JP3097832B2 - 開閉弁の開閉検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば消火栓の開
閉弁や放水口の放水弁、送水管の送水弁等の弁体駆動用
シャフト（弁棒）の回転方向を検出する事に依り、弁の
作動状況の遠隔モニタやポンプ起動等の連動操作を行な
う際に用いる開閉弁の開閉検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の開閉弁の開閉検出装
置としては、弁箱側にマイクロスイッチを設けると共に
回転昇降する弁棒側に凸部又は凹部を設け、前記弁棒側
の凸部又は凹部によってマイクロスイッチを作動させる
ことにより、弁の開閉状態を検出するようにした構成の
ものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常この種
の開閉弁では、その弁体シートに厚肉のゴム材が使用さ
れているため、例えば弁棒の締め込み量の大小によっ
て、全閉時に於ける弁棒側に設けた凸部又は凹部の最終
停止位置が微妙に変化する。その結果、前記凸部又は凹
部とマイクロスイッチの作動部との接触が不完全とな
り、マイクロスイッチの作動が不安定になると云う問題
がある。また、開閉弁が大型になると、ハンドルの回転
操作時に弁棒の軸芯が振れる場合があり、弁棒側に設け
た凸部又は凹部とマイクロスイッチの作動部との接触が
不完全となって、マイクロスイッチの作動が不安定にな
ると云う問題がある。本発明は、叙上の問題点に鑑みこ
れを解消する為に創案されたものであり、誤動作がな
く、信頼性に長け、しかも既設の開閉弁へも容易に適用
できるようにした開閉弁の開閉検出装置を提供すること
を発明の目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、弁棒の回転昇降に依り開閉される開閉弁の弁箱に設
けられる固定板と；固定板に対峙して回転可能に設けら
れ、中央部を挿通する弁棒の回転により同方向に回転さ
れる回転板と；固定板と回転板の何れか一方に設けら
れ、夫々所定の角度を置いて配置された近接型発信器を
形成する少なくとも三つの移動体と；固定板と回転板の
何れか一方に設けられ、前記移動体の近接に依る作動順
序のパターンが開方向と閉方向とでは異なる様に所定の
角度を置いて配置された近接型発信器を形成する少なく
とも二つの発信体と；を発明の基本構成とするものであ
る。

【０００５】また、請求項２の発明は、近接型発信器を
形成する移動体を回転板に、発信体を固定板に夫々設け
るようにしたことを発明の基本構成とするものである。

【０００６】更に、請求項３に記載の発明は、移動体を
永久磁石に、発信体をホール素子にしたことを発明の基
本構成とするものである。

【０００７】請求項４に記載の発明は、永久磁石をホー
ル素子を作動すべくＳ極若しくはＮ極をホール素子へ対
向せしめた主永久磁石と、主永久磁石の隣に設けられて
ホール素子を非作動にすべくＮ極若しくはＳ極をホール
素子へ対向せしめた副永久磁石とで形成したことを発明
の基本構成とするものである。

【０００８】弁棒が回転されると、これによって回転板
が同方向に回転される。回転板が固定体に対して回転さ
れると、回転板に設けられた移動体と固定板に設けられ
たホール素子とが順次対向及び離隔を繰り返し、移動体
に依り発信体が作動される。この時、回転板の回転方向
に応じて開方向と閉方向とでは、発信体の作動順序のパ
ターンが異なったものとなり、近接型発信装置の発信体
の作動順序のパターンを検出する事に依り、開閉弁が開
弁方向に作動しているか、或いは閉弁方向に作動してい
るか等の開閉状況を検出する事ができる。

【０００９】また、近接型発信器を形成する移動体を永
久磁石としてこれを回転板に固定すると共に、近接型発
信器を形成する発信体をホール素子としてこれを固定板
に設けた場合には、開閉検出装置の一層の小形化が図れ
ると共に作動の安定性がより向上する。更に、移動体を
成す永久磁石をホール素子を作動せしめる主永久磁石と
これに隣接して設けたホール素子を非作動とする副永久
磁石とで形成することにより、ホール素子の作動感度と
作動の安定性がより一層向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１乃至図４は本発明形態の一例
を示すものであり、図１は開閉検出装置Ａを消火栓用開
閉弁Ｂへ適用した場合を示す要部を縦断した正面図、図
２は開閉検出装置Ａを形成する回転板の断面図である。

【００１１】図１を参照して、本発明に係る開閉検出装
置Ａは回転板１と、これに対向状に配設した固定板２
と、回転板１と固定板２等を囲繞する金属製のカバー体
３及び合成樹脂製の筒状スペーサ４と、回転板１等を支
持固定するベース本体５と、後述する近接型発信器６等
から形成されている。

