JPH0319425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は流量調節バルブに係り、例えば、ダ
ムや灌漑用水の放水、或いは給水、排水、或い
は、化学薬品、石油類、飲料水、各種気体、その
他流体の給配等に際して、その流体の流量を、極
めて迅速且つ正確に調節する流量調節バルブに関
する。

（従来の技術） 従来、前記流体の流量を調節する装置は、ニー
ドルバルブ、ボールバルブ、スクリユーバルブ等
を用い、これらのバルブを駆動装置或いは手動に
よつて作動させている。

（発明が解決しようとする問題点） ＜従来の技術の問題点＞ ところが、上記各バルブは、その構造上、ほと
んどがネジのような動力伝導手段によつて弁の作
動を行なう形態をとつているので、駆動装置或い
は手動によつてバルブを作動させる際に動力伝導
手段にガタ等があると、それがバルブに直接影響
を及ぼしバルブが振動したり正確に作動しない問
題点があつた。

又、ネジのような動力伝導手段によると、ネジ
の１回転で１ピツチの作動量であるので、バルブ
の動きが非常に遅く、ニードルバルブ等は、その
構造が、テーパー内面を有する孔内にテーパー状
のピン（針）を挿入してそのテーパー面同士の隙
間の間隔を適宜設定することで流量調節を行なう
方式であるから、その作動がより遅く、バルブを
緊急に閉じたり、或いは、流量調節を頻繁に行な
う場所での使用には大きな障害となつていた。

＜技術的課題＞ そこで、この発明は、上述した問題点等に鑑
み、例えば、ダムや灌漑用水の放水、或いは給
水、排水、或いは、化学薬品、石油類、飲料水、
各種気体、その他流体の給配等に際し、その流体
の流量を迅速且つ極めて正確に調節できるように
して、緊急時の流路の開閉、或いは、頻繁な流路
の開閉を必要とする場所での使用に最適なバルブ
の提供を課題として創出されたものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、適数本の流体の流入管と流出管と
を連結し、これらの管同士を連通させる適数個の
連通孔を設けて密閉されているバルブケースと、
バルブケース内に揺動自在に軸支され、前記連通
孔を遮るべく配された板状のバルブ本体と、この
バルブ本体を揺動させる駆動装置とからなり、バ
ルブ本体には、揺動時に連通孔の位置を通過する
適宜形状の流量調節孔を適数個開穿し、バルブ本
体の揺動軸と駆動装置とは、バツクラツシユのな
い減速装置を介して連結し、この減速装置は、鼓
状ウオームと、このウオームの長手軸線に対して
間隔をとつて直交する軸線を中心として回転し、
前記ウオームと協働する円板装置とからなるウオ
ーム減速装置において、円盤装置の周縁に、ウオ
ームの溝のピツチに一致すべく間隔を設けて配し
且つ常にウオームの方向にローラーを押圧すべく
形成したローラー装置を設け、各ローラー装置
は、各々が複数個のローラーを回転可能に軸支し
てウオームと噛合うべく形成したことにより上述
した問題点を解決するものである。

（作用） この発明に係る流量調節バルブによれば、適数
本の流入管と流出管とが連通されてそれ以外の部
分が密閉されているバルブケース内で、バルブケ
ース内に揺動自在に軸支され、揺動時に連通孔の
位置を通過する適宜形状の流量調節孔を適数個開
穿した板状のバルブ本体を、連通孔を遮るべく配
し、その連通孔の位置に流量調節孔が完全に一致
した時にはバルブが全開となり、少しずつずれて
ゆくとその分流量が徐々に制限され、連通孔と流
量調節孔とが完全に一致しない状態でバルブは閉
じたことになる。従つて、バルブ本体の揺動させ
ることでバルブの開閉を行なえる。

その時に、バツクラツシユのない減速装置を介
して駆動装置とバルブ本体の揺動軸とを連結し
て、その揺動を、駆動装置の軸回転に対してガタ
のない状態で追随させるものである。

