JPWO2008105056A1 - 弁の開閉操作レバー装置 - Google Patents

弁の開閉操作レバー装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、開閉操作レバー装置の主要部品を基本的にプレス加工で成形可能としつつ、大きなトルクにも耐え得る十分な強度を備え、一つのアダプタ部品の交換により複数のサイズの弁棒との適合性を得ることが出来る弁の開閉操作レバー装置を提供せんとするものである。【解決手段】バタフライ弁における弁体と一体的に回動する駆動側弁棒のアクチュエータ連結部に対して着脱自在に装着し得、プレス成形によって形成される連結アダプタと、該駆動側弁棒のアクチュエータ連結部に装着した該連結アダプタに着脱自在に装着し得、横断面形状を略コ字形にプレス成形によって形成される操作レバーとを備え、駆動側弁棒のアクチュエータ連結部のサイズに応じて、連結アダプタを適宜のものに付け替え可能に構成したことを特徴とする。

Description

本発明は、配管の経路上に配設され、配管を流過する流体の開閉制御を行うバルブ装置において、弁を開閉するための操作レバー装置に関し、特にバタフライ弁の開閉操作を行なうための開閉操作レバー装置に関する。
バタフライバルブは、アクチュエータと呼ばれる駆動装置を用いて、弁の開閉を行っている。最も手軽で簡易な弁駆動装置は、弁棒の先端に直交して連結され、直接手動で回動操作する操作レバーを備えた装置である。この操作レバーを備えた弁駆動装置(以下、開閉操作レバー又は開閉レバー装置という)は、例えば、特開平09−178033号公報(特許文献1)、特開平8−178120号公報(特許文献2)、実開昭62−54379号公報(特許文献3)等に開示されているように、プレス成形によって製作された板状のレバーからなり、強度を得るために断面コ字状又は階段状に屈曲した形状に形成され、レバー先端の軸孔を弁棒に挿着して直交する方向に延び出させ、弁棒を中心として手動で回動させることによって、弁を駆動させて開閉している。
かかる開閉操作レバーは、板材をプレス成形で製作することが出来、製造コストを十分に安く抑えることが出来る反面、基本的には板形状であるため、強度が不十分であり、高いトルクを必要とする場合には、最も強度的に弱い軸孔付近が変形して破損する畏れがあった。特許文献3に開示のものでは、操作レバーの先端が、略コ字形に折り返されているため、軸孔周辺の強度は増強されているものの、板状のレバーの柄部分が折れ曲がってしまう畏れがあった。プレス成形によって形成される板状の開閉操作レバーは、トルクが高い場合には、把持しての操作が困難で、力を入れ難く、大きなトルクを受けられるようにするには、板厚を厚くする必要があるが、材料費が嵩むと共に加工性が悪化してしまうという問題があった。又、操作レバーの板厚を厚くした場合、コ字状に折り返された2枚の板に形成される接続穴の位相を合致させるのが困難となる。
他方、大きなトルクを受けられるようにしたものとしては、実開昭60−84868号公報(特許文献4)に開示されているものを挙げることができる。特許文献4に開示の開閉操作レバーは、開閉操作レバー本体が、鋳型によって形成された鋳物で形成され、その先端に弁棒を挿入するための軸孔を穿孔してなり、板状の開閉操作レバーに比べて、高強度であり且つ持ち易く、力を入れ易いものである。
バルブ装置では、口径が変わる毎に駆動トルクも変わるため、これに対応させて弁棒の直径も変える必要があり、従ってこれらに応じて、弁棒と開閉操作レバーとのアクチュエータ連結部のサイズも変わってくる。特許文献1乃至3の開閉操作レバー装置では、アクチュエータ連結部のサイズ毎に開閉操作レバー装置を用意する必要があった。
