JP4461539B2 - Shut-off valve - Google Patents
Shut-off valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP4461539B2 JP4461539B2 JP36985499A JP36985499A JP4461539B2 JP 4461539 B2 JP4461539 B2 JP 4461539B2 JP 36985499 A JP36985499 A JP 36985499A JP 36985499 A JP36985499 A JP 36985499A JP 4461539 B2 JP4461539 B2 JP 4461539B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- valve
- partition wall
- shut
- cylindrical portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス遮断装置の遮断機構として使用される遮断弁に関し、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モータを動力源とした遮断弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
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監視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、低価格等の優位性のため、普及が促進され、近年ほぼ全世帯普及が実施されるに至っている。また、流量センサによって計測されたガス流量情報を電話回線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、ますます、情報端末として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などによる遠隔操作でガスの遮断、復帰が可能なよう、マイコンメータに搭載した電池による電気エネルギーでガス遮断もガス復帰も可能で開弁状態と閉弁状態の保持はエネルギーを必要としない遮断弁が要求されている。
【0003】
この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、近年比較的強い閉止力、復帰力を実現でき、非通電時は状態保持可能な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主流である。
【0004】
以下に従来の遮断弁について説明する。
【0005】
従来のこの種の遮断弁は、特開平9−60752号公報、特開平11−2351号公報に示すようなものが一般的であった。この特開平11−2351号公報記載の遮断弁は図5に示されているように、鍔付きカップ状のケーシング6を有し、このケーシング6の外周にステータ4を装着し、前記ケーシング6の開口部にポリアセタール等の自己潤滑性のある合成樹脂製のアウターブッシュ3を嵌着し、このアウターブッシュ3にスタッド5を偏心させて前方に突設し、前記ケーシング6内にポリアセタール等の自己潤滑性のある合成樹脂製のインナーブッシュ12を挿設し、前記アウターブッシュ3および前記インナーブッシュにリードスクリュー17をその先端の雄ネジ部17aが当該アウターブッシュ3より前方に突出した状態で正逆方向に回転自在に支持し、このリードスクリュー17にロータ16を前記ステータ4に対向する形で取り付け、このロータ16と前記アウターブッシュ3との間にスラスト荷重用ころがり軸受18を介挿し、前記スタッド5に係合し雄ネジ部17aに螺合して弁体25を配されている。
【0006】
以上のように構成された遮断弁について、以下その動作について説明する。
【0007】
ガスの異常使用時などには、図示していない制御部からの通電により、ロータ16を正転させ、リードスクリュー17が正方向に回転し、弁体25がリードスクリュー17側から弁座26側に前進して弁座26に当接することにより、流体経路を閉塞して流体を遮断する。また、これを復元するときには、外部入力によってリードスクリュー17を逆方向に回転させ、弁体25を弁座26側からリードスクリュー17側に後退させ、流体経路を開放して流体の供給を再開していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この遮断弁においては、電池という低エネルギーの電源で、ガスメータの使用期間(一般に10年間)中特にメンテナンスしなくても動作するよう高い信頼性が要求されている。
【0009】
しかしながら、上記の従来の遮断弁では、ケーシング6の底面の内径がロータ16の外径とほぼ同じで広く、この底面の内径とほぼ同じ広い外径つばを有するインナーブッシュ12を挿設していて、すなわち挿入締まり嵌めを行う前記つば部の外径が大きく締め応力がつば内部で緩和しやすく、つば部の軸方向の長さすなわち締め長さが小さく、またインナーブッシュ12の材料であるポリアセタール等の自己潤滑製のある合成樹脂は柔らかく、クリープ変形しやすいため、締め代が小さい場合は長期の使用中の熱ストレス等で締まり嵌めが緩んでインナーブッシュ12とケーシング6の同軸がくるい、ロータ16がケーシング12の内壁に接触して回転不能になったり、逆に締め代が大きい場合はインナーブッシュ12のつば部が波打って変形しインナーブッシュ12とケーシング6の同軸がくるいロータ16がケーシング12の内壁に接触して回転不能になったりする可能性があるという課題を有していた。
【0010】
また、組立時インナーブッシュ12はケーシング6の側面をこすりながらケーシング6の底面まで移動されるため、底面に到達するまでにインナーブッシュ12のつば部外周が摩耗、変形し充分な締め応力を確保できなかったり、この移動中にケーシング6の側面が変形しロータ16がケーシング12の内壁に接触して回転不能になったりする可能性があるという課題を有していた。
【0011】
さらに、インナーブッシュ12やアウターブッシュ3とケーシング6と締め代が過多な場合はその応力で軸受孔径が縮小し、リードスクリュウ17をロックする可能性があるという課題を有していた。
【0012】
