JP2002333078A - ロック機構を有するバルブ操作機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間開度において確実にロックするととも
に、ロック状態の解除操作と開閉操作とを一つの操作ハ
ンドルで行うことができ、リセット操作を自動的に行う
ことができるロック機構を有するバルブ操作機を提供す
る。 【解決手段】 出力軸キャリア５８のロック孔４に係合
するロック位置とロック解除位置とにわたって出退する
ロックピン３と、ロックピン３を押圧する第１バネ５
と、ロックピン３の係合溝６に係合してロックピン３を
ロック解除位置に保持するホールドピン７と、ホールド
ピン７を押圧する第２バネ８と、ロックピン内に同心状
に配置したリリースピン９と、リリースピン９を押圧す
る第３バネ１０と、リリースピン９に設けられてホール
ドピン７をホールド解除位置に押圧するホールド解除ピ
ン１２と、下端にロックピン３の係合溝６に係合するカ
ム爪１４を設けたロック解除操作棒１３とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロック機構を有する
バルブ操作機に関し、バタフライ弁等の弁棒の軸心廻り
に回動する弁体を備えた回転弁の開閉操作を行なう技術
に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライ弁等の操作機として
は、例えば図８〜図１０に示すように、多段減速式用操
作機がある。この操作機４１はケース４２の上端にカバ
ー４３をボルト４４で固定装着しており、カバー４３は
開度指示器４５のスリーブ部４６を介して入力軸４７を
回転自在に保持し、カバー４３の上面には周方向に沿っ
て全閉位置から全開位置までを等分割した目盛板（図示
省略）を設けている。

【０００３】ケース４２は上部ケース４８と下部ケース
４９をボルト４４で締結しており、上部ケース４８の内
面にインターナルギア５０を形成している。インターナ
ルギア５０に噛合する第１プラネタリアギア５１は入力
軸４７に設けた第１サンギア５２に噛合し、入力軸４７
の下端を回転自在に保持する入力軸キャリア５３が第１
プラネタリアギア５１のギア軸５４を回転自在に保持し
ている。

【０００４】入力軸キャリア５３に設けた第２サンギア
５５は第２プラネタリアギア５６に噛合し、第２プラネ
タリアギア５６はインターナルギア５０に噛合してお
り、第２プラネタリアギア５６のギア軸５７を下部ケー
ス４９の内部に配置した出力軸キャリア５８が回転自在
に保持している。

【０００５】下部ケース４９は出力軸キャリア５８の小
径部５９を底部のボス部６０において回転自在に保持
し、出力軸キャリア５８の大径部６１をボス部６０の上
端に形成した着座部６２において回転自在に保持してい
る。

【０００６】入力軸４７に回転自在に嵌合する開度用キ
ャリア６３は第１プラネタリアギア５１のギア軸５４を
回転自在に保持し、開度用キャリア６３に設けた開度用
サンギア６４に中間大ギア６５が噛合し、中間大ギア６
５と一体に回転する中間小ギア６６が開度指示器４５の
スリーブ部４６に設けた開度用ギア６７に噛合し、中間
大ギア６５、中間小ギア６６のギア軸６８をカバー４３
が回転自在に保持している。

【０００７】図９に示すように、出力軸キャリア５８は
弁棒６９にキー７０で結合しており、出力軸キャリア５
８の外周面に形成した突起部７１を係止する一対のスト
ッパーボルト７２、７３を下部ケース４９に設けてい
る。下部ケース４９にはボールプランジャ７４を設けて
おり、図１０に示すように、ボールプランジャ７４は内
部のコイルスプリング７５で付勢するボール７６が突起
部７１に設けた凹部７７に係合する。

【０００８】以下、上記した構成における作用を説明す
る。入力軸４７の回転によって第１サンギア５２に噛合
する第１プラネタリアギア５１がギア軸５４の軸心回り
に自転しながらインターナルギア５０との噛合によって
入力軸５４の軸心回りに公転する。

【０００９】第１プラネタリアギア５１の公転によって
ギア軸５４と一体に入力軸キャリア５３が入力軸４７の
軸心と同軸心回りに回転し、入力軸キャリア５３の回転
により第２サンギア５５に噛合する第２プラネタリアギ
ア５６がギア軸５７の軸心回りに自転しながらインター
ナルギア５０との噛合によって入力軸５４の軸心回りに
公転し、第２プラネタリアギア５６の公転によってギア
軸５７と一体に出力軸キャリア５８が回転する。

