JPH10508361A - バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この出願は、開閉をもたらすキー（２０）によって回転可能なスピンドル（１６）を有するタイプのバルブ（１０）の操作を記録する装置を開示するものであって、装置は、使用時にキー（２０）上に備えられるオペレーティブ手段（３６）を有し、オペレーティブ手段は他の装置や機器とは関係なく作動可能であり、バルブの操作中にキーの回転運動を感知する。好ましくは、オペレーティブ手段は地磁界に感度が高いセンサー手段（４０、４２）を有し、センサー手段によって発生するシグナルを解析することでキーの回転を決めるものである。過酷なバルブの周辺に潜在的に繊細な装置を備える必要がある場合、キー上のオペレーティブ手段を用いてバルブの操作を感知することによって、それぞれのバルブに感知装置を備える費用がかからない。（キーの合計数はバルブの合計数よりずっと少ない。）

Description

【発明の詳細な説明】 バルブ この発明は、バルブに関するものである。特に、バルブの開閉を自動的に記録 する手段を有するバルブとそのようなバルブを開閉する（通常、操作するという ）ための装置に関するものである。 水の移送システムにおいて、修理のために移送システムの一部を隔離するため に、或いは漏れがあるために水を遮断するために、又システムの日々の作動中に 起こる多くの他の目的のために、多くのバルブが使用されている。システムを管 理する者がいつでもバルブの状態を決めることができ、システムの調子を予測し てシステムの全ての部分が安全に、効率的に作動していることを確実にすること は、疑いもなく望ましいことである。 従来、バルブの状態は、例えば作業員がバルブの操作時間毎に記録を取り、用 紙に記録することでモニターしている。このように集められた情報を照合し、シ ステム全体のある特定の瞬間の状況を示すことができる。しかしながら、作業員 が時々操作を記録するのを忘れたり、バルブを間違って識別したりして、システ ムの記録に不正確な点を生じさせるといったことは明らかである。 バルブの操作を自動的に記録することが望まれる場合、いくつかの困難は克服 されるであろう。 第１に、水の移送システム中のバルブの数は非常に多く、そのことからバルブ に装着されるすべての装置ができるだけ低コストのものであることが要求される 。 第２に、バルブはしばしば、湿っぽい、汚れた、狭い状態で土の中にあるので 、バルブに装着されるすべての装置は小さく、頑丈で、装着が簡単であるもので なければならない。 第３に、バルブ操作スピンドルは、しばらくの間開閉されない場合、動かなく なるということがよく起こる。バルブは通常、人が少し離れた上方から長いキー を用いて操作しているので、作業員がスピンドルを回すのに苦労するような場合 、全く回転しないバルブに力がかかり、キーがバルブスピンドルの回転軸からず れるということがよく起こる。 この発明の目的は、バルブの開閉を自動的に記録する一方で、いくつか又は全 ての上記困難が及ぼす影響を最小限にとどめることである。 まず第１に、この発明は、バルブの操作を記録する装置を提供するものであり 、そのバルブは、バルブを開閉させるためのキーによって回転可能なスピンドル を有するタイプのものである。その装置は、使用時にはキー上に備えられるオペ レーティブ手段を有し、そのオペレーティブ手段は、他の装置（例えば電子装置 ）とは関係なく作動可能であり、バルブの操作中にキーの回転運動を感知する。 過酷なバルブの周辺に潜在的に繊細な装置を備える必要がある場合、キー上の オペレーティブ手段を用いてバルブの操作を感知することで、それぞれのバルブ に感知装置を備える費用がかからない。（キーの合計数はバルブの合計数よりず っと少ない。）オペレーティブ手段が他の装置とは関係なく作動可能である、す なわち感知機能を発揮するのに他の装置や機器を必要としない（又は他のそのよ うな装置や機器に接続する必要がない）ので、バルブに付加的な修正を加える必 要がない。 装置はキー上に置かれるとしてもよいし、実際、キーの一部として製造される としてもよい。また、装置は既存のキーに接続或いは装着するようにしてもよい 。「キー上に備えられる」又は「キー上に置かれる」なる用語には、例えば、装 置がキーの一部の表面に据えつけられる実施例や、装置がキーの一部の内部にあ る実施例や、その他、装置がキーのあらゆる部分に取り込まれたり、含まれたり する実施例を含める。 好ましくは、オペレーティブ手段はキーの回転を感知する手段を有する。この 場合は、キーとバルブの間の関連する動きが感知できる上に、それぞれのバルブ 上に更なる電子装置を備える必要がない。 