また、従来例には特に記載されていないが、ケーシング6がアルミニウム合金などステータ4の電磁ヨーク部材である鋼と異系列金属の場合は、水分などの付着により腐食電池が形成されやすく、ケーシング6が腐食されてガス漏れが発生する可能性があるという課題を有していた。
【0013】
本発明はかかる従来の課題に鑑み、緩みにくく変形しにくく充分な締め代を実現でき、また軸孔に変形のおよびにくい軸受固定方法と、気密隔壁が腐食されにくく信頼性の高い遮断弁を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、ロータとステータとの気密を保持する隔壁を貫通穴のない2段の底を有するなべ状に成形されたものとし、合成樹脂製の第1の軸受をこの隔壁の小径のなべ側面に嵌挿して配し、概ねふた状の合成樹脂製の第2の軸受をこの隔壁の大径のなべ側面の開放端側に嵌挿して配したものである。
【0015】
これによって、第1の軸受の挿入締まり嵌め部の径が細いため締め応力が緩和しにくく、比較的強い締め代を設定しても波打ちにくいため隔壁との同軸がくるいにくく、軸方向の締め長さを充分に確保でき、また、組立時に隔壁を変形させたり締まり嵌め部を摩耗しにくいため、緩みにくく変形しにくく充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0016】
また、第1または第2の軸受は、隔壁への嵌挿部と中心孔との間に応力緩和部を形成されていて、この応力緩和部によって挿入締まり嵌め部の締め応力が第1または第2の軸受の中心孔に伝達しにくいため、隔壁との締め代を大きく設定しても軸受孔径が縮小しにくく、充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0017】
また、隔壁が絞り成形されたオーステナイト系ステンレス鋼板であるため、ステータの電磁ヨーク部材である鋼との腐食による気密性の破壊を起こしにくく、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の遮断弁は、励磁コイルを有するステータと、前記ステータの内側に同軸に配され貫通穴のない2段の底を有するなべ状に成形された隔壁と、前記隔壁の小径のなべ側面に嵌挿された中心孔を有する合成樹脂製の第1の軸受と、前記隔壁の大径のなべ側面の開放端側に嵌挿された中心孔を有する概ねふた状の合成樹脂製の第2の軸受と、前記隔壁の内側に前記ステータに対向して配されたロータと、前記第1、第2の軸受に回転可能に緩挿された前記ロータの回転軸と、前記第2の軸受から外側に突出した前記回転軸に配された弁機構とで構成されたものである。そして、第1の軸受の挿入締まり嵌め部の径が細いため締め応力が緩和しにくく、比較的強い締め代を設定しても波打ちにくいため隔壁との同軸がくるいにくく、軸方向の締め長さを充分に確保でき、また、組立時に隔壁を変形させたり締まり嵌め部を摩耗しにくいため、緩みにくく変形しにくく充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0019】
また、本発明の遮断弁は、第1または第2の軸受は、隔壁への嵌挿部と中心孔との間に応力緩和部を形成されたものである。そして、この応力緩和部によって挿入締まり嵌め部の締め応力が第1または第2の軸受の中心孔に伝達しにくいため、隔壁との締め代を大きく設定しても軸受孔径が縮小しにくく、充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0020】
さらに、本発明の遮断弁は、隔壁が絞り成形されたオーステナイト系ステンレス鋼板であることを特徴とするものである。そして、この隔壁は腐食しにくく強い強度を有し、かつ、ステータの電磁ヨーク部材である鋼との腐食による気密性の破壊を起こしにくく、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0021】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0022】
(実施例1)
図1、図2、図3はそれぞれ本発明の実施例1の遮断弁の開弁状態、遮断動作中、閉弁状態の断面図である。
【0023】
図1において、概ね糸巻き状のコイルボビン41に導線42が巻線された励磁コイル43と、外周に円筒部を有し内周に櫛歯状の磁極を持った第1の電磁ヨーク44と、この電磁ヨーク44との間で励磁コイル43を挟持するように配された概ね円盤状で内周に櫛歯状の磁極を持った第2の電磁ヨーク45とのセットが2組、互いの第2の電磁ヨーク45の円盤部を接触させて配されステータ46を形成している。コイルボビン41は合成樹脂製でポリブチレンテレフタレート(PBT)のような耐熱性があり電気絶縁性の良好なものが望ましい。
【0024】
第1の電磁ヨーク44および第2の電磁ヨーク45は、低炭素鋼板、電磁軟鉄板または硅素鋼板製などの鋼板製で、表面に亜鉛メッキやアルミニウムメッキ、クロム酸処理膜等の防錆処理を施されているか、もしくは電磁ステンレス鋼板製で、経済的には亜鉛メッキ鋼鈑などのプリメッキ鋼鈑が望ましい。第1の電磁ヨーク44と第2の電磁ヨーク45の櫛歯状の磁極は所定の隙間を持って噛合し、また2組のセットの櫛歯は、回転方向に他のセットの櫛歯のほぼ隙間部に位置するよう配置されている。
【0025】
ステータ46の内側に同軸に、2段の底47a、47bと、大小の円筒部47c、47d、大径の円筒部47cの開放端につば47eを有するなべ状に絞り成形された嵌通孔のない金属性の隔壁47が配されている。隔壁47の材料は、非磁性ステンレス鋼鈑、銅合金、アルミニウム合金、合成樹脂、セラミックスなどが選択可能であるが、耐腐食性、強度、耐クリープ、薄肉加工性などの理由から、オーステナイト系ステンレス鋼鈑を絞り加工したものが最適であり、絞り加工後固溶化熱処理を施し、残留する内部応力と結晶粒の微細化を除去したものが望ましい。
【0026】
隔壁47の小径の円筒部47dなべ側面内側には、中心孔48aを有する合成樹脂製の第1の軸受48が嵌挿されている。隔壁47の円筒部47dと第1の軸受48は締まり嵌めで嵌合している。第1の軸受48の嵌挿部48bと中心孔48aとの間には、薄肉化した波紋状の応力緩和部48cが形成されている。また、隔壁47の底47aに当接するようストッパ48dが形成されている。この第1の軸受48の材料は、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末や黒鉛粒子を配合された各種合成樹脂などの、自己潤滑性を有する合成樹脂が選択可能であるが、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタールが最適である。このポリアセタールは応力クリープが比較的大きく軟質であるため、締まり嵌めの嵌め合いを設定する場合は、比較的大きな締め代を設定する必要があり、例えば隔壁47の円筒部47dの内径が8mmである場合は第1の軸受48の嵌挿部48bの外径は8.05〜8.1mm程度が適切である。