その時のバツクラツシユのない減速装置は、ロ
ーラー装置が鼓状ウオームの噛合い溝に向つて押
圧されているからバツクラツシユがなく、又、本
来、バツクラツシユがないと噛合い減速は不可能
であつたが、ローラー装置のローラーが回転し、
且つローラー装置のローラーが常に鼓状ウオーム
の噛合い溝に噛合うように形成してあるから、減
速において、通常の減速装置にバツクラツシユ除
去機構を組込む構造と違つて、噛合いそのものに
バツクラツシユがなくなり、正逆回転における減
速そのものの精度は大きく向上する。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明
すると次の通りである。

すなわち、第１図及び第２図に示す第１実施例
において、符号１はバルブケースであり、例え
ば、図示の如く、正面から見て略扇形で且つ側面
から見ると断面が略長方形となるような箱状を呈
している。このバルブケース１には、その正面と
背面とに流体の流入管２と流出管３とを連結する
連結部４がそれぞれの流入管２と流出管３とに対
応して１個ずつ設けてあつて、この連結部４に
は、連結した流入管２と流出管３とを連通する連
通孔５が開穿してある。この連通孔５は前記略長
方形の断面を横断する方向に配されていてこの連
通孔５以外のバルブケース１各部は外部に対して
密閉されている。

そして、このバルブケース１内には、前記略長
方形の断面に対して直角方向、つまり連通孔５に
対して直交する方向に揺動して連通孔５を遮る略
扇形の板状バルブ本体６が配されている。このバ
ルブ本体６は、バルブケース１の扇形の要部分に
てバルブ本体６の要部分を揺動軸７に固定し揺動
するように形成してある。

このバルブ本体６は、揺動する範囲において前
記連通孔５を常に遮るように形成してあり、又、
このバルブ本体６には、揺動時に連通孔５の位置
を通過する円形の流量調節孔８が１個開穿してあ
る。

この流量調節孔８は、連通孔５とほぼ同径と
し、バルブ本体６を、第１図の二点鎖線にて示す
一方がわ限界まで揺動させた時に連通孔５と流量
調節孔８とが合致するようにし、実線及び鎖線に
て示す他方がわ限界まで揺動させた時に連通孔５
と流量調節孔８とは全く重ならない状態で連通孔
５をバルブ本体６によつて閉鎖するように形成し
てある。

一方、バルブ本体６は、その円弧部分の端面及
び両側面を支持ガイドローラー９によつて保持す
ることで支持され、この支持ガイドローラー９は
バルブケース１内の複数箇所にそれぞれ両側面と
端面とを支持すべく計３個ずつ設け、バルブ本体
６の揺動の際にガタ等を発生させずスムーズに動
くようにしてある。

又、前記連結部４は、流入管２及び流出管３を
連結すべくフランジを有する２本の連結管１０同
士を、バルブ本体６を挟んでフランジが形成され
ていないがわの端面が対峙するように配して前記
連通孔５を形成する。

そして、この連結管１０には筒状の密閉パツキ
ング１１がそれぞれ外嵌され、この密閉パツキン
グ１１は、バルブケース１に設けてあるパツキン
グ保持部１２によつて常時バルブ本体６に圧接す
るように保持されている。その保持状態は、パツ
キング保持部１２内に配したパツキング押圧スプ
リング１３及びその調節ネジ１４によつて密閉パ
ツキング１１の端面を常時バルブ本体６に圧接さ
せ、連通孔５とバルブケース１内の空間とを遮蔽
する。

一方、パツキング保持部１２は、連結管１０を
前述した状態に保持する役目をも果しており、バ
ルブケース１の正面と背面とにそれぞれ管を突出
させる。そして、その先端にそれぞれフランジを
形成して、この管内に連結間１０を配すると共
に、この連結管１０に外嵌する連結管保持板１５
を形成してこの連結管保持板１５を連結管１０に
外嵌させながらバルブケース１から突出している
管のそれぞれの端面に被着し、フランジ部分にて
ネジ止めすることで連結管１０を保持する。

又、連通孔５における外部への水漏れ防止は、
前記密閉パツキング１１によつて行なうが、流入
管２、連通孔５、流出管３と流れる水の圧力は、
非常に高いことが予想されるので、更にバルブ本
体６に二次パツキング１６を設けて安全性を高め
ている。

