JPS6134027B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、磁力バランス作用下に保持された
磁性体を揺動もしくは外部からの磁力偏位作用に
よつて変位させる磁力応動素子を応用した弁装置
に関するものである。

従来より、ガス供給配管等に使用する弁装置と
して、地震等に際して生ガスの漏出やこれによる
二次災害の発生を防止する安全弁が種々提案され
ているが、いずれも複雑な機構を有すると共に高
価であり、動作的にも信頼性に難点があり満足し
得るものはなかつた。

一般に、この種の安全弁としては、地震等の災
害時において迅速かつ確実に感応して閉弁動作を
行うと共に閉弁動作後のリセツト時に弁の下流側
における生ガス等の漏出に際してリセツトされな
いように動作し、簡単な構成で信頼性の高いもの
が要求される。

そこで、本発明者等は、前述した従来の安全弁
の問題点を全て克服すべく種々検討並びに試作を
重ねた結果、環状磁石の中心部に円筒磁石を所定
の磁力バランス作用下に保持させ、前記円筒磁石
に対し外部から磁性体による磁力の影響を及ぼす
ことによつて、環状磁石によつて保持された円筒
磁石の磁力バランスを崩して円筒磁石を変位させ
ることができる磁力応動素子の開発に成功した。
そして、このように構成される磁力応動素子にお
いて、前記円筒磁石の遊動を弁体に応用して閉弁
動作するよう構成すれば、地震等に際して迅速か
つ確実に作動する弁装置を容易に得ることができ
ることを突き止めた。また、前記弁体は円筒磁石
に対し磁気継手を介して結合することにより、閉
弁動作後において弁下流側が開放状態にある場合
に弁体のリセツトを不可能にし、安全弁としての
機能も充分高め得ることを突き止めた。

従つて、本発明の目的は、構造が極めて簡単で
動作が確実であり、感震動作等による閉弁動作を
迅速に行い得ると共にリセツト操作時における弁
下流側の開放等に対し安全動作を確実に達成でき
る磁力応動素子を応用した弁装置を提供するにあ
る。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、支持体に固定した環状磁石の中心部に該環状
磁石に対し下方への反撥磁力が強力に作用するよ
う遊動磁石を挿通配置し、この遊動磁石の上方に
環状磁石との磁力バランス下に吸引作用する磁性
体を離間配置し、前記磁性体の偏位により環状磁
石と遊動磁石との磁力バランス作用が失われて遊
動磁石を下方へ反撥移動させるよう構成した磁力
応動素子を構成し、前記遊動磁石を弁操作杆の一
端部に設けると共にこの弁操作杆の下端部に磁気
継手を構成する磁石を取付け、前記磁気継手を構
成する磁石を収納した突起部を弁ケーシング内に
突設し、この突起部の外周に磁気継手を構成する
環状磁石を備えた弁体を摺動自在に囲繞配置する
ことを特徴とする。

前記の弁装置において、磁力応動素子を構成す
る磁性体は可動磁石または固定電磁石で構成する
ことができる。この場合、遊動磁石は、環状磁石
に対し上方への反撥磁力が強力に作用するよう位
置決めし、可動磁石または固定電磁石と遊動磁石
との磁力反撥作用下に遊動磁石と環状磁石との磁
力バランスを失わせるよう構成すれば好適であ
る。

また、前記弁装置において、弁操作杆の一部に
外部操作可能なリセツト操作杆を固着すれば好適
である。この場合、リセツト操作杆は、セツト状
態およびリセツト状態を確認するインジケータと
して作用させることができる。

さらに、弁体の下端部にシール部材を設け、こ
の弁体を流体吐出路と連通する開口部を形成する
弁座に当接するよう構成すれば好適である。

さらにまた、弁ケーシングの一部に流体供給路
と流体吐出路とを連通するバイパス路を設け、こ
のバイパス路に常時閉弁動作するパイロツト操作
弁を設ければ好適である。

また、磁気継手の吸引磁力は、遊動磁石を上方
に吸引保持する磁力より大きく設定すれば好適で
ある。

次に、本発明に係る磁力応動素子を応用した弁
装置の実施例につき添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