【００１０】一方、第１プラネタリアギア５１の公転に
よってギア軸５４と一体に開度用キャリア６３が入力軸
４７の軸心と同軸心回りに回転し、開度用サンギア６４
の回転により中間大ギア６５および中間小ギア６６がギ
ア軸６８の軸心回りに回転し、中間小ギア６６の回転に
より開度用ギア６７と一体に開度指示器４５が回転し、
開度指示器４５が出力軸キャリア５８の回転角度と同じ
回転角度で回転して指針４５ａが弁棒の開度と同じ開度
を目盛板（図示省略）において操作者に指し示す。

【００１１】弁棒６９は１８０°の範囲で回転し、回転
角０°において突起部７１が一方のストッパーボルト７
２に当接し、回転角１８０°において突起部７１が他方
のストッパーボルト７３に当接し、回転角９０°におい
てボールプランジャ７４が突起部７１の凹部７７に係合
する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成におい
て、ボールプランジャ７４による突起部７１の係止力は
ボールプランジャ７４のコイルスプリング７５がボール
７６を凹部７７に押圧する力によっており、突起部７１
の回転によってボール７６と凹部７７の係合が解除され
るので、操作者が不注意によりボール７６が凹部７７か
ら離脱した位置を中間位置と誤認することがあり、ボー
ル７６が凹部７７から離脱した状態にあると弁体に作用
する流体の力で開度が変化する。

【００１３】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、中間開度において確実にロックするとともに、ロッ
ク状態の解除操作と開閉操作とを一つの操作ハンドルで
行うことができ、リセット操作を自動的に行うことがで
きるロック機構を有するバルブ操作機を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題解決するための手段】上記した課題を解決するた
めに、本発明のロック機構を有するバルブ操作機は、弁
棒に装着する出力軸キャリアと、出力軸キャリアを弁棒
の軸心廻りに回転自在に保持する本体ケースと、本体ケ
ースで回転自在に保持する入力軸と、入力軸と出力軸キ
ャリアの間に配置する複数歯車からなる減速手段と、ロ
ック機構とを備えた操作機であって、ロック機構は本体
ケースに装着するピンケースと、ピンケース内に配置
し、出力軸キャリアの外周面に形成したロック孔に係合
するロック位置とロック孔から離間するロック解除位置
とにわたって出力軸キャリアの径方向に出退するロック
ピンと、ロックピンをロック位置に向けて押圧する第１
バネと、ロックピンの外周面に形成した係合溝に係合し
てロックピンをロック解除位置に保持するホールド位置
と係合溝から離間するホールド解除位置とにわたってロ
ックピンの径方向に出退するホールドピンと、ホールド
ピンをホールド位置に向けて押圧する第２バネと、ロッ
クピン内に同心状に配置して出力軸キャリアのロック孔
に係合するリリース待機位置とロック孔から離間するリ
リース位置とにわたって軸心方向へ出退するリリースピ
ンと、リリースピンをリリース待機位置に向けて押圧す
る第３バネと、ロックピンに形成した長孔に挿通してリ
リースピンに設けられ、リリース位置でホールドピンを
ホールド解除位置に押圧するホールド解除ピンと、入力
軸と平行な軸心回りに回転自在に配置し、下端にロック
ピンの係合溝に係合するカム爪を設けたロック解除操作
棒とを備え、ロック孔に係合するリリースピンの先端に
ロック孔の開口縁に当接する先細り状の案内面を形成
し、ホールドピンの先端とホールド解除ピンの先端との
少なくとも一方に先細り状の案内面を形成したものであ
る。

【００１５】上記した構成により、操作者は操作ハンド
ルを入力軸の先端に接続し、操作ハンドルを回転操作す
ることにより入力軸を回転駆動し、入力軸の回転によっ
て減速手段を介して出力軸キャリアが回転する。

