(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、該弁ゴムの周縁リップ状部分を断面Ｕ字形に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項２】
弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成したことを特徴とする請求項１記載のガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項３】
弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくしたことを特徴とする請求項１記載のガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項４】
弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁座面の内周にかかる部分の一部に傾斜面からなる切欠部を形成することにより、弁座の弁座面に前記弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成し、
前記弁ゴムにおける、前記接地部分より内側を、弁座面とは反対側に湾曲する湾曲状に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項５】
弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁座面の内周にかかる部分の一部に傾斜面からなる切欠部を形成することにより、弁座の弁座面に前記弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくし、
前記弁ゴムにおける、前記接地部分より内側を、弁座面とは反対側に湾曲する湾曲状に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項６】
弁座面の一部、特に内周にかかる部分に傾斜面からなる切欠部を形成したことを特徴とする請求項２又は３記載のガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項７】
弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成して、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項８】
弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成して、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくしたことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項９】
弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成したことを特徴とする請求項２又は３記載のガスメータ用双方向遮断弁。
【請求項１０】
開弁動作時に１次側から２次側へガス圧を抜く副弁を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のガスメータ用双方向遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は安全機能付ガスメータに用いる双方向遮断弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス使用時における様々な異常使用状態が内蔵のマイコンにプログラムされており、流量異常や長時間にわたるガスの異常使用が発生すると、マイコンが判断して、直ちにガスを遮断する安全機能付ガスメータ（単にマイコンメータともいう）が広く用いられている。遮断弁はいわゆる自己保持型電磁弁が使われていて、一時的に駆動電流を流すと閉弁してガスの供給を遮断し、駆動電流を断ったあと、スプリングの力で閉弁状態を保持する。そして、逆方向の駆動電流を流すと開弁して、駆動電流を断ったあと、マグネット（永久磁石）の磁力で開弁状態を保持する。このように、電気的に閉弁方向と開弁方向への両方向の作動ができるので、双方向遮断弁と呼ばれている。なお、大型のガスメータでは、電磁弁ではなく電動弁が用いられるが、双方向作動できる点は電磁弁と同じである。
