JP4626051B2 - 遮断弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部状況によって作動する安全弁で操作手段として電動機を使用したもの、特に、ガスの事故を未然に防ぐガス遮断装置の遮断機構として使用される遮断弁に関し、さらに詳しくは流路に形成された弁座に対し弁体を前進または後退移動させることによって流路の遮断復帰動作を行うモータを動力源とした遮断弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス事故を未然に防ぐため、従来より種種の安全装置が利用されており、中でもガスメータに内蔵され流量センサによりガスの流量を監視しマイクロコンピュータによりガスの使用状態を異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器、一酸化炭素センサなどのセンサの状況を監視し危険状態と判断した場合は、ガスメータに内蔵された遮断弁によりガスを遮断する電池電源によるマイクロコンピュータ搭載ガス遮断装置内蔵ガスメータ（以下マイコンメータと省略する）は、安全性、ガス配管の容易性、低価格等の優位性のため、普及が促進され、近年ほぼ全世帯普及が実施されるに至っている。
【０００３】
また、流量センサによって計測されたガス流量情報を電話回線などを利用して集中監視するテレメータ機能を有した、集中監視型マイコンメータの比率も増加し、ますます、情報端末として利便性の向上が求められている。この集中監視型マイコンメータなどにおいては、簡単な電気スイッチ操作や電話回線などによる遠隔操作でガスの遮断、復帰が可能なよう、マイコンメータに搭載した電池による電気エネルギーでガス遮断もガス復帰も可能で開弁状態と閉弁状態の保持はエネルギーを必要としない遮断弁が要求されている。
【０００４】
この遮断弁の駆動方式としては、従来電磁ソレノイドを使用したものが主流であったが、近年比較的強い閉止力、復帰力を実現でき、非通電時は状態保持可能なＰＭ型ステッピングモータを駆動源とする遮断弁が注目されており、なかでもロータをガス流路内、ステータをガス流路外とする気密隔壁を持った遮断弁が、ガス流路への取り付けが容易なため主流である。
【０００５】
以下に従来の遮断弁について説明する。
【０００６】
従来のこの種の遮断弁は、特開平１１−３０３５６号公報に示すようなものが紹介されている。この特開平１１−３０３５６号公報記載の遮断弁は図４に示されているように、外周部に永久磁石による磁極２を有するロータ１と、励磁コイル４を囲み磁性材料で形成したステータ３と、ロータ１に設けたロータ回転軸５と、ロータ回転軸５の外周部に設けられた雄ねじである送り手段６と、送り手段６に螺合する雌ねじを設けた移動体７と、移動体７がロータ回転軸５に対して回転しないようにする回動防止体８と、移動体７に対して軸方向に移動可能に連結され流体通路２２中の流体の流動状態を規制する弁体９と、移動体７と弁体９の間に介在させ軸方向に互いに離れようとする付勢力を加える付勢体１０とで遮断弁が構成されている。弁体９は弁座２１に当接する弁ゴム板９ａを弁ゴム保持部９ｂに取り付けるとともに弁ゴム押え９ｃで固定して形成されている。１１は流体側にあるロータ１およびそれに連なる弁体９側とステータ３側とを気密に分離する隔壁であり、１２は隔壁１１およびステータ３を取付けた取付体であり、この取付体１２にはロータ回転軸５が貫通する貫通孔１２ａが設けられている。１３は隔壁１１のフランジ部と取付体１２の間に設け気密シールするＯリング、１４は流体通路２２と取付体１２の間を気密シールするＯリングである。
【０００７】
図５はこの従来の発明の弁体９近傍の断面部分図である。１５は移動体７に設けた外周方向に延びる外周突起７ａと弁体９の弁ゴム保持部９ｂに設けた内周方向に延びる内周突起９ｄとを嵌め合わせて係止した係止部であり、外周突起７ａは弁体９の内周壁９ｅとガタ（隙間）を設けるように形成され、内周突起９ｄは移動体７の外周壁７ｂとガタ（隙間）を設けるように形成されている。
【０００８】
以上のように構成された遮断弁について、以下その動作について説明する。
【０００９】
