特許 5909145 ガス制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5909145

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】ガス制御弁

(51)【国際特許分類】

   F23K 5/00 20060101AFI20160412BHJP

【ＦＩ】

   F23K5/00 301D

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-102766(P2012-102766)

(22)【出願日】2012年4月27日

(65)【公開番号】特開2013-231529(P2013-231529A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2015年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000177612

【氏名又は名称】株式会社ミクニ

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(72)【発明者】

【氏名】里 宏一

(72)【発明者】

【氏名】奥寺 太一

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３０３４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６６１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−６４２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１５７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０１０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６１０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２３２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８９２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６２９７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｋ ５／００

Ｆ２３Ｎ １／００

Ｆ２３Ｎ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスの供給流量を調節するための流量調節弁およびガスの供給を遮断するための安全弁の開閉操作を行うモータと、
上記モータと連動して回転するリンク部材によりガス流路の前後方向に移動され、上記安全弁を作動させるようになされた操作ロッドとを備え、
上記流量調節弁は、上記モータが上記安全弁を作動させる回転角度の範囲である安全弁操作範囲においてはガス連通を許容しないようにする閉止機能付き回転体を備え、当該閉止機能付き回転体は、上記モータの回転と連動して回転する回転ディスクと、当該回転ディスクと対向するように設けられた固定ディスクとから構成され、
上記リンク部材の回転中心となるモータ回転軸を、上記操作ロッドが進退するロッド移動軸の延長線上からオフセットした位置に設定し、
上記モータを一の方向に回転させることによって上記リンク部材により上記操作ロッドを前進させるとともに、上記モータを上記一の方向と逆の方向に回転させることによって上記リンク部材により上記操作ロッドを後退させるようにしたことを特徴とするガス制御弁。

【請求項2】

上記リンク部材は、上記ロッド移動軸の側に突出したリンクレバー部を備え、上記リンク部材が上記モータと連動して回転したときに、上記リンクレバー部の作用により上記操作ロッドを上記ガス流路の前後方向に進退させるように成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス制御弁。

【請求項3】

上記安全弁操作範囲を含む動力非伝達範囲において上記モータから上記回転ディスクへの動力伝達を遮断するための伝達遮断部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス制御弁。

【請求項4】

上記リンク部材と上記回転ディスクとの間に、上記リンク部材と連動して回転し上記モータからの動力を上記回転ディスクへ伝達するキャリッジ部材を備え、
上記伝達遮断部は、上記ガス制御弁のケースに設けられたストッパと、上記キャリッジ部材に設けられた係止部とにより構成され、上記係止部が上記ストッパと係合して上記キャリッジ部材の回転を停止させるように成されていることを特徴とする請求項３に記載のガス制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス器具のガスバーナへの燃料ガスの供給量を制御するガス制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ガスコンロなどのガス器具には、ガスの供給流量を調節するための流量調節弁と、ガスの供給を遮断するための安全弁とが直列に設けられている。

【0003】

従来、流量調節弁および安全弁の開閉操作を１つのモータで行うようにしたガスバルブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のガスバルブにおいて、流量調節弁は、モータの一定の回転角度範囲においてはガス連通を許容しないようにする閉止機能付き回転体を備えている。当該回転体は、モータの回転軸に連結された回転ディスクと、ガス流量の調節用に大きさを異ならせた複数の連通孔を有する固定ディスクとから構成されている。

【0004】

ガス連通を許容しないモータの回転角度範囲は、安全弁を保持する操作ロッドが前進を始めてから後退するまでの範囲（安全弁操作範囲）である。すなわち、特許文献１のガスバルブでは、モータを回転させることにより、まず、モータの回転軸に取り付けたカム部材の回転に伴って操作ロッドを前進させて、安全弁を開弁する。その後、電磁石によって安全弁を開弁状態に保持したまま、更にモータを同じ方向に回転させることにより、カム部材を回転させて操作ロッドを元の位置に後退させる。

