(57)【要約】【課題】バタフライ弁の弁体を全閉位置に保持した際、固定された弁体が回転方向へがたつくのを防止する。【解決手段】弁棒４の外周面に、全閉位置に対応する一方の弁棒側固定用平面２１ａが形成され、弁箱に固定されたスタンド７にピン孔２３が形成され、弁棒４の軸心５に対して直交する基準線Ｌが設定され、基準線Ｌは、弁体が全閉位置の場合、一方の弁棒側固定用平面２１ａに対して平行であり、ピン孔２３の中心線２３ａが基準線Ｌに対して傾斜し、ピン孔２３の中途部に、弁棒４の外周面へ開口する開口部２４が形成され、固定ピン２５の外周面に、固定ピン２５の軸心２５ａに対して傾斜したピン側固定用平面２６が形成され、ピン孔２３の中心線２３ａの傾斜角度とピン側固定用平面２６の傾斜角度とが同じ所定角度Ａに設定されている。【選択図】  図５
2004251362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁棒の軸心廻りに回転自在な弁体を有し、弁棒の回転と共に開閉する弁体を所定開度に保持する開度保持装置であって、弁箱から外部へ突出した弁棒の外周面に、所定開度に対応する弁棒側固定用平面が形成され、弁箱の外部に固定された固定部材にピン孔が形成され、上記弁体が所定開度になった場合、弁棒側固定用平面と平行で且つ上記弁棒の軸心に対して直交する基準線が設定され、弁棒に直交する断面上において、上記ピン孔の中心線が上記基準線に対して傾斜しており、上記ピン孔の中途部に、ピン孔内から弁棒の外周面へ開口する開口部が形成され、上記ピン孔に挿脱自在な固定ピンの外周面に、ピン側固定用平面が形成され、上記ピン側固定用平面は固定ピンの軸心に対して傾斜しており、上記ピン孔の中心線の傾斜角度と上記ピン側固定用平面の傾斜角度とが同じ所定角度に設定されていることを特徴とする弁の開度保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バタフライ弁等の回転弁に設けられる弁の開度保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、バタフライ弁は、図７，図８に示すように、弁棒５１の軸心５２廻りに回転自在な弁体５３が弁箱５４内に設けられている。弁箱５４の一方のボス部５５上には、円筒状のスタンド５６が取付けられ、このスタンド５６には、弁棒５１を回転させる減速機５７が支持されている。また、上記弁棒５１は、弁体５３に一体に連結されており、弁箱５４内から上記ボス部５５を貫通して外部へ突出し、スタンド５６内に挿通されて減速機５７に連結されている。尚、減速機５７には回転駆動用のモーター（図示省略）や手動操作用のハンドル（図示省略）が連結されている。
【０００３】
尚、上記のようなバタフライ弁５０としては、例えば、下記特許文献１が挙げられる。
また、上記バタフライ弁５０には、弁体５３の開度を全閉位置Ｓ（すなわち開度０％）と全開位置Ｏ（すなわち開度１００％）とに保持する開度保持装置６０が設けられている。
【０００４】
上記開度保持装置６０は以下のように構成されている。
図９に示すように、上記スタンド５６には、弁棒５１の軸心５２に対して互いに１８０°反対側に位置する一対の貫通孔６１が形成されている。また、スタンド５６内においては、固定用円板６２が弁棒５１に外嵌されてキー６３を介して連結されている。上記固定用円板６２の外周面には、弁棒５１の軸心５２に対して互いに反対側に位置する一対の閉用ピン孔６４と、両閉用ピン孔６４に対して周方向へ９０°ずれた一対の開用ピン孔６５とが形成されている。
【０００５】
さらに、上記各貫通孔６１とピン孔６４，６５とに対して挿脱自在な一対の固定ピン６６が設けられている。これら固定ピン６６の一端部には、上記ピン孔６４，６５に対して挿脱自在な突部６６ａが形成され、他端部には、貫通孔６１よりも大径の頭部６６ｂが形成され、上記突部６６ａと頭部６６ｂとの間には、上記貫通孔６１に対して挿脱自在な中間部６６ｃが設けられている。
