JPH11294628A - 副弁付バタフライ弁用操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主弁と副弁を同じ駆動源で開閉させ、水撃等
のトラブルを防ぎながら機構を単純且つコンパクト化し
て製造コストを下げられる上、各弁を最適な開度に調整
でき、流体に対する抵抗を小さくさせられる副弁付バタ
フライ弁用操作装置を提供する。 【解決手段】 ピン（３ｄ）を有してなる駆動車３、案
内溝５ｃ及び突片（５ｄ）を有してなる被動車５、及び
ストッパアーム４をそれぞれ配設し、ピン（３ｄ）と案
内溝５ｃ、並びにストッパアーム４と突片（５ｄ）の各
係合関係で間欠回動機構を構成し、主弁軸１０６及び副
弁軸１０７と適切に連動させることにより、副弁を開い
た状態での主弁の開閉を一駆動源で実現でき、水撃等が
発生しない性質を確保しつつ部品点数を減らせ、大幅に
コストダウンが図れると共に、手動開閉操作も一箇所で
済み、作業性が大きく向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主弁に副弁を内蔵
する副弁付バタフライ弁と共に用いられ、特に一つの駆
動源からの駆動力により主弁と副弁の両方を適切な開度
調整の下に開閉させられる副弁付バタフライ弁用操作装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量の流体を給送する大径管の管路に
配設されるバタフライ弁においては、弁の急激な閉鎖が
行われると、弁上流では圧力が急上昇して、管路中の急
激な圧力伝播、いわゆる水撃（ウォータハンマ）現象
が、一方、弁下流では圧力が急降下し、管路に気体によ
る空洞部が生じる、いわゆる液柱分離現象がそれぞれ生
じることが知られており、いずれの場合も管路中に高い
衝撃圧を発生して破損事故等のトラブルの原因になる。
これらの現象を防ぐために、管路全体を閉鎖する弁体
（主弁）に小型の別のバタフライ弁（副弁）を配設し、
閉鎖の際にはこの副弁を開いた状態にして流体の流れを
維持しながら主弁を閉じ、この主弁を閉鎖した後に副弁
を閉じることによって、管路の急激な閉鎖に伴う弁上下
流での圧力の急変を防ぐ副弁付バタフライ弁が従来から
使用されている。

【０００３】こうした従来の副弁付バタフライ弁の例と
しては実開昭６３−９６３８１号公報に開示されるもの
があり、これを図８及び図９に示す。この図８は従来の
副弁付バタフライ弁の概略構成断面図、図９は従来の副
弁付バタフライ弁の要部概略構成図を示す。

【０００４】前記各図において従来の副弁付バタフライ
弁１００は、弁胴１０３内に配設され、主弁軸１０６が
固着されるバタフライ型の主弁１０１と、この主弁１０
１の中心部に配設され、副弁軸１０７が固着されるバタ
フライ型の副弁１０２と、前記弁胴１０３の頂部に配設
される固定ケース１０４と、この固定ケース１０４上部
に回動自在に配設され、前記主弁軸１０６の頂部を固定
される回動ケース１０５と、主弁軸１０６内を貫通して
回動ケース１０５内まで延びる副弁軸１０７の先端に固
着されるギヤ部材１０７ａと、前記回動ケース１０５の
頂部内側の副弁軸１０７と同軸心位置に形成される固定
ギヤ１０５ａと、前記回動ケース１０５の頂部から固定
ギヤ１０５ａを貫通させて垂直方向に挿通され、先端に
アーム１０８ａを固定されるハンドル軸１０８と、前記
アーム１０８ａに軸支させて配設される上下一組の遊星
歯車１０９とを備え、前記固定ギヤ１０５ａには上部遊
星歯車１０９ａを噛合させ、前記ギヤ部材１０７ａには
下部遊星歯車１０９ｂを噛合させる構成である。

【０００５】この従来の副弁付バタフライ弁１００にお
いては、副弁１０２が流体力によって回動されようとし
ても減速比の大きい遊星歯車１０９によってロックされ
た状態となり、誤動作することはない。また、副弁１０
２の操作力として遊星歯車１０９を介して行うので、従
来の一般的ギヤに比べてスムーズな開閉動作が可能にな
る上、減速歯車を取付けるための軸を不要にし、ハンド
ル軸１０８を回動ケース１０５に支持するのみでよく、
シンプルな構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の副弁付バタフラ
イ弁１００は以上のように構成されていたことから、主
弁１０１と副弁１０２の駆動部分がそれぞれ独立してお
り、自動開閉とする場合には、駆動源及び制御系が二つ
必要となってその分コストがかかる上、手動で開閉する
場合には、副弁１０２の開閉では副弁操作ハンドル１０
８ｂを、主弁１０１の開閉では主弁操作ハンドル１１０
をそれぞれ別々に駆動しなければならない上、それぞれ
の弁の開度を確認しながらの操作となり、作業性が悪
く、誤動作が生じやすいという課題を有した。

