(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水圧に応動して進退するスピンドルと、
上記スピンドルと連動してガス流路を開閉する給水自動ガス弁を備えたガス弁開閉装置において、
上記給水自動ガス弁は、閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、上記皿状板ばねの中心孔に挿通する上記スピンドルとの気密を保つシール部と、上記皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とを一体形成し、
流水圧の増加により前進する上記スピンドルと連動して上記皿状板ばねを押動し、上記皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する押し金具と、
ガス流路に固定し、流水圧の減少により後退する上記皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した上記皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲して閉弁するリセット部とを備えたことを特徴とするガス弁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス湯沸器に用いられるガス弁開閉装置に関し、特に流水圧に応動してバーナへのガス流路を開閉する給水自動ガス弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ガス湯沸器には、空炊きを防止するために通水時にのみガス流路を開弁する給水自動ガス弁が設けられる。
しかしながら、給水自動ガス弁は、流水圧を作動源とする関係で、流水圧の高低によってガス流路の開弁動作に緩急が生じ、常時敏速なる開閉動作が期待できない。
また、使用条件によっては、流水圧は必ずしも十分であるとは限らず、給水自動ガス弁を開閉する流水圧が増減し、給水自動ガス弁が不安定な開閉をする場合がある。
そこで、図４に示す実公昭５５−３４３７９号公報に記載されたガス弁開閉装置のように、給水自動ガス弁４０の下流に、流水圧による押動力を伝達する押圧環体４３と、この押動力によってスナップ動作をする皿状板ばね４２と、この皿状板ばね４２のスナップ動作を給水自動ガス弁４０に伝える押圧カラー４１とを設け、所定の流水圧に達した時にのみ皿状板ばね４２のスナップ動作を給水自動ガス弁４０へ伝達することによって、瞬時に一定の開度に開閉するガス弁開閉装置が知られている。
この給水自動ガス弁では、開弁時の点火時に、必要な開度を確保できるため、十分なガス量で点火させることができ、点火ミスが起こらず、生ガスの放出を防ぐことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなガス弁開閉装置では、給水自動ガス弁の他にスナップ動作をさせる部品、スナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁に伝達する部品が必要となり、その構造は極めて複雑となって、高価なものとなっていた。
本発明は、上記課題を解決し、スナップ動作をする部品と給水自動ガス弁とを一体化することによって、簡単な構造で、安価なガス弁開閉装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明のガス弁開閉装置は、
流水圧に応動して進退するスピンドルと、
上記スピンドルと連動してガス流路を開閉する給水自動ガス弁を備えたガス弁開閉装置において、
上記給水自動ガス弁は、閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、上記皿状板ばねの中心孔に挿通する上記スピンドルとの気密を保つシール部と、上記皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とを一体形成し、
流水圧の増加により前進する上記スピンドルと連動して上記皿状板ばねを押動し、上記皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する押し金具と、
ガス流路に固定し、流水圧の減少により後退する上記皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した上記皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲して閉弁するリセット部とを備えたことを要旨とする。