この二次パツキング１６の取付け構造は、第１
図及び第２図示すように、バルブ本体６の揺動範
囲において全ての位置で連通孔５の周囲を覆うよ
うに、略扇形の枠体に形成し、この二次パツキン
グ１６をバルブ本体６の両面に嵌込んで取付けて
ある。そして、バルブケース１の内側も、バルブ
本体６が揺動した際に二次パツキング１６が移動
する軌跡にそつて段差を設けて二次パツキング１
６の外側に水が漏れないように形成する。

このようにして形成されたバルブ本体６は、揺
動軸７が回動することで揺動するが、この揺動軸
７は、例えばサーボモーターの如き駆動装置１７
に減速装置１８を介して連結されている。

この減速装置１８の構造は、第３図に示すよう
に、鼓状部材の周縁につる巻状の噛合い溝１９を
設けてなるいわゆるヒンドレーウオーム２０と、
このヒンドレーウオーム２０の長手軸線に対して
間隔をとつて直交する軸線を中心として回転し、
周縁には前記噛合い溝１９のピツチに一致する間
隔と角度とのローラー配置溝２１を設け前記ヒン
ドレーウオーム２０と協働する円板装置２２と、
円盤装置２２の周縁のローラー配置溝２１に配し
たローラー装置２３とからなる。

そして、このローラー装置２３は、各々が複数
個、図示にあつては２枚ローラー２４を軸支台２
５に回転可能に軸支してローラー配置溝２１内に
配してあり、このローラー２４は、ローラー押圧
スプリング２６によつて軸支台２５をヒンドレー
ウオーム２０の方向に押圧してローラー２０を噛
合い溝１９に圧接させるべく形成し各ローラー装
置２３とヒンドレーウオーム２０とが噛合うよう
にしてある。又、軸支台２５は若干の角度回動で
きるように形成してあつて、ヒンドレーウオーム
２０の噛合い溝１９の角度変化に対応するように
も形成してある。

従つて、このように形成した減速装置１８を使
用すれば、常時ローラー装置２３がヒンドレーウ
オーム２０の噛合い溝１９に向つて押圧されてい
るからバツクラツシユがなく、又、本来、バツク
ラツシユがないと噛合い減速は不可能であつた
が、前記ローラー２４が回転するのでバツクラツ
シユのない減速が可能になるものである。

次に、この発明に係る流量調節バルブの使用及
び作動を説明すると、まず、流入管２と流出管３
とをバルブケース１に連結する。そして、駆動装
置１７により揺動軸７を一方向に回転させて第１
図の二点鎖線にて示す一方の揺動限界までバルブ
本体６を揺動させる。

そうすると、流入管２と流出管３とを連通させ
る連通孔５と流量調節孔８とが合致して流入管２
からの流体は全く制限されず流れる。

次に、揺動軸７を他方向に回転させてバルブ本
体６を徐々に反対方向へ揺動させてゆくと、連通
孔５と流量調節孔８とは徐々にずれてゆき流体が
通過する孔が狭くなつてくる。そうすれば、流れ
る流体の流量が徐々に制限されてゆく。そして、
連通孔５と流量調節孔８とが完全に一致しない状
態、つまり、孔５，８同士が完全にはずれるとバ
ルブは閉じたことになり、流体は完全に停止させ
られる。

このようにバルブ本体６を揺動させる際に、バ
ツクラツシユのない減速装置１８を介して駆動装
置１７をバルブ本体６の揺動軸７に連結して、そ
の揺動を、駆動装置１７の回転に対してガタのな
い状態で追随させるので、流体の流れによつて振
動して流量調節が不安定になつたり、振動が激し
くなるとバルブ本体６を破損する結果にもなりか
ねないという悪影響は全くなくなり、更には、そ
の流量調節も非常に正確に行なうことができる。

又、前述したように、バルブ本体６を揺動させ
るだけでバルブの開閉を行なえるので、その作動
は迅速に行なえるものである。

一方、第２実施例は、第４図に示すように、第
１実施例における円形の流量調節孔８の代りに、
例えば、図示の如く、一部が円弧で徐々に窄まつ
てゆく略滴形のような形状の流量調節孔３１を開
穿したバルブ本体３２を配しその流量調節孔３１
における略滴形の窄まつてゆく方向がバルブ本体
３２の揺動方向となるようにし、その他の構造は
第１実施例と同様に形成したものである。

