(57)【要約】【課題】構成が簡単で、安価な遮断弁を提供することを課題とする。【解決手段】モータ部は、内部にステータ３６を装着したアウターヨーク３４、３５と、アウターヨーク３４の開口縁に、アウターヨーク３４の開口部を覆うように形成される隔壁３７と、アウターヨーク３５開口縁に、アウターヨーク３５の外方に向かってアウターヨーク３５と一体に形成される取り付け板４６と、アウターヨーク３５の開口部に配設され、取り付け板４６に気密に接合されるふた４０と、ステータ３６の内側に配設され、回転軸４２に形成された送りねじ４２ａに弁体４９が装着されるロータ４３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体室に形成された弁座に当接可能に構成した弁体と、前記弁体を移動させるモータ部とを備え、前記モータ部により前記弁体を、前記弁体が前記弁座から離間して流体が流通可能な開弁状態と、前記弁体が前記弁座に当接して流体の流通を遮断する閉弁状態とに保持する遮断弁において、
前記モータ部は、
内部にステータを装着したアウターヨークと、
前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、
前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、
前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、
前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータと、を備える遮断弁。
【請求項２】
前記隔壁を前記アウターヨークと一体に形成した請求項１記載の遮断弁。
【請求項３】
前記隔壁及び前記取り付け板は、合成樹脂により形成した請求項２記載の遮断弁。
【請求項４】
前記隔壁に、前記回転軸の軸受を一体的に形成した請求項３記載の遮断弁。
【請求項５】
前記取り付け板に、被取付部との間をシールするシール部材取り付け用の環状溝を形成した請求項３記載の遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動手段として電動機を使用した遮断弁であり、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するものであり、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電動機を動力源とした、主としてガスメータなどに内蔵される遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス事故を未然に防ぐため、従来より種々の安全装置が利用されており、中でも電池電源によるマイクロコンピュータを搭載し、ガス遮断装置内蔵のガスメータ（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、近年ほぼ全世帯に普及されている。このマイコンメータは、内蔵する流量センサーによりガスの流量を監視し、ガスの使用状態を異常使用と判断した場合、或いは、地震センサー、ガス圧力センサー、ガス警報器、一酸化炭素センサーなどのセンサーの状況を監視し、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構成となっている。
【０００３】
また、流量センサーによって計測されたガス流量情報を電話回線や無線通信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、マイコンメータは、ますます、情報端末としての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、無線通信などによる遠隔操作によってガスの遮断、復帰が可能なように遮断弁が設けられる。遮断弁は、マイコンメータに搭載した電池による電気エネルギーによってガス遮断とガス復帰が可能で、開弁状態と閉弁状態の保持は、電池の消耗を防止するために、電気エネルギーを必要としない構成とすることが要求されている。
【０００４】
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、近年は、開弁時及び閉弁時には、比較的強い閉止力、復帰力を実現でき、非通電時には、電気エネルギーを必要とせずに状態保持可能な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に主流になっている。
【０００５】
以下に、図４に基づいて、従来のステッピングモータを動力源とする遮断弁について説明する。
【０００６】
従来例の遮断弁は、図４に示すように、外周に磁気回路の一部を形成する２対のヨーク２を有し、各ヨークは、磁界を発生させるコイル３を巻いたボビン４を内蔵している。ヨーク２の更に外側には、それぞれのヨークの端面と接触するようにアウターヨーク５が配設され、アウターヨーク５には、外側に向かってフランジ５ａが形成されている。アウターヨーク５は、２対のヨークと共にステータ６を形成している。ステータ６の一方の開口部を気密に保持するように隔壁１が固定されている。ステータ６と隔壁１により囲まれる空間内にキャン１７が配設され、キャン１７の開放端を閉塞するようにキャップ１８が配設されている。
