(57)【要約】  長期間にわたっての検知の信頼性が確保され、流体通路の開度の検知精度がよい手動弁用開度検知装置を提供する。  ハンドル13は、中空状とされている。変位センサ4は、ハンドル13の内面に固定されている。ターゲット5は、ハンドル13内の弁棒から所定距離離れた位置に配置されたターゲット本体22と、ターゲット本体22の変位センサ4に対向する面に形成された検知用傾斜面23と、ターゲット本体22から下方に突出する下方突出部25とを有している。ハンドル13の底壁14aに、ターゲット5の下方突出部25を上下移動可能に挿通させる貫通孔30が設けられている。ターゲット5は、その下方突出部25下面が弁本体11bで受けられることにより、ハンドル13とともに回転するが弁本体11bに対して上下移動しないようになされている。【選択図】    図３
2012067055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの回転操作に伴い、弁本体内の流体通路が開閉される手動弁に設置される手動弁用開度検知装置において、変位センサおよび変位センサに臨まされた検知面を有するターゲットを備えており、変位センサおよびターゲットが中空状とされたハンドル内に配置されていることを特徴とする手動弁用開度検知装置。
【請求項２】
ハンドルの回転に伴い、変位センサおよびターゲットがセンサ面とターゲットの検知面とが常に向き合うように回転を行うことを特徴とする請求項１の手動弁用開度検知装置。
【請求項３】
ターゲットは、ハンドル内の弁棒から所定距離離れた位置に配置されたターゲット本体と、ターゲット本体の変位センサに対向する面に形成された検知用傾斜面と、ターゲット本体から下方に突出する下方突出部とを有し、ハンドルの底壁に、ターゲットの下方突出部を上下移動可能に挿通させる貫通孔が設けられて、ターゲットは、その下方突出部下面が弁本体で受けられることにより、ハンドルとともに回転するが弁本体に対して上下移動しないようになされていることを特徴とする請求項１または２の手動弁用開度検知装置。
【請求項４】
ハンドルは、周壁および底壁を有し底壁の中央部が弁棒に固定されたハンドルベースと、これに被せられたハンドルカバーとを有しており、ターゲット本体は、略直方体状とされて、その長さ方向の中央部に検知用傾斜面および下方突出部が設けられており、ターゲット本体の長さ方向両側に、検知用傾斜面および下方突出部が設けられている部分を挟むようにして、１対の案内軸挿通孔が設けられており、各案内軸挿通孔に挿通された各案内軸の下端がハンドルベースで受けられるとともに、各案内軸の上端が押さえ部材によって受けられて、該押さえ部材がハンドルベースに固定されており、これにより、ターゲットが１対の案内軸に案内されてハンドルに対して上下移動可能とされていることを特徴とする請求項３の手動弁用開度検知装置。
【請求項５】
ターゲットの各案内軸挿通孔に、案内軸を案内する円筒状リニアブッシュが挿入されており、圧縮コイルばねが各案内軸の上部に嵌め被せられて、その上端が押さえ部材に、下端がリニアブッシュ上面でそれぞれ受けられていることを特徴とする請求項４の手動弁用開度検知装置。
【請求項６】
ターゲットの下方突出部は、ターゲット本体に取り付けられたボールプランジャーによって形成されており、ボールプランジャーの外周におねじ部が設けられて、ターゲット本体に、ボールプランジャーのおねじ部に対応する貫通めねじ部が設けられており、ボールプランジャーは、ターゲット本体の貫通めねじ部に下側からねじ合わされ、ターゲット本体の貫通めねじ部に上側からねじ合わされたロックナットによって位置決めされてターゲット本体に固定されており、ボールプランジャーの下端に位置するボールが弁本体で受けられていることを特徴とする請求項３から５までのいずれかに記載の手動弁用開度検知装置。
【請求項７】
変位センサは、センサ支持部材を介してハンドルに固定されており、センサ支持部材に、ターゲット本体に弾性力を作用させる付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項３から６までのいずれかに記載の手動弁用開度検知装置。
【請求項８】