そうすると、この第２実施例の場合、バルブ本
体３２を揺動させて連通孔５に流量調節孔３１
を、窄まつたがわから徐々に合致させるように移
動させてゆくと、連通孔５を通過する流体は、
徐々に且つゆるゆかな増加量で流量が増してゆ
き、円弧の部分に連通孔５が合致した時に最大流
量となる。

そのため、各種装置の流体制御用として用いる
と、急激な流量変化がなくなるため、装置の性能
アツプにつながり、且つ装置自体の耐久性及び安
全性をより確実なものとすることができる。しか
も、特に、精密な流量制御が必要な装置に用いる
場合に、前述した減速装置１８を用いたことと相
俟つて非常に正確な流量調節が可能となり最適で
ある。

更に、第３実施例は、第５図に示すように、バ
ルブ本体を前述のような扇形ではなく、円形のバ
ルブ本体４１を形成し、このバルブ本体４１に
は、複数個の流量調節孔４２を適宜開穿し、その
形状は、例えば、径の異なる円形、或いは、前述
した略滴形、或いは長孔等を適宜設ける。尚、流
量調節孔の形状は前述したものに限定されるもの
ではない。

そして、このバルブ本体４１に対応してバルブ
ケース４３も円形のバルブ本体４１を内蔵すべく
円形に形成し、連通孔を１個にしてもよいが、こ
の場合には２個の連通孔５を設け、それぞれに流
入管２、流出管３を連結する連結部４を設けてあ
り、二連で流量調節が可能となる。

しかも、前記したように流量調節孔４２として
多種の異なる形状のものを複数個形成しているか
ら、バルブ本体４１を揺動、或いは回動させるこ
とにより、適宜流量、調節度合を設定することが
できるものである。

この場合に、前記二次パツキング１６は、図示
の如く各流量調節孔４２それぞれを囲んでもよい
が全体を一纏に囲んでもよく、その都度適宜設定
すればよい。そして、この実施例３のその他の構
造は前述した第１実施例と同様である。

尚、流量調節バルブの構造は、前述した各実施
例に限定されるものではないことは言うまでもな
く、又、前記連通行５の数、流量調節校４２の数
は前述した実施例に限定されるものではないこと
も言うまでもない。更に、各部分の材質に関して
は、その部所に適したものを適宜選択して使用す
れば良いことも言うまでもない。

一方、このように形成した流量調節バルブは、
水等の外に、牛乳等の充填、化学薬品や石油類の
流量調節にも最適であり、流体の使用態様に限定
されるものではなく、その使用にあつては、一台
で使用してもよいが、複数台を並列或いは直列に
連結した状態で使用すれば、より正確な流量調節
が可能である。そして、使用分野も、上述したよ
うに流体であれば全ての気体、液体どちらでも使
用できるので広範囲に拡がり、又、流動性を有し
ているものであれば、粒体であつても使用でき
る。更に、連通孔５に連結する流入管２及び流出
管３は、その断面が円形に限ることはなく、円形
以外の場合でも、連結部４の構造を適宜変えれば
容易に連結できるものである。

［発明の効果］ 上述の如く構成したこの発明は、流体の流入管
２と流出管３とを連結し、これらの管２，３同士
を連通させる適数個の連通孔５を設けて密閉され
ているバルブケース１と、バルブケース１内に揺
動自在に軸支され、前記連通孔５を遮るべく配さ
れた板状のバルブ本体６、このバルブ本体６を揺
動させる駆動装置１７とからなり、バルブ本体６
には、揺動時に連通孔５の位置を通過する適宜形
状の流量調節孔８を適数個開穿してあるので、流
量調節孔８の形状を適宜設定してバルブ本体６を
駆動装置１７の駆動力により揺動させるだけでバ
ルブの開閉及び流量調節を自由に選択でき、且つ
正確に行なうことが可能となり、その作動は非常
に迅速である。

しかも、バルブ本体６の揺動軸７には、バツク
ラツシユのない減速装置１８を介して駆動装置１
７を連結したことにより、従来の減速装置ではバ
ツクラツシユの影響で流体の流れによつて振動し
流量調節が不安定になつたり、振動が激しくなつ
たりしてバルブ本体６を破損する結果にもなりか
ねないが、その揺動を、駆動軸７の回転に対して
ガタのない状態で追随させるので、前述した従来
のバツクラツシユによる悪影響は全くなくなり、
更には、その流量調節も非常に正確に行なうこと
ができるものである。

