ガス遮断弁ユニット
【課題】弁体が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生を使用者に通知することのできるガス遮断弁ユニットを提供する。
【解決手段】ガス遮断弁ユニット１００は、流路と、該流路を開閉する弁体４と、弁体４を回動させるモータ５と、を備え、そして、弁体４を全開位置から全閉位置まで回動させるようにモータ５を駆動したあとに弁体４が全閉位置にないことが検出されると、弁体４を全閉位置まで回動させるようにモータ５を駆動するとともに故障が発生したことを通知する。
【解決手段】ガス遮断弁ユニット１００は、流路と、該流路を開閉する弁体４と、弁体４を回動させるモータ５と、を備え、そして、弁体４を全開位置から全閉位置まで回動させるようにモータ５を駆動したあとに弁体４が全閉位置にないことが検出されると、弁体４を全閉位置まで回動させるようにモータ５を駆動するとともに故障が発生したことを通知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断弁に係り、具体的には、ガス漏れなどの異常が発生した場合にガスの供給を遮断するガス遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス遮断弁として、電磁石を用いて可動鉄片（プランジャ）を動かすことで、該可動鉄片に取り付けられた弁体を開閉動作させるソレノイド弁が用いられていた。このソレノイド弁は、電磁石によって弁体を全開位置又は全閉位置に位置づけて開閉動作を行うので、ガス遮断弁が必ず全開状態と全閉状態とのいずれか一方の状態にあり、弁体が全開位置と全閉位置との間（即ち、途中位置）に位置づけられたガス遮断弁の半開状態は存在せず、また、ソレノイド弁は、動作速度が速いので、弁体を素早く動作させることが可能であり、瞬時にガスを遮断する必要のある遮断弁として適していた。
【０００３】
しかしながら、ソレノイド弁を流量が多いガス配管に適用する場合、ガス流量に見合った大型の弁体とこの弁体の開閉動作が可能な強磁力を発する大型の電磁石とが必要となるので、ガス遮断弁が大型化してしまうという問題があった。また、ソレノイド弁は磁力によって弁体を開閉動作させるものであるので、その開閉動作に重力の影響を受け、そのため、ガス配管への組み付け方向（例えば、可動鉄片移動方向を水平とするなど）に制約があり、ガス配管への組み込み可能な箇所が限られるという問題があった。さらに、ソレノイド弁は、弁体と可動鉄片と電磁石とが一体に構成されており、つまり、それら一部のみ交換することができないので、一部に故障が発生した場合においても全体を交換する必要があり、また、全体を交換するので作業時間が多く必要となり、そのため、メンテナンスコストが高くなるという問題があった。
【０００４】
これらのソレノイド弁における問題を回避するため、近年、ガス遮断弁として、モータを用いて弁体を開閉動作させるモータ弁が採用されている。このモータ弁の一例を図１０に示す。
【０００５】
ガス遮断弁７００は、弁体部７０１と、弁体部７０１の上部にボルトで固定された弁駆動部７０２とで構成されている。
【０００６】
弁体部７０１は、それぞれ順次連接された、第１ポート７３１、弁室７３３、管路７３４、及び、第２ポート７３２と、前記弁室７３３内に回動可能に配設された球体状の弁体であるボールバルブ７０４と、を備えている。ボールバルブ７０４は、中心を貫通して設けられた導通路７０４ａと、上部に連接された従動軸７４１と、を備えている。
【０００７】
弁駆動部７０２は、弁駆動用モータ７０５と、回転力伝達機構７０６と、を備えている。回転力伝達機構７０６は、弁駆動用モータ７０５の主軸７５１に同軸に固着された小径の歯車７６１と、歯車７６１に歯合された大径の歯車７６２と、歯車７６２の回動軸となり且つ連結ピン７０８によってボールバルブ７０４の従動軸７４１と同軸に連結された駆動軸７０７と、を備えている。
【０００８】
ガス遮断弁７００は、弁駆動用モータ７０５の正逆回転（回動）を、回転力伝達機構７０６を介してボールバルブ７０４に伝達することにより、ボールバルブ７０４を弁室７３３内で略９０度回動させ、それにより、導通路７０４ａと管路７３４との中心軸を平行（即ち、全開位置）にして第１ポート７３１と管路７３４とを導通し（即ち、ガス遮断弁７００の全開状態）、又は、導通路７０４ａと管路７３４との中心軸とを直交（即ち、全閉位置）にしてボールバルブ７０４の自身によって第１ポート７３１と管路７３４とを遮断（即ち、ガス遮断弁７００の全閉状態）する。
【０００９】
また、ガス遮断弁７００は、連結ピン７０８を引き抜くとともに、弁駆動部７０２を弁体部７０１に固定しているボルトをはずすことで、容易に弁駆動部７０２と弁体部７０１とを分離することができる。
【００１０】
このガス遮断弁７００によれば、回転力伝達機構７０６により小型の弁駆動用モータ７０５でも大型のボールバルブ７０４を駆動することができるので、ガス流量が多い箇所に設置する場合でもガス遮断弁の大型化を回避することができ、また、そのボールバルブ７０４の開閉動作に重力等の影響を受けないので、設置箇所に制約がなくガス配管上の任意の箇所に組み込むことができ、さらに、弁体部７０１と弁駆動部７０２とが分離可能であるので、故障が生じやすい弁駆動用モータ７０５のみ交換することが可能であり、メンテナンスコストを低く抑えることが可能なものであった。また、弁駆動用モータ７０５によりボールバルブ７０４を回動するためソレノイド弁に比べて動作速度は遅いものの、歯車７６１と歯車７６２との減速比を適宜調整することで、ガス遮断弁として必要な動作速度を確保することができた。
【００１１】
なお、本発明に関連する文献公知発明のうち、出願人が当該特許出願時に知っているものがないので、開示すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のガス遮断弁７００は、弁駆動用モータ７０５によりボールバルブ７０４を回動させて開閉動作するので、弁体が全開位置から全閉位置に至るまで、あるいは、逆に全閉位置から全開位置に至るまでは、弁体が全開位置と全閉位置との間の途中位置にあり、つまり、ガス遮断弁７００が不完全に開いた半開状態が存在するものであり、そして、ガス遮断弁７００において、例えば、ボールバルブ７０４と弁室７３３とが長時間同じ箇所が互いに接触したままの状態となったり、ボールバルブ７０４と弁室７３３との隙間に異物が混入して互いに引っ掛かったりすると、ボールバルブ７０４の回動抵抗が増加し、弁駆動用モータ７０５のトルクが不足してしまって、ボールバルブ７０４が上述の途中位置（即ち、半開状態）で止まってしまうおそれがあった（即ち、ボールバルブ７０４の固着）。そして、ガス遮断弁７００の導通動作（全開動作）において、ガス遮断弁７００がこの半開状態で止まってしまうと、ガス遮断弁７００の下流に接続されたガス需用装置等に対して必要量のガスを供給できないので、重大な事故に至る危険性があるという問題があった。