ハンドル内に、プログラムに応じた所定の処理を実行するＣＰＵと、無線モジュールと、これらに電力を供給する電池とが組み込まれていることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の手動弁用開度検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンドルの回転操作に伴い、弁本体内の流体通路が開閉される手動弁に設置されて、流体通路の開度を検知する手動弁用開度検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動弁の流体通路の開閉状態を検知するには、リミットスイッチを使用して弁棒の上端位置と下端位置とを検出するものが知られているが、このような開度検知装置は、全開または全閉であることが分かるものの、開度５％とか開度９５％とかの中間状態については検知できないという問題があった。そこで、特許文献１には、弁本体に取付金具を介して固定された変位センサと、ハンドルおよび弁棒に一体に取り付けられたテーパ円筒形ターゲットとを使用して、弁棒の上下移動に伴って移動するターゲットの検知用傾斜面（テーパ円筒面）に臨まされた変位センサの計測値から流体通路の開度を検知する手動弁用開度検知装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２６９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の手動弁用開度検知装置では、変位センサの取付金具が弁本体から突出しているとともに、テーパ円筒形ターゲットの検知用傾斜面および変位センサが外部に露出しているため、変位センサの取付金具やターゲットにハンドル操作時などに手などが当たって初期設定状態から変化しやすく、また、変位センサが故障しやすいことから、長期間にわたっての検知の信頼性に欠けるという問題があった。【０００５】
上記特許文献１の手動弁用開度検知装置では、また、固定されている変位センサに対してターゲットが回転するので、変位センサに臨まされているターゲットの面が変化することから、偏心誤差やターゲットの表面状態の相違の影響を受けて変位センサで得られる値が変動し、変位センサとターゲットの検知用傾斜面との距離に基づいて算出した弁棒位置（流体通路の開度）の検知精度が低下するという問題もあった。【０００６】
この発明の目的は、長期間にわたっての検知の信頼性が確保され、流体通路の開度の検知精度がよい手動弁用開度検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による手動弁用開度検知装置は、ハンドルの回転操作に伴い、弁本体内の流体通路が開閉される手動弁に設置される手動弁用開度検知装置において、変位センサおよび変位センサに臨まされた検知面を有するターゲットを備えており、変位センサおよびターゲットが中空状とされたハンドル内に配置されていることを特徴とするものである。【０００８】
「弁本体」は、手動弁の構成要素のうち、流体通路および弁座が形成された弁箱、弁棒に設けられたおねじ部にねじ合わされるめねじ部を有するボンネットなどからなる固定部分をいうものとする。【０００９】
手動弁は、例えば、弁体としてダイヤフラムを使用し、ダイヤフラム押さえによってダイヤフラムを弁座に押し付けることで、流体通路を閉鎖するダイヤフラム弁とされるが、この発明が対象とする手動弁は、ハンドルの回転操作に伴う弁棒の上下移動により弁本体内の流体通路が開閉されるものであれば、弁体その他の構成については限定されない。【００１０】
変位センサとしては、例えば、平面コイル、発振回路および積算回路を有し、対向する導電体との距離変化に応じて発信周波数が変化し、この周波数を積算回路で積算値に変換してデジタル出力するものとされるが、これに限定されるものではない。【００１１】
変位センサおよびターゲットは、そのいずれか一方がハンドルの内面に固定され、他方がハンドルとともに回転するが弁本体に対して回転時に上下移動しないようにハンドルに取り付けられる。例えば、変位センサは、適宜な形状とされたセンサ支持部材を介してハンドルベースの周壁に固定され、ターゲットは、弁本体に上下方向の位置決めをされた状態でハンドルに支持される。ターゲットをハンドルに固定して、センサを弁本体に位置決めされた状態でハンドルに支持させるようにしてもよい。【００１２】
