JP5968663B2 - 開度表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブに設けられる開度表示装置に関する。さらに詳しくは、バルブに取付自在に設けられる開度表示装置に関する。

特許文献１には、弁体の開閉ストロークに対し把手を複数回転させるバルブに用いる操作量表示装置が開示されている。その弁等の操作量表示装置は、操作軸（弁棒）が中央にくるようにされ、バルブ本体上部であり回転しないブラケット２の上端周囲に歯車４を固着し、把手（ハンドル）３のスポークを貫通する支軸１１の両端に歯車５、歯車６を備えて、把手３の上方にブラケット２と操作軸１との相対位置変化を伝える回転部：歯車６を設ける。この歯車６の回転を、標示板８に固着した歯車７に伝えて、把手３の操作者側、例えば上部に位置する標示板８を回転させる。さらに把手と回転を同一にする指示具９、９‘を設けて、把手３のブラケット２との相対回転差を歯車群で減速しながら標示板８に伝え、指示具９、９‘との相対位置変化により開度を読む。特許文献１では、この機構から標示板８は、把手３との回転速度差はあるが、回転することになる。

特許文献２は、マンホールに設置された仕切弁の開度を、マンホールの位置口付近で確認できるようにしたものである。その仕切弁の開度は、弁棒２の側部に長尺の歯車３を固着し、固定されて回転しない支持筒６の下端に軸支されている歯車８と、歯車３、支持筒６の同心円状に内包される回転円筒７の内周に刻まれる歯１０とをそれぞれ嵌合させ、弁棒２の回転を回転円筒７に減速して伝え、弁体の上方のマンホールの入口付近まで表示を延ばすようにされている。

特許文献３、４は、弁本体上部の側に弁開度表示部を設け、弁棒の回転を遊星歯車などを介して歯数の異なる２つの歯車に伝達させ、それら歯車の回転数の差を開度表示に利用するものである。

実公昭４４−２８３６５号公報 実公昭５９−８０５９号公報 特開平１０−３１８４２７号公報 実用新案登録第３０２５４１４号公報

特許文献１〜４のバルブの弁体の開度を表す装置では、以下のような問題点がある。
特許文献１では、ハンドルのスポークに孔開け、ブラケットに歯車嵌合などの加工が必要であり、弁棒が大きく上下に動くと歯車４と歯車１０及び歯車５との嵌合がはずれてしまう。
特許文献２では、弁棒の外周りに歯車列を配置するので、全閉時でも弁本体から弁棒が飛び出していればできるものの、通常の弁体では弁本体とハンドルとの間は全閉時には距離が無く、汎用品バルブへの取付は困難である。
又、細い弁棒への固定はピン固定や弁棒の面取り加工などが必要となり、バルブ弁棒の加工が必要で取付けが煩雑である。
特許文献３，４では、弁棒の外周りの弁本体上部を加工して歯車列を配置し、弁棒自体も開度計を弁本体とハンドルとの間に介在させるため、弁棒を包含する延長弁棒を取り付
けたりするので、バルブへの取付けが煩雑である。

そこで、本発明は既存のバルブに容易に取り付けることができ、さらに弁棒上昇式のバルブでも取り付け可能なバルブの開度表示装置を提供することを課題とする。

本発明の開度表示装置（請求項１）は、バルブ本体から弁棒が突出しており、その弁棒の先端にスポーク部を有するハンドル車を備え、弁体の開閉ストロークに対応する弁棒の回転数が１回転より大きいバルブに対し取り付け容易な開度表示装置であって、前記ハンドル車に前記弁棒と螺合するナットによって締結することができるスライド部材と、バルブ本体に対し相対移動しないように取り付けることができる変換表示機構と、前記スライド部材とトルク伝達可能に、かつ弁棒中心軸方向スライド自在に係合してスライド部材の回転を変換表示機構に伝えるガイド部材とを備え、前記スライド部材は、前記ハンドル車の操作者側に位置するスライド基部と、そのスライド基部から弁棒に平行に、前記スポーク部の隙間を通りバルブ本体側へ延びると共に、前記スポーク部に当接するスライド部とを有し、前記ガイド部材は、前記スライド部を係合し弁棒延長方向に摺接ガイドすることにより前記スライド部材を弁棒中心軸方向に移動自在にするガイド部と、前記バルブ本体に対し弁棒を回転中心として回転自在に設けられ、前記ガイド部のバルブ本体側に連結され、中心孔の内周に、スライド部材を介して伝達された前記弁棒の回転運動を前記変換表示機構に伝達する内歯を備えたガイド基部とを有し、前記変換表示機構は、前記ガイド部材の内歯の回転が伝達され、その伝達された回転運動を弁の開度量に変換して、前記ハンドル車の操作者側から見て前記ハンドル車の外側に表示する表示部を備えていることを特徴とする。