【0005】

このように安全弁を操作している間、カム部材と共に回転する回転ディスクの連通孔の位置と固定ディスクの連通孔の位置とが一致しないようにディスク閉止面を設定して、流量調節弁を通じて下流側にガスが流れないようにする。そして、更にモータを回転させると、回転ディスクの連通孔と固定ディスクの何れかの大きさの連通孔とで位置が一致し、流量調節弁のガス連通が許容される。このガス連通が許容されるときにおけるモータの回転角度範囲が流量調節範囲となる。

【0006】

この特許文献１に記載されたガスバルブでは、安全弁操作範囲において、回転ディスクとカム部材とがモータの回転軸と連動して回転する構成となっている。そのため、少なくとも安全弁操作範囲に応じた大きさのディスク閉止面を回転ディスクに設ける必要がある。その結果、流量調節範囲が狭くなってしまい、ガス流量調節の自由度が制限されてしまうという問題があった。

【0007】

これに対し、安全弁操作範囲と流量調節範囲とを一部重ねて設定することにより、重ねた分だけ流量調節範囲を広げられるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載のガスバルブでは、モータの正回転時に回転軸の係合突起が当接するカム部材の第１係合部と、逆回転時に係合突起が当接するカム部材の第２係合部との間に間隙を設けている。この隙間により、回転軸が逆回転してもカム部材の逆回転量が少なくなるようにして、安全弁操作範囲と流量調節範囲とを一部重ねて設定することを可能にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００２−３２３２１８号公報

【特許文献2】特開２００６−１８９２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２に記載のガスバルブでは、安全弁を操作している安全弁操作範囲であっても、流量調節範囲と重ねて設定されているオーバーラップ領域では、流量調節弁を通じて下流側にガスが流れてしまい、ディスク閉止機能が失われてしまうという問題があった。

【0010】

また、モータの回転角度が安全弁操作範囲と流量調節範囲とのオーバーラップ領域にあるときに、何らかの障害が発生してガスバルブの動作が停止した場合、そのときのモータの回転角度が安全弁操作範囲に該当するのか流量調節範囲に該当するのかを特定することができない。そのため、ガスバルブの動作を再起動した場合に、安全弁操作範囲か流量調節範囲かを誤検知してしまうことがあり、それを直ちに修正することができないという問題があった。

【0011】

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、安全弁操作範囲と流量調節範囲とのオーバーラップ領域を設けることなく、ディスク閉止面を小さくして流量調節範囲を広げられるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記した課題を解決するために、本発明では、流量調節弁および安全弁の開閉操作を１つのモータで行うように成され、安全弁操作範囲において流量調節弁に対するガス連通を許容しないようにする閉止機能付き回転体として回転ディスクおよび固定ディスクを備えたガス制御弁において、モータの回転軸を、安全弁を前後方向に移動させる操作ロッドの移動軸の延長線上からオフセットした位置に設定し、モータを一の方向に回転させることによって操作ロッドを前進させるとともに、モータを一の方向と逆の方向に回転させることによって操作ロッドを後退させるようにしている。

【0013】

本発明の他の態様では、安全弁操作範囲を含む動力非伝達範囲においてモータから回転ディスクへの動力伝達を遮断するための伝達遮断部を設けている。

【発明の効果】

【0014】

上記のように構成した本発明によれば、操作ロッドにより安全弁を前進させるときのモータの回転角度範囲と、安全弁を後退させるときのモータの回転角度範囲とが重複することになるので、重複した分だけ安全弁操作範囲を狭くすることができる。安全弁操作範囲を狭くできるため、安全弁操作範囲と流量調節範囲とのオーバーラップ領域を設けることなく、ディスク閉止面を小さくして流量調節範囲を広げることができる。

【0015】

また、本発明の他の態様によれば、安全弁操作範囲を含む動力非伝達範囲においては回転ディスクの回転が停止されることになるので、安全弁操作範囲よりも広い動力非伝達範囲において、ディスク閉止面を設ける必要がなくなる。これにより、ディスク閉止面をより小さくして、流量調節範囲を更に広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態によるガス制御弁の要部構成を示す模式図である。