また、ガス遮断弁７００は、この半開状態で止まったことをその使用者に通知することができないので、正常に動作できないにもかかわらず遮断弁７００が継続して使用されてしまい、重大な事故に至る危険性があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、弁体が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生を使用者に通知することのできるガス遮断弁ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ガス配管に接続される流路と、前記流路に回動可能に組み込まれ且つ回動により前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を回動させるモータと、前記弁体を全閉位置から全開位置まで回動させるように前記モータを正駆動する開駆動制御手段と、前記開駆動制御手段によって前記モータが正駆動されたあとに前記弁体が前記全開位置にあるか否かを検出する開位置センサと、前記弁体が前記全閉位置にあるか否かを検出する閉位置センサと、を有するガス遮断弁ユニットにおいて、前記開位置センサによって前記弁体が前記全開位置にないことが検出されたとき、前記弁体の開動作に異常があると判定する異常判定手段と、前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、前記閉位置センサによって前記弁体が全閉位置にあることが検出されるまで、前記弁体を前記全閉位置に向かって回動させるように前記モータを逆駆動する閉復帰駆動制御手段と、前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、故障が発生したことを通知する故障通知手段と、を有していることを特徴とするガス遮断弁ユニットである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載された発明によれば、弁体を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作においてこの弁体が全開位置まで回動されなかったとき、弁体を全閉位置に戻すように回動させるとともに故障を通知することができるので、弁体を元の全閉位置に戻すことにより、弁体が全閉位置と全開位置との間の途中位置で止まった状態でガスの供給が行われることを防止できるとともに、使用者に故障の発生を通知することができる。そのため、弁体が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生（即ち、故障）を使用者に通知することができ、半開状態によって引き起こされるおそれのある重大な事故を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を示すガス遮断弁ユニットについて、図１〜図９を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、ガス遮断弁ユニット１００は、弁体部１と、弁駆動部２と、を備えている。
【００１８】
弁体部１は、管状に成形された弁ハウジング３と、弁ハウジング３に組み込まれたボールバルブ４と、を備えている。
【００１９】
弁ハウジング３は、一端部に形成されて図示しないガス管がねじ接続されるテーパねじからなる第１ポート３１と、他端部に形成されて図示しないガス管がねじ接続されるテーパねじからなる第２ポート３２と、この第１ポート３１と第２ポート３２との間に互いに連接して形成された弁室３３と管路３４と、を備えている。これら第１ポート３１、弁室３３、管路３４、及び第２ポート３２は、順次連接されて１本の導管（即ち、特許請求の範囲に記載した流路に相当）を形成している。第１ポート３１、管路３４、及び、第２ポート３２は、それぞれの中心軸が同一線上に位置づくようにそれぞれが配置されている。また、弁ハウジング３には、弁駆動部２を取り付けるための取付座３Ａが設けられている。
【００２０】
弁室３３は、管路３４の中心軸に対して軸芯が直交するように形成された略円柱状の空間部である。弁室３３には、第１ポート３１及び管路３４と連接されている開口部分に、弁座３５、３５が該開口部分の周囲に沿って配設されており、そして、ボールバルブ４が弁室３３内部に弁座３５、３５に密接するようにして配設される。
【００２１】
ボールバルブ４は、特許請求の範囲に記載した弁体に相当し、略球体状に成形されている。ボールバルブ４は、その中心を貫通する導通路４ａと、その外面に連接されてボールバルブ４の回動軸となる従動軸４１と、を備えている。ボールバルブ４は、従動軸４１と弁室３３の軸芯とが同一線上に位置するように且つ弁室３３との間にわずかな隙間をあけて弁室３３内に回動可能に配設されており、そして、従動軸４１が、弁ハウジング３に設けられた図示しない軸受けにより軸支され、この従動軸４１の端部が弁ハウジング３の外側に露出されている。
【００２２】
また、ボールバルブ４が、従動軸４１を回動軸として弁室３３内で略９０度回動することにより、このガス遮断弁ユニット１００の全開状態と全閉状態とが切り替わる。即ち、図７（Ａ）に示すように、導通路４ａの中心軸と管路３４の中心軸とを略直交（即ち、全閉位置）にすると、ボールバルブ４自体により第１ポート３１と管路３４とが遮断（即ち、全閉状態）され、また、図９（Ａ）に示すように、導通路４ａの中心軸と管路３４の中心軸とを平行（即ち、全開位置）にすると、導通路４ａを介して第１ポート３１と管路３４とが導通（即ち、全開状態）される。
【００２３】
弁駆動部２は、弁駆動用モータ５を内蔵した下ケース部２Ａと、回転力伝達機構６と、表示部（不図示）と、マイクロコンピュータ１０と、を内蔵した上ケース部２Ｂと、を備えている。
【００２４】
弁駆動用モータ５は、特許請求の範囲に記載したモータに相当し、周知のステッピングモータであって、制御信号として入力されるパルス信号（パルス個数等）に応じて回動するモータである。弁駆動用モータ５は、下ケース部２Ａ内でその主軸５１を上ケース部２Ｂに突出させて配置されている。弁駆動用モータ５は、マイクロコンピュータ１０に接続されており、マイクロコンピュータ１０から入力されるパルス信号によって駆動（回動）制御が行われる。
【００２５】
回転力伝達機構６は、弁駆動用モータ５の主軸５１の先端に同軸に固着された小歯車６１と、小歯車６１に歯合して配設された大歯車６２と、大歯車６２の回動軸として上ケース部２Ｂに設けられた軸受２２に軸支された駆動軸７と、大歯車６２の回動位置を検出する第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂと、を備えている。
【００２６】
駆動軸７は、上ケース部２Ｂから弁体部１側に露出され、また、この駆動軸７は、連結ピン８によってボールバルブ４の従動軸４１に同軸に連結されている。すなわち、大歯車６２とボールバルブ４とは互いに同軸且つ同期して回動する。
【００２７】
小歯車６１は、図２に示すように、その全周に歯６１ａが成形された歯車である。大歯車６２は、その径が小歯車６１より大きい扇形状に成形されており、その円弧状の周縁の一部に歯６２ａが成形されている。また、大歯車６２には、略１８０度離間した２箇所の位置に段部６２１Ａ、６２１Ｂが成形され、この段部６２１Ａ、６２１Ｂの間で歯６２ａと反対側の周縁に、径を小さくした扇形の切り欠き部６２２が形成されている。この切り欠き部６２２の回動円周方向の端部は当接面６２２Ａ、６２２Ｂとなっている。
【００２８】
第１フォトインタラプタ９Ａは、特許請求の範囲に記載した閉位置センサに相当し、例えば、赤外ＬＥＤからなる発光部と、該発光部に対向して配設されたフォトセンサからなる受光部と、を備え、発光部からの光の有無を受光部で検出することによって物体の位置を判定する、既存の電子部品である。第１フォトインタラプタ９Ａは、大歯車６２の円弧状の周縁部を発光部及び受光部で挟み込むようにして配設されている。また、第１フォトインタラプタ９Ａは、ボールバルブ４が回動して全閉位置となったときに発光部からの光を受光部で検出するように、即ち、ボールバルブ４が全閉位置のときにオンし、それ以外のときにオフするように、大歯車６２の段部６２１Ａとの位置関係が定められている。
【００２９】
