(57)【要約】【課題】遮断手段がより確実・安全に流体を遮断できる流体遮断装置を提供する。【解決手段】遮断記憶部２９が遮断中であり、流量判定部２８が所定量以上の流量があると判定した場合、遮断駆動部２６に内蔵された周波数切替手段が駆動周波数を低く設定してステッピングモータなど遮断弁２３の駆動手段の駆動力を高めて再度遮断駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実・安全にガスを遮断することができる。【選択図】図１
2005140262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を遮断する遮断手段と、流路遮断動作後に前記遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動する流体遮断装置。
【請求項２】
流体を遮断する遮断手段と、流量を検出する流量検出手段と、前記遮断手段を遮断駆動したことを記録する記憶手段と、前記遮断手段の駆動力または駆動量を可変可能な駆動手段とを有し、前記記憶手段が遮断中であり、前記流量検出手段の検出流量より流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度前記遮断手段を遮断駆動する制御手段を有する流体遮断装置。
【請求項３】
流体を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の開閉状態を検出する開閉検出手段と、前記遮断手段を遮断駆動したことを記録する記憶手段と、前記遮断手段の駆動力または駆動量を可変可能な駆動手段とを有し、前記記憶手段が遮断中であり、前記開閉検出手段の出力より流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度前記遮断手段を遮断駆動する制御手段を有する流体遮断装置。
【請求項４】
遮断手段が周波数同期モータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動周波数を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動周波数を低く設定して再度前記遮断手段を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体遮断装置。
【請求項５】
遮断手段がモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動電流を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、前記駆動電流を高く設定して再度前記遮断手段を駆動することを特徴とする請求項１、２または３記載の流体遮断装置。
【請求項６】
遮断手段がステッピングモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は励磁方式を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記励磁方式を高出力側に切り替えて再度前記遮断手段を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体遮断装置。
【請求項７】
遮断手段がステッピングモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動ステップ数を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動ステップ数を多く設定して再度前記遮断手段を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路の開閉を行う流体制御装置、特に、ガスの事故を未然に防ぐためガスメータなどに内蔵されるガス遮断装置の遮断機構として使用される遮断弁装置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検出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、経済的価格等の優位性のため普及が促進され、ほぼ全世帯普及が実施されるに至っており、ガス事故の飛躍的低減に貢献している。
【０００３】
このマイコンメータは、停電などの影響を受けないよう電池電源で駆動され、また全戸普及のため経済的な容量の電池が搭載されているため、遮断弁は開弁、閉弁状態の保持に電力を必要としない自己保持型電磁ソレノイドやＰＭ型ステッピングモータで駆動されていて、マイコンメータシステムの異常時に必ず安全側、すなわちガス遮断側に状態移動するフェールセーフ構造ではない。
【０００４】
このため、フェールセーフ構成でないことを補い、マイコンメータの安全性を高めるため様々なシステムバックアップ手段が考案、搭載されている。
【０００５】