【００１６】ロック機構はロック待機状態において、第
１バネの押圧力を受けるロックピンの先端が出力軸キャ
リアの外周面に当接するとともに、第３バネの押圧力を
受けるリリースピンの先端が出力軸キャリアの外周面に
当接し、第２バネの押圧力を受けるホールドピンの先端
がロックピンの外周面に当接する。

【００１７】出力軸キャリアが回転して中間開度に達す
るとロック孔がロックピンおよびリリースピンに対向
し、ロックピンがロック位置に達するとともにリリース
ピンがリリース待機位置に達してロックピンおよびリリ
ースピンの先端がロック孔に係合して出力軸キャリアを
軸心回りにおいて係止する。

【００１８】このロックピンによる出力軸キャリアの係
止により出力軸キャリアが確実に回り止めされるので、
操作者が不注意によって中間開度の位置を誤って設定す
ることがなくなり、出力軸キャリアを中間開度に保持す
る状態において弁体に作用する流体の力が弁棒を介して
出力軸キャリアに作用しても中間開度を確実に維持でき
る。

【００１９】さらに開度を操作する場合には、操作ハン
ドルをロック解除操作棒に接続し、操作ハンドルでロッ
ク解除操作棒を回転操作する。ロック解除操作棒の回転
によって係合溝に係合するカム爪がロック解除操作棒の
軸心回りに回動し、このカム駆動によりロックピンを第
１バネの押圧力に抗してロック解除位置に押し戻す。ロ
ック解除位置においてロックピンの係合溝がホールドピ
ンに対向し、ホールドピンがホールド位置に達してロッ
クピンを係止し、ロック解除状態を自己保持する。

【００２０】次ぎに、操作ハンドルを再び入力軸に接続
し、操作ハンドルを回転操作することにより入力軸を回
転駆動し、入力軸の回転によって減速手段を介して出力
軸キャリアを回転させる。このとき、リリースピンは先
端の案内面でロック孔の開口縁に当接し、出力軸キャリ
アの回転に伴なってロック孔の開口縁がリリースピンの
案内面上を摺動するとともにリリースピンを第３バネの
押圧力に抗してリリース位置に押し戻す。このとき、リ
リースピンと一体に移動するホールド解除ピンの先端と
ホールドピンの先端とが少なく何れか一方に設けた案内
面で摺接し、ホールド解除ピンの移動に伴なってホール
ドピンを第２バネの押圧力に抗してホールド解除位置に
押し戻し、ロック解除状態の自己保持を解除する。ホー
ルドピンによるホールドを解除されたロックピンは第１
バネの押圧力を受けて再びロック待機状態に復帰する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。先に図８〜図１０において説明し
たものと同様の作用を行う部材については同一番号を付
して説明を省略する。

【００２２】図１において、操作機４１の下部ケース４
９にはロック機構１を設けている。ロック機構１は下部
ケース４９に装着したピンケース２の内部にロックピン
３を挿入配置しており、出力軸キャリア５８の外周面に
はロックピン３に係合するロック孔４を形成している。
このロック孔４は出力軸キャリア５８が中間開度（９０
°）に回転した状態でロックピン３に対向する位置に設
けている。

【００２３】ロックピン３はロック孔４に係合するロッ
ク位置とロック孔４から離間するロック解除位置とにわ
たって出力軸キャリア５８の径方向に出退可能に設けて
おり、ロックピン３の基端側にはロックピン３をロック
位置に向けて押圧する第１バネ５を配置している。

【００２４】ロックピン３の外周面には環状の係合溝６
を形成しており、係合溝６に係合・離脱するホールドピ
ン７をロックピン３の径方向に出退自在に設けている。
ホールドピン７は係合溝６に係合してロックピン３をロ
ック解除位置に保持するホールド位置と係合溝６から離
間してロックピン３に対するホールドを解除するホール
ド解除位置とにわたって出退し、ホールドピン７の基端
側にはホールドピン７をホールド位置に向けて押圧する
第２バネ８を配置している。

【００２５】ロックピン３の内部にはリリースピン９を
同心状に配置しており、リリースピン９は出力軸キャリ
ア５８のロック孔４に係合するリリース待機位置とロッ
ク孔４から離間するリリース位置とにわたって軸心方向
へ出退する。リリースピン９の先端にはロック孔４の開
口縁４ａに当接するテーパ状、半球面状などの先細り状
の案内面９ａを形成しており、リリースピン９の基端側
にはリリースピン９をリリース待機位置に向けて押圧す
る第３バネ１０を配置している。

