JP7777413B2 - ロータリバルブ - Google Patents

Description

本発明はロータリバルブに関し、特に、取り外し可能なハウジングカバーを備えたハウジングと、ハウジングカバーをハウジングから取り外して移動させることによってハウジングの外側に少なくとも部分的に配置可能な、ハウジング内のロータとを含むロータリバルブに関する。

このようなロータリバルブは、上記のようにロータを少なくとも部分的にハウジングの外側に配置させることで、ロータリバルブの内部をたとえば洗浄または検査することができる。ロータのシャフトの端部は、ハウジングカバーに支持されたベアリングアセンブリ装着される。このベアリングアセンブリは、第１のベアリングと第２のベアリングとを含む。これらのベアリングは、ハウジングカバーがハウジングから離れるときに、ロータのシャフトがハウジングに対して水平な方向に維持されるように、位置を調整できるようにされている。

このようなロータリバルブは、特許文献１により知られている。この公知のロータリバルブでは、ベアリングアセンブリは、ベアリングハウジングと、ベアリング調整リングとを備える。各ベアリング調整リングは、ベアリングハウジングとねじ込み構造により噛み合って、ベアリングハウジングの内部で回転可能である。ベアリングアセンブリは、内側の第１の転がり軸受と、外側の第２の転がり軸受と、これらの軸受の間に配置された間隔リングとを含むことができ、これらはすべて、内周側ベアリング調整リングと外周側ベアリング調整リングとの間に配置される。ロータのシャフトが片端のみで支持されている場合のこのロータのシャフトの「落下」または「下向きの変位」の問題を回避するために、ベアリングアセンブリ全体が、ロータのシャフトを水平に保つように、傾斜可能である。このことは、ロータを少なくとも部分的にハウジングの外側に配置してロータリバルブの内部にアクセスできるようにするために、ハウジングカバーが取り外されてハウジングから離されるときに発生する。

特許文献１で知られている構造の問題は、構造がかなり複雑であり、またロータのシャフトのレベルを維持することについての結果が、内周側ベアリング調整リングと外周側ベアリング調整リングとが互いに移動するのを避けるためのこれらのベアリング調整リング間におけるベアリングアッセンブリのロック効果に大きく依存することにある。

特許文献２は、本件の請求項１の前提部のロータリバルブを開示しており、そこでは、第１の軸受および第２の軸受は、ロータのシャフトの長手方向に垂直な方向について、互いに移動可能である。

ヨーロッパ特許出願公開第３０００７５４号明細書 アメリカ特許第６１８６１６４号明細書

本発明の目的の１つは、従来技術の欠点を回避し、内周側および外周側のベアリング調整リングを必要としない代替の解決策を提供することである。

本発明による回転弁は、添付の特許請求の範囲における１つまたは複数の請求項の特徴を備えている。

本発明の第１の態様では、第１のベアリングと第２のベアリングとのうちの少なくとも１つが、ロータのシャフトに対してシャフトの長手方向を横切る方向に移動可能で、かつハウジングカバーのベースフランジにねじ結合される調整フランジに取り付けられている。ベースフランジはハウジングカバーに対して位置的に固定されているので、調整フランジの前記シャフトの長手方向を横切る方向すなわち垂直方向の動きは、第２のベアリングに対する第１のベアリングの相対的なシャフトの長手方向を横切る方向の動きをもたらす。このようにして、ロータのシャフトが片端のみで支持されている場合に、第１のベアリングと第２のベアリングとの互いに対する位置決めを使用して、ロータのシャフトを水平に維持することができる。上述のベアリングは、転がり式のベアリングまたは他の適切なタイプのベアリングであり得る。

調整フランジとベースフランジとの間のねじ接続を実現するための好ましい手法においては、ねじ接続が、調整フランジの開口に形成されたねじ部と嵌合するねじを備えた少なくとも１つのボルトを含み、この少なくとも１つのボルトは、ベースフランジの開口の斜めの連結面に接する、先細り形状の端部を備える。このボルトを回すことにより、位置固定式のベースフランジの開口の斜めの連結面と連携する先細り形状の端部が、調整フランジを、位置固定式のベースフランジに対し、この調整フランジの面内で移動させる。これは、特に鉛直方向の動きに当てはまるが、以下でさらに説明するように、水平方向に可能な動きにも関係する。

