(57)【要約】      （修正有）【課題】設置場所の限定されない弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、異物を含む流体のフィルタを逆洗処理するための弁装置である。この弁装置１は、偏心構造弁１００と、偏心構造弁１００を駆動する直流モータと、を備える。偏心構造弁１００の閉動作においては、全閉直前においてはシート１３０との間の摩擦抵抗が大きくなるため、弁１１０の駆動に比較的大きなトルクが必要とされるが、それまでは、小さなトルクで弁を駆動できる。また、偏心構造弁１００の開動作においては、全閉からその直後においては弁の駆動に比較的大きなトルクが必要とされるが、その後は、小さなトルクで弁１１０を駆動できる。一方、直流モータは、低速回転時には大トルクを発生させる。そして、直流モータは、発生トルクが小さいときには、高速で回転する。【選択図】図１
2014219088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁装置であって、
弁体の回転動作によって開閉される弁であって、全閉状態を含む第１の動作範囲における前記回転動作の必要トルクが、前記第１の動作範囲よりも弁開度が大きい第２の動作範囲における前記回転動作の必要トルクよりも大きい、弁と、
前記弁を駆動する直流モータと、を備える弁装置。
【請求項２】
請求項１記載の弁装置であって、さらに、
前記直流モータに電流を供給する回路に設けられ、前記直流モータが連続運転可能な電流値より大きい所定値以上の電流が流れた場合に前記直流モータへの電流の供給を遮断する電流遮断部を備え、
前記弁装置は、前記連続運転可能な電流値より大きく、かつ前記所定値より小さい電流値の電流を前記直流モータに供給できるように構成されている、弁装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の弁装置であって、
前記弁は偏心構造弁である、弁装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の弁装置であって、
前記弁は蝶型弁である、弁装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の弁装置であって、さらに、
外部から交流電力の供給を受けて、前記直流モータに供給すべき直流電力に変換する、Ａ／Ｄ変換器を備える、弁装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の弁装置であって、さらに、
前記直流モータに供給すべき電力を蓄えることができる電池を備える、弁装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の弁装置であって、さらに、
前記弁体を収容し、内部を流体が流通する弁体収容部と、
前記弁体収容部を貫通して前記弁体に接続され、前記直流モータからの駆動力を受けて前記弁体を回転させる回転軸と、
前記弁体収容部と前記回転軸との間に間隙が設けられるように、前記弁体収容部の外部において前記回転軸を支持する軸支持部と、
前記間隙において前記回転軸を囲むように配され、前記弁体収容部からの前記流体の漏出を防止するシール部材と、
前記軸支持部と前記回転軸との間において前記回転軸を囲むように配されたすべり軸受けと、を備える、弁装置。
【請求項８】
請求項７の弁装置であって、さらに、
回転速度を低減しトルクを増大させて、前記直流モータの回転出力を前記回転軸に伝える伝達機構と、
前記直流モータと、前記電流遮断部を含む前記直流モータを駆動させるための回路と、前記回転軸の一部と、を収容し、防水性を有する保護ケースと、を備える、弁装置。
【請求項９】
請求項８の弁装置であって、
前記保護ケースは、
前記保護ケースの内部と前記保護ケースの外部との間で空気を流通させることができ、かつ、液体の水を流通させない通気部を備える、弁装置。
【請求項１０】
請求項８または９の弁装置であって、
前記保護ケースは、防食塗料が塗られている、弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、雨水などの下水をフィルタで濾過するシステムにおいては、一定のサイクルでフィルタに対して逆洗処理が行われている。逆洗処理とは、フィルタに対して、通常の流れの向きとは逆の向きに水を流すことにより、フィルタに捕獲された異物をフィルタから除去する処理である。逆洗処理においては、逆洗用の排水流路に設けられた弁を短時間で開く必要がある。また、処理流体中への異物の混入が前提となるため、ある程度、弁の開閉のために大トルクが要求される。このため、従来、逆洗処理においては、エアシリンダを用いて弁が駆動されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】株式会社ハイダック、自動逆洗フィルタＲＦ３、カタログ、Ｊ７．７０９．１／０４．０９インターネット＜URL:http://www.ipros.jp/catalog/detail/16119?hub=60+894537＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エアシリンダによって弁を駆動する態様においては、弁を駆動するための圧縮空気の供給源が必要となる。このため、従来の技術による逆洗処理を行う下水処理システムは、圧縮空気の供給源を備えている工場や下水処理場などには設置できるが、圧縮空気の供給源を備えない場所には設置できない。
【０００５】
また、エアシリンダによって弁を駆動する態様においては、比較的騒音が大きい。このため、従来の技術による逆洗処理を行う下水処理システムは、住宅街の近くなど、静粛性が要求される場所には、設置できない。
【０００６】
さらに、エアシリンダによって弁を駆動する態様においては、空気を作動流体とする。このため、空気が清浄ではない場所から空気を取り入れる場合は、空気をシステム内に取り込む際に空気中の異物を除去するためのエアフィルタが必要となる。また、エアシリンダが作動不良を起こさないようにするために、エアドライヤーや圧力調整機などの付属機器も必要となる。
【０００７】
すなわち、従来の技術による逆洗処理用の開閉弁を用いた下水処理システムには、設置場所が限定される、という課題があった。そのほか、従来の逆洗処理用の開閉弁においては、その小型化や、低コスト化、高出力化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
（１）本発明の一形態によれば、弁装置が提供される。この弁装置は、弁体の回転動作によって開閉される弁であって、全閉状態を含む第１の動作範囲における前記回転動作の必要トルクが、前記第１の動作範囲よりも弁開度が大きい第２の動作範囲における前記回転動作の必要トルクよりも大きい、弁と、前記弁を駆動する直流モータと、を備える。
直流モータは、低速回転時には大トルクを発生させる。そして、直流モータは、発生トルクが小さいときには、高速で回転する。上記の態様においては、回転動作の必要トルクが大きい弁の全閉近傍の動作状態では、直流モータが低速で大トルクを発生させるため、弁を確実に全閉させ、または全閉の状態から確実に弁を開くことができる。そして、回転動作の必要トルクが小さい弁の全閉近傍以外の動作状態においては、高速に弁を駆動させることができる。その結果、高速な弁の開閉と確実な弁の開閉とを両立させることができる。すなわち、上記の態様においては、エアシリンダに比べて騒音が小さく、圧縮空気を必要としない電機モータを採用しつつ、異物を含む流体のフィルタを逆洗処理するための性能を達成できる。よって、上記態様の弁装置を用いた下水処理システムは、従来の技術による逆洗処理用の開閉弁を用いた下水処理システムに比べて、設置場所が限定されない。