ほとんどの実施例で、装置のオペレーティブ手段は主として電子装置である。 好ましい実施例では、オペレーティブ手段は、周辺（好ましくは、定常状態及び 静止）磁界に感度が高いセンサー手段を有し、そのセンサー手段によって発生す るシグナルを解析することでキーの回転を決めるものである。好ましくは、周辺 磁界には、主な（或いは唯一の）成分として地磁界が含まれる。しかしながらあ る一定の場所においては、例えば他の磁気的影響又は磁界が存在する建物の内部 においては、地磁界の影響は周辺磁界の単に１つの、或いは少数の成分となるか もしれない。 例えば、センサー手段は、最も一般的には互いに直角に置かれた一対の指向性 磁気センサーを有する。それぞれのセンサーによって感知される磁界内の変化を モニターすることによって、キーの回転を決めることができる。変化の相対的な 位相を解析することによって、回転の方向が確かめられると同時に、変化率がキ ーの回転速度を決めるために用いられる。 好ましくは、センサー手段は、二対の指向性磁気センサー、例えば位相が直角 に配置されたものを有する。効果的には、上記実施例の２つのセンサーは、それ ぞれ一対のセンサーに置きかえられる。それぞれの対の２つのセンサーは平行に 配置されているものの、正反対の方向に置かれている。この配置によって、一対 のそれぞれのセンサーによって発生するシグナル合計の変化の減少或いは消去が 助長される。言い換えれば、キーの回転によるセンサーの出力の変化は変わらな いままであるが、定常状態の出力成分はすべて消去される。 好ましくは、装置は操作のためのキーのバルブへの接続を感知する感知手段を 有する。 好ましくは、装置はバルブの操作中にキーのバルブへの接続やキーの回転運動 を記録する記録手段を有する。 好ましくは、バルブは「オン・オフ」タイプ、すなわち調整バルブではなく、 停止バルブである。 好ましくは、それぞれのバルブは、装置のオペレーティブ手段に対してバルブ を識別する識別手段を備え、それによって、操作されるバルブの識別を自動的に 、例えば記録手段によって、記録することができる。識別手段はバルブの一部に 装着された電子トランスポンダを有し、好ましくはトランスポンダは、キーのオ ペレーティブ手段から、例えば電磁誘導カップリングによって電力を受ける。し たがって、それぞれのバルブにそれぞれの電源を備える必要がない。 更にそれぞれのバルブには、キーのオペレーティブ手段によってデータを書き 込んだり、読み取ったりする電子メモリを備えることができる。メモリは、キー による操作に伴うバルブの状態に関する情報を蓄積するのに用いることができる 。 トランスポンダやメモリは、バルブ内に取り付けられるように密封された、頑 丈な「ピル」内に取り付けられるとしてもよい。この場合、バルブに取り付けら れた電子部品は、しっかりとコンパクトにまとめることができる。ピルは、電磁 誘導カップリングによるキーからの電界又は磁界を拾うコイルを有するとしても よい。このようにして、オペレーティブ手段がピルからデータを読み取ったり、 ピルに書き込んだりする。 多くのバルブは、回転のためのキーとの係合を容易にするような形状及び大き さにしたバルブトップを有している。バルブトップは、バルブのスピンドル又は 他の部分に付けられる。そのようなバルブでは、すべての識別手段又はメモリを バルブトップ内に、特に直前の段落で述べたように、ピル内に適切に取り付ける ことができる。好ましくは、記述のバルブトップは従来のバルブトップとほとん ど同じ大きさであり、この発明に使用できるように既存のバルブを改造し、改造 部品として備えることができる。 第２に、この発明は、この発明の第１の様相に応じた装置を有するキーを提供 するものである。 第３に、この発明は、キーのバルブへの接続を感知し、キーの回転を感知、記 録する段階を有するバルブの操作を記録する方法を提供するものである。 好ましくは、その方法はキーが回転したときの周辺磁界の変化を感知するセン サー手段を用いる段階を有する。そのような変化の感知によって、キーの回転を 決めることができる。好ましくは、センサー手段は複数のセンサーを有し、それ ぞれのセンサーによって感知される周辺磁界、例えば地磁界の変化の相対的な位 相を解析することによって、キーの回転方向を決めることができる。更に、１つ 或いはそれ以上のセンサーの磁界の変化率を解析することによって、キーの回転 速度を決めることができる。 第４に、この発明は、開閉をもたらすキーによって回転可能なスピンドルを有 するタイプのバルブの操作を記録する装置を提供するものである。装置は、使用 時にキー上に備えられるオペレーティブ手段を有し、オペレーティブ手段は操作 のためのキーのバルブへの接続を感知し、バルブの操作中にキーの回転運動を感 知、記録するものである。 