調整フランジの面内での直交する２つの方向への調整フランジの移動を可能にするために、調整フランジとベースフランジとの間のねじ結合が少なくとも３本のボルトを含み、各ボルトが、調整フランジの開口に形成されたねじ部と嵌合するねじを備え、各ボルトは、ベースフランジの開口の斜めの連結面に接する、先細り形状の端部を備える。

好ましくは、少なくとも３つのボルトのうちの２つは、シャフトの水平調整を行うために、ロータのシャフトを通る水平面内における互いに反対の位置に存在し、これに対し第３のボルトは、シャフトの垂直方向の調整を行うために、ロータのシャフトを通る垂直面内においてシャフトよりも上に存在する。この垂直面での移動には、前述の第３のボルトの反対側における第４のボルトは必要ない。これは、重力が、第３のボルトで実行できる方向とは反対の方向への任意の移動を支援するためである。しかしながら、垂直面での動きのために、そのような第３のボルトの反対側の第４のボルトを用いることも可能である。

上記の特徴とは独立して、またはそれに加えて適用できる本発明の別の態様では、ロータリバルブの端部にセンターボルトとロックプレートとが設けられており、ロックプレートは動作位置に配置可能であり、この動作位置において、ロックプレートは、センターボルトを回転させることによりロータと共にシャフトがシャフトの長手方向に動くことが可能となるようにセンターボルトを支持する。

さらに、ロックプレートは、非動作位置において、センターボルトよりも下に存在して、センターボルトのねじへの意図しない損傷を回避することが好ましい。このようにすることで、重力は、ロックプレートを非動作位置に保つのに役立つ。そのため、ロックプレートを動作位置に配置する場合には、オペレータが意図的に取り扱う必要がある。

好ましくは、ロックプレートは、回転可能なロックプレートを非動作位置と動作位置との間で移動させるためのロックプレートハンドルを備える。

ロックプレートには、ロータのシャフトのシャフトハブにおける１つまたは複数のノッチと噛み合う少なくとも１つの突起が設けられていることが望ましい。このようにして、シャフトハブのノッチの１つに突起を噛み合わせることにより、ロータの回転をブロックすることができる。

作動位置にあるロータリバルブを概略的に示す図である。 非作動位置にあるロータリバルブを概略的に示す図である。 本発明の実施の形態のロータリバルブの端部の一部を切り欠いて示す立体図である。 第１のベアリングおよび第２のベアリングの垂直方向における２つの異なる位置を表す、本発明のロータリバルブの端部の垂直断面図である。 第１のベアリングおよび第２のベアリングの水平方向における２つの異なる位置を表す、本発明のロータリバルブの端部の水平断面図である。 取り外し可能なハウスカバー側のシャフトの端部の状態を側面の断面と正面とについて表した図である。 取り外し可能なハウスカバー側のシャフトの端部の他の状態を側面の断面と正面とについて表した図である。 取り外し可能なハウスカバー側のシャフトの端部のさらに他の状態を側面の断面と正面とについて表した図である。

以下、本発明を、添付の特許請求の範囲に関して限定されない、本発明のロータリバルブの例示的な実施形態の図面を参照して、さらに説明する。

図において、同じ参照番号が用いられている場合は、常に、これらの番号は同じ部材を示す。

最初に図１および２を参照すると、これらの図には、取り外し可能なハウジングカバー３（図２に示される）を備えたハウジング２と、ハウジング２内のロータ４とを備えるロータリバルブ１が示されている。ロータ４は、ハウジングカバー３をハウジング２から取り外して移動させることによって、少なくとも部分的にハウジングの外側に配置可能であり、それによって、たとえば洗浄または検査のためのロータリバルブ１の内部へのアクセスを可能にする。図１および図２はさらに、ロータ４のシャフト６の端部５が、ハウジングカバー３によって支持されたベアリングアセンブリ７に取り付けられていることを示している。