【０００５】
上記構成を有する本発明の請求項１記載のガス弁開閉装置は、
閉弁方向に湾曲した皿状板ばねと、皿状板ばねの中心孔に挿通するスピンドルとの気密を保つシール部と、皿状板ばねの外周側のガス流路下流方向に設けられガス流路を開閉するガス弁部とが給水自動ガス弁を一体形成する。
そして、押し金具が、スピンドルと連動し、流水圧の増加により前進して皿状板ばねを押動し、皿状板ばねをスナップ的に上流側へ湾曲して開弁する。
また、ガス流路に固定するリセット部が、流水圧の減少により後退する皿状板ばねの移動を規制し、上流側へ湾曲した皿状板ばねをスナップ的に下流側へ湾曲する。
従って、給水自動ガス弁は、流水圧の増加または減少に伴って、所定の流水圧に達した時に、瞬時に開弁または閉弁する。
また、給水自動ガス弁そのものをスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、給水自動ガス弁に加えて必要とされたスナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とすることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のガス弁開閉装置の好適な実施例について説明する。
図１は、一実施例としてのガス湯沸器の概略図である。
水入口からの給水経路には、押ボタン１７による手動操作によって流路を開閉する水栓１９が設けられ、その下流には水圧応動装置１が設けられる。水圧応動装置１には、前後に移動自在なダイアフラム１５が設けられ、このダイアフラム１５で仕切って一次室１３と二次室１２とが形成される。
また、水圧応動装置１の一次室１３への入路には、ダイアフラム１５と同軸上に、給水圧の変動が生じても流量を一定に保つ水ガバナ１６が設けられる。
また、一次室１３から続く流路には、水量調節部１８が設けられる。
水量調節部１８で流路は２方向に分岐され、ベンチュリー２２を経由し熱交換器２３へ通じた後ミキシング部２１に至る加熱経路２８と、ミキシング部２１へ直接に通じるバイパス路２０とに分岐される。
そして、分岐された流路は、ミキシング部２１で合流し出湯口に至る。
【０００７】
加熱経路２８に設けられるベンチュリー２２は、流路を絞ると共に、流路と直角方向に横孔が設けられ水圧応動装置１の二次室１２に通じている。ベンチュリー２２へ通水されると、ベンチュリー効果によって横孔の水圧の低下に応じて二次室１２の圧力が低下する。
従って、一次室１３と二次室１２間に差圧が生じて、前後に変位自在なダイアフラム１５に変位力を（図の左方向への）発生させる。
また、ダイアフラム１５には、変位を伝える押軸１４及びスピンドル３が同一軸線上に当接して設けられ、このスピンドル３の他端に給水自動ガス弁４が設けられる。給水自動ガス弁４は、Ｖバネ５でガス流路の下流方向に閉止するように付勢され、通水されることによってダイアフラム１５の変位力がこのＶバネ力に打ち勝ってガス流路を開く。
【０００８】
バーナ２７へのガス供給経路には、押ボタン１７による手動操作によって、ガス通路を開閉する器具栓２５が設けられる。
また、この下流には、手動操作の連動によって開弁し、燃焼中に熱電対（図略）の熱起電力によって開弁状態を保ち、燃焼異常が発生すれば熱起電力を低下させて閉弁するマグネット式安全弁２６が設けられる。
また、バーナ２７には放電によりガスへ着火する電極（図略）が設けられる。
【０００９】
給水自動ガス弁４は、閉弁方向（下流側）に湾曲した皿状板ばね２と、その中心孔にスピンドル３を挿通し、スピンドル３との気密を保つシール部６と、本体のシート面１０と接離してガス流路を開閉するガス弁部７とを一体的に形成する。  このシール部６とガス弁部７は、気密を確保できるゴム材で形成する。
【００１０】
スピンドル３には、水圧応動装置１による押動力を給水自動ガス弁４へ伝達する押し金具８と、押し金具８をスピンドル３に固定するＥリング３０とを設ける。  押し金具８は、円筒の片面にスピンドルとの固定面３２を設け、その固定面３２の中心部にスピンドル３を挿通し、Ｅリング３０て固定する。
また、円筒の外周部を分割して切り欠き、スピンドル３の前進方向へ皿状板ばね２を押す押部３３を設ける。
押し金具８は、流水圧の増加により前進するスピンドル３によって、給水自動ガス弁４の開弁直前位置で、皿状板ばね２のガス弁部７寄り裏面（下流側）へ押動する関係位置に設ける。
