(57)【要約】【課題】案内突起を案内溝によってスムーズに案内することが可能なバルブ開度調節機構を提供する。【解決手段】入力軸２と、入力軸２の軸心から径方向外向きに突出する案内突起１６が形成され、入力軸２に相対回転自在にねじ込まれるコマ部材３と、入力軸２の軸周りの回転に伴って、コマ部材３がその軸周りに回転するのを規制しつつ軸方向に案内する回転規制部材４と、入力軸２を法線とする面に対して、軸方向位置において傾斜角θの異なる部分を有する減速溝２２が円筒面に形成された、入力軸２と同軸に設けられる減速部材５と、減速部材５とともに軸周りに回転する出力軸６と、を備え、回転規制部材４が、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部１９と、案内溝２０が形成され、案内凹部１９の前記円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、案内凹部１９内に挿し込まれた案内部材２１と、を有するバルブ開度調節機構を構成する。【選択図】図１
2019060383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ（２ａ）が形成された入力軸（２）と、
前記入力軸（２）の軸心から径方向外向きに突出する案内突起（１６）が形成され、前記入力軸（２）に相対回転自在にねじ込まれるコマ部材（３）と、
前記案内突起（１６）を案内する案内溝（２０）が前記入力軸（２）の軸方向に沿って延設され、前記入力軸（２）の軸周りの回転に伴って、前記コマ部材（３）がその軸周りに回転するのを規制しつつ軸方向に案内する回転規制部材（４）と、
前記入力軸（２）を法線とする面に対して、軸方向位置において傾斜角（θ）の異なる部分を有する減速溝（２２）が円筒面に形成され、前記入力軸（２）の操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、この減速溝（２２）内を案内されることによって軸周りに回転する、前記入力軸（２）と同軸に設けられる減速部材（５）と、
前記減速部材（５）とともに軸周りに回転する出力軸（６）と、
を備え、
前記回転規制部材（４）が、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部（１９）と、前記案内溝（２０）が形成され、前記案内凹部（１９）の前記円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、前記案内凹部（１９）内に挿し込まれた案内部材（２１）と、を有するバルブ開度調節機構。
【請求項２】
前記案内突起（１６）に設けられ、前記回転規制部材（４）の前記案内溝（２０）に挿し込まれるコロ（１８）をさらに備えた請求項１に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項３】
前記入力軸（２）と、前記減速部材（５）との間に介在するスラスト軸受（１５）をさらに備えた請求項１または２に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項４】
前記減速溝（２２）が、前記入力軸（２）を法線とする面に対して第一傾斜角（θ１）傾斜した第一減速溝（２２ａ）と、この第一減速溝（２２ａ）と連通し、前記面に対して前記第一傾斜角（θ１）よりも小さい第二傾斜角（θ２）傾斜した第二減速溝（２２ｂ）とを有し、閉弁状態のバルブ（Ｖ）の開弁操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、前記第一減速溝（２２ａ）側から前記第二減速溝（２２ｂ）側に向かって案内される請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項５】
前記減速溝（２２）が、前記入力軸（２）を法線とする面に対して傾斜角（θ）が次第に小さくなる減速溝（２２）が円筒面に形成され、閉弁状態のバルブ（Ｖ）の開弁操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、前記減速溝（２２）の傾斜角（θ）の大きい位置から小さい位置に向かって案内される請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ開度調節機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウォータハンマー現象等の不具合を回避しつつバルブのスムーズな開閉操作を可能とする、バルブの開度を調節するためのバルブ開度調節機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