【００２６】ロックピン３には径方向に貫通する長孔１
１をリリースピン９の軸心方向に沿って形成しており、
この長孔１１に挿通してリリースピン９にホールド解除
ピン１２を設けている。ホールド解除ピン１２はリリー
スピン９と一体に長孔１１で出退し、リリースピン９の
リリース位置においてホールドピン７をホールド解除位
置に押圧するものであり、ホールドピン７の先端とホー
ルド解除ピン１２の先端には共に半球面状の先細り状の
案内面７ａ、１２ａを形成している。案内面７ａ、１２
ａはホールドピン７とホールド解除ピン１２の何れか一
方に形成しても良い。

【００２７】図２および図３に示すように、ロック解除
操作棒１３はロックピン３の軸心に対して直角で、入力
軸４７と平行に配置しており、軸心回りに回転自在に設
けている。ロック解除操作棒１３は下端面の外周側にロ
ックピン３の係合溝６に係合するカム爪１４を設けてい
る。

【００２８】以下、上記した構成における作用を説明す
る。操作者は操作ハンドル（図示省略）を入力軸４７の
先端に接続し、操作ハンドルを回転操作することにより
入力軸４７を回転駆動し、入力軸４７の回転によって減
速手段を介して出力軸キャリア５８が回転する。

【００２９】図１に示すように、ロック機構はロック待
機状態において、第１バネ５の押圧力を受けるロックピ
ン３の先端が出力軸キャリア５８の外周面に当接すると
ともに、第３バネ１０の押圧力を受けるリリースピン９
の先端が出力軸キャリア５８の外周面に当接し、第２バ
ネ８の押圧力を受けるホールドピン７の先端がロックピ
ン３の外周面に当接する。

【００３０】図４に示すように、出力軸キャリア５８が
回転して中間開度（９０°）に達するとロック孔４がロ
ックピン３およびリリースピン９に対向し、ロックピン
３がロック位置に達するとともにリリースピン９がリリ
ース待機位置に達してロックピン３およびリリースピン
９の先端がロック孔４に係合して出力軸キャリア５８を
軸心回りにおいて係止する。

【００３１】このロックピン３による出力軸キャリア５
８の係止により出力軸キャリア５８が確実に回り止めさ
れるので、操作者は不注意によって中間開度（９０°）
の位置を誤って設定することがなくなり、出力軸キャリ
ア５８を中間開度（９０°）に保持する状態において弁
体に作用する流体の力が弁棒を介して出力軸キャリア５
８に作用しても中間開度（９０°）を確実に維持でき
る。

【００３２】さらに開度を操作する場合には、操作ハン
ドルをロック解除操作棒１３に接続し、操作ハンドルで
ロック解除操作棒１３を回転操作する。ロック解除操作
棒１３の回転によって係合溝６に係合するカム爪１４が
ロック解除操作棒１３の軸心回りに回動し、このカム駆
動によりロックピン３を第１バネ５の押圧力に抗してロ
ック解除位置に押し戻す。

【００３３】図５に示すように、ロック解除位置におい
てロックピン３の係合溝６がホールドピン７に対向し、
ホールドピン７が第２バネ８の押圧力を受けてホールド
位置に達してロックピン３を係止し、ロック解除状態を
自己保持する。よって、操作者は操作ハンドルによって
弁体の開閉駆動操作とロック解除操作を行うことができ
る。

【００３４】次ぎに、操作ハンドルを再び入力軸４７に
接続し、操作ハンドルを回転操作することにより入力軸
４７を回転駆動し、入力軸４７の回転によって減速手段
を介して出力軸キャリア５８を回転させる。

【００３５】このとき、図６に示すように、リリースピ
ン９は先端の案内面９ａでロック孔４の開口縁４ａに当
接し、出力軸キャリア５８の回転に伴なってロック孔４
の開口縁４ａがリリースピン９の案内面９ａを摺動する
とともにリリースピン９を第３バネ１０の押圧力に抗し
てリリース位置に押し戻す。