【０００６】
これによると、モーターやハンドルを用いて弁棒５１を回転させることにより、弁体５３が開閉する。例えば、図７〜図９に示すように、弁体５３を全閉位置まで回転させた場合、弁棒５１と共に固定用円板６２が回転し、一対の閉用ピン孔６４が一対の貫通孔６１の位置に一致する。この状態で、両固定ピン６６をスタンド５６の外側から貫通孔６１と閉用ピン孔６４とに挿入する。これにより、両固定ピン６６の突部６６ａが両閉用ピン孔６４に挿入されるとともに中間部６６ｃが両貫通孔６１に挿入されるため、弁棒５１が固定用円板６２と両固定ピン６６とを介してスタンド５６側に固定されるため、弁棒５１の回転が規制され、弁体５３が全閉位置に保持される。
【０００７】
同様に、弁体５３を全開位置まで回転させた状態で、両固定ピン６６を両貫通孔６１と両開用ピン孔６５とに挿入することによって、弁体５３が全開位置に保持される。
【０００８】
【特許文献１】
実開平７−１０６３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、製作上、図９に示すように、貫通孔６１の内径は余裕を持たせて固定ピン６６の中間部６６ｃの外径よりもわずかに大きく形成され、同様に、各ピン孔６４，６５の内径は余裕を持たせて固定ピン６６の突部６６ａの外径よりもわずかに大きく形成されているため、上記貫通孔６１と中間部６６ｃとの間並びにピン孔６４，６５と突部６６ａとの間にそれぞれ隙間が生じる。これにより、両固定ピン６６を挿入して弁棒５１の回転を規制した場合、上記隙間の存在によって、固定された弁体５３が回転方向へがたつくといった問題があった。また、固定ピン６６には曲げモーメントが作用するため、曲げモーメントに耐えるように固定ピン６６の強度を高強度に保つ必要があった。
【００１０】
本発明は、弁体を所定開度で保持した際、固定された弁体が回転方向へがたつくのを防止することができる弁の開度保持装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、弁棒の軸心廻りに回転自在な弁体を有し、弁棒の回転と共に開閉する弁体を所定開度に保持する開度保持装置であって、弁箱から外部へ突出した弁棒の外周面に、所定開度に対応する弁棒側固定用平面が形成され、弁箱の外部に固定された固定部材にピン孔が形成され、上記弁体が所定開度になった場合、弁棒側固定用平面と平行で且つ上記弁棒の軸心に対して直交する基準線が設定され、弁棒に直交する断面上において、上記ピン孔の中心線が上記基準線に対して傾斜しており、上記ピン孔の中途部に、ピン孔内から弁棒の外周面へ開口する開口部が形成され、上記ピン孔に挿脱自在な固定ピンの外周面に、ピン側固定用平面が形成され、上記ピン側固定用平面は固定ピンの軸心に対して傾斜しており、上記ピン孔の中心線の傾斜角度と上記ピン側固定用平面の傾斜角度とが同じ所定角度に設定されているものである。
【００１２】
これによると、弁棒を回転して、弁体を所定開度まで開閉した際、所定開度に対応する弁棒側固定用平面が基準線に対して平行になる。この状態で、固定ピンをピン孔に挿入する。この際、ピン孔の中心線の傾斜角度とピン側固定用平面の傾斜角度とが同じであるため、ピン孔に挿入された固定ピンのピン側固定用平面も上記基準線に対して平行になり、開口部において上記ピン側固定用平面が弁棒側固定用平面に面接触する。これにより、弁棒が固定ピンを介して固定部材に固定されるため、弁棒の回転が規制され、弁体が所定開度で保持される。
【００１３】
