JPS6244152B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、燃料用ガス等の流体を遮断する装
置に関し、特に常時は開いていて流体の流通を妨
げぬが、何らかの異常が生じたような場合には直
ちに閉じて流体の流通を確実に阻止するような用
途に適した流体遮断器に関する。

例えば、ガス漏れや地震等の不慮の事故が発生
したような場合に、それが大きな二次災害を誘起
せぬよう、まずガスを遮断することが絶対必要で
ある。そこで、このような目的に使用される流体
遮断器は、通常の弁装置とは異なる厳しい条件が
要求される。例えば、まず、この種の流体遮断器
では、待機時に電力を消費しないことはもちろ
ん、小電力でも駆動できるとともに、一旦動作し
て流体を遮断したならば、今度はその作動状態が
その後の電力供給の有無に拘わらず、保持される
ようになつていなければならない。即ち、開閉い
ずれの状態を保持するためにも一切の電力を消費
せず、かつその状態の移動は小電力でもつて簡単
かつ確実に行なわれるようになつていなければな
らない。これは、仮に、停電等の事故が併発して
も、これによつて正常な動作ができなくなるのを
防止するためにも、非常に大事なことである。

また、上述した如き用途に使用される流体遮断
器は、その用途からみて、日常的に動作させられ
る性格のものではなく、長期間に亘つて不作動の
待機状態に放置されるものであるから、万一故障
が生じても非常に発見され難い条件下にある。従
つて、この種の流体遮断器では、その構成を可能
な限り簡素化して故障原因となり得る虞れのある
構成部分をなくし、また長期間不作動状態で放置
されていても、動作するときは確実にしかも迅速
に動作することができ、また万一にも故障が生じ
ぬよう充分に高い信頼性を備えていなければなら
ない。

ところで、ここで、以上のような背景を鑑みて
なされたと思われる従来の流体遮断器について検
討してみると、第１図に示すようなものが既に公
知となつている（実公昭52−35533号公報）。この
ものは、非磁性ケーシング１ａ内に形成された弁
室１ｂ内に、この弁室１ｂ内を移動自在な磁性誘
動弁体１ｃを設ける一方、この磁性遊動弁体１ｃ
を上記ケーシング１ａの外側からそれぞれ互いに
反対方向に磁気遠隔吸引するようにした２個の永
久磁石１ｄ，１ｅを設けたものである。ここで
は、上記弁体１ｃを一方の永久磁石１ｄで遠隔吸
引するとともに、この吸引力に抗して、他方の永
久磁石１ｅでもつて上記弁体１ｃを弁座１ｆから
離れた位置まで引きつけておくことにより弁を開
状態にしている。そして、ケーシング１ａの外側
に設けた励磁コイル１ｇに駆動電流を流して、上
記弁体１ｃを一方の永久磁石１ｄの磁気吸引力が
他方の永久磁石１ｅのそれよりも強くなるところ
まで磁気吸引させられるようになつている。そし
て、その磁気吸引された位置は、上記一方の永久
磁石１ｄによつて保持される。このものは、永久
磁石の磁気による遠隔吸引力を利用したもので、
一見した限りでは、非常に巧妙に構成されている
かの如き錯覚を与えるが、しかし現実には、上記
弁体１ｃを２個の永久磁石１ｄ，１ｅの磁気遠隔
吸引力が共に作用する中で、また流体の流圧が作
用する中で安定させることが難しく、特に、永久
磁気１ｄ，１ｅの磁力及びその位置の設定に非常
にきわどい要素があつて、確実な動作を得るよう
に調整するのが非常に大変であつた。また、この
ことに関連して製品のバラツキも生じ易く、高い
信頼性を付与させることができない。従つて、第
１図に示した如き従来のものは、製品として実用
化するには甚だ不適当なものと言わざるを得なか
つた。

この発明は、以上のような従来技術における欠
点を踏まえてなされたもので、その目的とすると
ころは、上述したようなきわどい要素がなく、簡
単に構成でき、また流体の流圧の作用下であつて
も確実に動作することができ、製品化する場合の
生産適性に優れ、しかも信頼性の高い流体遮断器
を提供することにある。

本願発明者の知得したところによると、永久磁
石によつて形成された磁界内に固定磁性部材と比
較的小さな可動磁性部材とを置いて帯磁させた場
合に、可動磁性部材が固定磁性部材から若干でも
離れている場合には可動磁性部材は永久磁石に吸
着されてしまう。ところが、可動磁性部材が固定
磁性部材と直接接触している場合には、可動磁性
部材は永久磁石の方へ移動しようとする吸引力を
受けるが、可動磁性部材と固定磁性部材との間の
上記永久磁石によつて形成された誘導磁気吸着力
によつて両者は吸着され、永久磁石を可動磁性部
材に接近させて可動磁性部材に対する磁気吸引力
を強めても、上記誘導磁気吸着力も強まることに
なるので、可動磁性部材は固定磁性部材から離れ
ない。しかし、この状態下で固定磁性部材に上記
永久磁石と反対の極性の磁力を作用させると、上
記永久磁石による可動磁性部材と固定磁性部材間
の誘導磁気吸着力は著しく弱められまたは打ち消
され、これによつて可動磁性部材は固定磁性部材
から分離して永久磁石に吸着されることになる。