【0027】
隔壁47の大径の円筒部47cのなべ側面の開放端側には、中心孔49a、側面に円筒部49b、外周につば部49cを同軸に有する概ねふた状の合成樹脂製の第2の軸受49が、つば部49cを隔壁47のつば47eに当接して嵌挿されている。隔壁47の円筒部47cと第2の軸受49の嵌挿部49eは締まり嵌めで嵌合している。第2の軸受49の嵌挿部49eと中心孔49aとの間には、薄肉化した波紋状の応力緩和部49dが形成されている。
【0028】
この第2の軸受49の材料としては第1の軸受48同様ポリアセタールが最適である。隔壁47の円筒部47cと第2の軸受49の嵌挿部49eとの締まり嵌めの嵌め合いは、後述する別の固定手段があるため、また円盤部49fの波打ちを防止するために比較的ゆるめでよく、例えば隔壁47の円筒部47cの内径が18mmである場合は第2の軸受49の嵌挿部49eの外径は18.02〜18.08程度が適切である。第2の軸受49の円筒部49bの内面には中心軸に平行な凸状のリブ50が、円周上で180°離れた2カ所に形成されている。
【0029】
隔壁47の内側には、円周方向に分極着磁された円筒形の永久磁石51と、一方の端に送りネジ52を形成された回転軸53と永久磁石51と回転軸53を同軸に保持するスリーブ54とで構成されたロータ55が、回転軸53の送りネジ52側端を第2の軸受49の中心孔49aに、逆の端を第1の軸受48の中心孔48aに回転可能に緩挿されて配されている。
【0030】
流体室56に取り付け可能な取り付け板57は、中央に中心孔57aと隔壁47の大径の円筒部47cの外径より若干大きな内径を持った円筒状段差部57bを形成され、外周部の2カ所に爪状の嵌合部57cを形成されている。段差部57bには隔壁47の大径の円筒部47cの端部が挿入され、第2の軸受49の円筒部49bが中心孔57aを貫通して流体室56側に突出し、円筒部47cの外周と段差部57bの内周との間には、合成ゴム製Oリングなどの弾性体シール部材58が隔壁47の中心軸に対して円周方向に圧縮されて配されている。
【0031】
第2の軸受49のつば部49cは、取り付け板57の段差部57bの底面57dと隔壁47のつば47eとに挟まれて保持されている。取り付け板57の隔壁47側平面にはステータ46が当接して配されていて、このステータ46と隔壁47を押しつけて取り付け板57との間に挟み込んで、両端を取り付け板57の嵌合部57cに嵌合されて、概ねコの字形状の支持フレーム59が配されている。支持フレーム59にはステータ46に係合可能な係合部59bが形成され、ステータ46の回転を防止している。
【0032】
なお、この例では係合部59bは背面から見ると凸字形状であり、先端部を電磁ヨーク44に開口した孔に差し込んで係合し、凸字の段差部で電磁ヨーク44を取り付け板57側へ付勢している。ステータ46とシール部材58との間には、シール部材58が取り付け板57の段差部57bから脱落することを防止するバックアップリング60が配されている。取り付け板57、支持フレーム59の材質は表面処理された鋼板、ステンレス鋼板、銅合金板、アルミニウム合金板など耐ガス性、耐腐食性と、強度を持った材料なら特に指定はないが、経済的理由から表面処理された鋼板が選択しやすい。
【0033】
流体室56内に配された移動体61は、中心孔61aが回転軸53の送りネジ54に螺合し、ステータ46側に概ね円盤状のバネ受け61bを形成され、他端に径の太い係合リング部61cを形成され、それらの間に径の細い円筒部61dを形成されている。バネ受け61bの外周には、第2の軸受49のリブ50と係合可能な凹状部61e(図示せず)が、円周上で90°の間隔に4カ所に成形されている。この凹状部61eがリブ50と係合することで、移動体61と軸受49との回転が防止され、送りネジ54の回転動作が移動体61の前後動作に変換される。移動体61の材料は、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末や黒鉛粒子を配合された各種合成樹脂などの、自己潤滑性を有する合成樹脂が選択可能であるが、摩擦係数の低さや経済的理由からポリアセタールが最適である。
【0034】
弁体62は、流体室56内に形成された弁座65に当接可能な概ね円盤状で合成ゴムなどの可撓体性の弁シート63と、弁シート63のステータ46側面に当接して配された合成樹脂など剛体製の弁シート保持部材64とで構成されている。弁シート63は貫通孔がなく、外周に係合リング部63aを形成し、弁シート保持部材64を抱き込むようにして遊嵌している。
【0035】
弁シート保護部材64は、ステータ46側に突出し、内径が移動体61の係合リング部61cの外径とほぼ等しく軸方向に縦割り64aが形成された円筒部64bを有し、この円筒部64bの端に、内径が移動体61の係合リング部61c外径より細く移動体61の円筒部61d外径とほぼ等しい、内側に突出した係合爪64cを有し、移動体61と係合して配されている。弁シート保持部材64の円筒部64b先端と移動体61のバネ受け61bとの間には隙間69が設けられている。弁シート保持部材64の材料は、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)といった、耐ガス性を有する合成樹脂材料が望ましい。
【0036】
移動体61と弁シート保持部材64との間には、弁シート保持部材64の円筒部64b外径とほぼ等しい内径を有するコイルスプリング66が圧縮して保持されている。
【0037】
そして、この移動体61と弁体62とで弁機構を構成している。
【0038】
ロータ55のスリーブ54と第1の軸受48、第2の軸受49との間には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や黒鉛粒子を配合したポリアミド(PA)などの自己潤滑性を有する合成樹脂製のスラストワッシャ67、68が配されている。
【0039】