【０００７】また、操作方法によっては、主弁１０１を
開状態としたときに副弁１０２が主弁１０１に対し開い
た状態となる場合があり、この時は流体が主弁１０１中
央の副弁１０２を設けた孔に流れ込んで主弁１０１付近
での流体の流れが大きく乱れ、管路内で大きな抵抗とし
て作用し、流れのスムーズさを損うという課題を有し
た。

【０００８】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、主弁と副弁を同じ駆動源で開閉させられ、水
撃等のトラブルを防ぎながら操作機構を単純且つコンパ
クト化して製造コストを下げられると共に、各弁を最適
な開度に調整でき、流体に対する抵抗を小さくできる副
弁付バタフライ弁用操作装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る副弁付バタ
フライ弁用操作装置は、バタフライ型の主弁の所定位置
にバタフライ型の副弁が配設され、且つ副弁軸が主弁軸
中心を貫通して配設されてなる副弁付バタフライ弁に対
し、前記各弁軸を回動させて前記各弁の開閉操作を行う
副弁付バタフライ弁用操作装置において、前記主弁を取
囲む弁胴の外部に配設される装置枠と、当該装置枠に回
動自在に軸支される駆動軸部を有し、当該駆動軸部から
半径方向に所定径離れた位置に駆動軸部に平行な円筒体
のピンが配設され、前記駆動軸部の一端部に歯車部が配
設されてなり、駆動軸部に駆動力を入力されて回動する
駆動車と、前記駆動車の駆動軸部に平行で且つ駆動車に
接触しない位置で装置枠に回動自在に軸支される被動軸
部を有し、当該被動軸部と一体に軸方向に略垂直な略板
状の基盤部が形成され、当該基盤部に前記駆動車のピン
が係脱自在に嵌まり込む案内溝が被動軸部の半径方向に
形成されると共に、当該案内溝近傍の駆動車と干渉しな
い所定位置に突片が形成されてなり、前記被動軸部に前
記主弁軸が軸心を同じくして一体に固定される被動車
と、前記被動車の被動軸部を貫通して回動自在に配設さ
れ、一端部に前記駆動車の歯車部と噛合して駆動力を得
る歯車部を形成され、他端部に前記副弁軸が軸心を同じ
くして一体に固定されてなる歯車軸と、前記装置枠内で
前記駆動車と回動中心を同じくして回動自在に配設され
る所定長さの部材で形成され、前記駆動車に対し近付こ
うとする回動方向に付勢されてなり、駆動車と被動車が
接触していない状態では被動車における前記突片に回動
中心から離れた一端部を接触させて駆動車から離れ、且
つ駆動車と被動車が接触する状態では回動する駆動車に
接触して一体に回動すると共に一端部を突片から離すス
トッパアームとを備え、前記駆動車及び被動車が、前記
主弁及び副弁の全閉状態においては駆動車のピンを被動
車の案内溝に係合させない状態となると共に、前記全閉
状態から副弁を回動させる途中で駆動車のピンを被動車
の案内溝に係合させた状態となり、当該係合させた状態
で少なくとも主弁を全開とするよう主弁及び副弁への連
動を調整されてなるものである。

【００１０】このように本発明によれば、ピンを有して
なる駆動車、案内溝及び突片を有してなる被動車、及び
ストッパアームをそれぞれ配設し、ピンと案内溝、並び
にストッパアームと突片の各係合関係で適切な間欠回動
機構を構成し、主弁及び副弁と適切に連動させることに
より、主弁と副弁の全閉状態から駆動車を弁開き側に回
転させると、駆動車のピンが被動車の案内溝に係合しな
い所定期間は駆動車のみ回動して副弁のみを閉から開ま
で回転させ、駆動車のピンが被動車の案内溝に係合する
と被動車が駆動車と共に回転して副弁と共に主弁を回転
させて開状態とし、逆に全開状態から駆動車を弁閉じ側
に回転させると、駆動車のピンが被動車の案内溝に係合
している所定期間は被動車が駆動車と共に回動し、副弁
と共に主弁を回動させてまず主弁を閉状態とし、駆動車
のピンが被動車の案内溝に係合しなくなってからは駆動
車のみ回動して残った副弁を開状態から閉状態として全
閉状態とすることとなり、副弁を開いた状態での主弁の
開閉を一つの駆動源で実現でき、開閉時の圧力急変がな
く水撃等が発生しない性質を確保しつつ、簡略な構造に
して部品点数を減らせ、且つ制御系も一系統のみの配設
で事足りるなど、大幅にコストダウンが図れると共に、
手動で開閉する場合も操作が一箇所で済み、作業性が大
きく向上する。