【００１２】尚、図１に於いて、７は回転板に固定した
移動体（永久磁石）、８は固定板に固定した発信体（ホ
ール素子）、９は表示灯、１０はパッキン、１１はＯリ
ング、１２は樹脂コーティング剤、１３は消火栓弁Ｂの
弁箱、１４は消火栓弁Ｂの弁棒、１５はハンドルであ
る。また、前記近接型発信器６は回転板１に固定した移
動体７と、移動体７の近接により作動（発信又は接点
閉）する発信体８等から形成されており、更に、前記近
接型発信器６からの検出信号を処理する信号処理回路
は、主として固定板２の表・裏両面に所謂プリント基板
として形成されており、樹脂コーティング剤１２によっ
て強固に保護されている。

【００１３】前記回転板１は図２に示す如く合成樹脂
（ＡＢＳ）によりディスク状に形成されており、その外
周縁部には複数個の移動体取付孔１ａが所定の角度ピッ
チで形成されている。また、回転板１の中央部には弁棒
挿通孔１ｂが形成されており、その内周面にはＯリング
１１が嵌合されている。即ち、当該Ｏリング１１は弁棒
１４の回転力を回転板１へ伝達する機能を有するもので
あり、Ｏリング１１内へ挿通せしめた弁棒１４を正・逆
回転させることにより、回転板１も弁棒１４と同方向へ
滑りを生ずることなく同期的に回転される。

【００１４】尚、本実施形態ではＯリング１１を介して
弁棒１４の回転力を回転板１へ伝達するようにしている
が、Ｏリングに代えて固定板１を弁棒１１へ適宜の方法
により固定する構成としてもよい。また、本実施形態に
於いては、後述する図３に示す如く、回転板１の外周縁
部にγ＝約３０°とβ＝約１４５°の角度ピッチを持っ
て３個の移動体取付孔１ａが穿設されており、ここに移
動体７を構成する永久磁石が嵌着されている。

【００１５】前記固定板２は合成樹脂製（ＡＢＳ）の鍔
形を呈するプリント基板から形成されており、その外周
縁の上面側には、複数の発信体保持部２ａが所定の角度
ピッチで設けられている。また、固定板２の表・裏両面
には、近接型発信器６からの検出信号を処理する信号処
理回路（図示省略）が形成されており、樹脂コーティン
グ剤１２によって密閉保護されている。

【００１６】尚、本実施形態に於いては、後述する図３
に示す如く、固定板２の外周縁上面にはα＝約１３５°
の角度ピッチで２個の発信体保持部２ａが設けられてお
り、ここに発信体８を成すスイッチングホール素子が嵌
着されている。

【００１７】前記カバー体３は回転板１の上方への浮き
上りを防止するためのものであり、スペーサ４を介して
ベース本体５へ固定されている。また、スペーサ４は固
定板２の側面を保護する機能を果しており、ベース本体
５へ支持固定されている。更に、ベース本体５は回転板
１や固定板２を支持すると共に、当該検出器Ａを開閉弁
Ｂへ固定する機能を果たしており、図１に示す如く取付
ねじ１６を締込むことにより、開閉弁Ｂの弁箱１３へ固
定される。

【００１８】前記近接型発信器６は回転板１に設けた移
動体７と、固定板２に設けた発信体８とから形成されて
いる。また、本実施形態では移動体７として永久磁石
を、発信体８としてスイッチングホール素子を使用し、
回転板１に固定した永久磁石がホール素子へ近接すると
ホール素子が作動して信号が発信され、逆に、永久磁石
が離間するとホール素子が非作動状態となって発信が停
止されるようにしているが、移動体７及び発信体８の組
み合せは、公知の近接スイッチとその作動体の組合せで
あっても、或いはマイクロスイッチとその作動体、発光
ダイオードとフォトダイオード、永久磁石とＭＲ素子等
の組合せであっても良いことは勿論である。

【００１９】更に、本実施形態では、回転板１に移動体
７を、固定板２に発信体８を取付け固定しているが、移
動体７を固定板２に、発信体８を回転板１へ固定するよ
うにしてもよい。

【００２０】次に、本発明に係る開閉検出装置Ａの作動
について説明する。図３を参照して、図に於いて１は回
転板、２は固定板、７は回転板に固着した移動体（永久
磁石）、８は固定板に固着した発信体（ホール素子）で
ある。尚、現実には固定板２と回転板１はほぼ同外径寸
法に形成され、重ね合わせ状に配置されているが、図３
では説明を容易にするために回転板１の外径寸法を小さ
くして表現されている。

