JP3222061B2 - 中心形バタフライ弁の駆動装置 - 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、弁体を回動するこ
とにより弁の開閉を行なう型式のバタフライ弁、ボール
弁等の弁における弁体の駆動装置に関し、特に、弁本体
外方から弁の開閉方向を正確且つ容易に視認することが
できるようにした駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライ弁、ボール弁のように
弁体を回動して弁の開閉を行う型式の弁において、弁体
を軸支する弁棒を弁本体外へ延出して操作ハンドルに連
係し、該操作ハンドルを回動して弁体の開閉を行うよう
にしたものは公知である。このような弁体の駆動装置に
おいては、主に小口径（呼び径の小さいもの）用弁はレ
バー操作により、又中・大口径（呼び径の大きいもの）
用弁はウォームギヤー又遊星歯車式減速機を介して丸ハ
ンドル車で操作するものが多かった。

【０００３】上記レバー操作や丸ハンドル車操作におい
ては、何れも、全閉、全開或は中間開度に制御できるよ
うに、その弁開度位置に固着し表示でき、要求によりそ
の位置に施錠できる形式のものがあった。

【０００４】その一例として、ロックプレートをステム
（弁軸）のハンドル下方に嵌装し、ステム軸装部に設け
たストッパ部にロックプレートの共回り防止部を係止す
るだけで、ロック機構付きバルブが容易に構成できるば
かりでなく、ハンドルの回動により、該ハンドルの施錠
孔とロックプレートの各施錠孔を合致させて、錠手段に
よって施錠することにより、バルブを開放状態と閉止状
態に確実にロックすることができるようにしたものが考
案されている（実公平３− 34535号公報参照）。

【０００５】また、遊星歯車式駆動装置として、駆動軸
に固定された腕に遊星平歯車を取付け、該遊星平歯車に
噛合する、歯車箱の内壁に固定された内接歯車と、弁軸
を中心としてこれに固定された回動する内接歯車とを設
け、駆動軸の回動運動を遊星歯車の公転と自転により弁
軸に減速して伝達し、弁体を静かに開閉させるようにし
たものが考案されている（実公昭47− 10876号公報参
照）。

【０００６】また、弁開度表示装置の一例として、バタ
フライ弁等の弁体と共に回動する軸の端面に一対の指針
を１８０°隔てて設け、表示板には、これらの各指針に
て指示される一対の弁角度指示用の等間隔の度数目盛を
形成した開度指示装置が既に考案されている（実開昭52
−9136号公報参照）。

【０００７】更に弁体を軸支する弁棒に副弁棒を回転方
向を一体にし且つ軸方向の摺動を自由にして密封状態で
連結し、該副弁棒を、その軸方向の移動によりケーシン
グに対して係合又は係合解除させるように連結すると共
に、上記副弁棒の外端にハンドル軸を、弁体の方向と一
致するキー状の突片とキー溝状の凹部を介して装脱可能
に連結し、弁本体外方から弁の開閉状態を正確且つ容易
に視認できるようにした弁体の駆動装置が、本出願人に
よって既に考案されている（実公平６− 24623号公報参
照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いて、二位置において施錠できるようにした第１のもの
は、主に小口径用のもので、開放と閉止の二位置におい
て施錠できるが、多段階の任意の角度での弁開度で施錠
することができず、通常、ＯＮ−ＯＦＦ弁用としてのみ
使用されるものに限られるという問題点があった。

【０００９】また、遊星歯車を用いた第２のものは、主
に中・大口径用であるため弁体の回動トルクが大とな
り、そのためこの種の減速機構が必要となるが、駆動装
置自体が大形となり、構成が複雑となってコスト的に不
利であるばかりでなく、開度指示が一方向のみ視認でき
全方位からの確認ができないという問題点があった。

【００１０】また、複数の指示目盛を有する開度指示装
置を設けた第３のものは、通常のように等間隔の弁開度
或いは％表示されているが、表示された弁体開度が実際
に流れる流量を示すものでないことが多い。