第２フォトインタラプタ９Ｂは、特許請求の範囲に記載した開位置センサに相当し、第１フォトインタラプタ９Ａと同一のものであり、また、第１フォトインタラプタ９Ａと同様に、大歯車６２の円弧状の周縁部を発光部及び受光部で挟み込むようにして配設されている。第２フォトインタラプタ９Ｂは、ボールバルブ４が回動して全開位置となったときに発光部からの光を受光部で検出するように、即ち、ボールバルブ４が全開位置のときにオンし、それ以外のときにオフするように、大歯車６２の段部６２１Ｂとの位置関係が定められている。
【００３０】
また、上ケース部２Ｂには、上ケース部２Ｂ内面から大歯車６２に向かうように突出して成形されたボス部２１が一体に設けられている。ボス部２１は、図３に示すように、ボールバルブ４が全閉状態を超えて正常回転範囲外まで回動したときに、大歯車６２の当接面６２２Ａと当接して大歯車６２の回動を止め、且つ、ボールバルブ４が全開状態を超えて正常回転範囲外まで回動したときに、大歯車６２の当接面６２２Ｂと当接して大歯車６２の回動を止めるものである。これによりボールバルブ４における異常な回動を防止することができ、異常な弁状態となることを回避することができる。
【００３１】
表示部は、ガス遮断弁ユニット１００の使用者に対してその動作状態等を通知するための部位であり、例えば、上ケース部２Ｂの表面に配設された２桁の７セグメントＬＥＤ等の数値を表示する電子部品を備えており、ガス遮断弁ユニット１００の各状態に対応した数値を表示するものである。本実施形態における一例を示すと、ガス遮断弁ユニット１００が全開状態で正常に動作しているときは「００」を常時点灯表示し、また、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作において異常が検出されたときは「３１」を点滅表示する。
【００３２】
マイクロコンピュータ（以下、ＭＰＵという）１０は、組み込み機器に適した周知の小型コンピュータであり、ＭＰＵ１０は、図４に示すように、予め定められたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１と、ＣＰＵ１１のためのプログラム及び制御データ等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２と、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３と、弁駆動用モータ５、第１フォトインタラプタ９Ａ、及び、第２フォトインタラプタ９Ｂに接続され、それらとの間で制御情報を送受信するためのＩ／Ｏ部１４と、を備えている。また、Ｉ／Ｏ部１４は、図示しない表示部と接続されており、ガス遮断弁ユニット１００の動作状態等を示す数値を表示部にて表示させる。
【００３３】
図５に示すように、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたプログラムに基づいて、（１）ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させるように弁駆動用モータ５を正駆動する開駆動制御手段１１ａ、（２）開駆動制御手段１１ａによって弁駆動用モータ５が正駆動されたあとに、第２フォトインタラプタ９Ｂによってボールバルブ４が全開位置にないことが検出されたとき、ボールバルブ４の開動作に異常があると判定する異常判定手段１１ｂ、（３）異常判定手段１１ｂによってボールバルブ４の開動作に異常があると判定されたとき、第１フォトインタラプタ９Ａによってボールバルブ４が全閉位置にあることが検出されるまで、ボールバルブ４を全閉位置に向かって回動させるように弁駆動用モータ５を逆駆動する閉復帰駆動制御手段１１ｃ、及び、（４）異常判定手段１１ｂによってボールバルブ４の開動作に異常があると判定されたとき、故障に対応する数値を表示部にて表示させる故障通知手段１１ｄ、として機能するものである。また、正駆動及び逆駆動は相対的な回動方向を示すものであり、すなわち、全開動作において、開駆動制御手段１１ａによってボールバルブ４が回動される方向を「正駆動」とし、その逆方向への駆動を「逆駆動」としている。
【００３４】
また、ＲＯＭ１２には、制御データとして、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させるのに必要とされる上限角度（例えば、１０５度）に対応した、弁駆動用モータ５を駆動するための上限パルス数（例えば、４２００パルス）が格納されている。
【００３５】
次に、上述したＣＰＵ１１が実行する本発明に係る全開処理の一例を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
ガス遮断弁ユニット１００は、初期状態においてボールバルブ４が全閉位置に位置づけられており、そして、ガス遮断弁ユニット１００に電源が投入されると、所定の初期化処理がなされたのち、ボールバルブ４を全開位置に位置づけるため、ＣＰＵ１１の処理がステップＳ１１０に進む。
【００３７】
ステップＳ１１０では、弁体であるボールバルブ４を全開位置に向かって、予め定められた単位角度（例えば、１度）回動させるように、弁駆動用モータ５に対してこの単位角度に対応した個数のパルス（例えば、４０個）を送信する。そして、ステップＳ１２０に進む。
【００３８】
ステップＳ１２０では、ボールバルブ４が全開位置に到達したかを判定し、即ち、第２フォトインタラプタ９Ｂのオン／オフを判定して、オンのときはボールバルブ４が正常に全開位置に到達したものとして本フローチャートの処理を終了し（Ｓ１２０でＹ）、オフのときはボールバルブ４が全開位置に到達していない（即ち、途中位置にある）ものとしてステップＳ１３０に進む（Ｓ１２０でＮ）。
【００３９】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０においてボールバルブ４を回動させた角度を積算して、即ち、ステップＳ１１０において弁駆動用モータ５に送信したパルス個数を積算して、その積算したパルス個数とＲＯＭ１２に格納された上限パルス数とを比較する。そして、積算したパルス個数が上限パルス数を超えていたときは、ボールバルブ４が上限角度を超えて回動したにもかかわらずボールバルブ４が全開位置に到達しなかった、即ち、ボールバルブ４の回動動作に異常があるものとしてステップＳ１４０に進み（Ｓ１３０でＹ）、積算したパルス個数が上限パルス数以下のときは、ボールバルブ４を再度単位角度回動させるためステップＳ１１０に進む（Ｓ１３０でＮ）。
【００４０】
ステップＳ１４０では、ガス遮断弁ユニット１００が故障したものとして、Ｉ／Ｏ部１４によって、表示部に故障を示す数値「３１」を点滅表示させる。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００４１】
ステップＳ１５０では、ボールバルブ４を全閉位置に向かって、上述した単位角度回動させるように、弁駆動用モータ５に対してこの単位角度に対応した個数のパルス（例えば、４０個）を送信する。そして、ステップＳ１６０に進む。
【００４２】
ステップＳ１６０では、ボールバルブ４が全閉位置に到達したかを判定し、即ち、第１フォトインタラプタ９Ａのオン／オフを判定して、オンのときはボールバルブ４が正常に全閉位置に到達したものとして本フローチャートの処理を終了し（Ｓ１６０でＹ）、オフのときはボールバルブ４が全閉位置に到達していない（即ち、途中位置にある）ものとして、再度全閉位置に向かって単位角度回動させるためステップＳ１５０に進む（Ｓ１６０でＮ）。
【００４３】
なお、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が、特許請求の範囲に記載された開駆動制御手段に相当し、ステップＳ１３０が、同じく異常判定手段に相当し、ステップＳ１５０、Ｓ１６０が、同じく閉復帰駆動制御手段に相当し、ステップＳ１４０が、同じく故障通知手段に相当する。
