KR101970261B1

KR101970261B1 - 개폐 밸브

Info

Publication number: KR101970261B1
Application number: KR1020120086775A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 사토; 신고 다케하나; 히데유키 곤도; 유이치 하야시
Original assignee: 가부시키가이샤 미쿠니; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN102954273A; JP5888898B2; JP2013036559A; CN102954273B; KR20130018615A

Abstract

전자석을 움직이게 하여 밸브체를 개폐 이동시키는 개폐 밸브에 있어서, 전자석의 도선을 이동시키기 위한 스페이스를 불필요하게 하여, 도선의 배선 비용의 저감을 도모한다.
이 개폐 밸브는, 유로의 개구부를 가지는 케이싱(10)과, 개구부를 개폐하는 밸브체(50)와, 이 밸브체(50)에 연결된 아마추어(50)와, 전자력에 의해 아마추어(50)를 흡착하는 흡착면(41a)을 가지는 코어(41)와, 코어(41)를 여자하기 위한 전자 코일(42)과, 코어(41)를 아마추어(50) 쪽으로 진퇴 이동시키는 구동 수단(20)을 구비하고 있다. 전자 코일(42)은, 고정적으로 설치되어 있음과 함께 중앙에 관통 구멍을 가지고, 코어(41)는, 전자 코일(42)의 관통 구멍에 통과되어서 아마추어(51) 쪽으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

Description

개폐 밸브{OPENING AND CLOSING VALVE}

본 발명은, 가스 관로 등의 유로를 개폐하는 개폐 밸브에 관한 것이다.

이전부터, 통상 시에 전기적인 제어에 의해 가스 관로의 개폐를 행하고, 또한, 정전 시 등의 이상 시에 가스 관로를 안전하게 닫을 수 있는 모터 안전 밸브가 개발되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조). 이와 같은 안전 밸브는, 일반적으로, 유로를 개폐하는 밸브체와, 유로를 닫는 방향으로 밸브체를 가압하는 스프링과, 밸브체에 연결된 아마추어(가동 자성체)와, 이 아마추어를 흡착 가능한 전자석과, 이 전자석을 진퇴 구동하는 모터를 구비하고 있다. 그리고, 전자석이 아마추어를 흡착함으로써 유로가 열리고, 모터의 구동에 의해 밸브체의 위치가 제어되어 유로의 개도가 조정된다. 또한, 정전 시 등의 이상 시에는, 전자석에 의한 아마추어의 흡착이 해제되어 밸브체에 의해 유로가 닫힌다.

일본 실용신안 공개 소63-126684호 공보 일본 특허 제4420630호 공보

상기 종래의 모터 안전 밸브는, 모터의 구동에 의해 전자석이 이동하는 구조로 되어 있다. 그 때문에, 전자석의 도선도 이 이동에 추종하여 걸리지 않고 변위할 수 있도록 해야 한다. 즉, 도선이 원활하게 이동할 수 있는 스페이스를 확보해야 하기 때문에, 개폐 밸브의 체적이 그만큼 커진다는 과제나, 도선을 배치하여 설치하는 작업의 난도가 증가하여 도선의 배선 비용이 증가한다는 과제가 생긴다.