【００３６】図７に示すように、リリースピン９と一体
に移動するホールド解除ピン１２はの先端の案内面１２
ａでホールドピン７の先端の案内面７ａに摺接してホー
ルドピン７を第２バネ８の押圧力に抗してホールド解除
位置に押し戻してロック解除状態の自己保持を解除す
る。ホールドピン７によるホールドを解除されたロック
ピン３は第１バネ５の押圧力を受けて再びロック待機状
態に復帰する。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ロッ
クピンによる出力軸キャリアの係止により出力軸キャリ
アを確実に回り止めすることで、操作者が不注意によっ
て中間開度の位置を誤って設定することがなくなり、出
力軸キャリアを中間開度に保持する状態において弁体に
作用する流体の力が弁棒を介して出力軸キャリアに作用
しても中間開度を確実に維持でき、ロック解除操作棒に
よってロックを解除した状態をホールドピンで自己保持
することができ、続いて出力軸キャリアを回転させるこ
とでリリースピンによりロック解除状態の自己保持を自
動的に解除してロック待機状態に復帰することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるロック機構を示す
平面断面図である。

【図２】同ロック機構の横断面図である。

【図３】同ロック機構の要部を示す斜視図である。

【図４】同ロック機構の動作を示す平面断面図である。

【図５】同ロック機構の動作を示す平面断面図である。

【図６】同ロック機構の動作を示す平面断面図である。

【図７】同ロック機構の動作を示す平面断面図である。

【図８】従来の操作機を示す縦断面図である。

【図９】同操作機の要部の平面断面図である。

【図１０】同操作機の要部拡大図である。

【符号の説明】

１ ロック機構 ２ ピンケース ３ ロックピン ４ ロック孔 ４ａ 開口縁 ５ 第１バネ ６ 係合溝 ７ ホールドピン ７ａ 案内面 ８ 第２バネ ９ リリースピン ９ａ 案内面 １０ 第３バネ １１ 長孔 １２ ホールド解除ピン １２ａ 案内面 １３ ロック解除操作棒 １４ カム爪 ４１ 操作機 ４７ 入力軸 ４９ 下部ケース ５８ 出力軸キャリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 克彦 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 大西 仁 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 黒田 彰一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 浅井 正明 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3H063 AA02 BB13 BB32 BB33 DA02 DB06 DB43 EE12 3H064 AA02 BA06 CA04 CA09 DA02 3J036 AA06 BA02 BB06 GA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁棒に装着する出力軸キャリアと、出力
   軸キャリアを弁棒の軸心廻りに回転自在に保持する本体
   ケースと、本体ケースで回転自在に保持する入力軸と、
   入力軸と出力軸キャリアの間に配置する複数歯車からな
   る減速手段と、ロック機構とを備えた操作機であって、 ロック機構は本体ケースに装着するピンケースと、ピン
   ケース内に配置し、出力軸キャリアの外周面に形成した
   ロック孔に係合するロック位置とロック孔から離間する
   ロック解除位置とにわたって出力軸キャリアの径方向に
   出退するロックピンと、ロックピンをロック位置に向け
   て押圧する第１バネと、ロックピンの外周面に形成した
   係合溝に係合してロックピンをロック解除位置に保持す
   るホールド位置と係合溝から離間するホールド解除位置
   とにわたってロックピンの径方向に出退するホールドピ
   ンと、ホールドピンをホールド位置に向けて押圧する第
   ２バネと、ロックピン内に同心状に配置して出力軸キャ
   リアのロック孔に係合するリリース待機位置とロック孔
   から離間するリリース位置とにわたって軸心方向へ出退
   するリリースピンと、リリースピンをリリース待機位置
   に向けて押圧する第３バネと、ロックピンに形成した長
   孔に挿通してリリースピンに設けられ、リリース位置で
   ホールドピンをホールド解除位置に押圧するホールド解
   除ピンと、入力軸と平行な軸心回りに回転自在に配置
   し、下端にロックピンの係合溝に係合するカム爪を設け
   たロック解除操作棒とを備え、ロック孔に係合するリリ
   ースピンの先端にロック孔の開口縁に当接する先細り状
   の案内面を形成し、ホールドピンの先端とホールド解除
   ピンの先端との少なくとも一方に先細り状の案内面を形
   成したことを特徴とするロック機構を有するバルブ操作
   機。