以下に従来の流体遮断装置（マイコンメータ）について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１記載の流体遮断装置（燃料制御遮断装置）は、図１１に示したように、ガスメータ１に内蔵されガス流路２を遮断可能な自己保持型の遮断弁３と、ガスの流量を検知する流量センサ等による流量検出部４と、この流量検出部４の流量信号５が所定の流量以上の場合遮断弁３を駆動する遮断駆動部６に遮断信号７を出力する流量判定部８と、遮断信号７が出力されたことを記憶する遮断記憶部９と、この遮断記憶部９の状態が遮断中でありかつ流量検出部４が流量信号５を出力した流量ありの状態の場合遮断駆動部６に遮断信号１０を出力するアンドゲート等による遮断中流量あり判定部１１と、これらの制御部４〜１１および遮断弁３に電力を供給する電池等による電源部１３より構成されている。流量判定部８、遮断記憶部９、遮断中流量あり判定部１１はマイクロコンピュータ１４に記録されたソフトウェア手段などで実現されている。
【０００７】
以上のように構成された流体遮断装置の動作について説明する。
【０００８】
ガス使用において危険性のない通常状態においては、遮断弁３は復帰（開弁）状態であり、ガスメータ１の下流のガス機具（図示せず）などにガスを供給可能である。このときガスの流量を検出した場合、流量検出部４は流量信号５を出力している。
【０００９】
流量信号５が異常に大きな流量であったり、流量信号５の継続が図示していないタイマー手段によって異常に長時間である場合など、ガス消費パターンが異常であると流量判定部８が判定した場合、遮断駆動部６に遮断信号７が出力され遮断弁３でガス流路２を遮断駆動すると同時に、遮断記憶部９に遮断駆動したことを記憶する。
【００１０】
この後、流量検出部４が流量を検出した場合流量信号５が遮断中流量あり判定部１１に出力され、遮断記憶部９の記憶が遮断中である場合、遮断中流量あり判定部１１は遮断駆動部６に遮断信号１０を出力し、遮断駆動部６は遮断弁３を再度遮断駆動する。
【００１１】
このように図１１に示す流体遮断装置は、遮断中に流量がある場合再度遮断動作を行うことによって、遮断弁３がフェールセーフ構造でないことを補いマイコンメータの安全性を高めている。
【特許文献１】特開昭５９−６９６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この種の流体遮断装置において、遮断中に流量があるということは、遮断弁の損失が増えるなど機構部が特性劣化しているか、電池電源部の電圧が低下するなど駆動部が特性劣化しているなどの原因により、遮断弁の動作が完了していないか動くことができないためであることが多い。
【００１３】
しかしながら、図１１に示した従来の流体遮断装置は、遮断中に流量がある場合通常と同じ遮断動作を繰り返すだけであるため、機構部や駆動部が特性劣化している場合遮断弁３がガス流路２を遮断できる確率は高くならない。すなわち、遮断中に流量がある場合でもガス流路を遮断できない可能性が高いという課題を有していた。
【００１４】
本発明はかかる従来の課題に鑑み、遮断弁の損失が増えるなど機構部が特性劣化しているか、電池電源部の電圧が低下するなど駆動部が特性劣化しているなどの場合でも、遮断弁がガス流路を遮断できる確率を高くしマイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体遮断装置は、流路を遮断する遮断手段と、流路遮断動作後に前記遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するものである。
【００１６】
前記流路遮断動作が不完全であることを検出する手段として、流量検出手段および所定量以上の流量を検出した場合分岐する制御手段、または、遮断手段の開閉状態を検出する開閉検出手段および開閉検出手段の出力が閉止でない場合分岐する制御手段を提供するものである。
【００１７】
前記駆動力を高める手段として、周波数同期モータの駆動周波数を低く設定する手段、モータの駆動電流を高く設定する手段、ステッピングモータの励磁方式を高出力側に切りかえる手段を提供するものであり、遮断ストロークを高める手段として、ステッピングモータの駆動ステップ数を多く設定する手段を提供するものである。
【００１８】
上記のように、流路遮断動作後に遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の流体遮断装置は、流路を遮断する遮断手段と、流路遮断動作後に前記遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断する流体遮断装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の発明は、流路を遮断する遮断手段と、流路遮断動作後に前記遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するものである。
【００２１】
そして、流路遮断動作後に遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００２２】