【図2】本実施形態によるガス制御弁の断面図である。

【図3】図２に示したガス制御弁のＡ−Ａ断面図である。

【図4】本実施形態のガス制御弁が備える距離可変部の構成例を示す図である。

【図5】本実施形態による距離可変部の動作状態を示す図である。

【図6】本実施形態によるガス制御弁の動作例を示すタイミングチャートである。

【図7】図６のタイミングチャート中にＩ）〜Ｖ）で示した各タイミングにおけるガス制御弁の状態を示す図である。

【図8】図６のタイミングチャート中にＩ）〜III）および※１で示した各タイミングにおけるガス制御弁の状態を示す図である。

【図9】図６のタイミングチャート中にＩ）ＩＶ）Ｖ）および※２、※３で示した各タイミングにおけるガス制御弁の状態を示す図である。

【図10】図６のタイミングチャート中にＩ）II）で示した各タイミングにおけるガス制御弁の状態を示す図である。

【図11】図６のタイミングチャート中にＩ）〜Ｖ）および※１〜※３で示した各タイミングにおけるガス制御弁の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるガス制御弁１の要部構成を示す模式図である。本実施形態のガス制御弁１は、ガスコンロなどのガス器具に適用されるものであり、ガスの供給流量を調節するための流量調節弁１１と、ガスの供給を遮断するための安全弁１２とを備えている。

【0018】

本実施形態のガス制御弁１は、流量調節弁１１および安全弁１２の開閉操作を１つのモータ２８で行うように成されている。流量調節弁１１は、モータ２８が安全弁１２を作動させる回転角度の範囲である安全弁操作範囲においてはガス連通を許容しないようにする閉止機能付き回転体を備えている。閉止機能付き回転体は、モータ２８の回転と連動して回転する回転ディスク１３と、当該回転ディスク１３と対向するように設けられた固定ディスク１４とから構成されている。

【0019】

安全弁１２は、マグネットケース１６を備えている。このマグネットケース１６には、制御回路２９からの信号に基づいて励磁される電磁石とこれに吸着される吸着片とが収容されている。吸着片には、マグネットケース１６から下流側に突出した弁体１７が連結されている。安全弁１２の閉弁状態において、弁体１７は復帰バネ（図示せず）によって下流側に付勢された状態でガス流路を遮断している。

【0020】

安全弁１２の開弁操作は、ガス流路の前後方向（図１の左右方向）に可動の操作ロッド１８により行われる。この操作ロッド１８は、モータ２８と連動して回転するリンク部材２０により上流側に移動され、弁体１７を押操作することにより、ガス流路を開状態にする。つまり、安全弁１２を開弁状態にする。

【0021】

リンク部材２０は、バネ１９で下流側に付勢された操作ロッド１８をガス流路の前後方向に進退させることにより、安全弁１２を作動させるようになされている。すなわち、モータ２８が一の方向に回転すると、それに連動してリンク部材２０も回転し、操作ロッド１８側に突出したリンクレバー部（図示せず）によって操作ロッド１８を上流側に前進させて安全弁１２を開弁する。その後、制御回路２９からの信号によってマグネットケース１６内の電磁石を励磁させて安全弁１２を開弁状態に保持したまま、モータ２８を一の方向と逆の方向に回転させることによって操作ロッド１８を後退させる。

【0022】

このように操作ロッド１８が前進を始めてから元の位置に後退するまでの間におけるモータ２８の回転角度範囲が、安全弁操作範囲となる。なお、制御回路２９からの信号によって電磁石を励磁が解かれると、弁体１７が復帰バネの力を受けて下流側に移動し、安全弁１２は閉弁状態に戻る。