【００４４】
次に、ガス遮断弁ユニット１００における、本発明に係る全開動作の一例を、図７〜図１０を参照して説明する。
【００４５】
図７（Ａ）は、ボールバルブ４が全閉位置にある状態を示す図であり、図７（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。図８（Ａ）は、ボールバルブ４が全閉位置と全開位置との途中位置で回動が止まってしまった状態を示す図であり、図８（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。図９（Ａ）は、ボールバルブ４が全開位置にある状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。
【００４６】
図７に示すように、ボールバルブ４が全閉位置にあるとき、第２フォトインタラプタ９Ｂは、その発光部と受光部との間に大歯車６２の円弧状の周縁部が位置づけられており、即ち、発光部の光が遮られて第２フォトインタラプタ９Ｂはオフされている。このことは、ボールバルブ４が全開位置にないことを示している。また、第１フォトインタラプタ９Ａは、その発光部と受光部との間に段部６２１Ｂが第２フォトインタラプタ９Ｂ寄りにわずかにずれて位置づけられており、即ち、発光部の光が受光部に到達して第１フォトインタラプタ９Ａはオンされている。このことは、ボールバルブ４が全閉位置にあることを示している（即ち、全閉状態）。そして、この全閉状態において、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作が始まると、弁駆動用モータ５によって、大歯車６２が、段部６２１Ｂを第２フォトインタラプタ９Ｂに近づける方向（即ち、正方向）に回動され始める（Ｓ１１０）。また、大歯車６２とボールバルブ４とは駆動軸７及び従動軸４１とで連結されているのでそれぞれ同期して回動される。
【００４７】
大歯車６２が正方向に回動されると、大歯車６２の円弧状の周縁部に第１フォトインタラプタ９Ａの発光部の光が遮られて、第１フォトインタラプタ９Ａがオフされ、そして、回動が進み、ボールバルブ４と弁室３３との隙間にガスに含まれる成分が固形化した異物Ｉが入り込んでしまったとき、ボールバルブ４が引っ掛かり回動抵抗が増加して、図８に示すように、途中位置でボールバルブ４が止まってしまう。そして、この状態においても、弁駆動用モータ５は、第２フォトインタラプタ９Ｂがオンするまで（Ｓ１２０）、あるいは、ボールバルブ４の回動角度が上限角度１０５度に達するまで（Ｓ１３０）回動動作を継続する。このとき、大歯車６２及びボールバルブ４は実際には回動していない。
【００４８】
そして、回動角度が１０５度に達しても第２フォトインタラプタ９Ｂがオフのままであるとき、全開動作に異常があったものとして、即ち、ガス遮断弁ユニット１００が故障したものとして、表示部に故障を示す数値「３１」が点滅表示され（Ｓ１４０）、同時に、弁駆動用モータ５によって、大歯車６２が、段部６２１Ｂを第２フォトインタラプタから遠ざける方向（即ち、逆方向）にむかって、第１フォトインタラプタ９Ａがオンされるまで回動される（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。そして、最終的にボールバルブ４が全閉位置に戻される。
【００４９】
また、図７に示す全閉状態において、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる全開動作を開始したのちに、ボールバルブ４が全開位置に到達して全開状態となると、第２フォトインタラプタがオンになり、それを受けて弁駆動用モータ５の駆動が停止され、そして、表示部に全開状態で正常に動作している（即ち、正常に全開状態になった）ことを示す「００」が表示される。
【００５０】
以上より、本発明によれば、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作においてボールバルブ４が全開位置まで回動されなかったとき、ボールバルブ４を全閉位置に戻すように回動させるとともに故障状態を表示することができるので、ボールバルブ４を元の全閉位置に戻すことにより、ボールバルブ４が全閉位置と全開位置との間の途中位置で止まった状態でガスの供給が行われることを防止できるとともに、使用者に故障の発生を通知することができる。そのため、ボールバルブ４が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生（即ち、故障）を使用者に通知することができ、半開状態によって引き起こされるおそれのある重大な事故を回避することができる。
【００５１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態を示すガス遮断弁ユニットの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】大歯車の回転範囲を示す図である。
【図４】マイクロコンピュータの構成及び接続を示すブロック図である。
【図５】マイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図６】マイクロコンピュータのＣＰＵにおける本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】（A）は、ボールバルブが全閉位置にある状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図８】（A）は、ボールバルブが途中位置で止まった状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図９】（A）は、ボールバルブが全開位置にある状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図１０】従来のガス遮断弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 弁体部
２ 弁駆動部
４ ボールバルブ（弁体）
５ 弁駆動用モータ（モータ）
６ 回転力伝達機構
９Ａ 第１フォトインタラプタ９Ａ（開位置センサ）
９Ｂ 第２フォトインタラプタ９Ｂ（閉位置センサ）
１０ マイクロコンピュータ
１１ａ 開駆動制御手段（ＣＰＵ）
１１ｂ 異常判定手段（ＣＰＵ）
１１ｃ 閉復帰駆動制御手段（ＣＰＵ）
１１ｄ 故障通知手段（ＣＰＵ）
６２ 大歯車
１００ ガス遮断弁ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断弁に係り、具体的には、ガス漏れなどの異常が発生した場合にガスの供給を遮断するガス遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス遮断弁として、電磁石を用いて可動鉄片（プランジャ）を動かすことで、該可動鉄片に取り付けられた弁体を開閉動作させるソレノイド弁が用いられていた。このソレノイド弁は、電磁石によって弁体を全開位置又は全閉位置に位置づけて開閉動作を行うので、ガス遮断弁が必ず全開状態と全閉状態とのいずれか一方の状態にあり、弁体が全開位置と全閉位置との間（即ち、途中位置）に位置づけられたガス遮断弁の半開状態は存在せず、また、ソレノイド弁は、動作速度が速いので、弁体を素早く動作させることが可能であり、瞬時にガスを遮断する必要のある遮断弁として適していた。
【０００３】