本発明は上記知得に基づいてなされたもので、
本発明に係る流体遮断器では、略水平に配設した
非磁性ケーシング内に形成された弁室内に、この
弁室内の弁座の前方に該弁座から離れた位置に固
定磁性部材を配設するとともに、上記弁室内の弁
座と上記固定磁性部材の端部との間を移動自在な
磁性遊動弁体を設け、上記磁性遊動弁体を上記弁
座に着座させる方向に付勢する磁気吸引力を及ぼ
すような環状の永久磁石を上記ケーシングの外側
であつて上記磁性遊動弁体と上記固定磁性部材の
端部とを磁気誘導により帯磁させる位置に配設
し、上記固定磁性部材の外側の上記ケーシングの
外周にはリセツトコイルを配設してなり、常時に
おいて上記磁性遊動弁体は上記弁座から離れて上
記固定磁性部材の端面に接触せられ、上記永久磁
石によつて上記磁性遊動弁体は上記弁座側に向い
た吸引力を受ける一方上記永久磁石による誘導磁
気吸着力によつて固定磁性部材に吸着された状態
を維持し、異常時において上記リセツトコイルに
上記永久磁石の極性と反対の極性の磁界を発生さ
せる通電手段を設け、上記反対の極性が上記誘導
磁気吸着力を充分に弱め或いは打ち消し、これに
よつて上記磁性遊動弁体が上記永久磁石による吸
引力によつて上記固定磁性部材から離れて上記弁
座を塞ぐようにしてなるのである。

以下、この発明に係る流体遮断器の実施例を添
附図面を参照しながら説明する。

第２図はこの発明による流体遮断器２の代表的
な実施例を示したもので、まず同図に示したもの
では、非磁性ケーシング３内に弁室３ａが形成さ
れている。そして、この弁室３ａ内に、該弁室３
ａの弁座３ｂの前方で（図では右方）に該弁座か
ら離れた位置に固定磁性部材４を設けるととも
に、上記弁室３ａ内の弁座３ｂと上記固定磁性部
材４の端部４ａとの間を移動自在な球状の磁性遊
動弁体５が設けられている。更に、上記磁性遊動
弁体５を上記弁座３ｂに着座させる方向に付勢す
る磁気吸引力を及ぼすような環状の永久磁石６が
ケーシング３の外側で弁座３ｂを取り囲む位置に
設けられている。この永久磁石６はケーシング３
の外周に設けられたコイルスプリング８によつて
常時は弁座３ｂの外周位置に付勢されており、後
述するリセツトの場合には、この永久磁石６はコ
イルスプリング８を圧縮しながら固定磁性部材４
の外周部まで移動可能となつている。また、ケー
シング３の外側で固定磁性部材４の外周にはリセ
ツトコイル７が設けられており、このリセツトコ
イルには図示を省略したガス漏れ検知器等からの
検知信号によつて一定の電流を流され、この電流
によつてリセツトコイル７は上記永久磁石６と反
対の極性の磁場を形成するようになつている。永
久磁石６を挾んでコイルスプリング８と反対側の
位置にはマイクロスイツチ９が設けられ、このマ
イクロスイツチ９は上記のようにガス漏れ検知器
等と接続され、マイクロスイツチ９の接点は永久
磁石６によつて常時押圧されており、この永久磁
石６がコイルスプリング８を圧縮して固定磁性部
材４の方へ移動される時に、このマイクロスイツ
チ９の接点が作動し、これは上記検知器等へリセ
ツト信号を与えるために使用することができる。

上記の磁性遊動弁体５は永久磁石６の磁気吸引
力によつて弁座３ｂに着座して流体を遮断する第
１の安定状態と、第２図に示すように固定磁性部
材４の端面に磁気吸着されてケーシング３内に流
体の流路を形成する第２の安定状態とを占めるこ
とができる。

ここで、上記磁性遊動弁体５を第２の安定状態
に保持させる磁気結合力は永久磁石の磁力によつ
ている。上記永久磁石６は、上記遊動弁体５を磁
気吸引するために、比較的強い磁力を保有するこ
とが要求されるが、この強い磁力による磁気誘導
効果によつて、上記弁体５と固定磁性部材４との
間に互いに磁気吸着をなすための磁化を生じさせ
るのである。