【0023】

固定ディスク１４には、一定の開口面積を有する固定側連通孔１５が設けられている。一方、回転ディスク１３には、円周方向に沿って徐々に開口面積を異ならせた回転側連通孔（図示せず）が設けられている。回転ディスク１３が回転して回転側連通孔の位置が固定側連通孔１５の位置に一致すると、安全弁１２の上流側（図１の右側）から供給されてきたガスが、回転側連通孔および固定側連通孔１５を介して図示しないガスバーナ側（図１の上側）へと流れるようになっている。このように回転ディスク１３と固定ディスク１４との間でガス連通が許容されているときにおけるモータ２８の回転角度範囲が、流量調節範囲となる。

【0024】

また、本実施形態のガス制御弁１は、リンク部材２０と回転ディスク１３との間に、リンク部材２０と連動して回転しモータ２８からの動力を回転ディスク１３へ伝達するキャリッジ部材２１を備えている。このキャリッジ部材２１は、回転ディスク１３側の面に動力伝達軸２２を備えている。一方、回転ディスク１３は、キャリッジ部材２１側の面に動力伝達軸受け２３を備えている。動力伝達軸２２の先端側の一部が動力伝達軸受け２３に嵌挿され、動力伝達軸受け２３の内部で動力伝達軸２２が上下方向に移動可能に構成されている。

【0025】

また、本実施形態のガス制御弁１は、安全弁操作範囲においてモータ２８から回転ディスク１３への動力伝達を遮断するための伝達遮断部を備えている。この伝達遮断部は、例えば、ガス制御弁１のケース２４に設けられたストッパ２５と、キャリッジ部材２１に設けられストッパ２５と係合してキャリッジ部材２１の回転を停止させる係止部２６とから構成されている。

【0026】

この伝達遮断部を設けることにより、少なくとも安全弁操作範囲においては、キャリッジ部材２１は回転を停止し、リンク部材２０がキャリッジ部材２１から独立して単独で回転することによって安全弁１２を作動させる。このようにキャリッジ部材２１の回転が停止して回転ディスク１３への動力伝達が遮断されているときにおけるモータ２８の回転角度範囲が、動力非伝達範囲となる。一方、モータ２８が流量調節弁１１を作動させる回転角度の範囲である流量調節範囲においては、キャリッジ部材２１はリンク部材２０と連動して回転し、モータ２８の動力を回転ディスク１３に伝達する。

【0027】

また、本実施形態のガス制御弁１は、回転ディスク１３の固定ディスク１４に対する密着力を可変にするための密着力可変部を更に備え、安全弁操作範囲における密着力と、流量調節範囲における密着力とを異ならせるようにしている。好ましくは、安全弁操作範囲では密着力を最大にし、流量調節範囲では密着力を最小にする。

【0028】

この密着力可変部は、例えば、キャリッジ部材２１と回転ディスク１３との間に設けられたバネ部材２７と、キャリッジ部材２１と回転ディスク１３との間の距離を可変にするための距離可変部とを備えて構成されている。すなわち、距離可変部によりキャリッジ部材２１と回転ディスク１３との間の距離が縮められると、バネ部材２７が縮み、回転ディスク１３に対する付勢力が大きくなる。これにより、回転ディスク１３の固定ディスク１４に対する密着力が大きくなる。

【0029】

一方、距離可変部によりキャリッジ部材２１と回転ディスク１３との間の距離が広げられると、バネ部材２７が伸び、回転ディスク１３に対する付勢力が小さくなる。これにより、回転ディスク１３の固定ディスク１４に対する密着力が小さくなる。なお、距離可変部についての詳細な構成例については後述する。

【0030】

図２〜図５は、本実施形態によるガス制御弁１の具体的な構成例を示す図である。図２は、本実施形態によるガス制御弁１の断面図である。図３は、図２に示したガス制御弁１のＡ−Ａ断面図である。図４は、本実施形態のガス制御弁１が備える距離可変部の構成例を示す図である。図５は、距離可変部の動作状態を示す図である。なお、図２〜図５において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

