JP6461499B2

JP6461499B2 - 微小開度表示機能付きバルブ

Info

Publication number: JP6461499B2
Application number: JP2014131967A
Authority: JP
Inventors: 塚原　尚起; 尚起塚原; 正範中尾
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016011666A

Description

本発明は、微小開度表示機能付きバルブに関し、充水時に弁体を微小開度に制御する技術に係るものである。

従来、弁体の開度を表示する機能を有するバルブには、例えば特許文献１に記載するものがある。このバルブの減速機は、入力軸と出力軸（バルブの弁棒）の間に主動力伝達系を形成しており、主動力伝達系は適当な減速比をなす歯車列からなる。入力軸の周りには開度目盛を設けており、開度目盛を指示する開度指針が主動力伝達系における出力軸の回転に同期して回動する。

バルブを開閉する際には、操作ハンドルによりキャップを介して入力軸を回転させ、入力軸に加えた回転力を、主動力伝達系を介して出力軸に伝えて、所定の減速比をもって出力軸を回転させ、バルブの弁体を所定の開度に開動（または閉動）させる。この際に、出力軸の回転に同期して開度指針が回動し、弁体の現在の開度を開度目盛において指し示す。

特開平９−３１７９３７

ところで、管路を新設した場合や、既設管路のバルブを取り替えた場合には、管路の使用を開始する通水初期時に充水操作を行う必要がある。これはバルブの最初開栓時における急激な圧力変動に因って管路が破損することを防止するためであり、充水操作は、バルブの弁体を微小開度に制御してゆっくりと管路内に充水し、急激な圧力上昇を防止しつつ管路内を水で満たすものである。

上記した従来の構成では、開度目盛が弁体の全閉位置から全開位置までの全開度範囲（９０度）を等分割して表示している。しかし、微小開度操作時に開度指針が回転移動する回転角度範囲は僅かなものであり、開度目盛における微小な回転角度範囲において開度指針の位置を視認して弁体の現在の開度位置を確認することは困難であった。

本発明は上記した課題を解決するものであり、弁体の微小開度を容易に視認でき、弁体を微小開度位置に正確に制御することができる微小開度表示機能付きバルブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の微小開度表示機能付きバルブは、減速機により弁体の開閉操作を行うバルブであって、減速機は、入力軸部と、弁棒に接続された出力軸部と、入力軸部と出力軸部の間に所定の減速比を形成する歯車列と、弁体の開度を示す開度目盛部と、開度目盛部の開度目盛を指し示す開度指針部を備え、開度目盛部は、出力軸部の回転角度に対応する弁体開度を弁体の全開度範囲において表示する全開度表示目盛と、入力軸部の回転角度に対応する弁体開度を微小開度範囲において表示する微小開度表示目盛を有し、開度指針部は、出力軸部の回転に同期して全開度表示目盛において弁体の開度を指し示す全開度指針と、入力軸部の回転に同期して微小開度表示目盛において弁体の開度を指し示す微小開度指針を有し、開度目盛部は、弁体開度に対応する通水流量を全開度範囲において図形情報として視覚的に表示する流量表示目盛を有し、開度指針部は出力軸部の回転に同期して流量表示目盛において通水流量を指し示す流量指針を有し、全開度表示目盛と流量表示目盛は、入力軸部を中心とする点対称の位置に配置し、微小開度表示目盛は、全開度表示目盛および流量表示目盛を囲んで設け、入力軸部の軸心方向において、全開度表示目盛および流量表示目盛の上方に全開度指針および流量指針を配置し、さらに上方に微小開度指針を配置したことを特徴とする。
本発明の微小開度表示機能付きバルブは、減速機により弁体の開閉操作を行うバルブであって、減速機は、入力軸部と、弁棒に接続された出力軸部と、入力軸部と出力軸部の間に所定の減速比を形成する歯車列と、弁体の開度を示す開度目盛部と、開度目盛部の開度目盛を指し示す開度指針部を備え、開度目盛部は、出力軸部の回転角度に対応する弁体開度を弁体の全開度範囲において表示する全開度表示目盛と、入力軸部の回転角度に対応する弁体開度を微小開度範囲において表示する微小開度表示目盛を有し、開度指針部は、出力軸部の回転に同期して全開度表示目盛において弁体の開度を指し示す全開度指針と、入力軸部の回転に同期して微小開度表示目盛において弁体の開度を指し示す微小開度指針を有し、開度目盛部は、弁体開度に対応する通水流量を全開度範囲において図形情報として視覚的に表示する流量表示目盛を有し、開度指針部は出力軸部の回転に同期して流量表示目盛において通水流量を指し示す流量指針を有し、微小開度表示目盛は、別体の環状目盛盤に形成し、全開度表示目盛、流量表示目盛の周囲に後付けし、入力軸部は、微小開度指針を有するキャップを入力軸に装着してなることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、バルブを開閉する際には入力軸部を回転させることで所定の減速比をもって出力軸部が回転し、出力軸部の回転角度に対応してバルブの弁体が所定の開度に開動する。この際に、全開度指針が出力軸部の回転に同期して回動し、現在の弁体開度を全開度表示目盛において指し示す。一方、微小開度指針が入力軸部の回転に同期して回動し、弁体開度を微小開度表示目盛において指し示す。