上水道、農業用水、工業用水などの供給のために敷設されたパイプラインには、このパイプラインのメンテナンスなどを行うために、通水を停止するためのバルブが設けられている。このバルブは、開閉操作軸を回転操作して弁体の開閉を行うようになっているが、一般的なバルブは閉弁状態で弁体に大きな水圧が負荷されており、閉弁状態の弁体を開弁するには、非常に大きな操作力を要する。その一方で、閉弁状態から弁体を急に開弁すると、水が一気に流れることによって大きな水圧変化が生じ、ウォータハンマー、エアハンマーなどのようにバルブやパイプラインに衝撃を与える現象が生じ、配管やこの配管に設置された機器などにダメージを与える問題がある。このため、閉弁状態からの開弁を力任せに行うのは好ましくない。この水圧変化に起因するウォータハンマー現象は、開弁時のみならず閉弁時にも生じ得る。
【０００３】
この問題を解決すべく、例えば特許文献１においては、入力軸の回転を出力軸に伝達して、この出力軸に設けられたバルブの開閉を行う減速装置において、入力軸の回転に伴って軸方向に移動するフィードナットに径方向外向きに突出するピンを設けるとともに、出力軸に連結されたドラムカムに、前記ピンが嵌入する傾斜溝を形成した構成が開示されている。この傾斜溝の勾配は、バルブ開度の０度と９０度に対応する部分（全開または全閉付近）で減速比が大きくなるように、そして、バルブ開度の４５度に対応する部分で減速比が小さくなるように決められている。このように、傾斜溝を形成し、全開または全閉付近におけるバルブの開閉速度を小さくすることにより、開閉弁時におけるウォータハンマー現象を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２においては、入力軸の回転を出力軸に伝達して、この出力軸に設けられたバルブの開度を調節するバルブ開度調節機構において、入力軸にねじ込まれたコマ部材に、径方向外向きに突出する案内突起を設けるとともに、出力軸に形成された減速溝に前記案内突起を差し込んだ構成が開示されている。この減速溝は、入力軸を法線とする面に対して傾斜角が大きい第一減速溝と、第一減速溝よりも傾斜角が相対的に小さい第二減速溝を有している。このように、部分的に傾斜溝の傾斜角を異ならせて、全閉付近におけるバルブの開閉速度を小さくすることにより、開閉弁時におけるウォータハンマー現象を抑制している。
【０００５】
この案内突起の先端は、入力軸などを収納するハウジングに形成された、この入力軸方向に沿う案内溝によって案内される。これにより、コマ部材が入力軸の回転とともに軸周りに回転するのを規制しつつ、このコマ部材を軸方向に移動させることができる。この案内溝と案内突起の摺動部においては、例えば、図１２に示すように、案内溝１００内にあり溝状の凹部１０１を形成し、この凹部１０１にハウジング１０２を構成する素材よりも耐摩耗性が高い素材からなる断面台形状の案内部材１０３を設けた構成とすることができる。この案内部材１０３を設けることにより、案内突起１０４との間の摺動に伴う案内溝１００の内面の摩耗防止を図っている。この案内部材１０３と案内突起１０４との間には、図１３（ａ）に示すように、案内突起１０４の上下動をスムーズに行うための隙間ｇ’が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−２４２７４号公報
【特許文献２】特開２０１６−７０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に係るバルブ開度調節機構に、図１２に示す案内部材１０３を採用した構成においては、入力軸１０５の軸周りの回転（図１３（ｂ）中の矢印参照）に伴って、案内突起１０４の先端部が案内部材１０３に強く当接して点接触状態となり、この当接部（図１３（ｂ）中でＳ’を付した部分）で応力集中が生じる。このため、この案内突起１０４の端部と案内部材１０３が噛み合った状態となって、案内突起１０４がスムーズに上下動できない虞がある。また、あり溝状の凹部１０１に、がたつきなく案内部材１０３を挿し込むためには、この案内部材１０３の高い加工精度が要求されるため、加工費が増大する虞もある。