次にこの実施例1の遮断弁の動作、作用について説明する。
【0040】
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(ここまで図示せず)からの通電はなく、遮断弁は図1に示したように移動体61はステータ46側にあり、弁体62は弁座65から離れた開弁状態を保持し、ガスが流通可能である。
【0041】
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している時、マイコンメータの制御部は励磁コイル43の各導線42に位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ55を正回転させる。移動体61は凹状部61eがリブ50と係合し回転を防止されているため、ロータ55に連動した送りネジ54の回転動作は移動体61の前後動作に変換され、移動体61と係合している弁体62は、弁シート63が弁座65に当接する位置に移動し、図2に示した状態になる。
【0042】
さらに移動体61が弁座65側に前進すると、コイルスプリング66がより圧縮され、弁シート保持部材64の円筒部64b先端と移動体61のバネ受け61bとが当接し、弁シート63が撓み、圧縮され、ついに移動体61の反発力が送りネジ54の推力より大きくなり、ロータ55の回転が停止する。こうして、弁体62は弁座65にコイルスプリング66で付勢され、ガスが遮断される。この閉弁状態の遮断弁を図3に示した。
【0043】
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55は保持トルクのため状態を保持し、したがって弁体62は弁座65にコイルスプリング66で付勢された閉弁状態を保持する。
【0044】
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や、ガス利用者が危険状態を復旧し、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、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43の各導線42に逆位相差を持ったパルス状電流を印加し、ロータ55を逆回転させる。
【0045】
すると送りネジ54に送られて移動体61はステータ46側に移動し、弁体62は弁座65から離脱し、ガスが流通可能になる。移動体61はさらにステータ46側に移動し、ついに移動体61が第2の軸受49に当接し移動下死点となってロータ55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55は保持トルクのため状態を保持し、図1に示した開弁状態を保持する。
【0046】
さて、この種の遮断弁が熱ストレスを受けた場合、第1の軸受48は膨張収縮を繰り返し、一方隔壁47は金属製のため膨張収縮量が小さく、特に高温時は第1の軸受48は膨張しようとするにもかかわらず隔壁47があまり膨張しないため第1の軸受48の嵌挿部48bは内部応力が小さくなる方向にクリープ変形し、この結果長期の使用期間中に第1の軸受48と隔壁47の嵌合が緩む問題点があるが、本実施例の遮断弁は、第1の軸受48の嵌挿部48bの径が細いため熱による膨張量が小さく、結果として熱ストレスによって締め応力が緩和しにくい。
【0047】
また、比較的強い締め代を設定しても、嵌挿部48bの径が細いため波打ちににくく、隔壁との同軸がくるいにくい。また、隔壁47が2段の底を有するなべ状に成形されており、この小径側のなべ側面に第1の軸受48を嵌挿する形態であり、ロータ46の入る大径のなべ側面47cには影響を及ぼさないため、第1の軸受48の軸方向の締め長さ、すなわち嵌挿部48bの長さを充分に確保できる。また、組立時に隔壁47の大径のなべ側面47cを変形させたり第1の軸受48の嵌挿部48bを摩耗しにくいため、緩みにくく変形しにくく充分な嵌合を実現できる。このように、熱ストレスの影響を受けにくい嵌挿部を設定可能であり、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0048】
また、遮断弁が高温熱ストレスを受けた場合、第1の軸受48または第2の軸受49は外側に膨張しようとするにもかかわらず隔壁47があまり膨張しないため内側に膨張する方向の応力となる。また、第1の軸受48または第2の軸受49を隔壁47に嵌挿する際の応力も、同様に内側に膨張する方向の応力となる。このときもし、第1の軸受またはまたは第2の軸受が単なる円筒ブッシングの形状であったなら、中心孔が縮小する方向に変形し、回転軸53をロックする可能性がある。
【0049】
しかしながら、本実施例の遮断弁は、第1の軸受48の嵌挿部48bと中心孔48aとの間に薄肉化した波紋状の応力緩和部48cが形成されていて、また、第2の軸受49の嵌挿部49eと中心孔49aとの間に薄肉化した波紋状の応力緩和部49dが形成されているため、嵌挿部48b、49eの内側に膨張しようとする応力は応力緩和部48c、49dで薄肉の部分を曲げる方向の応力に変換され、内側の中心孔48a、49aへの影響が少ない。
【0050】
このため、隔壁47との締め代を大きく設定しても中心孔48a、49aの径が縮小しにくく充分な嵌合を実現でき、熱ストレスによる径の縮小も発生しにくいため、回転軸53がロックしにくい信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0051】
また、隔壁47の外側、すなわちステータ46側は、ガスメータに取り付けられた場合空気側になり、ガスメータが屋外に設置された場合、高湿な環境にさらされることになる。この高湿環境下で長時間使用されると、隔壁の材料の耐食性が悪い場合や電磁ヨーク44および45との腐食電位が大きく異なる場合などは、腐食電池を形成して腐食によって隔壁に穴があき気密性が破壊しガス漏れが発生する危険があるが、本実施例の遮断弁は、隔壁47が絞り成形されたオーステナイト系ステンレス鋼板であるため、ステータ46の電磁ヨーク部材である鋼との腐食による気密性の破壊を起こしにくく、信頼性の高い遮断弁を実現できる。
【0052】