第２の発明は、流体を遮断する遮断手段と、流量を検出する流量検出手段と、前記遮断手段を遮断駆動したことを記録する記憶手段と、前記遮断手段の駆動力または駆動量を可変可能な駆動手段とを有し、前記記憶手段が遮断中であり、前記流量検出手段の検出流量より流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度前記遮断手段を遮断駆動する制御手段を有するものである。
【００２３】
そして、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００２４】
第３の発明は、流体を遮断する遮断手段と、前記遮断手段の開閉状態を検出する開閉検出手段と、前記遮断手段を遮断駆動したことを記録する記憶手段と、前記遮断手段の駆動力または駆動量を可変可能な駆動手段とを有し、前記記憶手段が遮断中であり、前記開閉検出手段の出力より流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度前記遮断手段を遮断駆動する制御手段を有するものである。
【００２５】
そして、記憶手段が遮断中であり、開閉検出手段の出力が閉止でない場合、駆動手段の駆動力を高くまたは遮断ストロークを長く設定して再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００２６】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明の流体遮断装置において、遮断手段が周波数同期モータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動周波数を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動周波数を低く設定して再度前記遮断手段を駆動するものである。
【００２７】
そして、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、駆動周波数を低く設定してステッピングモータ等同期モータの駆動トルクすなわち遮断手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００２８】
第５の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明の流体遮断装置において、遮断手段がモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動電流を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、前記駆動電流を高く設定して再度前記遮断手段を駆動するものである。
【００２９】
そして、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、駆動電流を高く設定してモータの駆動トルクすなわち遮断手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００３０】
第６の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明の流体遮断装置において、遮断手段がステッピングモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は励磁方式を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記励磁方式を高出力側に切り替えて再度前記遮断手段を駆動するものである。
【００３１】
そして、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、励磁方式を高出力側に切り替えてステッピングモータの駆動トルクすなわち遮断手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００３２】
第７の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明の流体遮断装置において、遮断手段がステッピングモータを駆動源とする遮断弁であり、駆動手段は駆動ステップ数を切り替え可能で、記憶手段が遮断中であり、流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、前記駆動ステップ数を多く設定して再度前記遮断手段を駆動するものである。
【００３３】
そして、記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が所定量以上の流量を検出した場合、または開閉検出手段の出力が閉止でない場合、前記駆動ステップ数を多く設定してステッピングモータの駆動量すなわち駆動手段の遮断ストロークを長く駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の流体遮断装置のブロック図である。
【００３６】