このような問題を解決し得るものとしては、特許文献4の開閉操作レバーは、レバー本体の軸孔にブッシュを着脱自在に装着し、該ブッシュ内面の形状とサイズを、弁棒の形状と直径に応じて複数用意し、交換するようにしたものである。これによれば、より少ない材料使用量にして、より多くのバルブ装置の開閉操作を行なうことが可能となり、その上、大きなトルクにも耐え得る十分な強度の開閉操作レバー装置を得ることが出来る。
しかしながら、特許文献4の開閉操作レバー装置は、その製造には鋳造技術を用いなければならず、高コスト化してしまうという問題がある。又、ブッシュを必要とするが、その製造には切削加工が不可欠であって一層高コスト化してしまう。
特開平09−178033号公報 特開平09−178033号公報 実開昭62−054379号公報 実開昭60−084868号公報
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、開閉操作レバー装置の主要部品を基本的にプレス加工で成形可能としつつ、大きなトルクにも耐え得る十分な強度を備えており、かつ一つのアダプタ部品の交換により複数のサイズの弁棒との適合性を得ることが出来るようにしたものである。
上記課題を解決するために本発明が採った手段は、バルブ装置の弁体と一体的に回動する弁棒のアクチュエータ連結部に、回転方向を一体化して着脱自在に装着される連結アダプタと、該連結アダプタに回転方向を一体化して着脱自在に被冠される操作レバーとを有し、連結アダプタと操作レバーを貫通して螺合されるネジ手段と連結アダプタとの間に弁棒のアクチュエータ連結部を狭持して弁棒、連結アダプタ及び操作レバーを一体化し、操作レバーの回動により連結アダプタを介して弁棒を駆動回転すると共に、連結アダプタの交換により、複数の弁棒の形状及びサイズに対応可能としたことを特徴とする。
連結アダプタは、底面板部と該底面板部の両側から立ち上がる立上部とを有し、底面板部には弁棒のアクチュエータ連結部に装着して回転方向を一体化する軸孔が形成され、両側の立上板部の外面は連結アダプタに装着される操作レバーの被冠部内面に嵌合して連結アダプタと操作レバーを回転方向に一体化し、一方の立上板部には前記軸孔の垂直線上に整合して弁棒のアクチュエータ連結部に当接する突当部が形成され、他方の立上板部には該突当部と対向する位置に操作レバーを貫通したネジ手段を螺挿可能とし、ネジ手段と突当部との間にアクチュエータ連結部を狭持して、連結アダプタを介して弁棒と操作レバーを一体化し、操作レバーの回動により弁棒を回転駆動自在としたことを特徴とする。
連結アダプタが、平面略長方形の平板状の金属材料を、プレス成形によって、その長手方向を垂直に横断する互いに平行な適宜の間隔の3本の折曲線に沿って、それぞれほぼ直角に谷折りして底面板部と、該底面板部の両側から立ち上がる2つの立上板部と、一方の立上板部を所定の高さ位置で折り曲げてなる折返部の4つの面状部を有する部材に画成し、折返部の先端を、対向する一方の立ち上がり部に予め形成されたナット嵌合穴の中心までの高さとほぼ同じ高さ位置に設定される突当部に形成し、該突当部の先端を軸孔の一端辺の鉛直真上に位置させ、ナット嵌合穴に螺合されるネジ手段と突当部との間で弁棒のアクチュエータ連結部を狭持したことを特徴とする。
本発明は、弁の開閉を行なう弁棒を駆動回転するための操作レバーを共用部品とし、弁棒と操作レバーとの連結を、付け替え自在な連結アダプタを介して行なうようにしたことによって、弁棒の直径や形状等に応じて開閉操作レバー装置全体を幾つも用意する必要をなくすことが出来る。即ち、本発明によれば、材料の使用量が少なくて済む、連結アダプタのみを交換すれば、様々なサイズの弁棒に対応することが出来、使用材料の減量化や低コスト化を図ることが出来る。また、開閉操作レバー装置の各部品は、鋳造技術を一切用いずに得られ、特に主要部品については、プレス加工によって形成出来るので、加工作業を簡略化出来ると共に加工費を低減出来る。更に、連結アダプタに形成したナット嵌合穴に、適宜のナットを圧入して外れないように埋設したことにより、溶接などの高コスト化要因となる加工工程を一切不要としながらも開閉操作レバー装置を得ることが可能である。そして、比較的肉薄の板材を材料として、プレス加工で操作レバーを形成しても、弁棒との連結を連結アダプタを介して行なう組み合わせ構造にしたことによって、十分に大きなトルクにも耐え得るようにすることが可能である。