この発明の手動弁用開度検知装置によると、変位センサおよびターゲットがハンドルに保護されることで、長期間にわたっての検知の信頼性が確保されるとともに、流体通路の開度の検知精度がよいものとなる。また、変位センサおよびターゲットがハンドルに一体に設けられていることで、手動弁用開度検知装置の交換を容易に行うことができ、また、既存の手動弁に対して、そのハンドルをこの発明の手動弁用開度検知装置を内蔵したハンドルに交換することで、上記の効果を有する開度検知装置付きの手動弁を容易に得ることができる。【００１３】
ハンドルの回転に伴い、変位センサ及びターゲットがセンサ面とターゲットの検知面とが常に向き合うように回転を行うことが好ましい。【００１４】
このようにすると、変位センサのセンサ面に臨まされているターゲットの検知面が変化しないことから、偏心誤差やターゲットの表面状態の相違の影響を受けて変位センサで得られる値が変動することがなく、変位センサとターゲットの検知用傾斜面との距離に基づいて算出した弁棒位置（流体通路の開度）の検知精度が優れたものとなる。検知面は、テーパ円筒形にする必要はなく、変位センサのセンサ面に対向する傾斜面とすればよい。【００１５】
ターゲットは、ハンドル内の弁棒から所定距離離れた位置に配置されたターゲット本体と、ターゲット本体の変位センサに対向する面に形成された検知用傾斜面と、ターゲット本体から下方に突出する下方突出部とを有し、ハンドルの底壁に、ターゲットの下方突出部を上下移動可能に挿通させる貫通孔が設けられて、ターゲットは、その下方突出部下面が弁本体で受けられることにより、ハンドルとともに回転するが弁本体に対して上下移動しないようになされていることが好ましい。【００１６】
このようにすると、ハンドルを回転させると、変位センサは、これと一体で回転して弁本体に対して上下に移動する。これに対して、ターゲットは、その下方突出部がハンドルの底壁に設けられた貫通孔に挿通されて、その下面が弁本体で受けられていることにより、回転時は弁本体に対して上下には移動しない。したがって、変位センサと検知用傾斜面との距離が変化し、これを弁棒の上下移動距離に換算することで、流体通路の開度を検知することができる。ターゲットは、適宜なターゲット支持手段によって支持されて、ハンドルと一体回転するものとされ、これにより、ターゲットの検知用傾斜面は変位センサとともに回転し、ターゲットおよび変位センサのそれぞれの取付けに誤差があったとしても、変位センサで得られる計測値にその誤差が含まれることはなく、検知精度に優れたものとなる。【００１７】
上記において、ターゲットは、付勢部材（例えば圧縮コイルばね）によって下方に付勢されていることが好ましい。【００１８】
ターゲット支持手段は、例えば、ハンドル底壁の貫通孔とターゲットの下方突出部との嵌め合いをスプライン嵌合とすればよく、また、ターゲットを案内する案内軸に対してターゲットが回転しないものとされてもよい。【００１９】
例えば、ハンドルは、周壁および底壁を有し底壁の中央部が弁棒に固定されたハンドルベースと、これに被せられたハンドルカバーとを有しており、ターゲット本体は、略直方体状とされて、その長さ方向の中央部に検知用傾斜面および下方突出部が設けられており、ターゲット本体の長さ方向両側に、検知用傾斜面および下方突出部が設けられている部分を挟むようにして、１対の案内軸挿通孔が設けられており、各案内軸挿通孔に挿通された各案内軸の下端がハンドルベースで受けられるとともに、各案内軸の上端が押さえ部材によって受けられて、該押さえ部材がハンドルベースに固定されており、これにより、ターゲットが１対の案内軸に案内されてハンドルに対して上下移動可能とされていることがある。【００２０】
このようにすると、ターゲットがハンドルに対して上下移動する際に、傾いたり引っ掛かったりすることがなく、スムーズなターゲットの移動が確保されることで、検知精度に優れたものとなる。【００２１】
ターゲットの各案内軸挿通孔に、案内軸を案内する円筒状リニアブッシュが挿入されており、圧縮コイルばねが各案内軸の上部に嵌め被せられて、その上端が押さえ部材に、下端がリニアブッシュ上面でそれぞれ受けられていることがより好ましい。【００２２】
