JP2000028007A - １つの操作軸による２軸回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作順序を考慮せず、単に、１つの操作軸の
回転方向を特定するだけで、自動的に適正な操作順序に
基づいて２軸を回転させることができる１つの操作軸に
よる２軸回転装置を提供する。 【解決手段】 １つの操作軸４０を弁開方向Ｒ１に回転
させると、まず、副軸側ラック３４の第１ラック歯３８
により副軸側セクタピニオン３２および軸１４が回転し
て副弁体３を弁開する。ついで主軸側ラック３３の第２
ラック歯３９により主軸側セクタピニオン３１および上
弁棒４が回転して主弁体２を弁開する。また、１つの操
作軸４０を弁閉方向Ｒ２に回転させると、まず、主軸側
ラック３３の第２ラック歯３９により主軸側セクタピニ
オン３１および上弁棒４が反転して主弁体２を弁閉す
る。ついで副軸側ラック３４の第１ラック歯３８により
副軸側セクタピニオン３２および軸１４が反転して副弁
体３を弁閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、副弁内蔵形バタフ
ライ弁の開閉装置などに好適な１つの操作軸による２軸
回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】副弁内蔵形バタフライ弁は、図８ないし
図１０に示すように、弁箱１と、この弁箱１に開閉自在
に収容された主弁体２と、主弁体２に開閉自在に収容さ
れた副弁体３を備えている。主弁体２には上弁棒４と下
弁棒５が固着されている。上弁棒４は軸線Ｃ方向の貫通
孔６を設けた筒状のもので、弁箱１の上側軸支部７によ
って軸線Ｃまわりの回転自在、かつ気密に支持されて上
側軸支部７の上方に突出している。下弁棒５は弁箱１の
下側軸支部８によって軸線Ｃまわりの回転自在、かつ気
密に支持されており、上弁棒４および下弁棒５の軸線Ｃ
まわりの正逆方向の回転によって、主弁体２が弁箱１の
通路を開閉する。

【０００３】副弁体３には上弁棒９と下弁棒１０が固着
され、上弁棒９は主弁体２に設けた副弁箱１１の上側軸
支部１２によって軸線Ｃまわりの回転自在、かつ気密に
支持されて上側軸支部１２の上方に突出している。下弁
棒１０は副弁箱１１の下側軸支部１３によって軸線Ｃま
わりの回転自在、かつ気密に支持されている。

【０００４】主弁体２の上弁棒４に設けた軸線Ｃ方向の
貫通孔６には、上端部を上弁棒４の上方に突出させた軸
１４が軸線Ｃまわりの回転自在に挿通され、この軸１４
の下端部と副弁体３の上弁棒９の上端部がカップリング
１５を介して同時回転可能に互いに連結されている。

【０００５】弁箱１における上側軸支部７にはスタンド
１６を介して２軸回転装置１７が載置される。２軸回転
装置１７は、２つの操作軸１８、１９により、主弁体２
の上弁棒４と副弁体３側の軸１４との２軸を回転させる
ためのもので、前記軸線Ｃと同心の軸線を有する第１ギ
ヤケース２０と、この第１ギヤケース２０の一側に取付
けられた第２ギヤケース２１とを有し、第１ギヤケース
２０の下端部がスタンド１６に固定され、第１ギヤケー
ス２０の上端開口部はカバー２２によって着脱可能に閉
塞されている。

【０００６】一方の操作軸１８は、主弁体２の上弁棒４
を軸線Ｃまわりの正逆方向に回転させるためのもので、
図１１および図１２に示すように、第２ギヤケース２１
の一端部に設けた軸支部２３によって軸線Ｃ１まわりの
回転自在、かつ気密に支持されて軸支部２３の上方に突
出しており、一方の操作軸１８の軸線Ｃ１まわりの回転
は、ベベルピニオン２４Ａ、ベベルギヤ２４Ｂ、ピニオ
ン２４Ｃ、スパーギヤ２４Ｄなどの歯車列２４を介して
水平方向のウオーム軸２５に伝達され、ウオーム軸２５
の回転は該ウオーム軸２５に設けたウオーム２６を介し
て、軸線Ｃと同心の軸線を有するウオームホイール２７
に伝達される。ウオームホイール２７は第１ギヤケース
２０とカバー２２によって軸線Ｃまわりに回転自在に支
持されたホイールボス２８に固着され、このホイールボ
ス２８の中心孔２８Ａに主弁体２における上弁棒４の上
端部を嵌合して、たとえばキー（図示省略）により同時
回転可能に結合している。

