JP2016070412A - バルブ、および操作ハンドル - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく、軸力を増加させることが可能なバルブおよび操作ハンドルを提供する。
【解決手段】バルブのレバーハンドル２０は、開閉機構に固定され、回転軸に対し直交する方向に延びる第１ハンドル部材２１と、第１ハンドル部材２１に対し回転軸に対し直交する方向に往復動可能に装着される第２ハンドル部材２２と、第２ハンドル部材２２を回転軸に向かって付勢する引張ばね２４とを備える。第２ハンドル部材２２が、第１ハンドル部材２１に対し往復動することにより、レバーハンドル２０は伸縮する。レバーハンドル２０は、第２ハンドル部材２２に対し外力が作用しない状態では、引張ばね２４により縮んだ状態となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、サニタリー等の流体管路に使用され、操作ハンドルを有するバルブおよび操作ハンドルに関する。

従来より、ハンドルを回転させることにより、ダイヤフラムである弁体を上下動させて、流体通路を開閉するダイヤフラム弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１２２４９１号公報

ところで、バルブが大型化した場合には、受圧面積の増加により、必要締切荷重が増加する。これにより、ハンドルの軸力を大きくする必要があるが、バルブが配置されるスペースの都合上、ハンドルの大型化等ができない場合がある。

そこで本発明は、大型化することなく、軸力を増加させることが可能なバルブおよび操作ハンドルを提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、流体通路が形成されたバルブボディと、回転軸を中心に回転する操作ハンドルと、前記操作ハンドルの回転力を受けて駆動する前記流体通路の開閉機構と、を備え、前記操作ハンドルは、 前記開閉機構に固定され、前記回転軸に対し交差する方向に延びる第１ハンドル部材と、前記第１ハンドル部材に対し、前記回転軸に対し交差する方向に往復動可能に装着される第２ハンドル部材と、前記第２ハンドル部材を前記回転軸に向かって付勢する付勢手段と、を備え、前記第２ハンドル部材が、前記第１ハンドル部材に対し往復動することにより、前記操作ハンドルが伸縮し、前記操作ハンドルは、前記第２ハンドル部材に対し外力が作用しない状態では、前記付勢手段により縮んだ状態となる。

また、前記第１ハンドル部材は、第１貫通孔を有する筒状をなし、一端部が前記開閉機構に固定され、前記第２ハンドル部材は、前記第１ハンドル部材の外径よりも大きい内径の第２貫通孔が形成された筒状をなし、前記第１ハンドル部材の一部を前記第２の貫通孔内に収容して、前記第１ハンドル部材に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されていても良い。

また、前記第１ハンドル部材の他端部には、外方に突出する外方突出部が設けられ、前記第２ハンドル部材の前記回転軸側の一端部には、内方へ突出する内方突出部が設けられ、前記操作ハンドルが伸びた状態では、前記外方突出部と前記内方突出部とが、前記中心軸に沿って互いに対向して当接するように構成されても良い。

また、本発明の一態様である操作ハンドルは、回転軸を中心に回転し、前記回転による回転力を受けて駆動する駆動部を有する装置に装着される操作ハンドルであって、前記駆動部に固定され、前記回転軸に対し交差する方向に延びる第１ハンドル部材と、前記第１ハンドル部材に対し、前記回転軸に対し交差する方向に往復動可能に装着される第２ハンドル部材と、 前記第２ハンドル部材を前記回転軸に向かって付勢する付勢手段と、を備え前記第２ハンドル部材が、前記第１ハンドル部材に対し往復動することにより、前記操作ハンドルが伸縮し、前記操作ハンドルは、前記第２ハンドル部材に対し外力が作用しない状態では、前記付勢手段により縮んだ状態となる。

本発明によれば、大型化することなく、軸力を増加させることが可能なバルブおよび操作ハンドルを提供することができる。

本発明の実施形態に係るバルブの外観斜視図を示す。 閉状態にあるバルブの一部切欠斜視図を示す。 （ａ）は、レバーハンドルが収納状態にあるときの断面図を示し、（ｂ）は、 レバーハンドルが展開状態にあるときの断面図を示す。 レバーハンドルを図２に示す状態から反時計回りに回転させた状態のバルブの外観斜視図を示す。

本発明の一実施形態によるバルブおよび操作ハンドルについて、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るバルブ１の外観斜視図を示し、図２は、本実施形態に係る閉状態にあるバルブ１の一部切欠斜視図を示している。