このような開度表示装置においては、前記バルブが、弁棒の昇降に伴い弁体が開閉するものであるのが好ましい（請求項２）。

また前記ガイド部材が、前記変換表示機構の最初に内歯車の回転運動を受け止めて伝達される受け部材に上下方向に嵌合自在に設けられており、前記ガイド部材を変換表示機構側に前記ハンドルのバルブ本体側の面から付与される力で押圧するための付勢部材を備えているものが好ましい（請求項３）。

本発明の開度表示装置（請求項１）では、弁棒先端側のハンドル車に締結して設けられたスライド部材が弁棒と共に回転する。そのスライド部材はハンドル車のスポーク部の隙間を通してハンドル車のバルブ本体側へ抜け、バルブ本体側の弁棒周囲に回転自在に位置するガイド部材に上下動自在にガイドされている。このため歯車同士のように正確に上下方向に位置合わせしなくても、スライド部材とガイド部材との間で、弁棒の昇降の大きな位置変化を吸収することができ、さらにスライド部材とガイド部材との撓みにより弁棒の昇降に直行する方向の微小な位置合わせも容易で、バルブ本体に取り付けられる変換表示機構へガイド部材によってハンドル車の回転を伝えることが確実にできる。また、スライド部材もガイド部材も弁棒もハンドル車も加工することなく、締結だけで設置可能で取付けが容易である。また弁棒とバルブ本体の高さ位置に応じて、スライド部材とガイド部材の長さだけで位置を調整できるので、汎用性が高いものである。

このような開度表示装置において、前記バルブが、弁棒の昇降に伴い弁が開閉するものである場合（請求項２）は、スライド部材が弁棒の昇降に追従してガイド部にガイドされて昇降するので、弁棒昇降式のバルブであっても、弁棒の回転運動を変換表示機構に伝達することができる。

また前記ガイド部材が、前記変換表示機構の最初に内歯の回転運動を受け止めて伝達される受け部材に上下方向に係合自在に設けられており、前記ガイド部材を変換表示機構側に押圧するための付勢部材を備えている場合（請求項３）は、バルブへの取付け時には、
付勢部材がガイド部材をハンドルのバルブ本体側の面から付与される力で変換表示機構に押圧することにより、それらの嵌合を保持している。そして、分解時には、スライド部材及びハンドル車を弁棒から取り外して付勢を解除すれば、容易にガイド部材と変換表示機構とに分割できる。このため、取付けや分解が容易である。

本発明の開度表示装置およびそれが取り付けられるバルブの一部断面分解図である。 本発明の開度表示装置が取り付けられるバルブの一部断面図である。 図３はスライド部材とガイド部材を組み付ける様子を示す斜視図である。 図４ａは図３のＡ−Ａ矢視、図４ｂは図３のＢ−Ｂ矢視である。 図５ａは変換表示機構の内部を示す上面図、図５ｂは図５ａのＩ−Ｉ線断面図である。 図６ａは変換表示機構の上面図、図６ｂは図５ａの正面図である。

図２を用いて本発明の開度表示装置１（図１参照）が用いられるバルブの概略を説明する。図２に示すバルブ１２は、内部に弁体１３が設けられたバルブ本体１４と、そのバルブ本体１４から突出し、前記弁体１３を操作するための弁棒１５とを備えている。図では玉型弁を示している。