【０００３】
図９にこの種の双方向遮断弁（以下、単に遮断弁という）で構造が電磁弁のものを示す。１はガスメータの上ケースの一部分を構成する遮断弁取付部で、この遮断弁取付部１に弁座２が一体的に形成されている。遮断弁取付部１にパッキン３を介してホルダ４が取付ネジ５で固着されている。ホルダ４にはコイル６を巻いたボビン７が装着されている。図は閉弁状態を示す。プランジャ（可動鉄心）８はコア（固定鉄心）９から離れて図示左方の位置にある。このとき、弁ゴム１０は弁フレーム１１とともに第１のスプリング１２により図示左方に付勢されて、弁座２に押圧されて密着し閉弁状態にある。第２のスプリング１３は、プランジャ８の小径部８ａに嵌装された第１のスプリングホルダ１４と、前記弁ゴム１０の中央部左側面に当接した第２のスプリングホルダ１５との間に装架され、プランジャ８を図示左方に付勢して、プランジャ８を図示の位置に保持している。１６はプランジャ８の小径部８ａの左端部に嵌合したＥリングで、第１のスプリングホルダ１４の抜け止めである。なお、図の状態で、第２のスプリング１３の荷重（ばね力）は第１のスプリング１２の荷重（ばね力）よりも小さい。
【０００４】
図示の閉弁状態のときには、ガスメータの図示されてない入口に連通する１次側１７のガス圧が、ガスメータの図示されてない計量室に連通する２次側１８のガス圧よりガス供給圧分だけ高い値にあって、この圧力差による分と、第１のスプリング１２による付勢力とで弁ゴム１０が弁座２に押し付けられている。この閉弁状態から開弁するには、コイル６に一時的に駆動電流を流すと、プランジャ８がコア９に吸引され、先ず弱い力の第２のスプリング１３に抗してわずかに図示右方に移動してプランジャの段部８ｂが弁ゴム１０の面１０ａから右方に離れる（図１０参照）。すると、弁ゴム１０の内径とプランジャ８の外径との間の隙間を通って、１次側１７から２次側１８へと矢印Ａのようにガスが流れて弁ゴム１０にかかっていた前記圧力差が小さくなる。そこで、プランジャ８は第１のスプリング１２に抗して一気に右方へ移動して、弁ゴム１０が弁座２から離れ、プランジャ８の右端がコア９に吸着されて、開弁状態が保持される。１９はマグネット（永久磁石）で、駆動電流を断ったあとの開弁状態を保持する（図１１参照）。開弁状態では１次側１７から２次側１８へ矢印Ｂで示すようにガスが流れる。
【０００５】
開弁状態にあるときに、前記開弁駆動時と逆向きの駆動電流を一時的にコイル６に流すと、マグネット１９による保持力が解除されて、プランジャ８、弁フレーム１１及び弁ゴム１０等が第１のスプリング１２の付勢力で図示左方に移動して弁ゴム１０が弁座２に押圧されて閉弁する。プランジャ８の段部８ｂは弁ゴム１０の側面１０ａに当り、この部分も閉じて図９に示す状態となる。なお、開弁駆動時に１次側１７の圧力を２次側１８に抜くための段部８ｂ、弁ゴム１０の内径とプランジャ８の外径との隙間及び第２のスプリング１３等で構成される機構を副弁と呼んでいる。図９〜１１ではこの副弁に符号２０を付する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、閉弁時、弁ゴム１０を弁フレーム１１で弁座２の平らな座面に押し付けて、弁ゴム１０の厚み方向に圧縮するようにしていた。そして弁の漏れを防ぐため、一定以上の弁荷重を加えてシール性を確保しているため、弁を開く場合に、前記弁荷重に打ち勝つ電磁力が必要となり、電磁弁の駆動電力が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、現在の家庭用ガスメータの弁荷重は、漏れを防止するために弁座の周長に対して１ｇ／ｍｍ以上を必要としており、開弁時の駆動電力を減らそうとすると、弁荷重が弁座の周長に対して１ｇ／ｍｍ以下になり、弁のシール性が悪くなるという問題点があった。実際に弁ゴムの径のφ３０の従来技術では、１次と２次の圧力差による荷重が約１５０ｇ、第１のスプリングの荷重が約１００ｇであった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点を解消できるガスメータ用双方向遮断弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、該弁ゴムの周縁リップ状部分を断面Ｕ字形に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１のガスメータ用双方向遮断弁において、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１のガスメータ用双方向遮断弁において、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくしたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁座面の内周にかかる部分の一部に傾斜面からなる切欠部を形成することにより、弁座の弁座面に前記弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成し、