リニアブッシュは、軌道溝が設けられた案内軸に対して相対的に直線移動可能に組み付けられる外筒と、案内軸の軌道溝と外筒に設けられた軌道溝との間に設けられた複数のボールとを備えているもので、複数のボールが転動することによって円滑な相対移動が確保される。【００２３】
案内軸とリニアブッシュとの隙間は、両者間のガタをなくすために極力小さいものとされ、ボールが内部で転動するリニアブッシュが使用されることで、案内軸に対するターゲットの相対移動がガタ無くかつスムーズなものとなる。そして、圧縮コイルばねがリニアブッシュを押えることで、ターゲット全体が常に下方に付勢され、ターゲットのガタも防止される。【００２４】
ターゲットの下方突出部は、ターゲット本体に取り付けられたボールプランジャーによって形成されており、ボールプランジャーの外周におねじ部が設けられて、ターゲット本体に、ボールプランジャーのおねじ部に対応する貫通めねじ部が設けられており、ボールプランジャーは、ターゲット本体の貫通めねじ部に下側からねじ合わされ、ターゲット本体の貫通めねじ部に上側からねじ合わされたロックナットによって位置決めされてターゲット本体に固定されており、ボールプランジャーの下端に位置するボールが弁本体で受けられていることがある。【００２５】
ターゲットの下方突出部は、ターゲット本体に一体に形成されてももちろんよいが、ボールプランジャーを使用することで、ターゲットの下方突出部が弁本体で受けられた状態でのターゲットの移動がスムーズなものとなり、検知精度がより一層向上する。【００２６】
変位センサは、センサ支持部材を介してハンドルに固定されており、センサ支持部材に、ターゲット本体に弾性力を作用させる付勢部材が設けられていることがある。【００２７】
ターゲット本体がセンサ支持部材に対して移動する際にがたつくと、精度が低下することになり、このターゲット本体のがたつきが付勢部材によって抑えられる。【００２８】
この発明の手動弁用開度検知装置において、ターゲットおよび変位センサに加えて、ハンドル内に、プログラムに応じた所定の処理を実行するＣＰＵと、無線モジュールと、これらに電力を供給する電池とがさらに組み込まれていることが好ましい。【００２９】
このようにすると、変位センサの計測値を使用して流体通路の開度を求め、これを外部に設置されたデータ監視システムに送信することで、手動弁が設置されている場所から離れた位置において、手動弁の開度が検知できる。【００３０】
また、変位センサ、ＣＰＵ、無線モジュールおよび電池をハンドルに一体にすることにより、弁の保守、交換が容易に行える。それに、ＣＰＵと内蔵メモリにより、全開から全閉の変位値を記憶、直線補正をすることにより、弁のばらつきを吸収することができる。また、ＬＥＤ表示灯をハンドルに取り付けることで無線通信の状態、弁の動作状況を通知することもできる。【００３１】
なお、この明細書において、「上下」は、手動弁のハンドル側を上として、弁本体側を下というものとするが、この上下は、便宜的なものであり、手動弁は、上下を逆にして設置されることもあり、また、水平面だけでなく、垂直面に設置されることもある。
【発明の効果】
【００３２】
この発明の手動弁用開度検知装置によると、変位センサおよびターゲットが中空状とされたハンドル内に配置されているので、変位センサおよびターゲットがハンドルに保護されることで、長期間にわたっての検知の信頼性が確保されるとともに、流体通路の開度の検知精度がよいものとなる。また、変位センサおよびターゲットがハンドルに一体に設けられていることで、手動弁用開度検知装置の交換を容易に行うことができ、また、既存の手動弁に対して、そのハンドルをこの発明の手動弁用開度検知装置を内蔵したハンドルに交換することで、上記の効果を有する開度検知装置付きの手動弁を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、この発明による手動弁用開度検知装置の第１実施形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、同一部を切り欠いた平面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿う断面図であり、バルブ全閉時の状態を示している。