まずステータ３の励磁コイル４に接続した駆動回路により弁閉する方向に励磁コイル４に順次通電してロータ１の磁極に電磁力を加えてロータ１を回転させ、ロータ回転軸５に螺合した移動体７に力を加える。移動体７は回動防止体８により回り止めされているためロータ回転軸５の回転とともに弁座２１の方へ移動する。この時移動体７に連結された弁体９は移動体７とともに弁座２１の方へ移動し、この移動途中において付勢体１０の付勢力はロータ１の回転力に対して負荷とはならない。しかし、弁体９が弁座２１に当接すると付勢体１０の付勢力がロータ１に負荷として作用し、ロータ１の回転力は付勢体１０をあと僅かな寸法だけ圧縮させるよう移動体７を弁座２１の方へ移動させる。付勢体１０をあと僅かだけ圧縮してロータ１の回転を停止させると、弁体９を弁座２１に対して押し付けるように付勢体１０の付勢力が加わり、安定した弁閉止力が加わった状態で弁閉される。
【００１０】
次に、弁体９を弁座２１から離して開弁する方向に移動させる場合は、ロータ１の回転方向が逆転方向になるように駆動回路を切換えて駆動する。開弁動作において付勢体１０の付勢力が弁座２１に加わっている過程では、この付勢力がロータ１を開弁方向に回転させる力として作用するためロータ１を回転させる負荷が低減される。特に、弁閉時に流体の圧力差が弁座２１の上流、下流間に生じて図中の弁体９側が高い圧力となっている場合は、弁体９を弁座２１に押付ける力（背圧）として作用するが、付勢体１０の付勢力はこの背圧を低減する方向に作用するため開弁時の負荷が低減される。弁体９が弁座２１から離れると付勢体１０の付勢力はロータ１の負荷とは無関係となり、ロータ１の回転により弁体９を開弁位置まで移動させて駆動回路によりロータ１の回転を停止する。
【００１１】
このように、付勢体１０を配することによって、安定した弁閉止力と、開弁時の負荷低減が実現できる技術が公開されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
この種の遮断弁は、一般的に屋外に設置されるガスメータに取り付けられ、夏の直射日光下での５０℃を超過する温度から、厳冬期の−２０℃を下回る温度までの厳しい温度変化にさらされることになる。このような環境下で、ガスメータの使用期間（一般に１０年間）中破壊しない構造強度と、マイコンメーターのマイクロコンピュータがガスの使用状態を異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器、一酸化炭素センサなどのセンサの状況を監視し危険状態と判断した場合は、ガスを確実に遮断できる高い信頼性が要求されている。
【００１３】
上記のような構造の遮断弁においては、移動体７や弁体９の弁ゴム押保持部９ｂ、内周突起９ｄ、内周壁９ｅを一体構成する部材は、形状の複雑さより材料としては通常合成樹脂が選択される。合成樹脂は長期間応力を受け続けると、応力緩和するようにクリープ変形するという特性を有している。一方、マイコンメータの遮断弁としてこの種の遮断弁が使用される場合は、通常開弁状態であるため、係止部１５に付勢体１０の反力が常時印加され、移動体７の外周突起７ａや弁体９の内周突起９ｄに応力が印加された状態がガスメータの使用期間のほぼ大半継続することになる。したがって、この種の移動体７と弁体９との間に付勢体１０を配した遮断弁においては、付勢体１０の反力による外週突起７ａと内周突起９ｄのクリープ変形を少量にとどめ、その使用期間において係止部１５が充分な構造強度を有し、付勢体１０の動作を妨げることなくガスを遮断できる信頼性が確保されなければならない。
【００１４】
しかしながら、上記の従来の遮断弁では、内周壁９ｅが外側に広がるクリープ変形を防止する手段がなく、長期間付勢体１０の反力を受け続けることによって、係合部１５が外れ弁体９が弁座２１に当接できなくなってガスを遮断できなくなる可能性があった。さらに、この遮断弁のような構成の場合、組立可能にするために弁体９の内周突起９ｄおよび内周壁９ｅにいたる縦割り溝が形成されることが一般的であり、この場合内周壁９ｅの強度がさらに低下するだけでなく、図５に示したように、弁体９がガスの動圧などによって偏心荷重Ｐを受け角度θ傾いた場合、縦割り溝幅が拡大しより係合部１５が外れやすくなるといった課題を有していた。
【００１５】