또한, 상기 종래의 모터 안전 밸브에 있어서는, 일반적으로, 전자석의 유지 부재를 케이싱의 슬라이딩 가이드를 따라 슬라이딩하게 하여, 전자석이 일정한 경로로 이동하도록 지지된다. 이 슬라이딩 부분에는 마모분(磨耗粉)이 생긴다. 그 때문에 이 슬라이딩 부분으로부터 전자석과 아마추어의 흡착면까지 아무런 가로막힘 없이 공간이 연결되어 있으면, 다음과 같은 과제가 생긴다. 즉, 아마추어가 전자석으로부터 이탈될 때, 그 이탈 진동에 의해, 마모분이 아마추어의 흡착면에 떨어져서, 그 후의 아마추어의 흡착 특성을 열화시킨다는 과제이다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 전자석의 도선을 이동시키기 위한 스페이스가 불필요하여, 도선의 배선 비용의 저감을 도모할 수 있는 개폐 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 유로의 개구부를 가지는 케이싱과, 상기 개구부를 개폐하는 밸브체와, 이 밸브체에 연결된 아마추어와, 전자력에 의해 상기 아마추어를 흡착하는 흡착면을 가지는 코어와, 상기 코어를 여자하기 위한 전자 코일과, 상기 코어를 상기 아마추어 쪽으로 진퇴 이동시키는 구동 수단을 구비한 개폐 밸브에 있어서, 상기 전자 코일은, 고정적으로 설치되어 있음과 함께 중앙에 관통 구멍을 가지고, 상기 코어는, 상기 전자 코일의 상기 관통 구멍에 통과되어서 상기 아마추어 쪽으로 이동 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 청구항 1에 기재된 발명에 있어서는, 전자석의 전자 코일이 고정된 채, 전자석의 코어가 아마추어 쪽으로 진퇴 이동하여, 아마추어를 흡착하고, 또한, 아마추어의 위치를 변화시킨다. 따라서, 전자 코일의 도선을 이동시키는 스페이스의 확보가 필요 없게 된다. 또한, 전자 코일의 도선 배선 작업도 용이하게 되어, 배선 비용의 저감을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서, 상기 코어와 상기 전자 코일의 상기 관통 구멍 사이에는 간극이 형성되고, 상기 코어 또는 당해 코어를 유지하는 유지 부재를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이딩 가이드가, 상기 코어의 상기 흡착면의 반대 측에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 청구항 2에 기재된 발명에 있어서는, 전자석의 코어는, 전자 코일과 서로 스치지 않고, 슬라이딩 가이드의 슬라이딩 지지에 의해 일정한 경로로 진퇴 이동하게 된다. 따라서, 이 코어의 진퇴 이동에 수반하여 마모분이 발생해도, 이 마찰분은 전자 코일의 부분이 아니라, 슬라이딩 가이드의 부분에 생기게 된다. 그리고, 이 슬라이딩 가이드가, 코어의 흡착면의 반대 측으로 벌어져서 설치되어 있기 때문에, 아마추어의 이탈 진동에 의해 마모분이 아마추어의 흡착면으로 떨어지는 것을 적게 할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 코어 또는 당해 코어를 유지하는 상기 유지 부재는, 상기 슬라이딩 가이드를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부위와, 상기 슬라이딩 부위보다 상기 흡착면 측에 설치된 돌출 부위를 가지고, 상기 돌출 부위의 폭이 상기 슬라이딩 부위의 폭보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 청구항 3에 기재된 발명에 있어서는, 슬라이딩 가이드의 부분으로부터 아마추어의 흡착면까지 통하는 공간의 도중에, 상기의 돌출 부위가 가로막게 된다. 따라서, 슬라이딩 가이드의 부분에 생긴 마모분이 아마추어의 이탈 진동에 의해 아마추어의 흡착면으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 밸브체에 연결된 아마추어를 전자석에 의해 흡착하고, 이 흡착한 아마추어를 진퇴 이동시켜서 유로의 개도를 조정할 수 있다. 또한, 전자석의 전자 코일이 고정되기 때문에, 전자 코일의 도선의 이동 스페이스를 불필요로 할 수 있고, 또한, 도선의 배선 작업이 용이하게 되고, 배선 비용의 저감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브로서, 종단면도이다.
도 2는 이 모터 안전 밸브에 있어서의 밸브 흡착 시를 나타낸 종단면도이다.
도 3은 이 모터 안전 밸브에 있어서의 밸브 전개 시를 나타낸 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브(개폐 밸브)를 나타내고 있다. 이 모터 안전 밸브는, 전기적인 제어에 의해 개도가 조정 가능한 상태에서 가스의 유로(11, 12)를 개폐함과 함께, 정전 시 등의 이상 시에 가스의 유로(11, 12)를 자동적으로 닫을 수 있는 것이다.

이 모터 안전 밸브는, 유로(11, 12)가 형성된 케이싱(10)과, 각 부품이 장착되고 상기의 케이싱(10)에 밀폐적으로 감합(嵌合)되는 덮개재(30)와, 유로(11)의 개구부에 설치된 밸브 시트(13)에 접촉 또는 이간하여 이 개구부를 개폐하는 밸브체(50)와, 밸브 축(52)을 통하여 밸브체(50)와 연결된 아마추어(51)와, 밸브체(50)를 밸브 시트(13) 측으로 가압하는 스프링(54)과, 아마추어(51)를 흡착 가능한 전자석(40)과, 이 전자석(40)의 코어(41)를 아마추어(51) 쪽으로 진퇴 이동시키는 구동 수단으로서의 모터(예를 들면, 시일 부하가 생기지 않는 캔드 모터)(20) 등을 구비하고 있다.