入力軸部の１回転は所定の減速比で出力軸部を所定回転角度に回転させる。換言すると、出力軸部の回転角度に対して入力軸部が減速比の逆数倍の回転角度に回転する。
したがって、全開度指針の回転角度が僅かである場合でも、微小開度指針が減速比の逆数倍の回転角度に回転することで、全開度指針が全開度表示目盛において指し示す僅かな弁体開度を、微小開度指針が微小開度表示目盛において拡大して大きな回転角度で表示することができるので、弁体の微小開度を容易に視認でき、弁体を微小開度位置に正確に制御することができる。

また、流量指針が流量表示目盛において弁体開度に対応する通水流量を図形情報として視覚的に指し示すので、操作者は一目で通水流量の多寡を理解することができる。

本発明の実施の形態における減速機を示す上面図同、減速機の正面図同、減速機の水平断面図同、減速機の断面図同、減速機の背面図同、減速機の駆動を示す模式図同、減速機の開度目盛部を示す平面図同、減速機のインジゲータを示す平面図本発明の他の実施の形態における減速機を示す上面図同、減速機の正面図同、減速機の水平断面図同、減速機の断面図同、減速機の背面図同、減速機の全開度表示目盛本発明の他の実施の形態における減速機を示す上面図同、減速機の正面図同、減速機の水平断面図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図８において、微小開度表示機能付きバルブはバタフライ弁であり、弁箱１の内部に配置した弁体２を、弁棒３を回転駆動することで開閉操作する減速機４を備えている。

減速機４は、ケース５の上部開口側に入力軸キャリア６を回転自在に保持し、入力軸キャリア６が入力軸７を回転自在に保持しており、ケースの下部開口側に出力軸キャリア８を回転自在に保持している。

ケース５の上端面には入力軸キャリア６の周囲に沿って開度目盛部６１を配置している。開度目盛部６１は、全開度表示目盛６１１と流量表示目盛６１２とを入力軸７を隔てた対称の位置に配置してある。全開度表示目盛６１１は、弁体２の全閉位置から全開位置までの全開度範囲（０−９０度）を等分割して表示し、出力軸キャリア８の回転角度に対応する弁体開度を表示する。流量表示目盛６１２は、弁体２の全閉から全開までの開度変化に伴なって弁体開度に対応する通水流量を図形情報として視覚的に表すもので、入力軸キャリア６の周囲に帯状に延びる形状をなし、弁体開度が増すにつれて流量表示目盛６１２の帯幅が通水流量に応じて増加する。