また、上記の従来の遮断弁では、弁ゴム板９ａは中央に穴を有し、その穴に弁ゴム保持部９ｂを圧入することで弁ゴム板９ａと弁ゴム保持部９ｂを気密に保持し、さらに弁ゴム押え９ｃを弁ゴム保持部９ｂの先端突起に圧入することで構造を保持しているが、この弁ゴム押え９ｃと弁ゴム保持部９ｂの先端突起の圧入部も使用期間においてクリープ変形し弁ゴム押え９ｃが抜け落ち、弁ゴム板９ａと弁ゴム保持部９ｂとの気密構造を維持できなくなる可能性があるという課題があった。加えて、弁ゴム保持部９ｂは、低分子炭化水素である燃料用ガスや、ガス中に微少に含まれる水分、硫化水素、二酸化硫黄などの精製不純物である活性ガスなどの有機物雰囲気および弁ゴム板９ａを構成する合成ゴムに含まれる可塑剤など浸透性の高い有機化合物と接しながら厳しい温度変化にさらされることで、材料樹脂にマイクロクラック、更に大きなストレスクラックが発生し、弁ゴム板９ａと弁ゴム保持部９ｂとの気密が破壊されたり、弁ゴム保持部９ｂ自身から漏れが発生する可能性があるといった課題があった。
【００１６】
また、上記の遮断弁を駆動する遮断弁装置は、弁体９が弁座２１に当接すると付勢体１０をあと僅かだけ圧縮してロータ１の回転が停止するため、部品や組み立てのばらつきによる閉弁ストロークばらつきを吸収できず、閉弁動作中の過負荷による閉弁信号の読み飛ばしや、閉弁後の外部衝撃による弛み等によって閉弁ストローク不足になり、ガス遮断信頼性が低下する可能性があるといった課題があった。
【００１７】
本発明はかかる従来の課題に鑑み、偏心荷重や長期使用における温度ストレス等によって弁体と移動体との係合部が外れにくく、充分な構造強度を有し、また有機化合物等のアタックで弁ゴム保持部材にクラックが生じた場合でもガスを遮断可能な、高い気密信頼性を有した遮断弁を提供することを目的とする。
【００１８】
また、閉弁動作中の過負荷による閉弁信号の読み飛ばしや、閉弁後の外部衝撃による弛み等が発生した場合でも閉弁ストローク不足になりにくい、高いガス遮断信頼性を有する遮断弁装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、未通電で回転位置を保持可能な電動回転機構と、前記電動回転機構の回転軸に配された送り手段と、中心孔が前記送り手段に螺合あるいは係合可能で前記電動回転駆動機構側に概ね円盤状のバネ受けを形成され他端に径の太い係合リング部を形成されそれらの間に外径の細い円筒部を形成された移動体と、流路内に形成された弁座に当接可能な概ね円盤状の弁シートと、おおむね円盤状に形成され一端に前記弁シートを保持し、他端に前記電動回転機構側に突出する内径が前記移動体の係合リング部外径とほぼ等しく軸方向に縦割りが形成された円筒部を有し、この円筒部の端に内径が前記移動体の係合リング部外径より細く前記移動体の円筒部外径とほぼ等しい内側に突出した係合爪を形成され、前記移動体と係合して保持された弁シート保持部材と、前記移動体と前記弁シート保持部材との間に圧縮して保持され内径が前記弁シート保持部材の円筒部外径とほぼ等しいコイルスプリングとで遮断弁を構成したものである。
【００２０】
上記のように、移動体と弁シート保持部材との係合部の外側に、内径が前記弁シート保持部材の円筒部外径とほぼ等しいコイルスプリングを配したため、前記円筒部がクリープ変形や偏心荷重などで外側に広がることを規制し、偏心荷重や長期使用における温度ストレス等によって弁シート保持部材と移動体との係合部が外れにくく、充分な構造強度を有している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の遮断弁は、未通電で回転位置を保持可能な電動回転機構と、前記電動回転機構の回転軸に配設された送り手段と、前記送り手段に螺合あるいは係合可能な中心孔を有し、前記送り手段が挿入される端部から円盤状のバネ受けと外径の細い円筒部とこの円筒部より外径の太い係合リング部を順に形成した移動体と、流路内に形成した弁座に当接可能な弁シートと、一端に前記弁シートを保持し、他端に前記電動回転機構側に突出する内径が前記移動体の係合リング部の外径とほぼ等しく軸方向に縦割りが形成された円筒部を有し、この円筒部の端に内径が前記移動体の係合リング部の外径より細く前記移動体の円筒部の外径とほぼ等しい内側に突出した係合爪を形成し、前記移動体と係合して保持される弁シート保持部材と、前記移動体と前記弁シート保持部材との間に圧縮して保持され、内径が前記弁シート保持部材の円筒部の外径とほぼ等しいコイルスプリングとで構成されたものである。