【００１０】
（２）上記弁装置において、さらに；前記直流モータに電流を供給する回路に設けられ、前記直流モータが連続運転可能な電流値より大きい所定値以上の電流が流れた場合に前記直流モータへの電流の供給を遮断する電流遮断部を備え；前記弁装置は、前記連続運転可能な電流値より大きく、かつ前記所定値より小さい電流値の電流を前記直流モータに供給できるように構成されていることができる。
このような態様とすれば、直流モータは、連続運転可能な電流値より大きい電流値を供給されることができる。このため、連続運転可能な電流値を超える電流を供給しない弁装置に比べて、直流モータは、より大きいトルクを発生させることができる。その結果、同じ駆動トルクを発生させうる弁装置との比較において、直流モータをより小型のものとすることができる。一方、上記態様において、直流モータは、上記（１）の弁を駆動するために用いられるものである。このため、直流モータは大電流で動作するのは、弁の全閉近傍の動作状態のみであり、直流モータが大電流で長時間、連続運転されるわけではない。よって、上記態様においては、同様の大電流を直流モータに供給するシステムであって、その電流で直流モータが長時間、連続運転されるシステムに比べて、直流モータが焼損する可能性は低い。
また、上記態様においては、直流モータが連続運転可能な電流値より大きい電流値において、直流モータに供給される電流を遮断する電流遮断部が設けられている。このため、直流モータに過剰な電流が流れて直流モータが焼損する事態を防止することもできる。
【００１１】
（３）上記弁装置において、前記弁は偏心構造弁とすることができる。
このような態様とすれば、蝶型弁を採用する態様に比べて、弁開時の弁による流過抵抗を小さくすることができる。
【００１２】
（４）上記弁装置において、前記弁は蝶型弁とすることができる。
このような態様とすれば、偏心構造弁を採用する態様に比べて、製造が容易となる。
【００１３】
（５）上記弁装置において、さらに；外部から交流電力の供給を受けて、前記直流モータに供給すべき直流電力に変換する、Ａ／Ｄ変換器を備えることができる。
弁装置をこのような態様とすれば、その弁装置、およびその弁装置を用いた下水処理システムは、交流電源を備え、直流電源を備えない場所においても、設置することができる。
【００１４】
（６）上記弁装置において、さらに；前記直流モータに供給すべき電力を蓄えることができる電池を備えることができる。
弁装置をこのような態様とすれば、その弁装置、およびその弁装置を用いた下水処理システムは、電源を備えない場所においても、設置することができる。また、上記態様の弁装置、およびその弁装置を用いた下水処理システムは、弁装置や下水処理システムに電力を供給する電源が故障した場合にも、弁装置が備える電池が供給する電力により、弁の開閉を行うことができる。
【００１５】
（７）上記弁装置において、さらに；前記弁の弁体を収容し、内部を流体が流通する弁体収容部と；前記弁体収容部を貫通して前記弁体に接続され、前記直流モータからの駆動力を受けて前記弁体を回転させる回転軸と；前記弁体収容部と前記回転軸との間に間隙が設けられるように、前記弁体収容部の外部において前記回転軸を支持する軸支持部と；前記間隙において前記回転軸を囲むように配され、前記弁体収容部からの前記流体の漏出を防止するシール部材と；前記軸支持部と前記回転軸との間において前記回転軸を囲むように配されたすべり軸受けと、を備えることができる。
このような態様においては、弁体収容部と回転軸とが直接接触しない。このため、回転軸が回転する際に、弁体収容部との間でかじりが生じない。また、回転軸は、弁体収容部の外部において、すべり軸受けを介して軸支持部に支持される。このため、弁体収容部の肉厚や大きさに制限されることなく、十分な受圧面積を有するようにすべり軸受けを構成することができ、その結果、回転軸とすべり軸受けの間において、かじりが生じる事態を防止することができる。
【００１６】
（８）上記弁装置において、さらに；回転速度を低減しトルクを増大させて、前記直流モータの回転出力を前記回転軸に伝える伝達機構と；前記直流モータと、前記電流遮断部を含む前記直流モータを駆動させるための回路と、前記回転軸の一部と、を収容し、防水性を有する保護ケースと、を備えることができる。
このような態様とすれば、直流モータや、直流モータを駆動させるための回路の腐食を防止しつつ、直流モータの駆動力を回転軸の回転として出力することができる。
【００１７】
（９）上記弁装置において、前記保護ケースは、前記保護ケースの内部と前記保護ケースの外部との間で空気を流通させることができ、かつ、液体の水を流通させない通気部を備えることができる。
このような態様とすれば、環境温度の変化に応じて保護ケースからの空気の出入りを許容しつつ、内部に液体水が進入して、直流モータや、直流モータを駆動させるための回路が腐食する事態を防止することができる。
【００１８】
（１０）上記弁装置において、前記保護ケースは、防食塗料が塗られていることができる。
このような態様とすれば、保護ケースの腐食による劣化を低減することができる。
【００１９】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部または全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部または全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００２０】
こうした装置は、例えば弁装置として実現できるが、逆洗装置や流量制御装置など、弁装置以外の他の装置としても実現可能である。このような形態によれば、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、対環境性能の向上、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも１つを解決することができる。前述した弁装置の各形態の技術的特徴の一部又は全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。
【００２１】
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、弁装置の製造方法や弁装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例である弁装置１の説明図。
【図２】保護ケース２３０に収容された駆動機構２６０を示す図。
【図３】伝達機構側ケースと駆動回路側ケースとの接続部分の一部Ｐｍの拡大断面図。
【図４】軸支持部２２０と回転軸２１０と弁体収容部１２０の関係を示す説明図。
【図５】閉弁状態にある弁機構部１００の断面図。
【図６】閉弁状態にある弁機構部１００の平面図。
【図７】閉弁状態から開弁動作を開始した直後の状態にある弁機構部１００の断面図。
【図８】閉弁状態から開弁動作を開始した直後の状態にある弁機構部１００の平面図。
【図９】開弁状態にある弁機構部１００の断面図。
【図１０】開弁状態にある弁機構部１００の平面図。
【図１１】弁装置１のバルブ開度に応じた直流モータ２７０の発生トルクを示すグラフ。
【図１２】直流モータ２７０の発生トルクと回転数の関係、および発生トルクと電流の関係を示すグラフ。
【図１３】直流モータ２７０の連続運転時間と内部温度の関係を示すグラフ。