このように、上記弁体５と固定磁性部材４とを
上記永久磁石６からの磁気誘導によつて互いに磁
気吸着させるようにすると、その磁気吸着力は上
記永久磁石６の磁力が強ければ強いほど強くな
る。従つて、永久磁石６の磁力を強くして上記弁
体５を上記弁座３ｂ方向へ強く磁気吸引するよう
にしても、その磁気吸引力の増大にともなつて上
記磁気吸着力も増大するから、上記第２の安定状
態は破られることはなくむしろ一層安定な方向へ
持つて行くことができるようになる。また、これ
により、上記永久磁石６の磁力を大きく高めるこ
とができるので、弁体５が弁座３ｂに着座した上
記第１の安定状態も更に安定化させることができ
るようになる。

上記リセツトコイル７は、通電により上記弁体
５と固定磁性部材４との磁気吸着状態の保持を解
除させるためのもので、このために、上記コイル
には永久磁石６の極性と反対の極性をもつととも
に、上記の磁気誘導による弁体５と固定磁性部材
４との磁気吸着を著しく弱めまたは打ち消すよう
な磁界を生じさせる電流を供給する。このような
電流は直流電流でもよいし、或いは上記磁気吸着
状態を瞬間的に解除させるだけで充分であるから
通常の商用交流電流でもよい。いずれにせよ、上
記リセツトコイル７への給電は、上記磁気吸着状
態を一時的に解除させるだけでよく、持続させる
必要はない。

上記のようにリセツトコイル７の通電により、
弁体５と固定磁性部材４との磁気吸着状態が著し
く弱められ或いは打ち消されると、この弁体５に
はもともと永久磁石６の吸引力が作用しているた
め、固定磁性部材４から引き離されて永久磁石６
の中心側へ移動せられ、弁座３ｂに着座してケー
シング１内の流路を遮断することとなる。

さて、第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、上述した
流体遮断器２の使用に際しての各動作状態を示し
たもので、まず同図ａに示した状態では、上記磁
性遊動弁体５と上記固定磁性部材４とが永久磁石
６の磁気吸引力に打ち勝つて互いに磁気吸着して
いる。上記固定磁性部材４は、同図ｅに示すよう
に、上記ケーシング３の内側に打ち込まれて摩擦
係止されているが、その外周囲とケーシング３の
内側との間には多数の流通路４ｂ，４ｂ……が形
成されている。従つて、この状態では、上記遮断
器２は開の状態で、ガスの如き流体はほぼ矢印に
沿つて流通することができる。

このような開状態にて、上記リセツトコイル７
に交流電流を供給すると、このコイル７から永久
磁石の極性と反対の磁界が瞬間的ではあるが生成
され、これによつて上記弁体５と固定磁性部材４
との間の磁気吸着状態が保持されなくなり、上記
弁体は同図ｂに示すように、上記永久磁石６に磁
気吸引されて弁座３ｂに着座し、流路を閉じる。
この閉状態は、もちろん上記リセツトコイル７の
駆動電流を断つた後も保持される。

第３図ｃは、同図ｂの閉状態から再び同図ａの
開状態に復帰させる場合を示したもので、上記永
久磁石６を上記コイルスプリング８の弾圧力に抗
して上記固定磁性部材４側へ強制的に移動させる
と、上記弁体５が上記永久磁石６とともに固定磁
性部材４側へ移動して固定磁性部材４の端部４ａ
に接触しそこで磁気吸着される。弁体５が一旦固
定磁性部材４に磁気吸着されると、その磁気吸着
状態は上記永久磁石６を同図ａに示した如き元の
定常位置に戻してもそのまま保持される。即ち、
上記永久磁石６を移動させるだけの操作でもつて
簡単に復帰動作が完了する。

そして、その復帰操作後に、第３図ｄに示すよ
うに、上記永久磁石６が上記弁座３ｂ側に押し付
けられることにより、上記マイクロスイツチ９を
元の非作動位置に復帰させることができる。従つ
て、復帰操作後に、例えば上記リセツトコイル７
への駆動電流を制御するガス検知器等にリセツト
信号を与えることなども簡単に行えるようにする
ことができる。

第４図ａ，ｂは、この発明の別の実施例を示し
たもので、前述の実施例との相違点のみについて
述べると、ここでは、前記固定磁性部材４が管状
に形成され、これが前記ケーシング３の内側面に
沿つて挿入されている。この場合、前記弁体５が
端部４ａに磁気吸着したときに流路を塞がぬよう
にするため、その端部４ａに適当な切欠４ｃが穿
設されている。