本発明の実施の形態を、以下に添付図面を参照しながら詳細に説明する。図において、(1)は中心形バタフライ弁の弁本体であり、従来周知のように内部に円板状の弁体(2)を回動自在に軸支し、弁体(2)の回動中心に弁棒が取り付けられ、該弁棒の一方は駆動側弁棒(3)として弁軸筒(4)を貫通して外部に延び出し、該駆動側弁棒(3)の外端には開閉操作レバー装置(5)が取り付けられる。弁軸筒(4)の外端には取付板(6)が一体に形成され、該取付板(6)の上面にノッチ(7)を有する開度板(8)と開度を示す目盛板(9)が固着ボルト・ナット(10)で取外し自在に固着される。開閉操作レバー装置(5)をなす操作レバー(11)には、前記開度板(8)のノッチ(7)に係入する爪状部(12)を先端に有したロックレバー(13)が、その長手方向の略中点部を軸支点としてテコ状に回動し得るように取り付けられる。該ロックレバー(13)は、常時爪状部(12)がノッチ(7)に係入する方向に付勢されていると共に、該ロックレバー(13)と操作レバー(11)の後端を握持することで爪状部(12)がノッチ(7)から離脱する方向に回動させることが出来る。かかるバタフライ弁の開度表示機構は従来周知である。
図1に示すように、本実施態様の弁の開閉操作レバー装置(5)は、主として操作レバー(11)と、ロックレバー(13)と、連結アダプタ(14)とから構成される。操作レバー(11)は、駆動側弁棒(3)に駆動力を付与するためのものであり、薄い平板状の金属基板(15)をプレス成形によって加工したものであり、全体としては細長い略一直線状の棒状の形態をなしている。前端側には、幅や高さが後端部に比べて若干膨らんだ連結アダプタに被ように装着するための被冠部(16)を有し、その後部は柄のように後端にかけて細身になった握持部(17)をなしている。被冠部(16)の幅や長さや高さは、所定の向きで連結アダプタ(14)が丁度挿入し得るサイズに形成される。この被冠部(16)の一側面には、表裏に貫通した止穴(18)が貫穿され、連結アダプタ(14)を装着状態に保持するための固定用止めネジ(19)を挿通出来るようになっている。操作レバー(11)の柄のように細身になっている部分の長手方向におけるほぼ中央部には、一側面側から対向する側面にかけて貫穿した、軸ネジ(20)を挿通するための軸支孔(21)が穿孔される。更に、軸支孔(21a)と後端部とのほぼ中間位置には、ロックレバー(13)側に向かって突き出した略円筒状の嵌着部(22)が形成され、付勢用のコイルスプリング(23)が嵌着し得るようになっている。図2及び図4を参照して、操作レバー(11)の横断面形状は、長手方向のほぼ全体に亘って略コ字形をなし、使用時には、被冠部(16)における横断面略コ字形の開口部を、駆動側弁棒(3)の先端に向けて使用する。
ロックレバー(13)は、操作レバー(11)と同様に、薄い平板状の金属基板(24)をプレス成形によって加工したものであり、全体としては細長く略へ字形の棒状の形態をなしている。先端部には、平面形状として略爪状をなす爪状部(12)を有し、略へ字形をなすロックレバー(13)の頂部付近には、ロックレバー(13)の一側面側から対向する側の側面にかけて貫通した、軸ネジ(20)を挿通するための軸支孔(21b)が穿孔される。略へ字形の長辺部の長手方向のほぼ中央上部には、付勢用のコイルスプリング(23)を嵌着し得る略円筒形に突き出した嵌着部(25)が形成される。長辺部の下端面は、複数の波が連なった波面様の波形に形成され、指を掛けてグリップし易くするように握持部(26)をなしている。図1及び図2を参照して、操作レバー(11)の横断面形状は、長手方向のほぼ全体に亘って略コ字形をなし、使用時には、横断面略コ字形の開口部を、操作レバー(11)の方に向けて装置する。ロックレバー(13)は、その略へ字形の頂部を、横断面略コ字形をなす操作レバー(11)の軸支孔(21)位置の内部に挿入するようにして装着される。このため、操作レバー(11)の軸支孔(21)位置における横断面略コ字形の内部幅は、略へ字形をなすロックレバー(13)の頂部の外部幅に対して同等以上、好ましくは、ほぼ同等の大きさに設定する。