【０００７】他方の操作軸１９は、軸１４およびカップ
リング１５を介して副弁体３の上弁棒９を軸線Ｃまわり
の正逆方向に回転させるためのもので、図１２に示すよ
うに、カバー２２の中心孔２２Ａを着脱可能に閉塞して
いるステムカバー２９によって軸線Ｃまわりの回転自
在、かつ気密に支持されてステムカバー２９の上方に突
出しており、他方の操作軸１９に設けた軸線Ｃ方向の盲
貫孔３０に軸１４の上端部を嵌合して、たとえばテーパ
ピン（図示省略）により同時回転可能に結合されてい
る。

【０００８】前記構成において、主弁体２と副弁体３が
全閉されている副弁内蔵形バタフライ弁の弁閉状態から
主弁体２と副弁体３とを全開した、副弁内蔵形バタフラ
イ弁の弁開状態を得る手順について説明する。

【０００９】まず、他方の操作軸１９を弁開方向（たと
えば、投影平面上で反時計まわり）に回転させる。この
回転は軸１４とカップリング１５を介して副弁体３の上
弁棒９に伝達され、該上弁棒９、副弁体３および下弁棒
１０を同時に弁開方向に回転させて、副弁体３を全開す
ることができる。

【００１０】副弁体３の全開によって、弁箱１の上流側
と下流側の差圧が小さくなった時点で、一方の操作軸１
８を弁開方向（たとえば、投影平面上で反時計まわり）
に回転させる。この回転はベベルピニオン２４Ａ、ベベ
ルギヤ２４Ｂ、ピニオン２４Ｃ、スパーギヤ２４Ｄなど
の歯車列２４→ウオーム軸２５→ウオーム２６→ウオー
ムホイール２７→ホイールボス２８の経路で主弁体２の
上弁棒４に伝達され、該上弁棒４、主弁体２および下弁
棒５を同時に弁開方向に回転させて、主弁体２を全開す
ることができる。

【００１１】つぎに、主弁体２と副弁体３が全開されて
いる副弁内蔵形バタフライ弁の弁開状態から主弁体２と
副弁体３とを全閉した、副弁内蔵形バタフライ弁の弁閉
状態を得る手順について説明する。

【００１２】まず、一方の操作軸１８を弁閉方向（たと
えば、投影平面上で時計まわり）に回転させる。この回
転はベベルピニオン２４Ａ、ベベルギヤ２４Ｂ、ピニオ
ン２４Ｃ、スパーギヤ２４Ｄなどの歯車列２４→ウオー
ム軸２５→ウオーム２６→ウオームホイール２７→ホイ
ールボス２８の経路で主弁体２の上弁棒４に伝達され、
該上弁棒４、主弁体２および下弁棒５を同時に弁閉方向
に回転させて、主弁体２を全閉することができる。

【００１３】主弁体２の全閉によって、弁箱１の上流側
から下流側への流体の通過を大幅に制限したのち、他方
の操作軸１９を弁閉方向（たとえば、投影平面上で時計
まわり）に回転させる。この回転は軸１４とカップリン
グ１５を介して副弁体３の上弁棒９に伝達され、該上弁
棒９、副弁体３および下弁棒１０を同時に弁閉方向に回
転させて、副弁体３を全閉状態することができる。

【００１４】このように、副弁内蔵形バタフライ弁で
は、主弁体２と副弁体３の弁閉状態から弁開状態への操
作順序は、．他方の操作軸１９の回転操作による副弁
体３の弁開、．一方の操作軸１８の回転操作による主
弁体２の弁開によってなされ、主弁体２と副弁体３の弁
開状態から弁閉状態への操作順序は、．一方の操作軸
１８の回転操作による主弁体２の弁閉、．他方の操作
軸１９の回転操作による副弁体３の弁閉によってなされ
れる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このため、２つの操作
軸を有する従来の２軸回転装置では、主弁体と副弁体の
弁開と弁閉に際して、その都度、２つの操作軸を特定し
た順序で弁開または弁閉方向に回転操作しなければなら
ず、操作が煩わしい欠点を有しているとともに、操作順
序を誤ると弁開時および弁閉時の操作力が著しく増大し
て、スムーズな弁開と弁閉が妨げられる難点を有してい
る。