【０００８】
そこで、この発明は、案内突起を案内溝によってスムーズに案内することが可能なバルブ開度調節機構を構成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明は、外周面にねじが形成された入力軸と、前記入力軸の軸心から径方向外向きに突出する案内突起が形成され、前記入力軸に相対回転自在にねじ込まれるコマ部材と、前記案内突起を案内する案内溝が前記入力軸の軸方向に沿って延設され、前記入力軸の軸周りの回転に伴って、前記コマ部材がその軸周りに回転するのを規制しつつ軸方向に案内する回転規制部材と、前記入力軸を法線とする面に対して、軸方向位置において傾斜角の異なる部分を有する減速溝が円筒面に形成され、前記入力軸の操作に伴って、前記減速溝内に設けられた前記案内突起が、この減速溝内を案内されることによって軸周りに回転する、前記入力軸と同軸に設けられる減速部材と、前記減速部材とともに軸周りに回転する出力軸と、を備え、前記回転規制部材が、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部と、前記案内溝が形成され、前記案内凹部の前記円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、前記案内凹部内に挿し込まれた案内部材と、を有するバルブ開度調節機構を構成した。
【００１０】
このように、回転規制部材を構成すると、入力軸の軸周りの回転に伴って、案内突起の先端部が案内部材に形成された案内溝の内面に当接したときに、その当接力によって、この案内部材がその円柱面が案内凹部に形成した円筒面に沿うように軸周りに回転する。この回転によって、案内突起と案内溝との間の線接触状態が維持され、この案内突起を案内溝によってスムーズに案内することができる。
【００１１】
前記構成においては、前記案内突起に設けられ、前記回転規制部材の前記案内溝の内周面に当接するように設けられたコロをさらに備えた構成とするのが好ましい。このように、コロを設けることにより、案内突起と案内溝との間の摩擦を低減して、案内溝による案内突起の案内を一層スムーズに行うことができる。
【００１２】
前記各構成においては、前記入力軸と、前記減速部材との間に介在するスラスト軸受をさらに備えた構成とするのが好ましい。このように、スラスト軸受を介在させることにより、入力軸の回転に伴って減速部材が回転したときに、その回転速度の違いに起因して生じる摩擦ロスを防止して、入力軸から減速部材を経由して出力軸に伝達される回転力の伝達効率を向上することができる。
【００１３】
前記各構成においては、前記減速溝が、前記入力軸を法線とする面に対して第一傾斜角傾斜した第一減速溝と、この第一減速溝と連通し、前記面に対して前記第一傾斜角よりも小さい第二傾斜角傾斜した第二減速溝とを有し、閉弁状態のバルブの開弁操作に伴って、前記減速溝内に設けられた前記案内突起が、前記第一減速溝側から前記第二減速溝側に向かって案内される構成とするのが好ましい。
【００１４】
このように、減速溝を構成すると、案内突起が、第一傾斜角傾斜した第一減速溝と、第一傾斜角よりも小さい第二傾斜角傾斜した第二減速溝を順次案内されることにより、入力軸の回転速度を一定にした場合においても、閉弁状態付近のバルブ操作をゆっくりと行いたい状況においては、第一減速溝の作用により出力軸の回転速度を小さくし、ある程度バルブが開弁した後は、第二減速溝の作用により出力軸の回転速度を相対的に大きくすることができる。このため、閉弁状態から開弁する際に、大きな水圧変化によるウォータハンマー現象などの問題が生じるのを防止することができるとともに、ある程度開弁してウォータハンマー現象などの虞がない状態となった後は、出力軸の回転速度を高めて、バルブ操作を速やかに行うことができる。
【００１５】
上記のように、減速溝を第一減速溝と第二減速溝で構成する代わりに、前記減速溝が、前記入力軸を法線とする面に対して傾斜角が次第に小さくなる減速溝が円筒面に形成され、閉弁状態のバルブの開弁操作に伴って、前記減速溝内に設けられた前記案内突起が、前記減速溝の傾斜角の大きい位置から小さい位置に向かって案内される構成とすることもできる。
【００１６】