特に、このバツクラツシユのない減速装置１８
が、鼓状ウオーム２０と、このウオーム２０の長
手軸線に対して間隔をとつて直交する軸線を中心
として回転し、前記ウオーム２０と協働する円板
装置２２とからなるウオーム減速装置において、
円盤装置２２の周縁に、ウオーム２０の溝１９の
ピツチに一致すべく間隔を設けて配し且つ常にウ
オーム２０の方向にローラー２４を押圧すべく形
成したローラー装置２３を設け、各ローラー装置
２３は、各々が複数個のローラー２４を回転可能
に軸支してウオーム２０と噛合うべく形成してあ
るから、通常の減速装置にバツクラツシユ除去機
構を組込む構造と違つて、噛合いそのものにバツ
クラツシユがなくなり、正逆回転における減速そ
のものの精度は大きく向上するものであり、バル
ブ本体６を駆動装置１７の駆動力により揺動させ
るだけでバルブの開閉及び流量調節を自由に選択
する構造の流量調節バルブ、つまり、極わずかの
バルブ本体６の揺動によつてその流量が大きく変
化するバルブの場合に、流量精度を大幅に向上さ
せることができると共に、除去機構を付加する分
大きくなつてしまう通常の減速装置に比べて小形
化を図ることができ非常に優れた流量調節バルブ
を形成することができる。

以上説明したように、この発明によれば、全て
の流体の給配等に際し、その流体の流量を迅速且
つ極めて正確に調節でき、緊急時の流路の開閉、
或いは、頻繁な流路の開閉を必要とする場所での
使用に、或いは正確な流量調節を迅速に行なわな
ければならない場所での使用に最適となり、全体
的に小形化を図ることもできる等の実用上有益な
種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図
は第１実施例の一部切欠正面図、第２図は同じく
側断面図、第３図は減速装置の要部概略図、第４
図は第２実施例の一部切欠正面図、第５図は第３
実施例の一部切欠正面図である。 １……バルブケース、２……流入管、３……流
出管、４……連結部、５……連通孔、６……バル
ブ本体、７……揺動軸、８……流量調節孔、９…
…支持ガイドローラー、１０……連結管、１１…
…密閉パツキング、１２……パツキング保持部、
１３……パツキング押圧スプリング、１４……調
節ネジ、１５……連結管保持板、１６……二次パ
ツキング、１７……駆動装置、１８……減速装
置、１９……噛合い溝、２０……ヒンドレーウオ
ーム、２１……ローラー配置溝、２２……円板装
置、２３……ローラー装置、２４……ローラー、
２５……軸支台、２６……ローラー押圧スプリン
グ、３１……流量調節孔、３２……バルブ本体、
４１……バルブ本体、４２……流量調節孔、４３
……バルブケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 適数本の流体の流入管と流出管とを連結し、
   これらの管同士を連通させる適数個の連通孔を設
   けて密閉されているバルブケースと、バルブケー
   ス内に揺動自在に軸支され、前記連通孔を遮るべ
   く配された板状のバルブ本体と、このバルブ本体
   を揺動させる駆動装置とからなり、バルブ本体に
   は、揺動時に連通孔の位置を通過する適宜形状の
   流量調節孔を適数個開穿し、バルブ本体の揺動軸
   と駆動装置とは、バツクラツシユのない減速装置
   を介して連結し、この減速装置は、鼓状ウオーム
   と、このウオームの長手軸線に対して間隔をとつ
   て直交する軸線を中心として回転し、前記ウオー
   ムと協働する円板装置とからなるウオーム減速装
   置において、円盤装置の周縁に、ウオームの溝の
   ピツチに一致すべく間隔を設けて配し且つ常にウ
   オームの方向にローラーを押圧すべく形成したロ
   ーラー装置を設け、各ローラー装置は、各々が複
   数個のローラーを回転可能に軸支してウオームと
   噛合うべく形成したことを特徴とする流量調節バ
   ルブ。