連結アダプタ(14)は、図3(A)に示すように、平面長方形をなす平板状の金属基板(27)から形成される。この金属基板(27)には、プレス成形によって折り曲げてそれぞれほぼ直角に谷折りする互いに平行で適宜の間隔の3本の(架空の線である)折曲線(L1)(L2)(L3)があって、この折曲線(L1)(L2)(L3)によって区画される4つの面状部(S1)(S2)(S3)(S4)を有する。これらの折曲線(L1)(L2)(L3)は、金属基板(27)の長手方向を垂直に横断するように両端間に亘るものである。前記4つの面状部(S1)(S2)(S3)(S4)は、右から比較的広い略正方形状の第1の面状部(S1)、次いで第1の面状部(S1)とほぼ同じように区画される第2の面状部(S2)、次いで比較的狭く長細い第3の面状部(S3)、そして一番左側に第3の面状部(S3)と似たような比較的狭く細長い第4の面状部(S4)とからなる。第1の面状部(S1)のほぼ中央部には、該面積よりも十分に小さい平面正六角形の、ナット嵌合穴(28)が貫穿される。第2の面状部(S2)のほぼ中央には、駆動側弁棒(3)の先端のアクチュエータ連結部(29)を挿通するための軸孔(30)が穿孔される。この軸孔(30)は、駆動側弁棒(3)の先端のアクチュエータ連結部(29)の横断面形状とほぼ同等の形状をなすものであり、本実施態様の弁の開閉操作レバー装置(5)においては、平面正方形をなしている。連結アダプタ(14)をなす金属基板(24)に貫穿されるこれらナット嵌合穴(28)や軸孔(30)は、両者何れもパンチング加工によって形成されるものであって、切削加工等によって形成されるものではない。
上述のように形成された連結アダプタ(14)をなす金属基板(24)は、プレス加工によって、その3本の折曲線(L1)(L2)(L3)に沿ってそれぞれ直角に谷折りされる。その折り曲げ状態を示したのが図3(B)である。この図3(B)に示すように、前記折曲線(L1)(L2)(L3)の位置や互いの間隔は、次のような条件を満たすものとして設定されるべきものである。
第1の面状部(S1)と第2の面状部(S2)との間に位置する折曲線(L1)は、折り曲げ時に底部をなす第2の面状部(S2)の下端から、第1の面状部(S1)に形成されたナット嵌合穴(28)の中央位置までの高さをhとするように設定する。そして、第2の面状部(S2)と第3の面状部(S3)との間に位置する折曲線(L2)は、第2の面状部(S2)に形成される軸孔(30)の第3の面状部(S3)側の端辺から、第3の面状部(S3)を折り曲げて立ち上げた際の外端部までの水平距離wと、第3の面状部(S3)と第4の面状部(S4)との間に位置する折曲線(L3)に沿って、第3の面状部(S3)に対して第4の面状部(S4)を直角に谷折りした際の第4の面状部(S4)の外端間の水平距離w’とが等しくなるように設定する。更に、第3の面状部(S3)と第4の面状部(S4)との間に位置する折曲線(L3)は、第2の面状部(S2)と第3の面状部(S3)との間の折曲線(L2)と、第3の面状部(S3)と第4の面状部(S4)との間の折曲線(L3)とを、それぞれ直角に谷折りして略コ字形部分を形成した際の、底部をなす第2の面状部(S2)の下端から、これに対して平行な第4の面状部(S4)の先端部の厚さ方向の中央位置までの高さh’が、前記hと等しくなるように設定する。