図１、２に示すように、バルブ１は、バルブボディ２と、クランプ３と、開閉機構４と、レバーハンドル２０とを備える。

図１、２に示すように、バルブボディ２は、流体の入口となる流体流入路部２Ａと、流体の出口となる流体流出路部２Ｂと、ダイヤフラムが装着されるダイヤフラム装着部２Ｃとを有する。ダイヤフラム装着部２Ｃは、流体流入路部２Ａと流体流出路部２Ｂとの間に位置し、その上側は開口している。

クランプ３は、一対の半環状部材３Ａにより構成され、環状をなすようにバルブボディ２の開口部にボルトおよびナットにより取り付けられ、開閉機構４をバルブボディ２に対して固定する。

開閉機構４は、ボンネットクランプ５と、ボンネットケース６と、回転支持部７と、回転部８と、上下移動部９と、ダイヤフラム１０とを備える。

ボンネットクランプ５は、環状をなし、クランプ３によりバルブボディ２の開口部に固定されている。

ボンネットケース６は、略筒状をなし、その下端部はボンネットクランプ５に固定されている。また、ボンネットケース６には、一対の凸部６Ａが径方向において互いに対向する位置に形成されている（図１、２においては一方のみを示す。）。各凸部６Ａは、上下方向に沿って延び、内側から見た状態では外方にへこむ凹部状の溝である。

図２に示すように、回転支持部７は、貫通孔を有する円筒状をなし、その下端部がボンネットケース６の上端部に溶接等により固定され、ボンネットケース６の上端から上方に突出している。

回転部８は、ステムヘッド１１と、ステム１２と、キャップ１３とを有する。

ステムヘッド１１は、貫通孔を有する円筒状をなし、円環板状のシート１１Ａを介して、回転支持部７の上側に設けられている。なお、ステムヘッド１１の貫通孔の、下側部分は断面円形であり、上側部分は断面四角形である。ステムヘッド１１は、シート１１Ａ上において中心軸（回転軸）を中心に回転可能である。

ステム１２は、円筒状の大径部１２Ａと、円柱状の中径部１２Ｂと、略円柱状の小径部１２Ｃとを有し、それらは一体に形成されている。中径部１２Ｂの外径は、大径部１２Ａの外径よりも小さく、小径部１２Ｂの外径は、中径部１２Ａの外径よりも小さく構成されている。また、小径部１２Ｂは、上側部分が断面円形であり、下側部分は断面四角形である。大径部１２Ａには、径方向の外方に突出する一対のピン１２Ｄが径方向において互いに対向する位置に設けられている。

大径部１２Ａは、ボンネットケース６内に収容され、回転支持部７の下側に位置する。中径部１２Ｂは、回転支持部７の貫通孔およびステムヘッド１１の貫通孔の断面円形状部分に挿通されている。小径部１２Ｂの断面四角形部分は、ステムヘッド１１の貫通孔の断面四角形部分にはめ込まれており、小径部１２Ｂの断面円形部分は、ステムヘッド１１の上側に突出している。これにより、ステムヘッド１１が回転軸を中心に回転すると、ステム１２も回転する。また、小径部１２Ｂの断面円形部分にＣリング１２Ｅが装着されており、ステム１２がステムヘッド１１から抜けるのを防止する。

キャップ１３は、有蓋筒状をなし、ステムヘッド１１、ステム１２、および回転支持部７を覆っている。

上下移動部９は、アダプタ１４と、ジョイント１５と、コンプレッサカバー１６と、コンプレッサ１７とを有する。

アダプタ１４は、略円筒形状をなし、ボンネットケース６内に収容されている。アダプタ１４は、その内側に大径部１２Ａを挿入し、大径部１２Ａに沿って上下方向に移動可能である。アダプタ１４には、その内周面および外周面に貫通する一対の長穴１４ａが径方向において互いに対向する位置に形成されている。各長穴１４ａは、アダプタ１４の周方向に対し所定の角度で傾斜して形成されている、各長穴１４ａには、大径部１２Ａに設けられたピン１２Ｄの先端部が挿入される。各長穴１４ａの傾斜角度および長さは、流体通路を開閉するために必要なダイヤフラム１０の上下方向の移動距離に応じて適宜設定される。

また、アダプタ１４には、一対のボール１４Ｂが径方向において互いに対向する位置に設けられ、各ボール１４Ｂのアダプタ１４から突出する部分は、ボンネットケース６の凸部６Ａ内に位置している。

アダプタ１４の下端には、ジョイント１５およびコンプレッサカバー１６を介して、コンプレッサ１７が装着される。

弁体であるダイヤフラム１０は、ピン１８によりコンプレッサ１７に対し結合されている。弁体１０の外周縁は、バルブボディ２のダイヤフラム装着部２Ｃの開口部およびボンネットクランプ５により狭圧され保持されている。