【図１４】本発明の変形例である弁装置１ｂの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ａ．実施例：
図１は、本発明の実施例である弁装置１の説明図である。図１は、弁装置１の構造の一部を、断面図として示している。弁装置１は、下水などの異物を含む流体の流路の途中に設けられて、流路を開閉する装置である。弁装置１は、弁機構部１００と、弁駆動部２００とを備えている。弁機構部１００は、流体を流通させる流路の途中に接続される。弁機構部１００は、接続されている流路を開くことができ、また、流路を閉じることができる。弁駆動部２００は、弁機構部１００を駆動して、流路を開閉させることができる。
【００２４】
弁機構部１００は、偏心構造弁を構成する。弁機構部１００は、弁体１１０と、弁体収容部１２０とを備えている。弁体収容部１２０は、主としてステンレスで設けられており、弁体１１０を収容している。弁体収容部１２０は、流体を流通させる流路の途中に接続される。図１の例では具体的に示していないが、弁体収容部１２０の左側には、上流側の流路Ｐｕを形成する円筒状の配管が接続され、弁体収容部１２０の右側には、下流側の流路Ｐｄを形成する円筒状の配管が接続される。弁装置１が開弁しているときには、上流側の配管から流れ出た流体は、弁体収容部１２０内を流れて、下流側の配管に排出される。ただし、図１の状態においては、弁体１１０が弁体収容部１２０内の流路を塞いでいる。すなわち、弁装置１は、閉弁している。
【００２５】
弁体１１０は、主としてステンレスで設けられており、略円盤状の形状を有している。さらに詳しくは、弁体１１０は、球体の一つの半径方向に垂直な二つの平面であって、球体の中心に対して同じ側に位置する互いに平行な二つの平面で、球体を切り取ったような形状を有している。すなわち、略円盤状の弁体１１０の側端面の形状は、球面の一部を構成する曲面である。弁体１１０は、弁体収容部１２０内において二つの腕部１１２，１１４に支持されている。
【００２６】
腕部１１２，１１４は、同一軸上で回転運動が可能なように、弁体収容部１２０内において支持されている。腕部１１２，１１４は、弁体１１０とともに、弁体収容部１２０内において９０°の角度範囲で回転運動する。弁体１１０は、腕部１１２，１１４が弁体収容部１２０内において回転することにより、流れの上流側（図１において左向き）を向く姿勢と、流れの向きに対して９０°の方向（図１において手前向き）を向く姿勢と、の間で移動される。弁体１１０は、流れの上流側を向く姿勢において、円盤の中心が流路Ｐｕ，Ｐｄの中心軸ＰＣと一致するように配されている。図１においては、弁体１１０は、流れの上流側を向いている。
【００２７】
弁体収容部１２０の内面の上流側の位置には、環状のシート１３０が設けられている。環状のシート１３０は、環の中心が流路Ｐｕ，Ｐｄの中心軸ＰＣと一致するように、弁体収容部１２０の内壁に配されている。シート１３０は樹脂で設けられている。環状のシート１３０の内側面は、略球面状の凹面を形成している。弁装置１が開弁しているときには、環状のシート１３０の内側を流体が流通する。弁装置１が閉弁しているときには、シート１３０には、弁体１１０が押し付けられている。より詳細には、シート１３０の球面凹状の内面に、円盤状の弁体１１０の略球面凸状の側端面が押しつけられている。その結果、環状のシート１３０の内側は、弁体１１０によって塞がれ、流体は環状のシート１３０の内側を流通することができない。
【００２８】
弁駆動部２００は、回転軸２１０と、軸支持部２２０と、保護ケース２３０と、手動回転軸２４０と、手動ハンドル２５０と、を備える。回転軸２１０は、弁機構部１００の弁体収容部１２０を貫通して、腕部１１２と接続されている。すなわち、回転軸２１０は、腕部１１２を介して弁体１１０に接続されている。一方、回転軸２１０は、保護ケース２３０を貫通して、保護ケース２３０内の駆動機構２６０とも接続されている。保護ケース２３０内の駆動機構２６０によって回転軸２１０が回転されることにより、腕部１１２が弁体収容部１２０内において回転し、弁体収容部１２０内において弁体１１０が移動される。
【００２９】
軸支持部２２０は、弁機構部１００の弁体収容部１２０に対して固定されている。軸支持部２２０は、主としてステンレスで設けられており、回転軸２１０を回転可能なように支持している。その結果、回転軸２１０は、回転可能な状態を保ちつつ、弁体収容部１２０に対して位置を固定されている。一方、軸支持部２２０は、保護ケース２３０に対しても固定されている。
【００３０】
保護ケース２３０は、アルミ製の略円筒状の容器であり、回転軸２１０を回転させるための駆動機構２６０を収容している。保護ケース２３０は、防水性を有する。また、保護ケース２３０は、Ｏリングでシールすることによって、防水性能を維持しつつ、回転軸２１０を保護ケース２３０内に受け入れている。
【００３１】
図２は、保護ケース２３０に収容された駆動機構２６０を示す図である。駆動機構２６０は、直流モータ２７０と、駆動回路２７５と、伝達機構２８０と、電源ケーブル２９０と、を含む。なお、電源ケーブル２９０は、他の構成の理解を容易にするため、図１において図示していない。
【００３２】
直流モータ２７０は、直流電力の供給を受けて、直流モータ２７０の出力軸を回転させる。直流モータ２７０の出力軸の回転出力は、伝達機構２８０を介して回転軸２１０を回転させ、弁体１１０を移動させる。本実施例においては、直流モータ２７０により弁体１１０を駆動するため、装置の大きさが同程度である電磁弁を採用する弁装置に比べて、より大きな力で弁を開閉することができる。また、弁を開閉する力が同程度である電磁弁を採用する弁装置に比べて、装置をより小さくすることができる。
【００３３】
また、電磁弁を採用する弁装置は、電磁石による直線状の往復動作によって弁を開閉する。このため、弁を設けるための流路部分として、弁装置の上流および下流における流れの方向とは異なる方向に流体を流す流路部分を、設ける必要がある。このため、当該屈曲部分が流路抵抗となり、開弁により一気に流体及び異物などを流す必要がある逆洗処理には不適である。しかし、本実施例においては、直流モータ２７０を採用するため、回転運動によって弁体１１０を駆動することができる。このため、流路を途中で屈曲させることなく弁装置を配することができる。よって、電磁弁を採用する弁装置に比べて、開弁により一気に流体を流す必要がある逆洗処理に好適である。
【００３４】
さらに、電磁弁を採用する弁装置においては、閉弁時に、電磁力によって一気に弁が閉じる。このため、ウォーターハンマー現象が生じ、流路の下流に設けられた配管などの設備が破壊される可能性がある。しかし、本実施例においては、モータ２７０によって弁体１１０を回転させて弁を閉じるため、そのような問題が生じる可能性が低い。
【００３５】
駆動回路２７５は、交流電力の供給を受けて、直流モータ２７０を駆動させるための回路である。駆動回路２７５は、Ａ／Ｄ変換器２７６と、ポリスイッチ２７７とを含む。Ａ／Ｄ変換器２７６は、交流電力の供給を受けて、交流電力を直流電力に変換する。ポリスイッチ２７７は、直流モータ２７０に直流電力を供給する回路上に直列に配される。ポリスイッチ２７７は、所定値以上の電流が回路に流れた場合に、回路を遮断する。ポリスイッチ２７７が回路を遮断する際のしきい値となる電流は、直流モータ２７０が定常運転可能な電流値よりも高い値に設定されている。そして、駆動回路２７５は、直流モータ２７０が定常運転可能な電流値よりも高い値の電流であって、ポリスイッチ２７７が回路を遮断する際のしきい値よりも低い電流を、直流モータ２７０に供給することができる。このため、定常運転可能な電流値以下の電流しか直流モータ２７０に供給されない態様に比べて、直流モータ２７０は、より大きなトルクを発生させることができる。