なお、図1において、励磁コイル43、第1の電磁ヨーク44、第2の電磁ヨーク45のセットは2セットとしたが、3セットでも、より多数でもよい。また、ステータ46、隔壁47は支持フレーム59で取り付け板57に嵌着するとしたが、支持フレームがなく相互に溶接で固定されていてもよい。また、第2の軸受49にリブ50を設け、移動体61に凹状部61eを設けるとしたが、第2の軸受に溝を設け、移動体に凸状部を設けて係合させ回転防止手段としてもよく、取り付け板もしくは第2の軸受に中心からオフセットした棒を突出させ、移動体に穴もしくは溝を形成し係合させることによって回転防止手段としてもよい。
【0053】
また、スラスト軸受は滑り軸受であるスラストワッシャ67、68としたが、ボールベアリングなどの転がり軸受でもよい。ただし、マイコンメータの遮断弁の場合は、長期間にわたって開弁静止状態で放置されることが多いため、潤滑油の使用は好ましくない。また、直動機構は送りネジ52と移動体61の係合部とのネジ機構としたが円筒カム機構でもよく、送りネジ52は回転軸53に形成しているが、回転軸から減速機構を経て直動機構へ入力してもよい。
【0054】
また、弁体62と移動体61とは別部品としたが、一体的に構成されてもよい。弁シート63は弁シート保持部材64を抱き込んでいるとしたが、中央で嵌合してもよく、弁シート保持部材に中心軸を形成して弁シートを気密に貫通させ別の固定部材で締結してもよい。
【0055】
(実施例2)
図4は本発明の実施例2の遮断弁の開弁状態の断面図である。
【0056】
ステータ46の内側に、2段の底と、大小の円筒部72a、72bと、大径の円筒部72aの開放端に大径のつば72cを有する貫通孔のないなべ状に成形された隔壁が72配されている。隔壁72の小径の円筒部72b内面にスリーブ状の合成樹脂製の第1の軸受73が嵌挿されている。隔壁72の大径の円筒部72aの開放端にはふた状の合成樹脂製の第2の軸受74が嵌挿されている。第2の軸受74には中心軸からオフセットしてピン75が配されている。隔壁72の内部には、送りネジ77を第2の軸受74から突出させて、ロータ76が配されている。
【0057】
隔壁72のつば72cとステータ46との間には、つば72cとほぼ同じ形状の取り付け板78が配され、流体室56とつば72cとの間に合成ゴム製Oリングなどのシール部材79を挟んだ状態で、取り付け板78と隔壁72は流体室56にネジなどで締結されている。また、第2の軸受72の外周も同時につば72cと流体室56との間に挟持されている。取り付け板78とステータ46、ステータ46の各電磁ヨークは、それぞれ相互に溶接で固着されている。
【0058】
弁体80は弁シート81と弁シート保持部材82で構成され、弁体80の凹部に弁シート保持部材82の凸部が挿着されている。弁シート保持部材82のロータ46側には送りネジ77と螺合可能な雌ねじ82aと、ピン75と係合可能なガイド溝82bが形成されている。
【0059】
なお、実施例1と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。また、各部詳細は第1実施例と同様のため、説明は省略する。
【0060】
この遮断弁の動作は、実施例1とほぼ同じであるので、詳細の説明を省略する。実施例1と異なるのは、この遮断弁は弁体80と移動体(雌ねじ82a)が一体的に構成されていてコイルスプリングがないため、遮断動作は、ロータ76が回転し、弁体80が移動して弁座65に当接し、弁シート81が撓んで、ロータ76の回転が停止することで完了することである。この遮断弁は、閉弁時の弁体の締めきりを弁シート81の弾性力に頼っているので、コイルスプリング66で安定した付勢力を与える実施例1と比較して、閉弁安定性が若干劣っているが、部品点数が削減できるので経済的な効果はある。
【0061】
次に、実施例2記載の遮断弁の作用について説明する。この遮断弁は隔壁72の小径の円筒部72bの軸方向長さが長いため、比較的ゆるい嵌合でも熱ストレスの影響を受けにくい嵌挿部を設定可能であり、この例のようなスリーブ状の第1の軸受73の設定も可能となる。そして、比較的ゆるい嵌合でもよいことから、第1の軸受73の中心孔径が縮小しにくい。
【0062】
第2の軸受74と隔壁72のつば72cは共に取り付け板78と流体室56とに挟まれて固定されているため、第2の軸受74と隔壁72の大径の円筒部72aとの嵌合はゆるくてよく、第2の軸受74の中心孔径が縮小しにくい。また、隔壁72のつば72cと流体室56との間に設けたシール部材79のみがガスシール部となり、シール箇所が少ないため、信頼性の高い気密構造となっている。
【0063】
このように、実施例2の遮断弁は、少ない部品点数の簡単な構造で、信頼性の高い軸受と気密構造の遮断弁を実現できる。
【0064】
なお、回転防止手段であるピン75は第2の軸受72と一体に形成してもよい。
【0065】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、隔壁を2段の底を有するなべ状に成形し、合成樹脂製の第1の軸受をこの隔壁の小径のなべ側面に嵌挿し、概ねふた状の合成樹脂製の第2の軸受をこの隔壁の大径のなべ側面の開放端側に嵌挿して構成したことにより、第1の軸受の挿入締まり嵌め部の径が細いため締め応力が緩和しにくく、比較的強い締め代を設定しても波打ちにくいため隔壁との同軸がくるいにくく、軸方向の締め長さを充分に確保でき、また、組立時に隔壁を変形させたり締まり嵌め部を摩耗しにくいため、緩みにくく変形しにくく充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できるといった有利な効果を有する。
【0066】
また、第1または第2の軸受に、隔壁への嵌挿部と中心孔との間に応力緩和部を形成したことによって、この応力緩和部によって挿入締まり嵌め部の締め応力が第1または第2の軸受の中心孔に伝達しにくいため、隔壁との締め代を大きく設定しても軸受孔径が縮小しにくく、充分な嵌合を実現でき、信頼性の高い遮断弁を実現できるといった有利な効果を有する。
【0067】
また、隔壁を絞り成形されたオーステナイト系ステンレス鋼板としたことによって、隔壁が腐食しにくく強い強度を有し、かつ、ステータの電磁ヨーク部材である鋼との腐食による気密性の破壊を起こしにくく、信頼性の高い遮断弁を実現できるといった有利な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の遮断弁の開弁状態の断面図
【図2】同遮断弁の遮断動作中の断面図
【図3】同遮断弁の閉弁状態の断面図
【図4】本発明の実施例2の遮断弁の開弁状態の断面図
【図5】従来の遮断弁の開弁状態の断面図