また上記固定磁性部材４は、第５図ａ，ｂに示
すように、格子状に形成することもできる。

更に第６図ａ，ｂに示すように、上記固定磁性
部材４を前記ケーシング３の一部に形成すること
もできる。この場合、上記ケーシング３は弁座３
ｂ側を非磁性材で形成する一方、前記固定磁性部
材４に相当する部分を磁性材で形成する。

第７図は更にまた別の実施例を示すもので、こ
の実施例では、前記磁性遊動弁体５を前記固定磁
性部材４の端部に向けて常時弾圧するようなスプ
リング１０が設けられている。このスプリング１
０は上記弁体５が前記第１の安定状態から前記第
２の安定状態へ移行するのを補助するために設け
たもので、これにより流体の流圧が強く作用する
中でのリセツト動作を一層安定ならしめることが
できる。このために、上記スプリング１０のバネ
定数は上記弁体５が受ける流体の流圧をほぼ打ち
消せるように設定するのが適当である。また、上
記バネ定数は、少なくとも上記第１の安定状態と
上記第２の安定状態とが共に存在できる範囲内で
設定しなければならない。上記スプリング１０
は、実施例では、弁座３ｂ側に設けてあるが逆に
固定磁性部材４側に設けることもできる。

第８図は更にまた別の実施例を示したもので、
ここでは前記第２の安定状態を得るために或いは
その状態を一層安定にするために、環状の第２の
永久磁石１１を前記固定磁性部材４側に固定的に
設けてある。この第２の永久磁石１１は上記固定
磁性部材４に前記永久磁石６と協働して前記第２
の安定状態を一層安定に保持するのに必要な磁化
状態を与える。

第７図及び第８図に示した実施例は、例えば都
市ガスのよう、特に流体の流圧が強く作用するよ
うな場合に有効である。

尚、両実施例とも、上記弁体５及び固定磁性部
材４は軟磁性材料で構成されている。

以上のように、この発明による流体遮断器は、
弁体と固定磁性部材とが弁座側に設けた永久磁石
の誘導磁気吸着力によつて相互に吸着されている
一方、この弁体は永久磁石によつてこれに吸引さ
れる方向の力を受けているため、リセツトコイル
には上記誘導磁気吸着力を弱めるに充分な磁界発
生電流を瞬間的に流すだけで良いから、コイルも
小型で電流も僅かで済すことができ、従来のよう
に弁体の作動のためのきわどい要素がなく、確実
に作動する極めて信頼性の高い流体遮断器とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流体遮断器の一例を示す断面
図、第２図は本発明による流体遮断器の一実施例
を示す断面図、第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄは第２図の
流体遮断器の使用に際しての各動作状態をそれぞ
れに示す断面図、同図ｅは同図ａにおけるＡ−Ａ
断面図、第４図ａは別の実施例を示す断面図、同
図ｂは同図ａにおけるＢ−Ｂ断面図、第５図ａは
更に別の実施例を示す断面図、同図ｂは同図ａに
おけるＣ−Ｃ断面図、第６図ａは更にまた別の実
施例を示す断面図、同図ｂは同図ａにおけるＤ−
Ｄ断面図、第７図及び第８図はそれぞれ更にまた
別の実施例を示す断面図である。 ２……流体遮断器、３……非磁性ケーシング、
４……固定磁性部材、５……磁性遊動弁体、６…
…永久磁石、７……リセツトコイル、３ａ……弁
室、３ｂ……弁座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略水平に配設した非磁性ケーシング内に形成
   された弁室内に、この弁室内の弁座の前方に該弁
   座から離れた位置に固定磁性部材を配設するとと
   もに、上記弁室内の弁座と上記固定磁性部材の端
   部との間を移動自在な磁性遊動弁体を設け、上記
   磁性遊動弁体を上記弁座に着座させる方向に付勢
   する磁気吸引力を及ぼすような環状の永久磁石を
   上記ケーシングの外側であつて上記磁性遊動弁体
   と上記固定磁性部材の端部とを磁気誘導により帯
   磁させる位置に配設し、上記固定磁性部材の外側
   の上記ケーシングの外周にはリセツトコイルを配
   設してなり、常時において上記磁性遊動弁体は上
   記弁座から離れて上記固定磁性部材の端面に接触
   せられ、上記永久磁石によつて上記磁性遊動弁体
   は上記弁座側に向いた吸引力を受ける一方上記永
   久磁石による誘導磁気吸着力によつて固定磁性部
   材に吸着された状態を維持し、異常時において上
   記リセツトコイルに上記永久磁石の極性と反対の
   極性の磁界を発生させる通電手段を設け、上記反
   対の極性が上記誘導磁気吸着力を充分に弱め或い
   は打ち消し、これによつて上記磁性遊動弁体が上
   記永久磁石による吸引力によつて上記固定磁性部
   材から離れて上記弁座を塞ぐようにしてなること
   を特徴とする流体遮断器。