図１によれば、ロータ４が完全にハウジング２の内部にあってハウジングカバー３がハウジング２に取り付けられている場合には、ロータ４のシャフト６は、通常はスリーブを介して、ハウジング２における取り外し可能および変位可能なハウジングカバー３が配置されている場所の反対側の位置のベアリング８の内部にも配置される。

図２では、ロータ４が部分的にハウジング２の外側に配置されていることが示されている。これは、最初にハウジングカバー３をハウジング２から取り外し、続いて、たとえばガイドレール９を備えた構造物を使用して、たとえば摺動によって、ベアリングアセンブリ７とハウジングカバー３と備える端部１０を移動させることで、実現することができる。しかし、この構造は必須ではなく、端部１０をハウジング２から離す別の構成とすることもできる。

ロータ４のシャフト６は、ハウジングカバー３によって支持されているベアリング７によってのみ支持されているときに、図２に示されるように、わずかな距離Ｄだけ落下または下方に移動する傾向がある。本発明では、ロータ４の落下または下方への移動の問題は、以下の説明および図面を参照してさらに示される特徴によって、対抗処置がなされる。

図３は、ロータリバルブ１の端部１０の詳細に関する。図３は、ベアリングアセンブリ７が第１のベアリング１１および第２のベアリング１２を備えることを示す。図２に示すようにハウジングカバー３が取り外されてハウジング２から離されるときに、第１および第２のベアリング１１、１２は、ロータ４のシャフト６をハウジング２に対して調心するように、位置調整可能である。ベアリングのこの調整可能性は、第１のベアリング１１と第２のベアリング１２との少なくとも一方が、シャフト６の長手方向に垂直な方向に移動可能であるという特徴によって、発現される。本質的に、これは、第１のベアリング１１と第２のベアリング１２とが、シャフト６の長手方向に対し垂直な方向に、互いに移動可能であることを意味する。これらの点は、図４および図５において、より明確に示されている。

図３、図４、図５のすべては、第１のベアリング１１が調整フランジ１３に装着され、調整フランジ１３が、ロータ４のシャフト６に対して横方向すなわち垂直方向に移動可能であるとともに、ハウジングカバー３における位置固定式のベースフランジ１４にねじ接続されていることを示す。原理的には、これは、逆の構成とすることも可能である。

それぞれの図において、調整フランジ１３とベースフランジ１４との間のねじ接続は、調整フランジ１３の開口における対応ねじ部と嵌合するねじを備えた少なくとも１つのボルト１５を含むことが示されている。これらのねじは、図示されていない。なぜなら、これらによるねじ結合の構成は明らかに当業者にとって常識であるためである。少なくとも１つのボルト１５は、位置固定式のベースフランジ１４の開口の斜めの連結面１７に接する、先細り形状の端部１６をさらに備えている。明確化のために、この連結面１７による斜めの位置決めのための連結面１７の角度は、尺度を変えて示されている。さらに、先細り形状の開口１７と協働する２つのボルト１５を用いた鏡像構造を用いることも可能である。これらの協調するボルト１５と開口１７とは、ロータ４のシャフト６に対する反対側にそれぞれ設けられる。このような構造は、図５（ａ）（ｂ）を参照して、水平面内での移動として、以下において説明する。

次に、図４（ａ）（ｂ）に示されているものと図５（ａ）（ｂ）に示されているものとの違いについて説明する。

図４（ａ）（ｂ）は、第１のベアリング１１と第２のベアリング１２との垂直方向の位置が互いに相違することを表す垂直断面図を示す。

図４（ａ）では、ボルト１５は、傾斜連結面１７を有するベースフランジ１４の開口の入口にあり、これにより、第１のベアリング１１は、第２のベアリング１２よりも距離Ａだけわずかに高い位置にある。

図４（ｂ）では、ボルト１５は、傾斜連結面１７を有するベースフランジ１４の開口に向けてねじ込まれ、これにより、第１のベアリング１１は、第２のベアリング１２よりも距離Ｂだけわずかに低い位置にある。

したがって、図４（ａ）（ｂ）の組み合わせは、ボルト１５をベースフランジ１４の開口に対して内外に移動させることにより、第１のベアリング１１と第２のベアリング１２との相対的な垂直位置を調整でき、したがってロータのシャフト６を水平に維持することができる。上述のように、第１のベアリング１１と第２のベアリング１２との相対的な位置調整は、先細り形状の開口１７と協働する２つのボルト１５を用いた鏡像構造で実施することもできる。これらのボルト１５と開口１７とは、ロータ４のシャフト６に関して互いに反対側に設けられる。