【００１６】そこで、本発明は、操作順序を考慮するこ
となく、単に、１つの操作軸の回転方向を特定するだけ
で、自動的に適正な操作順序に基づいて２軸を回転させ
るようにして、操作を容易にするとともに操作順序の誤
りを避けることができる１つの操作軸による２軸回転装
置を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る１つの操作軸による２軸回転装置は、
主軸と、この主軸の軸線に沿って該主軸に挿通された副
軸との２軸を、１つの操作軸の回転によって前記主軸の
軸線まわりに正逆方向のそれぞれに特定した順序で回転
させる２軸回転装置であって、前記主軸と同時回転可能
に設けられている主軸側ピニオンと、この主軸側ピニオ
ンに対向して前記副軸に同時回転可能に設けられている
副軸側ピニオンと、主軸側ピニオンに噛み合い可能な主
軸側ラックと、副軸側ピニオンに噛み合い可能で主軸側
ラックに固着された副軸側ラックと、主軸および副軸の
軸線に交差する軸線を有して回転自在に支持されている
とともに、前記主軸側ラックの進退移動方向に貫通して
設けた雌ねじ部に螺合する雄ねじを外周に設けた１つの
操作軸とを備え、この１つの操作軸の第１回転方向の回
転開始に伴って前記副軸側ピニオンを軸まわりに回転さ
せるとともに、第２回転方向の回転途中から回転終了時
にかけて副軸側ピニオンを軸まわりに反転させて元位置
に復帰させる第１ラック歯が前記副軸側ラックに設けら
れ、前記１つの操作軸の第１回転方向の回転途中から回
転終了時にかけて前記主軸側ピニオンを軸まわりに回転
させるとともに、第２回転方向の回転開始に伴って主軸
側ピニオンを軸まわりに反転させて元位置に復帰させる
第２ラック歯が前記主軸側ラックに設けられていること
を特徴としている。

【００１８】本発明によれば、１つの操作軸を第１回転
方向に回転させることで、まず、副軸側ラックに設けた
第１ラック歯が副軸側ピニオンと噛合して、該副軸側ピ
ニオンを軸まわりに回転させる。ついで主軸側ラックに
設けた第２ラック歯が主軸側ピニオンと噛合して、該主
軸側ピニオンを軸まわりに回転させることができる。

【００１９】一方、前記の状態において、１つの操作軸
を第２回転方向に回転させることで、まず、主軸側ラッ
クに設けた第２ラック歯が主軸側ピニオンと噛合して、
該主軸側ピニオンを軸まわりに反転して元位置に復帰さ
せる。ついで副軸側ラックに設けた第１ラック歯が副軸
側ピニオンと噛合して、該副軸側ピニオンを軸まわりに
反転して元位置に復帰させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて前記従来の技術と同様に副弁内蔵形バタフ
ライ弁の開閉装置に適用した形態で説明する。したがっ
て、弁箱１、主弁体２、副弁体３、上弁棒４，９、下弁
棒５，１０、軸１４などの構造は従来例と同一であるの
で、図示を省略し、かつ図８ないし図１２の従来例と同
一もしくは相当部分には同一符号を付す。

【００２１】図１は本発明の一実施の形態を示す主弁体
および副弁体の弁閉時の平面図、図２は副弁体のみが弁
開した状態の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図
４は主弁体および副弁体の弁開時の平面図である。これ
らの図において、２軸回転装置１７は、主軸側セクタピ
ニオン３１と、副軸側セクタピニオン３２と、主軸側セ
クタピニオンに噛み合い可能な主軸側ラック３３と、副
軸側セクタピニオン３２に噛み合い可能で主軸側ラック
３３の上部に載置して固着された副軸側ラック３４と、
上弁棒４および軸１４の軸線に交差する軸線を有してケ
ーシング４１に回転自在に支持されているとともに、外
周に雄ねじ４０Ａを設けた１つの操作軸４０とを備えて
いる。

【００２２】主軸側セクタピニオン３１には、主弁体２
における上弁棒４の上端部を嵌合してキー３５により同
時回転可能に互いに結合している。また、副軸側セクタ
ピニオン３２には、軸１４の上端部を嵌合してキー３６
により同時回転可能に結合している。

【００２３】主軸側ラック３３には、進退移動方向に貫
通して雌ねじ部３７，３７が設けられ、これら雌ねじ部
３７，３７に雄ねじ４０Ａを螺合することで、１つの操
作軸４０に主軸側ラック３３が組付けられている。