【符号の説明】
43 励磁コイル
46 ステータ
47、72 隔壁
48、73 第1の軸受
48a 中心孔
48b 嵌挿部
48c 応力緩和部
49、74 第2の軸受
55、76 ロータ
53 回転軸
61 移動体(弁機構)
62、80 弁体(弁機構)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shut-off valve used as a shut-off mechanism of a gas shut-off device. More specifically, the shut-off operation of a flow path is performed by moving a valve body forward or backward relative to a valve seat formed in the flow path. The present invention relates to a shut-off valve using a motor as a power source.
[0002]
[Prior art]
In order to prevent gas accidents, various types of safety devices have been used in the past.In particular, when the flow rate sensor built in the gas meter monitors the gas flow rate and the microcomputer determines that the gas usage status is abnormal, Microcomputer-equipped gas with a battery power source that shuts off the gas with a shut-off valve built in the gas meter when the status of sensors such as earthquake sensors, gas pressure sensors, gas alarms, carbon monoxide sensors, etc. The gas meter with built-in shut-off device (hereinafter abbreviated as microcomputer meter) has been promoted for its advantages such as safety, ease of gas piping, and low price, and in recent years, almost all households have become popular. In addition, the ratio of centralized monitoring micrometers that have a telemeter function that centrally monitors the gas flow rate information measured by the flow sensor using a telephone line will increase, and the convenience of information terminals will increase. It has been demanded. In this central monitoring type microcomputer meter, etc., gas can be shut off and restored by electric energy from the battery installed in the microcomputer meter so that gas can be shut off and restored by simple electric switch operation or remote operation by telephone line etc. On the other hand, a shut-off valve that does not require energy is required to maintain the open and closed states.
[0003]
As the drive system for this shut-off valve, the one that used an electromagnetic solenoid has been the mainstream. However, in recent years, a relatively strong closing force and return force can be realized. A shut-off valve with a gas-tight partition with the rotor inside the gas flow path and the stator outside the gas flow path is the mainstream because it is easy to attach to the gas flow path. .
[0004]
A conventional shut-off valve will be described below.
[0005]
Conventional shut-off valves of this type are generally shown in Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-60752 and 11-2351. As shown in FIG. 5, the shut-off valve described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-2351 has a cup-shaped casing 6 with a hook, and a
[0006]
The operation of the shut-off valve configured as described above will be described below.