【００１１】また、本発明に係る副弁付バタフライ弁用
操作装置は必要に応じて、前記駆動車及び被動車が、前
記主弁の全開状態において副弁を主弁に対し閉止状態と
するように各弁を連動させるものである。このように本
発明によれば、駆動車及び被動車で全開状態の主弁に対
して副弁を閉止状態とするように連動させることによ
り、全開状態で副弁を閉じた主弁に流体が通り抜けるよ
うな孔は生じず、副弁付近での流れの乱れを防いで流体
に対する弁の抵抗を小さく抑えられる。

【００１２】また、本発明に係る副弁付バタフライ弁用
操作装置は必要に応じて、前記駆動車及び被動車が、前
記主弁及び副弁の全閉状態から副弁を９０°回動させた
状態で駆動車のピンを被動車の案内溝に係合させた状態
となり、当該係合させた状態で副弁をさらに１８０°、
主弁を９０°回動させて主弁を全開させると共に副弁を
主弁と同じ向きとするよう各弁への連動を調整されてな
るものである。このように本発明によれば、前記主弁及
び副弁の全閉状態から駆動車のピンが被動車の案内溝に
係合するまでの駆動車の回動を副弁の９０°の回動と対
応させ、且つさらなる副弁の１８０°の回動と主弁の９
０°の回動を同期させて行い、全閉状態から駆動車を弁
開き側に回転させると、まず副弁のみが９０°回転して
閉から開となり、次に主弁が９０°回動して閉から開と
なると共に副弁もさらに１８０°回動させて主弁に対し
閉止状態となることにより、副弁を主弁に対し開いて流
体の弁通過を可能とした状態で主弁の開閉を行え、主弁
開閉時の圧力の急変を確実に防いで、水撃等を発生させ
ないと共に、主弁が全開状態の場合に副弁は主弁に対し
て確実に閉止されて流体の通り抜けるような孔が生じな
い状態となり、副弁付近での流れの乱れを防いで流体に
対する弁の抵抗を小さく抑えられる。

【００１３】また、本発明に係る副弁付バタフライ弁用
操作装置は必要に応じて、最終減速段にウォームギヤを
有し、前記駆動車の駆動軸部に駆動力を入力するアクチ
ュエータを備えるものである。このように本発明によれ
ば、駆動車の前段にウォームギヤを有するアクチュエー
タを配設し、アクチュエータで駆動軸部を駆動して各弁
を操作することにより、出力側のウォームホイールから
入力側のウォームへの逆転がほとんど不可能な性質で被
動車及び駆動車側に外部の力が加わってもアクチュエー
タが影響を受けないこととなり、流体から弁を動かそう
とする圧力が加わっても、アクチュエータで被動車及び
駆動車を動かす駆動力は変化せず、各弁は制御された状
態を維持でき、流れによる弁の異常動作が防げる。

【００１４】また、本発明に係る副弁付バタフライ弁用
操作装置は必要に応じて、前記駆動車のピンとして、円
筒状のローラが回動自在に軸支されるものである。この
ように本発明によれば、駆動車に回動自在なローラを配
設し、ピンとして案内溝との係合を行わせることによ
り、ピンと案内溝との接触が転がり接触となって摩擦等
の抵抗が減り、被動車及び主弁をよりスムーズに動かせ
ると共に、摺動による摩耗が減少して耐久性が向上す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る副弁付バタフライ弁用操作装置を図１〜図６に基づい
て説明する。この図１は本実施の形態に係る副弁付バタ
フライ弁用操作装置の概略構成断面図、図２は本実施の
形態に係る副弁付バタフライ弁用操作装置の要部平面
図、図３は本実施の形態に係る副弁付バタフライ弁用操
作装置の要部の駆動車単独回動状態説明図、図４は本実
施の形態に係る副弁付バタフライ弁用操作装置の要部の
駆動車・被動車連動状態説明図、図５は本実施の形態に
係る副弁付バタフライ弁用操作装置による副弁回動状態
説明図、図６は本実施の形態に係る副弁付バタフライ弁
用操作装置による主弁・副弁回動状態説明図を示す。

【００１６】前記各図に示すように、本実施の形態に係
る副弁付バタフライ弁用操作装置１は、管路中に配設さ
れる弁胴１０３内に回動自在に軸支され、主弁軸１０６
を上部に固着される主弁１０１、及び、この主弁１０１
中央に設けられた孔１０１ａ内に回動自在に配設され、
主弁軸１０６の中心を貫通して配設される副弁軸１０７
を上部に固着される副弁１０２を有してなる副弁付バタ
フライ弁１００（図８、図９参照）と組合わせて用いら
れる装置であり、前記弁胴１０３の上部に配設される装
置枠２と、この装置枠２に回動自在に配設され、駆動力
を入力されて回動する駆動車３と、駆動車３に回動自在
に配設され、駆動車３にねじりばね４ａを介して連結す
るストッパアーム４と、前記装置枠２に前記主弁軸１０
６と一体に連結して回動自在に配設され、駆動車３の回
動に対し所定期間はストッパアーム４先端の接触で動か
ないよう拘束され、それ以外は駆動車３の一部に係合し
て連動して回動する被動車５と、前記被動車５の回転中
心を貫通して前記副弁軸１０７と一体に連結して回動自
在に配設され、前記駆動車３から駆動力を得て回動する
歯車軸６と、前記駆動車３を位置制御しながら駆動する
アクチュエータ７とを備えてなる構成である。