【００２１】今、弁棒１４が閉弁方向（時計方向・矢印
イ方向）に回転され、これによって回転板１が図３の位
置から同方向（矢印イ方向）へ回転されると、先ず磁石
７ａがホール素子８Ａと対向位置に来て、ホール素子８
Ａが作動し（具体的には接点がＯｎになって信号パルス
が発信される）、次に磁石７ｂがホール素子８Ａと対向
し、更に、磁石７ａがホール素子Ｂ、磁石７ｂがホール
素子Ｂ、磁石７ｃがホール素子Ａ、磁石７ｃがホール素
子Ｂの順に、対向することになる。

【００２２】ここで、ホール素子８Ａ及びホール素子８
Ｂの作動順序をＡ及びＢで表示し、これを順に配列する
と図４のようになり、回転板１が１回転（３６０°）す
る毎にＡＡＢＢなる信号配列が得られる。

【００２３】尚、ホール素子８Ａ・８Ｂが作動して信号
が発信されると、後述するようにホール素子８Ａの作動
信号Ａが０、ホール素子８Ｂの作動信号が１として信号
処理回路に読み取られ、「００１１」なる信号列が信号
処理回路に読み取られると、弁が閉弁方向に作動してい
る旨の表示又は信号が信号処理回路から外部へ発信され
る。

【００２４】図５は弁棒１４を開弁方向（反時計方向、
矢印ロ方向）へ回転し、これによって回転板１が図３の
位置から矢印ロ方向へ回転された場合のホール素子８Ａ
・８Ｂの作動順序を示すものであり、閉弁方向の場合と
同様にホール素子８Ａの作動信号Ａが０、ホール素子８
Ｂの作動信号Ｂが１として読み取られる。その結果、
「ＢＢＡＡ」即ち「１１００」なる信号列が信号処理回
路に読み取られると、弁は開弁方向に作動している旨の
表示又は信号が外部へ発信される。

【００２５】尚、図３の実施形態ではホール素子８Ａ・
８Ｂ間の角度αを１３５°、三個の永久磁石７ａ・７ｂ
・７ｃの各間の角度γ＝３０°、β＝１４５°としてい
るが、永久磁石相互間の影響が無いと仮定すると、β＝
１４５°・γ＝３０°の時にはα＝３１〜１４４°に、
またα＝１３５°・γ＝３０°の時にはβ＝１３６〜１
９４°、更にα＝１３５°・γ＝１４５°の時にはγ＝
１〜７９°に選定することができる。また、図３の実施
態様では、移動体７（永久磁石）を３個及び発信体８
（ホール素子）を２個として、回転体１を少なくとも１
回転させることにより、弁の作動方向（閉弁方向又は開
弁方向）を検出するようにしているが、通常の消火栓弁
等では弁棒１４の２〜３回転で弁が全開（又は全閉）に
なるため、前記「１１００」又は「００１１」なる信号
列の検出数によって、弁の全開又は全閉を検出すること
も可能である。

【００２６】更に、回転体１を半回転（１８０°）させ
ることによって弁の作動状況を検出する場合には、前記
移動体７と発信体８の組み合せを２組みとし、これを図
３のほぼ半分の角度ピッチで回転体１及び固定板１に固
定すればよい。

【００２７】前記図１乃至図３に示した実施態様に於い
ては、回転板１に移動体７である永久磁石を１個づつ固
定しているが、図６に示すように、ホール素子８を作動
させる主永久磁石７ａの磁極をＳとすると、ホール素子
８を非作動とする逆極性Ｎの副永久磁石７ｂを主永久磁
石７ａを隣りに設けるようにしてもよい。図６の如き移
動体７（永久磁石）の配置とすることにより、発信体８
（ホール素子）と対向する際の磁力線の変化率がより顕
著となり、ホール素子８の作動感度が上昇すると共に作
動の安定性が向上する。

【００２８】尚、図６は弁棒１４の半回転（１８０°）
でもって弁の作動方向を検出する場合の回転板１の移動
体７（永久磁石）の配列を示すものである。永久磁石の
Ｓ極（主磁極７ａ）が発信体８（ホール素子）を作動さ
せる磁極であり、合計６個のＳ極（主磁極７ａ）が設け
られている。

【００２９】図７は、開閉検出装置の信号処理回路のブ
ロック線図であり、図７に於いて、８Ａ・８Ｂは固定板
に設けた２個の移動体（ホール素子）、７ａ・７ｂ・７
ｃは発信体（永久磁石）であり、ホール素子８Ａ・８Ｂ
と永久磁石７ａ・７ｂ・７ｃとにより近接型発信近接型
発信器６が形成されている。また、図７に於いて、１７
はシフトレジスタ、１８はエンコーダー、１９はラッ
チ、２０はリセット回路、２１は出力増幅回路、２２は
接点出力、２３は表示出力である。