全開度表示目盛６１１および流量表示目盛６１２を囲んで回転角度目盛を兼ねる微小開度表示目盛６１３を設けている。微小開度表示目盛６１３は入力軸７の軸心回りの３６０度を等分割（例えば１６分割）した目盛で、入力軸７の回転角度（回転数）を１回転の１／１６ずつ示しており、入力軸７の回転角度に対応する弁体開度を表示するものである。本実施の形態では全開度表示目盛６１１、流量表示目盛６１２、微小開度表示目盛６１３は一枚の目盛盤６１４に配置している。

入力軸７にはキャップ７１を装着してあり、入力軸７とキャップ７１によって入力軸部を構成している。ケース５から露出している入力軸キャリア６の上面には全開度表示目盛６１１を指し示す全開度指針６２１ａおよび流量表示目盛６１２を指し示す流量指針６２１ｂを配置している。キャップ７１にはインジケータ７１１を設けており、インジケータ７１１には微小開度表示目盛６１３を指し示す微小開度指針６２２を配置している。インジケータ７１１はキャップ７１の軸心回りにおいて微小開度指針６２２の位置を調整可能であり、弁体２が開き始めて通水が始まる弁体開度において微小開度指針６２２が微小開度表示目盛６１３の「０度」を指すように設定する。全開度指針６２１ａと微小開度指針６２２とが開度指針部６２を構成する。

図６に示すように、入力軸部の入力軸７と出力軸部の出力軸キャリア８の間には主動力伝達系が形成してあり、主動力伝達系は所定の減速比を形成する歯車列からなる。入力軸７の偏心部９には遊星歯車１０が回転自在に嵌合しており、遊星歯車１０は偏心部９の中心ＥＣを回転中心として回転する。

ケース５の内周面には遊星歯車１０に噛合する内歯車１１が設けてあり、内歯車１１と遊星歯車１０の間には所定の歯数差を設定している。内歯車１１には偏心部９の中心ＥＣから等距離の位置で、かつ中心ＥＣの周囲に等角度間隔で複数のピン穴１２が形成してある。

出力軸キャリア８は、上端面に入力軸７の下端を回転自在に保持する保持穴８１を有し、下端面に弁棒２の頭部に嵌合する嵌合穴８２を有している。ケース５の内周面に配置したストッパーリング８３が出力軸キャリア８の下端に摺接して出力軸キャリア８を軸心方向で抜け止めしている。

図３に示すように、出力軸キャリア８は外方へ張り出した一対の回り止め部８４ａ、８４ｂを有し、ケース５には回り止め部８４ａ、８４ｂのそれぞれに当接する一対のストッパーボルト８５ａ、８５ｂを設けており、ケース５の内部に突出するストッパーボルト８５ａ、８５ｂの先端部がそれぞれ回り止め部８４ａ、８４ｂを、弁体２の全閉位置および全開位置に対応する位置で係止する。

出力軸キャリア８には、入力軸７の軸心Ｃに等しい回転中心から等距離の位置で、かつ軸心Ｃの周囲に等角度間隔で複数のギアピン１３を設けており、ギアピン１３はピン穴１２に遊嵌し、かつ一部がピン穴１２の内周面に摺接している。また、ギアピン１３は上端が入力軸キャリア６に嵌合し、入力軸キャリア６と出力軸キャリア８との回転を同期させる。

以下、上記構成における作用を説明する。バルブを開閉する際には、操作ハンドル等で入力軸部のキャップ７１および入力軸７を回転させることで、所定の減速比をもって出力軸部の出力軸キャリア８および弁棒３が回転し、バルブの弁体２が所定の開度に開動する。

