費電力が小さくて大きな開弁の駆動力が
得られ、開弁および閉弁の動作の信頼性の高いガ
ス器具用電磁弁を提供することを目的とするもの
である。

以下に図面を用いて具体的に説明する。

第１図はこの発明の基本的構成を示すもので、
筐体１０にはガスの流入口１１と流出口１２とが
設けられている。筐体１０内には先端に弁体２２
が設けられた可動軸２０が納装され、同じく筐体
１０内に納装されて間隔を保つて対向した界磁３
０と接極子３２との間に、界磁３０の後端に一方
の極が接し、接極子３２の後端に他方の極が接す
るように永久磁石３１が直列に挿入され、可動軸
２０の中程の適宜の位置で界磁３０の前端位置を
支点２１とし、可動軸２０は後方部分が界磁３０
と接極子３２との間隔の回転許容範囲内を揺動自
在とされている。可動軸２０の後方部分には、通
電によつて永久磁石３１の磁束と逆方向の磁束を
生じるコイル４０が巻装され、該コイル４０に筐
体１０外にてスイツチ４１および直流電源４２が
直列接続されている。弁体２２の背面には補助ス
プリング２３が設けられ、弁体２２は補助スプリ
ング２３の弾発力により常時閉弁方向に付勢され
ている。

次にこの発明のガス器具用電磁弁の動作につい
て説明する。

スイツチ４１が開成されていてコイル４０には
通電されていないものとすれば、永久磁石３１に
より生じる磁束は、可動軸２０の後端が接極子３
２に当接する状態で、可動軸２０の後半部分・界
磁３０・永久磁石３１・接極子３２を周回する磁
気回路のレラクタンスが最小となるので最大磁束
となり、したがつて可動軸２０は安定位置とな
り、この時弁体２２が流出口１２を閉塞して電磁
弁は閉弁状態となつている。

次に、スイツチ４１を閉じてコイル４０に直流
電源４２より通電すると、可動軸２０は永久磁石
３１と反対の極性に磁化されるので接極子３２と
可動軸２０の後端とは同極性となり反発し、補助
スプリング２３に抗して可動軸２０の後端が界磁
３０の方向（図中点線）へ向つて可動軸２０は揺
動し、弁体２２は流出口１２を開成する。可動軸
２０の後端が界磁３０に当接すると、可動軸２０
の後半部分・界磁３０の前方部分を周回する磁気
回路が閉路し、これに鎖交して起磁力を生じるコ
イル４０の磁束により可動軸２０は安定して保持
され、電磁弁は開弁状態となる。

次に、スイツチ４１を開いてコイル４０への通
電を停止すると、コイル４０の起磁力は消磁して
可動軸２０の後半部分と界磁３０の前方部分との
磁気回路内に何ら起磁力を持たず、したがつて弁
体２２の背面に設けた補助スプリング２３の弾発
力により、可動軸２０の後端が接極子３２へ向う
方向へ可動軸２０は揺動し、同時に、永久磁石３
１により生じる磁束は界磁３０と接極子３２との
間隔を通じて回周し、磁束の増大する方向、すな
わち可動軸２０を接極子３２側へ吸引するので可
動軸２０へはかかる吸引力も加わり、可動軸２０
の後端が接極子３２に当接して再び安定し、電磁
弁は閉弁状態となる。

以上の構成のガス器具用電磁弁において、可動
軸２０の揺動のための力関係は、磁気回路の設計
条件により多少異なるが、大略第２図に示す特性
を有するように設計される。