덮개재(30)에는, 각 부품을 지지하기 위한 프레임 부재(33, 34)가 고정적으로 설치되고, 일방의 프레임 부재(34)에 밸브 축(52)을 일정 경로로 진퇴 이동시키는 슬라이딩 가이드(36)가 설치되며, 타방의 프레임 부재(33)에 후술하는 전자 코일(42)이 고정되어 있다.

전자석(40)은, 전자력을 발생시키는 전자 코일(42)과, 전자 코일(42)에 의해 발생되는 자속(磁束)을 통하여 전자력을 발생시키는 코어(41)를 구비하고 있다. 전자 코일(42)은, 중앙에 관통 구멍을 가지는 통 형상의 보빈에 도선을 권회하여 이루어지고, 고정적인 프레임 부재(33)에 고착되어 있다. 전자 코일(42)의 도선은 리드선(43)을 통하여 외부의 제어 회로(101)에 접속되어 있다.

코어(41)는, 자성체로 이루어지고, 예를 들면, U자 형상으로, 일부가 전자 코일(42)의 보빈 관통 구멍에 통과되고 있다. 코어(41)는, 아마추어(51) 측의 단면이 흡착면(41a)로서 설정되고, 전자력이 발생된 경우에 아마추어(51)의 단면(피흡착면)(51a)을 흡착한다. 코어(41)와 전자 코일(42)의 관통 구멍 사이에는 간극이 형성되고, 코어(41)가 아마추어(51) 쪽으로 진퇴 이동할 때에 양자가 접촉하지 않도록 되어 있다. 이 코어(41)는 흡착면(41a)의 반대 측의 부위가 유지 부재(45)에 유지되어 있다.

유지 부재(45)는, 나사산을 가진 직선 형상의 축부(45a)와, 이 축부(45a)보다 폭이 넓게 돌출되어 형성된 돌출부(45b)를 가지고 있다. 돌출부(45b)는, 축부(45a)의 전체 둘레 방향에 대하여 축부(45a)보다 폭이 넓게 형성되어 있다. 축부(45a)는, 코어(41)의 흡착면(41a)의 반대 측에 배치되고, 돌출부(45b)는, 축부(45a)로부터 코어(41)의 흡착면(41a)으로 통하는 경로의 도중에 배치되어 있다.

덮개재(30)에는, 유지 부재(45)의 축부(45a)를 슬라이딩시켜서 아마추어(51) 쪽으로 진퇴 이동 가능하게 지지하는 슬라이딩 가이드(32)가 설치되어 있다. 축부(45a)는, 이 슬라이딩 가이드(32)로 진퇴 이동 가능하고, 또한, 회전이 억제 되도록 지지된다. 또, 축부(45a)의 나사산에는, 수나사가 형성된 모터(20)의 회전축(21)이 나사 결합되어 있다. 이러한 구성에 의해, 모터(20)가 회전 구동함으로써 유지 부재(45)가 슬라이딩 가이드(32)를 따라 슬라이딩하고, 코어(41)가 아마추어(51) 쪽으로 진퇴 이동하게 되어 있다.

도 2는, 본 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브의 밸브 흡착 시를 나타낸 종단면도, 도 3은, 이 모터 안전 밸브의 밸브 전개(全開) 시를 나타낸 종단면도이다. 상기한 바와 같이 구성된 모터 안전 밸브에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터(20)의 구동에 의해 전자석(40)의 코어(41)가 아마추어(51)와 접촉하는 위치까지 강하한 상태로, 전자 코일(42)에 전류가 흘려 보내진다. 그것에 의해, 코어(41)에 아마추어(51)가 흡착된다. 이때, U자 형상의 코어(41)와 아마추어(51)에 의해 닫힌 자기 회로가 형성되기 때문에, 자속의 누설이 적어져서 효율적이고 강한 흡착력이 얻어지고 있다.

그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 상태에서 모터(20)가 구동하여 전자석(40)의 코어(41)가 상승함으로써, 밸브체(50)가 밸브 시트(13)로부터 이간하여 유로(11)가 열린다. 도 3은, 유로(11)의 전개 시를 나타내고 있지만, 모터(20)의 구동량의 제어에 의해 밸브체(50)와 밸브 시트(13)의 거리(개도)가 임의로 조정 가능하게 되어 있다.