第１図は、本発明弁装置に使用する磁力応動素
子の原理図を示す。第１図において、参照符号１
０は環状に構成した磁石を示し、この磁石１０は
中心孔１２を有する支持体１４にその中心孔１２
と同心的に固定する。このように構成配置した固
定磁石１０の内周部には非磁性材料からなる中空
筒体１６を装着する。この場合、中空筒体１６の
軸方向長さＬは、例えば固定磁石１０の軸方向長
さｌの約２倍に設定し、前記固定磁石１０の上下
両開口端よりそれぞれ中空筒体１６が突出するよ
うに構成する。また、固定磁石１０の上側面には
非磁性材料からなる環状のスペーサ１８を載置す
ると共にこのスペーサ１８の上端面と中空筒体１
６の上端面とを同一平面上に位置決めして、これ
らスペーサ１８と中空筒体１６とをキヤツプ体２
０で蓋被する。なお、このキヤツプ体２０は前記
支持体１４に着脱自在に被着する。そして、この
ようにキヤツプ体２０で閉塞された中空筒体１６
の内部には、円筒状に構成した磁石２２を上下方
向に遊動可能に収納すると共にキヤツプ体２０の
上側面に前記遊動磁石２２と対向させて磁性体２
４を移動可能に配置する。この場合、前記遊動磁
石２２は、その軸長を前記中空筒体１６と同様に
固定磁石１０の軸方向長さｌの約２倍に設定し、
しかも上下端部の極性は、図示のように固定磁石
１０の上下端部の極性と反撥するよう同極性に保
持する。また、キヤツプ体２０の上側面に磁性体
２４が存在しない条件下において遊動磁石２２の
上端部がキヤツプ体２０の下側面に当接した状態
では、前記遊動磁石２２に対し上端部における反
撥磁力が強く作用して遊動磁石２２が下方へ移動
するようにし、一方キヤツプ体２０の上端面に遊
動磁石２２の軸心Ａと一致させて磁性体２４を配
置した場合には、前記遊動磁石２２と磁性体２４
との吸引磁力が強く作用して遊動磁石２２がキヤ
ツプ体２０の下側面に当接保持されるよう構成す
る。このような磁力バランス関係は、前記キヤツ
プ体２０の下側面と固定磁石１０の上端面との距
離t₁と、キヤツプ体２０の上側面と固定磁石１０
の上端面との距離t₂とを適宜調整することにより
容易に設定することができる。

このように構成された磁力応動素子は、キヤツ
プ体２０の上側面中心線Ａ上に載置した磁性体２
４を、横方向に移動させたり、上方に移動させた
り、転倒させることにより、遊動磁石２２との磁
力吸引作用を失わせると共に遊動磁石２２と固定
磁石１０との磁力バランス作用が失われて、遊動
磁石２２は直ちに下方へ移動する。この場合、遊
動磁石２２は、固定磁石１０との磁力バランスが
作用する位置まで変位させることができる。

そこで、例えば、第２図に示すように、キヤツ
プ体２０の上側面に磁性球体２６を載置すれば、
磁性球体２６が中心線Ａ上に位置する場合、磁性
球体２６と遊動磁石２２とは所定の磁力吸引作用
下に安定に保持される。ところが、支持体１４に
水平振動が与えられると、磁性球体２６は、Ｆ＝
ma＝ｍ・ｄｖ／ｄｔの法則に従い、加速度ａの程度によ り吸引力に抗して中心点Ａより変位し、この結果
遊動磁石２２との磁力吸引作用が失われ、前記と
同様に遊動磁石２２を下方へ変位させる。従つ
て、このように構成した磁力応動素子は、感震素
子として有効に利用することができる。

第３図は、磁力応動素子の別の実施例を示すも
ので、キヤツプ体２０の上側部に磁性体２４等を
載置しない状態において、遊動磁石２２がキヤツ
プ体２０の下側面に当接した際遊動磁石２２と固
定磁石１０との下端部における反撥磁力が強く作
用して遊動磁石２２が安定に保持されるように構
成したものである。このように構成した場合、キ
ヤツプ体２０の上側面より遊動磁石２２に対し相
互に反撥磁力が作用するように作動磁石２８を接
近させることにより、遊動磁石２２と固定磁石１
０との磁力バランス作用を失わせて、遊動磁石２
２を下方へ変位させることができる。この場合、
作動磁石２８として電磁石を使用し、この電磁石
をキヤツプ体２０の上側面中心線Ａ上に位置さ
せ、適宜付勢するよう構成しても前記と同様の作
用効果を期待することができる。