【００２２】
そして、移動体と弁シート保持部材との係合部の外側に、内径が前記弁シート保持部材の円筒部外径とほぼ等しいコイルスプリングを配したため、前記円筒部がクリープ変形や偏心荷重などで外側に広がることを規制し、偏心荷重や長期使用における温度ストレス等によって弁シート保持部材と移動体との係合部が外れにくく、充分な構造強度を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の遮断弁は、上記構成に加えて、弁シートが嵌通孔のない概ね円盤状で、外周に弁シート保持部材側に張り出しこの弁シート保持部材の外径より内径の小さい袋状の折り返し部を形成された可撓体製であることを特徴とするものである。
【００２４】
そして、弁シートの外周部に袋状の折り返し部を形成し、弁シート保持部材をこの折り返し部の内側に内蔵するように保持するため弁ゴム押えが不要で、弁ゴム押えの脱落による気密性の破壊がない。また、弁シートに貫通穴がないため、長期使用において有機物雰囲気中での温度ストレス等によって弁シート保持部材にクラックが発生した場合でも漏れに至らず、高い気密信頼性を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の遮断装置は、上記構成の遮断弁と、閉弁動作時に前記遮断弁の弁シートが弁座に当接しコイルスプリングが下死点まで圧縮された後もさらに若干多くの信号を出力する駆動手段で構成されたものである。
【００２６】
そして、閉弁動作時に前記遮断弁の弁シートが弁座に当接しコイルスプリングが下死点まで圧縮された後もさらに若干多くの信号を出力するため、閉弁動作中の過負荷による閉弁信号の読み飛ばしや、閉弁後の外部衝撃による弛み等が発生した場合でも閉弁ストローク不足になりにくい安定した遮断弁装置を提供することができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１、図２、図３はそれぞれ本発明の実施例１の遮断弁の開弁状態、遮断動作中、閉弁状態の断面図、図４は本発明の実施例１の遮断弁の取り付け板、ステータ、支持フレームの形状を示す斜視図である。
【００２９】
図１および図４において、概ね糸巻き状のコイルボビン４１に導線４２が巻線された励磁コイル４３と、外周に円筒部を有し内周に櫛歯状の磁極を持った第１の電磁ヨーク４４と、この電磁ヨーク４４との間で励磁コイル４３を挟持するように配された概ね円盤状で内周に櫛歯状の磁極を持った第２の電磁ヨーク４５とのセットが２組、互いの第２の電磁ヨーク４５の円盤部を接触させて配されステータ４６を形成している。コイルボビン４１は合成樹脂製でポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような耐熱性があり電気絶縁性の良好なものが望ましい。第１の電磁ヨーク４４および第２の電磁ヨーク４５は、低炭素鋼板、電磁軟鉄板または硅素鋼板製などの鋼板製で、表面に亜鉛メッキやアルミニウムメッキ、クロム酸処理膜等の防錆処理を施されているか、もしくは電磁ステンレス鋼板製で、経済的には亜鉛メッキ鋼鈑などのプリメッキ鋼鈑が望ましい。第１の電磁ヨーク４４と第２の電磁ヨーク４５の櫛歯状の磁極は所定の隙間を持って噛合し、また２組のセットの櫛歯は、回転方向に他のセットの櫛歯のほぼ隙間部に位置するよう配置されている。
【００３０】
ステータ４６の内側に同軸に、２段の底４７ａ、４７ｂと、大小の円筒部４７ｃ、４７ｄ、大径の円筒部４７ｃの開放端につば４７ｅを有するなべ状に絞り成形された嵌通孔のない金属性の隔壁４７が配されている。隔壁４７の材料は、非磁性ステンレス鋼鈑、銅合金、アルミニウム合金、合成樹脂、セラミックスなどの剛体が選択可能であるが、耐腐食性、強度、耐クリープ、薄肉加工性などの理由から、オーステナイト系ステンレス鋼鈑を絞り加工したものが最適であり、絞り加工後固溶化熱処理を施し、残留する内部応力と結晶粒の微細化を除去したものが望ましい。
【００３１】