【００３６】
伝達機構２８０は、複数の平歯車を介して、直流モータ２７０の回転出力を回転軸２１０に伝える歯車機構である。伝達機構２８０は、直流モータ２７０の回転出力の回転速度を低減し、トルクを増大させて、回転軸２１０に伝える。このため、弁装置１は、直流モータ２７０として、弁体１１０の移動に必要な大きさのトルクを発生し得ないモータを、採用しうる。なお、図２においては、回転軸２１０の一部である伝達機構２８０の出力軸２８５を示す。出力軸２８５は、保護ケース２３０を貫通して、保護ケース２３０外の回転軸２１０の他の一部に接続されている。保護ケース２３０は、Ｏリングでシールすることによって、防水性能を維持しつつ、出力軸２８５を囲んでいる。
【００３７】
電源ケーブル２９０は、外部から駆動回路２７５のＡ／Ｄ変換器２７６に交流電力を供給する。電源ケーブル２９０は、保護ケース２３０を貫通して、保護ケース２３０内の駆動回路２７５に接続されている。保護ケース２３０は、Ｏリングでシールすることによって、防水性能を維持しつつ、電源ケーブル２９０を保護ケース２３０内に受け入れている。
【００３８】
手動回転軸２４０は、手動で出力軸２８５すなわち回転軸２１０を回転させ、弁体１１０を移動させる際に、手動ハンドル２５０（図１参照）によって回転される回転軸である。伝達機構２８０は、手動回転軸２４０と出力軸２８５とを接続している。伝達機構２８０は、クラッチを備えている。手動で回転軸２１０を回転させる際には、伝達機構２８０は、直流モータ２７０の回転出力の回転速度を低減するための歯車列を、出力軸２８５および手動回転軸２４０から、クラッチにより切り離すことができる。
【００３９】
保護ケース２３０は、伝達機構側ケース２３２と、駆動回路側ケース２３４とを備える。伝達機構側ケース２３２は、主として伝達機構２８０を収容している。駆動回路側ケース２３４は、主として直流モータ２７０と駆動回路２７５とを収容している。伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４とは、互いの端部に設けられたインロー構造により嵌り合う。
【００４０】
図３は、伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４との接続部分の一部Ｐｍ（図２参照）の拡大断面図である。伝達機構側ケース２３２は、その端部の開口を囲むように内側壁部２３３を有する。駆動回路側ケース２３４は、その端部の開口を囲むように外側壁部２３５を有する。伝達機構側ケース２３２の内側壁部２３３が、駆動回路側ケース２３４の外側壁部２３５内に嵌り込み、伝達機構側ケース２３２および駆動回路側ケース２３４の端部外周にそれぞれ設けられたフランジ部２３７，２３８（図２参照）をボルト等で固定されることで、伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４は、防水性を保って接続される。
【００４１】
図３に示すように、駆動回路側ケース２３４の外側壁部２３５の内側角部は、伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４の接続方向ＤＣに対して所定の角度（０より大きく９０°より小さい）を有する斜面をなすように構成される。本実施例では、外側壁部２３５の内側角部は、伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４の接続方向に対して４５°を有する斜面をなすように構成される。一方、当該部分に対応する伝達機構側ケース２３２の内側壁部２３３の部分は、接続方向に対して平行および垂直な面をそれぞれ構成する直角断面を有するように凹状に構成されている。このため、略直角三角形の断面を有する空隙が、伝達機構側ケース２３２の内側壁部２３３の基部の周りに形成されている。この空隙には、Ｏリング２３６が配されている。Ｏリング２３６は、インロー構造内において、内側壁部２３３を囲むように配される。このように、二つの部材の間に形成される空隙にＯリング２３６を配することにより、目的とする位置に、容易にＯリング２３６を配することができる。
【００４２】
以上のように、保護ケース２３０は、防水性を有するように構成される。このため、湿度の高い環境下においても、直流モータ２７０、駆動回路２７５、伝達機構２８０などを、腐食から守ることができる。
【００４３】
伝達機構側ケース２３２は、さらに、弁機構部１００と向かい合う側に通気部２３９を備える。通気部２３９は、保護ケース２３０の内部と外部の間で空気および水蒸気を流通させることができ、かつ、液体の水を流通させないように構成される。具体的には、通気部２３９は、伝達機構側ケース２３２に設けられた貫通穴を、空気および水蒸気を流通させることができ、かつ液体の水を流通させない樹脂シートで塞ぐことにより、構成される。
【００４４】
通気部２３９を備えない態様においては、以下のような事態が生じる。すなわち、昼間、環境温度が上昇した際には、保護ケース２３０内の空気が膨張して、保護ケース２３０の各構成の隙間を介して保護ケース２３０内から空気が流出する。一方、夜、環境温度が下降した際には、保護ケース２３０内の空気が収縮して、各構成の隙間を介して保護ケース２３０内に空気が流入する。その際、水分を含んだ空気が保護ケース２３０内に流入する。その後、再び環境温度が上昇して、各構成の隙間を介して保護ケース２３０内から空気が流出する際には、保護ケース２３０内から水分が十分排出されない。その結果、保護ケース２３０内に水分が蓄積される。そして、その水分が、直流モータ２７０、駆動回路２７５、伝達機構２８０などの腐食をもたらす。
【００４５】
しかし、本実施例においては、通気部２３９を介して空気が水蒸気を伴って外部に排出される。このため、保護ケース２３０内に水分が蓄積されることがなく、直流モータ２７０、駆動回路２７５、伝達機構２８０などの腐食が防止される。
【００４６】
また、たとえば、駆動回路側ケース２３４の上面に通気部が設けられている態様においては、次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、通気部上に液体の水が乗った場合には、液体の水にかかる重力のために、大気圧以上の圧力で液体の水が通気部に接することとなる。このため、液体の水が通気部を通過する可能性がある。しかし、本実施例においては、伝達機構側ケース２３２の弁機構部１００と向かい合う側、すなわち、弁装置を設置する際の姿勢における下面側に、通気部２３９が設けられている。このため、仮に通気部２３９に液体の水が付着した場合にも、重力は水に対して通気部２３９から離れる向きに作用する。このため、本実施例の態様は、駆動回路側ケース２３４の上面に通気部が設けられている態様に比べて、通気部２３９から液体の水が進入しにくい。
【００４７】
また、保護ケース２３０の外面には、防食塗料が塗布されている。より具体的には、保護ケース２３０の外面には、ポリウレタン系の塗料が塗布されている。このため、保護ケース２３０が腐食して、防水性能が低下する可能性を低減できる。
【００４８】
図４は、軸支持部２２０と回転軸２１０と弁体収容部１２０の関係を示す説明図である。回転軸２１０は、軸支持部２２０に支持され、弁体収容部１２０を貫通して、腕部１１２に接続されている。より詳細には、軸支持部２２０は滑り軸受２２２を備えており、回転軸２１０は、滑り軸受２２２を介して軸支持部２２０に支持されている。滑り軸受２２２は、内面を樹脂で被覆された略円筒状のドライベアリングである。
【００４９】