図１において、ガスメータ２１に内蔵されガス流路２２を遮断可能なＰＭ型ステッピングモータや自己保持型電磁ソレノイド等によって駆動される自己保持型の遮断弁２３と、ガスの流量を検知する磁気センサ、圧力センサ、超音波センサ、熱線流量センサ、流体素子センサ、質量流量センサ、フロートセンサ等による流量検出部２４と、この流量検出部２４の流量信号２５が異常流量などの場合遮断弁２３を駆動する遮断駆動部２６に遮断信号２７を出力する流量判定部２８と、遮断信号２７が出力されたことを記憶する遮断記憶部２９と、この遮断記憶部２９の状態が遮断中でありかつ流量検出部２４の流量信号２５が所定の流量Ｑ０以上で流量ありと判定される場合、遮断駆動部２６に遮断信号３０を出力するアンドゲート等による遮断中流量あり判定部３１と、これらの各部および遮断弁２３に電力を供給する電池等による電源部３３より構成され、遮断駆動部２６は遮断信号２７を受けて遮断弁２３を通常の駆動力または遮断ストロークで駆動し、遮断信号３０を受けた場合、すなわち遮断記憶部２９の状態が遮断中でありかつ所定量以上の流量を検出した遮断中流量ありの状態の場合は駆動力を高出力側または遮断ストロークを長く切り替えて遮断駆動する。
【００３７】
流量判定部２８、遮断記憶部２９、遮断中流量あり判定部３１、遮断駆動部２６はマイクロコンピュータ３４に記録されたソフトウェア手段や論理ＩＣなどで実現されている。
【００３８】
図２は本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図である。
【００３９】
図２において、遮断弁２３はＡ相、Ｂ相の２相バイポーラ励磁方式のステッピングモータ４１で駆動されていて、遮断駆動部４２は駆動周波数４３を切り替えるカウンタやタイマ等で構成された周波数切替手段４４と、駆動周波数４３に同期した駆動波形４５を出力する分配手段４６と、駆動波形４５を２相バイポーラ駆動波形に変換すると同時に電力増幅する励磁回路４７とで構成されている。
【００４０】
異常流量などによる通常駆動時においては周波数切替手段４４は例えば２００Ｈｚの高い周波数の駆動周波数４３を分配手段４６に出力し、遮断中流量ありの状態の場合においては周波数切替手段４４は例えば１００Ｈｚの低い駆動周波数４３に切り替えて分配手段４６に出力する。
【００４１】
図３は本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断弁の断面図である。
【００４２】
図３において、Ａ相、Ｂ相に接続された電磁コイル５１、５２と、磁力を伝達するヨーク５３、５４、５５、５６とでステータ５７が構成され、永久磁石５８と、流路５９に突出したリード部６０を有するリードシャフト６１とで構成されたロータ６２がステータ５７と同軸に配され、流路５９に形成された弁座６３と当接することによってガス等の流体を遮断可能でリードナット部６４を有する弁体６５がリード部６０に螺合して配され、弁体６５自身の回転は爪状の回動規制手段６６によって規制されているためロータ６２の回転によって弁体６５は軸方向に前後動する。
【００４３】
ステータ５７とロータ６２は２相励磁型のＰＭ（永久磁石）型のステッピングモータを形成しており、電磁コイル５１、５２すなわちＡ相、Ｂ相に１／２・πの位相差を有する矩形波等の回転磁界を発生する電流を印加することによってロータ６２が回転し、電流を印加しない場合は永久磁石５８による静止トルクによってロータ６２は回転を阻止されている。
【００４４】
図３においては、弁体６５側から見てＣＷ（時計回り）方向にロータ６２が回転した場合は弁体６５が弁座６３に近づく遮断動作を行い、ＣＣＷ（反時計回り）に回転した場合は弁体６５が弁座６３から遠ざかる復帰動作を行う。
【００４５】
図４は図３の遮断弁の駆動部であるステッピングモータの駆動周波数と脱調トルクの関係を表すグラフの一例である。
【００４６】
図４のように、駆動周波数が低い方が高いトルクを発生させ、例えば駆動周波数２００Ｈｚでは１．９ｍＮ・ｍであるのに対し、低周波数１００Ｈｚでは３．２ｍＮ・ｍと強いトルクを発生させ、すなわち低周波数駆動時には遮断弁の駆動力が強くなることがわかる。
【００４７】
以上のように構成された流体遮断装置の動作について説明する。
【００４８】
流量検出部２４の流量信号２５を流量判定部２８が判定し、ガスの使用状態に異常がない場合、遮断信号２７は出力されず、遮断弁２３はガス流路２２を開放した復帰状態を保つ。
【００４９】
流量検出部２４の流量信号２５を流量判定部２８が判定し、合計流量が異常に多い場合や、個別流量区分の使用時間が異常に長い場合などガスの使用状態に異常がある場合や、地震センサ、圧力センサ、ガス漏れセンサ等のその他センサ３６や、遮断スイッチや通信回線等による外部遮断命令３７を受けた場合、遮断信号２７が遮断駆動部２６に出力され、遮断駆動部２６は遮断弁２３を通常駆動によって遮断すると同時に、遮断記憶部２９に遮断信号を出力したこと、すなわち遮断中であることを記憶させる。
【００５０】
図２、図３および図４によると、この通常駆動時の駆動周波数は例えば２００Ｈｚであり、遮断弁２３のステッピングモータ４１は１．９ｍＮ・ｍのトルクで遮断動作を行う。
【００５１】
遮断動作後、遮断弁２３は永久磁石５８による静止トルクによって無通電でも遮断状態を保持する。
【００５２】
遮断弁２３の損失が増えるなど機構部が特性劣化したり、電池による電源部３３の電圧が低下するなど駆動部が特性劣化しているの場合、遮断弁２３の遮断動作が完了していないことがある。