[0007]
When the gas is abnormally used, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
This shut-off valve is required to have high reliability so that it operates without any maintenance during the period of use of the gas meter (generally 10 years) with a low energy power source called a battery.
[0009]
However, in the above-described conventional shut-off valve, the
[0010]
Further, since the
[0011]
Furthermore, when the
[0012]
Although not particularly described in the conventional example, when the casing 6 is made of steel and a different series metal such as an aluminum alloy such as an aluminum alloy member of the
[0013]
In view of such conventional problems, the present invention provides a bearing fixing method that is difficult to loosen and is not easily deformed, and that has sufficient tightening allowance, and that is difficult to be deformed in the shaft hole, and a highly reliable shutoff valve that is resistant to corrosion of the airtight partition wall. The purpose is to do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention assumes that the partition for maintaining the airtightness between the rotor and the stator is formed into a pan-like shape having a two-stage bottom without a through hole, and the first bearing made of synthetic resin is provided. The partition is fitted and arranged on a small-diameter pan side surface, and a second lid made of a synthetic resin having a generally lid shape is fitted and arranged on the open end side of the large-diameter pan side surface of the partition wall.
[0015]
As a result, the diameter of the insertion interference fitting portion of the first bearing is thin, so that the tightening stress is difficult to relax. Sufficient length can be secured, and since the partition wall is not easily deformed or the interference fitting portion is hardly worn during assembly, it is difficult to loosen and hardly deform, and a sufficient fitting can be realized, and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0016]
In the first or second bearing, a stress relaxation portion is formed between the insertion portion to the partition wall and the center hole, and the tightening stress of the insertion interference fit portion is reduced by the stress relaxation portion. Since it is difficult to transmit to the center hole of No. 2 bearing, the bearing hole diameter is difficult to be reduced even if the interference with the partition wall is set large, and sufficient fitting can be realized, and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0017]
Further, since the partition wall is an austenitic stainless steel plate formed by drawing, it is difficult to cause hermetic breakdown due to corrosion with steel that is an electromagnetic yoke member of the stator, and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The shut-off valve of the present invention includes a stator having an exciting coil, a partition wall that is coaxially arranged inside the stator and has a two-stage bottom having no through hole, and a small-diameter pan side surface of the partition wall. A first synthetic resin bearing having a central hole inserted therein, and a second generally made lid-shaped synthetic resin having a central hole inserted into the open end side of the large-diameter pan side surface of the partition wall. A bearing, a rotor disposed inside the partition so as to face the stator, a rotation shaft of the rotor loosely inserted into the first and second bearings, and an outer side from the second bearing And a valve mechanism disposed on the rotating shaft that protrudes from the center. Since the diameter of the insertion interference fit portion of the first bearing is thin, it is difficult to relieve the tightening stress, and even if a relatively strong tightening margin is set, it is difficult to corrugate with the partition wall. In addition, since the partition wall is not deformed or the interference fitting portion is hardly worn during assembly, it is difficult to loosen and deform easily, and a sufficient fitting can be realized, and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0019]
In the shut-off valve of the present invention, the first or second bearing has a stress relaxation portion formed between the insertion portion into the partition wall and the center hole. Since the tightening stress of the insertion interference fitting portion is not easily transmitted to the center hole of the first or second bearing by the stress relaxation portion, the bearing hole diameter is not easily reduced even if the tightening allowance with the partition wall is set large. Can be realized, and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0020]
Furthermore, the shut-off valve of the present invention is an austenitic stainless steel sheet in which the partition wall is drawn. This partition wall is hard to be corroded and has a strong strength, and it is difficult to cause hermeticity damage due to corrosion with steel which is an electromagnetic yoke member of the stator, thereby realizing a highly reliable shut-off valve.
[0021]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
Example 1
1, FIG. 2, and FIG. 3 are cross-sectional views of the shut-off valve according to the first embodiment of the present invention in the open state, during the shut-off operation, and in the closed state, respectively.
[0023]
In FIG. 1, an
[0024]
The first
[0025]
Coaxially inside the
[0026]
A
[0027]
On the open end side of the side surface of the large-diameter
[0028]
As the material of the
[0029]
Inside the
[0030]
A mounting
[0031]
The
[0032]
In this example, the engaging
[0033]
The moving
[0034]
The
[0035]
The valve
[0036]
A
[0037]
The moving
[0038]
A synthetic resin having a self-lubricating property such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyamide (PA) blended with graphite particles is provided between the
[0039]
Next, the operation and action of the shutoff valve of the first embodiment will be described.
[0040]
When the gas usage state is not abnormal and the signals from various sensors do not indicate danger, there is no power supply from the control unit (not shown so far) of the microcomputer meter, and the shut-off valve is as shown in FIG. The moving
[0041]
When the usage state of the gas is abnormal or the signals from various sensors indicate danger, the control unit of the microcomputer meter applies a pulsed current having a phase difference to each
[0042]
When the moving
[0043]
Thereafter, even if the control unit of the microcomputer meter stops energization, the
[0044]
When the controller of the microcomputer meter determines that the danger is released from the signals from the various sensors and can be restored, or when the gas user recovers the dangerous condition and operates the return switch provided on the meter or remote control panel, When a gas supplier or the like sends a remote return command by communication, the control unit of the microcomputer meter applies a pulsed current having an opposite phase difference to each
[0045]
Then, it is sent to the
[0046]
When this type of shut-off valve is subjected to thermal stress, the
[0047]
Even if a relatively strong tightening margin is set, since the diameter of the
[0048]
Further, when the shut-off valve is subjected to high-temperature thermal stress, the
[0049]
However, the shut-off valve of the present embodiment has a rippled
[0050]
For this reason, even if the tightening allowance with the
[0051]
Further, the outer side of the
[0052]
In FIG. 1, the set of the
[0053]
The
[0054]
Further, although the
[0055]
(Example 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the shutoff valve in the opened state according to the second embodiment of the present invention.