回転軸２１０が弁体収容部１２０を貫通する部分における回転軸２１０の表面には、腕部１１２から保護ケース２３０に向かって、３個のフランジ２１２，２１３，２１４が設けられている。これらのフランジ２１２，２１３，２１４は、回転軸２１０が弁体収容部１２０を貫通する部分に設けられているが、弁体収容部１２０には接していない。すなわち、回転軸２１０のフランジ２１２，２１３，２１４と弁体収容部１２０の間には間隙ｇ０１，ｇ０２，０ｇ０３が設けられている。そして、回転軸２１０と弁体収容部１２０の間であって、フランジ２１２とフランジ２１３の間の空隙には、回転軸２１０を囲むＯリング２１６が配されている。また、回転軸２１０と弁体収容部１２０の間であって、フランジ２１３とフランジ２１４の間の空隙には、回転軸２１０を囲むＯリング２１７が配されている。Ｏリング２１６，２１７は、それぞれ回転軸２１０の表面と、弁体収容部１２０の端面の両方に、ともに回転軸２１０の全周にわたって接している。その結果、Ｏリング２１６，２１７によって、回転軸２１０の表面と弁体収容部１２０との隙間から、弁体収容部１２０内の流体が漏出する事態が防止される。
【００５０】
回転軸２１０の回転軸方向についての滑り軸受２２２の長さＬｂは、回転軸２１０が貫通する部分における弁体収容部１２０の厚さＴｃよりも長い。このため、回転軸２１０が弁体収容部１２０を貫通する厚さＴｃの部分において回転軸２１０を支持する態様に比べて、滑り軸受２２２が回転軸２１０から受ける圧力は小さい。その結果、滑り軸受２２２がかじりを生じる可能性は低い。
【００５１】
図５は、閉弁状態にある弁機構部１００の断面図である。図６は、閉弁状態にある弁機構部１００の平面図である。図５は、図１の下部と同じ状態を表している。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。なお、図５〜図１０は、動作状態を説明するための図であり、実際の弁機構部１００の各構造の寸法や角度を、正確に反映するものではない。弁装置１が閉弁しているときには、図６に示すように、円盤状の弁体１１０の中心軸ＶＣは、流路の中心軸ＰＣと一致する。一方、腕部１１２，１１４の回転の中心軸ＲＣは、略円盤状の弁体１１０の円の中心軸ＶＣとは交差しない位置にある（図６参照）。すなわち、腕部１１２，１１４の回転の中心軸ＲＣは、流路の中心軸ＰＣとも交差しない。この状態にあるとき、弁体１１０の全外周の球面状凸部は、シート１３０の球面凹状の内面に押しつけられている。その結果、弁機構部１００において、流路は塞がれている。
【００５２】
図７は、閉弁状態から開弁動作を開始した直後の状態にある弁機構部１００の断面図である。図８は、閉弁状態から開弁動作を開始した直後の状態にある弁機構部１００の平面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。閉弁状態から開弁動作を開始した直後の状態においては、弁体１１０の一部は、まだシート１３０に接触している。このため、閉弁状態からしばらくの間（図５〜図８参照）は、弁体１１０とシート１３０との間の摩擦のために、弁体１１０を移動させるのに大きなトルクが必要となる。閉弁状態から開弁動作が始まった後、まだ弁体１１０の一部がシート１３０に接触している状態は、本実施例においては、回転軸２１０の回転角度にして約１０°の間である。この後、弁体１１０は、シート１３０から離れていて接触していない。すると、弁体１１０とシート１３０との間の摩擦抵抗がなくなるため、弁体１１０を移動させるのに必要なトルクは、大幅に小さくなる。
【００５３】
図９は、開弁状態にある弁機構部１００の断面図である。図１０は、開弁状態にある弁機構部１００の平面図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ断面図である。弁装置１が完全に開弁しているときには、図１０に示すように、円盤状の弁体１１０の中心軸ＶＣは、流路の中心軸ＰＣに対して９０°の角度を有する。この状態にあるとき、弁体１１０は流路の外に待避している。その結果、環状のシート１３０の内側を通って、流体は流通可能である。すなわち、弁機構部１００において、流路は開かれている。
【００５４】
以上では、弁機構部１００が閉弁状態から開弁動作を開始して、開弁状態になる動作を想定して説明した。しかし、弁機構部１００が開弁状態から閉弁動作を開始して、閉弁状態になる動作においても、各状態は同様である。すなわち、開弁状態、および開弁状態から閉弁動作を開始した後、しばらくの間（図９、図１０、ならびに図７、図８参照）は、弁体１１０は、シート１３０に接触していない。このため、弁体１１０を移動させるのに必要なトルクは、小さい。そして、図７および図８に示す閉弁状態に至る直前の状態（回転軸２１０の回転角度にして約１０°手前）において、弁体１１０の一部が、シート１３０に接触し始める。このため、その後（図５〜図８参照）は、弁体１１０を移動させるのに大きなトルクが必要となる。
【００５５】
図１１は、弁装置１が完全に閉じているときを０とし、弁装置１が完全に開弁しているときを１００％としたときの、直流モータ２７０の発生トルクを示すグラフである。なお、バルブ開度（弁開度）は、弁装置が完全に閉弁しているとき（図５および図６参照）を０とし、弁装置が完全に開弁しているとき（図９および図１０参照）を１００％とする、回転軸の角度位置に比例する値である。図１１に示されるように、閉弁状態からから８％程度までの範囲Ｒ１では、直流モータ２７０の発生トルク、すなわち、回転軸２１０の回転に必要なトルクは、大きい。そして、直流モータ２７０の発生トルク、すなわち、回転軸２１０の回転に必要なトルクは、バルブ開度（弁開度）が１０％を超えており、バルブ開度が範囲Ｒ１より大きい範囲Ｒ２では、範囲Ｒ１よりも小さくなる。図１１の例では、範囲Ｒ２における直流モータ２７０の発生トルクは、完全に開弁する直前に生じる最大トルクの約１／９である。なお、回転軸２１０の回転に必要なトルクは、回転軸２１０を開弁方向（図６、図８、図１０において時計回り）に動かす場合も、回転軸２１０を閉弁方向（同、反時計回り）に動かす場合も、ほぼ同じである。このため、図１１では、発生トルクを１本のグラフで示している。
【００５６】
図１２は、直流モータ２７０の発生トルクと回転数の関係、および発生トルクと電流の関係を示すグラフである。直流モータにおいては、グラフＧｒで示されるように、発生トルクと回転数は、負の傾きで比例する。すなわち、回転速度が０のとき発生トルクは最大となり、発生トルクが０のとき回転速度は最大となる。また、直流モータにおいては、グラフＧｉで示されるように、発生トルクと電流の値は、正の傾きで比例する。すなわち、電流値が０のとき発生トルクは０となり、電流値が最大のとき発生トルクは最大となる。
【００５７】
閉弁状態からの開弁動作について、発生トルクと回転数の関係を示すグラフＧｒに沿って説明する。まず、閉弁状態Ｓｃｒ１からしばらくの間は、弁体１１０がシート１３０に接触しているため、弁体１１０を移動させるのに大きなトルクが必要となる（図５〜図８、ならびに図１１の範囲Ｒ１参照）。そして、開弁動作が進むにつれて必要トルクが小さくなるため（図１１の右側参照）、直流モータ２７０の状態は、閉弁状態Ｓｃｒ１から徐々に左に進む。すなわち、直流モータ２７０の発生トルクは小さくなり、回転速度は上昇する。そして、バルブ開度が１０％の状態Ｓｏｒ１で、弁体１１０がシート１３０から離れ、発生トルクは、最大トルクの約１／９程度となる。このとき、直流モータ２７０の回転速度は、閉弁状態Ｓｃｒ１から大きく増大している。その結果、バルブ開度が１０％より大きい状態（図７〜図１０、ならびに図１１の範囲Ｒ２参照）においては、状態Ｓｏｒ１において、高速に弁体１１０が移動される。