【００５３】
この遮断動作未完了状態においては遮断記憶部２９は遮断中であることを記憶し、流量検出部２４が流量を検出し流量判定部２８が流量信号２５を所定の流量Ｑ０以上で流量ありと判定した場合流量ありの信号が発生し、遮断中でありかつ流量があるため遮断中流量あり判定部３１は遮断駆動部２６に遮断信号３０を出力し、遮断駆動部２６は高出力駆動で遮断弁２３を再遮断する。
【００５４】
すなわち、図２において周波数切替手段４４は例えば１００Ｈｚの低い駆動周波数４３を分配手段４６に出力し励磁回路４７を介して遮断弁４４を駆動するため、図４に示したように遮断弁２３の駆動部であるステッピングモータ４１は３．２ｍＮ・ｍの強いトルクを発し遮断弁２３は強い駆動力で再遮断を行う。
【００５５】
このため、機構部や駆動部が特性劣化している場合でも、遮断弁２３はガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全に流体を遮断することができる。
【００５６】
なお、ここで遮断記憶部の遮断中記録を複数とし、遮断中流量ありで再遮断した後再度流量がある場合、駆動周波数をより低くして遮断弁を再再遮断してよく、この場合はより確実または安全に流体を遮断することができる。
【００５７】
次に図示していない外部手段などから復帰信号があたえられた場合、図示していない復帰駆動部が遮断弁２３の駆動部であるステッピングモータ４１を例えばＣＣＷ方向に逆転駆動することによってガス流路２２を開弁復帰すると同時に、遮断記憶部２９の遮断中記録をリセットし、ガスを流すことができる通常状態に復帰する。
【００５８】
このように、本発明の実施の形態１の流体遮断装置は、遮断記憶部２９が遮断中であり、流量判定部２８が所定量以上の流量があると判定した場合、周波数切替手段４４が駆動周波数４３を低く設定してステッピングモータ４１など遮断弁２３の駆動手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全にガスを遮断することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図である。
【００６０】
図５において、遮断弁２３は図１、図２、図３と同様であり、遮断駆動部７２は制限抵抗７３を介する通常電流回路７４と制限抵抗のない高電流回路７５を切り替える電流切替手段７６と、電流切替手段７６からの電流に応じて電力増幅する励磁回路７７とで構成されている。
【００６１】
異常流量などによる通常駆動時においては電流切替手段７６は例えば２００ｍＡの低い駆動電流を励磁回路７７に出力し、遮断中流量ありの状態の場合においては電流切替手段７６は例えば４００ｍＡの高い駆動電流に切り替えて励磁回路７７を駆動する。
【００６２】
図６は図３の遮断弁の駆動部であるＰＭ型ステッピングモータの駆動電流と脱調トルクの関係を表すグラフの一例である。
【００６３】
図６のように、駆動電流が高い方が高いトルクを発生させ、例えば駆動電流２００ｍＡでは１．３ｍＮ・ｍであるのに対し、高電流４００ｍＡでは５．２ｍＮ・ｍと強いトルクを発生させ、すなわち高電流駆動時には遮断弁の駆動力が強くなることがわかる。
【００６４】
その他の部分は、図１の流体遮断装置と同様であり説明を省略する。
【００６５】
このように、本発明の実施の形態２の流体遮断装置は、遮断記憶部２９が遮断中であり、流量判定部２８が所定量以上の流量があると判定した場合、電流切替手段７６が駆動電流を高く設定してステッピングモータ４１など遮断弁２３の駆動手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全にガスを遮断することができる。
【００６６】
なお、電流切替手段は制限抵抗の有無を切り替えることによって電流を切り替えるよう説明したが、駆動電圧や、励磁回路の電源電圧、駆動回路のＯＮデューティーを切り替えることによって電流を切り替えてもよい。
【００６７】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図である。
【００６８】
図７において、遮断弁２３は図１、図２、図３と同様であり、遮断駆動部８２は励磁方式を１−２相励磁と２相励磁に切り替えて分配手段８３に出力する励磁方式切替手段８４と、駆動波形８５を２相バイポーラ駆動波形に変換すると同時に電力増幅する励磁回路８６とで構成されている。
【００６９】
異常流量などによる通常駆動時においては励磁方式切替手段８４は１−２相励磁の駆動信号８７分配手段８３に出力するため遮断弁２３は消費電流の低い弱いトルクで駆動され、遮断中流量ありの状態の場合においては励磁方式切替手段８４は２相励磁駆動信号８８を分配手段８３に出力し励磁回路８６は消費電流の高い強いトルクで遮断弁２３を駆動する。
【００７０】
その他の部分は、図１の流体遮断装置と同様であり説明を省略する。
【００７１】