【0031】

図２および図３に示すように、リンク部材２０は、モータ回転軸３１に連結され、モータ２８の回転と連動して回転するようになされている。キャリッジ部材２１は、リンク部材２０と連結され、リンク部材２０を介してモータ２８の回転と連動して回転するようになされている。リンク部材２０およびキャリッジ部材２１には、距離可変部としてのキャリッジ昇降カム３２が設けられている。このキャリッジ昇降カム３２は、リンク部材２０とキャリッジ部材２１との連結機能も有している。

【0032】

キャリッジ昇降カム３２は、図４および図５に示すように、リンク部材２０の一面（キャリッジ部材２１に対向する面）に設けられたリンクカム部３２ａと、キャリッジ部材２１の一面（リンク部材２０に対向する面）に設けられたキャリッジカム部３２ｂとにより構成される。

【0033】

リンクカム部３２ａは、リンク部材２０の円周方向に沿って形成された２つの凹部によって構成されている。凹部の一方端側は略垂直な面により形成され、他方端側は所定角度を有する斜面（テーパ面）により形成されている。キャリッジカム部３２ｂは、キャリッジ部材２１の円周方向に沿って形成された２つの凸部によって構成され、凸部の一方端側は略垂直な面により形成され、他方端側は所定角度を有する斜面（テーパ面）により形成されている。

【0034】

リンクカム部３２ａの凹部およびキャリッジカム部３２ｂの凸部は、略同じ大きさで構成され、テーパ面も略同じ傾斜を有している。そのため、図５（ａ）に示すように、リンクカム部３２ａとキャリッジカム部３２ｂとがちょうど嵌合し、これによってリンク部材２０とキャリッジ部材２１とが連動して回転するようになっている。すなわち、キャリッジ部材２１の係止部２６がケース２４のストッパ２５と係合せず、リンク部材２０とキャリッジ部材２１とが連動して回転しているときには、リンクカム部３２ａとキャリッジカム部３２ｂとが嵌合し、キャリッジ部材２１は図５（ａ）のように降状態となっている。

【0035】

また、リンクカム部３２ａが有するテーパ面とキャリッジカム部３２ｂが有するテーパ面とは、互いに対向するように形成されている。そのため、テーパ面に沿って互いに逆向きに一定以上の力が働くと、図５（ｂ）に示すように、テーパ面に沿ってキャリッジカム部３２ｂが摺動し、キャリッジカム部３２ｂがリンク部材２０のリンクカム部３２ａが形成されていない平坦部に乗り上げる。これにより、キャリッジ部材２１は昇状態となる。このとき、バネ部材２７は、図５（ａ）の降状態と比べて縮んだ状態となっている。

【0036】

すなわち、本実施形態において、キャリッジ部材２１の係止部２６がケース２４のストッパ２５と係合することにより、モータ２８が回転していてもキャリッジ部材２１の回転が停止されているときには、リンク部材２０がキャリッジ部材２１と独立して単独で回転可能な状態となる。このとき、キャリッジ昇降カム３２の係合が外れ、キャリッジカム部３２ｂがリンク部材２０の平坦部に乗り上げることにより、キャリッジ部材２１が昇状態となる。

【0037】

図２および図３に示すように、本実施形態では、リンク部材２０やキャリッジ部材２１の回転中心となるモータ回転軸３１は、操作ロッド１８がガス流路の前後方向に移動するロッド移動軸３３の延長線上には存在せず、ロッド移動軸３３からオフセットした位置にモータ回転軸３１が設定されている。そのモータ回転軸３１に連結しているリンク部材２０は、ロッド移動軸３３の側に突出したリンクレバー部２０ａを備えている。リンク部材２０がモータ２８と連動して回転したときに、リンクレバー部２０ａがスライダ３４を押操作し、当該スライダ３４に連結された操作ロッド１８をガス流路の前後方向に進退させるようになっている。