【０００７】
キャン１７とキャップ１８により囲まれる空間内には、マグネット１０とシャフト１１からなるロータ１２が配設されており、ロータ１２は、一対の軸受１３、１４により回転自在に保持されている。シャフト１１には、リードねじ１１ａが形成されており、リード
ねじ１１ａが弁ゴム１５を保持する弁ゴム受け１６と螺合している。
【０００８】
キャップ１８の端部を覆うように、遮断弁をガスメータに取り付けるための取り付け板７が配設され、取り付け板７をアウターヨーク５のフランジ５ａにかしめることにより一体化している。
【０００９】
アウターヨーク５とキャン１７と取り付け板７との間は、シール部材８ａにより気密に保持され、取り付け板７と被取付部であるガスメータ９との間は、シール部材８ｂにより気密に保持され、ロータ１２の外周とキャップ１８との間は、シール部材８ｃにより気密に保持されている。
【００１０】
以上のように構成された遮断弁について、図４に基づいて以下その動作について説明する。
【００１１】
２相のコイル３に所定のパルスを印加すると、ステータ６に回転磁界が発生し、その回転磁界と共にロータ１２が回転することにより、シャフト１１のリードねじ部１１ａに螺合している弁ゴム受け１５がガスメータ９に形成された弁座（図示せず）側に移動し、弁ゴム１４が弁座に当接することにより流体経路を閉塞し、ガスを遮断する。
【００１２】
一方、ロータ１２が逆回転をすると、弁ゴム１４が弁座から離隔することにより流体経路を開放し、ガスが流れるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−１６９８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記従来例の遮断弁では、キャン１７を用いてガス漏れを防止しているが、キャン１７は、ガスに対する耐食性の強い金属を深絞り加工して形成しているため、高い加工精度を必要とし、高価となる課題を有している。
【００１５】
本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、構成が簡単で、安価な遮断弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の遮断弁は、流体室に形成された弁座に当接可能に構成した弁体と、前記弁体を移動させるモータ部とを備え、前記モータ部により前記弁体を、前記弁体が前記弁座から離間して流体が流通可能な開弁状態と、前記弁体が前記弁座に当接して流体の流通を遮断する閉弁状態とに保持する遮断弁において、前記モータ部は、内部にステータを装着したアウターヨークと、前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の遮断弁は、取り付け板をアウターヨークと一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板とアウターヨークとの気密を保持することができる。ふたと取り付け板
とを気密に接合するのでふたと取り付け板との気密を保持することができる。これにより遮断弁の流体室側を気密に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における遮断弁の断面図
【図２】同遮断弁の分解斜視図
【図３】同遮断弁のモータ部の分解斜視図
【図４】従来例の遮断弁の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって発明が限定されるものではない。
【００２０】
第１の発明は、流体室に形成された弁座に当接可能に構成した弁体と、前記弁体を移動させるモータ部とを備え、前記モータ部により前記弁体を、前記弁体が前記弁座から離間して流体が流通可能な開弁状態と、前記弁体が前記弁座に当接して流体の流通を遮断する閉弁状態とに保持する遮断弁において、前記モータ部は、内部にステータを装着したアウターヨークと、前記アウターヨークの一方の開口縁に、前記アウターヨークの一方の開口部を覆うように形成される隔壁と、前記アウターヨークの他方の開口縁に、前記アウターヨークの外方に向かって前記アウターヨークと一体に形成される取り付け板と、前記アウターヨークの他方の開口部に配設され、前記取り付け板に気密に接合されるふたと、前記ステータの内側に配設され、回転軸に形成された送りねじに前記弁体が装着されるロータとを備えるものである。
【００２１】
この構成によれば、取り付け板をアウターヨークと一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板とアウターヨークとの気密を保持することができる。ふたと取り付け板とを気密に接合するのでふたと取り付け板との気密を保持することができる。これにより遮断弁の流体室側を気密に保持することができる。従来、ガスシールとして必要としたキャンを不要とすることができ、安価に構成することができる。
【００２２】
第２の発明は、前記隔壁を前記アウターヨークと一体に形成したものである。
【００２３】