ダイヤフラム１０は、屈曲性、耐食性、および耐熱性に優れた弾性材料により構成される。弾性材料としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）等の合成樹脂、および、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ブタジエン・イソブチレン合成ゴム、ポリクロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴムが挙げられる。

次に、本実施形態に係る操作ハンドルであるレバーハンドル２０について説明する。

本実施形態に係るレバーハンドル２０は、伸縮式のレバーであり、最も縮んだ状態である図１に示す収納状態と、最も伸びた状態である図２に示す展開状態とに伸縮可能に構成される。

図３（ａ）は、レバーハンドル２０が収納状態にあるときの断面図を示し、（ｂ）は、 レバーハンドル２０が展開状態にあるときの断面図を示す。

操作レバー２０は、第１ハンドル部材２１と、第２ハンドル部材２２と、第３ハンドル部材２３と、付勢手段である引張ばね２４とを備える。

第１ハンドル部材２１は、第１貫通孔２１ａを有する円筒状をなしている。第１ハンドル部材２１は、その中心軸がステムヘッド１１の回転軸に対し直交する（交差する）ように、一端部がステムヘッド１１に対し圧入され固定されている。第１ハンドル部材２１の他端部には、外方へ突出する第１外方突出部２１Ｂが設けられている。

第２ハンドル部材２２は、第１ハンドル部材２１の外径よりも大きい内径の第２貫通孔２２ａを有する円筒状をなし、第２貫通孔２２ａに第１ハンドル部材２１の一部を収納して、第１ハンドル部材２１に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されている。第２ハンドル部材２２の一端部には、内方へ突出する第１内方突出部２２Ｂが設けられ、第２ハンドル部材２２の他端部には、外方へ突出する第２外方突出部２２Ｃが設けられている。第２貫通孔２２ａの内径は、第１突出部２１Ｂの外径と略等しく、第１内方吐出部２２Ｂの内径は、第１ハンドル部材２１の外径と略等しく構成されている。

第３ハンドル部材２３は、第２ハンドル部材２２の外径よりも大きい内径の第３貫通孔２３ａを有する円筒状をなし、第３貫通孔２３ａに第２ハンドル部材２２の一部を収納して、第２ハンドル部材２２に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されている。第３ハンドル部材２３の一端部には、内方へ突出する第２内方突出部２３Ｂが設けられている。第３貫通孔２３ａの内径は、第２突出部２２Ｃの外径と略等しく、第２内方吐出部２３Ｂの内径は、第２ハンドル部材２２の外径と略等しく構成されている。

なお、第１ハンドル部材２１、第２ハンドル部材２２、および第３ハンドル部材２３は、同軸となるように組み合わせられている。また、第１ハンドル部材２１、第２ハンドル部材２２、および第３ハンドル部材２３は、入れ子構造となっている。

引張ばね２４は、その各端部が、第１ハンドル部材２１の一端部に設けられたピン２５および第３ハンドル部材２３の他端部に設けられたピン２６に装着され、レバーハンドル２０を常に収納状態となるように付勢している。

そして、レバーハンドル２０は、収納状態では、引張ばね２４の付勢力により、第１ハンドル部材２１の大部分が第２ハンドル部材２２の内部に収納され、第２ハンドル部材２２の大部分が第３ハンドル部材２３の内部に収容された状態にあり、最も縮んだ状態である。一方、レバーハンドル２０は、展開状態では、引張ばね２４の付勢力に抗して、第１ハンドル部材２１の大部分が第２ハンドル部材２２から突出し、第２ハンドル部材２２の大部分が第３ハンドル部材２３から突出した状態にあり、最も伸びた状態となる。なお、第２ハンドル部材および２２第３ハンドル部材２３に外力が作用しない状態では、引張ばね２４の付勢力により、レバーハンドル２０は、最も縮んだ状態（収納状態）となる。

そして、展開状態では、第１外方突出部２１Ｂと第１内方突出部２２Ｂとが当接して、第２ハンドル部材２２が第１ハンドル部材２１から抜けるのを防止し、第２外方突出部２２Ｃと第２内方突出部２３Ｂとが当接して、第３ハンドル部材２３が第２ハンドル部材２２から抜けるのを防止する。

