JPH07269740A - 弁の開度保持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成の下で、弁の開度を無段階の任意
の位置で保持する。 【構成】 バルブケース２内の流路を回転によって遮断
する弁体８は、弁棒７の下端部に固定され、弁棒７は、
バルブケース２の外周に固定されたボンネット６内に回
転自在に納められ、その上部はボンネット６から突出し
ている。ボンネット６外周に固定されたフランジ１１と
押圧板１５との間に介在させた支持シャフト１３の外周
にコイルスプリング１６を設け、支持シャフト１３の径
小部分１３ａを押圧板１５から突出させ、その端部に調
節ナット１７を螺着させる。弁棒７外周に固着された係
止リング１８の下面は粗いブレーキ面となっており、コ
イルスプリング１６によって押圧された押圧板１５との
間で大きな摩擦力が発生し、弁棒７は容易に回転せず、
弁体８の開度はそのままの状態にて保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弁の開度保持機構に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】水配管等に使用される例えばボール弁、
バタフライ弁などの開閉弁においては、一般的にその一
端部が、管状のバルブケースの外側に直交して取り付け
られたボンネットと、このボンネットの軸回りに回転自
在となるようにボンネット内に取り付けられた弁棒とを
有しており、さらにバルブケース内の流路には、前記弁
棒の先端に取り付けられたボール形状や円板形状をなす
弁体が取り付けられており、この弁棒の回転によって、
前記弁体の開度が調節されるように構成されている。そ
してこのような弁の開度を調節する構成として、従来は
例えばウォームギヤ方式やロックレバー方式が採用され
ていた。

【０００３】ウォームギヤ方式は、弁棒の端部にウォー
ムホイルを固着し、他方弁棒と直角に配されるウォーム
軸に前記ウォームホイルと歯合するウォームを固着し、
かかる構成のいわゆるウォームギヤによって生ずる、力
のモーメント差によって弁体の開度を保持するようにな
っていた。

【０００４】他方、ロックレバー方式は、例えばウレタ
ン樹脂からなり、内周に突起を有するロックリングをボ
ンネット内上部に固着し、このロックリングの前記突起
と係止し合う突起をその外周に設けた適宜のエレメント
を弁棒上部外周に固着し、前記突起の係止によって弁体
の開度が保持されるように構成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者のウ
ォームギヤ方式によれば、全体として構造が複雑にな
り、それに伴ってコストも高くなる。しかもウォーム軸
は弁棒と直角に配置されるので、例えばパイプ、ダクト
並びに他のバルブ等が輻輳した狭い空間においては、ス
ペース的にその取付ができないおそれがあった。

【０００６】また後者のロックレバー方式によれば、構
造は単純化されるが、突起の相互係止によって保持する
ようになっているため、トルク調整ができず、操作性が
芳しくなかった。しかも操作を繰り返していくと突起が
摩耗して所望の開度に保持できなくなるおそれもあり、
また基本的に無段階に開度を連続して調節、保持できる
ものではなかった。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされものであ
り、単純な構成を採り、そのコストを低廉に抑えつつ無
段階に連続して弁の開度が調整でき、しかもトルク調整
も自在な新しい弁の開度保持機構を提供して、前記問題
の解決を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１によれば、その一端部が、管状のバルブケ
ースの外側に直交して取り付けられたボンネットと、こ
のボンネットの軸回りに回転自在となるようにボンネッ
ト内に取り付けられた弁棒と、この弁棒に取り付けられ
てこの弁棒の回転によってバルブケース内の流路を遮断
自在な弁体とを備えた弁における、前記弁体の開度を保
持するための機構であって、 前記ボンネット外周に支持部材を固着すると共に、ボン
ネットの他端部から突出する弁棒外周に、バルブケース
側の面にブレーキ面を有する係止部材を固定し、前記係
止部材に対してボンネット側から押圧される押圧板を、
弁棒の軸方向に摺動自在となるように設け、さらに前記
押圧板を前記係止部材側に付勢する付勢部材を、前記押
圧板と支持部材との間に介装したことを特徴とする、弁
の開度保持機構が提供される。ここでいうところのブレ
ーキ面とは、その表面を粗面として摩擦抵抗を高めた面
をいう。