【００１７】前記駆動車３は、前記装置枠２に回動自在
に軸支され、上端側をアクチュエータ７の最終段のウォ
ームホイール７ｂに固定される駆動軸部３ａと、駆動軸
部３ａから半径方向に所定長さ延出させて形成されるク
ランクアーム３ｂと、このクランクアーム３ｂの先端下
側に駆動軸部３ａと平行なローラ軸３ｃを中心に回動自
在に配設されるローラ３ｄと、駆動軸部３ａの下端部に
一体に配設される歯車部３ｅとを有してなる構成であ
る。駆動車３のローラ３ｄは摺動するため、材質として
砲金が用いられる。

【００１８】前記ストッパアーム４は、前記駆動車３の
クランクアーム３ｂ下側における駆動軸部３ａに回動自
在に取付けられ、駆動軸部３ａ半径方向に突出する板状
体である。ストッパアーム４とクランクアーム３ｂとの
間には、両端部をそれぞれストッパアーム４とクランク
アーム３ｂに固定されるねじりばね４ａが配設され、ス
トッパアーム４をクランクアーム３ｂに近接させる回転
方向（図３における反時計回り方向）に付勢する。これ
により、ストッパアーム４は他から拘束力を受けない限
りクランクアーム３ｂ先端部分に接触して駆動車３と共
に回動する。

【００１９】前記被動車５は、装置枠２に回動自在に軸
支され、下端内側に主弁軸１０６端部を挿入固定される
被動軸部５ａと、この被動軸部５ａの上部に略板状に形
成される基盤部５ｂと、基盤部５ｂの上面に軸心に対し
て半径方向に形成され、前記駆動車３のローラ３ｄが係
脱自在に嵌まり込む案内溝５ｃと、基盤部５ｂの上面の
案内溝５ｃ近傍に突出して形成され、前記ストッパアー
ム４先端が必要に応じて接触する突片としてのストッパ
接触部５ｄとを備える構成である。被動車５の案内溝５
ｃは摺接するローラ３ｄから力を受けるため、表面を焼
き入れ等で硬化させて十分な強度に形成される。なお、
駆動車３と被動車５の収納される装置枠２内は潤滑剤が
封入されて双方の摺動部分は十分に潤滑される状態とな
っている。

【００２０】前記歯車軸６は、一端部に駆動車３の歯車
部３ｅと１：１のギヤ比で噛合して駆動力を得る歯車部
６ａを形成され、被動車５の回転中心を貫通する他端部
内側に副弁軸１０７端部を挿入固定される構成である。

【００２１】前記アクチュエータ７は、最終の減速段に
ウォームギヤを配した公知の電動式の弁開閉用装置で、
ウォーム７ａの軸端に緊急時等における手動開閉用のハ
ンドル（図示を省略）を備える構成である。流体から弁
を勝手に動かそうとする力が加わっても、出力側のウォ
ームホイール７ｂから入力側のウォーム７ａへの逆転が
ほとんど不可能な性質によるセルフロック機能で、ウォ
ームギヤより先の機構部分は制御された状態を維持で
き、弁の異常動作が起りにくくなっている。

【００２２】前記駆動車３と被動車５で構成される回動
伝達機構は、駆動車３の一回転に対し、被動車５が所定
角度回転すると共に所定期間休止する間欠機構であり、
駆動車３と被動車５の軸間距離を小さくして機構を小型
にできること、また、被動車５の回転角を駆動車３の回
転角に比べて小さく減速側に設定できると共に、駆動車
３の一回転における被動車５の休止期間を回動期間に比
べて短くして、駆動車３から被動車５への駆動力の伝達
がスムーズ且つ強力に行われることを特徴とする内接ゼ
ネバ機構を応用したものとなっている。駆動車３は、装
置枠２による規制で２７０°の範囲で回動させ、これと
一体に副弁１０２が弁胴１０３に対して２７０°回動す
るようにしている。被動車５は、駆動車３の２７０°の
回動のうち９０°の回動期間は休止し、残りの１８０°
の回動期間に駆動車３による駆動で９０°だけ回転し、
主弁１０１を弁胴１０３に対し９０°回動させるように
している。