【００１１】
また、皿状板ばね２の（図の右方向への）動きを規制するリセット部９は、給水自動ガス弁４のガス弁部７に対向するシート面１０の内側に、ねじ込む等して固定する。
また、リセット部９は、流水圧の減少により後退するスピンドル３によって、給水自動ガス弁４が所定の開度になった時に、皿状板ばね２の中心寄り裏面（下流側）へ当接する関係位置に設ける。
【００１２】
また、固定するリセット部９とシート面１０間に通孔３１を設け、押し金具８における押部３３は、この通孔３１を可動自在に挿通して皿状板ばね２へ押動するように設ける。
即ち、押し金具８の押動力が皿状板ばね２の復帰力に打ち勝って皿状板ばね２を開弁方向へ湾曲させ、皿状板ばね２がリセット部９に当接した場合には、皿状板ばね２の復帰力によって自ら閉弁方向へ湾曲するようにするため、皿状板ばね２に対する押し金具８による押動径は、リセット部９による当接径より大きく設定する。
また、給水自動ガス弁４の開弁時に、押し金具８による皿状板ばね２の湾曲を妨げないように、皿状板ばね２へ付勢するＶバネ５の当接径を押し金具８による押動径より小さく設ける。
【００１３】
次に、給水自動ガス弁４の開閉をする皿状板ばね２の作動について、皿状板ばね２の特性図である荷重とストロークとの関係を示す図３を用いて説明する。
図は、皿状板ばね２の中心部に荷重を加え、加えた荷重とその中心部の変形するストローク（変形量）との関係をグラフ化した実験データである。
まず、一定方向へ湾曲している皿状板ばね２へ徐々に荷重を加え、反転荷重（ａ点）に達すると、皿状板ばね２は、荷重に応じて変形を開始する。
そして、皿状板ばね２の復元力に抗して、デットポイント（ｂ点）を越えるまで荷重を加えると以後は、皿状板ばねの変形に要する荷重が急激に減少するために一気に反対方向へ湾曲する（ｂ点→ｃ点→ｄ点）。
一方、皿状板ばねは、元の湾曲状態へ戻ろうとする復元力を各ストローク位置で生じている。
従って、（ｄ点→ｃ点）から徐々に皿状板ばね２への荷重を減少していくと、皿状板ばね２は、荷重に応じて徐々に復元を開始する。
そして、デットポイント（ｃ点）を越えるまで皿状板ばね２への荷重を減少すると以後は、皿状板ばね２の復元力が急激に増加し、元の湾曲状態へ一気に戻る（ｃ点→ｂ点→ａ点）。
従って、給水自動ガス弁４を瞬時に開閉する設定をするためには、その開弁初めと閉弁初め位置を、皿状板ばね２の特性図により、行き帰りで急激な変形が重複するＳｂ点〜Ｓｃ点間に設定する。
尚、給水自動ガス弁４におけるガス弁部７の径は、押し金具８による当接径より大きいので、実際の開度は湾曲によって、押しストロークより更に拡大される。
また、皿状板ばね２のスナップによる給水自動ガス弁４の必要な開度は、着火を容易とするガス量、及び炎を消失しないガス量の確保ができる開度に設定する。
【００１４】
次に、本実施例における給水自動ガス弁４の動作を図２に基づいて説明する。（イ）は、給水自動ガス弁４の閉弁状態を示し、この停止状態から流水圧の上昇に伴い、水圧応動装置４が働き、スピンドル３が前進（図の左方向へ）移動する（ロ）。
そして、押し金具８を介して皿状板ばね２を押圧し、所定の押圧力に達すると皿状板ばね２は、スナップ的に反対方向へ湾曲変形し、給水自動ガス弁４を瞬時に対向するシート面１０から離間し、一定の開度に押し開く（ハ）。
こうして、ガス入口からの燃料ガスは、器具栓２５→マグネット式安全弁２６→給水自動ガス弁４→押し金具８のガス通孔３１→バーナ２７への経路で供給される（図１）。
【００１５】
給水自動ガス弁４が開弁すると、ガスはバーナ２７へ流入し、バーナ２７に設けたイグナイタ（図略）の放電によりそのガスに着火し、燃焼が開始する。
更に、流水圧の上昇に伴って、給水自動ガス弁４が移動し、この開度は全開状態になる（ニ）。
【００１６】
一方、流水圧が低下すると、Ｖバネ５力及び戻しばね１１力がダイアフラム１５による押動力に勝ることとなり、スピンドル３の右方向への移動と共に、給水自動ガス弁４が閉止方向へ移動する。
給水自動ガス弁４が一定の開度まで移動すると、皿状板ばね２がリセット部９に当接し、閉止方向への移動を規制する（ハ）。
即ち、Ｖバネ５力は、皿状板ばね２を介してリセット部９で受け止められる。
そして、水圧応動装置４からの押動力が一定の値まで低下すると、皿状板ばね２は自らの回復力により、閉弁方向にスナップ的に湾曲（ロ）する。その結果、給水自動ガス弁４は、一定開度から瞬時に閉弁する。