【００３０】前述の通り、移動体（永久磁石）７ａ・７
ｂ・７ｃの近接により発信体（ホール素子）８Ａ・８Ｂ
が作動すると、検出信号０又は１がシフトレジスタ１７
へ入力される。シフトレジスタ１７へ入力された検出信
号は、ここで順次信号列として一時的に保持される。シ
フトレジスタ１７に保持された信号は引き続きデコーダ
１８へ入力され、この入力が開弁方向の信号列（例え
ば、図３の実施態様の場合は「１１００」）となってい
る場合には、出力回路に開弁信号Ｏが出力され、また、
デコーダ１８への入力が閉弁方向の信号列（図３の場合
には「００１１」となっているときには、出力回路閉弁
信号Ｃが出力される。

【００３１】前記閉弁信号Ｃおよび開弁信号Ｏはラッチ
１９で一時的に保持されたあと、出力増幅回路２１を経
て、接点出力２２又はランプや発光ダイオード等の表示
出力２２として外部へ出力されて行く。また、シストレ
ジスタ１７やラッチ１９等の内容はリセット回路２０か
らのリセット信号により適宜に初期状態へ戻される。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述の通り、弁棒と共にこれと
同方向へ回転する回転板に移動体（又は発信体）を設け
ると共に、移動体と対向状に配設した固定板に発信体
（又は移動体）を設け、移動体と発信体とから成る近接
型発信器の作動パターンから弁の開弁又は閉弁作動の状
況を検出する構成としている。その結果、回転板の弁棒
挿通孔へ弁棒を挿通せしめることによって簡単に開閉弁
の弁箱へ取り付けすることができ、既設の開閉弁へも容
易に適用することができる。

【００３３】また、近接型発信器を構成する発信体の作
動パターンから開弁及び閉弁作動の状況を検出するよう
にしているため、信号処理回路も極めて簡単なものとな
り、検出装置の大幅な小型化と製造コストの引下げが可
能となる。

【００３４】また、永久磁石とホール素子から近接型発
信器を形成した場合には、検出部の小形化や作動の安定
性の向上が可能となり、実用的効用が大幅に向上する。
更に、永久磁石を主永久磁石と副永久磁石の組合せとし
た場合には、発信体の作動感度を大幅に向上させること
が可能となる。本発明は上述の通り、消火設備等の送水
用開閉弁の作動状況等を遠隔地から監視・管理するよう
な場合に、特に優れた実用的効用を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】開閉検出装置Ａを消火栓用開閉弁へ適用した場
合を示す一部を縦断した正面図である。

【図２】回転板の断面図である。

【図３】移動体と発信体の配列状態を示す説明図であ
る。

【図４】開弁操作時に於ける発信体の作動パターンの説
明図である。

【図５】開弁操作時に於ける発信体の作動パターンの説
明図である。

【図６】回転板の他の実施例を示す平面図である。

【図７】近接型発信器を形成する信号処理回路のブロッ
ク構成図である。

【符号の簡単な説明】

Ａ 開閉検出装置 ７ａ 主永久磁石 Ｂ 消火栓用開閉弁 ７ｂ 副永久磁石 １ 回転板 ８ 発信体 １ａ 移動体取付孔 ９ 表示灯 １ｂ 弁棒挿通孔 １０ パッキン ２ 固定板 １１ Ｏリング ２ａ 発信体保持部 １２ 樹脂コーテ
ィング剤 ３ カバー体 １３ 消火栓弁の
弁箱 ４ 筒状スペーサ １４ 消火栓弁の
弁棒 ５ ベース本体 １５ 消火栓弁の
操作ハンドル ６ 近接型発信器 １６ 取付ねじ ７ 移動体

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁棒の回転昇降に依り開閉される開閉弁
   の弁箱に設けられる固定板と；固定板に対峙して回転可
   能に設けられ、中央部を挿通する弁棒の回転により同方
   向に回転される回転板と；固定板と回転板の何れか一方
   に設けられ、夫々所定の角度を置いて配置された近接型
   発信器を形成する少なくとも三つの移動体と；固定板と
   回転板の何れか一方に設けられ、前記移動体の近接に依
   る作動順序のパターンが開方向と閉方向とでは異なる様
   に所定の角度を置いて配置された近接型発信器を形成す
   る少なくとも二つの発信体と、から構成した事を特徴と
   する開閉弁の開閉検出装置。
2. 【請求項２】 移動体を回転板に設けると共に、発信体
   を固定板に設けた請求項１記載の開閉弁の開閉検出装
   置。
3. 【請求項３】 移動体を永久磁石とすると共に発信体を
   ホール素子とした請求項１又は請求項２に記載の開閉弁
   の開閉検出装置。
4. 【請求項４】 永久磁石を、ホール素子を作動すべくＳ
   極若しくはＮ極を向けた主永久磁石と、主永久磁石の隣
   に設けられてホール素子を非作動にすべくＮ極若しくは
   Ｓ極を向けた副永久磁石とで構成した請求項３記載の開
   閉弁の開閉検出装置。