【００５８】
閉弁状態からの開弁動作について、発生トルクと電流の関係を示すグラフＧｉに沿って説明する。まず、閉弁状態Ｓｃｉ１からしばらくの間は、弁体１１０を移動させるのに大きなトルクが必要となる（図５〜図８、ならびに図１１の範囲Ｒ１参照）。そして、開弁動作が進むにつれて必要トルクが小さくなるため（図１１の右側参照）、直流モータ２７０の状態は、閉弁状態Ｓｃｉ１から徐々に左に進む。すなわち、直流モータ２７０の発生トルクは小さくなり、電流の値は小さくなる。そして、弁体１１０がシート１３０から離れるバルブ開度が１０％の状態Ｓｏｉ１では、直流モータ２７０の電流は、閉弁状態Ｓｃｉ１から大きく低下している。以降は、直流モータ２７０は、低電流で運転される。
【００５９】
開弁状態からの閉弁動作について、発生トルクと回転数の関係を示すグラフＧｒに沿って説明する。まず、開弁状態Ｓｏｒ２から閉弁動作を開始した後、しばらくの間は、弁体１１０はシート１３０に接触していないため、弁体１１０を移動させるのに必要なトルクは、小さい（図７〜図１０、ならびに図１１の左側参照）。このため、バルブ開度が１０％より大きい状態（図７〜図１０、ならびに図１１の範囲Ｒ２参照）においては、状態Ｓｏｒ２において、高速に弁体１１０が移動される。そして、閉弁状態に至る直前の状態（回転軸２１０の回転角度にして約１０°手前。図７、図８参照）において、弁体１１０の一部が、シート１３０に接触し始める。そして、閉弁動作が進むにつれて必要トルクが大きくなるため（図１１の範囲Ｒ１参照）、直流モータ２７０の状態は、開弁状態Ｓｏｒ２から徐々に右に進む。すなわち、直流モータ２７０の発生トルクは大きくなり、回転速度は低下する。そして、閉弁直前において、直流モータ２７０の発生トルクは最大となる。その結果、閉弁直前（図５〜図８）においては、状態Ｓｃｒ２において、大トルクで弁体１１０が移動され、弁装置１は完全に閉じられる。
【００６０】
開弁状態からの閉弁動作について、発生トルクと電流の関係を示すグラフＧｉに沿って説明する。まず、開弁状態Ｓｏｒ２から閉弁動作を開始した後、しばらくの間は、弁体１１０を移動させるのに必要なトルクは、小さい（図７〜図１０、ならびに図１１の範囲Ｒ２参照）。このため、バルブ開度が１０％より大きい状態（図１１の範囲Ｒ２）においては、状態Ｓｏｉ２において、直流モータ２７０は低電流で運転される。そして、閉弁状態に至る直前の状態（回転軸２１０の回転角度にして約１０°手前。図７、図８参照）から、必要トルクが大きくなるため（図１１の範囲Ｒ１参照）、直流モータ２７０の状態は、開弁状態Ｓｏｉ２から徐々に右に進む。すなわち、直流モータ２７０の発生トルクは大きくなり、電流値は増大する。そして、閉弁直前の状態Ｓｃｉ２において、直流モータ２７０の電流は最大となる。
【００６１】
なお、技術の理解を容易にするため、図１２では、グラフＧｒ上の状態Ｓｏｒ１とＳｏｒ２、状態Ｓｃｒ１とＳｃｒ２を、グラフＧｒから上下にずらして区別して表示している。しかし、状態Ｓｏｒ１とＳｏｒ２は、グラフＧｒ上のほぼ同じ状態であり、状態Ｓｃｒ１とＳｃｒ２は、グラフＧｒ上のほぼ同じ状態である。また、技術の理解を容易にするため、図１２では、グラフＧｉ上の状態Ｓｏｉ１とＳｏｉ２、状態Ｓｃｉ１とＳｃｉ２を、グラフＧｉから上下にずらして区別して表示している。しかし、状態Ｓｏｉ１とＳｏｉ２は、グラフＧｉ上のほぼ同じ状態であり、状態Ｓｃｉ１とＳｃｉ２は、グラフＧｒ上のほぼ同じ状態である。
【００６２】
図１２において、直流モータ２７０が連続運転可能な電流値の範囲をＲｒｉで示す。直流モータ２７０が連続運転可能な発生トルクの範囲をＲｒｔで示す。直流モータ２７０が連続運転可能な回転数の範囲をＲｒｒで示す。直流モータ２７０の連続運転可能な電流値の範囲は、０〜Ｉｒｍａｘである。直流モータ２７０は、Ｉｒｍａｘ以下の電流で運転される限り、焼損しない。これに対して、ポリスイッチ２７７（図２参照）が、直流モータ２７０に直流電力を供給する回路を遮断する際の電流値は、Ｉｔｈ（Ｉｔｈ＞Ｉｒｍａｘ）である。このため、本実施例において、直流モータ２７０には、Ｉｒｍａｘを超える電流が供給され、直流モータ２７０は、連続運転可能な発生トルクの範囲Ｒｒｔを超えるトルクで運転される（図１２のＳｃｉ１，Ｓｃｉ２参照）。また、直流モータ２７０は、連続運転可能な回転数の範囲Ｒｒｒを下回る回転数で運転される（図１２のＳｃｒ１，Ｓｃｒ２参照）。
【００６３】
本実施例においては、図１２の状態Ｓｃｉ１，２ならびにＳｃｒ１，２に示したように、直流モータ２７０が連続運転可能な電流値を超える電流値で運転される。このため、直流モータが連続運転可能な状態で運転される弁装置に比べて、大きなトルクで弁装置１を確実に全閉させることができ、または全閉の状態から確実に開弁させることができる。そして、シート１３０との間の摩擦抵抗がない動作状態（図７〜図１０参照）においては、低トルクで高速に弁体１１０を移動させることができる。その結果、高速な弁の開閉と確実な弁の開閉とを両立させることができる。すなわち、本実施例においては、エアシリンダに比べて騒音が小さく、圧縮空気を必要としない電機モータを採用しつつ、異物を含む流体のフィルタを逆洗処理するための性能を達成できる。よって、本実施例の弁装置１を用いた下水処理システムは、設置場所が限定されない。
【００６４】
また、本実施例においては、図１２の状態Ｓｃｉ１，２ならびにＳｃｒ１，２に示したように、直流モータ２７０が連続運転可能な電流値Ｉｒｍａｘを超える電流値で運転される。しかし、本実施例においては、直流モータ２７０がそのような電流値で運転されるのは、開弁動作および閉弁動作のバルブ開度が約１０％以下の領域（図１１の範囲Ｒ１参照）のみである。すなわち、連続運転可能な電流値を超える電流値で連続運転される時間は、直流モータ２７０が連続運転される時間の中でごく短い。また、本実施例の直流モータ２７０は、弁の開閉動作に使用されるものであるため、弁の全閉から全開まで、および全閉から全開までの区間においてのみ使用される。このため、直流モータ２７０は、連続運転可能な電流値Ｉｒｍａｘを超える電流値で、長時間、連続運転されることがなく、焼損に至るほどの温度には達しない。
【００６５】
また、異物の噛み込みなどにより、弁が全閉に至らないまま直流モータ２７０が大電流で連続運転される可能性もある。しかし、そのような状態においては、電流値が本実施例が想定している状態Ｓｃｉ２（図１２参照）を超えて増大するため、ポリスイッチ２７７により直流モータ２７０が遮断される。その結果、直流モータ２７０が焼損に至ることはない。
【００６６】
図１３は、直流モータ２７０の連続運転時間と内部温度の関係を示すグラフである。実験に際しては、直流モータ２７０の一例としての、澤村電気工業株式会社製、ＳＳ４０Ｅ８Ｕ２−ＢＣを使用して、［開弁動作−０．５秒休止−閉弁動作−０．５秒休止］を繰り返した。図１３の横軸は、そのような繰り返し運転の連続時間であり、縦軸は、モータ内の測定温度である。図１３に示すように、モータ内の測定温度は、約１１０度近傍で一定となり、それ以上に上昇しない。すなわち、仮に弁の開閉を連続して行ったとしても、モータ内の温度は、焼損に至るほどには上昇しない。
【００６７】
Ｂ．変形例：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