【００１１】すなわち、一般に、弁（バルブ）の流量
は、図５の流量特性実測線図（グラフ）に示すように、
弁体の物理的位置とは必ずしも直線比例せず、弁特有の
特性曲線を持っている。つまり、弁体開度が５０％であ
っても、流量は５０％ではないことがある。ところが、
弁の操作者は、開度表示板をみて操作するので、５０％
開けば半分の量が流れていると錯覚し、誤解を生じ易
い。例えば、開度表示板が１０％を示した場合、操作者
は、１０％前後の流量が流れていると考えがちだが、図
５の線図から分かるように、この場合の流量は殆んど零
である。上記のように、弁の操作は、直感的に分かりに
くく、熟練していない操作者には分かりにくい要因をも
っているという問題点があった。

【００１２】また、副弁棒に棒状のハンドルを取外し可
能に取着した本出願人の考案にかかる第４のものは、主
に埋設用のものであり、開度指示も小形で視認が容易で
ないという問題点があった。

【００１３】本発明は、弁体の向き（方向）が遠方から
容易に視認できると共に、任意の弁開度に固定及び施錠
ができ、また、弁の流量を簡単に視覚的に理解し易い目
盛を有し且つ誤動作なく弁操作がし易い開度目盛板を備
えた中心形バタフライ弁の駆動装置を提供することを課
題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の採った手段は、中心形バタフライ弁の取付
フランジに駆動装置を固着し、左右対称のレバーハンド
ルの向きと弁体の向きとを同一に形成し、開度目盛板
に、当該弁に流れる流体の量を視覚的に表示する弁開度
に応じた流量係数を表わす目盛と、弁開度を表わす等間
隔目盛を併記した中心形バタフライ弁の駆動装置におい
て、上記レバーハンドルの上下動により内・外歯の係
合、解除を行なって任意の弁開度において固着及び施錠
できるように構成し、該レバーハンドルの上下動を制限
するロックボルトを、該レバーハンドルと一体になって
上下動する部材に、上下位置を調節可能にして取付けた
ことを特徴としている。

【００１５】また、上記開度目盛板に、レバーハンドル
の回動方向が正逆何れにも対応できる複数の目盛を形成
したことを特徴としている。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に記載した実施例を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施形態を示す中心形バタフライ弁の駆動装置で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【００１８】図において、１は、好ましくは呼び径４０
〜２００ｍｍの小中口径の中心形バタフライ弁の円筒形
状の本体（弁本体）であって、該本体１内に回動自在に
軸支された円板状弁体２により、本体１内に装着された
シートリング３と接離して弁の開閉を行なうようになっ
ている。なお、本発明のような中心形バタフライ弁で
は、弁の回動方向が時計方向でも逆方向でも可であるの
に対し、偏心形バタフライ弁では、回動方向が一定で逆
方向には回動しない。上記弁体２は、弁棒４にテーパボ
ルト５によって確実に一体化されており、該弁棒４は以
下に説明する駆動装置部によって駆動されるようになっ
ている。

【００１９】上記駆動装置部は、大別してケーシング６
とレバーハンドル７とに大別され、ケーシング６は、上
記本体１の取付フランジ１ａに六角ボルト８によって固
着されている。該ケーシング６の内部には、該ケーシン
グ６の内側に一体に形成された内歯（半径方向内方に向
って形成された歯）６ａと係合する外歯（半径方向外方
に向って形成された歯）９ａを形成した案内筒体９が、
ガイド１０を介し、ばね（スプリング）１１に抗して上
下に摺動可能に収納されている。

【００２０】上記案内筒体９の下端部９ｂの内径部に、
弁棒４の上端部が植込キー１２を介して上下動のみでき
るようにして挿嵌されており、該植込キー１２と嵌合す
る下端部９ｂ内径部のキー溝９ｃは、９０°変位して２
条設けられている。即ち、弁の開閉は通常、反時計方向
開が標準であるが、水道用弁等において反時計方向閉の
場合に対応するものである。一方、該案内筒体９の上端
部は、ケーシング６の上端開口部を貫通して延びてハン
ドル軸部１３を形成し、該ハンドル軸部１３に、レバー
ハンドル７が植込キー１４を介して挿嵌され、六角ボル
ト１５によって抜け止めして一体化されている。