【０００９】また請求項２によれば、前記したようなブ
レーキ面を係止部材ではなく、押圧板側に設けたことを
特徴とするものである。さらに請求項３では、かかるブ
レーキ面を係止部材と押圧板との両方に設けたことを特
徴とするものである。

【００１０】そのように構成された開度保持機構におい
て、請求項４に記載したように、付勢部材の付勢力の強
弱を、調節自在に構成すればさらにこのましい作用効果
が得られる。

【００１１】かかる場合、請求項５に記載したように、
付勢部材はコイルスプリングによって構成され、さらに
一端部が支持部材側に固定され、かつ他端部が押圧板を
遊貫突出するように構成された支持シャフトの周りに、
このコイルスプリングが配され、前記支持シャフトの突
出端部に調節ナットが螺着されたことを特徴とする構成
としてもよい。

【００１２】また請求項６に記載したように、付勢部材
はコイルスプリングによって構成され、このコイルスプ
リングがいわば被冠する支持シャフトの一端部を押圧板
側に固定し、他端部は支持部材を遊貫突出するように構
成し、前記支持シャフトの突出端部に調節ナットが螺着
されたことを特徴とする構成にしてもよい。

【００１３】

【作用】請求項１によれば、押圧板と支持部材との間に
介装された付勢部材によって、押圧板は係止部材側へと
付勢され、係止部材のブレーキ面に押圧される。このブ
レーキ面は、前記したごとくその表面が粗面となってい
るから摩擦抵抗が大きく、それゆえブレーキ面への押圧
板の押圧により、極めて大きな摩擦力が発生する。した
がってバルブケース内を流れる流体から弁体が受ける圧
力によって弁棒が回転しようとしても、前記押圧とこの
摩擦力によって弁棒の回転は阻止され、弁体の開度はそ
のままの状態で維持される。そして弁の開閉操作を行う
には、例えば弁棒に操作レバー等を固定し、前記摩擦力
に抗してこのレバーを回して弁棒を回転させればよい。
したがって無段階で連続した弁の開閉が実施できる。

【００１４】請求項２によれば、請求項１とは逆に、押
圧板側にブレーキ面が形成されているが、押圧板の係止
部材側への押圧により、請求項１と同様、極めて大きな
摩擦力が発生し、押圧とこの摩擦力によって弁棒の回転
は阻止され、弁体の開度はそのままの状態で維持され
る。

【００１５】さらに請求項３では、かかるブレーキ面が
係止部材と押圧板との両方に設けられているので、押圧
板の係止部材側への押圧によって発生する摩擦力は、請
求項１、２よりもさらに大きいものとなっており、それ
ゆえ請求項１、２の場合よりもより流体の圧力が大きい
弁に対して適用できる。

【００１６】請求項４に記載したように、付勢部材の付
勢力の強弱が、調節自在に構成されていると、摩擦力を
発生させる押圧力（抗力）の大きさを変化させることが
できるので、バルブケース内を流れる流体の圧力に応じ
て、開度を保持するための必要なトルク設定が容易に行
える。

【００１７】かかる場合、請求項５、６によれば、調節
ナットを適宜締めたり緩めたりすることによって、コイ
ルスプリングの伸長状態を変化させることができるの
で、付勢力を容易に変化させることが可能となってい
る。なおこの請求項５、６では、コイルスプリングの付
勢力によって押圧力を得ているから、例えば既述したよ
うに操作レバーを弁棒に固定して弁棒を回転させる場
合、よりスムーズな開閉操作を得るためには、例えばこ
の操作レバーに、作用点をコイルスプリングを収縮させ
る位置に設定した「てこ」の機能を持たせ、レバーの押
し上げ、あるいは押し下げによってコイルスプリングの
付勢力を一旦解除するように構成しておけば、開度を保
持するための摩擦力が解除され、より小さい力で弁の開
閉操作を実行することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
れば、図１は、本実施例を採用したバタフライ弁１の断
面を示しており、このバタフライ弁１に使用されたバル
ブケース２は、市販鋼管やスクラップ管などの管材を必
要長さに輪切り切断して構成されており、その一端部
（図中の右側端部）にはラッパ状に開口したつば部３、
他端部には外側に向けて環状のへこみ部４を有する球座
部５が形成されている。前記つば部３は、市販鋼管やス
クラップ管を輪切り切断し、その端部を例えばベーリン
グ（Belling)加工法を用いて拡管成形加工し、その後こ
れをレーザビーム溶接することによってバルブケース２
の一端部外周に固着して構成したものである。