このように、本発明の実施の形態３の流体遮断装置は、通常状態では消費電流の低い１−２相励磁駆動信号８７で遮断弁２３が駆動され、遮断記憶部２９が遮断中であり、流量判定部２８が所定量以上の流量があると判定した場合、励磁方式切替手段８４が高出力の２相励磁駆動信号８８に切り替えステッピングモータ４１など遮断弁２３の駆動手段の駆動力を高めて駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全にガスを遮断することができる。
【００７２】
なお、励磁方式切替手段は１−２相励磁と２相励磁を切り替えるとしたが、モノポーラ駆動とバイポーラ駆動とを切り替えてもよい。
【００７３】
（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図である。
【００７４】
図８において、遮断弁２３は図１、図２、図３と同様であり、遮断駆動部９２は遮断弁２３を駆動するステップ数を通常ステップ数と長ステップ数に切り替えて分配手段９３に出力する駆動ステップ切替手段９４と、駆動波形８９を２相バイポーラ駆動波形に変換すると同時に電力増幅する励磁回路９６とで構成されている。
【００７５】
異常流量などによる通常駆動時においては駆動ステップ切替手段９４は通常のステップ数、例えば遮断弁２３のリードピッチが２ｍｍ／回転で、ステッピングモータ４１のステップ数が４８ステップ／回転で、全ストロークが６ｍｍである場合、最低必要ステップ数は１４４ステップであるため、通常のステップ数は安全率を１．２５とし１８０ステップの駆動パルスを出力し、遮断中流量ありの状態の場合においては駆動ステップ切替手段９４は通常のステップ数の１．５倍の長ステップ数２７０ステップの駆動パルスを出力し、遮断弁２３が遮断完了した後は、余った駆動パルスは遮断弁２３の駆動部であるステッピングモータ４１を閉弁遮断位置で脱調させて消費される。
【００７６】
その他の部分は、図１の流体遮断装置と同様であり説明を省略する。
【００７７】
遮断中流量ありの状態となるのは、遮断弁２３の損失が増えるなど機構部が特性劣化したり、電池による電源部３３の電圧が低下するなど駆動部が特性劣化しているの場合、遮断弁２３の遮断動作が完了していないためであり、このとき遮断弁２３の駆動部であるステッピングモータ４１は駆動パルスに対し部分的に脱調して動作しないため、遮断に必要なストロークに対して駆動パルス数が不足し、結果として駆動パルス数不足で遮断動作未完了となることが多い。
【００７８】
このような場合においても、本発明の実施の形態４の流体遮断装置は、通常状態では通常のステップ数１８０ステップで遮断弁２３が駆動されるのに対し、遮断記憶部２９が遮断中であり、流量判定部２８が所定量以上の流量があると判定した場合、駆動ステップ切替手段９４が長ストロークに相当する長ステップ数２７０ステップの駆動パルスに切り替えステッピングモータ４１など遮断弁２３の駆動手段の駆動ストロークを高めて駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全にガスを遮断することができる。
【００７９】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５の流体遮断装置のブロック図である。
【００８０】
図９において、ガスメータ１０１に内蔵されガス流路２２を遮断可能なＰＭ型ステッピングモータや自己保持型電磁ソレノイド等によって駆動される自己保持型の遮断弁２３と、遮断弁２３の開閉状態を検出するリミットスイッチ、磁気スイッチ、インダクタンス検出手段、サーチコイル、フォトセンサ、感圧素子などからなる開閉検出部１０２と、ガスの流量を検知する磁気センサ、圧力センサ、超音波センサ、熱線流量センサ、流体素子センサ、質量流量センサ、フロートセンサ等による流量検出部２４と、この流量検出部２４の流量信号２５が異常流量などの場合遮断弁２３を駆動する遮断駆動部２６に遮断信号２７を出力する遮断判定部１０３と、遮断信号２７が出力されたことを記憶する遮断記憶部２９と、この遮断記憶部２９の状態が遮断中でありかつ開閉検出部１０２の信号が未閉止の場合遮断駆動部２６に遮断信号１０４を出力するアンドゲート等による遮断中閉止不完全判定部１０５と、これらの各部および遮断弁２３に電力を供給する電池等による電源部３３より構成され、遮断駆動部２６は遮断信号２７を受けて遮断弁２３を通常の駆動力または遮断ストロークで駆動し、遮断信号１０４を受けた場合、すなわち遮断記憶部２９の状態が遮断中でありかつ開閉検出部１０２の信号が未閉止の遮断中閉止不完全の場合は駆動力を高出力側または遮断ストロークを長く切り替えて遮断駆動する。
【００８１】
流量判定部１０３、遮断記憶部２９、遮断中閉止不完全判定部１０５、遮断駆動部２６はマイクロコンピュータ１０６に記録されたソフトウェア手段や論理ＩＣなどで実現されている。
【００８２】
遮断駆動部２６は実施の形態１〜４と同様の手段が可能であるので説明を省略する。
【００８３】
図１０は本発明の実施の形態５の流体遮断装置の遮断弁および開閉検出部の断面図である。
【００８４】
図１０において、遮断弁２３は図１、図２、図３と同様であり、開閉検出部１０２は、遮断弁２３と同軸に配され一端は遮断弁２３が閉弁時に当接し他端に永久磁石１１２が固定されたロッド１１３と、ロッド１１３を摺動可能に保持するハウジング１１１と、ロッド１１３を遮断弁２３方向に付勢する遮断弁２３の閉弁力より弱いスプリング１１４と、ガスメータ内のガス隔壁１１５を距てて配され永久磁石１１２が接近した時ＯＮとなり離反した時ＯＦＦとなる磁気リードスイッチ１１６とで構成されている。