また、上記ピン側固定用平面は固定ピンの軸心に対して所定角度で傾斜しているため、固定ピンをピン孔に挿入した際、ピン孔の内周面と弁棒側固定用平面との間で楔効果が作用し、上記ピン側固定用平面が弁棒側固定用平面に隙間無く圧接する。これにより、固定された弁体が回転方向へがたつくことを防止できる。
【００１４】
さらに、固定ピンの外周面は開口部を除いてピン孔の内周面に密接しているため、弁棒に回転力が作用しても、固定ピンに曲げモーメントが作用せず、これにより固定ピンの強度が十分に保たれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、１はバタフライ弁であり、円筒状の弁箱２内に、流路を開閉する円盤状の弁体３が設けられている。弁体３は、一体に連結された弁棒４の軸心５の廻りに回転自在であり、流路を全閉する全閉位置Ｓと、全閉位置Ｓから９０°回転した全開位置Ｏとの間で回転する。尚、上記弁棒４の軸心５は弁箱２の流路軸心９に対して直交している。
【００１６】
上記弁箱２には上下一対のボス部６ａ，６ｂが一体に形成されており、上方のボス部６ａ上には、円筒状のスタンド７（固定部材の一例）が取付け固定されている。このスタンド７には、弁棒４を回転させる減速機８が支持されており、減速機８には手動操作用のハンドル（図示省略）又は回転駆動用のモーター（図示省略）が連結されている。
【００１７】
上記弁棒４はボス部６ａ，６ｂによって回転自在に保持されており、弁棒４の上部は、弁箱２内から上方のボス部６ａを貫通して外部へ突出し、スタンド７内に挿通されて減速機８に連結されている。尚、図４に示すように、上記スタンド７は、円筒部材７ａと、円筒部材７ａの下端に設けられてボス部６ａに連結される下部フランジ７ｂと、円筒部材７ａの上端に設けられて減速機８に連結される上部フランジ７ｃとで構成されている。
【００１８】
また、上記バタフライ弁１には、弁体３の開度を全閉位置Ｓ（すなわち開度０％）と全開位置Ｏ（すなわち開度１００％）とに保持する開度保持装置２０が設けられている。
【００１９】
上記開度保持装置２０は以下のように構成されている。
図３〜図６に示すように、弁箱２から外部へ突出してスタンド７内に挿通された弁棒４の外周面には、全閉位置Ｓ（開度０％、所定開度の一例）に対応する一方の弁棒側固定用平面２１ａと、全開位置Ｏ（開度１００％、所定開度の一例）に対応する他方の弁棒側固定用平面２１ｂとが形成されている。尚、上記両平面２１ａ，２１ｂは互いに直交する向きに形成されている。
【００２０】
また、弁棒４の軸心５に対して直交する１本の基準線Ｌが設定されており、この基準線Ｌは、弁体３が全閉位置Ｓ（図３の実線参照）になった場合、一方の弁棒側固定用平面２１ａに対して平行であり、弁体３が全開位置Ｏ（図３の仮想線参照）になった場合、他方の弁棒側固定用平面２１ｂに対して平行である。
【００２１】
上記スタンド７の円筒部材７ａには、ボス部７ｄが円筒部材７ａの接線方向に一体に形成されており、ボス部７ｄにはピン孔２３が形成されている。図５に示すように、弁棒４に直交する横断面上において、上記ピン孔２３の中心線２３ａは、基準線Ｌに対して、所定角度Ａで傾斜している。また、上記ピン孔２３の中途部には、ピン孔２３内から弁棒４の外周面へ開口する開口部２４が形成されている。
【００２２】
上記ピン孔２３には、挿脱自在な丸棒状の固定ピン２５が挿入される。この固定ピン２５の外周面には、ピン側固定用平面２６が形成されている。このピン側固定用平面２６は、固定ピン２５の軸心２５ａに対して、所定角度Ａ（すなわち上記ピン孔２３の中心線２３ａと同じ角度）で傾斜している。尚、図５，図６は所定角度Ａを実際よりも大きく誇張して描いたものであり、実際には、上記所定角度Ａは約１．３°（すなわち１／５０の勾配に相当）に設定されている。但し、上記所定角度Ａは約１．３°に限定されるものではなく、最適な値で設計される。