【００６８】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例においては、円盤状の弁体１１０が腕部１１２，１１４に支持されている偏心構造弁について説明した。しかし、偏心構造弁は他の態様とすることもできる。たとえば、弁体は、半球状により近い形状とすることもできる。また、腕部は、回転軸と弁体を接続する１本の腕部のみであってもよい。弁体が半球状に近い態様においては、腕部を介さずに回転軸が弁体に接続されていてもよい。また、上記実施例においては、全閉前の１０°の範囲で弁を移動させるトルクが大きくなる。しかし、弁を移動させるトルクが大きい範囲は、弁装置の設計により様々な範囲となりうる。
【００６９】
図１４は、本発明の変形例である弁装置１ｂの説明図である。上記実施例では、本発明に係る弁装置の一態様を、偏心構造弁である弁機構部１００を例に説明した。しかし、弁装置の弁機構部は、他の態様とすることもできる。本変形例では、弁装置１ｂの弁機構部１００ｂは、蝶型弁（バタフライバルブ）を構成する。このため、弁機構部１００ｂは、弁機構部１００の弁体１１０、腕部１１２，１１４、ならびにシート１３０（図１参照）に代えて、弁体１１１、支持部１１３，１１５、ならびにシート１３１を備えている。本変形例の他の構成および動作は、実施例の弁装置１と同じである。
【００７０】
弁機構部１００ｂは、蝶型弁を構成する。弁機構部１００ｂは、弁体１１１と、弁体収容部１２０ｂとを備えている。弁体収容部１２０ｂは、主としてアルミで設けられており、弁体１１１を収容している。弁体収容部１２０ｂは、流体を流通させる流路の途中に接続される。実施例の弁体収容部１２０と同様（図１参照）、弁体収容部１２０ｂの左側には、上流側の流路Ｐｕを形成する円筒状の配管が接続され、弁体収容部１２０ｂの右側には、下流側の流路Ｐｄを形成する円筒状の配管が接続される。弁装置１ｂが開弁しているときには、上流側の配管から流れ出た流体は、弁体収容部１２０ｂ内を流れて、下流側の配管に排出される。図１４の状態においては、弁装置１ｂは、開弁している。
【００７１】
弁体１１１は、主としてステンレスで設けられており、略円盤状の形状を有している。弁体１１１は、弁体収容部１２０ｂ内において回転可能なように、二つの支持部１１３，１１５に支持されている。より詳細には、弁体１１１は、略円盤状の形状を有する弁体１１１の円の中心を通る軸ＶＣｂと垂直に交わる軸ＲＣｂを中心に回転運動が可能なように、支持部１１３，１１５に支持されている。弁体１１１は、弁体収容部１２０ｂ内において９０°の角度範囲で回転運動する。弁体１１１は、弁体収容部１２０ｂ内において回転することにより、円盤の一方の面が流れの上流側（図１４において左向き）を向く姿勢と、円盤の一方の面が流れの向きに対して９０°の方向（図１４において手前向き）を向く姿勢と、の間で移動される。弁体１１１は、流れの上流側を向く姿勢において、円盤の中心ＶＣｂが流路Ｐｕ，Ｐｄの中心軸ＰＣと一致するように配されている。図１４においては、弁体１１１の一方の面が流れの向きに対して９０°の方向（図１４において手前向き）を向いている。円盤の一方の面が流れの上流側を向く姿勢にある弁体１１１の断面を、図１４において破線で示す。
【００７２】
弁体収容部１２０ｂの内面であって支持部１１３，１１５を含む位置には、弁体収容部１２０ｂの内面に沿って環状のシート１３１が設けられている。環状のシート１３１は、環の中心が流路Ｐｕ，Ｐｄの中心軸ＰＣと一致するように、弁体収容部１２０ｂの内壁に配されている。支持部１１３，１１５は、それぞれ環状のシート１３１の一部を貫通するように、環の中心を挟んで互いに向かい合う位置に設けられている。環状のシート１３１の他の部分の内側面は、凹面を形成している。シート１３１は樹脂で設けられている。弁装置１ｂが開弁しているときには、環状のシート１３１の内側を流体が流通する。その際、弁体１１１は、環状のシート１３１の内側において、流体の抵抗が最小となるように、円盤が流れの向きに平行である状態にある（図１４の破線の状態参照）。弁装置１ｂが閉弁しているときには、環状のシート１３１の内側は、円盤状の弁体１１１によって塞がれる。その際、円盤状の弁体１１１の端は、全周にわたってシート１３１に押し付けられている。より詳細には、シート１３１の内側の凹面に、円盤状の弁体１１１の側端面が押しつけられている。その結果、流体は環状のシート１３１の内側を流通することができない。
【００７３】
本変形例のような蝶型弁においても、偏心構造弁と同様、閉弁状態からから所定の動作範囲までは、弁体の端部と弁座の摩擦のために、直流モータ２７０の発生トルク、すなわち、回転軸２１０の回転に必要なトルクは、大きい（図１１のＲ１参照）。そして、バルブ開度（弁開度）が所定の範囲を超えると、弁体の端部が弁座を離れるため、直流モータ２７０の発生トルク、すなわち、回転軸２１０の回転に必要なトルクは、小さくなる（図１１のＲ２参照）。
【００７４】
よって、弁機構部１００ｂとして本変形例のような態様を採用しても、直流モータと組み合わせることにより、大きなトルクで弁装置１ｂを確実に全閉させることができ、または全閉の状態から確実に開弁させることができる。そして、シート１３１との間の摩擦抵抗がない動作状態においては、低トルクで高速に弁体１１１を移動させることができる。その結果、高速な弁の開閉と確実な弁の開閉とを両立させることができる。すなわち、本変形例によっても、エアシリンダに比べて騒音が小さく、圧縮空気を必要としない電機モータを採用しつつ、異物を含む流体のフィルタを逆洗処理するための性能を達成できる。よって、本変形例の弁装置１ｂを用いた下水処理システムは、設置場所が限定されない。
【００７５】
なお、本変形例では、本発明に係る弁装置の一態様を、蝶型弁である弁機構部１００ｂを例に説明した。しかし、弁装置の弁機構部は、さらに他の態様とすることもできる。すなわち、弁装置の弁機構部は、弁体の回転動作によって開閉される弁であって、回転動作の動作範囲であって全閉状態を含む第１の動作範囲における回転動作の必要トルクが、回転動作の動作範囲であって第１の動作範囲とは重ならない第２の動作範囲における回転動作の必要トルクに比べて大きい、弁とすることができる。なお、第２の動作範囲は、第１の動作範囲よりも動作範囲が大きい（広い）ことが好ましい。そのような弁には、偏心構造弁と蝶型弁とが含まれる。
【００７６】
なお、「偏心構造弁」とは、流路内において、弁体から離れた位置にある軸を中心に、弁体が回転動作することにより、流路を開閉する弁である。「蝶型弁」とは、流路内において、弁体を通る軸を中心に、弁体が回転動作することにより、流路を開閉する弁である。なお、弁体を通る軸は、略円盤状の外形形状を有する弁体の厚さ方向の中心面に含まれる軸であってもよいし、中心面とは離れた位置にある軸であってもよい。
【００７７】
なお、以上では、保護ケース２３０はアルミ製であり、弁体１１０，１１１、弁体収容部１２０，１２０ｂならびに軸支持部２２０は、ステンレス製であるものとして説明した。しかし、これらの各要素は、ダクタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄）、ステンレス、アルミなどの金属や、樹脂などの任意の素材で形成することができる。たとえば、弁体収容部１２０ｂは、主としてダクタイル鋳鉄で設けられていてもよい。