後述する開度表示装置１は、前記弁棒１５のバルブ本体１４から突出する部分に取り付けられる。すなわち開度表示装置１は既存のバルブを変更することなく、外部に突出した弁棒１５から回転運動を取り出すものである。前記弁棒１５に与えられる回転運動は、弁棒１５の端部近傍に取り付けられたハンドル車１６を操作することにより与えられる。なお前記ハンドル車１６としては、通常は弁棒１５から外されており、回転操作時に弁棒１５にボルト締結して取り付けて用いるものでもよい。

前記バルブ１２は、弁体１３の全閉と全開の間のストロークに対応する弁棒１５の回転数が１回転より大きいものである。前記回転数が１回転以上になると、弁棒の角度変化だけでは弁体の開度が把握しにくいからである。
なお弁棒１５と弁体１３は、それらが直接連結されていなくても、それらの間に弁棒１５の回転数を減速させる機構があると、前記回転数は一回転以上になる。このため、ボール弁やバタフライ弁であっても、前記減速機構を備えたバルブなら、前記回転数が一回転以上になり、開度表示装置１により開度表示をさせることができる。

また図２に示すバルブ１２は、弁体１３の開閉に伴い弁棒１５が昇降する。例えば、仕切弁、玉型弁などでは、弁棒１５の回転運動は、バルブ本体１４に設けられたネジ機構１７により、弁棒１５の昇降運動および前記弁体１３の開閉運動に変換される。
このため使用されるバルブ１２としては、前述のバルブ本体１４から弁棒１５が突出しており、弁体１３の開閉ストロークに対応する弁棒１５の回転数が１回転より大きいバルブなら、仕切弁、玉型弁は当然のこと、間に減速機構があればボール弁、コック弁あるいはバタフライ弁など従来公知のバルブに用いることができる。

前記バルブ本体１４の弁棒１５を突出させている突出部１４ａには、バルブ本体１４内の弁体１３が開放されている際に掛かる水圧によりネジ機構１７の隙間を通じて弁棒１５の表面を伝ってバルブ本体１４内を流通する流体が漏れてくることを防止するためのパッキンを突出部１４ａ内に封入するための押さえナット１４ｂが螺合している。
また前記弁棒１５は、その先端にオネジ１５ａが設けられており、そのオネジ部１５ａの下方の部位は断面矩形状にされている（符号１５ｂ参照）。
前記ハンドル車１６は中央部に矩形状の開口１６ａが形成されており、前記矩形状の部位１５ｂが嵌合する。そのハンドル車１６は開口１６ａが形成された中央部１６ｂを中心として、放射状に延びる複数本のスポーク部１６ｃと、そのスポーク部に支持されるリング状の把持部１６ｄとを有している。
そして、前記弁棒１５のオネジ部１５ａを、ハンドル車１６の開口１６ａから突出させ、ハンドル車１６の上面からワッシャを介してナット１５ｃで締結し、ハンドル車１６が固定されている。

図１に示すように、前記開度表示装置１は、前記バルブ本体１４の突出部１４ａから前記弁棒１５側に設けられると共に、その弁棒１５に平行に、前記ハンドル車１６の操作者側から前記ハンドル車１６のスポーク部１６ｃ同士の間を通って前記バルブ本体１４側に延びるスライド部２ａを有するスライド部材２と、そのスライド部２ａを係合し弁棒延長方向に摺接ガイドすることにより前記スライド部材２を弁棒中心軸方向に移動自在にするためのガイド部３ａと、そのガイド部３ａに前記スライド部２ａを介して前記弁棒１５の回転運動が伝達され、前記ハンドル車１６のバルブ本体側に位置する前記弁棒の周囲に回転する内歯３ｃを位置させて設けられるガイド基部３ｂとを有し、そのガイド部３ａに前記スライド部２ａを介して前記弁棒１５及び前記ハンドル車１６の回転運動が伝達されて設けられるガイド部材３と、そのガイド部材３の内歯３ｃの回転が伝達され、その伝達された回転運動を弁体１３の開度量に変換して、前記ハンドル車１６の操作者側から見て前記ハンドル車１６の外側に表示する表示部を有する変換表示機構４とを備えている。