さらに、前述した磁力応動素子の各実施例にお
いて、同一構成からなる複数の固定磁石１０を適
宜非磁性材料からなるスペーサを介して軸方向に
夫々反撥磁力が作用するよう重ね合せることによ
り、遊動磁石２２の変位量（ストローク）を長く
設定することが可能となる。

次に、前述した構成からなる磁力応動素子を応
用した弁装置の実施例につき説明する。すなわ
ち、第５図において、参照符号３０は弁ケーシン
グを示し、この弁ケーシング３０の中央部に開口
した弁室３２に対向して磁力応動素子３４の支持
体１４を気密に装着する。この場合、支持体１４
は、下側面に中心孔１２を下方へ若干延在させる
ための突起部３６を設けてその先端部を密閉する
と共に突起部３６を前記弁室３２内に装入配置す
る。この場合、前記支持体１４の中心孔１２内に
は弁操作杆３８を上下動可能に挿入し、この弁操
作杆３８の上端部に遊動磁石２２を固着すると共
に下端部に磁気継手４０を構成する一方の磁石４
０ａを固着する。このように構成した支持体１４
の突起部３６には、これを囲繞するように磁気継
手４０の他方の磁石４０ｂを備える弁体４２を摺
動自在に装着する。弁ケーシング３０は、流体供
給路４４と流体吐出路４６を備えており、前記弁
体４２の先端部を前記流体吐出路４６と連通する
開口部に形成した弁座４８に着座するよう構成す
る。なお、弁体４２の弁座４８と当接する部分に
は適宜Ｏリング等のシール部材５０を設ける。

なお、本実施例に係る弁装置において、磁力応
動素子３４は、支持体１４の中心孔１２内に設け
た弁操作杆３８をリセツトするため、支持体１４
の一側部に縦溝孔５４を穿設し、この縦溝孔５４
を介して一端部を前記弁操作杆３８の一部に固着
したリセツト操作杆５６を設ける。また、支持体
１４の外周部には、防塵用として、あるいはキヤ
ツプ体２０の上側面に載置した磁性球体２６が転
動して紛失しないよう、適宜カバー５８を設けれ
ば好適である。

さらに、弁ケーシング３０の一部には、流体供
給路４４と流体吐出路４６とを直接連通するバイ
パス路６０を穿設し、このバイパス路６０に、例
えば常時閉弁動作し外部操作可能なパイロツト操
作弁６２を設ける。なお、パイロツト操作弁６２
に限らず、バイパス路６０を開閉し得る手段を適
宜採用できることは勿論である。

次に、このように構成した本発明に係る弁装置
の作用について説明する。

まず、弁装置がリセツト状態にある場合は、第
５図に示すように、磁性球体２６と遊動磁石２２
とは吸引関係にあり、弁操作杆３８は上方に保持
されると共に弁体４２も磁気継手４０の作用下に
上方に保持され、流体供給路４４と流体吐出路４
６とは連通状態となる。

次いで、地震等が発生した際には、磁力応動素
子３４の磁性球体２６が揺動変位する。この結
果、磁力応動素子３４は、前述したように遊動磁
石２２の磁力バランス作用が失われて弁操作杆３
８を下方へ移動する。従つて、この弁操作杆３８
の下動に伴つて、弁体４２は磁気継手４０を介し
て下方に移動して弁座４８に着座し、流体供給路
４４と流体吐出路４６とを遮断する。このよう
に、本発明弁装置によれば、磁力応動素子３４が
鋭敏な感震動作を行い、迅速かつ確実に流路の遮
断を達成することができる。

このようにして、弁体４２が感震動作して流路
の遮断が行われた後、弁体４２をリセツトするに
は、磁性球体２６を所定位置決めした後、リセツ
ト操作杆５６を介して弁操作杆３８を上動するこ
とにより達成することができる。しかしながら、
この場合、流体吐出路４６側の流路系が大気解放
されていると、閉弁時において流体供給路４４と
流体吐出路４６との間には圧力差を生じ、弁操作
杆３８を上動しても弁体４２は磁気継手４０の吸
引力に抗して上動し得なくなる。この場合、磁気
継手４０の吸引磁力を遊動磁石２２と磁性球体２
６との吸引磁力より大きく設定しておくことによ
り、弁操作杆３８を上動させても直ちに下動して
安全機能を高めることができる。このように、本
発明弁装置においては、感震動作後において、流
体吐出路側が開放状態の場合にリセツト操作でき
ないよう構成されているため、ガス等の漏出を未
然に防止して２次的災害の発生を確実に阻止する
ことができる。この場合、前記弁操作杆３８に固
定したリセツト操作杆５６は、セツト状態および
リセツト状態を判別するインジケータとして作用
させることができる。