【００２４】副軸側ラック３４には第１ラック歯３８が
設けられている。この第１ラック歯３８は、１つの操作
軸４０を弁開方向Ｒ１に回転させた場合、この回転開始
に伴って副軸側セクタピニオン３２に噛合し、該副軸側
セクタピニオン３２を軸まわりに９０度だけ回転させる
とともに、弁開方向Ｒ１の回転終了後において、１つの
操作軸４０を弁閉方向Ｒ２に回転させた場合、弁閉方向
Ｒ２の回転途中から回転終了時にかけて副軸側セクタピ
ニオン３２を軸まわりに９０度反転させて元位置に復帰
させる。

【００２５】主軸側ラック３３には第２ラック歯３９が
設けられている。この第２ラック歯３９は、１つの操作
軸４０を弁開方向Ｒ１に回転させた場合、弁開方向Ｒ１
の回転途中から回転終了時にかけて主軸側セクタピニオ
ン３１に噛合し、該主軸側セクタピニオン３１を軸まわ
りに９０度だけ回転させるとともに、弁開方向Ｒ１の回
転終了後において、１つの操作軸４０を弁閉方向Ｒ２に
回転させた場合、弁閉方向Ｒ２の回転開始に伴って主軸
側セクタピニオン３１を軸まわりに９０度反転させて元
位置に復帰させる。

【００２６】前記構成において、主弁体２と副弁体３が
全閉している副弁内蔵形バタフライ弁の弁閉状態から主
弁体２と副弁体３とを全開する手順について説明する。

【００２７】図１および図５に示す主弁体２と副弁体３
が全閉している状態では、主軸側ラック３３の第２ラッ
ク歯３９と主軸側セクタピニオン３１は噛み合っていな
いので、主軸側ラック３３におけるラック歯非形成面３
３Ａと主軸側セクタピニオン３１の歯部非形成面３１Ａ
が当接してセルフロック機能を発揮し、流体の負荷によ
る主弁体２の揺動を防止している。なお、副軸側セクタ
ピニオン３２は副軸側ラック３４の第１ラック歯３８と
噛み合っているので、副弁体３は流体の負荷によって揺
動することはない。

【００２８】この状態で１つの操作軸４０を弁開方向Ｒ
１に回転させると、この回転は主軸側ラック３３の前進
移動（図１の矢印Ｘ１）に変換され、主軸側ラック３３
と副軸側ラック３４は前進を開始する。これにより、ま
ず、副軸側ラック３４に設けた第１ラック歯３８により
副軸側セクタピニオン３２および軸１４を図２のように
軸まわりに９０度回転させて、図６のように副弁体３を
弁開する。この場合、主軸側ラック３３におけるラック
歯非形成面３３Ａと主軸側セクタピニオン３１の歯部非
形成面３１Ａが当接してセルフロック機能を発揮し、流
体の負荷による主弁体２の揺動を防止するとともに、副
軸側ラック３４におけるラック歯非形成面３４Ａと副軸
側セクタピニオン３２の歯部非形成面３２Ａが当接して
セルフロック機能を発揮し、流体の負荷による副弁体３
の揺動を防止している。

【００２９】図２および図６に示す副弁体３のみが弁開
している状態において、１つの操作軸４０の弁開方向Ｒ
１の回転を継続すると、主軸側ラック３３に設けた第２
ラック歯３９が主軸側セクタピニオン３１と噛合して、
該主軸側セクタピニオン３１および上弁棒４を図４のよ
うに軸まわりに９０度回転させて、図７のように主弁体
２を弁開する。

【００３０】一方、図４および図７に示す主弁体２と副
弁体３が弁開している状態において、１つの操作軸４０
を第閉方向Ｒ２に回転させると、この回転は主軸側ラッ
ク３３の後退移動（図４の矢印Ｘ２）に変換され、主軸
側ラック３３と副軸側ラック３４は後退を開始する。こ
れにより、まず、主軸側ラック３３に設けた第２ラック
歯３９が主軸側セクタピニオン３１と噛合して、該主軸
側セクタピニオン３１および上弁棒４を軸まわりに９０
度反転させて、図２および図６のように主弁体２のみを
弁閉し、ついで副軸側ラック３４に設けた第１ラック歯
３８が副軸側セクタピニオン３２と噛合して、該副軸側
セクタピニオン３２および軸１４を軸まわりに９０度反
転させて、図１および図５に示す元位置に復帰させるこ
とができる。