図５（ａ）（ｂ）は、図４（ａ）（ｂ）を参照して説明した構造を示しているが、ここでは、それぞれのベアリング１１、１２を水平面内で移動させるものを示す。図５（ａ）（ｂ）は、第１のベアリング１１および第２のベアリング１２についての、２つの異なる相対的な水平位置を表す水平断面図である。図５（ａ）（ｂ）の構成にもとづく動作に関するさらなる議論は、図４（ａ）（ｂ）を参照した上記の議論と同様であり、したがって簡潔のためにこの議論を省略する。図５（ｂ）には、水平方向についての距離Ｃのずれが表されている。

図４（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）の組み合わせによって、調整フランジ１３とベースフランジ１４との間のねじ接続が少なくとも３本のボルト１５を含む、単純化した好ましい実施の形態を表す。各ボルト１５は、調整フランジ１３の開口のねじ部に対応するねじを有する。また各ボルト１５は、ベースフランジ１４の開口の斜めの連結面１７に接する、先細り形状の端部１６を備える。

図５（ａ）（ｂ）は、少なくとも３本のボルト１５のうちの２つが、シャフト６の水平調整を行うために、ロータ４のシャフト６を通る水平面内において互いに反対の位置に存在することを示す。これに対し図４（ａ）（ｂ）は、残りの第３のボルト１５は、シャフト６の垂直方向の調整を行うために、ロータ４のシャフト６を通る垂直面内においてシャフト６よりも上に存在することを示す。もう一度繰り返すが、垂直方向の移動は、ロータ４のシャフト６の反対側に設けられた、先細り形状の端部１６を有して開口１７と協働する２つのボルト１５を用いた鏡像構造によって、実施することもできる。

図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）、図８（ａ）（ｂ）に目を向けると、ロータリバルブ１の端部には、センターボルト１８およびロックプレート１９が設けられている。ロックプレート１９は作動位置に配置可能である（図７（ａ）（ｂ）および図８（ａ）（ｂ）に示されるように）。この作動位置では、ロックプレート１９はセンターボルト１８を支持し、センターボルト１８の回転によって、ロータ４と一緒の、シャフト６の長手方向の移動を可能にする。

図６（ａ）（ｂ）は、ロックプレート１９は非作動位置ではセンターボルト１８の下にあることを示す。図６（ａ）は、図６（ｂ）の切断線Ｅ－Ｅに沿ったＥ－Ｅ断面図である。これは、ロータ４がシャフトハブ２３の中で高速回転したときに起こり得るところの、センターボルト１８のねじの偶発的な損傷を防ぐためのものである。

さらに、ロックプレート１９にはロックプレートハンドル２０が設けられており、これは、図６（ａ）（ｂ）に示される非動作位置と図７（ａ）（ｂ）に示される動作位置との間でロックプレート１９を移動させるためのものである。

図７（ａ）は、図７（ｂ）の切断線Ｆ－Ｆに沿ったＦ－Ｆ断面図である。図８（ａ）は、図８（ｂ）の切断線Ｇ－Ｇに沿ったＧ－Ｇ断面図である。図７（ａ）（ｂ）および図８（ａ）（ｂ）は、ロックプレート１９が、ロータ４のシャフト６を収容するシャフトハブ２３における１つまたは複数のノッチ２２に噛み合う、少なくとも１つの突起２１を備えていることを示す。図７（ａ）（ｂ）では、ロータ４に接続されたモータによってロータ４の回転がブロックされるため、ロックプレート１９は、ロータ４の回転をブロックするようには配置されていない。図８（ａ）（ｂ）では、ロータ４はモータから切り離されており、突起２１（図７）の１つは、ロータ４のシャフト６のシャフトハブ２３のノッチ２２（図６）と噛み合って、ロータ４の回転をブロックする。