【図４】図４は、図２のIV-IV線に沿う断面図であり、バルブ全閉時の状態を示している。
【図５】図５は、バルブ全開時の状態を示す図３に対応した図である。
【図６】図６は、バルブ全開時の状態を示す図４に対応した図である。
【図７】図７は、この発明による手動弁用開度検知装置を使用したシステムの１例を示すブロック図である。
【図８】図８は、この発明による手動弁用開度検知装置の第２実施形態を示す断面図で、図３に対応する図である。
【図９】図９は、この発明による手動弁用開度検知装置の第２実施形態を示す断面図で、図５に対応する図である。
【符号の説明】
【００３４】
(2)       手動弁
(3)       手動弁用開度検知装置
(4)       変位センサ
(5)       ターゲット
(6)       ＣＰＵ
(7)       無線モジュール
(8)       電池
(11)      弁本体
(12)      弁棒
(13)      ハンドル
(14)      ハンドルベース
(14a)     底壁
(14b)     周壁
(15)      ハンドルカバー
(21)      センサ支持部材
(22)      ターゲット本体
(23)      検知用傾斜面（検知面）
(24)      ボールプランジャー
(24a)     ボール
(25)      下方突出部
(26)      案内軸
(27)      押さえ部材
(28)      圧縮コイルばね（付勢部材）
(30)      貫通孔
(31)      案内軸挿通孔
(35)      リニアブッシュ
(40)      板ばね（付勢部材）
【発明を実施するための形態】
【００３５】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下は、図１の上下をいうものとする。
【００３６】
図１は、この発明による手動弁用開度検知装置を有する流体制御器を示しており、流体制御器(1)は、ハンドル(13)の回転操作によって流体通路が開閉される手動弁(2)と、ハンドル(13)に内蔵された開度検知装置(3)とからなる。
【００３７】
手動弁(2)は、所要の流体通路（図示略）が設けられた弁箱(11a)およびその上方に設けられたボンネット(11b)からなる弁本体(11)と、ボンネット(11b)内に支持されて回転しながら上昇または下降することにより流体通路を開閉する弁棒(12)と、弁棒(12)上端部に固定されたハンドル(13)とを備えている。
【００３８】
ハンドル(13)は、底壁(14a)および周壁(14b)を有する円筒状のハンドルベース(14)とこれに被せられた樹脂製ハンドルカバー(15)とによって中空状に形成されており、その中空状部分が開度検知装置配置空間とされている。ハンドルベース(14)の底壁(14a)の中央部には、弁棒(12)上端部を挿通するための貫通孔が設けられており、弁棒(12)上端部に設けられたおねじ部にナット(16)がねじ合わされることで、ハンドルベース(14)と弁棒(12)とが固定されている。
【００３９】
ハンドル(13)は、弁本体(11)のボンネット(11b)の上方に位置し、これらは互いに同心であり、ハンドル(13)が回転して上方に移動すると、操作部材であるハンドル(13)と固定部材である弁本体(11)のボンネット(11b)との距離が変化する。
【００４０】
開度検知装置(3)は、手動弁(2)の流体通路の開度を数値化して外部に取り出すもので、変位センサ(4)と、変位センサ(4)に対向するターゲット(5)と、変位センサ(4)の計測値を処理するＣＰＵ(6)と、ＣＰＵ(6)と外部との送受信を行う無線モジュール(7)と、変位センサ(4)、ＣＰＵ(6)および無線モジュール(7)に電力を供給する電池(8)とを備えている。
【００４１】
以下では、図２から図６までを参照して、この発明による開度検知装置(3)の第１実施形態の詳細な構成を説明する。
【００４２】
変位センサ(4)は、センサ支持部材(21)を介してハンドルベース(14)の周壁(14b)に固定されている。
【００４３】