본 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브에 있어서는, 상기와 같이, 아마추어(51)를 이동시킬 때, 전자석(40)의 전자 코일(42)이 고정된 채, 코어(41)가 이동하도록 구성되어 있다. 따라서, 전자석(40)의 리드선(43)이 변위하지 않고, 그 이동 스페이스의 확보가 불필요하게 되며, 또한, 리드선(43)의 배선 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또, 아마추어(51)를 이동시킬 때, 전자 코일(42)을 이동시킬 필요가 없기 때문에, 모터(20)의 부하가 그만큼 저감하여 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.

또, 본 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브에 있어서는, 유로가 열려 있는 상태에서 정전 등의 이상이 발생하면, 전자석(40)에 흐르는 전류가 정지하여 그 전자력이 풀린다. 그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 코어(41)로부터 아마추어(51)가 이탈하여 스프링(54)의 가압력에 의해 밸브체(50)가 밸브 시트(13)에 눌려 유로가 안전하게 닫힌다.

이때, 일반적으로는, 코어(41)에는 밸브체(50)의 이탈 진동이 생기고, 슬라이딩 가이드(32)의 부분에 생겨 있었던 마모분이 흔들려 떨어지게 된다. 그러나, 본 실시 형태와 관련되는 모터 안전 밸브에 있어서는, 슬라이딩 가이드(32)가 아마추어(51)의 반대 측으로 벌어져서 설치되어 있고, 또한, 유지 부재(45)의 돌출부(45b)가 이들 사이의 공간을 가로막고 있음으로써, 이 마모분이 아마추어(51)에 떨어지는 것이 회피된다. 따라서, 그 후의 아마추어(51)의 흡착 작용에 악영향을 미치는 것이 회피된다.

또한, 상기 서술한 실시 형태에서는, 코어(41)를 이동시키는 구동 수단으로서 모터(20)를 나타내었지만, 솔레노이드 액추에이터 등 여러가지 구동 수단을 적용해도 된다. 또, 코어의 형상이나 전자 코일의 배치 등도 다양하게 변경 가능하다. 또, 코어의 유지 부재를 코어와 일체적인 구성으로 해도 된다. 또, 상기 실시 형태에서는, 가스의 유로를 개폐하는 모터 안전 밸브에 본 발명을 적용한 예를 나타내었으나, 개폐 밸브에 의해 흐름이 제어되는 유체는 가스에 제한을 받지 않는다.

10 : 케이싱 11, 12 : 유로
13 : 밸브 시트 20 : 모터(구동 수단)
21 : 회전축 30 : 덮개재
32 : 슬라이딩 가이드 33, 34 : 프레임 부재
40 : 전자석 41 : 코어
41a : 흡착면 42 : 전자 코일
45 : 유지 부재 45a : 축부(슬라이딩 부위)
45b : 돌출부(돌출 부위) 50 : 밸브체
51 : 아마추어 52 : 밸브 축
54 : 스프링

Claims

유로의 개구부를 가지는 케이싱과, 상기 개구부를 개폐하는 밸브체와, 이 밸브체에 연결된 아마추어와, 전자력에 의해 상기 아마추어를 흡착하는 흡착면을 가지는 코어와, 상기 코어를 여자하기 위한 전자 코일과, 상기 코어를 상기 아마추어 쪽으로 진퇴 이동시키는 구동 수단을 구비한 개폐 밸브에 있어서,
상기 전자 코일은, 고정적으로 설치되어 있음과 함께 중앙에 관통 구멍을 가지고,
상기 코어는, 상기 전자 코일의 상기 관통 구멍에 통과되어서 상기 아마추어 쪽으로 이동 가능하게 설치되며,
상기 코어는 유지 부재에 의해 유지되고,
상기 코어와 상기 전자 코일의 상기 관통 구멍과의 사이에는 간극이 형성되며,
상기 유지 부재를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이딩 가이드가, 상기 코어의 상기 흡착면의 반대 측에 설치되고,
상기 전자 코일은 상기 슬라이딩 가이드를 가짐과 함께 상기 케이싱에 감합되는 덮개재에 고정된 프레임 부재에 고정되며,
상기 구동 수단이 구동됨으로써, 상기 유지 부재가 슬라이딩 가이드를 따라 슬라이딩하여, 상기 코어가 상기 아마추어 쪽으로 진퇴 이동하는 것을 특징으로 하는 개폐 밸브.
제1항에 있어서,
상기 유지 부재는, 상기 슬라이딩 가이드를 따라 슬라이딩하고, 또한 회전이 억제되도록 지지되는 축부와, 이 축부보다 상기 흡착면 측에 설치된 돌출 부위를 가지고,
상기 돌출 부위의 폭이 상기 슬라이딩 부위의 폭보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐 밸브.
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