【００８５】
上記開閉検出部１０２の動作は、遮断弁２３の弁体６５の位置が開弁状態の場合は、ロッド１１３は弁体６５に当接せずスプリング１１４に付勢されて図中右側にあるため、永久磁石１１２は磁気リードスイッチ１１６から離反し磁気リードスイッチはＯＦＦの状態であり、遮断弁２３の弁体６５の位置が閉弁状態の場合は、ロッド１１３は弁体６５に当接し遮断弁２３の閉弁力に押されて図中左側に移動し、永久磁石１１２は磁気リードスイッチ１１６に接近し磁気リードスイッチがＯＮの状態となることによって、遮断弁２３の開閉状態を電機信号として検出することが可能である。
【００８６】
そして、異常流量などによる通常駆動時においては遮断駆動部２６は通常の駆動力または遮断ストローク遮断弁２３を駆動し、遮断記憶部２９の状態が遮断中であり、かつ開閉検出部１０２の信号が未閉止の場合、すなわち磁気リードスイッチがＯＦＦの遮断中閉止不完全の場合は、駆動力を高出力側または遮断ストロークを長く切り替えて遮断駆動する。
【００８７】
このように、本発明の実施の形態５の流体遮断装置は、遮断記憶部２９が遮断中であり、開閉検出部１０２の信号が未閉止の遮断中閉止不完全の場合は、遮断駆動部２６を高駆動力または遮断ストロークを長く切り替えて遮断駆動するため、遮断弁２３がガス流路２２を遮断できる確率が高くなり、より確実または安全にガスを遮断することができる。
【００８８】
なお、上記実施の形態において遮断弁２３は２相バイポーラ励磁ＰＭ型ステッピングモータ４１が駆動手段である例を説明したが、３相以上でもモノポーラ励磁でもよく、その他同機モータでもよく、実施の形態２に示した遮断駆動部が電流を切り替える例においてはＤＣブラシレスモータ等の直流モータも選択可能である。
【００８９】
また、遮断弁２３の駆動手段はモータだけでなく、駆動電流を変えることによって、または駆動時間を変えることによって遮断駆動力を変えることができるよう設計された電磁ソレノイドでもよく、また、遮断駆動力を変えることができるれば必ずしも自己保持型モータ、電磁ソレノイドでなくてもよい。
【００９０】
また、遮断弁２３はロータ６２の回転が直接弁体６５の前後動に変換されるよう説明したが、減速機構を介してもよく、磁気カップリングなど気密隔壁を介した動力伝達でもよい。
【００９１】
また、この流体遮断装置はガスメータ２１に内蔵され、電池電源部３３によって駆動されるよう説明したが、孤立型流体遮断装置でもよく燃焼機器等に内蔵されてもよく、商用電源、自己発電電源などで駆動されてもよく、コンデンサ等のアックアップ電源で駆動されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明にかかる流体遮断装置は、遮断手段の流路遮断動作が不完全であることを検出した場合、遮断手段の駆動力または遮断ストロークを高めて再度遮断手段を遮断駆動するため、遮断手段がガスなどの流体通路を遮断できる確率を高くすることが出来るので、モータ駆動などで確実な動作が必要な装置に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１の流体遮断装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断弁の断面図
【図４】図３の遮断弁の駆動部であるＰＭ型ステッピングモータの駆動周波数と脱調トルクの関係を表すグラフ
【図５】本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図
【図６】図３の遮断弁の駆動部であるＰＭ型ステッピングモータの駆動電流と脱調トルクの関係を表すグラフ
【図７】本発明の実施の形態３の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図
【図８】本発明の実施の形態４の流体遮断装置の遮断駆動部および遮断弁のブロック図
【図９】本発明の実施の形態５の流体遮断装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態５の流体遮断装置の遮断弁および開閉検出部の断面図
【図１１】従来の流体遮断装置のブロック図
【符号の説明】
【００９４】
２２  ガス流路（流路）
２３  遮断弁（遮断手段）
２４  流量検出部（流量検出手段）
２６、４２、７２、８２、９２  遮断駆動部（駆動手段）
２９  遮断記憶部（記憶手段）
３１  遮断中流量あり判定部（制御手段）
４１  ステッピングモータ
４４  周波数切替手段
７６  電流切替手段
８４  励磁方式切替手段
９４  駆動ステップ切替手段
１０２  開閉検出部（開閉検出手段）
１０５  遮断中閉止不完全判定部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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