【００１９】このバルブケース２の中央に、やはり市販
鋼管やスクラップ管などを利用した管体からなるボンネ
ット６の下端部が、バルブケース２と直交する形でバル
ブケース２の外周に固定されている。図示の例では、溶
接によってボンネット６の下端部をバルブケース２の外
周に固定することによって取り付けられている。この場
合のボンネット６の固定にあたっては、まずバルブケー
ス２の所定箇所に、図２に示したように、円形に平坦部
２ａを形成し、この平坦部に後述の弁棒７の挿通孔２ｂ
を穿ち、その後ボンネット６の下端面を平坦部２ａに固
着するようにすれば、ボンネット６の下端面をバルブケ
ース２の外形に合わせていわゆる「鞍形」に成形しなく
てもよい。

【００２０】前記ボンネット６の上端部は、その外周に
ネジが切られたすり割りのテーパ形状に成形され、また
このボンネット６の上方側外周には、支持部材となるフ
ランジ１１が固着されている。そして弁棒７は、このボ
ンネット６内に回転自在に挿入され、その挿入下端部
は、前記挿通孔２ｂからバルブケース２内に突出してそ
の突出端部には、円板状の弁体８が取り付けられてい
る。

【００２１】他方弁棒の上部約１／３は、ボンネット６
の上端部から突出しており、さらに弁棒７におけるボン
ネット６内の上端部近傍には、環状凹部７ａが形成され
ており、この環状凹部７ａ内にＯリング９が嵌め込ま
れ、ボンネット６上端部に締め付けられる押えキャップ
１０の締め付けによって、当該Ｏリング９は押圧され
て、ボンネット６と弁棒７との間の水密性が強固に確保
されている。

【００２２】なお弁棒７は、ボンネット６から抜け出な
いようにする必要があるが、かかる要求を満たすために
は、例えば弁棒７の下端部と弁体８とを固着したり、あ
るいは図３に示したように、弁棒７の外周に環状凸部７
ｂを形成して、この環状凸部７ｂを前記押えキャップ１
０の内面に係止させるようにしたりしてもよく、さらに
は図４に示したように、ボンネット６内における弁棒の
７の外周適宜箇所に環状凹部７ｃを形成し、弁棒７挿入
後にボンネット６外周から、図４に示したように図中の
Ｘで示されるように、いわゆる「ダボ打ち」によってボ
ンネット６内壁を前記環状凹部７ｃ内に突出させるよう
にしてもよい。

【００２３】そして本実施例にかかる開度保持機構は、
前記フランジ１１を支持部材として構成されている。即
ち、まずドーナツ板状の基板１２の上面側に、環状に９
０゜おきに計４本の支持シャフト１３の下端部が固着さ
れており、さらにこの基板１２は、ボルト・ナット等の
固定部材１４によって、前記フランジ１１に形成された
孔１１ａを介して、このフランジ１１に固着されてい
る。また支持シャフト１３の上端部は径小となってお
り、この径小部分１３ａにはネジが切られている。

【００２４】他方押圧板１５は、図５に示したような形
態を有しており、前記弁棒７が回転自在に通過する穴１
５ａをその中心に有し、また周縁部近傍には、前記支持
シャフト１３の径小部分１３ａのみが摺動突出自在な小
穴１５ｂが、図示の如く、中心角９０゜おきに４カ所に
穿設されている。そして前記４本の支持シャフト１３の
外周に、夫々コイルスプリング１６を被冠させた後、そ
の各径小部分１３ａを、前記小穴１５ｂから突出させる
ようにして、押圧板１５が弁棒７周りにセットされ、当
該径小部分１３ａに、図１、図６に示したように、夫々
調節ナット１７が螺着されている。したがってこの調節
ナット１７を適宜締め付けたり、緩めたりすることによ
って、コイルスプリング１６の圧縮度が変化し、それに
伴って押圧板１５の付勢力を調節することが可能になっ
ている。