【００３１】このように、主弁体２と副弁体３の開閉操
作順序を考慮することなく、１つの操作軸４０の回転方
向を特定するだけで、自動的に開閉操作順序に基づいて
主弁体２の上弁棒４と軸１４を介して副弁体３の上弁棒
９の２軸を回転させて、特定した順序で主弁体２と副弁
体３を開閉させることができるので、従来の２つの操作
軸を有する２軸回転装置のように、主弁体２と副弁体３
の弁開と弁閉に際して、その都度、２つの操作軸を特定
した順序で弁開または弁閉方向に回転させる煩雑な操作
が不要になって、容易に操作することができるととも
に、操作順序の誤りが生じることもない。

【００３２】なお、前記実施の形態では、本発明に係る
１つの操作軸による２軸回転装置を副弁内蔵形バタフラ
イ弁の開閉装置に適用しているが、本発明の適用範囲は
副弁内蔵形バタフライ弁の開閉装置のみに限定されるも
のではなく、軸まわりに回転する２つの部材を特定した
順序で正方向および逆方向に回転させる装置に適用する
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、主軸と
副軸との２軸の開閉操作順序を考慮することなく、１つ
の操作軸の回転方向を特定するだけで、自動的に適正な
開閉操作順序に基づいて２軸を回転させることができる
ので、従来の２つの操作軸を有する２軸回転装置のよう
に、２軸の回転に際して、その都度、２つの操作軸を特
定した順序で正方向または逆方向に回転させる煩雑な操
作が不要になって、容易に操作することができるととも
に、操作順序に誤りを生じないので、信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す主弁体および副弁
体の弁閉時の平面図である。

【図２】副弁体のみが弁開した状態の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】主弁体および副弁体の弁開時の平面図である。

【図５】主弁体および副弁体の弁閉状態を示す説明図で
ある。

【図６】副弁体のみの弁開状態を示す説明図である。

【図７】主弁体および副弁体の弁開状態を示す説明図で
ある。

【図８】副弁内蔵形バタフライ弁に適用した従来例の正
面図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】図８の側面図である。

【図１１】図９のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。

【図１２】図９のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。

【符号の説明】

４ 上弁棒（主軸） １４ 軸（副軸） １７ ２軸回転装置 ３１ 主軸側セクタピニオン（主軸側ピニオン） ３２ 副軸側セクタピニオン（副軸側ピニオン） ３３ 主軸側ラック ３４ 副軸側ラック ３７ 雌ねじ部 ３８ 第１ラック歯 ３９ 第２ラック歯 ４０ 操作軸 ４０Ａ 雄ねじ Ｒ１ 弁開方向（第１回転方向） Ｒ２ 弁閉方向（第２回転方向）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と、この主軸の軸線に沿って該主軸
   に挿通された副軸との２軸を、１つの操作軸の回転によ
   って前記主軸の軸線まわりに正逆方向のそれぞれに特定
   した順序で回転させる２軸回転装置であって、 前記主軸と同時回転可能に設けられている主軸側ピニオ
   ンと、 この主軸側ピニオンに対向して前記副軸に同時回転可能
   に設けられている副軸側ピニオンと、 主軸側ピニオンに噛み合い可能な主軸側ラックと、 副軸側ピニオンに噛み合い可能で主軸側ラックに固着さ
   れた副軸側ラックと、 主軸および副軸の軸線に交差する軸線を有して回転自在
   に支持されているとともに、前記主軸側ラックの進退移
   動方向に貫通して設けた雌ねじ部に螺合する雄ねじを外
   周に設けた１つの操作軸とを備え、 この１つの操作軸の第１回転方向の回転開始に伴って前
   記副軸側ピニオンを軸まわりに回転させるとともに、第
   ２回転方向の回転途中から回転終了時にかけて副軸側ピ
   ニオンを軸まわりに反転させて元位置に復帰させる第１
   ラック歯が前記副軸側ラックに設けられ、 前記１つの操作軸の第１回転方向の回転途中から回転終
   了時にかけて前記主軸側ピニオンを軸まわりに回転させ
   るとともに、第２回転方向の回転開始に伴って主軸側ピ
   ニオンを軸まわりに反転させて元位置に復帰させる第２
   ラック歯が前記主軸側ラックに設けられていることを特
   徴とする１つの操作軸による２軸回転装置。