しかしながら、ソレノイド弁を流量が多いガス配管に適用する場合、ガス流量に見合った大型の弁体とこの弁体の開閉動作が可能な強磁力を発する大型の電磁石とが必要となるので、ガス遮断弁が大型化してしまうという問題があった。また、ソレノイド弁は磁力によって弁体を開閉動作させるものであるので、その開閉動作に重力の影響を受け、そのため、ガス配管への組み付け方向（例えば、可動鉄片移動方向を水平とするなど）に制約があり、ガス配管への組み込み可能な箇所が限られるという問題があった。さらに、ソレノイド弁は、弁体と可動鉄片と電磁石とが一体に構成されており、つまり、それら一部のみ交換することができないので、一部に故障が発生した場合においても全体を交換する必要があり、また、全体を交換するので作業時間が多く必要となり、そのため、メンテナンスコストが高くなるという問題があった。
【０００４】
これらのソレノイド弁における問題を回避するため、近年、ガス遮断弁として、モータを用いて弁体を開閉動作させるモータ弁が採用されている。このモータ弁の一例を図１０に示す。
【０００５】
ガス遮断弁７００は、弁体部７０１と、弁体部７０１の上部にボルトで固定された弁駆動部７０２とで構成されている。
【０００６】
弁体部７０１は、それぞれ順次連接された、第１ポート７３１、弁室７３３、管路７３４、及び、第２ポート７３２と、前記弁室７３３内に回動可能に配設された球体状の弁体であるボールバルブ７０４と、を備えている。ボールバルブ７０４は、中心を貫通して設けられた導通路７０４ａと、上部に連接された従動軸７４１と、を備えている。
【０００７】
弁駆動部７０２は、弁駆動用モータ７０５と、回転力伝達機構７０６と、を備えている。回転力伝達機構７０６は、弁駆動用モータ７０５の主軸７５１に同軸に固着された小径の歯車７６１と、歯車７６１に歯合された大径の歯車７６２と、歯車７６２の回動軸となり且つ連結ピン７０８によってボールバルブ７０４の従動軸７４１と同軸に連結された駆動軸７０７と、を備えている。
【０００８】
ガス遮断弁７００は、弁駆動用モータ７０５の正逆回転（回動）を、回転力伝達機構７０６を介してボールバルブ７０４に伝達することにより、ボールバルブ７０４を弁室７３３内で略９０度回動させ、それにより、導通路７０４ａと管路７３４との中心軸を平行（即ち、全開位置）にして第１ポート７３１と管路７３４とを導通し（即ち、ガス遮断弁７００の全開状態）、又は、導通路７０４ａと管路７３４との中心軸とを直交（即ち、全閉位置）にしてボールバルブ７０４の自身によって第１ポート７３１と管路７３４とを遮断（即ち、ガス遮断弁７００の全閉状態）する。
【０００９】
また、ガス遮断弁７００は、連結ピン７０８を引き抜くとともに、弁駆動部７０２を弁体部７０１に固定しているボルトをはずすことで、容易に弁駆動部７０２と弁体部７０１とを分離することができる。
【００１０】
このガス遮断弁７００によれば、回転力伝達機構７０６により小型の弁駆動用モータ７０５でも大型のボールバルブ７０４を駆動することができるので、ガス流量が多い箇所に設置する場合でもガス遮断弁の大型化を回避することができ、また、そのボールバルブ７０４の開閉動作に重力等の影響を受けないので、設置箇所に制約がなくガス配管上の任意の箇所に組み込むことができ、さらに、弁体部７０１と弁駆動部７０２とが分離可能であるので、故障が生じやすい弁駆動用モータ７０５のみ交換することが可能であり、メンテナンスコストを低く抑えることが可能なものであった。また、弁駆動用モータ７０５によりボールバルブ７０４を回動するためソレノイド弁に比べて動作速度は遅いものの、歯車７６１と歯車７６２との減速比を適宜調整することで、ガス遮断弁として必要な動作速度を確保することができた。
【００１１】
なお、本発明に関連する文献公知発明のうち、出願人が当該特許出願時に知っているものがないので、開示すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のガス遮断弁７００は、弁駆動用モータ７０５によりボールバルブ７０４を回動させて開閉動作するので、弁体が全開位置から全閉位置に至るまで、あるいは、逆に全閉位置から全開位置に至るまでは、弁体が全開位置と全閉位置との間の途中位置にあり、つまり、ガス遮断弁７００が不完全に開いた半開状態が存在するものであり、そして、ガス遮断弁７００において、例えば、ボールバルブ７０４と弁室７３３とが長時間同じ箇所が互いに接触したままの状態となったり、ボールバルブ７０４と弁室７３３との隙間に異物が混入して互いに引っ掛かったりすると、ボールバルブ７０４の回動抵抗が増加し、弁駆動用モータ７０５のトルクが不足してしまって、ボールバルブ７０４が上述の途中位置（即ち、半開状態）で止まってしまうおそれがあった（即ち、ボールバルブ７０４の固着）。そして、ガス遮断弁７００の導通動作（全開動作）において、ガス遮断弁７００がこの半開状態で止まってしまうと、ガス遮断弁７００の下流に接続されたガス需用装置等に対して必要量のガスを供給できないので、重大な事故に至る危険性があるという問題があった。また、ガス遮断弁７００は、この半開状態で止まったことをその使用者に通知することができないので、正常に動作できないにもかかわらず遮断弁７００が継続して使用されてしまい、重大な事故に至る危険性があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、弁体が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生を使用者に通知することのできるガス遮断弁ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ガス配管に接続される流路と、前記流路に回動可能に組み込まれ且つ回動により前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を回動させるモータと、前記弁体を全閉位置から全開位置まで回動させるように前記モータを正駆動する開駆動制御手段と、前記開駆動制御手段によって前記モータが正駆動されたあとに前記弁体が前記全開位置にあるか否かを検出する開位置センサと、前記弁体が前記全閉位置にあるか否かを検出する閉位置センサと、を有するガス遮断弁ユニットにおいて、前記開位置センサによって前記弁体が前記全開位置にないことが検出されたとき、前記弁体の開動作に異常があると判定する異常判定手段と、前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、前記閉位置センサによって前記弁体が全閉位置にあることが検出されるまで、前記弁体を前記全閉位置に向かって回動させるように前記モータを逆駆動する閉復帰駆動制御手段と、前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、故障が発生したことを通知する故障通知手段と、を有していることを特徴とするガス遮断弁ユニットである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載された発明によれば、弁体を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作においてこの弁体が全開位置まで回動されなかったとき、弁体を全閉位置に戻すように回動させるとともに故障を通知することができるので、弁体を元の全閉位置に戻すことにより、弁体が全閉位置と全開位置との間の途中位置で止まった状態でガスの供給が行われることを防止できるとともに、使用者に故障の発生を通知することができる。そのため、弁体が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生（即ち、故障）を使用者に通知することができ、半開状態によって引き起こされるおそれのある重大な事故を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を示すガス遮断弁ユニットについて、図１〜図９を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、ガス遮断弁ユニット１００は、弁体部１と、弁駆動部２と、を備えている。