そこで、本発明弁装置において、安全にリセツ
ト操作する場合には、予め流体吐出路側の流路系
を閉塞した後、パイロツト操作弁６２を開放操作
し、流体供給路４４の流体をバイパス路６０を介
して流体吐出路４６に流入させることにより、流
体吐出路側の流路系が確実に閉塞されていれば、
流体供給路４４と流体吐出路４６との圧力が同圧
となり、前述したような弁体４２のリセツト操作
が実現できる。

前述した実施例から明らかなように、本発明弁
装置によれば、無電源で確実に感震動作する安全
性および信頼性に優れた流体遮断用弁装置を提供
することができる。

また、本発明弁装置に使用する磁力応動素子に
おいて、作動部材としての磁性体を適宜選択する
ことにより、感震動作は勿論のこと、その他種々
の目的に合致した制御弁装置を構成することがで
きる。

さらに、本発明に係る弁装置は、構造が簡単で
あり、従来の弁構造体と略同一の外形寸法に構成
することができるため、製造並びに取扱いが容易
である等多くの優れた利点を有する。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る弁装置に使用する磁力応
動素子の原理説明図、第２図は磁力応動素子の具
体的一実施例を示す説明図、第３図は磁力応動素
子の別の実施例を示す説明図、第４図は磁力応動
素子の変形例を示す説明図、第５図は磁力応動素
子を応用した弁装置の一実施例を示す断面図であ
る。 １０……固定磁石、１２……中心孔、１４……
支持体、１６……中空筒体、１８……スペーサ、
２０……キヤツプ体、２２……遊動磁石、２４…
…磁性体、２６……磁性球体、２８……作動磁
石、３０……弁ケーシング、３２……弁室、３４
……磁力応動素子、３６……突起部、３８……弁
操作杆、４０……磁気継手、４２……弁体、４４
……硫体供給路、４６……流体吐出路、４８……
弁座、５０……シール部材、５４……縦溝孔、５
６……リセツト操作杆、５８……カバー、６０…
…バイパス路、６２……パイロツト操作弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体に固定した環状磁石の中心部に該環状
   磁石に対し下方への反撥磁力が強力に作用するよ
   う遊動磁石を挿通配置し、この遊動磁石の上方に
   環状磁石との磁力バランス下に吸引作用する磁性
   体を離間配置し、前記磁性体の偏位により環状磁
   石と遊動磁石との磁力バランス作用が失われて遊
   動磁石を下方へ反撥移動させるよう構成した磁力
   応動素子を構成し、前記遊動磁石を弁操作杆の一
   端部に設けると共にこの弁操作杆の下端部に磁気
   継手を構成する磁石を取付け、前記磁気継手を構
   成する磁石を収納した突起部を弁ケーシング内に
   突設し、この突起部の外周に磁気継手を構成する
   環状磁石を備えた弁体を摺動自在に囲繞配置する
   ことを特徴とする磁力応動素子を応用した弁装
   置。 ２ 磁力応動素子を構成する磁性体は可動磁石ま
   たは固定電磁石で構成してなる特許請求の範囲第
   １項記載の弁装置。 ３ 磁力応動素子を構成する遊動磁石は、環状磁
   石に対し上方への反撥磁力が強力に作用するよう
   位置決めし、可動磁石または固定電磁石と遊動磁
   石との磁力反撥作用下に遊動磁石と環状磁石との
   磁力バランスを失わせるよう構成してなる特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の弁装置。 ４ 弁操作杆の一部に外部操作可能なリセツト操
   作杆を固着してなる特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の弁装置。 ５ リセツト操作杆をセツト状態およびリセツト
   状態を確認するインジケータとして構成してなる
   特許請求の範囲第４項記載の弁装置。 ６ 弁体の下端部にシール部材を設け、この弁体
   吐出路と連通する開口部を形成する弁座に当接す
   るよう構成してなる特許請求の範囲第１項乃至第
   ５項のいずれかに記載の弁装置。 ７ 弁ケーシングの一部に流体供給路と流体吐出
   路とを連通する開閉自在なバイパス路を設けてな
   る特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに
   記載の弁装置。 ８ 磁気継手の吸引磁力は遊動磁石を上方に吸引
   保持する磁力より大きく設定してなる特許請求の
   範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の弁装
   置。