前記弁ゴムにおける、前記接地部分より内側を、弁座面とは反対側に湾曲する湾曲状に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁である。
請求項５の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁座面の内周にかかる部分の一部に傾斜面からなる切欠部を形成することにより、弁座の弁座面に前記弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくし、
前記弁ゴムにおける、前記接地部分より内側を、弁座面とは反対側に湾曲する湾曲状に形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁である。
請求項６の発明は、請求項２又は３のガスメータ用双方向遮断弁において、弁座面の一部、特に内周にかかる部分に傾斜面からなる切欠部を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成して、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部において、円周方向の一部に接地面積が小さい接地面積小の部分を形成したことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁である。
請求項８の発明は、弁ゴムの周縁に、閉弁時の荷重で撓み変形するリップ状部分を形成し、
弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成して、弁座の弁座面に弁ゴムが接地して生じる環状の接地部の半径方向の幅を円周の一部において小さくしたことを特徴とするガスメータ用双方向遮断弁である。
請求項９の発明は、請求項２又は３のガスメータ用双方向遮断弁において、弁ゴムの外周の一部に切欠部を形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかのガスメータ用双方向遮断弁において、開弁動作時に１次側から２次側へガス圧を抜く副弁を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態をいくつかの実施例に従って説明する。
【００１８】
〔実施例１〕
図１の実施例１において、弁ゴム１０Ａは、弁フレーム１１Ａに嵌合したままプランジャ８Ａの図示左端部に嵌合され、プランジャ８Ａから外れないように座金２１とＥリング２２で装着されている。弁ゴム１０Ａを閉弁方向に付勢するスプリング１２Ａの荷重は、前記従来の技術で説明した図９の第１のスプリング１２の荷重より小さくしてある。弁座２Ａは、ガスメータ上ケースの一部を構成する遮断弁取付部１Ａに別体として形成した弁座を嵌合して構成している。こうすることで、弁座を遮断弁取付部に直接一体的に形成する図９の場合と比較して、弁座の座面の平面度の加工精度を出しやすく、その分弁荷重が小さくても閉弁時のシール性が良くなる。
【００１９】
弁ゴム１０ＡはＮＢＲ製で、その周縁部は０．３〜１ｍｍ程度の薄いリップ状に形成されていて、スプリング１２Ａの荷重と前記圧力差で弁座２Ａに押圧されると、しなやかに撓んで図示のように変形し、弁座２Ａの座面に密接して確実にガスをシールする。弁ゴム１０Ａと弁フレーム１１Ａの間には隙間２３が形成され、弁ゴム１０Ａが弁フレーム１１Ａの存在によらず容易にプランジャ８Ａの軸線方向（図示左右方向）に撓みやすいようにしてある。
【００２０】