隔壁は、アウターヨークと一体に形成しているので、気密を保持することができるとともに、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。
【００２４】
第３の発明は、前記隔壁及び前記取り付け板は、合成樹脂により形成したものである。
【００２５】
合成樹脂により成型することによりアウターヨークと容易に一体成形することができ、気密を保持することができる。
【００２６】
第４の発明は、前記隔壁に、前記回転軸の軸受を一体的に形成したものである。
【００２７】
隔壁に軸受を一体形成しているので、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。
【００２８】
第５の発明は、前記取り付け板に、被取付部との間をシールするシール部材取り付け用の環状溝を形成したものである。
【００２９】
取り付け板にシール部材を装着する環状溝を形成しているので、被取付部に環状溝を形成する必要がなく、加工性を向上できる。環状溝は、取り付け板の成形時に同時に形成す
ることができ、加工精度を向上できる。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における遮断弁の断面図である。図２は、同遮断弁の分解斜視図である。図３は、同遮断弁のモータ部の分解斜視図である。
【００３１】
図１において、略糸巻き状のコイルボビンに導線が巻線された励磁コイル３１と、外周に略円形状で内周に櫛歯状の磁極を有する第１の電磁ヨーク３２と、第１の電磁ヨーク３２との間で励磁コイル３１を挟持するように配された略円盤状で内周に櫛歯状の磁極を有する第２の電磁ヨーク３３とを備えており、第１の電磁ヨーク３２と第２の電磁ヨーク３３を接触させて配されている。
【００３２】
２組の電磁ヨーク３２、３３の外周を覆うように円筒部を有する一対のアウターヨーク３４、３５が配されており、アウターヨーク３４、３５外周に形成したフランジ部３４ａ、３５ａをかしめる等により一体化している。アウターヨーク３４、３５は、２組の電磁ヨーク３２、３３と共にステータ３６を形成している。
【００３３】
第１の電磁ヨーク３２の外周を覆う第１のアウターヨーク３４には、ステータ３６の一方の開放端である第１のアウターヨーク３４側の開放部を覆うように合成樹脂製の隔壁３７が一体に形成されている。隔壁３７には、第１の軸受３８が一体に形成されている。
【００３４】
第２の電磁ヨーク３３の外周を覆う第２のアウターヨーク３５には、ステータ３６の他方の開放端である第２のアウターヨーク３５側の開放端に、外側に向かって合成樹脂製の取り付け板４６が一体に形成されている。第２のアウターヨーク３５と取り付け板４６は一体成型することにより気密に保持されている。取り付け板４６には、取付部であるガスメータ側のシール面４６ａに弾性シール部材４７を収納する環状溝４６ｂが形成されている。本実施の形態では、弾性シール部材４７は、平面状に形成したパッキンを用いているが、合成ゴム製のＯリング等を用いてもよい。
【００３５】
ステータ３６の内側には、ロータ４３が配設されており、ロータ４３は、円周方向に分極着磁された円筒形の永久磁石４１と、一方の端に送りねじ４２ａを形成された回転軸４２とを有している。
【００３６】
第２のアウターヨーク３５の開放部を覆うように合成樹脂製のふた４０が配設されている。ふた４０は、中央に円筒状部４０ａを形成し、外周につば部４０ｂを形成している。ふた４０の円筒状部４０ａには、ロータ４３の送りねじ４２ａ側を支持する第２の軸受３９が配設され、円筒状部４０ａと第２の軸受３９との間には、合成ゴム製Ｏリングなどの弾性シール部材４８が配設されて、ふた４０の円筒状部４０ａと第２の軸受け３９との間を気密に保持している。
【００３７】
ふた４０のつば部４０ｂは、ガスメータの流体室４５側に突出した環状に形成され、つば部４０ｂのロータ４３側の面に、取り付け板４６に形成した環状突起４６ｃが嵌合する環状の嵌合溝を形成している。ふた４０は、嵌合溝に取り付け板４６の環状突起４６ｃを嵌合させ接着することにより気密に保持されて一体化される。
【００３８】
ロータ４３の送りねじ４３ａ先端部には、弁体４９が装着されており、弁体４９は、流体室４５内に形成された弁座（図示せず）に当接可能な概ね円形状で合成ゴムなど似て形成される弁シート５１と、弁シート５１のステータ３６側の面に当接して配された剛体製の弁シート保持部材５２とで構成されている。
【００３９】
弁シート５１は、貫通孔がなく、弁シート保持部材５２を抱き込むようにして弁シート保持部材５２に装着される。弁シート保持部材５２には、中心孔が形成され、中心孔が回転軸４２の送りねじ４２ａに螺合している。ふた４０には、壁（図示せず）が設けられ、弁シート保持部材５２には、スリット（図示せず）が設けられ、壁とスリットが係合して弁シート保持部材５２が回転軸４２に対して回転しないように構成されている。これにより、送りねじ４２ａの回転動作が弁シート保持部材５２の前後移動の動作に変換される。弁シート保持部材５２の材料は、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタール樹脂が好適である。
【００４０】
ふた４０と弁シート保持部材５２との間には、コイルスプリング５３が圧縮して保持されている。
【００４１】