【００２３】ここで、被動車５の休止期間を、主弁１０
１及び副弁１０２の全閉状態からの開き初めの段階に設
定することで、主弁１０１を閉止させた状態で副弁１０
２を９０°、すなわち閉から開まで回転させ、次に副弁
１０２を回転させつつ主弁１０１を閉止状態から開まで
９０°回転させる構成となり、逆に弁を閉じる際におい
ても、副弁１０２が回転しながらまず主弁１０１が閉
じ、その後に副弁１０２が開から閉となる仕組みが実現
する。こうして、主弁１０１を閉じる際に流体のわずか
な流れを確保して管路を急閉鎖しないようにし、管路内
圧力の急変を防いでいる。

【００２４】また、一般の内接ゼネバ機構では、駆動側
のみが回動して被動側に駆動力が伝わらない場合、駆動
側が被動側に接触、摺動しながら被動側の運動を拘束す
る仕組みであるが、本発明の装置では、内接ゼネバ機構
の駆動側となる駆動車３とストッパアーム４を分離構造
としていることから、駆動車３のみを回動させて被動車
５は回動させない場合に、ストッパアーム４を駆動車３
と一緒には動かさずに被動車５に接触させた状態で静止
させられ、ストッパアーム４及び被動車５に摺動による
摩耗が生じにくくなっている。

【００２５】次に、前記構成に基づく副弁付バタフライ
弁用操作装置の弁開閉動作について説明する。主弁１０
１、副弁１０２共に閉止した状態（図３（Ａ）、図５
（Ａ）参照）から、アクチュエータ７を作動させると、
アクチュエータ７の最終段のウォームホイール７ｂが、
ウォーム７ａに対し所定の減速比で回転し、ウォームホ
イール７ｂに一体に取付けられた駆動車３の駆動軸部３
ａに駆動力を与える。駆動車３は駆動力を受けて回転
し、駆動車３のローラ３ｄが被動車５の案内溝５ｃに係
合していないために駆動車３のみで回転し、歯車部３
ｅ、６ａを介して副弁軸１０７を駆動し、副弁１０２を
回転させる（図５（Ｂ）参照）。この駆動車３のローラ
３ｄが被動車５の案内溝５ｃに係合していない期間は、
ストッパアーム４の先端部が被動車５のストッパ接触部
５ｄ側面に接触して被動車５を回転しないよう拘束して
いることから、主弁１０１に流体からの圧力が加わって
も、主弁１０１をはじめ主弁軸１０６、被動車５及び駆
動車３にがたつき等の発生もなく確実に主弁１０１の閉
止状態を保つ。

【００２６】駆動車３が回転を続け、駆動車３のローラ
３ｄが被動車５の案内溝５ｃに係合する直前に、駆動車
３のクランクアーム３ｂがストッパアーム４に接触し
（図３（Ｂ）参照）、ストッパアーム４が駆動車３のク
ランクアーム３ｂに押されて回転を開始する。回転でス
トッパアーム４の先端がストッパ接触部５ｄから離れる
と（図４（Ａ）参照）、ストッパアーム４とストッパ接
触部５ｄの接触による運動の拘束がなくなるため、被動
車５は駆動車３の駆動に伴って回動できるようになる。
さらに駆動車３が回転を続け、副弁１０２が閉止位置か
ら９０°回転して開になると（図６（Ａ）参照）、駆動
車３のローラ３ｄが被動車５の案内溝５ｃに係合し、回
転する駆動車３のローラ３ｄが案内溝５ｃの側壁を転が
りつつ押すことにより、被動車５も回転し、主弁軸１０
６を介して主弁１０１を回動させる（図４（Ｂ）、図６
（Ｂ）参照）。

【００２７】主弁１０１の任意の開度位置において、流
体から主弁１０１を勝手に動かそうとする圧力が加わっ
ても、ローラ３ｄと案内溝５ｃがガタなく係合している
ことに加え、被動車５と一体に回転する駆動車３の前段
には入力側と出力側の逆転が困難なウォームギヤが配設
されているため、被動車５並びに駆動車３が出力側から
の力、すなわち流体から弁に加わる力で動くことはな
く、主弁１０１は常に正しく開度制御された状態を保
つ。

【００２８】アクチュエータ７による駆動車３の回転を
続けると、最終的に主弁１０１が閉止状態から９０°回
転して開となると共に、副弁１０２が開位置から１８０
°、すなわち初めの全閉状態から２７０°回動し、主弁
１０１に対し開−閉−開の各状態を経て閉状態（弁胴１
０３に対しては開）となる（図４（Ｃ）、図６（Ｃ）参
照）。この位置で、駆動車３は装置枠２による規制でそ
れ以上回動できないので、アクチュエータ７を停止制御
して、各弁を全開状態に保持する。