次に、バルブ１を閉状態から開状態にする時のレバーハンドル２０の操作および開閉機構４の動作について説明する。

まず、図１に示すような収納状態にあるレバーハンドル２０に対し、作業者が第３ハンドル部材２３を把持して、引張ばね２４の付勢力に抗して引っ張ることにより、レバーハンドル２０は収納状態から図２に示す展開状態となる。この状態において、レバーハンドル２０を、ステムヘッド１１の回転軸を中心にして、図２における反時計回りに回転させ、レバーハンドル２０が図４に示す状態となるまで回転させる。これにより、ステムヘッド１１も反時計回りに回転する。ステムヘッド１１の回転に伴い、ステム１２も同様に回転する。ステム１２が回転すると、各ピン１２Ｄも回転して各長穴１４ａ内を移動する。各長穴１４ａは傾斜しているので、アダプタ１４は上側に移動する。なお、アダプタ１４に設けられた各ボール１４Ｂがボンネットケース６の凸部６Ａ内に位置しているので、アダプタ１４は回転しない。

アダプタ１４の上側への移動に伴い、ジョイント１５、コンプレッサカバー１６、およびコンプレッサ１７を介して、ダイヤフラム１０はその中央部が上側へ引き上げられる。これにより、バルブ１は開状態となる。そして、作業者が第３ハンドル部材２３から手を放すと、引張ばね２４の付勢力により、レバーハンドル２０は展開状態から収納状態に戻る。

バルブ１を開状態から閉状態にする時には、作業者が第３ハンドル部材２３を引っ張って、レバーハンドル２０を収納状態から展開状態にして、レバーハンドル２０を時計回りに回転させることにより、ダイヤフラム１０が流体通路を塞いで閉状態となる。そして、作業者が第３ハンドル部材２３から手を放すと、引張ばね２４の付勢力により、レバーハンドル２０は展開状態から収納状態に戻る。

以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、レバーハンドル２０は、開閉機構４のステムヘッド１１に固定され、回転軸に対し直交する（交差する）方向に延びる第１ハンドル部材２１と、第１ハンドル部材２１に対しその中心軸に沿って往復動可能に装着される第２ハンドル部材２２と、第２ハンドル部材２２に対しその中心軸に沿って往復動可能に装着される第３ハンドル部材２３と、第２ハンドル部材２２および第３ハンドル部材２３を回転軸に向かって常に付勢する引張ばね２４とを備える。そして、第２ハンドル部材２２が第１ハンドル部材２１に対し往復動し、第３ハンドル部材２３が第２ハンドル部材２２に対し往復動することにより、レバーハンドル２０が伸縮し、レバーハンドル２０は、第２ハンドル部材２２および第３ハンドル部材２３に対し外力が作用しない状態では、引張ばね２４の付勢力により最も縮んだ状態となる。

よって、バルブ１の開閉を行うときには、作業者が第３ハンドル部材２３を把持して、引張ばね２４の付勢力に抗して引っ張ることにより、レバーハンドル２０を伸ばして展開状態にする。この状態で、レバーハンドル２０を回転させることにより、大きな操作荷重を要することなく、ステムヘッド１１において大きなトルクを発生させることができる。その結果、流体が高圧化して、または、ダイヤフラム１０が大型となり受圧面積が増加して、締切荷重が増えたとしても、上記の大きなトルクにより容易にバルブ１を閉状態にすることができる。このように、本実施形態のバルブ１によれば、レバーハンドル２０を大型化することなく、締切荷重（軸力）を増加させることができる。

また、レバーハンドル２０は、第２ハンドル部材２２および第３ハンドル部材２３に対し外力が作用しない状態では、引張ばね２４の付勢力により最も縮んだ状態となる。すなわち、作業者が第３ハンドル部材２３から手を放すと、引張ばね２４の付勢力により、レバーハンドル２０は展開状態から収納状態に自動的に戻るので、レバーハンドル２０を展開状態から収納状態に戻す作業が必要なく、バルブ１の操作性を向上させることができる。

また、第２ハンドル部材２２は、第２貫通孔２２ａが形成された円筒状をなし、第１ハンドル部材２１の一部を第２の貫通孔２１ａ内に収容して、第１ハンドル部材２１に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されている。第３ハンドル部材２３は、第３貫通孔２３ａを有する円筒状をなし、第３貫通孔２３ａに第２ハンドル部材２２の一部を収納して、第２ハンドル部材２２に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されている。

第１ハンドル部材２１、第２ハンドル部材２２、および第３ハンドル部材２３は、入れ子構造となっているので、レバーハンドル２０の伸縮率を向上させることができる。

また、展開状態では、第１外方突出部２１Ｂと第１内方突出部２２Ｂとが第１ハンドル部材２１の中心軸に沿って互いに対向して当接し、第２外方突出部２２Ｃと第２内方突出部２３Ｂとが第１ハンドル部材２１の中心軸に沿って互いに対向して当接する。かかる構成により、第２ハンドル部材２２が第１ハンドル部材２１から抜けるのを防止し、第２外方突出部２２Ｃと第２内方突出部２３Ｂとが当接して、第３ハンドル部材２３が第２ハンドル部材２２から抜けるのを防止することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、上記の実施形態において、バルブ１はダイヤフラムバルブであったが、他のバルブ、例えば、バラフライバルブ、ボールバルブ、グローブバルブ、ゲートバルブ等であっても良い。また、付勢手段として、引張ばね２４を用いたが、渦巻きばねであっても良い。