ターゲット(5)は、ハンドルベース(14)上の弁棒(12)から所定距離離れた位置に配置された略直方体状のターゲット本体(22)と、ターゲット本体(22)の長さ方向中央部に変位センサ(4)のセンサ面に内側から対向するように形成された検知用傾斜面(23)と、ターゲット本体(22)の長さ方向中央部に下方に突出するように配置されたボールプランジャー(24)とを有している。
【００４４】
ターゲット(5)は、後述するように、１対の案内軸(26)、押さえ部材(27)および圧縮コイルばね（付勢部材）(28)によって、ハンドルベース(14)と一体で回転するとともに、ハンドルベース(14)に対して上下移動可能（ハンドルベース(14)が弁本体(11)に対して上下方向に移動しても、ターゲット(5)は、弁本体(11)に対して上下方向に移動しない）とされている。
【００４５】
ハンドルベース(14)には、ターゲット(5)を長さ方向両側から挟むことでターゲット(5)の配置および移動空間を形成している厚肉部(14c)が設けられている。
【００４６】
ボールプランジャー(24)の外周には、おねじ部が設けられており、ターゲット本体(22)の長さ方向中央部には、このおねじ部に対応する貫通めねじ部(22a)が設けられている。ボールプランジャー(24)は、ターゲット本体(22)の貫通めねじ部(22a)に下側からねじ合わされ、ターゲット本体(22)の貫通めねじ部(22a)に上側からねじ合わされたロックナット(29)によって位置決めされてターゲット本体(22)に固定されている。
【００４７】
ボールプランジャー(24)の下部は、ターゲット(5)の下方突出部(25)を形成している。ハンドルベース(14)の底壁(14a)には、この下方突出部(25)を上下移動可能に挿通させる貫通孔(30)が設けられている。ターゲット(5)は、そのターゲット本体(22)がハンドルベース(14)の底壁(14a)上に移動可能に載置されて、その下方突出部(25)が底壁(14a)の貫通孔(30)に挿通されている。底壁(14a)の貫通孔(30)に挿通されたターゲット(5)の下方突出部(25)の下端（すなわち、ボールプランジャー(24)の下端に位置するボール(24a)）は、弁本体(11)のボンネット(11b)の上面で受けられるようになされており（弁棒(12)からターゲット(5)の下方突出部(25)までの距離がボンネット(11b)の半径に比べて小さくなされており）、これにより、ターゲット(5)の弁本体(11)に対する上下位置が一定に保たれている。
【００４８】
ターゲット本体(22)の長さ方向両側に、検知用傾斜面(23)および下方突出部(25)が設けられている部分を挟むようにして、１対の案内軸挿通孔(31)が設けられている。
【００４９】
各案内軸挿通孔(31)には、案内軸(26)がそれぞれ挿通されており、各案内軸(26)の下端部は、ハンドルベース(14)に設けられた凹所(32)に嵌め入れられている。そして、各案内軸(26)の上端部は、押さえ部材(27)に設けられた凹所(33)に嵌め入れられている。押さえ部材(27)の凹所(33)は、段付き状とされており、上側の小径部(33a)に各案内軸(26)の上端部が嵌め入れられており、凹所(33)の下側の大径部(33b)は、圧縮コイルばね(28)の上端を受けるものとされている。
【００５０】
押さえ部材(27)は、ターゲット本体(22)の長さ方向に長い長方形板状とされて、長さがターゲット(5)よりも長くなされている。押さえ部材(27)の両端部には、皿ねじ(34)が配されており、押さえ部材(27)は、これらの皿ねじ(34)によって、ハンドルベース(14)の厚肉部(14c)に固定されている。これにより、１対の案内軸(26)がハンドルベース(14)に固定され、ターゲット(5)がこれらの１対の案内軸(26)に案内されてハンドルベース(14)に対して上下移動可能とされている。
【００５１】
ターゲット(5)の各案内軸挿通孔(31)は、リニアブッシュ(35)が挿入可能な大きさとされており、ここに、案内軸(26)の上下移動を回転不可能に案内する円筒状リニアブッシュ(35)が挿入されて固定されている。リニアブッシュ(35)は、図示省略するが、軌道溝が設けられた案内軸(26)に対して相対的に運動可能に組み付けられる外筒と、案内軸(26)の軌道溝と外筒に設けられた軌道溝との間に転動可能に設けられた複数のボールとを備えている。各案内軸挿通孔(31)の下端には、リニアブッシュ(35)の下面を受ける環状の内方突出縁部(31a)が設けられている。内方突出縁部(31a)の内径は、案内軸(26)が挿通可能な大きさとされている。