第２図はこの発明の電磁弁の開弁時に可動軸２
０に働く力と開弁ストロークとの関係を示すもの
で、縦軸に可動軸２０に働く力を示し、横軸に、
可動軸２０の後端が接極子３２に当接した位置を
始点として図中左端とし、可動軸２０の後端が界
磁３０に当接した位置を終点として図中右端とし
た開弁ストロークを示したもので、直線Ａは補助
スプリング２３が可動軸２０を閉弁方向に付勢す
る力で、始点での閉弁圧着力をFAとすれば、終
点での閉弁力はFAよりバネ定数とストロークの
積だけ大きい力FA′となる。ここで前述のように
コイル４０に通電していない状態では永久磁石３
１の吸着力により可動軸２０は閉弁状態で安定で
あるからFAは従来のスプリング形式の電磁弁に
比較して小さな値とすることができる。曲線Ｂは
コイル４０に通電した場合に前述のように永久磁
石の磁束とコイル４０の磁束が反対であるために
可動軸２０に働く開弁方向の反発力で、曲線Ｃは
同じく前述したコイル４０の起磁力により可動軸
２０の後半部分と界磁３０の前方部分との間に働
く吸引力によつて可動軸２０に働く開弁力で、曲
線Ｂと曲線Ｃの和である曲線Ｄが可動軸２０に働
く開弁力となり、始点ではFDの如く大きな値で
あり、開弁後急激に減小するが終点では再び
FD′の如く大きな値となる。Ｄ曲線とＡ曲線とを
比較すると、始点ではFD≫FAであるから開弁動
作が確実に行なわれ、ストローク中間ではその差
が縮少する位置もあるがこの部分は慣性で飛び越
えるので問題はなく、終点ではED′≫FA′となる
ので開弁保持が確実に行なわれる。

この発明の特徴的な効果は次の諸点である。

閉弁状態では補助スプリング２３の閉弁圧着力
に永久磁石３１の磁束よる閉弁力も加わるので巨
大な閉弁圧着力が得られ、ガスの洩れ事故が生ず
る危険を完全に防止することができるとともに、
開弁動作においては、永久磁石３１の磁束とこれ
に反対方向のコイル４０の磁束との反発力により
巨大な開弁力が得られ、閉弁と開弁との確実性を
同時に保証することができるものである。

また、上述のようにコイル４０の起磁力と永久
磁石３１の起磁力との反発作用を利用するもので
あるから、従来のように電磁力による吸着力のみ
に依存する形式の電磁弁に比較して小容量小電力
の電磁装置で駆動し得るものである。

また、従来品のように直線的なストロークによ
つて開閉動作を行なう電磁弁に対して、この発明
のガス器具用電磁弁は回転動作でこれを行なうも
のであるから弁体の開閉ストロークは設計によつ
て大きな値に設定することも許容され、大容量の
ガス器具にも対応することができるものである。

さらに、小消費電力でありながら大きな開閉弁
力が得られ、大なる駆動安全率を持つこの発明の
ガス器具用電磁弁の特性は、逆の見地から述べれ
ば、従来の電磁弁程度の信頼性で良いとすれば、
小型電池や、または炎検知発電器として広く用い
られている熱電対の熱起電力のものでも駆動可能
とするものであり、その用途は種々のものに応用
することができ、実用的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的構成を示す断面図、
第２図はこの発明の動作説明図で、可動軸２０に
働く力と開弁ストロークとの関係を示す図であ
る。 １……筐体、１１……流入口、１２……流出
口、２０……可動軸、２１……支点、２２……弁
体、２３……補助スプリング、３０……界磁、３
１……永久磁石、３２……接極子、４０……コイ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガスの流入口１１と流出口１２とを筐体１０
   に設け、筐体１０内に納装されて対向した界磁３
   ０と接極子３２との間に永久磁石３１を直列に挿
   入し、先端に弁体２２を設けた可動軸２０の中程
   の適宜位置で界磁３０の前端位置を支点２１と
   し、可動軸２０を後方部分が界磁３０と接極子３
   ２との間隔の回転許容範囲内を揺動自在とし、通
   電によつて永久磁石３１の磁束と逆方向の磁束を
   生じるコイル４０を可動軸２０の後方部分に巻装
   し、弁体２２を閉弁方向に付勢する補助スプリン
   グ２３を設けて構成したガス器具用電磁弁。