【００７８】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、直流モータ２７０を駆動する駆動回路２７５は、所定値以上の電流が流れた場合に直流モータへの電流の供給を遮断する電流遮断部として、ポリスイッチ２７７を備えている。しかし、電流遮断部は、ヒューズやブレーカなど、他の態様であってもよい。なお、しきい値としての所定値以上の電流が回路に流れた後、ポリスイッチが反応して回路を遮断するまでには数秒かかる。これに対して、ヒューズやブレーカは、一般に、しきい値としての所定値以上の電流が回路に流れた場合には、瞬時に反応して、回路を遮断する。このため、ポリスイッチ２７７を採用する態様においては、軽度の異物噛み込みのために所定値以上の電流が流れた場合においては、軽度の異物噛み込みの異常を解除する時間的余裕が数秒間ある。すなわち、その間に軽度の異物噛み込みが解消されれば、回路は遮断されない。よって、ポリスイッチ２７７を採用する態様によれば、ヒューズやブレーカに比べて、頻繁な回路遮断を回避できる。また、ポリスイッチ２７７を採用する態様は、弁に噛み込まれた異物が下流に流れ去るなど、モータに大電流が流れる状況が解消された場合には、そのまま弁装置の運転の再開が可能である。
【００７９】
また、弁装置は、電流遮断部を備えない態様として構成することもできる。電源側に、過大な電流の供給を阻止する回路を設けておくことにより、そのような弁装置におけるモータの焼損を防止することができる。なお、電源側において過大な電流の供給を阻止する回路を設け、弁遮断部においても電流遮断部を備えることがより好ましい。
【００８０】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例においては、電源ケーブル２９０を介して外部から交流電力を供給され、Ａ／Ｄ変換器２７６を経て、直流電力が直流モータ２７０に供給される。しかし、弁装置は、さらに、Ａ／Ｄ変換器２７６から直接または間接に直流電力を受け取って、直流モータに供給すべき電力を蓄えることができる電池を、さらに備える態様とすることもできる。そのような態様とすれば、外部からの電力の供給が途絶えた場合にも、弁装置は動作することができる。
【００８１】
また、弁装置は、直流モータに供給すべき電力をあらかじめ蓄えた電池を備えることもできる。そのような態様とすれば、弁装置は、電源がない場所に設置されても、動作することができる。
【００８２】
Ｂ４．変形例４：
上記実施例の弁装置１は、Ａ／Ｄ変換器２７６を備える。しかし、弁装置は、Ａ／Ｄ変換器を備えない態様とすることもできる。たとえば、別途、Ａ／Ｄ変換器を用意することにより、交流電源のみを備える場所においても、直流モータにより駆動する弁装置を設置することができる。また、蓄電池、燃料電池などの直流電源を用意することにより、直流モータにより駆動する弁装置を設置することができる。一方、弁装置１内にＡ／Ｄ変換器を備えない態様とすることにより、Ａ／Ｄ変換器を備える弁装置に比べて、弁装置を小型化できる。このため、そのような態様の弁装置は、より様々な場所に設置することができる。また、弁装置に電力を供給するための外部の制御盤の設置場所は、弁装置の設置場所にくらべて設置空間に余裕があることが多い。このため、外部の制御盤にＡ／Ｄ変換器を設けることが好ましい。
【００８３】
Ｂ５．変形例５：
上記実施例においては、回転軸２１０の表面と弁体収容部１２０との隙間は、Ｏリング２１６，２１７によって、シールされている。しかし、回転軸と弁体収容部の隙間からの流体の漏出を防止するシール部材は、他の態様とすることもできる。たとえば、シール部材一つであってもよく。３個以上であってもよい。また、フランジの間に配されておらず、所定の方法で、回転軸または弁体収容部に固定または保持されていてもよい。
【００８４】
Ｂ６．変形例６：
上記実施例においては、軸支持部２２０は、滑り軸受２２２としての樹脂コーティングされたドライベアリングを備えている。しかし、軸支持部２２０は、転がり軸受など、他の機構で回転軸２１０を支持する態様とすることもできる。ただし、軸受けは、潤滑剤が不要なものとすることが好ましい。
【００８５】
Ｂ７．変形例７：
上記実施例においては、保護ケース２３０は、防水性能を備えている。しかし、保護ケースは、防水性能を備えていない態様とすることもできる。ただし、冠水したり水に濡れる可能性のある場所に設置される場合には、保護ケースは、防水性能を備えていることが好ましい。
【００８６】
Ｂ８．変形例８：
上記実施例においては、通気部２３９は、保護ケース２３０の内部と外部の間で空気および水蒸気を流通させることができ、かつ、液体の水を流通させないように構成される。しかし、通気部２３９は、他の構成とすることもできる。たとえば、通気部は、保護ケース２３０の内部と外部の間で空気を流通させることができ、かつ、液体および気体の水を流通させないように構成されることもできる。そのように構成しても、保護ケース内に水が蓄積される事態を防止することができる。
【００８７】
また、上記実施例においては、通気部２３９は、伝達機構側ケース２３２に設けられている（図２参照）。しかし、通気部２３９は、駆動回路側ケース２３４に設けることもできる。
【００８８】
さらに、保護ケース２３０は、通気部を備えない態様とすることもできる。そのような態様においても、水分の少ない環境下や温度変化の少ない環境下で使用される場合には、弁装置は有効に機能を発揮し得る。また、高度の気密性を備えることにより、保護ケース内に水が蓄積される事態を防止することもできる。
【００８９】
Ｂ９．変形例９：
上記実施例においては、保護ケース２３０の外面には、ポリウレタン系の塗料が塗布されている。しかし、保護ケース２３０の外面に塗布される塗料は、フッ素樹脂系塗料やエポキシ系塗料など、他の塗料とすることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１，１ｂ…弁装置
１００…弁機構部
１００ｂ…弁機構部
１１０…弁体
１１１…弁体
１１２，１１４…腕部
１１３，１１５…支持部
１２０…弁体収容部
１２０ｂ…弁体収容部
１３０…シート
１３１…シート
２００…弁駆動部
２１０…回転軸
２１２，２１３，２１４…フランジ
２１６，２１７…Ｏリング
２２０…軸支持部
２２２…滑り軸受
２３０…保護ケース
２３２…伝達機構側ケース
２３３…内側壁部
２３４…駆動回路側ケース
２３５…外側壁部
２３６…Ｏリング
２３７，２３８…フランジ部
２３９…通気部
２４０…手動回転軸
２５０…手動ハンドル
２６０…駆動機構
２７０…直流モータ
２７５…駆動回路
２７６…Ａ／Ｄ変換器
２７７…ポリスイッチ
２８０…伝達機構
２８５…伝達機構２８０の出力軸
２９０…電源ケーブル
ｇ０１〜ｇ０３…回転軸のフランジと弁体収容部の間の間隙
ＤＣ…伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４の接続方向
Ｇｉ…直流モータにおける電流とトルクの関係を示すグラフ
Ｇｒ…直流モータにおける回転数とトルクの関係を示すグラフ
ＰＣ…流路の中心軸
Ｐｍ…伝達機構側ケース２３２と駆動回路側ケース２３４との接続部分の一部
ＲＣ…腕部１１２，１１４の回転の中心軸
ＲＣｂ…支持部１１３，１１５の回転の中心軸
Ｐｄ…弁装置１に対して下流側の流路
Ｐｕ…弁装置１に対して上流側の流路
Ｒｒｉ…直流モータ２７０が連続運転可能な電流値の範囲
Ｒｒｒ…直流モータ２７０が連続運転可能な回転数の範囲
Ｒｒｔ…直流モータ２７０が連続運転可能な発生トルクの範囲
Ｓｃｉ１，２…閉弁状態にあるときの電流およびトルクの状態
Ｓｃｒ１，２…閉弁状態にあるときの回転数およびトルクの状態
Ｓｏｉ１，２…開弁状態にあるときの電流およびトルクの状態
Ｓｏｒ１，２…開弁状態にあるときの回転数およびトルクの状態
ＶＣ…円盤状の弁体１１０の中心軸
ＶＣｂ…円盤状の弁体１１１の中心軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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