以上のように構成された遮断弁について、以下その動作、作用を説明する。
【００４２】
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に示したように弁体４９がステータ３６側にあり、弁座（図示せず）から離れた開弁状態を保持し、ガスが流通可能である。
【００４３】
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すと、マイコンメータの制御部は、励磁コイル３１の各導線に位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ４３を回転させる。弁シート保持部材５２のスリット（図示せず）とふた４０の壁（図示せず）は係合し、弁シート保持部材５２は回転を防止されているため、ロータ４３に連動した送りねじ４２ａの回転動作が弁体４９の前後の移動動作に変換され、弁体４９は、弁シート５１が弁座に当接する位置に移動し、またコイルスプリング５３により弁座に当接する方向に付勢され、ガスが遮断される。
【００４４】
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４３は、保持トルクのため上記の状態を保持し、弁体４９は、弁座５０にコイルスプリング５３で付勢された閉弁状態を保持する。
【００４５】
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、ガス利用者が危険状態を復旧し、ガス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、或いは、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３１の各導線に逆位相差を持ったパルス状電流を印可し、ロータ４３を逆回転させる。すると、送りねじ４２ａに送られて弁体４９がステータ３６側に移動し、弁シート保持部材５２の裏面がふた４０に当接して、ロータ４３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４３は保持トルクのため上述の状態を保持し、図１に示した開弁状態を保持する。
【００４６】
本実施の形態では、取り付け板４６は、合成樹脂により被取付部側に位置する第２のアウターヨーク３５と一体に形成しているので、簡単な構成で、取り付け板４６と第２のアウターヨーク３５との気密を保持することができる。
【００４７】
ふた４０のつば部４０ｂ外周に形成した嵌合溝４０ｃに、取り付け板４６の環状突起４６ｃを嵌合して接着しているので、ふた４０と取り付け板４６との気密を保持することができる。嵌合溝４０ｃと環状突起４６ｃとを嵌合させて接着しているので、流体室４５側からロータ４３側への流体の漏れ方向に対する接着代を長くとることができ、気密性を向上することができる。
【００４８】
取り付け板４６には、被取付部側のシール面４６ａに、被取付部であるガスメータとのシール用の弾性シール部材４８を装着する環状溝４６ｂを形成しているので、加工が困難なガスメータに環状溝を形成する必要がなく、加工性を向上できる。環状溝４６ｂは、取り付け板４６の成形時に同時に形成することができ、加工精度を向上できる。環状溝４６ｂは、取り付け板４６の成形時に同時に形成するので、良好な寸法精度に形成することができ、弾性シール部材４８として、平板状のパッキンを用いていることができ、安価に構成することができる。
【００４９】
隔壁３７は、合成樹脂により第１のアウターヨーク３４と一体に形成し、隔壁３７に第１の軸受３８を一体形成しているので、構成を簡素化でき、部品点数を削減することができる。
【００５０】
隔壁３７と第１のアウターヨーク３４、及び取り付け板４６と第２のアウターヨーク３５は、第１、第２のアウターヨーク３４、３５に形成した孔部を介して、第１、第２のアウターヨーク３４、３５の内面と外面に合成樹脂を注入することができ、取付強度を向上することができる。
【００５１】
従来、ガスシールとして用いていたキャンを不要とすることができ、安価に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる遮断弁は、構成を簡素化することができ、かつ経済的でもあるため、マイコンメータ用の遮断弁として大いに利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
３１  励磁コイル
３２  第１の電磁ヨーク
３３  第２の電磁ヨーク
３４  第１のアウターヨーク
３５  第２のアウターヨーク
３６  ステータ
３７  隔壁
３８  第１の軸受
３９  第２の軸受
４０  ふた
４０ａ  円筒状部
４０ｂ  つば部
４０ｃ  嵌合溝
４２  回転軸
４３  ロータ
４５  流体室
４６  取り付け板
４６ａ  シール面
４６ｂ  環状溝
４７  弾性シール部材
４８  弾性シール部材
４９  弁体
【図１】
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【図２】
2015169271.tif 000004
【図３】
2015169271.tif 000005
【図４】
2015169271.tif 000006