弁座２Ａは図２に示すように、平らな座面２ａと内周２ｂにかかるように、円周の一部に傾斜面２ｃによる切欠部を形成している。こうすることで、座面２ａに弁ゴム１０Ａが接してガスをシールする接地部分の接地面積小の部分２ｄを形成している。換言すると、座面２ａの半径方向の幅ΔＲが、前記傾斜面２ｃによる切欠部の存在で小さい幅Δｒになっている。こうすることで、閉弁時に弁ゴムにかかる圧力差が部分２ｄでは他の部分よりも小さくなる。そのため、閉弁状態から開弁動作に入ると、この部分２ｄ辺りの弁ゴム１０Ａが部分的に少し浮くか又はリップ状部分が変形して一番始めに開となり、１次、２次圧が同圧となり、弁が開きやすくなる。つまり軽く開く。このような作用を得るには、弁座２Ａの一部に傾斜面による切欠部を形成する代わりに弁ゴムの外周の一部に切欠を設けて、結果的にこの部分の接地面積を小としても良い（後述する実施例３も参照）。
【００２１】
〔実施例２〕
本発明の要点は双方向遮断弁の弁ゴムと弁座回りにあるので、この実施例２では弁ゴムと弁フレームの形状のいくつかの例を図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお、これらの図では、弁ゴムや弁フレームの中央部、特に図示されてないプランジャに装着する部分の形状は簡略化して示していて実際と異なる。図３（ａ）は、弁ゴム１０Ｂの断面が細い三日月形の例で、この例の場合、弁フレームは無い。弁ゴム１０Ｂはリップ状の周縁部を含む全体がＮＢＲ製の薄板で一体的に形成される。この例の弁ゴム１０Ｂの断面形状は図１の実施例１の場合に似ている。図３（ｂ）は弁ゴム１０Ｃがリップ状の周縁部を含め、全体が厚み０．３〜１ｍｍのＮＢＲ製の薄板で構成され、弁フレーム１１Ｃが、その中央部以外が弁ゴム１０Ｃと離れ、両者の間に隙間２３ｃがある。図３（ｃ）の例は、弁ゴム１０Ｃが同図（ｂ）の例と同じであるが、弁フレーム１１Ｄが同図（ｂ）の例よりもその断面の曲率が大きい球面の一部を形成していて、弁フレーム１１Ｄの周縁だけが弁ゴム１０Ｃと接し、他の部分を離し両者の間に隙間２３Ｄを設けた。
【００２２】
〔実施例３〕
図４（ａ）に示す実施例３は、ガスメータ上ケースの一部分を構成する遮断弁取付部１Ａに弁座２が一体的に形成されている。弁座２の平らな弁座面２ａは、ＮＢＲ製の０．３〜１ｍｍ厚の薄板からなる弁ゴム１０Ｃと協働する。
【００２３】
遮断弁の電磁駆動部ＥＭのコイルに一時的に駆動電流を流してプランジャ８Ａをスプリング１２Ａの荷重で図示左方に動かすと、弁ゴム１０Ｃが符号１０Ｃ′の位置に移動して、そのリップ状の周縁部が弁座２の弁座面２ａに圧接する。このときリップ状の周縁部はしなやかに撓んで、弁座面２ａに密着してガスを確実にシールする。この実施例では同図（ｂ）に示すように弁ゴムの外周に切欠Ｋを設けることで、弁座面２ａに弁ゴム１０Ｃが接地する環状部分に接地面積小の部分２ｄ′を設けた。こうして、図１，図２の実施例１の場合のように、開弁動作時に弁座面から弁ゴムが離れやすくなって、開弁時の消費電力を低減する。
【００２４】
なお、符号２０で示すように、図９の従来技術の場合と同じような副弁を設け、開弁動作に入るときのガス抜きを行うようにしても良い。
【００２５】
〔実施例４〕
図５に示す実施例４は、図４の実施例３と比較して、弁座面の形状と弁ゴムの形状などが異なっているので、これらの部分を説明し、実施例３と同じ部分は同一符号を付して説明を省略する。この実施例では、図４の弁ゴム１０Ｃの周縁部に断面がＵ字形のリップ状部分１０ｅを形成して弁ゴム１０Ｅを構成し、弁座２の内周壁２ｅもシール面としている。符号１０Ｅ′は閉弁時の弁ゴムで周縁部が弁座面２ｅに密着してガスをシールしている。この実施例においても符号２０を付したように副弁を設けてもよい。この実施例４では、弁ゴムの周縁部のリップ状部分１０ｅを断面Ｕ字形にしたので、小スペースでシール面積を広くでき、弁座面２ｅの外径が小さくでき、弁が小型になる。従って、１次側１７の内径ΦＮを図４の実施例３に比較して小さくできる。また、弁ゴムの成形が実施例３の形状より寸法的に自由度が大きい利点がある。
【００２６】
〔実施例５〕
図６に示す実施例５は、図１の実施例１と比較して、弁座の形状と弁ゴムの形状だけが異なっているので、実施例１と同じ部分は同一符号を付してその説明を省略する。この実施例では、弁座２Ｂは、その座面に直径φの環状突条２ｆを有し、閉弁時はこの環状突条２ｆに図示のように弁ゴム１０Ｆが押圧されてガスをシールする。このとき弁ゴム１０Ｆは、その中心即ちプランジャ８Ａの軸線から距離φ／２までの部分がしなやかに撓んで変形して環状突条２ｆに密着シールする。Φは弁ゴムの外径で前記直径φより大きく定めてある。
【００２７】
〔実施例６〕