【００２１】上記レバーハンドル７は、該レバーハンド
ル７と弁体２の向き（方向）を同一にしておくことによ
り、弁体の向きを遠方から視認が容易且つ正確にできる
ことを最大の目的としたものであり、該レバーハンドル
７に、先端に蛍光塗料を塗布するなど適宜着色を施こす
ことにより、より弁体２の開度が明確になる。また、該
レバーハンドル７は、本体１の巾方向の側端面１ｂと平
行しており、一般の丸ハンドル車と比較して弁体２の方
向が容易且つ正確に視認できると同時に、梱包出荷時に
おいて嵩張ることなく、コンパクト化を図ることができ
る。

【００２２】また、上記レバーハンドル７のボス部（中
心部）には、先端に指針１６ａを具えた開度指示板１６
が設けられており、弁の開閉に伴って、ケーシング６の
上面に形成された開度目盛板１７により、その位置を確
認できるようになっている。この場合、上記レバーハン
ドル７による開度指示板１６の回動角度は、ケーシング
６の上面に間隔を隔てて一体に設けられた二つのケーシ
ング停止部６ｂ（全閉位置）と６ｃ（全開位置）によっ
て規制されており、開度指示板１６の図で左端面と停止
部６ｃの端面との角度範囲Ｓが、弁体開度のストローク
を示している。

【００２３】上記の開度目盛板１７には、図４に示すよ
うに、図５の縦軸に表示される流量係数ＣＶ％を示す目
盛１７ａと、弁開度％を示す等間隔目盛１７ｂが併記さ
れている。即ち、図５の流量特性線図は、実際のバタフ
ライ弁の流量係数の実測値を線図（グラフ）で示したも
ので、横軸に弁開度を、１００％を全開、０％を全閉と
した等間隔目盛で示し、縦軸に流量係数（ＣＶ）即ち単
位差圧当りの流量を示す値をとり、全開の流量係数を１
００％として目盛ってある。この流量特性線図におい
て、弁開度ごとの流量係数が、該当開度の指針表示部に
刻まれており、例えば、図５から５０％開度の時の流量
係数は、１４％であるので、開度目盛板１７の目盛１７
ａにも、中央位置に１４％を示す目盛が刻まれており、
実際の弁開度％を示す等間隔目盛１７ｂも併記されてい
るので、より分かり易くそれだけ誤動作が少なくなる。

【００２４】更に、該開度目盛板１７には、レバーハン
ドル７の回動方向が正、逆何れの場合にも対応できるよ
うに併記されたそれぞれの目盛１７ａ，１７ｂが対称位
置に逆の目盛、即ち通常は反時計方向で弁開であるので
この場合版を使用し、又逆の回動にて弁閉の場合は
版の使用をする。版の使用時は、前記案内筒下端部９
ｂの内径部のキー溝９ｃが９０°変位して２条施こして
あり、又レバーハンドル７のボス部のキー溝も同様９０
°変位して２条施してあるために、指針１６ａはそれに
対応する弁開度を示し、同様に弁体２の向きとレバーハ
ンドル７の向きも同一になる。

【００２５】また、開度指示板１６の中央部に、図２，
３に示すようにロックボルト１８が上下位置を調節可能
に螺合して取付けられており、所定の弁開度において保
持固定（固着）する場合は、該ロックボルト１８の締付
けにより、レバーハンドル７の下降を不可としている。
また、このときの弁開度位置を確実に保持するために、
内歯６ａと外歯９ａでも十分機能しているが、一層確実
にするために錠１９を施錠することにより、ロックボル
ト１８の上昇を不可にしている。