【００２９】一方、閉止動作においては、主弁１０１、
副弁１０２共に全開の状態（図４（Ｃ）、図６（Ｃ）参
照）から、アクチュエータ７を前記と逆向きに作動させ
ると、ウォームホイール７ｂと共に駆動車３が逆向きに
回転し、歯車部３ｅ、６ａを介して副弁軸１０７を駆動
し、副弁１０２を回転させると共に、駆動車３のローラ
３ｄが被動車５の案内溝５ｃの側壁を転がりつつ押すこ
とにより被動車５を回転させ、主弁軸１０６を介して主
弁１０１を回転させる。前記同様、流体から弁を勝手に
動かそうとする圧力が加わっても、主弁１０１は常に正
しく開度制御された状態を保つ。また、駆動車３の回転
と共に、ストッパアーム４もねじりばね４ａの付勢によ
ってクランクアーム３ｂに近接した状態のままで駆動車
３に追随して逆向きに回転する。

【００３０】駆動車３が回転を続け、主弁１０１が９０
°回転して閉状態になると共に副弁が１８０°回転して
再び開状態になる（図４（Ａ）、図６（Ａ）参照）と、
ローラ３ｄの案内溝５ｃへの係合が外れ、さらにクラン
クアーム３ｂと共に回転してきたストッパアーム４の先
端部と被動車５のストッパ接触部５ｄが接触し（図３
（Ｂ）参照）、被動車５の運動を拘束するため、被動車
５は開方向に回転できなくなり、主弁１０１は確実に閉
状態に保たれる。

【００３１】さらに駆動車３を回転させると、駆動車３
のローラ３ｄが被動車５の案内溝５ｃに係合していない
ために駆動車３のみで回転して、副弁１０２を開位置か
らさらに回転させる。副弁１０２は、この開位置から９
０°、すなわち当初の全開位置から２７０°回転して閉
状態となり、駆動車３は装置枠２による規制でそれ以上
回動しないので、アクチュエータ７を停止制御し、各弁
を全閉状態に保持する（図３（Ａ）、図５（Ａ）参
照）。

【００３２】このように、本実施の形態に係る副弁付バ
タフライ弁用操作装置では、駆動車３、被動車５、及び
ストッパアーム４を組合わせて間欠回動機構を構成し、
主弁１０１及び副弁１０２と適切に連動させて開閉させ
られることから、副弁１０２を開いた状態で主弁１０１
の開閉を行い、弁開閉時の管路中の圧力急変を防いで水
撃等を発生させない機能を有しながら、主弁１０１と副
弁１０２の駆動力を駆動車３からそれぞれ適切に分配し
てアクチュエータ７を一つにすることができ、制御系も
一系統で済み、シンプルな機構として部品点数を減ら
せ、コストダウンが図れると共に、手動開閉の場合には
一箇所の操作ですみ、作業性が大きく向上する。また、
主弁１０１が開状態の場合に副弁１０２は主弁１０１に
対して閉となり、流体が副弁１０２付近で乱れることが
なく、流体に対する抵抗が小さくなって流れの効率を高
められる。

【００３３】なお、前記実施の形態に係る副弁付バタフ
ライ弁用操作装置においては、駆動車３と被動車５によ
る回転伝達機構が、内接ゼネバ機構を応用した間欠機構
となっている構成であるが、この他に、外接ゼネバ機構
や間欠ピン歯車機構などの間欠機構を用いる構成とする
こともできる。