このように、減速溝の傾斜角を次第に小さくして、曲線状に形成した場合においても、前記構成と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、閉弁状態のバルブの開弁操作に伴って、案内突起が、減速溝の傾斜角が大きい位置から小さい位置に向かって案内されることにより、入力軸の回転速度を一定にした場合においても、開弁直後のようにバルブ操作をゆっくり行いたい状況においては、減速溝の中で傾斜角が大きい位置の作用により出力軸の回転速度を小さくし、ある程度バルブが開弁した後は、減速溝の中で傾斜角が小さい位置の作用により出力軸の回転速度を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明では、入力軸の回転を減速して出力軸に出力する減速機能を備えたバルブ開度調節機構において、入力軸にねじ込まれたコマ部材の回転を規制する回転規制部材が、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部と、前記コマ部材を案内する案内溝が形成され、前記案内凹部の前記円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、前記案内凹部内に挿し込まれた案内部材と、を有する構成を採用した。
【００１８】
このように構成することにより、入力軸の軸周りの回転に伴って、案内突起の先端部が案内部材に形成された案内溝の内面に当接したときに、その当接力によって、この案内部材がその円柱面が案内凹部に形成した円筒面に沿うように軸周りに回転する。この回転によって、案内突起と案内溝との間の線接触状態が維持され、この案内突起を案内溝によってスムーズに案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明に係るバルブ開度調節機構の一実施形態を示し、（ａ）は平面図（一部断面図）、（ｂ）は正面図（一部断面図）
【図２】図１に示すバルブ開度調節機構の分解斜視図
【図３】図１（ｂ）中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】図１に示すバルブ開度調節機構の要部（図１（ｂ）中のＢ部）の断面図
【図５】図１に示すバルブ開度調節機構をバルブに取り付けた状態を示す正面図（一部断面図）
【図６】図１（ｂ）中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図
【図７】図６中の要部（図６中のＣ部）の断面図であって、（ａ）は入力軸を回転させていない状態、（ｂ）は入力軸を回転させた状態
【図８】減速部材に形成した減速溝の一例を示す展開図
【図９】図８に示す減速溝で案内突起を案内したときにおいて、（ａ）は入力軸の回転量と出力軸の回転速度との間の関係を示す図、（ｂ）は入力軸の回転量と出力軸の回転量との間の関係を示す図
【図１０】減速部材に形成した減速溝の変形例を示す展開図
【図１１】図１０に示す減速溝で案内突起を案内したときにおいて、（ａ）は入力軸の回転量と出力軸の回転速度との間の関係を示す図、（ｂ）は入力軸の回転量と出力軸の回転量との間の関係を示す図
【図１２】従来技術に係るバルブ開度調節機構の要部の断面図
【図１３】図１２中の要部（図１２中のＤ部）の断面図であって、（ａ）は入力軸を回転させていない状態、（ｂ）は入力軸を回転させた状態
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本願発明に係るバルブ開度調節機構１の実施形態について、図１（ａ）に平面図（一部断面図）を、（ｂ）に正面図（一部断面図）を、図２に分解斜視図を、図３、図４に断面図をそれぞれ示す。このバルブ開度調節機構１は、図５に示すバルブＶの開閉操作軸Ａに設けられ、バルブＶの閉弁状態付近における開閉操作軸Ａの操作によってウォータハンマー現象などの不具合が生じるのを防止しつつ、ある程度開弁した状態においては、速やかにバルブＶの開閉操作を行い得るようにするとともに、その操作を小さな力で行い得るように構成したものである。
【００２１】
このバルブ開度調節機構１は、入力軸２、コマ部材３、回転規制部材４、減速部材５、および、出力軸６を主要な構成要素としている。入力軸２、コマ部材３、および、減速部材５は、ハウジング７内に収納されている。回転規制部材４は、ハウジング７の内面側に形成されている。ハウジング７の上端には、このハウジング７の上部開口を塞ぐ蓋部８が、ボルト９とナット１０で取り付けられている。この蓋部８の中心には、入力軸２を通すための貫通孔が形成されている。ハウジング７の下端には、出力軸６が収納される筒状のベース部１１が取り付けられている。
【００２２】
入力軸２の外周面には、雄ねじ２ａ（ねじ）が形成されている。この入力軸２の頭部の嵌合部１２には、キャップ１３が設けられている。このキャップ１３は、固定ねじ１４で嵌合部１２に固定されている。入力軸２にはフランジ２ｂが形成されており、このフランジ２ｂの軸方向の両側にスラスト軸受１５が設けられている。このスラスト軸受１５は、入力軸２と減速部材５またはこの減速部材５とともに軸周りに回転する後述するカバー部材２３との間に介在している。このように、スラスト軸受１５を介在させることにより、入力軸２と減速部材５との間の摩擦ロスを防止して、入力軸２から減速部材５を経由して出力軸６に伝達される回転力の伝達効率を向上することができる。
【００２３】
コマ部材３の回転軸心には、雌ねじ３ａが形成されている。この雌ねじ３ａに、入力軸２に形成された雄ねじ２ａがねじ込まれており、入力軸２とコマ部材３は相対回転可能となっている。このコマ部材３には、径方向外向きに突出する１８０度回転対称の一対の案内突起１６が形成されている。この案内突起１６には、軸心内側から、第一コロ１７、第二コロ１８（コロ）がそれぞれ設けられている。このように、案内突起１６に各コロ１７、１８を設けることにより、案内突起１６と後述する減速溝２２および案内溝２０との間の摩擦を低減して、入力軸２の回転操作を一層スムーズに行うことができる。
【００２４】
回転規制部材４は、入力軸２を軸周りに回転させた際に、コマ部材３がその軸周りに回転するのを規制しつつ軸方向に案内するための部材である。この回転規制部材４は、図６、図７（ａ）に示すように、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部１９と、案内溝２０が入力軸２の軸方向に沿って延設され、案内凹部１９に形成された円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、案内凹部１９内に挿し込まれた案内部材２１とを備えている。案内溝２０には、案内突起１６に設けられた第二コロ１８が挿し込まれている。この第二コロ１８は、案内溝２０内を転動可能となっている。
【００２５】
案内凹部１９は、ハウジング７の内面に、その軸方向に沿うようにドリル加工およびリーマ加工を行うことによって形成される。また、案内部材２１の案内溝２０は、丸棒に対し、その軸方向に沿って削り出し加工を行うことによって形成される。これらの加工はいずれも容易であり、加工精度も要求されないため、低コストで行うことができる。
【００２６】
図７（ｂ）に示すように、入力軸２を軸周りに回転すると、その回転に伴って案内突起１６も同方向に回転する（本図中の矢印参照）。このとき、案内突起１６が案内部材２１の案内溝２０に当接し、この当接力によって、案内部材２１が偏心するとともに案内突起１６と同方向に回転する。これによって、案内突起１６（第二コロ１８）と案内部材２１の案内溝２０との間の線接触状態が維持され（図７（ｂ）中の符号Ｓ参照）、この案内突起１６（第二コロ１８）を案内溝２０によってスムーズに案内することができる。
【００２７】
この実施形態においては、図７（ａ）に示すように、案内凹部１９の円筒面と案内部材２１の円柱面との間に隙間ｇを設けた構成としたが、案内部材２１がスムーズに案内される限りにおいて、隙間ｇの大きさを変更したり、隙間ｇを形成しない構成としたりすることもできる。
【００２８】
減速部材５は、その内部に入力軸２が同軸に挿入される円筒状の部材である。この減速部材５の円筒面には、入力軸２を法線とする面に対して、この減速部材５の軸方向位置において傾斜角θの異なる部分を有し、この減速部材５の下端側に貫通する、軸中心対称の２本の減速溝２２、２２が形成されている。この減速溝２２は、円筒内面から円筒外面に貫通している。この実施形態においては、図８に示すように、減速溝２２は、前記面に対して第一傾斜角θ１傾斜した第一減速溝２２ａと、前記面に対して第二傾斜角θ２傾斜した第二減速溝２２ｂとから構成されている。第一傾斜角θ１の方が、第二傾斜角θ２よりも大きく、両減速溝は２２ａ、２２ｂの一端部で互いに連通している。
【００２９】
この減速溝２２には、案内突起１６に設けられた第一コロ１７が挿し込まれている。この第一コロ１７は、減速溝２２内を転動可能となっている。減速部材５の下端開口は、円板状の底板２６によって塞がれている。
【００３０】
閉弁状態においては、コマ部材３の案内突起１６は第一減速溝２２ａの端部近傍に位置している一方で、バルブＶを全開した状態では、案内突起１６は第二減速溝２２ｂの端部に位置している。図１（ｂ）中の減速溝２２とコマ部材３の位置関係は、バルブＶが全開のときの状態を示している。
【００３１】
減速部材５の上端部には、軸心に貫通孔が形成されたカバー部材２３が固定されている。このカバー部材２３の上端部には、上向きに突出するフランジ２４が形成されている。カバー部材２３は、ボルト２５によって減速部材５の上端に固定されている。
【００３２】
出力軸６は、減速部材５の下端に嵌め込まれた底板２６に嵌合しており、この減速部材５および底板２６とともに軸周りに回転する。出力軸６の外周面には、図３に示すように、中心角９０度の範囲で径方向外向きに突出する規制突起２７が形成されている。この出力軸６には、図５に示すように、開閉操作軸Ａを介してバルブＶが取り付けられる。このバルブ開度調節機構１で出力軸６の回転速度を減速した上でバルブＶに伝達することにより、ウォータハンマー現象などの不具合を防止することができる。
【００３３】
ベース部１１には、２本の規制ボルト２８、２８が平行に設けられている。出力軸６に形成された規制突起２７は、２本の規制ボルト２８、２８の先端がなす１８０度の角度範囲内に位置しており、規制突起２７がいずれかの規制ボルトの先端に当接するまで、入力軸２の回転に伴って９０度の角度範囲内で回転することができる。この角度範囲は９０度に限定されるものではなく、減速部材５に形成した減速溝２２の形状に対応して適宜変更することができる。
【００３４】
ベース部１１と出力軸６との間には、軸受２９が設けられている。この軸受２９によって、ベース部１１に対し、出力軸６がスムーズに回転し得るようにしている。
【００３５】
蓋部８に形成された貫通孔からは、入力軸２に固定されたカバー部材２３のフランジ２４と、このカバー部材２３と同軸に設けられた入力軸２とが突出している。このフランジ２４には、減速部材５（出力軸６）の軸周りの回転とともに回転する指針３０が設けられている。蓋部８の上面には、バルブＶの開度を表示する開度目盛３１が表示されている。指針３０によって指し示された開度目盛り３１の値を読み取ることによって、入力軸２の回転に伴うバルブＶの開度を、使用者が容易に知ることができる。
【００３６】
減速部材５に形成した減速溝２２を平面図に展開すると図８のようになる。上述したように、この減速溝２２は、入力軸２を法線とする面に対して第一傾斜角θ１傾斜した第一減速溝２２ａと、前記面に対して第二傾斜角θ２傾斜した第二減速溝２２ｂとから構成されている。第一傾斜角θ１の方が、第二傾斜角θ２よりも大きく、両減速溝２２ａ、２２ｂはＰ２の位置で互いに連通している。閉弁状態においては、コマ部材３の案内突起１６は、第一減速溝２２ａの端部付近、すなわちＰ１に位置している。
【００３７】
閉弁状態からバルブＶを開弁していくと、図８中の矢印に沿って案内突起１６が減速溝２２の中で相対移動し、Ｐ２の位置から第二減速溝２２ｂに移り、案内突起１６がＰ３の位置に至った時にバルブＶは全開状態となる。開弁状態のバルブＶを閉弁するときは、案内突起１６が減速溝２２の中でこれと逆向きに相対移動する。
【００３８】
次に、図８に示す減速溝２２（第一減速溝２２ａ、第二減速溝２２ｂ）で案内突起１６を案内したときの、入力軸２と出力軸６の回転量などの関係について、図９を用いて説明する。
【００３９】
Ｐ１からＰ２までの範囲、すなわち閉弁状態からある程度開弁した状態までの範囲においては、出力軸６の回転速度Ｖ１は、後述するＰ２からＰ３までの領域における出力軸６の回転速度Ｖ２と比較して相対的に小さく（図９（ａ）参照）、出力軸６の回転量の増加も緩やかである（図９（ｂ）参照）。このため、閉弁状態近傍におけるバルブＶの開閉操作に起因するウォータハンマー現象などの発生を防止することができるとともに、入力軸２の回転に要する回転トルクを軽減して、その回転操作をスムーズに行うことができる。
【００４０】
その一方で、Ｐ２からＰ３までの範囲、すなわち、バルブＶがある程度開弁した状態においては、出力軸６の回転速度がＶ１からＶ２に増加し（図９（ａ）参照）、出力軸６の回転量の増加も急峻となる（図９（ｂ）参照）。このため、バルブＶの開閉操作を速やかに行うことができる。
【００４１】
減速溝２２の傾斜角度として、例えば、第一傾斜角θ１を６０度、第二傾斜角θ２を３０度とすることができる。このように傾斜角度を設定することにより、第二減速溝２２ｂの減速比に対して、第一減速溝２２ａの減速比を２倍、すなわち入力軸２の回転速度を一定に保った場合、出力軸６の回転速度を１／２にすることができる。この傾斜角度は、勿論上記の値に限定されず、バルブＶのタイプ、水量、大きさ等の種々の要因を考慮に入れた上で、適宜変更することができる。なお、この実施形態では、減速溝２２を第一減速溝２２ａと第二減速溝２２ｂの２段で構成したが、この段数をさらに多段とすることも許容される。
【００４２】
減速部材５に形成した減速溝２２の変形例の展開図を図１０に示す。この減速溝２２は、図８に示した減速溝２２と異なり、入力軸２を法線とする面に対して傾斜角θを有しているが、この傾斜角θが次第に小さくなる構成となっている。
【００４３】
閉弁状態においては、コマ部材３の案内突起１６は、減速溝２２の端部付近、すなわちＰ４に位置している。閉弁状態からバルブＶを開弁していくと、図１０中の矢印に沿って案内突起１６が減速溝２２の中で相対移動し、Ｐ４の位置からＰ５の位置を経由して、Ｐ６の位置に至った時にバルブＶは全開状態となる。開弁状態のバルブＶを閉弁するときは、これと逆向きに案内突起１６が減速溝２２の中で相対移動する。
【００４４】
次に、図１０に示す減速溝２２で案内突起１６を案内したときの、入力軸２と出力軸６の回転量などの関係について、図１１を用いて説明する。
【００４５】
Ｐ４からその途中（例えばＰ５）までの範囲、すなわち閉弁状態からある程度開弁した状態までの範囲においては、出力軸６の回転速度Ｖ３は、徐々に増加するものの後述するＰ５からＰ６までの領域における出力軸６の回転速度（最大でＶ４）と比較して小さく（図１１（ａ）参照）、出力軸６の回転量の増加も緩やかである（図１１（ｂ）参照）。このため、図８に示した構成と同様に、閉弁状態近傍におけるバルブＶの開閉操作に起因するウォータハンマー現象などの発生を防止することができるとともに、入力軸２の回転に要する回転トルクを軽減して、その回転操作をスムーズに行うことができる。
【００４６】
その一方で、開弁の途中（例えばＰ５）からＰ６までの範囲、すなわち、バルブＶがある程度開弁した状態においては、出力軸６の回転速度が入力軸２の回転量に応じて最大Ｖ４まで増加し（図１１（ａ）参照）、出力軸６の回転量の増加も急峻となる（図１１（ｂ）参照）。このため、図８に示した構成と同様に、バルブＶの開閉操作を速やかに行うことができる。
【００４７】
上記の実施形態では、減速溝２２が各位置で傾斜角θ１、θ２が段階的に変化する構成と（図８参照）、傾斜角θが連続的に変化する構成（図１０参照）について説明したが、一つの減速溝２２が、段階的に変化する部分と連続的に変化する部分の両方を含む構成とすることもできる。
【００４８】
上記実施形態に示すバルブ開度調節機構１は、種々のタイプのバルブＶに適用することができるが、特にバタフライ弁への適用が有効である。バタフライ弁は、閉弁状態から開弁させるときの水圧変化が大きく、ウォータハンマー現象等の不具合が生じやすく、しかも、開弁時に入力軸２の回転操作に大きな力を要するためである。本発明に係るバルブ開度調節機構１を採用することにより、これらの問題を解決して、スムーズなバルブＶの開閉操作を実現できる。
【００４９】
上記の実施形態において説明したバルブ開度調節機構１はあくまでも一例であって、案内突起１６を案内溝２０によってスムーズに案内することが可能なバルブ開度調節機構１を提供する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成部材の形状、配置、数などは、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  バルブ開度調節機構
２  入力軸
２ａ  雄ねじ（ねじ）
３  コマ部材
３ａ  雌ねじ
４  回転規制部材
５  減速部材
６  出力軸
７  ハウジング
８  蓋部
９  ボルト
１０  ナット
１１  ベース部
１２  嵌合部
１３  キャップ
１４  固定ねじ
１５  スラスト軸受
１６  案内突起
１７  第一コロ
１８  第二コロ（コロ）
１９  案内凹部
２０  案内溝
２１  案内部材
２２  減速溝
２２ａ  第一減速溝
２２ｂ  第二減速溝