隔壁４７の小径の円筒部４７ｄなべ側面内側には、中心孔４８ａを有する合成樹脂製の第１の軸受４８が嵌挿されている。隔壁４７の円筒部４７ｄと第１の軸受４８は締まり嵌めで嵌合している。第１の軸受４８の嵌挿部４８ｂと中心孔４８ａとの間には、薄肉化した波紋状の応力緩和部４８ｃが形成されている。また、隔壁４７の底４７ａに当接するようストッパ４８ｄが形成されている。この第１の軸受４８の材料は、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末や黒鉛粒子を配合された各種合成樹脂などの、自己潤滑性を有する合成樹脂が選択可能であるが、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタールが最適である。このポリアセタールは応力クリープが比較的大きく軟質であるため、締まり嵌めの嵌め合いを設定する場合は、比較的大きな締め代を設定する必要があり、例えば隔壁４７の円筒部４７ｄの内径が８ｍｍである場合は第１の軸受４８の嵌挿部４８ｂの外径は８．０５〜８．１ｍｍ程度が適切である。
【００３２】
隔壁４７の大径の円筒部４７ｃのなべ側面の開放端側には、第２の軸受け４９ａと、側面に中心軸と垂直な開放端４９ｇを持つ円筒部４９ｂと、外周につば部４９ｃとを同軸に有する合成樹脂製のふた４９が、つば部４９ｃを隔壁４７のつば４７ｅに当接して嵌挿されている。隔壁４７の円筒部４７ｃとふた４９の嵌挿部４９ｅは締まり嵌めで嵌合している。ふた４９の嵌挿部４９ｅと第２の軸受け４９ａとの間には、薄肉化した波紋状の応力緩和部４９ｄが形成されている。このふた４９の材料としては第１の軸受４８同様ポリアセタールが最適である。隔壁４７の円筒部４７ｃとふた４９の嵌挿部４９ｅとの締まり嵌めの嵌め合いは、後述する別の固定手段があるため、また円盤部４９ｆの波打ちを防止するために比較的ゆるめでよく、例えば隔壁４７の円筒部４７ｃの内径が１８ｍｍである場合はふた４９の嵌挿部４９ｅの外径は１８．０２〜１８．０８程度が適切である。ふた４９の円筒部４９ｂの内面には中心軸に平行な凸状のリブ５０が、円周上で１８０°離れた２カ所に形成されている。
【００３３】
隔壁４７の内側には、円周方向に分極着磁された円筒形の永久磁石５１と、一方の端に送りネジ５２を形成された回転軸５３と永久磁石５１と回転軸５３を同軸に保持するスリーブ５４とで構成されたロータ５５が、回転軸５３の送りネジ５２側端をふた４９の第２の軸受け４９ａに、逆の端を第１の軸受４８の中心孔４８ａに回転可能に緩挿されて配されている。
【００３４】
流体室５６に取り付け可能な取り付け板５７は、中央に中心孔５７ａと隔壁４７の大径の円筒部４７ｃの外径より若干大きな内径を持った円筒状段差部５７ｂを形成され、外周部の２カ所にかぎ爪状の嵌合部５７ｃを形成されている。段差部５７ｂには隔壁４７の大径の円筒部４７ｃの端部が挿入され、ふた４９の円筒部４９ｂが中心孔５７ａを貫通して流体室５６側に突出し、円筒部４７ｃの外周と段差部５７ｂの内周との間には、合成ゴム製Ｏリングなどの弾性体シール部材５８が隔壁４７の中心軸に対して円周方向に圧縮されて配されている。ふた４９のつば部４９ｃは、取り付け板５７の段差部５７ｂの底面５７ｄと隔壁４７のつば４７ｅとに挟まれて保持されている。
【００３５】
取り付け板５７のシール面５７ｅと流体室５６との間にはシール部材６９が圧縮されて保持されており、取り付け板５７と流体室５６間を気密に保持している。
【００３６】
取り付け板５７の隔壁４７側平面にはステータ４６が当接して配されていて、このステータ４６と隔壁４７を押しつけて取り付け板５７との間に挟み込んで、両端を取り付け板５７の嵌合部５７ｃに嵌合されて、概ねコの字形状の支持フレーム５９が配されている。支持フレーム５９にはステータ４６に係合可能な係合部５９ｂが形成され、ステータ４６の回転を防止している。なお、この例では係合部５９ｂは背面から見ると凸字形状であり、先端部を電磁ヨーク４４に開口した孔に差し込んで係合し、凸字の段差部で電磁ヨーク４４を取り付け板５７側へ付勢している。ステータ４６とシール部材５８との間には、シール部材５８が取り付け板５７の段差部５７ｂから脱落することを防止するバックアップリング６０が配されている。取り付け板５７、支持フレーム５９の材質は表面処理された鋼板、ステンレス鋼板、銅合金板、アルミニウム合金板など耐ガス性、耐腐食性と、強度を持った剛体材料であり、経済的理由から表面処理された鋼板が選択しやすい。
【００３７】