図６に示すように、入力軸７が軸心Ｃを回転中心として矢印Ａ方向に回転すると、偏心部９の中心ＥＣの移動に伴って遊星歯車１０が入力軸７の軸心Ｃの回りを矢印Ｂ方向に回動して公転する。遊星歯車１０は、ギアピン１３がピン穴１２に遊嵌し、遊星歯車１０の公転に伴ってピン穴１２がギアピン１３の軸心回りに移動することで、ギヤピン１３に阻害されることなく公転する。

矢印Ｂ方向に公転する遊星歯車１０は内歯車１１に噛合するので、１公転する間に偏心部９の中心ＥＣを回転中心として矢印Ｃ方向に回転し、内歯車１１と遊星歯車１０の歯数差だけ自転する。遊星歯車１０が自転するとピン穴１２が偏心部９の中心ＥＣの回りを矢印Ｄの方向に移動し、ピン穴１２の内周面に押されてギアピン１３が入力軸７の軸心Ｃの回りを矢印Ｅ方向に移動する。

ギアピン１３の移動に伴って出力軸キャリア８が回転するとともに、弁棒３が回転して弁体２が開動する。
この際に、出力軸キャリア８と同期して入力軸キャリア６が回転し、全開度指針６２１ａおよび流量指針６２１ｂが入力軸７の軸心Ｃの回りに回動して、出力軸キャリア８の回転角度に対応して現在の弁体開度を全開度表示目盛６１１において指し示すとともに流量表示目盛６１２において現在の通水流量を指し示す。流量指針６２１ｂが流量表示目盛６１２において弁体開度に対応する通水流量を図形情報として視覚的に指し示すので、操作者は一目で現在の通水流量の多寡を理解することができる。

一方、入力軸７およびキャップ７１の回転に同期する微小開度指針６２２が入力軸７の軸心の回りに回動して、入力軸７の回転角度（回転数）を１／１６回転ずつ指し示すとともに、入力軸７の回転角度に対応して弁体開度を微小開度表示目盛６１３において指し示す。

入力軸７の１回転は所定の減速比で出力軸キャリア８を所定回転角度に回転させる。換言すると出力軸キャリア８および弁棒３の回転角度に対して入力軸７およびキャップ７１が減速比の逆数倍の回転角度に回転する。

したがって、全開度指針６２１ａの回転角度が僅かで、全開度指針６２１ａが充水開度範囲６１１ａにある場合でも、微小開度指針６２２が減速比の逆数倍の回転角度に回転することで、全開度指針６２１ａが全開度表示目盛６１１において指し示す開度を、微小開度指針６２２が微小開度表示目盛６１３において拡大して指し示すことができる。例えば、充水開度範囲６１１ａにおいて入力軸７が１．８回転するのであれば、３６０°×１．８倍の範囲において拡大して表示できる。よって、弁体２の微小開度を容易に視認でき、かつ、弁体２を微小開度位置に正確に制御することができる。

図９から図１４は、本発明の他の実施の形態を示す。先の実施の形態と同様の作用を行う部材は同符号を付して説明を省略する。この実施の形態において、バルブとしての基本的な操作および機能は、先の実施の形態と同様である。

相違する点は、先の実施の形態では、全開度表示目盛６１１、流量表示目盛６１２、微小開度表示目盛６１３は一枚の目盛盤６１４に配置していたが、本実施の形態では、図１４に示すように、微小開度表示目盛６１３を別体の環状目盛盤６１５に形成したものであり、全開度表示目盛６１１、流量表示目盛６１２の周囲に微小開度表示目盛６１３を後付けする。

この構成によれば、既設のバルブに微小開度表示目盛６１３を備えた環状目盛盤６１５とインジケータ７１１を装着することで、本発明を実現することができる。
図１５から図１７は、本発明の他の実施の形態を示す。先の実施の形態と同様の作用を行う部材は同符号を付して説明を省略する。この実施の形態において、バルブとしての基本的な操作および機能は、先の実施の形態と同様である。