前記スライド部材２は前記弁棒１５先端の前記ハンドル車１６の操作者側に設けられる。
すなわちバルブ本体１４に対して回転する側の部材であり、弁棒１５あるいはハンドル車１６に固定される。そのスライド部材２は、ハンドル車１６の上面に配置されるスライド基部２ｂと、そのスライド基部２ｂａの下面から延びる２本のスライド部２ａ、２ａとを有している。
スライド部材２の設置は、弁棒１５へのハンドル車１６の固定用ナット１５ｃを一旦外し、ワッシャの代わりにハンドル車１６とナット１５ｃとの間に挟持してナット１５ｃを締結して設置する。前記スライド部材２のスライド部２ａは、ハンドル車１６のスポーク部１６ｃ同士の間を串刺し状にハンドル車１６の裏側へ通り抜け、スライド部２ａの先端はハンドル車１６の裏側に大きく張り出す形となる。スライド基部２ｂは、ナット１５ｃの締結の摩擦でハンドル車１６とほぼ固定されているが、さらにスライド部２ａの側面がハンドル車１６のスポーク部１６ｃの側面に当接すれば、それ以上ハンドル車の回転方向と反対方向にずれなくなる。

図３に示すように前記スライド基部２ｂの中心には中心孔２ｃが形成されており、前記弁棒１５の上端部が貫通する。そして、前記ナット１５ｃによりハンドル車１６の上面に固定される。前記スライド基部２ｂは円形であり、ハンドル車１６の上面のリング状の把持部１６ｄの内部に設けられる。このため、そのスライド基部２ｂの上面を、開閉方向の表示部や、設定された開度の記録する部位として利用することができる。

前記スライド部２ａは、スポーク部１６ｃ、１６ｃの間を抜けて弁棒１５に平行にバルブ本体１４側へ延びている。そのスライド部２ａの弁棒１５の延びる方向に垂直な断面は、略Ｔ字状であり（図４ａ参照）、そのＴ字状の基部は外向きに延びている。そしてその基部が前記ガイド部３ａ内に摺動自在にガイドされる。
なおガイド部３ａを円筒状とし、スライド部２ａを円柱状にし、前記円筒状の内部でスライドさせてもよいし、前記ガイド部３ａはスライド部２ａの上下動をガイドしつつ、スライド部２ａからの回転運動を伝達できる構造なら他の形状でもよい。

前記ガイド部材３は、弁棒１５を回転中心としてバルブ本体１４に対して回転自在に設けられるガイド基部３ｂと、そのガイド基部３ｂから前記弁棒１３に平行に上方に延びる２本のガイド部３ａ、３ａとを有している。また前記ガイド基部３ｂには前記変換表示機構４へ回転運動を伝達するための内歯である回転伝達部３ｃ（図４ｂ参照）が形成されている。

前記ガイド基部３ｂは板状の部材であり、前記変換表示機構４の上面に回転伝達部３ｃを介して回転自在に設けられている。前記ガイド基部３ｂは特にバルブ本体１４からもハンドル車１６からも支持されていないが、ハンドル車１６に固定されるスライド部材２のスライド部２ａにガイド部３ａが係合されて弁棒１５の中心軸に直行する方向には移動を制限され、弁棒１５の中心軸に平行する方向には移動可能ではあるもののバルブ本体１４とハンドル車１６とに挟まれてスライド部２ａとガイド部３ａとの係合がはずれないようにされている。

前記ガイド部３ａ、３ａは、ガイド基部３ｂの上面に前記回転中心に対して等角度に設けられている。そのガイド部３ａは一本でもよいが、複数本が好ましい。複数本の場合は、前述したように等角度で設けるのがよい。また前記ガイド部３ａの弁棒１５の延びる方向に垂直な断面は、略コ字状であり（図４ｂ参照）、その内部にスライド部材２のスライド部２ａが上下動自在にガイドされている。そのガイド部３ａは、略コ字状の向い合う両壁により、前記弁棒１５を回転中心とする回転運動を受けている。

図３および図４ｂに示すように前記回転伝達部３ｃは、ガイド基部３ｂの中心に形成された孔の内周に形成された内歯である。一方、変換表示機構４（図１参照）には、前記内歯に嵌合する溝８ａ（図５参照）が形成されている。前記回転伝達部３ｃの孔内に前記弁棒１５が通される。なお前記内歯および溝の代わりに、ネジやピンなどの他の機構を用いてもよい。