【0038】

従来例として挙げた特許文献１，２に記載のガスバルブでは、モータ回転軸がロッド移動軸の延長線上に存在している。そして、モータ回転軸に取り付けられたカム部材の輪郭径を、モータ回転軸から輪郭上の一点までの径と輪郭上の他の点までの径とが異なるように変形して構成し、モータ回転軸と連動して回転するカム部材のロッド移動軸上での輪郭径の変化を利用して、操作ロッドに前後方向の運動を与えている。

【0039】

すなわち、まず、モータを一の方向に回転させることにより、カム部材における輪郭径の大きい部分（以下、大径部という）が操作ロッドを押操作して、当該操作ロッドを開弁方向へ前進させる。その後、更にモータを一の方向に回転させると、カム部材における輪郭径の小さい部分（以下、小径部という）がロッド移動軸上に回転してきて、それによって操作ロッドが元の位置に後退する。

【0040】

このような構成の場合、操作ロッドが元の位置に後退した後、モータを一の方向と逆の方向に回転させると、カム部材の大径部がロッド移動軸を再び通過するため、操作ロッドが再び前後方向に移動して開弁および閉弁の動作が行われてしまう。そのため、モータを逆回転させることができない。このような理由から、特許文献１，２に記載のガスバルブは、モータを１方向にのみ回転させるように構成されている。これに対して、本実施形態のガス制御弁１では、モータ回転軸３１をロッド移動軸３３からオフセットした位置に設定しているので、モータ２８を２方向に回転させることが可能である。

【0041】

上述したように、操作ロッド１８の先（上流側）には安全弁１２の弁体１７が設けられており、移動した操作ロッド１８が弁体１７を押操作することにより、ガス流路を開状態にする。弁体１７の更に先には、安全弁１２を開弁状態に保持するための電磁石３５が設けられている。

【0042】

次に、上記のように構成した本実施形態によるガス制御弁１の動作を説明する。図６〜図１１は、本実施形態によるガス制御弁１の動作例を示す図である。このうち、図６はタイミングチャートである。また、図７〜図１１は、図６のタイミングチャート中にＩ）〜Ｖ）および※１〜※３で示した各タイミングにおけるガス制御弁１の状態を示す図である。

【0043】

なお、図１１（ａ）に示す不使用域は、モータ２８の回転角度を検出するために図１１（ｂ）のようなΩ型のポテンショメータ（位相センサ）を設ける場合において、Ω型の足部分に相当する端子間の非検出範囲が割り当てられる領域である。

【0044】

まず、図６（ｅ）に示すように、タイミングＩ）においてモータ２８を逆転させる（ＣＣＷ）。モータ２８の回転直後は、リンクレバー部２０ａがスライダ３４に当接しておらず（図８のＩ）参照）、図６（ｄ）に示すように操作ロッド１８は上流側に移動していない。そのため、図６（ｃ）に示すように安全弁１２の弁体１７は閉弁状態となっている（図８のＩ）参照）。

【0045】

また、タイミングＩ）においては、リンクカム部３２ａとキャリッジカム部３２ｂとが嵌合して（図７のＩ）および図１０のＩ）参照）、図６（ｂ）に示すようにキャリッジ昇降カム３２は降状態となっている。また、図９のＩ）に示すように、固定ディスク１４に設けられた固定側連通孔１５の位置と、回転ディスク１３に設けられた回転側連通孔４１の位置とが全く一致していない。このため、図６（ａ）に示すように、流量調節弁１１は完全に閉状態となっている。

【0046】

その後、モータ２８が逆転を続けると、キャリッジ部材２１の係止部２６がケース２４のストッパ２５に当接して係止することにより、キャリッジ部材２１の回転が停止する。この状態で更にモータ２８が逆転を続けると、停止状態のキャリッジ部材２１と独立してリンク部材２０が単独で回転を続行する。このとき、図６（ｂ）の※２の前段部に示すように、キャリッジカム部３２ｂがテーパ面に沿って摺動し、リンク部材２０の平坦部に乗り上げることにより、キャリッジ昇降カム３２が昇状態となる（図７のII）および図１０のII）参照）。