連結アダプタ(14)は、上述の如くの諸条件を満たすように予め設定された折曲線(L1)(L2)(L3)箇所に沿って、プレス加工によって、それぞれの箇所を直角に谷折りして、図3(B)に示す形状のように形成した金属基板(24)のナット嵌合穴(28)に、略正六角筒状のナット(31)を圧入して嵌合し、底部に対して垂直に立ち上がった第1の面状部(S1)の外側表面から該ナット(31)が突出せず、フラットになるように、金属基板(24)に対して埋設してなる。この状態を示したのが図3(C)である。図3(C)から分かるように、このナット(31)の高さは、金属基板(27)の厚さの2倍程あり、第1の面状部(S1)の内側表面から突き出したような格好で、外れたりしないようにしっかりと取り付けられる。このようにして構成された連結アダプタ(14)を上面から見たのが、図3(D)に示す平面図である。この図3(D)からも明らかなように、第4の面状部(S4)の先端である突当部は、第2の面状部(S2)に形成された平面略正方形に貫穿された軸孔(30)の第3の面状部(S3)側の端部の鉛直真上に位置するように構成される。
図1を参照して、操作レバー(11)の軸支孔(21)部分には、ロックレバー(13)の頂部に貫穿された軸支孔(21)部分が配設され、これらの軸支孔(21)に軸ネジ(20)を挿通して、この軸ネジ(20)を軸ネジ留具(32)で固着し、回動自在に軸支する。そして、ロックレバー(13)の嵌着部(25)にコイルスプリング(23)の一端側を嵌着し、該コイルスプリング(23)の他端側を、操作レバー(11)に形成した嵌着部(22)に嵌着することで、操作レバー(11)とロックレバー(13)それぞれの握持部(17)(26)間が開く方向に、即ち、使用時における開閉操作レバー装置(5)が開度板(8)に対して常時ロック状態となるように付勢する。
このようにして得られる本実施態様の弁の開閉操作レバー装置(5)を使用するには、図4に示すように、先ず、操作レバー(11)の被冠部(16)に、連結アダプタ(14)を装着する。この際、連結アダプタ(14)の第1の面状部(S1)に埋設されたナット(31)の位置と、被冠部(16)の一側面に貫穿された止穴(18)の位置とを合わせ、固定用止めネジ(19)を前記ナット(31)に軽く螺合して置く。この状態で、弁本体(1)に固設された取付板(6)から突き出した駆動側弁棒(3)の上端部分、即ち、駆動側弁棒(3)と開閉操作レバー装置(5)とを連結するアクチュエータ連結部(29)に、連結アダプタ(14)の軸孔(30)を嵌める。この際、取付板(6)から突き出た部分の駆動側弁棒(3)の高さH1が、十分に覆いきれる高さに、操作レバー(11)における被冠部(16)の内部空間の高さH2が設定されていることは勿論である。また、前記被冠部(16)の下端と連結アダプタ(14)の下端面のレベルが互いに等しくフラットになるように設定されているということも言うまでもない。
こうして予め被冠部(16)に、連結アダプタ(14)を挿着した状態で、連結アダプタ(14)に形成された軸孔(30)に、駆動側弁棒(3)のアクチュエータ連結部(29)をその基端部まで挿通する。ここで、止穴(18)に予め緩く螺合されていた固定用止めネジ(19)を更にねじ込んで該固定用止めネジ(19)の先端部をきつく押し当てるようにして、アクチュエータ連結部(29)を側方から押圧することで、この固定用止めネジ(19)の先端と、連結アダプタ(14)の第4の面状部(S4)の先端の突当部とによて挟み込むように固定する。そして、被冠部(16)の止穴(18)から外方に突き出した固定用止めネジ(19)に、ロックナット(33)を螺合することで、開閉操作レバー装置(5)と駆動側弁棒(3)とのより強固な固定状態が得られるようになっている。
通常、この際、ロックレバー(13)の先端の爪状部(12)は、開度板(8)の適宜位置のノッチ(7)に係入しており、当該開閉操作レバー装置(5)の回動はロックされた状態になる。操作レバー(11)とロックレバー(13)の握持部(17)(26)を、握持するとコイルスプリング(23)が圧縮され、軸ネジ(20)部位を支点として爪状部(12)がノッチ(7)の下方に回動して、係入状態が解除されると共に該開閉操作レバー装置(5)のロック状態が解除され、弁体(2)を所望の開度に調整することが出来るようになっている。