前記バルブ本体１４側とは、弁棒１５に対して静止している側の部材のことである。対象となるバルブ本体１４の突出部１４ａには押さえナット１４ｂが嵌合され、固定されている。ナット１４ｂはその回動のために６面やその他の多面の側面を有する。回動する弁棒１５やハンドル車１６の回転を受け止めるため、バルブ本体１４と相対移動しないナット１４ｂの多面側面を利用して、前記変換表示機構４は、バルブ本体１４の突出部１４ａに直接設けることが有利である。このようにするため、バルブ本体１４に何ら改造を加えなくて良い。また前記変換表示機構４は、回転運動の入力により、その入力された回転量を前記弁体１３の開度に変換し、その開度を表示するものである。その変換する機構は、入力された回転運動をギヤで減速し、弁体１３の開度に変換して表示するもの（詳細は後述する）である。
なお図示していないが、入力された回転運動を光電式、電磁式などの回転量の検出装置により電気的な量として検出し、その電気的な量に基づいて弁体１３の開度を求め、表示するものでもよい。

図１に戻って、前記ガイド部材３の伝達部３ｃの内歯と、変換表示機構４の受け部材８の溝８ａは、上下方向に嵌合自在にされ、溝８ａは受け部材８の側部途中で凹凸を無くしてその直径を大きくしている。そのガイド部材３がガイド部３ａとスライド部２ａとの摩擦によってずり上がり上方に抜けないように、付勢部材５によりガイド部材３は変換表示機構４側に押圧されている。これにより、伝達部３ｃの内歯の下面と受け部材８の溝８ａの下端部とが常に押圧され伝達を確実にしている。その付勢部材５はコイルバネであり、内側に弁棒１５が通され、一端をハンドル車１６の下端に係止し、他端をガイド部材３のガイド基部３ｂ上面に係止している。

図５ｂに示すように前記変換表示機構４は、底板６ａと、その周縁から立設する周壁６ｂとを有するベース６を備えている。そのベース６には、バルブ本体１４の押さえナット１４ｂ（図２参照）と嵌合するための筒状部材７（図１、図５ｂ参照）がベース６に開設された開孔にきつい嵌め合いで嵌合されている。その筒状部材７は、前記押さえナット１４ｂと同形状の六角形の孔を有しており、固定されて回動しない押さえナット１４ｂを利用してバルブ本体１４に対し前記変換表示機構４が回転しないように嵌合している。その筒状部材７の中心には弁棒１５が通されており、ベース６内に突出している（図１参照）。なお、筒状部材７とベース６との位置関係はきついものの嵌合されているので、例えば３０度程度は無理して回動は可能である。これにより、図では全て変換表示機構４の楕円の長中心軸が、バルブ本体１４の流体入口出口の流れ方向に対して平行となっているが、筒状部材７とベース６との位置関係を３０度無理して回動させた後、押さえナット１４ｂを利用したバルブ本体１４に対する前記変換表示機構４の嵌合を、押さえナット１４ｂの別面にずらして嵌合させることで、変換表示機構４の楕円の長中心軸が、バルブ本体１４の流体入口出口の流れ方向に対して直行させることも可能となる。これにより、バルブの設置場所が縦配管でも変換表示機構の表示が見やすくなる。

前記ベース６内に突出している弁棒１５の先端付近の外周には、略円筒状の受け部材８が嵌合している（図１参照）。その受け部材８の上面には、複数の矩形状の溝８ａが等角度で形成されている。その溝８ａが形成される上半分は、後述するカバー１１の上面から突出している。一方、受け部材８の下方にはギヤ８ｂが設けられており、ベース６内に配置されている（図５ｂ参照）。