【0047】

キャリッジ昇降カム３２が昇状態のとき、キャリッジ部材２１と回転ディスク１３との間に設けられたバネ部材２７は縮んだ状態となる。すなわち、図１０のＩ）およびII）に示すように、キャリッジ昇降カム３２が降状態にあるときにおけるバネ部材２７の長さｄ１と比べて、キャリッジ昇降カム３２が昇状態にあるときにおけるバネ部材２７の長さｄ２は、短くなっている。そのため、回転ディスク１３はバネ部材２７から強い力を受ける。その結果、回転ディスク１３の固定ディスク１４に対する密着力は、キャリッジ昇降カム３２が降状態にあるときに比べて強くなっている。

【0048】

また、キャリッジ部材２１と独立してリンク部材２０が単独で回転しているとき、リンク部材２０の回転によってリンクレバー部２０ａがスライダ３４を押操作することにより、図６（ｄ）の※１の前段部に示すように操作ロッド１８が上流側に移動する。その結果、図６（ｃ）に示すように安全弁１２は開弁状態に遷移する（図８のII）参照）。この状態で、制御回路２９からの信号によって電磁石３５を励磁させることにより、安全弁１２を開弁状態に保持する。

【0049】

次に、安全弁１２を電磁石３５の力で開弁状態に保持したまま、図６（ｅ）に示すタイミングII）においてモータ２８の回転を正転（ＣＷ）に切り替える。これにより、図６（ｄ）の※１の後段部に示すように、操作ロッド１８が下流側に後退する。また、図６（ｂ）の※２の後段部に示すように、キャリッジカム部３２ｂがテーパ面に沿って先ほどとは逆方向に摺動する。その結果、リンクカム部３２ａとキャリッジカム部３２ｂとが嵌合し、キャリッジ昇降カム３２は降状態となる（図７のIII）および図１０のＩ）参照）。

【0050】

ここまでの動作において、操作ロッド１８が上流側に前進を初めてから元の位置に後退してくるまでの間におけるモータ２８の回転角度範囲が、図６、図８および図１１（ａ）において※１で示す安全弁操作範囲となる。また、キャリッジカム部３２ｂがテーパ面に沿って昇り始めてから昇状態となり、その後テーパ面に沿って下ってきて再び降状態となるまでの間は、キャリッジ部材２１の回転が停止してリンク部材２０だけが単独で回転する状態となっており、モータ２８の動力がキャリッジ部材２１を介して回転ディスク１３に伝えられない。この回転角度範囲が、図６、図９および図１１（ａ）において※２で示す動力非伝達範囲となる。

【0051】

動力非伝達範囲を過ぎた後も、モータ２８は正転（ＣＷ）を続ける。そうすると、図７のＩＶ）および図９のＩＶ）に示すように、固定ディスク１４に設けられた固定側連通孔１５の一部と、回転ディスク１３に設けられた回転側連通孔４１の一部とで位置が一致する。このため、図６（ａ）に示すように、流量調節弁１１は、最少流量でガス連通を許容する状態に遷移する（図７のＩＶ）および図１１（ａ）のＩＶ）参照）。

【0052】

さらにモータ２８が正転を続けると、固定側連通孔１５と回転側連通孔４１とで連通する面積が増加していき、それに伴ってガス流量も増えていく。図６、図７、図９、図１１（ａ）のそれぞれにおいて示したタイミングＶ）は、連通により許容されたガス流量が最大となった状態を示している。

【0053】

このように、固定側連通孔１５の位置と回転側連通孔４１の位置とが一致してガス連通が許容されている間（ガス流量が最少状態から最大状態までの間）におけるモータ２８の回転角度範囲が、図６、図９および図１１（ａ）において※３で示す流量調節範囲となる。図６および図１１（ａ）から明らかなように、※３の流量調節範囲は、※１の安全弁操作範囲に比べてかなり大きな範囲となっている。