２３  カバー部材
２４  フランジ
２５  ボルト
２６  底板
２７  規制突起
２８  規制ボルト
２９  軸受
３０  指針
３１  開度目盛
θ  傾斜角
θ１  第一傾斜角
θ２  第二傾斜角
Ｖ  バルブ
Ａ  開閉操作軸
【図１】
2019060383.tif 000003
【図２】
2019060383.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成31年1月10日(2019.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ（２ａ）が形成された入力軸（２）と、
前記入力軸（２）の軸心から径方向外向きに突出する案内突起（１６）が形成され、前記入力軸（２）に相対回転自在にねじ込まれるコマ部材（３）と、
前記案内突起（１６）を案内する案内溝（２０）が前記入力軸（２）の軸方向に沿って延設され、前記入力軸（２）の軸周りの回転に伴って、前記コマ部材（３）がその軸周りに回転するのを規制しつつ軸方向に案内する回転規制部材（４）と、
前記入力軸（２）を法線とする面に対して、軸方向位置において傾斜角（θ）の異なる部分を有する減速溝（２２）が円筒面に形成され、前記入力軸（２）の操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、この減速溝（２２）内を案内されることによって軸周りに回転する、前記入力軸（２）と同軸に設けられる減速部材（５）と、
前記減速部材（５）の下端に嵌め込まれた底板（２６）と、
前記減速部材（５）および前記底板（２６）とともに軸周りに回転する出力軸（６）と、
を備え、
前記減速溝（２２）が、前記減速部材（５）の下端側に貫通しており、
前記回転規制部材（４）が、軸方向に沿う円筒面が形成された案内凹部（１９）と、前記案内溝（２０）が形成され、前記案内凹部（１９）の前記円筒面によって軸周りに回動可能に案内される円柱面を有する、前記案内凹部（１９）内に挿し込まれた案内部材（２１）と、を有し、
前記案内凹部（１９）は、前記入力軸（２）、前記コマ部材（３）、および、前記減速部材（５）を収納するハウジング（７）の内面に、その軸方向に沿うように形成され、その端部は前記ハウジング（７）の上端および下端に臨んでおり、
前記ハウジング（７）の上端には上部開口を塞ぐ蓋部（８）が、前記ハウジング（７）の下端には前記出力軸（６）が収納される筒状のベース部（１１）がそれぞれ取り付けられており、
前記案内凹部（１９）の円筒面と前記案内部材（２１）の円柱面との間に、前記案内部材（２１）の偏心と前記案内突起（１６）と同方向への回転を許容する隙間（ｇ）を設けたバルブ開度調節機構。
【請求項２】
前記案内突起（１６）に設けられ、前記回転規制部材（４）の前記案内溝（２０）に挿し込まれるコロ（１８）をさらに備えた請求項１に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項３】
前記入力軸（２）と、前記減速部材（５）との間に介在するスラスト軸受（１５）をさらに備えた請求項１または２に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項４】
前記減速溝（２２）が、前記入力軸（２）を法線とする面に対して第一傾斜角（θ１）傾斜した第一減速溝（２２ａ）と、この第一減速溝（２２ａ）と連通し、前記面に対して前記第一傾斜角（θ１）よりも小さい第二傾斜角（θ２）傾斜した第二減速溝（２２ｂ）とを有し、閉弁状態のバルブ（Ｖ）の開弁操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、前記第一減速溝（２２ａ）側から前記第二減速溝（２２ｂ）側に向かって案内される請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ開度調節機構。
【請求項５】
前記減速溝（２２）が、前記入力軸（２）を法線とする面に対して傾斜角（θ）が次第に小さくなる減速溝（２２）が円筒面に形成され、閉弁状態のバルブ（Ｖ）の開弁操作に伴って、前記減速溝（２２）内に設けられた前記案内突起（１６）が、前記減速溝（２２）の傾斜角（θ）の大きい位置から小さい位置に向かって案内される請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ開度調節機構。