【００１８】
弁体部１は、管状に成形された弁ハウジング３と、弁ハウジング３に組み込まれたボールバルブ４と、を備えている。
【００１９】
弁ハウジング３は、一端部に形成されて図示しないガス管がねじ接続されるテーパねじからなる第１ポート３１と、他端部に形成されて図示しないガス管がねじ接続されるテーパねじからなる第２ポート３２と、この第１ポート３１と第２ポート３２との間に互いに連接して形成された弁室３３と管路３４と、を備えている。これら第１ポート３１、弁室３３、管路３４、及び第２ポート３２は、順次連接されて１本の導管（即ち、特許請求の範囲に記載した流路に相当）を形成している。第１ポート３１、管路３４、及び、第２ポート３２は、それぞれの中心軸が同一線上に位置づくようにそれぞれが配置されている。また、弁ハウジング３には、弁駆動部２を取り付けるための取付座３Ａが設けられている。
【００２０】
弁室３３は、管路３４の中心軸に対して軸芯が直交するように形成された略円柱状の空間部である。弁室３３には、第１ポート３１及び管路３４と連接されている開口部分に、弁座３５、３５が該開口部分の周囲に沿って配設されており、そして、ボールバルブ４が弁室３３内部に弁座３５、３５に密接するようにして配設される。
【００２１】
ボールバルブ４は、特許請求の範囲に記載した弁体に相当し、略球体状に成形されている。ボールバルブ４は、その中心を貫通する導通路４ａと、その外面に連接されてボールバルブ４の回動軸となる従動軸４１と、を備えている。ボールバルブ４は、従動軸４１と弁室３３の軸芯とが同一線上に位置するように且つ弁室３３との間にわずかな隙間をあけて弁室３３内に回動可能に配設されており、そして、従動軸４１が、弁ハウジング３に設けられた図示しない軸受けにより軸支され、この従動軸４１の端部が弁ハウジング３の外側に露出されている。
【００２２】
また、ボールバルブ４が、従動軸４１を回動軸として弁室３３内で略９０度回動することにより、このガス遮断弁ユニット１００の全開状態と全閉状態とが切り替わる。即ち、図７（Ａ）に示すように、導通路４ａの中心軸と管路３４の中心軸とを略直交（即ち、全閉位置）にすると、ボールバルブ４自体により第１ポート３１と管路３４とが遮断（即ち、全閉状態）され、また、図９（Ａ）に示すように、導通路４ａの中心軸と管路３４の中心軸とを平行（即ち、全開位置）にすると、導通路４ａを介して第１ポート３１と管路３４とが導通（即ち、全開状態）される。
【００２３】
弁駆動部２は、弁駆動用モータ５を内蔵した下ケース部２Ａと、回転力伝達機構６と、表示部（不図示）と、マイクロコンピュータ１０と、を内蔵した上ケース部２Ｂと、を備えている。
【００２４】
弁駆動用モータ５は、特許請求の範囲に記載したモータに相当し、周知のステッピングモータであって、制御信号として入力されるパルス信号（パルス個数等）に応じて回動するモータである。弁駆動用モータ５は、下ケース部２Ａ内でその主軸５１を上ケース部２Ｂに突出させて配置されている。弁駆動用モータ５は、マイクロコンピュータ１０に接続されており、マイクロコンピュータ１０から入力されるパルス信号によって駆動（回動）制御が行われる。
【００２５】
回転力伝達機構６は、弁駆動用モータ５の主軸５１の先端に同軸に固着された小歯車６１と、小歯車６１に歯合して配設された大歯車６２と、大歯車６２の回動軸として上ケース部２Ｂに設けられた軸受２２に軸支された駆動軸７と、大歯車６２の回動位置を検出する第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂと、を備えている。
【００２６】
駆動軸７は、上ケース部２Ｂから弁体部１側に露出され、また、この駆動軸７は、連結ピン８によってボールバルブ４の従動軸４１に同軸に連結されている。すなわち、大歯車６２とボールバルブ４とは互いに同軸且つ同期して回動する。
【００２７】
小歯車６１は、図２に示すように、その全周に歯６１ａが成形された歯車である。大歯車６２は、その径が小歯車６１より大きい扇形状に成形されており、その円弧状の周縁の一部に歯６２ａが成形されている。また、大歯車６２には、略１８０度離間した２箇所の位置に段部６２１Ａ、６２１Ｂが成形され、この段部６２１Ａ、６２１Ｂの間で歯６２ａと反対側の周縁に、径を小さくした扇形の切り欠き部６２２が形成されている。この切り欠き部６２２の回動円周方向の端部は当接面６２２Ａ、６２２Ｂとなっている。
【００２８】
第１フォトインタラプタ９Ａは、特許請求の範囲に記載した閉位置センサに相当し、例えば、赤外ＬＥＤからなる発光部と、該発光部に対向して配設されたフォトセンサからなる受光部と、を備え、発光部からの光の有無を受光部で検出することによって物体の位置を判定する、既存の電子部品である。第１フォトインタラプタ９Ａは、大歯車６２の円弧状の周縁部を発光部及び受光部で挟み込むようにして配設されている。また、第１フォトインタラプタ９Ａは、ボールバルブ４が回動して全閉位置となったときに発光部からの光を受光部で検出するように、即ち、ボールバルブ４が全閉位置のときにオンし、それ以外のときにオフするように、大歯車６２の段部６２１Ａとの位置関係が定められている。
【００２９】
第２フォトインタラプタ９Ｂは、特許請求の範囲に記載した開位置センサに相当し、第１フォトインタラプタ９Ａと同一のものであり、また、第１フォトインタラプタ９Ａと同様に、大歯車６２の円弧状の周縁部を発光部及び受光部で挟み込むようにして配設されている。第２フォトインタラプタ９Ｂは、ボールバルブ４が回動して全開位置となったときに発光部からの光を受光部で検出するように、即ち、ボールバルブ４が全開位置のときにオンし、それ以外のときにオフするように、大歯車６２の段部６２１Ｂとの位置関係が定められている。
【００３０】
また、上ケース部２Ｂには、上ケース部２Ｂ内面から大歯車６２に向かうように突出して成形されたボス部２１が一体に設けられている。ボス部２１は、図３に示すように、ボールバルブ４が全閉状態を超えて正常回転範囲外まで回動したときに、大歯車６２の当接面６２２Ａと当接して大歯車６２の回動を止め、且つ、ボールバルブ４が全開状態を超えて正常回転範囲外まで回動したときに、大歯車６２の当接面６２２Ｂと当接して大歯車６２の回動を止めるものである。これによりボールバルブ４における異常な回動を防止することができ、異常な弁状態となることを回避することができる。
【００３１】
表示部は、ガス遮断弁ユニット１００の使用者に対してその動作状態等を通知するための部位であり、例えば、上ケース部２Ｂの表面に配設された２桁の７セグメントＬＥＤ等の数値を表示する電子部品を備えており、ガス遮断弁ユニット１００の各状態に対応した数値を表示するものである。本実施形態における一例を示すと、ガス遮断弁ユニット１００が全開状態で正常に動作しているときは「００」を常時点灯表示し、また、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作において異常が検出されたときは「３１」を点滅表示する。
【００３２】