以下に、この発明の実施例を、一例として、添付の図面を参照しながら詳細に 述べる。 図１は、この発明の実施例のキーとバルブの部分断面図である。 図２は、キー内の磁気センサーの配置を表す概略図である。 図３は、キーの回転中にセンサーによって発生するシグナルを示している。 まず図１において、バルブ１０は、選択的に水を流したり止めたりするような 給水パイプ１２中に備えられている。図に示されるように、バルブ１０は通常限 られた大きさのチャンバー１１中で土の中に置かれている。チャンバー１１は地 面部でアクセスカバー（図示せず）に通じている。バルブ１０上で行われるすべ ての日常作業は、必然的にチャンバー１１の大きさによって制約をうける。 停止バルブ１０は、本体１４と、本体１４から延びるスピンドル１６と、バル ブトップ１８から成る。スピンドル１６はバルブ本体１４内で、部品と効果的に 接続されているので、最初の方向（一般的には左回り）に回転させるとバルブ１ ０が開いて水が流れ、反対方向に回転させるとバルブ１０が閉まって流れが止ま る。 使用時には、バルブ１０は通常、スピンドル１６がバルブ本体１４から垂直に 上向きに突き出るように置かれている。この配置では、バルブトップ１８は、ス ピンドル１６から上向きに突き出ている。バルブトップ１８はキー２０と作用し 合うような形状と大きさを有し、キー２０をスピンドル１６に効果的に接続させ るので、スピンドル１６はキー２０によって回転可能となる。 キー２０はヘッド２２を有し、ヘッド２２は、バルブトップ１８とヘッド２２ に接続されたシャフト２４とに係合するようにしている。シャフト２４は通常、 ヘッド２２が使用時にバルブトップ１８と係合するとき、スピンドル１６の回転 軸と同軸上にある。キーはまた、シャフト２４に接続された横方向のバー２６を 有し、レバーとして作用することによって、シャフト２４が動かされ、バルブ１ ０を動かすことができる。 この発明のこの実施例において、バルブトップ１８に備えられた密封電子パッ ケージ３０（「ピル」ということができる）は、コード化された電子装置を有し 、それによってバルブ１０が一意に識別されることができる。また、バルブトッ プ１８に備えられた電力を受ける手段によって、外部エネルギー源から電力を発 生させることができる。例えばパッケージ３０は、外部磁界によって活性化する コイルを有し、パッケージ３０の作動のための電力を発生させることができる。 キー２０のヘッド２２内には、電子接続部３２が備えられ、それを介して電力 は、キー２０が操作の際に接続されるバルブ１０のパッケージ３０に伝えられ、 パッケージ３０からデータを受けることができる。接続部３２はまた、コイルを 有するとしてもよい。周知のように、電力やデータのシグナルは、第１のコイル に交流シグナルを適用することによって、磁気的に接続された２つのコイルの間 で伝達され、第２のコイルに誘導される電圧シグナルを発生させることができる 。データは、第２のコイルに適用される電荷の変調によって伝達され、これが第 １のコイルのインピーダンスの変調として表される。 キー２０は更に、オペレーティブユニット３６を有している。オペレーティブ ユニット３６は、接続部３２に接続される電子回路を有し、バルブ１０のパッケ ージ３０に電力を伝達し、パッケージ３０からデータを受ける。更に、オペレー ティブユニットはまた、バルブの操作中に起こり得るキー２０の回転運動を感知 するセンサー手段を有している。 図２に概略的に示されるように、センサー手段は第１及び第２の指向性磁気セ ンサー４０、４２を有している。センサー４０、４２は、位相を直角に配置され ている。すなわち、軸の周りに角度をもって置かれ、互いに直角な感知軸をもっ て、第２センサー４２は、第１センサー４０の（上から見たとき）９０°右回り の方向にある。図２に示されるように、軸「Ａ」は、シャフト２４の軸の延長部 分であり、図２の面に対して垂直である。キー２０が回転するとき、それぞれの センサー４０、４２からの出力は、センサーが指向性周辺磁界内で回転するため 、キー２０の回転角度θによって正弦曲線的に変化する。 図３では、第１及び第２のセンサー４０、４２からの出力が、それぞれシグナ ル１及び２として角度θに関して示されている。図３に示されるように、シグナ ル１の位相はシグナル２の位相より９０°進んでいる。このことから、キーが左 回りに回転していると推定することができる。もし、シグナル２の位相が先に進 んでいれば、右回りの回転が示唆される。図３において、周期Ｔは１回の回転を 表している。更に、２つのシグナルの解析から、直角位相の解析によって角度θ の値を明らかにすることができる。 別の実施例として、第１及び第２のセンサー４０、４２それぞれを、各一対の センサーとすることができる。