本実施の形態は、微小開度表示目盛６１３を別体の透明部材からなる透明目盛盤６１６に形成したものである。
この構成によれば、既設のバルブに微小開度表示目盛６１３を備えた透明目盛盤６１６とインジケータ７１１を装着することで、本発明を実現することができるとともに、既設のバルブの目盛盤６１４に記載された文字等の情報が隠れることなく、透明目盛盤６１６を透過して表示される。

１弁箱
２弁体
３弁棒
４減速機
５ケース
６入力軸キャリア
７入力軸
８出力軸キャリア
９偏心部
１０遊星歯車
１１内歯車
１２ピン穴
１３ギアピン
６１開度目盛部
６２開度指針部
７１キャップ
８１保持穴
８２嵌合穴
８３ストッパーリング
８４ａ、８４ｂ回り止め部
８５ａ、８５ｂストッパーボルト
６１１全開度表示目盛
６１２流量表示目盛
６１３微小開度表示目盛
６１４目盛盤
６１５環状目盛盤
６１６透明目盛盤
６２１ａ全開度指針
６２１ｂ流量指針
６２２微小開度指針
７１１インジケータ
ＥＣ中心
Ｃ軸心

Claims

減速機により弁体の開閉操作を行うバルブであって、
減速機は、入力軸部と、弁棒に接続された出力軸部と、入力軸部と出力軸部の間に所定の減速比を形成する歯車列と、弁体の開度を示す開度目盛部と、開度目盛部の開度目盛を指し示す開度指針部を備え、
開度目盛部は、出力軸部の回転角度に対応する弁体開度を弁体の全開度範囲において表示する全開度表示目盛と、入力軸部の回転角度に対応する弁体開度を微小開度範囲において表示する微小開度表示目盛を有し、
開度指針部は、出力軸部の回転に同期して全開度表示目盛において弁体の開度を指し示す全開度指針と、入力軸部の回転に同期して微小開度表示目盛において弁体の開度を指し示す微小開度指針を有し、
開度目盛部は、弁体開度に対応する通水流量を全開度範囲において図形情報として視覚的に表示する流量表示目盛を有し、開度指針部は出力軸部の回転に同期して流量表示目盛において通水流量を指し示す流量指針を有し、
全開度表示目盛と流量表示目盛は、入力軸部を中心とする点対称の位置に配置し、
微小開度表示目盛は、全開度表示目盛および流量表示目盛を囲んで設け、
入力軸部の軸心方向において、全開度表示目盛および流量表示目盛の上方に全開度指針および流量指針を配置し、さらに上方に微小開度指針を配置したことを特徴とする微小開度表示機能付きバルブ。
減速機により弁体の開閉操作を行うバルブであって、
減速機は、入力軸部と、弁棒に接続された出力軸部と、入力軸部と出力軸部の間に所定の減速比を形成する歯車列と、弁体の開度を示す開度目盛部と、開度目盛部の開度目盛を指し示す開度指針部を備え、
開度目盛部は、出力軸部の回転角度に対応する弁体開度を弁体の全開度範囲において表示する全開度表示目盛と、入力軸部の回転角度に対応する弁体開度を微小開度範囲において表示する微小開度表示目盛を有し、
開度指針部は、出力軸部の回転に同期して全開度表示目盛において弁体の開度を指し示す全開度指針と、入力軸部の回転に同期して微小開度表示目盛において弁体の開度を指し示す微小開度指針を有し、
開度目盛部は、弁体開度に対応する通水流量を全開度範囲において図形情報として視覚的に表示する流量表示目盛を有し、開度指針部は出力軸部の回転に同期して流量表示目盛において通水流量を指し示す流量指針を有し、
微小開度表示目盛は、別体の環状目盛盤に形成し、全開度表示目盛、流量表示目盛の周囲に後付けし、
入力軸部は、微小開度指針を有するキャップを入力軸に装着してなることを特徴とする微小開度表示機能付きバルブ。