また、レバーハンドル２０は、３つのハンドル部材（第１〜第３ハンドル２１〜２３）により構成されていたが、ハンドル部材の数は３つに限定されず、２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。

また、第１ハンドル部材２１は、その全体がステムヘッド１１の回転軸に対し直交していたが、第１ハンドル部材２１のステムヘッド１１に挿入される一端部のみが回転軸に対して直交し、ステムヘッド１１から突出する部分は、一端部に対し傾いていても良い。

また、第３ハンドル部材２３の外径よび内径を、第１、第２ハンドル部材２１、２２よりも大きく構成して、第３ハンドル部材２３に第１、第２ハンドル部材２１、２２を収納した。しかし、第１ハンドル部材２１の外径よび内径を、第２、第３ハンドル部材２２、２３よりも大きく構成して、第１ハンドル部材２１に第２、第３ハンドル部材２２、２３を収納するようにしても良い。

また、上記の実施形態において、レバーハンドル２０は、バルブ１に装着されていたが、これに限られず、レバーハンドル２０の回転による回転力を受けて駆動し当該駆動を他の部材に伝達する駆動部を備える装置であれば、他の装置（例えばプレス装置等）であっても良い。また、第１〜第３ハンドル部材２１〜２３は、円筒状であったが、角筒状であっても良い。

１：バルブ、２：バルブボディ、４：開閉機構、２０：レバーハンドル、２１：第１ハンドル部材、２１ａ：第１貫通孔、２１Ｂ：第１外方突出部、２２：第２ハンドル部材、２２ａ：第２貫通孔、２２Ｂ：第１内方突出部

Claims (4)

1. 流体通路が形成されたバルブボディと、
   回転軸を中心に回転する操作ハンドルと、
   前記操作ハンドルの回転力を受けて駆動する前記流体通路の開閉機構と、を備え、
   前記操作ハンドルは、
   前記開閉機構に固定され、前記回転軸に対し交差する方向に延びる第１ハンドル部材と、
   前記第１ハンドル部材に対し、前記回転軸に対し交差する方向に往復動可能に装着される第２ハンドル部材と、
   前記第２ハンドル部材を前記回転軸に向かって付勢する付勢手段と、を備え
   前記第２ハンドル部材が、前記第１ハンドル部材に対し往復動することにより、前記操作ハンドルが伸縮し、
   前記操作ハンドルは、前記第２ハンドル部材に対し外力が作用しない状態では、前記付勢手段により縮んだ状態となるバルブ。
2. 前記第１ハンドル部材は、第１貫通孔を有する筒状をなし、一端部が前記開閉機構に固定され、
   前記第２ハンドル部材は、前記第１ハンドル部材の外径よりも大きい内径の第２貫通孔が形成された筒状をなし、前記第１ハンドル部材の一部を前記第２貫通孔内に収容して、前記第１ハンドル部材に対してその中心軸に沿って往復動可能に装着されている請求項１に記載のバルブ。
3. 前記第１ハンドル部材の他端部には、外方に突出する外方突出部が設けられ、
   前記第２ハンドル部材の前記回転軸側の一端部には、内方へ突出する内方突出部が設けられ、
   前記操作ハンドルが伸びた状態では、前記外方突出部と前記内方突出部とが、前記中心軸に沿って互いに対向して当接するように構成される請求項１または請求項２に記載のバルブ。
4. 回転軸を中心に回転し、前記回転による回転力を受けて駆動する駆動部を有する装置に装着される操作ハンドルであって、
   前記駆動部に固定され、前記回転軸に対し交差する方向に延びる第１ハンドル部材と、
   前記第１ハンドル部材に対し、前記回転軸に対し交差する方向に往復動可能に装着される第２ハンドル部材と、
   前記第２ハンドル部材を前記回転軸に向かって付勢する付勢手段と、を備え
   前記第２ハンドル部材が、前記第１ハンドル部材に対し往復動することにより、前記操作ハンドルが伸縮し、
   前記操作ハンドルは、前記第２ハンドル部材に対し外力が作用しない状態では、前記付勢手段により縮んだ状態となる操作ハンドル。

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