【００３４】また、前記実施の形態に係る副弁付バタフ
ライ弁用操作装置においては、ストッパアーム４の運動
拘束をねじりばね４ａを用いて行う構成としているが、
この他、図７に示すように、ストッパアーム４と駆動車
３、及び被動車５にマグネット８を取付ける構成とする
こともでき、駆動車３のローラ３ｄが案内溝５ｃに接触
していない間はストッパアーム４と被動車５を吸着させ
て被動車５の拘束を確実に維持し（図７（Ａ）参照）、
駆動車３のクランクアーム３ｂがストッパアーム４を押
して回転させる際にはこれらを互いに吸着させ（図７
（Ｂ）参照）、逆回転の際にクランクアーム３ｂに吸着
させたストッパアーム４をそのまま駆動車３と一体に回
転させられることとなり、ストッパアーム４の適切な回
動が簡略な機構で実現でき、装置製作におけるコストダ
ウンが図れる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、ピンを
有してなる駆動車、案内溝及び突片を有してなる被動
車、及びストッパアームをそれぞれ配設し、ピンと案内
溝、並びにストッパアームと突片の各係合関係で適切な
間欠回動機構を構成し、主弁及び副弁と適切に連動させ
ることにより、主弁と副弁の全閉状態から駆動車を弁開
き側に回転させると、駆動車のピンが被動車の案内溝に
係合しない所定期間は駆動車のみ回動して副弁のみを閉
から開まで回転させ、駆動車のピンが被動車の案内溝に
係合すると被動車が駆動車と共に回転して副弁と共に主
弁を回転させて開状態とし、逆に全開状態から駆動車を
弁閉じ側に回転させると、駆動車のピンが被動車の案内
溝に係合している所定期間は被動車が駆動車と共に回動
し、副弁と共に主弁を回動させてまず主弁を閉状態と
し、駆動車のピンが被動車の案内溝に係合しなくなって
からは駆動車のみ回動して残った副弁を開状態から閉状
態として全閉状態とすることとなり、副弁を開いた状態
での主弁の開閉を一つの駆動源で実現でき、開閉時の圧
力急変がなく水撃等が発生しない性質を確保しつつ、簡
略な構造にして部品点数を減らせ、且つ制御系も一系統
のみの配設で事足りるなど、大幅にコストダウンが図れ
ると共に、手動で開閉する場合も操作が一箇所で済み、
作業性が大きく向上するという効果を奏する。また、本
発明においては、駆動車及び被動車で全開状態の主弁に
対して副弁を閉止状態とするように連動させることによ
り、全開状態で副弁を閉じた主弁に流体が通り抜けるよ
うな孔は生じず、副弁付近での流れの乱れを防いで流体
に対する弁の抵抗を小さく抑えられるという効果を有す
る。また、本発明においては、前記主弁及び副弁の全閉
状態から駆動車のピンが被動車の案内溝に係合するまで
の駆動車の回動を副弁の９０°の回動と対応させ、且つ
さらなる副弁の１８０°の回動と主弁の９０°の回動を
同期させて行い、全閉状態から駆動車を弁開き側に回転
させると、まず副弁のみが９０°回転して閉から開とな
り、次に主弁が９０°回動して閉から開となると共に副
弁もさらに１８０°回動させて主弁に対し閉止状態とな
ることにより、副弁を主弁に対し開いて流体の弁通過を
可能とした状態で主弁の開閉を行え、主弁開閉時の圧力
の急変を確実に防いで、水撃等を発生させないと共に、
主弁が全開状態の場合に副弁は主弁に対して確実に閉止
されて流体の通り抜けるような孔が生じない状態とな
り、副弁付近での流れの乱れを防いで流体に対する弁の
抵抗を小さく抑えられるという効果を有する。また、本
発明においては、駆動車の前段にウォームギヤを有する
アクチュエータを配設し、アクチュエータで駆動軸部を
駆動して各弁を操作することにより、出力側のウォーム
ホイールから入力側のウォームへの逆転がほとんど不可
能な性質で被動車及び駆動車側に外部の力が加わっても
アクチュエータが影響を受けないこととなり、流体から
弁を動かそうとする圧力が加わっても、アクチュエータ
で被動車及び駆動車を動かす駆動力は変化せず、各弁は
制御された状態を維持でき、流れによる弁の異常動作が
防げるという効果を有する。また、本発明においては、
駆動車に回動自在なローラを配設し、ピンとして案内溝
との係合を行わせることにより、ピンと案内溝との接触
が転がり接触となって摩擦等の抵抗が減り、被動車及び
主弁をよりスムーズに動かせると共に、摺動による摩耗
が減少して耐久性が向上するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る副弁付バタフライ
弁用操作装置の概略構成断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る副弁付バタフライ
弁用操作装置の要部平面図である。

【図３】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バ
タフライ弁用操作装置の要部の主弁及び副弁全閉時状態
説明図である。（Ｂ）は本発明の一実施の形態に係る副
弁付バタフライ弁用操作装置の要部の駆動車とストッパ
アームの接触開始状態説明図である。

【図４】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バ
タフライ弁用操作装置の要部の駆動車と被動車の係合開
始状態説明図である。（Ｂ）は本発明の一実施の形態に
係る副弁付バタフライ弁用操作装置の要部の主弁４５°
開時状態説明図である。（Ｃ）は本発明の一実施の形態
に係る副弁付バタフライ弁用操作装置の要部の主弁及び
副弁全開時状態説明図である。

【図５】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バ
タフライ弁用操作装置による主弁及び副弁全閉状態説明
図である。（Ｂ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付
バタフライ弁用操作装置による副弁開状態説明図であ
る。

【図６】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バ
タフライ弁用操作装置による副弁全開状態説明図であ
る。（Ｂ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バタフ
ライ弁用操作装置による主弁４５°開状態説明図であ
る。（Ｃ）は本発明の一実施の形態に係る副弁付バタフ
ライ弁用操作装置による主弁及び副弁全開状態説明図で
ある。

【図７】（Ａ）は本発明の他の実施の形態に係る副弁付
バタフライ弁用操作装置の要部の主弁及び副弁全閉時状
態説明図である。（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係
る副弁付バタフライ弁用操作装置の要部の駆動車と被動
車の係合開始状態説明図である。