【００５２】
各案内軸(26)の上部には、圧縮コイルばね(28)がそれぞれ嵌め被せられて、その上端部が押さえ部材(27)に設けられた段付きの凹所(33)の大径部(33b)に挿入されており、その下端がリニアブッシュ(35)の上面で受けられている。これにより、リニアブッシュ(35)の上面と押さえ部材(27)との間に圧縮コイルばね(28)が介在されて、リニアブッシュ(35)が圧縮コイルばね(28)によって下向きに付勢されることで、ターゲット(5)に常時下向きの付勢力が作用している。こうして、ターゲット(5)のハンドルベース(14)に対する上下移動がガタ無くスムーズに行われることが確保されている。
【００５３】
図３および図５には、流体通路が閉の状態が示されており、この閉状態においてハンドル(13)を回転させると、弁棒(12)は、弁本体(11)に対して回転しながら上方に移動する。この際、弁本体(11)（のボンネット（11b））に支持されたターゲット(5)は、ハンドル(13)とともに回転するが、弁本体(11)に対する上下位置は変えない。また、圧縮コイルばね(28)の下端は、ターゲット(5)に受けられているので、その位置は上下移動せず、圧縮コイルばね(28)の上端は、押さえ部材(27)に受けられているので、これとともに上方に移動し、圧縮コイルばね(28)は、ターゲット(5)を下方に付勢した状態で伸張する。また、案内軸(26)は、押さえ部材(27)とハンドルベース(14)とによって挟持されてハンドルベース(14)と一体で回転し、弁本体(11)に対して上下移動しないターゲット(5)は、案内軸(26)に対して相対的に直線移動し、この直線移動は、ハンドル(11)を基準にすると、下方への移動となる。この結果、図４および図６に示す流体通路が開の状態が得られる。
【００５４】
上記の開度検知装置(3)によると、弁本体(11)に対してハンドル(13)が上下移動すると、ハンドル(13)と一体で移動する変位センサ(4)と弁本体(11)によって位置決めされているターゲット(11)の検知用傾斜面(23)との距離が変化し、この距離の変化が変位センサ(4)によって計測される。したがって、この変位センサ(4)の計測値を検知用傾斜面(23)の角度を用いてハンドル(13)と弁本体(11)との距離に換算することで、弁棒(12)の移動量が求められる。弁棒(12)の移動量は、流体通路の開度と関係付けられているので、この関係に基づいて、流体通路の開度が求められる。
【００５５】
流体通路の開度については、開度検知装置(3)を内蔵したハンドル(13)を手動弁(2)に取り付けた状態（配管施工後、パッキン交換時、メンテナンス時など）で、ハンドル(13)を全閉位置に操作して、開度０％のポイントを設定し、さらに、ハンドル(13)を全開位置に操作して、開度１００％のポイントを設定する。そして、ＣＰＵ(6)および内蔵メモリにより、全開から全閉の変位値を記憶、直線補正をすることにより、手動弁(2)の組立て時に生じるばらつきを吸収することができる。
【００５６】
上記の開度検知装置(3)によると、ハンドル(13)内には、変位センサ(4)およびターゲット(5)に加えて、変位センサ(4)の計測値を処理するＣＰＵ(6)およびＣＰＵ(6)と外部との送受信を行う無線モジュール(8)も内蔵されているので、図７に示すように。得られた流体通路の開度は、無線モジュール(8)を介して外部に設置されたデータ監視システム(9)に無線で送信され、モニタによって異常がないかが常時監視される。
【００５７】
図７に示すように、ＣＰＵ(6)には、プログラムを格納してＣＰＵ(6)がこのプログラムを実行して生成されたデータを格納する内蔵メモリに加えて、温度センサが内蔵されている。ＣＰＵ(6)は、変位センサ(4)の計測値、温度センサの計測値および電池(8)の電圧計測値を取得して、変位センサ(4)の計測値を処理して得られた開度信号と、ＣＰＵ内温度と、電池電圧レベルとを送信する。これらの情報は、データ監視システム(9)で受信され、これにより、手動弁(2)が設置されている場所から離れた位置において、手動弁(2)の開度検知が可能となる。