また図５ａおよび図５ｂに示すように、前記ベース６内には前記ギヤ８ｂと噛み合う遊歯車９と、その遊歯車９と噛み合う表示歯車１０とが、それぞれ底板６ａから突出する軸により枢止されている。前記遊歯車９は、同軸で上下二段に設けられており、下段の前記受け部材８のギヤ８ｂと噛み合う大径ギヤ９ａと、上段の小径のギヤ９ｂとを有している。その小径のギヤ９ｂは、前記表示歯車１０と噛み合っている。前記遊歯車９は、弁棒１５の回転を減速して表示歯車１０に伝達している。その表示歯車１０の上面には、弁体１３の開度を表示する目盛りが記載されている。これら前述の歯車列により、弁体１３の開度と、前記目盛りが対応する。また前記遊歯車９を介しているので、弁棒１５の回転方向と表示歯車１０の回転方向を同じにすることができる。

図６に示すように前記ベース６の上方の開口には、カバー１１が被せられ、ネジなどの締結具によりベース６に取り付けられる。そのカバー１１には表示窓１１ａが形成されている。その表示窓１１ａの開口縁付近には、矢印が記載されており、表示窓１１ａから覗かれる表示歯車１０の目盛りを指し示している。なお前記矢印を表示歯車１０に記載し、矢印側を回動させて、表示窓１１ａの開口縁に記載された目盛りを指すようにしてもよい。

１ 開度表示装置
２ スライド部材
２ａ スライド部
２ｂ スライド基部
２ 変換表示機構
３ ガイド部材
３ａ ガイド部
３ｂ ガイド基部
３ｃ 回転伝達部
５ バネ
６ ベース
６ａ 底板
６ｂ 周壁
７ 筒状部材
８ 受部材
８ａ 溝
８ｂ ギヤ
９ 遊車
９ａ 大径ギヤ
９ｂ 小径ギヤ
１０ 表示歯車
１１ カバー
１１ａ 表示窓
１２ バルブ
１３ 弁体
１４ バルブ本体
１４ａ 突出部
１４ｂ 押さえナット
１５ 弁棒
１５ａ オネジ部
１５ｂ 矩形状の部位
１５ｃ ナット
１６ ハンドル車
１６ａ 開口
１６ｂ 中央部
１６ｃ スポーク部
１６ｄ 把持部
１７ ネジ機構

Claims (3)

1. バルブ本体から弁棒が突出しており、
   その弁棒の先端にスポーク部を有するハンドル車を備え、
   弁体の開閉ストロークに対応する弁棒の回転数が１回転より大きいバルブに対し取り付け容易な開度表示装置であって、
   前記ハンドル車に前記弁棒と螺合するナットによって締結することができるスライド部材と、バルブ本体に対し相対移動しないように取り付けることができる変換表示機構と、前記スライド部材とトルク伝達可能に、かつ弁棒中心軸方向スライド自在に係合してスライド部材の回転を変換表示機構に伝えるガイド部材とを備え、
   前記スライド部材は、
   前記ハンドル車の操作者側に位置するスライド基部と、
   そのスライド基部から弁棒に平行に、前記スポーク部の隙間を通りバルブ本体側へ延びると共に、前記スポーク部に当接するスライド部とを有し、
   前記ガイド部材は、
   前記スライド部と弁棒延長方向に摺接ガイドすることにより前記スライド部材を弁棒中心軸方向に移動自在にするガイド部と、
   前記バルブ本体に対し弁棒を回転中心として回転自在に設けられ、前記ガイド部のバルブ本体側に連結され、中心孔の内周に、スライド部材を介して伝達された前記弁棒の回転運動を前記変換表示機構に伝達する内歯を備えたガイド基部とを有し、
   前記変換表示機構は、
   前記ガイド部材の内歯の回転が伝達され、
   その伝達された回転運動を弁体の開度量に変換して、前記ハンドル車の操作者側から見て前記ハンドル車の外側に表示する表示部を備えている、バルブの開度表示装置。
2. 前記バルブが、弁棒の昇降に伴い弁体が開閉するものである、請求項１記載の開度表示装置。
3. 前記ガイド部材が、前記変換表示機構の最初に内歯の回転運動を受け止めて伝達される受け部材に上下方向に係合自在に設けられており、
   前記ガイド部材を変換表示機構側に前記ハンドル車のバルブ本体側の面から付与される力で押圧するための付勢部材を備えている請求項２記載の開度表示装置。