【図８】従来の副弁付バタフライ弁の概略構成断面図で
ある。

【図９】従来の副弁付バタフライ弁の要部概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 副弁付バタフライ弁用操作装置 ２ 装置枠 ３ 駆動車 ３ａ 駆動軸部 ３ｂ クランクアーム ３ｃ ローラ軸 ３ｄ ローラ ３ｅ 歯車部 ４ ストッパアーム ４ａ ねじりばね ５ 被動車 ５ａ 被動軸部 ５ｂ 基盤部 ５ｃ 案内溝 ５ｄ ストッパ接触部 ６ 歯車軸 ６ａ 歯車部 ７ アクチュエータ ７ａ、１１１ ウォーム ７ｂ、１１２ ウォームホイール ８ マグネット １００ 副弁付バタフライ弁 １０１ 主弁 １０１ａ 孔 １０２ 副弁 １０３ 弁胴 １０４ 固定ケース １０５ 回動ケース １０５ａ 固定ギヤ １０６ 主弁軸 １０７ 副弁軸 １０７ａ ギヤ部材 １０８ ハンドル軸 １０８ａ アーム １０８ｂ 副弁操作ハンドル １０９ 遊星歯車 １０９ａ 上部遊星歯車 １０９ｂ 下部遊星歯車 １１０ 主弁操作ハンドル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 健治 福岡県古賀市駅東三丁目３番１号 西部電 機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バタフライ型の主弁の所定位置にバタフ
   ライ型の副弁が配設され、且つ副弁軸が主弁軸中心を貫
   通して配設されてなる副弁付バタフライ弁に対し、前記
   各弁軸を回動させて前記各弁の開閉操作を行う副弁付バ
   タフライ弁用操作装置において、 前記主弁を取囲む弁胴の外部に配設される装置枠と、 当該装置枠に回動自在に軸支される駆動軸部を有し、当
   該駆動軸部から半径方向に所定径離れた位置に駆動軸部
   に平行な円筒体のピンが配設され、前記駆動軸部の一端
   部に歯車部が配設されてなり、駆動軸部に駆動力を入力
   されて回動する駆動車と、 前記駆動車の駆動軸部に平行で且つ駆動車に接触しない
   位置で装置枠に回動自在に軸支される被動軸部を有し、
   当該被動軸部と一体に軸方向に略垂直な略板状の基盤部
   が形成され、当該基盤部に前記駆動車のピンが係脱自在
   に嵌まり込む案内溝が被動軸部の半径方向に形成される
   と共に、当該案内溝近傍の駆動車と干渉しない所定位置
   に突片が形成されてなり、前記被動軸部に前記主弁軸が
   軸心を同じくして一体に固定される被動車と、 前記被動車の被動軸部を貫通して回動自在に配設され、
   一端部に前記駆動車の歯車部と噛合して駆動力を得る歯
   車部を形成され、他端部に前記副弁軸が軸心を同じくし
   て一体に固定されてなる歯車軸と、 前記装置枠内で前記駆動車と回動中心を同じくして回動
   自在に配設される所定長さの部材で形成され、前記駆動
   車に対し近付こうとする回動方向に付勢されてなり、駆
   動車と被動車が接触していない状態では被動車における
   前記突片に回動中心から離れた一端部を接触させて駆動
   車から離れ、且つ駆動車と被動車が接触する状態では回
   動する駆動車に接触して一体に回動すると共に一端部を
   突片から離すストッパアームとを備え、 前記駆動車及び被動車が、前記主弁及び副弁の全閉状態
   においては駆動車のピンを被動車の案内溝に係合させな
   い状態となると共に、前記全閉状態から副弁を回動させ
   る途中で駆動車のピンを被動車の案内溝に係合させた状
   態となり、当該係合させた状態で少なくとも主弁を全開
   とするよう主弁及び副弁への連動を調整されてなること
   を特徴とする副弁付バタフライ弁用操作装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の副弁付バタフライ
   弁用操作装置において、 前記駆動車及び被動車が、前記主弁の全開状態において
   副弁を主弁に対し閉止状態とするように各弁を連動させ
   ることを特徴とする副弁付バタフライ弁用操作装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２に記載の副弁付バタ
   フライ弁用操作装置において、 前記駆動車及び被動車が、前記主弁及び副弁の全閉状態
   から副弁を９０°回動させた状態で駆動車のピンを被動
   車の案内溝に係合させた状態となり、当該係合させた状
   態で副弁をさらに１８０°、主弁を９０°回動させて主
   弁を全開させると共に副弁を主弁と同じ向きとするよう
   各弁への連動を調整されてなることを特徴とする副弁付
   バタフライ弁用操作装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１ないし３のいずれかに記載
   の副弁付バタフライ弁用操作装置において、 最終減速段にウォームギヤを有し、前記駆動車の駆動軸
   部に駆動力を入力するアクチュエータを備えることを特
   徴とする副弁付バタフライ弁用操作装置。
5. 【請求項５】 前記請求項１ないし４のいずれかに記載
   の副弁付バタフライ弁用操作装置において、 前記駆動車のピンとして、円筒状のローラが回動自在に
   軸支されることを特徴とする副弁付バタフライ弁用操作
   装置。