【００２５】本実施例においては、この押圧板１５に押
圧される係止部材として、図７に示したような係止リン
グ１８を採用している。この係止リング１８は、同図に
示したように、その上面側中心に凸部１８ａが形成さ
れ、この凸部１８ａごと弁棒７が上下に遊貫する孔１８
ｂが中心に穿設されている。またこの係止リング１８の
下面は、その表面が粗く成形されたブレーキ面１８ｃが
形成されている。

【００２６】そして図１に示したように、適宜の固着ネ
ジ１９を前記凸部１８ａを水平方向に螺嵌させて、弁棒
７の所定の箇所に螺着させることにより、係止リング１
８は、弁棒７の外周に固着されている。したがってこの
固着ネジ１９を取り外すことによって、係止リング１８
は、弁棒７から外すことが可能になっている。

【００２７】一方、ボンネット６に対向した側のバルブ
ケース２の外側にも、円筒状のボトムケース２１が、前
出ボンネット６の場合と同様に溶接によって取り付けら
れている。かかるボトムケース２１固着の際にも、前出
ボンネット６取付と同様図２に示したように、まずバル
ブケース２の所定箇所に円形に平坦部２ｃを形成し、こ
の平坦部２ｃに、下部弁棒２２挿通用の孔２ｄを穿設
し、その後前記平坦部２ｃにボトムケース２１の上端部
を固着するようにすれば、ボトムケース２１の当該上端
面を特にバルブケース２の外形に合わせて、いわゆる
「鞍形」形状に成形しなくともよく、製造が容易でかつ
強固な固着が実現できる。

【００２８】そしてこのボトムケース２１内に下部弁棒
２２が回転自在に挿入されてその挿入端部、即ち上端部
は、前記孔２ｄを通過してバルブケース２内に突出し、
この上端部に弁体８の下部が支持・固定されている。、
またこのボトムケース２１内における下部弁棒２２の下
端部近傍には、環状凹部２２ａが形成されており、この
環状凹部２２ａ内にＯリング２３が嵌め込まれ、ボンネ
ット６上端部に締め付けられる押えキャップ１０と同一
構成になる押えキャップ２４の締め付けによって、当該
Ｏリング２３は押圧されて、ボトムケース２１と下部弁
棒２２との間の水密性が強固に確保されると共に、下部
弁棒２２の脱落が防止されている。

【００２９】なお図１における状態では、弁体８はバル
ブケース２の流路を遮断する位置にあり、この状態から
弁棒６を９０゜回転させると、弁体８はバルブケース２
内の流路を最大に開放するようになる。そしてそのよう
に弁体８が遮断位置にあるときには、弁体８の外周縁と
バルブケース２の内周面との間のシールを完全にする必
要があり、そのため本実施例ではシール材としてゴム製
のシートリング３１を用い、このシートリング３１を、
筒状のシートリングリテーナ３２、３３でバルブケース
２の内面に固定する構成を採った。これら各シートリン
グリテーナ３２、３３のバルブケース２の内面への固定
にあたっては、バルブケース２の内面に形成した環状溝
３４、３５に対して、シートリングリテーナ３２、３３
をバルジングによって膨出成形することによってなされ
ている。

【００３０】本実施例を採用したバタフライ弁１は以上
の構成を有しており、弁体８の開閉操作を行うには、例
えば弁棒７の外周に着脱自在な操作レバー（図示せず）
を用意して、この操作レバーを弁棒７周りに回転させる
ことによって、弁体８の開閉を行うことができる。

【００３１】そして所定の開度の状態で操作レバーを離
しても、コイルスプリング１６の付勢によって押圧板１
５が係止リング１８を押圧しており、しかもこの係止リ
ング１８における被押圧面は、既述の如くその表面が粗
く成形されたブレーキ面１８ｃであるから、大きな摩擦
力が生じており、前記押圧とこの摩擦力によって、バル
ブケース２内を流れる流体の圧力による弁体８の回動が
防止されている。即ち、そのままの状態で開度が保持さ
れるのである。またかかる摩擦力の設定、即ち、抗回転
トルクの設定は、調節ナット１７を適宜締め付けたり、
緩めたりしてコイルスプリング１６の圧縮度を変化させ
ることによって、これを容易に行うことができる。