流体室５６内に配された移動体６１は、中心孔６１ａが回転軸５３の送りネジ５２に螺合し、ステータ４６側に概ね円盤状のバネ受け６１ｂを形成され、他端に径の太い係合リング部６１ｃを形成され、それらの間に径の細い円筒部６１ｄを形成されている。バネ受け６１ｂの外周には、ふた４９のリブ５０と係合可能な凹状部６１ｅが、円周上で９０°の間隔に４カ所に成形されている。この凹状部６１ｅがリブ５０と係合することで、移動体６１と軸受４９との回転が防止され、送りネジ５２の回転動作が移動体６１の前後動作に変換される。移動体６１の材料は、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末や黒鉛粒子を配合された各種合成樹脂などの、自己潤滑性を有する合成樹脂が選択可能であるが、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタールが最適である。
【００３８】
弁体６２は、流体室５６内に形成された弁座６５に当接可能な概ね円盤状で合成ゴムなどの可撓体性の弁シート６３と、弁シート６３のステータ４６側の面に当接して配された合成樹脂など剛体製の弁シート保持部材６４とで構成されている。弁シート６３は貫通孔がない円盤状で、外周に弁シート保持部材６４側に張り出しこの弁シート保持部材６４の外径より内径の小さい袋状の折り返し部６３ａを形成し、弁シート保持部材６４を抱き込むようにして遊嵌している。弁シート保持部材６４は、ステータ４６側に突出し、内径が移動体６１の係合リング部６１ｃの外径とほぼ等しく軸方向に縦割り６４ａが形成された円筒部６４ｂを有し、この円筒部６４ｂの端に、内径が移動体６１の係合リング部６１ｃ外径より細く移動体６１の円筒部６１ｄ外径とほぼ等しい、内側に突出した係合爪６４ｃを有し、移動体６１と係合して配されている。弁シート保持部材６４の円筒部６４ｂ先端と移動体６１のバネ受け６１ｂとの間には隙間６９が設けられている。弁シート保持部材６４の材料は、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）といった、耐ガス性を有する合成樹脂材料が望ましい。
【００３９】
移動体６１と弁シート保持部材６４との間には、弁シート保持部材６４の円筒部６４ｂ外径とほぼ等しい内径を有するコイルスプリング６６が圧縮して保持されている。
【００４０】
そして、この移動体６１と弁体６２とで弁機構を構成しており、開弁側の移動下死点においてはふた４９の開放端４９ｇと、弁シート保持部材６４の裏面６４ｄが当接し、かつ、ふた４９と移動体６１の間には隙間を有するよう軸方向の長さを設定されている。
【００４１】
ロータ５５のスリーブ５４と第１の軸受４８、ふた４９との間には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や黒鉛粒子を配合したポリアミド（ＰＡ）などの自己潤滑性を有する合成樹脂製のスラストワッシャ６７、６８が配されている。
【００４２】
次にこの実施例１の遮断弁の動作、作用について説明する。
【００４３】
ガスの使用状態が異常でなく、各種センサーからの信号が危険を示していない時、マイコンメータの制御部（図示せず）からの通電はなく、遮断弁は図１に示したように移動体６１はステータ４６側にあり、弁体６２は弁座６５から離れた開弁状態を保持し、ガスが流通可能である。
【００４４】
ガスの使用状態が異常であるか、各種センサーからの信号が危険を示している時、マイコンメータの制御部駆動は駆動手段（図示せず）を介して励磁コイル４３の各導線４２に位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ５５を正回転させる。移動体６１は凹状部６１ｅがリブ５０と係合し回転を防止されているため、ロータ５５に連動した送りネジ５２の回転動作は移動体６１の前後動作に変換され、移動体６１と係合している弁体６２は、弁シート６３が弁座６５に当接する位置に移動し、図２に示した状態になる。さらに移動体６１が弁座６５側に前進すると、コイルスプリング６６がより圧縮され、弁シート保持部材６４の円筒部６４ｂ先端と移動体６１のバネ受け６１ｂとが当接し、弁シート６３が撓み、圧縮され、ついに移動体６１の反発力が送りネジ５２の推力より大きくなり、ロータ５５の回転が停止する。制御手段はコイルスプリング６６下死点まで圧縮された後もさらに若干多くの信号を出力する。こうして、弁体６２は弁座６５にコイルスプリング６６で付勢され、ガスが遮断される。この閉弁状態の遮断弁を図３に示した。