【００５８】
このデータ監視システム(9)によると、一定時間間隔に開度検知装置(3)からの開度信号を取得して、規定の開度状態でない場合、アラームが出力される。また、初期設定開度０〜１００％を外れた場合にも、アラームが出力される。さらに、ＣＰＵ(6)の温度について、一定時間間隔に温度信号を取得して、使用温度範囲を外れるとアラームが出力される。電池(8)の電源については、規定の電源電圧以下になるとアラームが出力される。一定時間間隔は、例えば標準が５分に１回とされ、これにより、電池(8)の寿命を長く（例えば４年以上）することができる。
【００５９】
ここで、開度信号は、単に開または閉という情報でなく、開度０〜１００％の間の数値で得られることから、ハンドル(13)の操作に際し、開度０％（全閉）のはずが、開度２％になっている（きっちり閉じられていないかまたは何らかの事情で開いてきた）とか、開度１００％（全開）のはずが、開度９５％（完全に開けられていないかまたは何らかの事情で閉じてきた）とかを確実に把握することができる。また、ＣＰＵ(6)内蔵の温度センサによると、例えば、弁体の破損による流体の漏れを温度上昇から推定できるようにしておくことで、データ監視システム(9)側で流体漏れの異常の検出ができる。なお、温度センサは、ＣＰＵ(6)に内蔵されているものに限らず、手動弁(2)の温度が計測できるのであればどのような物でも良い。
【００６０】
図８および図９に、この発明による開度検知装置(3)の第２実施形態を示す。同図において、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
図８および図９に示すように、この実施形態では、センサ支持部材(21)に、ターゲット本体(22)に弾性力を作用させるＬ字状板ばね（付勢部材）(40)が設けられている。各板ばね(40)は、検知用傾斜面(23)が設けられている部分を挟むように１対配置されており、その水平部分(40a)がボルト（図示略）によってセンサ支持部材(21)に取り付けられて、水平部分(40a)に対して屈曲する部分(40b)がセンサ支持部材(21)とターゲット本体(22)との間を下方に延びている。板ばね(40)は、フリー状態において、垂直に対し下端がターゲット(5)側に位置する傾斜状態とされており、ターゲット本体(22)に当接することで、ターゲット本体(22)に弾性力を及ぼすようになっている。
【００６２】
ターゲット本体(22)とボールプランジャー(24)とはねじ合わされており、ボールプランジャー(24)のボール(24a)が弁本体(11)で受けられることで、ターゲット(5)の移動がスムーズなものとなっている。ここで、ターゲット本体(22)が移動する際に、ねじ合わせ部分のがたつきなどによって変位センサ(4)のセンサ面に対する位置が変化する可能性があるが、これが板ばね(40)によって抑えられる。こうして、この第２実施形態によると、ターゲット本体(22)と変位センサ(4)のセンサ面との間の距離が安定し、検知精度がより一層向上する。
【００６３】
なお、上記において、ハンドル(13)内に固定された変位センサ(4)に対して、ターゲット(5)は、ハンドル(13)とともに回転するが、弁本体(11)に対する上下位置を変えないようになされているが、これを逆にして、ターゲットをハンドル(13)内に固定して、変位センサ(4)をハンドル(13)とともに回転するが、弁本体(11)に対する上下位置を変えないようにしても、同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
この発明の手動弁用開度検知装置は、流体通路の開度を検知するために手動弁に設置されるのに適している。この発明によると、長期間にわたっての検知の信頼性が確保され、流体通路の開度の検知精度がよい手動弁用開度検知装置が得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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