【００３２】しかもそのようにして弁体８の開度が保持
されるので、開度は無段階かつ連続した任意の位置にて
保持することが可能である。しかも構造的にも極めて簡
易なものとなっており、製造コストも低廉に抑えること
が可能になっている。

【００３３】なお前記実施例においては、摩擦力を発生
させる大きな要因となったブレーキ面が、係止リング１
８側に形成されていたが、これに代えて図５に示したよ
うに、押え板１５における少なくとも係止リング１８と
密着する面１５ｃに形成しても全く同様な効果が得ら
れ、さらに押え板１５と係止リング１８と対向する両面
にそのようなブレーキ面を形成すれば、さらに大きな摩
擦力を得ることが可能である。

【００３４】また前記実施例では、支持シャフト１３の
径小部分１３ａを押圧板１５側から突出させる構成とし
たが、これに代え支持シャフト１３を押圧板１５側に固
着し、その径小部分１３ａを基板１２（フランジ１１）
側に突出させて、当該突出端部に調節ナット１７を螺着
するようにしてもよい。

【００３５】なお前記バタフライ弁１のバルブケース２
の両端には、既述の如くつば部３と球座部５が形成され
ているから、図１に示したように、他の管体４１と可撓
性のある継手接続が可能である。即ち、他の管体４１の
接続端部に、バルブケース２のつば部３と同一構成のテ
ーパ状に開口したつば部４２を形成しておき、球座部５
のへこみ部４にＯリング４３を装着し、他の管体４１の
つば部４２と球座部５とを向き合わせ、これらつば部４
２と球座部５の外側から、例えば２つの半割半円体によ
って構成されたれハウジング４４をかぶせ、このハウジ
ング４４を、ボルト・ナットなどの締め付け固定部材４
５によって締め付け、このハウジング４４相互を締め付
けるだけで、継手接続を簡単に実現することができる。

【００３６】このようにして構成された継手部分の水密
性は、つば部４２と球座部５との間に介在して、両者で
押圧されるＯリング４３によって確保されており、さら
につば部４２の端縁部がハウジング４４の内周壁に当接
するまで、継手部分は可撓性を有している。従って、現
場での施工性が良好な上に、極めて実用性のある継手接
続が可能である。

【００３７】

【発明の効果】請求項１、２によれば、付勢部材による
付勢力とそれによって生じた摩擦力で、弁の開度が連続
無段階で保持される。またその構造は、基本的には押圧
板、係止部材、付勢部材及び支持部材によって構成され
ているので、構造が簡素化され、コストも低廉に抑える
ことができる。

【００３８】請求項３によれば、前記請求項１、２より
もさらに開度を保持する力が大きくなっており、より流
体の圧力が大きい弁に対して適用できる。

【００３９】請求項４によれば、バルブケース内を流れ
る流体の圧力に応じて、開度を保持するための必要なト
ルク設定が、容易かつ自在に行える。

【００４０】請求項５、６によれば、調節ナットを適宜
締めたり緩めたりすることによって、前記のトルク設定
が極めて簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例が採り入れられたバタフライ弁
の縦断面図である。

【図２】図１のバタフライ弁におけるバルブケースの軸
方向縦断面図である。

【図３】図１のバタフライ弁における実施例において、
弁棒とボンネットとの離脱不可の関係を持たせる構成例
を示す、拡大縦断面図である。

【図４】図１のバタフライ弁における実施例において、
弁棒とボンネットとの離脱不可の関係を持たせる他の構
成例を示す、要部縦断面図である。

【図５】図１のバタフライ弁における実施例において使
用した押圧板の概観を示す斜視図である。

【図６】図１のバタフライ弁における実施例の平面図で
ある。

【図７】図１のバタフライ弁における実施例において使
用した係止リングの概観を示す斜め下から見た斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ バタフライ弁 ２ バルブケース ６ ボンネット ７ 弁棒 ８ 弁体 １１ フランジ １３ 支持シャフト １３ａ 径小部分 １５ 押圧板 １５ｃ ブレーキ面 １６ コイルスプリング １７ 調節ナット １８ 係止リング ２２ 下部弁棒