マイクロコンピュータ（以下、ＭＰＵという）１０は、組み込み機器に適した周知の小型コンピュータであり、ＭＰＵ１０は、図４に示すように、予め定められたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１と、ＣＰＵ１１のためのプログラム及び制御データ等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１２と、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３と、弁駆動用モータ５、第１フォトインタラプタ９Ａ、及び、第２フォトインタラプタ９Ｂに接続され、それらとの間で制御情報を送受信するためのＩ／Ｏ部１４と、を備えている。また、Ｉ／Ｏ部１４は、図示しない表示部と接続されており、ガス遮断弁ユニット１００の動作状態等を示す数値を表示部にて表示させる。
【００３３】
図５に示すように、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたプログラムに基づいて、（１）ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させるように弁駆動用モータ５を正駆動する開駆動制御手段１１ａ、（２）開駆動制御手段１１ａによって弁駆動用モータ５が正駆動されたあとに、第２フォトインタラプタ９Ｂによってボールバルブ４が全開位置にないことが検出されたとき、ボールバルブ４の開動作に異常があると判定する異常判定手段１１ｂ、（３）異常判定手段１１ｂによってボールバルブ４の開動作に異常があると判定されたとき、第１フォトインタラプタ９Ａによってボールバルブ４が全閉位置にあることが検出されるまで、ボールバルブ４を全閉位置に向かって回動させるように弁駆動用モータ５を逆駆動する閉復帰駆動制御手段１１ｃ、及び、（４）異常判定手段１１ｂによってボールバルブ４の開動作に異常があると判定されたとき、故障に対応する数値を表示部にて表示させる故障通知手段１１ｄ、として機能するものである。また、正駆動及び逆駆動は相対的な回動方向を示すものであり、すなわち、全開動作において、開駆動制御手段１１ａによってボールバルブ４が回動される方向を「正駆動」とし、その逆方向への駆動を「逆駆動」としている。
【００３４】
また、ＲＯＭ１２には、制御データとして、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させるのに必要とされる上限角度（例えば、１０５度）に対応した、弁駆動用モータ５を駆動するための上限パルス数（例えば、４２００パルス）が格納されている。
【００３５】
次に、上述したＣＰＵ１１が実行する本発明に係る全開処理の一例を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
ガス遮断弁ユニット１００は、初期状態においてボールバルブ４が全閉位置に位置づけられており、そして、ガス遮断弁ユニット１００に電源が投入されると、所定の初期化処理がなされたのち、ボールバルブ４を全開位置に位置づけるため、ＣＰＵ１１の処理がステップＳ１１０に進む。
【００３７】
ステップＳ１１０では、弁体であるボールバルブ４を全開位置に向かって、予め定められた単位角度（例えば、１度）回動させるように、弁駆動用モータ５に対してこの単位角度に対応した個数のパルス（例えば、４０個）を送信する。そして、ステップＳ１２０に進む。
【００３８】
ステップＳ１２０では、ボールバルブ４が全開位置に到達したかを判定し、即ち、第２フォトインタラプタ９Ｂのオン／オフを判定して、オンのときはボールバルブ４が正常に全開位置に到達したものとして本フローチャートの処理を終了し（Ｓ１２０でＹ）、オフのときはボールバルブ４が全開位置に到達していない（即ち、途中位置にある）ものとしてステップＳ１３０に進む（Ｓ１２０でＮ）。
【００３９】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０においてボールバルブ４を回動させた角度を積算して、即ち、ステップＳ１１０において弁駆動用モータ５に送信したパルス個数を積算して、その積算したパルス個数とＲＯＭ１２に格納された上限パルス数とを比較する。そして、積算したパルス個数が上限パルス数を超えていたときは、ボールバルブ４が上限角度を超えて回動したにもかかわらずボールバルブ４が全開位置に到達しなかった、即ち、ボールバルブ４の回動動作に異常があるものとしてステップＳ１４０に進み（Ｓ１３０でＹ）、積算したパルス個数が上限パルス数以下のときは、ボールバルブ４を再度単位角度回動させるためステップＳ１１０に進む（Ｓ１３０でＮ）。
【００４０】
ステップＳ１４０では、ガス遮断弁ユニット１００が故障したものとして、Ｉ／Ｏ部１４によって、表示部に故障を示す数値「３１」を点滅表示させる。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００４１】
ステップＳ１５０では、ボールバルブ４を全閉位置に向かって、上述した単位角度回動させるように、弁駆動用モータ５に対してこの単位角度に対応した個数のパルス（例えば、４０個）を送信する。そして、ステップＳ１６０に進む。
【００４２】
ステップＳ１６０では、ボールバルブ４が全閉位置に到達したかを判定し、即ち、第１フォトインタラプタ９Ａのオン／オフを判定して、オンのときはボールバルブ４が正常に全閉位置に到達したものとして本フローチャートの処理を終了し（Ｓ１６０でＹ）、オフのときはボールバルブ４が全閉位置に到達していない（即ち、途中位置にある）ものとして、再度全閉位置に向かって単位角度回動させるためステップＳ１５０に進む（Ｓ１６０でＮ）。
【００４３】
なお、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が、特許請求の範囲に記載された開駆動制御手段に相当し、ステップＳ１３０が、同じく異常判定手段に相当し、ステップＳ１５０、Ｓ１６０が、同じく閉復帰駆動制御手段に相当し、ステップＳ１４０が、同じく故障通知手段に相当する。
【００４４】
次に、ガス遮断弁ユニット１００における、本発明に係る全開動作の一例を、図７〜図１０を参照して説明する。
【００４５】
図７（Ａ）は、ボールバルブ４が全閉位置にある状態を示す図であり、図７（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。図８（Ａ）は、ボールバルブ４が全閉位置と全開位置との途中位置で回動が止まってしまった状態を示す図であり、図８（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。図９（Ａ）は、ボールバルブ４が全開位置にある状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、そのときの第１フォトインタラプタ９Ａ、第２フォトインタラプタ９Ｂ、及び、大歯車６２の位置関係を示す図である。
【００４６】
図７に示すように、ボールバルブ４が全閉位置にあるとき、第２フォトインタラプタ９Ｂは、その発光部と受光部との間に大歯車６２の円弧状の周縁部が位置づけられており、即ち、発光部の光が遮られて第２フォトインタラプタ９Ｂはオフされている。このことは、ボールバルブ４が全開位置にないことを示している。また、第１フォトインタラプタ９Ａは、その発光部と受光部との間に段部６２１Ｂが第２フォトインタラプタ９Ｂ寄りにわずかにずれて位置づけられており、即ち、発光部の光が受光部に到達して第１フォトインタラプタ９Ａはオンされている。このことは、ボールバルブ４が全閉位置にあることを示している（即ち、全閉状態）。そして、この全閉状態において、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作が始まると、弁駆動用モータ５によって、大歯車６２が、段部６２１Ｂを第２フォトインタラプタ９Ｂに近づける方向（即ち、正方向）に回動され始める（Ｓ１１０）。また、大歯車６２とボールバルブ４とは駆動軸７及び従動軸４１とで連結されているのでそれぞれ同期して回動される。