図７の実施例６は、図６の実施例と同様の環状突条２ｆに、ＮＢＲ製の厚み０．３〜１ｍｍの円形薄板からなる弁ゴム１０Ｃと、環状突条２ｆの直径φより小さい外径の球面状の弁フレーム１１Ｃとでシール部回りの構造ができている。なお、図７では実際に用いられるプランジャやスプリング等は省略して図示してない。この実施例においても他の実施例と同様に、弁ゴムのリップ状周縁部がしなやかに撓んで弁座面２ｆに密着してガスをシールするので、小さい弁荷重でも確実にシールして弁漏れを防止する。
【００２８】
〔実施例におけるシール構造の分類〕
上記いくつかの実施例のシール構造を図８に分類して示す。同図において、（ａ）は周縁部をリップ状に形成したＮＢＲ製の弁ゴム１０Ｃを弁座２Ａの平らな弁座面２ａに対向配置したもので、弁座２Ａの円周の一部に傾斜面（スロープ）２ｃからなる切欠部を形成している。この例では、平らな弁座面２ａに沿って弁ゴム１０Ｃのリップ状周縁部が撓んで密着し、ガスをシールする。同図（ｂ）のものは、ＮＢＲ製の弁ゴム１０Ｅの周縁リップ状部分１０ｅを断面Ｕ字形に形成し、弁座２の内周壁（弁座面）２ｅをシール面としている。同図（ｃ）はＮＢＲ製の全体がほぼ球面の一部分を形成する弁ゴム１０Ｃの球面の内側を弁座２Ｂの環状突条２ｆに密着してシールする構造である。なお、同図（ｄ）は、同図（ａ）における弁座面を示す図で、符号２４は弁ゴム１０Ｃの外径を示す。ΔＲ′は、弁ゴム１０Ｃの外径から弁座の内周２ｂの直径を差し引いた直径差の半分である半径差で、この幅ΔＲ′の環状部分が弁座面２ａに弁ゴムの周縁リップ状部分が密着接地する接地部分となる。円周の一部分では、傾斜面２ｃによる切欠部によって前記幅ΔＲ′が小さい幅Δｒ′となっている。２ｄは実施例１で説明した接地面積小の部分に相当する。
【００２９】
なお、前記本発明の実施例では、スプリング１２Ａの荷重を２０ｇまで軽減しても良好なシール性を保持でき、ガス漏れを確実に防止できた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のガスメータ用双方向遮断弁は上述のように構成されているので、小さな弁荷重でのシール性を確保でき、結果として開弁時の電力を低減でき、ガスメータの低消費電力化に役立つ。因みに、弁ゴムがしなやかに撓んで柔軟に弁座面へ密着するので、弁荷重を０．１ｇ／ｍｍまで減らしてもシール性が確保できた。そして請求項２の発明では、それに加えて弁ゴムの断面Ｕ字形の外周縁が接する弁座の内周壁もシール面として活用できるので、弁座のシール面の外径が小さくでき、弁が小型になる。従って、ガスメータの構造が複雑で遮断弁用のスペースがとれないときでも、小スペースで接地面積を広くできる。また、弁ゴムの成形寸法の自由度が大きい。
【００３１】
請求項２〜９の発明では、更に開弁動作時に、弁ゴムの円周の一部が弁座面から離れやすくなって、その分開弁時の電力をより低減できる。
【００３２】
請求項１０の発明では、開弁動作時に副弁の作用でガス差圧による弁荷重がなくなるので、より一層開弁時の電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の縦断面図。
【図２】図１の実施例の弁座の斜視図。
【図３】本発明の実施例の弁ゴムと弁フレームの異なる形状の組み合わせを説明する縦断面図。
【図４】本発明の実施例で、（ａ）は全体の一部縦断面図、（ｂ）は弁ゴムを同図（ａ）の右側から見た図。
【図５】本発明の実施例の一部縦断面図。
【図６】本発明の実施例の縦断面図。
【図７】本発明の実施例の要部縦断面図。
【図８】本発明の実施例のシール構造を示す図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）は縦断面図、（ｄ）は同図（ａ）の弁座を図の右から見た図。
【図９】従来技術の縦断面図。
【図１０】従来技術の異なる態様の縦断面図。
【図１１】従来技術の異なる態様の縦断面図。
【符号の説明】
１  遮断弁取付部
２，２Ａ  弁座
２ａ  弁座面
２ｂ  内周
２ｃ  傾斜面
２ｄ，２ｄ  接地面積小の部分
２ｅ  内周壁（弁座面）
２ｆ  環状突条
ΔＲ，ΔＲ′，Δｒ，Δｒ′  半径方向の幅
１０Ａ．１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ，１０Ｆ  弁ゴム
２０  副弁
【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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