【００４５】
この後、マイコンメータの制御部が通電を停止しても、ロータ５５は保持トルクのため状態を保持し、したがって弁体６２は弁座６５にコイルスプリング６６で付勢された閉弁状態を保持する。
【００４６】
各種センサーからの信号から危険が解除され復帰可能とマイコンメータの制御部が判断した場合や、ガス利用者が危険状態を復旧し、メータやリモートコントロール盤に設けられた復帰スイッチを操作した場合、ガス供給業者などが通信による遠隔復帰命令を発信した場合などには、マイコンメータの制御部は励磁コイル４３の各導線４２に逆位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ５５を逆回転させる。すると送りネジ５２に送られて移動体６１はステータ４６側に移動し、弁体６２は弁座６５から離脱し、ガスが流通可能になる。移動体６１はさらにステータ４６側に移動し、ついに弁体６２の弁シート保持部材６４の裏面６４ｄがふた４９の円筒部４９ｂの開放端４９ｇに当接し移動下死点となってロータ５５の回転が停止する。この後マイコンメータの制御部が通電を停止しても、ロータ５５は保持トルクのため状態を保持し、図１に示した開弁状態を保持する。
【００４７】
さて、この種の遮断弁は、一般的に屋外に設置されるガスメータに取り付けられ、夏の直射日光下での５０℃を超過する温度から、厳冬期の−２０℃を下回る温度までの厳しい温度変化にさらされることになる。このような環境下で、ガスメータの使用期間（一般に１０年間）中破壊しない構造強度と、マイコンメーターのマイクロコンピュータがガスの使用状態を異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器、一酸化炭素センサなどのセンサの状況を監視し危険状態と判断した場合は、ガスを確実に遮断できる高い信頼性が要求されている。
【００４８】
本実施例の遮断弁は、移動体６１と弁シート保持部材６４との係合部の外側、すなわち係合爪６４ｃの外側に、内径が弁シート保持部材６４の円筒部６４ｂ外径とほぼ等しいコイルスプリング６６を配したため、円筒部６４ｂがクリープ変形や偏心荷重などで外側に広がることを規制し、偏心荷重や長期使用における温度ストレス等によって弁シート保持部材６４と移動体６１との係合部が外れにくく、充分な構造強度を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００４９】
また、弁シート６３の外周部に袋状の折り返し部６３ａを形成し、弁シート保持部材６４をこの折り返し部６３ａの内側に内蔵するように保持するため弁ゴム押えが不要で、弁ゴム押えの脱落による気密性の破壊がない。また、弁シート６３に貫通穴がないため、長期使用において有機物雰囲気中での温度ストレス等によって弁シート保持部材６４にクラックが発生した場合でも漏れに至らず、高い気密信頼性を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００５０】
また、この遮断弁を駆動する駆動装置（図示せず）は、閉弁動作時に弁シート６３が弁座６５に当接しコイルスプリング６６が下死点まで圧縮された後もさらに若干多くの信号を出力するため、閉弁動作中の過負荷による閉弁信号の読み飛ばしや、閉弁後の外部衝撃による弛み等が発生した場合でも閉弁ストローク不足になりにくい安定した遮断弁装置を提供することができる。
【００５１】
なお、図１において、ふた４９にリブ５０を設け、移動体６１に凹状部６１ｅを設けるとしたが、第２の軸受に溝を設け、移動体に凸状部を設けて係合させ回転防止手段としてもよい。また、励磁コイル４３、第１の電磁ヨーク４４、第２の電磁ヨーク４５のセットは２セットとしたが、３セットでも、より多数でもよい。また、シール部材５８は径方向に圧縮されて配されるとしたが、軸方向の圧縮でも良い。ただし、この場合はふた４９のつば４９ｃがクリープ変形することによってシール部材５８の圧縮率が小さくなる可能性が大きいので、シール部材５８の軸方向の圧縮率を左右する部分にはつば４９ｃ等の合成樹脂を介在させないよう形成することが必要である。また、スラスト軸受は滑り軸受であるスラストワッシャ６７、６８としたが、ボールベアリングなどの転がり軸受でもよい。ただし、マイコンメータの遮断弁の場合は、長期間にわたって開弁静止状態で放置されることが多いため、潤滑油の使用は好ましくない。また、送り手段は送りねじとしたが円筒カムなどでもよい。また、送り手段と移動体は雄ネジと雌ネジとしたが、ウォームとラックの組み合わせでもよい。