【００４７】
大歯車６２が正方向に回動されると、大歯車６２の円弧状の周縁部に第１フォトインタラプタ９Ａの発光部の光が遮られて、第１フォトインタラプタ９Ａがオフされ、そして、回動が進み、ボールバルブ４と弁室３３との隙間にガスに含まれる成分が固形化した異物Ｉが入り込んでしまったとき、ボールバルブ４が引っ掛かり回動抵抗が増加して、図８に示すように、途中位置でボールバルブ４が止まってしまう。そして、この状態においても、弁駆動用モータ５は、第２フォトインタラプタ９Ｂがオンするまで（Ｓ１２０）、あるいは、ボールバルブ４の回動角度が上限角度１０５度に達するまで（Ｓ１３０）回動動作を継続する。このとき、大歯車６２及びボールバルブ４は実際には回動していない。
【００４８】
そして、回動角度が１０５度に達しても第２フォトインタラプタ９Ｂがオフのままであるとき、全開動作に異常があったものとして、即ち、ガス遮断弁ユニット１００が故障したものとして、表示部に故障を示す数値「３１」が点滅表示され（Ｓ１４０）、同時に、弁駆動用モータ５によって、大歯車６２が、段部６２１Ｂを第２フォトインタラプタから遠ざける方向（即ち、逆方向）にむかって、第１フォトインタラプタ９Ａがオンされるまで回動される（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。そして、最終的にボールバルブ４が全閉位置に戻される。
【００４９】
また、図７に示す全閉状態において、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる全開動作を開始したのちに、ボールバルブ４が全開位置に到達して全開状態となると、第２フォトインタラプタがオンになり、それを受けて弁駆動用モータ５の駆動が停止され、そして、表示部に全開状態で正常に動作している（即ち、正常に全開状態になった）ことを示す「００」が表示される。
【００５０】
以上より、本発明によれば、ボールバルブ４を全閉位置から全開位置まで回動させる開動作においてボールバルブ４が全開位置まで回動されなかったとき、ボールバルブ４を全閉位置に戻すように回動させるとともに故障状態を表示することができるので、ボールバルブ４を元の全閉位置に戻すことにより、ボールバルブ４が全閉位置と全開位置との間の途中位置で止まった状態でガスの供給が行われることを防止できるとともに、使用者に故障の発生を通知することができる。そのため、ボールバルブ４が不完全に開いた半開状態のまま使用されることを防止できるとともに、この半開状態の発生（即ち、故障）を使用者に通知することができ、半開状態によって引き起こされるおそれのある重大な事故を回避することができる。
【００５１】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態を示すガス遮断弁ユニットの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】大歯車の回転範囲を示す図である。
【図４】マイクロコンピュータの構成及び接続を示すブロック図である。
【図５】マイクロコンピュータの機能を示すブロック図である。
【図６】マイクロコンピュータのＣＰＵにおける本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】（A）は、ボールバルブが全閉位置にある状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図８】（A）は、ボールバルブが途中位置で止まった状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図９】（A）は、ボールバルブが全開位置にある状態を示す図であり、（B）は、その状態での第１フォトインタラプタ、第２フォトインタラプタ、及び、大歯車の位置関係を示す図である。
【図１０】従来のガス遮断弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 弁体部
２ 弁駆動部
４ ボールバルブ（弁体）
５ 弁駆動用モータ（モータ）
６ 回転力伝達機構
９Ａ 第１フォトインタラプタ９Ａ（開位置センサ）
９Ｂ 第２フォトインタラプタ９Ｂ（閉位置センサ）
１０ マイクロコンピュータ
１１ａ 開駆動制御手段（ＣＰＵ）
１１ｂ 異常判定手段（ＣＰＵ）
１１ｃ 閉復帰駆動制御手段（ＣＰＵ）
１１ｄ 故障通知手段（ＣＰＵ）
６２ 大歯車
１００ ガス遮断弁ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス配管に接続される流路と、前記流路に回動可能に組み込まれ且つ回動により前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を回動させるモータと、前記弁体を全閉位置から全開位置まで回動させるように前記モータを正駆動する開駆動制御手段と、前記開駆動制御手段によって前記モータが正駆動されたあとに前記弁体が前記全開位置にあるか否かを検出する開位置センサと、前記弁体が前記全閉位置にあるか否かを検出する閉位置センサと、を有するガス遮断弁ユニットにおいて、
前記開位置センサによって前記弁体が前記全開位置にないことが検出されたとき、前記弁体の開動作に異常があると判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、前記閉位置センサによって前記弁体が全閉位置にあることが検出されるまで、前記弁体を前記全閉位置に向かって回動させるように前記モータを逆駆動する閉復帰駆動制御手段と、
前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、故障が発生したことを通知する故障通知手段と、を有している
ことを特徴とするガス遮断弁ユニット。
【請求項１】
ガス配管に接続される流路と、前記流路に回動可能に組み込まれ且つ回動により前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を回動させるモータと、前記弁体を全閉位置から全開位置まで回動させるように前記モータを正駆動する開駆動制御手段と、前記開駆動制御手段によって前記モータが正駆動されたあとに前記弁体が前記全開位置にあるか否かを検出する開位置センサと、前記弁体が前記全閉位置にあるか否かを検出する閉位置センサと、を有するガス遮断弁ユニットにおいて、
前記開位置センサによって前記弁体が前記全開位置にないことが検出されたとき、前記弁体の開動作に異常があると判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、前記閉位置センサによって前記弁体が全閉位置にあることが検出されるまで、前記弁体を前記全閉位置に向かって回動させるように前記モータを逆駆動する閉復帰駆動制御手段と、
前記異常判定手段によって前記弁体の開動作に異常があると判定されたとき、故障が発生したことを通知する故障通知手段と、を有している
ことを特徴とするガス遮断弁ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２７５８４５（Ｐ２００９−２７５８４５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２８６０２（Ｐ２００８−１２８６０２）
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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