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その一端部が、管状のバルブケースの外
   側に直交して取り付けられたボンネットと、このボンネ
   ットの軸回りに回転自在となるようにボンネット内に取
   り付けられた弁棒と、この弁棒に取り付けられてこの弁
   棒の回転によってバルブケース内の流路を遮断自在な弁
   体とを備えた弁における、前記弁体の開度を保持するた
   めの機構であって、 前記ボンネット外周に支持部材を固着すると共に、ボン
   ネットの他端部から突出する弁棒外周に、バルブケース
   側の面にブレーキ面を有する係止部材を固定し、前記係
   止部材に対してボンネット側から押圧される押圧板を、
   弁棒の軸方向に摺動自在となるように設け、さらに前記
   押圧板を前記係止部材側に付勢する付勢部材を、前記押
   圧板と支持部材との間に介装したことを特徴とする、弁
   の開度保持機構。
2. 【請求項２】 その一端部が、管状のバルブケースの外
   側に直交して取り付けられたボンネットと、このボンネ
   ットの軸回りに回転自在となるようにボンネット内に取
   り付けられた弁棒と、この弁棒に取り付けられてこの弁
   棒の回転によってバルブケース内の流路を遮断自在な弁
   体とを備えた弁における、前記弁体の開度を保持するた
   めの機構であって、 前記ボンネット外周に支持部材を固着すると共に、ボン
   ネットの他端部から突出する弁棒外周に係止部材を固定
   し、前記係止部材に対してボンネット側から押圧される
   押圧板を、弁棒の軸方向に摺動自在となるように設け、
   この押圧板における係止部材側の面にブレーキ面を設
   け、さらに前記押圧板を前記係止部材側に付勢する付勢
   部材を、前記押圧板と支持部材との間に介装したことを
   特徴とする、弁の開度保持機構。
3. 【請求項３】 その一端部が、管状のバルブケースの外
   側に直交して取り付けられたボンネットと、このボンネ
   ットの軸回りに回転自在となるようにボンネット内に取
   り付けられた弁棒と、この弁棒に取り付けられてこの弁
   棒の回転によってバルブケース内の流路を遮断自在な弁
   体とを備えた弁における、前記弁体の開度を保持するた
   めの機構であって、 前記ボンネット外周に支持部材を固着すると共に、ボン
   ネットの他端部から突出する弁棒外周に、バルブケース
   側の面にブレーキ面を有する係止部材を固定し、前記係
   止部材に対してボンネット側から押圧される押圧板を、
   弁棒の軸方向に摺動自在となるように設け、この押圧板
   における係止部材側の面にブレーキ面を設け、さらに前
   記押圧板を前記係止部材側に付勢する付勢部材を、前記
   押圧板と支持部材との間に介装したことを特徴とする、
   弁の開度保持機構。
4. 【請求項４】 付勢部材の付勢力はその強弱が調節自在
   に構成されたことを特徴とする、請求項１、２又は３に
   記載の弁の開度保持機構。
5. 【請求項５】 付勢部材はコイルスプリングによって構
   成され、さらに一端部が支持部材側に固定され、かつ他
   端部が押圧板を遊貫突出するように構成された支持シャ
   フトの周りに、このコイルスプリングが配され、前記支
   持シャフトの突出端部に調節ナットが螺着されたことを
   特徴とする、請求項１、２又は３に記載の弁の開度保持
   機構。
6. 【請求項６】 付勢部材はコイルスプリングによって構
   成され、一端部が押圧板側に固定され、かつ他端部は支
   持部材を遊貫突出するように構成された支持シャフトの
   周りに、このコイルスプリングが配され、前記支持シャ
   フトの突出端部に調節ナットが螺着されたことを特徴と
   する、請求項１、２又は３に記載の弁の開度保持機構。