【００５２】
弁シート６３は弁シート保持部材６４を抱き込んでいるとしたが、中央で嵌合してもよく、弁シート保持部材に中心軸を形成して弁シートを気密に貫通させ別の固定部材で締結してもよい。ただし、この場合は本発明の請求項２に記載された、弁ゴム押えの脱落による気密性の破壊がない効果や、長期使用において有機物雰囲気中での温度ストレス等によって弁シート保持部材にクラックが発生した場合でも漏れに至らない効果は実現できない。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の遮断弁によれば次の効果を奏する。
【００５４】
移動体と弁シート保持部材との係合部の外側に、内径が弁シート保持部材の円筒部外径とほぼ等しいコイルスプリングを配したため、円筒部がクリープ変形や偏心荷重などで外側に広がることを規制し、偏心荷重や長期使用における温度ストレス等によって弁シート保持部材と移動体との係合部が外れにくく、充分な構造強度を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００５５】
また、弁シートの外周部に袋状の折り返し部を形成し、弁シート保持部材をこの折り返し部の内側に内蔵するように保持するため弁ゴム押えが不要で、弁ゴム押えの脱落による気密性の破壊がない。また、弁シートに貫通穴がないため、長期使用において有機物雰囲気中での温度ストレス等によって弁シート保持部材にクラックが発生した場合でも漏れに至らず、高い気密信頼性を有するすぐれた遮断弁を提供することができる。
【００５６】
さらにまた、閉弁動作時に前記遮断弁の弁シートが弁座に当接しコイルスプリングが下死点まで圧縮された後もさらに若干多くの信号を出力するため、閉弁動作中の過負荷による閉弁信号の読み飛ばしや、閉弁後の外部衝撃による弛み等が発生した場合でも閉弁ストローク不足になりにくい安定した遮断弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の遮断弁の開弁状態の断面図
【図２】 同遮断弁の遮断動作中の断面図
【図３】 同遮断弁の閉弁状態の断面図
【図４】 従来の遮断弁の開弁状態の断面図
【図５】 同遮断弁の弁体近傍の断面図
【符号の説明】
４６ ステータ（電動回転機構）
５５ ロータ（電動回転機構）
５３ 回転軸
５２ 送りネジ（送り手段）
６１ 移動体
６１ｂ バネ受け
６１ｃ 係合リング部
６１ｄ 円筒部
６３ 弁シート
６３ａ 折り返し部
６４ 弁シート保持部材
６４ａ 縦割り
６４ｂ 円筒部
６４ｃ 係合爪
６５ 弁座
６６ コイルスプリング

Claims (3)

1. 未通電で回転位置を保持可能な電動回転機構と、前記電動回転機構の回転軸に配設された送り手段と、前記送り手段に螺合あるいは係合可能な中心孔を有し、前記送り手段が挿入される端部から円盤状のバネ受けと外径の細い円筒部とこの円筒部より外径の太い係合リング部を順に形成した移動体と、流路内に形成した弁座に当接可能な弁シートと、一端に前記弁シートを保持し、他端に前記電動回転機構側に突出する内径が前記移動体の係合リング部の外径とほぼ等しく軸方向に縦割りが形成された円筒部を有し、この円筒部の端に内径が前記移動体の係合リング部の外径より細く前記移動体の円筒部の外径とほぼ等しい内側に突出した係合爪を形成し、前記移動体と係合して保持される弁シート保持部材と、前記移動体と前記弁シート保持部材との間に圧縮して保持され、内径が前記弁シート保持部材の円筒部の外径とほぼ等しいコイルスプリングとで構成した遮断弁。
2. 前記弁シートは概ね円盤状で、外周に前記弁シート保持部材側に張り出し前記弁シート保持部材の外径より内径の小さい袋状の折り返し部を形成した可撓体である請求項１記載の遮断弁。
3. 閉弁動作時に前記弁シートが前記弁座に当接し前記コイルスプリングが下死点まで圧縮した後もさらに閉弁信号を出力する駆動手段で構成された請求項１又は２記載の遮断弁。

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