【0054】

なお、図６において図示はしていないが、消火動作によりモータ２８の回転角度を原点に復帰させる際には、回転角度が流量調節範囲内の何れかにあるモータ２８を逆転（ＣＣＷ）させることによって行う。

【0055】

以上詳しく説明したように、本実施形態では、安全弁操作範囲において流量調節弁１１に対するガス連通を許容しないようにする閉止機能付き回転体として回転ディスク１３および固定ディスク１４を備えたガス制御弁１において、モータ回転軸３１をロッド移動軸３３の延長線上からオフセットした位置に設定し、モータ２８を逆転（ＣＣＷ）させることによって操作ロッド１８を前進させるとともに、モータ２８を正転（ＣＷ）させることによって操作ロッド１８を後退させるようにしている。

【0056】

このように構成した本実施形態によれば、操作ロッド１８により安全弁１２を前進させるときのモータ２８の回転角度範囲と、安全弁１２を後退させるときのモータ２８の回転角度範囲とが重複することになるので（図１１（ａ）の※１）、重複した分だけ安全弁操作範囲を狭くすることができる。安全弁操作範囲を狭くできるため、安全弁操作範囲と流量調節範囲とのオーバーラップ領域を設けることなく、ディスク閉止面を小さくして流量調節範囲を広げることができる。これにより、ディスク閉止機能を損なうことなく、また、障害発生後の再起動時に安全弁操作範囲か流量調節範囲かを誤検知してしまう不都合を生じさせることもなく、流量調節範囲を広げて流量調節の自由度を上げることができる。

【0057】

また、本実施形態では、安全弁操作範囲を含む動力非伝達範囲（図１１（ａ）の※２）において、モータ２８から回転ディスク１３への動力伝達を遮断するための伝達遮断部を設けている。この構成より、安全弁操作範囲より広い動力非伝達範囲において回転ディスク１３の回転が停止されることになるので、当該広い動力非伝達範囲においてディスク閉止面を設ける必要がなくなる。これにより、ディスク閉止面をより小さくして、流量調節範囲を更に広げることができる。

【0058】

また、本実施形態では、モータ２８を正転および逆転の２方向に回転させる構成としているので、図１１（ａ）に示すように、消火動作によりモータ２８の回転角度を原点に復帰させる際に、モータ回転軸３１と共に回転移動する摺動子である金属製のブラシがポテンショメータの非検出範囲を通過することがない。そのため、ポテンショメータの耐久性を向上させることができるというメリットもある。従来例として挙げた特許文献１，２に記載のガスバルブのように、モータ２８を１方向にのみ回転させる構成では、消火動作の都度、ブラシがポテンショメータの非検出範囲を通過することになるので、耐久性に劣る。

【0059】

なお、上記実施形態では、モータ回転軸３１とロッド移動軸３３とをオフセットした位置に設定するとともに、モータ２８を正転および逆転の２方向に回転させるようにした構成と、動力非伝達範囲においてモータ２８から回転ディスク１３への動力伝達を遮断するための伝達遮断部を設けた構成との両方を備える例について説明したが、本発明はこれに限定されない。両方を備える構成が最良の実施形態ではあるが、伝達遮断部は省略してもよい。伝達遮断部を設けない場合でも、従来に比べて流量調節範囲を広げることが可能である。

【0060】

また、上記実施形態では、伝達遮断部の他に密着力可変部を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、密着力可変部は省略し、回転ディスク１３の固定ディスク１４に対する密着力を、キャリッジ昇降カム３２が昇状態のときと同じ密着力で固定とするようにしてもよい。

【0061】

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ ガス制御弁
１１ 流量調節弁
１２ 安全弁
１３ 回転ディスク
１４ 固定ディスク
２０ リンク部材
２５ ストッパ
２６ 係止部
２８ モータ
３１ モータ回転軸
３３ ロッド移動軸
３４ リンクレバー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】