更に、流水圧が低下すると、戻しばね１１力によりスピンドル３が停止状態に戻る（イ）。
【００１７】
上記のように、給水自動ガス弁４は、流水圧の上昇または下降に伴って、所定の流水圧に達した時に、瞬時に開弁または閉弁する。
従って、給水自動ガス弁４の開弁時には、中途半端な開度で開弁をすることはなく、必要な開度を確保し、十分なガス量で点火させることができるため、点火ミスが起こらず、生ガスの放出が解消できる。
また、給水自動ガス弁４の閉弁時には、中途半端な開度で閉弁をすることはなく、十分な開度から瞬時に閉弁することができるため、不十分なガス量で炎が消失するといった事態とならず、閉弁過程における生ガスの放出が解消できる。
【００１８】
従って、本実施例に示す給水自動ガス弁４は、それ自体をスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、スナップ動作をする皿状板ばねを給水自動ガス弁４に加えて別途設ける必要がない（図４の従来例で示す皿状板ばね４２が不要となる）。
また、一体形成することによって、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品（図４の従来例で示す押圧カラー４１）を不要とすることができる。
その結果、部品点数を減少させることができ、組立性も容易となってガス弁開閉装置を安価に作製することができる。
【００１９】
更に、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とするため、伝達する部品に生じる摺動抵抗、及び伝達する部品と伝達される部品間に設ける隙間による伝達ロスが無くなり、給水自動ガス弁による瞬時の開閉動作を確実に、しかも効率良く行うことができる。
【００２０】
また、従来例（図４）における給水自動ガス弁４０のガス弁部は、本体のシート面と直角に接離してガス流路を開閉しているが、本実施例（図１または図２）では、皿状板ばね２が開弁方向へ湾曲し、反り返って開弁する。
そのために、皿状板ばね２の大きさに比してガス弁開度を大きく設定することが可能となり、給水自動ガス弁４０をコンパクト化できる。
従って、ガス流路が小さく、スピンドル３の移動量が小さい燃焼機器であっても、スナップ的な開閉動作を行うガス弁開閉装置を容易に組込むことができる。
【００２１】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於いて、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えばゴム材質のガス弁部７をモールドする皿状板ばね２の部分には、耐久上、ゴム材質との密着性を良くするため、外周端部にカーリングまたは平面等を設けても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のガス弁開閉装置によれば、給水自動ガス弁そのものをスナップ動作をする皿状板ばねで一体形成するので、給水自動ガス弁に加えて必要とされたスナップ動作をする部品、及びこのスナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とすることができ、ガス弁開閉装置を安価に作製することができる。
また、スナップ動作を給水自動ガス弁へ伝達する部品を不要とするため、伝達によるロスがなくなり、給水自動ガス弁によるスナップ的な開弁動作を確実に、しかも効率良く行うことができ、給水自動ガス弁の機能を更にアップさせることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るガス弁開閉装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る給水自動ガス弁の動作を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例に係る荷重とストロークとの関係を示すグラフである。
【図４】従来のガス弁開閉装置の概略図である。
【符号の説明】
１…水圧応動装置
２…皿状板ばね
３…スピンドル
４…給水自動ガス弁
５…Ｖバネ
６…シール部
７…ガス弁部
８…押し金具
９…リセット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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