対をなす２つのセンサーは、平行に配置されてい るが、感知方向は正反対である。この場合、それぞれのセンサーにより発生する 交流シグナルは、対の他方のセンサーにより発生する交流シグナルに加えられる が、それぞれのセンサーにより発生する定常状態のシグナルは打ち消される。し たがって、対のセンサーにより発生するシグナル合計は維持されるが、「ＤＣ」 部分は打ち消される。 使用時には、キー２０の開口ユニット３６は、例えば充電式電池により、電力 が供給され、通常、接続部３２から受けるシグナルをモニターする休止モードと なっている。 接続部３２からのシグナルが、バルブトップのパッケージ３０から発し得るシ グナルに合致する場合、オペレーティブユニット３６は作動モードに入る。この モードでは、オペレーティブユニットは最初にパッケージ３０からバルブを識別 するコードを読み取り、それからバルブの最終操作中にパッケージに蓄積された データを読み取る。それによって、現在のバルブの状態を決めることができる。 その後、センサー４０、４２からの入力を回転に関してモニターし、現在のバル ブの状態がパッケージ３０に定期的に更新される。 いったんオペレーティブユニット３６が、キー２０がバルブから外されている ことを感知すれば、バルブやその新しい状態、バルブ上で行われた操作、バルブ が回された速度を識別する内部メモリ（図示せず）に蓄積する。このデータは、 その後コンピュータにダウンロードされ、そこに蓄えられた水の移送システム全 般に関するデータを更新することができる。 上記の記述は、１つの実施例を説明したものにすぎず、この発明は、前述の実 施例の詳細に限られるものではない。当業者は、この実施例の特徴が、同等或い は類似の目的を供する他の特徴ともなり得るということを理解するであろう。例 えば、オペレーティブ手段は上記で述べたメモリを有さず、代わりに他の方法で 、例えば直接或いは無線接続によって、外部コンピュータ或いはデータ記録装置 に接続されるとしてもよい。更に或いは又は、接続部３２と関連回路は省略され るとしてもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．開閉をもたらすキーによって回転可能なスピンドルを有するタイプのバルブ の操作を記録する装置であって、前記装置は、使用時にキー上に備えられるオペ レーティブ手段を有し、前記オペレーティブ手段は、他の装置とは関係なく作動 可能であり、バルブの操作中にキーの回転運動を感知することを特徴とする装置 。 ２．前記オペレーティブ手段は、周辺磁界に感度が高いセンサー手段を有し、前 記センサー手段によって発生するシグナルを解析することで、キーの回転を決め るものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記センサー手段は、使用時には、キーの回転によって地磁界を通って動く ときにシグナルを発生する一対の指向性磁気センサーを有することを特徴とする 請求項２に記載の装置。 ４．前記対のセンサーは、互いに直角に配置されていることを特徴とする請求項 ３に記載の装置。 ５．それぞれのセンサーによって感知される前記磁界の変化をモニターする手段 を有し、それによってキーの回転を決めることを特徴とする請求項２から４のい ずれかに記載の装置。 ６．前記変化の相対的な位相を解析する手段を有し、それによってキーの回転方 向を決めることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．前記解析手段は、それぞれのセンサーの磁界の変化率を決めるものであり、 それによってキーの回転速度を決めることを特徴とする請求項６に記載の装置。 ８．操作のためのキーのバルブへの接続を感知する感知手段を有することを特徴 とする前記請求項のいずれかに記載の装置。 ９．操作中のキーのバルブへの接続及び／又はキーの回転運動を記録する記録手 段を有することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。 １０．それぞれのセンサーが、一対の正反対のセンサーを有することを特徴とす る請求項３から９のいずれかに記載の装置。 １１．前記請求項のすべてに記載の装置を有するキー。 １２．周辺磁界に感度が高い磁気センサー手段を用い、前記センサー手段がバル ブキーと接続されて回転するときに、センサー手段によって感知される磁界内の 変化を決める段階を有するバルブの操作を感知する方法。 １３．実質的にここに添付図面を参照して記述したいずれか１つの実施例のよう なバルブの操作を記録する装置。 １４．実質的にここに添付図面を参照して記述したいずれか１つの実施例のよう なバルブの操作を感知する方法。