[0056]
Inside the
[0057]
A mounting
[0058]
The
[0059]
In addition, the thing of the same code | symbol as Example 1 has the same structure, and abbreviate | omits description. Further, the details of each part are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
[0060]
Since the operation of this shut-off valve is substantially the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Unlike the first embodiment, this shut-off valve is configured such that the
[0061]
Next, the operation of the shutoff valve described in the second embodiment will be described. In this shut-off valve, since the axial length of the small-diameter
[0062]
Since the
[0063]
As described above, the shutoff valve of the second embodiment can realize a highly reliable bearing and airtight shutoff valve with a simple structure having a small number of parts.
[0064]
Note that the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the partition wall is formed into a pan shape having a two-step bottom, and the first bearing made of synthetic resin is inserted into the small-diameter pan side surface of the partition wall so as to form a generally lid-shaped synthetic resin. Since the second bearing made of this is fitted to the open end side of the large-diameter pan side surface of the partition wall, the tightening stress is difficult to relieve because the diameter of the insertion and fitting portion of the first bearing is thin. Even if a strong tightening allowance is set, it is difficult to corrugate with the bulkhead because it is difficult to wobble, and it is possible to secure a sufficient axial tightening length, and it is difficult to deform the bulkhead and wear the interference fit during assembly. It has an advantageous effect that it is difficult to loosen and deform, and a sufficient fitting can be realized and a highly reliable shut-off valve can be realized.
[0066]
In addition, since the stress relaxation portion is formed between the insertion portion to the partition wall and the central hole in the first or second bearing, the tightening stress of the insertion interference fit portion is reduced by the stress relaxation portion. Since it is difficult to transmit to the center hole of the bearing No. 2, the bearing hole diameter is difficult to be reduced even if the tightening margin with the partition wall is set large, and it is possible to realize sufficient fitting and to realize a highly reliable shut-off valve. Has an effect.
[0067]
In addition, by making the partition wall a drawn austenitic stainless steel plate, the partition wall is hard to corrode and has a strong strength, and it is difficult to cause hermetic breakdown due to corrosion with steel that is an electromagnetic yoke member of the stator, It has an advantageous effect that a highly reliable shut-off valve can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a shut-off valve in an opened state according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the shut-off valve during a shut-off operation. 4] Cross-sectional view of the shut-off valve according to the second embodiment of the present invention in the open state. [Fig. 5] Cross-sectional view of the shut-off valve of the conventional shut-off state.
43
62, 80 Valve body (valve mechanism)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36985499A JP4461539B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Shut-off valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36985499A JP4461539B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Shut-off valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001182854A JP2001182854A (en) | 2001-07-06 |
JP4461539B2 true JP4461539B2 (en) | 2010-05-12 |
Family
ID=18495486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36985499A Expired - Fee Related JP4461539B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Shut-off valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4461539B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004346993A (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cutoff valve and its assembling method |
CN105443831B (en) * | 2016-01-15 | 2018-02-06 | 常州市汇丰船舶附件制造有限公司 | Bivalve disc type super pressure control valve |
JP2019124315A (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 株式会社不二工機 | Motor-operated valve |
CN117489792A (en) * | 2022-07-26 | 2024-02-02 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | Shaft assembly and electric valve |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP36985499A patent/JP4461539B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001182854A (en) | 2001-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100936561B1 (en) | Shut off valve and assembling method thereof | |
KR20070108516A (en) | Electric motor driven valve assembly having stator sealing | |
JP4461539B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4547751B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4103388B2 (en) | Fluid control device | |
JP4449945B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4449207B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4701489B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4626051B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4997662B2 (en) | Shut-off valve | |
JP3158343B2 (en) | Bidirectional fluid valve motor and method of manufacturing the same | |
JP2003222259A (en) | Shutoff valve | |
JP4821063B2 (en) | Shut-off valve | |
JP4449944B2 (en) | Shut-off valve | |
JP2006258300A (en) | Shut-off valve | |
JP2004347021A (en) | Cut-off valve | |
JPH112353A (en) | Outer bush for bidirectional fluid valve motor | |
CN209781951U (en) | High-pressure airtight switching device | |
JP2012102798A (en) | Shut-off valve | |
CN113748286A (en) | Electronic expansion valve | |
JP3158344B2 (en) | Shield structure of two-way fluid valve motor | |
JP2014231866A (en) | Shutoff valve | |
CN113728185B (en) | Electronic expansion valve | |
JP3074706B2 (en) | Shut-off valve | |
JP3075037B2 (en) | Shut-off valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060915 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20061012 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090728 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090917 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |