(57)【要約】【課題】小開度領域での弁体の弁閉速度を小開度領域以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅くして、ウオータハンマーを防止することができる弁の開閉操作機を提供する。【解決手段】入力軸５０と、弁棒３に連結された出力軸５１と、入力軸５０と出力軸５１の間に介設された動力伝達手段７とを備え、動力伝達手段７は、入力軸５０に設けたウオーム７０と、出力軸５１に設けられてウオーム７０と噛み合うゼネバウオームホイール７１と、中間軸７２に設けられてウオーム７０と噛み合うウオームホイール７３と、中間軸７２に設けた中間小歯車７４と、この中間小歯車７４と噛み合い可能に出力軸５１に設けたゼネバ大歯車７５とを備えており、弁体２の小開度領域での弁閉速度をそれ以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅くする。【選択図】　　　　図１
2004100804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱の内部に回転自在に収容されて該弁箱の内部を弁閉・弁開する弁体に同時回転可能に取付けた弁棒を、その軸まわりに回転駆動する弁の開閉操作機において、弁の開閉操作力が入力される入力軸と、この入力軸と同時に回転して前記開閉操作力を出力するとともに、前記弁棒に同時回転可能に連結された出力軸と、前記入力軸と出力軸の間に介設されて入力軸の回転操作力を出力軸に伝達する動力伝達手段とを備え、この動力伝達手段が前記弁体の小開度領域での開閉速度を小開度領域以外の領域の開閉速度よりも低下させて伝達できるように構成されていることを特徴とする弁の開閉操作機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁の開閉操作機に係り、特に、自動的にウオータハンマーを防止できるように工夫した弁の開閉操作機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば、上水、工業用水、農業用水などの給水配管系に多用されているバタフライ弁がある（例えば、特許文献１参照）。このようなバタフライ弁は、図５および図６に示すように、弁箱１と、弁体２および弁棒３を備え、弁棒３を取付けた弁体２が弁箱１および給水配管系４の軸線Ｃ１に直交する軸線Ｃ２を有して、弁棒３と同時に該弁棒３の軸線Ｃ２まわりに回転できるように弁箱１に収容され、弁体２の回転によって弁体２の弁体シ−ト２Ａが弁箱１の内面、詳しくは弁箱シート１Ａに接離して開閉を行うように構成されている。なお、弁箱１の内面は一様な内径を有して軸線Ｃ１方向にのび、その断面形状は正円形を呈している。
このように構成されたバタフライ弁では、弁体２を図６の実線で示す全閉位置から二点鎖線で示す全開位置にかけて時計まわりに回転させると、弁体２の回転角の拡大に伴って弁箱１の弁箱シート１Ａと弁体２の弁体シ−ト２Ａの回転軌跡上の間隔が大きくなり、流体の流下断面積が拡大されて流量を増大させることができる。また、二点鎖線で示す全開位置から実線で示す全閉位置にかけて反時計まわりに回転させると、弁体２の回転角の縮小に伴って弁箱１の弁箱シート１Ａと弁体２の弁体シ−ト２Ａの回転軌跡上の間隔が小さくなり、流体の流下断面積が縮小されて流量を減少もしくは０にすることができる。したがって、弁体２を回転角０度の実線で示す全閉位置に位置決めした流量０の状態から、回転角９０度の二点鎖線で示す全開位置に位置決めした最大流量の範囲内で弁体の回転角に応じて流量を調整することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１３６２２号公報（図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、給水配管系４内の流体Ｆの圧力が高い場合に、弁体２を急閉すると、流体Ｆの流速に急激な変化が起こり、激しい圧力上昇を生じて、ウオータハンマー（水撃）が発生する。つまり、図６の二点鎖線で示す全開位置にある弁体２を、実線で示す全閉位置にかけて反時計まわりに約９０度回転させるのに際して、一点鎖線で示す開度（θ）が約３０度以内小開度領域での弁閉速度が早い（高い）と、急激な差圧増加によりウオータハンマーが発生する。
【０００５】
したがって、口径や仕様が決定されているバタフライ弁や他の回転型の弁でウオータハンマーを防止するためには、前記開度（θ）が約３０度以内の小開度領域での弁体２の弁閉速度を人為的に遅く（低く）する処置を講じる必要があった。
【０００６】
一方、弁体２の開閉は、一般に、弁棒３に連結された弁の開閉操作機の出力によって行われる。従来の弁の開閉操作機として、たとえば、図７および図８に示すものが知られている。これら図７，図８において、弁の開閉操作機５は、弁の開閉操作力が入力される入力軸５０と、この入力軸５０と同時に回転して前記開閉操作力を出力するとともに、カップリング６を介して弁棒３に同時回転可能に連結された出力軸５１と、入力軸５０と出力軸５１の間に介設されて入力軸５０の回転操作力を出力軸５１に伝達する動力伝達手段７とを備え、この動力伝達手段７は、入力軸５０に設けたウオーム７０と、出力軸５１に設けられてウオーム７０と噛み合うウオームホイール７１とを備え、これらはケーシング８に収容して回転自在に支持してある。
【０００７】
今、図６の弁体２が実線で示す全閉位置にある状態で、弁の開閉操作力により、図７，図８に示す弁の開閉操作機５の入力軸５０を弁開方向に回転させると、この回転はウオーム７０→ウオームホイール７１→出力軸５１→のカップリング６の経路で弁棒３に伝達され、弁棒３を弁開方向に回転させて、弁体２を図６の二点鎖線で示す全開位置に回転させることができる。反対に、図６の弁体２が二点鎖線で示す全開位置にある状態で、弁の開閉操作力により、図７，図８に示す弁の開閉操作機５の入力軸５０を弁閉方向に回転させると、この回転はウオーム７０→ウオームホイール７１→出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達され、弁棒３を弁閉方向に回転させて、弁体２を図６の実線で示す全閉位置に回転させることができる。
【０００８】
したがって、人力により入力軸５０に弁の開閉操作力が入力される手動式の弁の開閉操作機５であれば、開度（θ）が約３０度以内の小開度領域での弁体２の弁閉速度を人為的に遅く（低く）する処置を講じて、ウオータハンマーを防止することができる。ところが、電動機（図示省略）により入力軸５０に弁の開閉操作力が入力される自動式の弁の開閉操作機５であれば、弁体２の開度領域の如何にかかわらず開閉速度は一定であるため、小開度領域での弁体２の弁閉速度を小開度領域以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅く（低く）することができず、ウオータハンマーを防止することができなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小開度領域での弁体の弁閉速度を小開度領域以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅くして、ウオータハンマーを防止することができる弁の開閉操作機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る弁の開閉操作機は、弁箱の内部に回転自在に収容されて該弁箱の内部を弁閉・弁開する弁体に同時回転可能に取付けた弁棒を、その軸まわりに回転駆動する弁の開閉操作機において、弁の開閉操作力が入力される入力軸と、この入力軸と同時に回転して前記開閉操作力を出力するとともに、前記弁棒に同時回転可能に連結された出力軸と、前記入力軸と出力軸の間に介設されて入力軸の回転操作力を出力軸に伝達する動力伝達手段とを備え、この動力伝達手段が前記弁体の小開度領域での開閉速度を小開度領域以外の領域の開閉速度よりも低下させて伝達できるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、入力軸の回転操作力を出力軸に伝達する動力伝達手段が弁体の小開度領域での開閉速度を小開度領域以外の領域の開閉速度よりも低下させるように構成されているので、小開度領域での弁体の開閉速度が小開度領域以外の領域の開閉速度よりも自動的に遅くなる。すなわち、小開度領域での弁体の弁閉速度を小開度領域以外の領域の弁閉速度よりも遅くすることにより、ウオータハンマーを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、前記従来例と同一または相当部分には、同一符号を付して説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示す正面図、図２は図１の平面図である。これらの図において、弁の開閉操作機５は、弁の開閉操作力が入力される入力軸５０と、この入力軸５０と同時に回転して前記開閉操作力を出力するとともに、カップリング６を介して弁棒３に同時回転可能に連結された出力軸５１と、入力軸５０と出力軸５１の間に介設されて入力軸５０の回転操作力を出力軸５１に伝達する動力伝達手段７とを備えている。
【００１３】
動力伝達手段７は、入力軸５０に設けたウオーム７０と、出力軸５１に設けられてウオーム７０と噛み合うゼネバウオームホイール７１と、出力軸５１に平行な中間軸７２に設けられてウオーム７０と噛み合うウオームホイール７３と、中間軸７２に設けた中間小歯車７４と、この中間小歯車７４と噛み合い可能に出力軸５１に設けたゼネバ大歯車７５とを備え、これらはケーシング８に収容して回転自在に支持してある。また、入力軸５０は図示されていない電動機によって回転駆動される。
【００１４】
前記構成において、図６の弁体２が実線で示す全閉位置にある状態では、図２のように、弁の開閉操作機５における動力伝達手段７のゼネバウオームホイール７１はウオーム７０と噛み合わず、ゼネバ大歯車７５が中間小歯車７４と噛み合っている。電動機（図示省略）による弁の開閉操作力で、図１，図２に示す弁の開閉操作機５の入力軸５０を弁開方向に回転させると、この回転はウオーム７０→ウオームホイール７３→中間軸７２→中間小歯車７４→ゼネバ大歯車７５→出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達され、ウオームホイール７３、中間小歯車７４、ゼネバ大歯車７５、出力軸５１およびゼネバウオームホイール７１はそれぞれ図２の実線矢印の方向に回転を開始し、この回転が出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達されて弁棒３を弁開方向に回転させる。