【００２６】なお、図中、２０は、ケーシング６内に雨
水等の侵入防止のために弁棒４が貫通する個所に設けら
れたパッキンであり、９ｄは、案内筒下端部９ｂに設け
られた気抜孔で、該案内筒９の上下動に伴う内部圧力の
排出孔である。

【００２７】次に、作用について説明する。当該弁の全
閉時、弁体２は、図１に示すように、本体１内で全閉さ
れており、このときのレバーハンドル７は、弁棒４、案
内筒９を介して弁体２と同じ向きを指している。このと
き案内筒９は、ばね１１によって上昇位置にあり、該案
内筒９の外歯９ａとケーシング６の内歯６ａとが係合し
て、弁体２とレバーハンドル７は、共に静止したケーシ
ング６を介してその全閉位置に保持されている。

【００２８】次に、弁体２を開く場合、レバーハンドル
７をばね１１に抗して押し下げて、ケーシング６の内歯
６ａと案内筒９の外歯９ａの係合を解除した後、レバー
ハンドル７を回動して弁体２を所定の開度まで開けた
後、レバーハンドル７の押圧力を解除して再び上昇さ
せ、上記内歯６ａと外歯９ａを係合させて弁開度をその
位置に固定（セット）する。またこのときも、弁体の向
き（開度）とレバーハンドル７の向きは一致しているの
で、弁体開度を遠方から視認して確めることができる。

【００２９】この際、弁開度を確保しておきたいとき
は、ロックボルト１８を、図３に示すようにケーシング
６の上面まで下降させることにより、レバーハンドル７
は押圧しても下降できないようにして、弁開度がその位
置で保持された状態を確保することができる。またこの
位置を不変とするときには、上記ロックボルト１８を回
動させないように、その頭部に錠１９を施錠することが
できる。

【００３０】また、開度目盛板１７に表示された流量係
数ＣＶの目盛については、図５の流量特性は、上記した
ように、各開度において、差圧が一定とした場合の流量
をもって流量係数としている。しかし実際の差圧は、使
用されるポンプや配管システムによって弁開度ごとの差
圧が異なり、図５と必ずしも一致しないが、大まかな流
量割合を示すものとしては、流量係数で十分である。実
際の流量を示すためには、流量やその代替え特性を測定
するためのセンサが必要であり、大きなコストやエネル
ギーが必要であるが、おおよその流量割合を操作者に知
らせ、流れていないのに流れているかのような誤解を防
止する目的としては、本実施形態における弁開度表示装
置で十分であり、大きなコストやエネルギーは必要とし
ない。

【００３１】上記した実施形態では、開度目盛板に流量
係数（ＣＶ）を表示した装置について説明したが、弁が
使用される配管システムの条件が解っていれば、実流量
（または圧力、温度など）で表示してもよく、それが最
も望ましい実施形態である。

【００３２】また、弁の種類によっては、低流量で連続
運転すると、バルブ内部機器が破損する恐れのあるもの
があるが、それらの目盛板には、危険流量を色分けして
表示するなどの応用例が考えられる。

【００３３】また、開度目盛板１７は、別体として製作
し、ケーシング６の頭部に取着してもよい。また、ロッ
クボルト１８の取付け位置は、レバーハンドル７と一体
になって上下動する部材であればよく、開度指示板１６
に限らない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
心形バタフライ弁の取付フランジに駆動装置を固着し、
左右対称のレバーハンドルの向きと弁体の向きとを同一
に形成し、開度目盛板に、当該弁に流れる流体の量を視
覚的に表示する弁開度に応じた流量係数を表わす目盛
と、弁開度を表わす等間隔目盛を併記した中心形バタフ
ライ弁の駆動装置において、上記レバーハンドルの上下
動により内・外歯の係合、解除を行なって任意の弁開度
において固着及び施錠できるように構成し、該レバーハ
ンドルの上下動を制限するロックボルトを、該レバーハ
ンドルと一体になって上下動する部材に、上下位置を調
節可能にして取付けたことにより、次のような効果を奏
することができる。

【００３５】（ｉ）遠方からもレバーハンドルの向き
で、弁体の開・閉又は中間開度等の方向を視認すること
が容易である。

【００３６】（ii) 内・外歯の係合により、微震動等に
よる自然回動の恐れがないばかりでなく、従来方式より
確実に且つ９０°の回動角度に多数段階で切歯を施こす
ことができ、これにより微調整の弁開度を得ることがで
きる。

【００３７】(iii) 本体の巾とレバーハンドルの向きが
同じであるため、従来の丸ハンドル車と比較してスペー
スが小さくなり、又梱包時にも小形となって保管スペー
スの節減となり、コストダウンが可能である。

【００３８】また、開度目盛板に、弁開度の応じた流量
係数を表わす目盛と、弁開度を表わす等間隔目盛を併記
したことにより、弁開度に応じた実際の流量割合に近い
値が開度目盛板に視覚的に表示されているので、弁の操
作者が開度目盛板を見ながら操作することによって、直
感的に流量を理解でき、且つ分かり易いばかりでなく、
弁開度を表わす等間隔目盛が併記されているので、それ
だけ未熟な作業者の誤動作を防止し、且つバタフライ弁
の性能を発揮し製品寿命を延ばすことができる。

【００３９】また、レバーハンドルの上下動を制限する
ロックボルトを、該レバーハンドルと一体になって上下
動する開度指示板等の部材に、上下位置を調節可能にし
て取付けたことにより、任意の弁開度において、第１の
内・外歯による係合手段のみでなく、第２のロックボル
ト及び更に必要に応じて施錠手段により、完全に弁開度
を確保することができ、操作者の誤動作を確実に防止す
ることができる。

【００４０】また、開度目盛板に、レバーハンドルの回
動方向が正逆何れにも対応できる複数の目盛を形成した
ことにより、通常は一般配管用の反時計方向開のもの
を、水道配管用の反時計方向閉のものに現地において容
易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態（実施例）を示すもので、
（ａ）は平面図、（ｂ）は全閉時の断面図である。

【図２】図１（ａ）の平面図の要部拡大図である。

【図３】図１（ｂ）の断面図の要部拡大図である。

【図４】開度目盛板の平面図である。

【図５】バタフライ弁の一般的流量特性線図である。

【符号の説明】

１ 本体 １ａ 取付フランジ １ｂ 本体の側端面 ２ 弁体 ３ シートリング ４ 弁棒 ５ テーパボルト ６ ケーシング ６ａ 内歯 ６ｂ ケーシング停止部（閉） ６ｃ ケーシング停止部（開） ７ レバーハンドル ８，１５ 六角ボルト ９ 案内筒体 ９ａ 外歯 ９ｂ 下端部 ９ｃ キー溝 ９ｄ 気抜孔 １０ ガイド １１ ばね １２，１４ 植込キー １３ ハンドル軸部 １６ 開度指示板 １６ａ 指針 １７ 開度目盛板 １８ ロックボルト １９ 錠 ２０ パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 35/00 - 37/00 F16K 31/44 - 31/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心形バタフライ弁の取付フランジに駆
   動装置を固着し、左右対称のレバーハンドルの向きと弁
   体の向きとを同一に形成し、開度目盛板に、当該弁に流
   れる流体の量を視覚的に表示する弁開度に応じた流量係
   数を表わす目盛と、弁開度を表わす等間隔目盛を併記し
   た中心形バタフライ弁の駆動装置において、上記レバー
   ハンドルの上下動により内・外歯の係合、解除を行なっ
   て任意の弁開度において固着及び施錠できるように構成
   し、該レバーハンドルの上下動を制限するロックボルト
   を、該レバーハンドルと一体になって上下動する部材
   に、上下位置を調節可能にして取付けたことを特徴とす
   る中心形バタフライ弁の駆動装置。
2. 【請求項２】 開度目盛板に、レバーハンドルの回動方
   向が正逆何れにも対応できる複数の目盛を形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の中心形バタフライ弁の駆動
   装置。