本実施態様の開閉操作レバー装置(5)を、異なるサイズのアクチュエータ連結部(29)を有する弁本体(1)に用いる場合には、連結アダプタ(14)を、該アクチュエータ連結部(29)のサイズに適合した軸孔(30)を有する連結アダプタ(14)に付け替えることで対応することが可能である。
本実施態様の弁の開閉操作レバー装置の分解斜視図 同装置における主要部品同士の装着状態における、作動構成を示す断面図 同装置における主要部品の構成を示す図 同装置の使用状態における前方から見た主要部の断面図。
符号の説明
1 弁本体
2 弁体
3 駆動側弁棒
4 弁軸筒
5 開閉操作レバー装置
6 取付板
7 ノッチ
8 開度板
9 目盛板
10 固着ボルト・ナット
11 操作レバー
12 爪状部
13 ロックレバー
14 連結アダプタ
15 金属基板
16 被冠部
17 握持部
18 止穴
19 固定用止めネジ
20 軸ネジ
21a 軸支孔
21b 軸支孔
22 嵌着部
23 コイルスプリング
24 金属基板
25 嵌着部
26 握持部
27 金属基板
28 ナット嵌合穴
29 アクチュエータ連結部
30 軸孔
31 ナット
32 軸ネジ留具
33 ロックナット
L1 折曲線
L2 折曲線
L3 折曲線
S1 第1の面状部
S2 第2の面状部
S3 第3の面状部
S4 第4の面状部

Claims (3)

  1. バルブ装置の弁体と一体的に回動する弁棒のアクチュエータ連結部に、回転方向を一体化して着脱自在に装着される連結アダプタと、該連結アダプタに回転方向を一体化して着脱自在に被冠される操作レバーとを有し、連結アダプタと操作レバーを貫通して螺合されるネジ手段と連結アダプタとの間に弁棒のアクチュエータ連結部を狭持して、弁棒と、連結アダプタ及び操作レバーを一体化し、操作レバーの回動により連結アダプタを介して弁棒を駆動回転すると共に、連結アダプタの交換により、複数の弁棒の形状及びサイズに対応可能としたことを特徴とする弁の開閉操作レバー装置。
  2. 連結アダプタは、底面板部と該底面板部の両側から立ち上がる立上板部とを有し、底面板部には弁棒のアクチュエータ連結部に装着して回転方向を一体化する軸孔が形成され、両側の立上板部の外面は連結アダプタに装着される操作レバーの被冠部内面に嵌合して、連結アダプタと操作レバーを回転方向に一体化し、一方の立上板部には前記軸孔の垂直線上に整合して弁棒のアクチュエータ連結部に当接する突当部が形成され、他方の立上板部には該突当部と対向する位置に操作レバーを貫通したネジ手段を螺挿可能とし、ネジ手段と突当部との間にアクチュエータ連結部を狭持して、連結アダプタを介して弁棒と操作レバーを一体化し、操作レバーの回動により弁棒を回転駆動自在としたことを特徴とする請求項1に記載の弁の開閉操作レバー装置。
  3. 連結アダプタが、平面略長方形の平板状の金属材料を、プレス成形によって、その長手方向を垂直に横断する互いに平行な適宜の間隔の3本の折曲線に沿って、それぞれほぼ直角に谷折りして底面板部と、該底面板部の両側から立ち上がる2つの立上板部と、一方の立上板部を所定の高さ位置で折り曲げてなる折返部の4つの面状部を有する部材に画成し、折返部の先端を、対向する一方の立ち上がり部に予め形成されたナット嵌合穴の中心までの高さとほぼ同じ高さ位置に設定される突当部とし、該突当部の先端を軸孔の一端辺の鉛直真上に位置させ、ナット嵌合穴に螺合されるネジ手段と突当部との間で弁棒のアクチュエータ連結部を狭持したことを特徴とする請求項1又は2に記載の弁の開閉操作レバー装置。
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