【００１５】
ゼネバ大歯車７５と中間小歯車７４との歯車比を大きく設定して減速機構を構成しているので、ゼネバ大歯車７５が中間小歯車７４と噛み合っている間、つまり、ゼネバ大歯車７５が図２の位置から図３の位置までたとえば約３０度の回転角で回転して、図６の実線で示す弁体２を一点鎖線で示す開度（θ＝約３０度）で弁開させる間の弁開速度は遅く（低く）抑えられる。
【００１６】
弁体２が図６の一点鎖線で示す位置まで弁開し、かつ弁の開閉操作機５が図３の状態で、弁の開閉操作機５の入力軸５０をさらに弁開方向に回転させると、この回転はウオーム７０→ゼネバウオームホイール７１→出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達され、ゼネバウオームホイール７１および出力軸５１はそれぞれ図３の実線矢印の方向に回転し（同時にウオームホイール７３と中間小歯車７４も実線矢印の方向に回転する）、この回転が出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達されて、弁体２を定常の弁開速度で図６の二点鎖線で示す全開位置まで弁開させる。
【００１７】
図６の弁体２が二点鎖線で示す全開位置にある状態では、図４のように、弁の開閉操作機５における動力伝達手段７のゼネバ大歯車７５は中間小歯車７４と噛み合わず、ゼネバウオームホイール７１がウオーム７０と噛み合っている。電動機９による弁の開閉操作力で、図４に示す弁の開閉操作機５の入力軸５０を弁閉方向に回転させると、ウオームホイール７３、中間軸７２、中間小歯車７４およびゼネバウオームホイール７１、出力軸５１、ゼネバ大歯車７５はそれぞれ図４の破線矢印の方向に逆回転を開始し、この逆回転が出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達されて、弁体２を定常の弁閉速度で図６の一点鎖線で示す開度（θ＝約３０度）まで弁閉させる。
【００１８】
弁体２が図６の一点鎖線で示す位置まで弁閉し、かつ弁の開閉操作機５が図３の状態で、弁の開閉操作機５の入力軸５０をさらに弁閉方向に逆回転させると、この逆回転はウオーム７０→ウオームホイール７３→中間軸７２→中間小歯車７４→ゼネバ大歯車７５→出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達され、ウオームホイール７３、中間軸７２、中間小歯車７４およびゼネバウオームホイール７１、出力軸５１、ゼネバ大歯車７５をそれぞれ図３の破線矢印の方向に逆回転させ、この逆回転が出力軸５１→カップリング６の経路で弁棒３に伝達されて弁棒３を弁閉方向に逆回転させる。
【００１９】
ゼネバ大歯車７５と中間小歯車７４との歯車比を大きく設定して減速機構を構成しているので、ゼネバ大歯車７５が図３の位置から図２の位置までたとえば約３０度の回転角で逆回転して、図６の一点鎖線で示す弁体２を実線で示す全閉位置まで弁閉させる間の弁閉速度は遅く（低く）抑えられる。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、弁体２の開度が０度からたとえば約３０度以内の小開度領域での弁体２の弁閉速度がそれ以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅くなるので、ウオータハンマーを確実に防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弁の開閉操作機は構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００２２】
すなわち、入力軸の回転操作力を出力軸に伝達する動力伝達手段が弁体の小開度領域での開閉速度を小開度領域以外の領域の開閉速度よりも低下させるように構成されていることにより、小開度領域での弁体の弁閉速度をそれ以外の領域以外の領域の弁閉速度よりも自動的に遅くして、ウオータハンマーを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１の平面図であり弁体が全閉位置にある時の平面図である。
【図３】弁体が小開度領域とそれ以外の開度領域との境界位置にある時の平面図である。
【図４】弁体が全開位置にある時の平面図である。
【図５】本発明が適用されるバタフライ弁の正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。弁の開閉操作機
【図７】従来の弁の開閉操作機の一例を示す正面図である。
【図８】図７の平面図である。
【符号の説明】
１　弁箱
２　弁体
３　弁棒
５　弁の開閉操作機
７　動力伝達手段
５０　入力軸
５１　出力軸
【図１】
2004100804.tif 000003
【図２】
2004100804.tif 000004
【図３】
2004100804.tif 000005
【図４】
2004100804.tif 000006
【図５】
2004100804.tif 000007
【図６】
2004100804.tif 000008
【図７】
2004100804.tif 000009
【図８】
2004100804.tif 000010