本発明のロータリバルブの例示的な実施形態を参照して本発明を上述したが、本発明は、この特定の実施形態に限定されずに、本発明から逸脱することなく多くの方法で変更することができる。したがって、議論された例示的な実施形態は、それに従って添付の特許請求の範囲を厳密に解釈するために使用されてはならない。それどころか、本実施形態は、特許請求の範囲をこの例示的な実施形態に限定することを意図することなく、添付の特許請求の範囲の文言を説明することを単に意図されている。したがって、本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲に従ってのみ解釈され、請求項の文言における起こり得る曖昧さは、この例示的な実施形態を使用して解決されるものとする。

Claims (6)

1. 取り外し可能なハウジングカバー（３）を備えたハウジング（２）と、ハウジング（２）内のロータ（４）とを備え、ロータ（４）は、ロータリバルブ（１）の内部にアクセスできるようにハウジングカバー（３）をハウジング（２）から取り外して移動させることによって、少なくとも部分的にハウジング（２）の外側に配置可能とされ、ロータ（４）のシャフト（６）の端部（５）が、ハウジングカバー（３）に支持されたベアリングアセンブリ（７）に装着されており、ベアリングアセンブリ（７）は第１のベアリング（１１）と第２のベアリング（１２）とを含み、これらのベアリング（１１）（１２）は、ハウジングカバー（３）がハウジング（２）から離れるように移動するときに、ロータ（４）のシャフト（６）がハウジング（２）に対して水平方向に向くように位置を調整可能であり、第１のベアリング（１１）と第２のベアリング（１２）とは、シャフト（６）の長手方向を横切る方向に、互いに移動可能であるものにおいて、
   第１のベアリング（１１）と第２のベアリング（１２）とのうちの少なくとも１つが、調整フランジ（１３）に取り付けられており、この調整フランジ（１３）は、ロータ（４）のシャフト（６）の長手方向を横切る方向に移動可能で、かつハウジングカバー（３）のベースフランジ（１４）にねじ結合される調整フランジ（１３）に取り付けられており、
   調整フランジ（１３）とベースフランジ（１４）とのねじ結合が、調整フランジ（１３）の開口に形成されたねじ部と嵌合するねじを備えた少なくとも１つのボルト（１５）を含み、この少なくとも１つのボルト（１５）は、ベースフランジ（１４）の開口の斜めの連結面（１７）に接する、先細り形状の端部（１６）を備えていること
   を特徴とするロータリバルブ。
2. 調整フランジ（１３）とベースフランジ（１４）とのねじ結合が少なくとも３本のボルトを含み、各ボルト（１５）が、調整フランジ（１３）の開口に形成されたねじ部と嵌合するねじを備え、前記ボルト（１５）は、ベースフランジ（１４）の開口の斜めの連結面（１７）に接する、先細り形状の端部（１６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のロータリバルブ。
3. 少なくとも３本のボルト（１５）のうちの２つが、シャフト（６）の水平調整を行うために、ロータ（４）のシャフト（６）を通る水平面内における互いに反対の位置に存在し、これに対し第３のボルト（１５）は、シャフト（６）の垂直方向の調整を行うために、ロータ（４）のシャフト（６）を通る垂直面内においてシャフト（６）よりも上に存在することを特徴とする請求項２記載のロータリバルブ。
4. ロータリバルブ（１）の端部にシャフトと同軸のセンターボルト（１８）とロックプレート（１９）とが設けられており、
   ロックプレート（１９）が、ロータ（４）のシャフト（６）を収容するシャフトハブ（２３）における１つまたは複数のノッチ（２２）と噛み合う少なくとも１つの突起（２１）を備えており、
   ロックプレート（１９）は動作位置に配置可能であり、この動作位置において、ロックプレート（１９）は、センターボルト（１８）を回転させることにより、シャフト（６）の長手方向においてロータ（４）と共にシャフト（６）が動くことが可能となるようにセンターボルト（１８）を支持することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載のロータリバルブ。
5. ロックプレート（１９）は、非動作位置において、センターボルト（１８）よりも下に存在することを特徴とする請求項４に記載のロータリバルブ。
6. ロックプレート（１９）は、回転可能なロックプレート（１９）を非動作位置と動作位置との間で移動させるためのロックプレートハンドル（２０）を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載のロータリバルブ。