【００２３】
以下、上記構成における作用を説明する。
ハンドルやモーターを用いて弁棒４を回転させることにより、弁体３が開閉する。例えば、図３の実線および図４〜図６に示すように、弁体３を全閉位置Ｓまで回転させた場合、全閉位置Ｓに対応する一方の弁棒側固定用平面２１ａが基準線Ｌに対して平行になる。この状態で、固定ピン２５をピン孔２３に挿入する。この際、ピン孔２３の中心線２３ａの傾斜角度Ａとピン側固定用平面２６の傾斜角度Ａとが同じであるため、図３，図６に示すように、ピン孔２３に挿入された固定ピン２５のピン側固定用平面２６も上記基準線Ｌに対して平行になり、開口部２４においてピン側固定用平面２６が一方の弁棒側固定用平面２１ａに面接触する。これにより、弁棒４が固定ピン２５を介してスタンド７に固定されるため、弁棒４の回転が規制され、弁体３が全閉位置Ｓ（開度０％）で保持される。
【００２４】
また、ピン側固定用平面２６は固定ピン２５の軸心２５ａに対して所定角度Ａで傾斜しているため、固定ピン２５をピン孔２３に挿入した際、ピン孔２３の内周面と一方の弁棒側固定用平面２１ａとの間で楔効果が作用し、上記ピン側固定用平面２６が一方の弁棒側固定用平面２１ａに隙間無く圧接する。これにより、全閉位置Ｓに固定された弁体３が回転方向へがたつくことを防止できる。
【００２５】
同様に、図３の仮想線で示すように、弁体３を全開位置Ｏまで回転させた場合、全開位置Ｏに対応する他方の弁棒側固定用平面２１ｂが基準線Ｌに対して平行になる。この状態で、固定ピン２５をピン孔２３に挿入すると、固定ピン２５のピン側固定用平面２６も上記基準線Ｌに対して平行になり、開口部２４においてピン側固定用平面２６が他方の弁棒側固定用平面２１ｂに面接触する。これにより、弁棒４が固定ピン２５を介してスタンド７に固定されるため、弁棒４の回転が規制され、弁体３が全開位置Ｏ（開度１００％）で保持される。
【００２６】
また、固定ピン２５をピン孔２３に挿入した際、ピン孔２３の内周面と他方の弁棒側固定用平面２１ｂとの間で楔効果が作用し、上記ピン側固定用平面２６が他方の弁棒側固定用平面２１ｂに隙間無く圧接する。これにより、全開位置Ｏに固定された弁体３が回転方向へがたつくことを防止できる。
【００２７】
さらに、図３〜図６に示すように、固定ピン２５の外周面は開口部２４（図５参照）を除いてピン孔２３の内周面に密接しているため、弁棒４に回転力が作用しても、固定ピン２５に曲げモーメントが作用せず、これにより固定ピン２５の強度が十分に保たれる。
【００２８】
また、図５に示すように、固定ピン２５をピン孔２３から脱抜することにより、弁棒４の固定が解除され、弁棒４を回転して弁体３を開閉することができる。
上記実施の形態では、図１に示すように、弁の一例としてバタフライ弁１を挙げたが、弁棒と一体になって弁棒の軸心廻りに回転自在な弁体を有する回転弁であれば、バタフライ弁１以外の形式の弁（例えばボール弁等）であってもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、図４に示すように丸棒状の固定ピン２５を用いたが、角棒状であってもよい。
上記実施の形態では、図３に示すように、開度保持装置２０を用いて弁体３の開度を０％（全閉）と１００％（全開）とに固定可能にしているが、いずれかの開度のみに固定可能にしてもよく、或いは、０％と１００％以外の開度に固定可能にしてもよい。
【００３０】
上記実施の形態では、１本の固定ピン２５を用いて弁体３の開度を固定しているが、複数本の固定ピン２５を用いて弁体３の開度を固定してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、固定ピンをピン孔に挿入した際、ピン孔の内周面と弁棒側固定用平面との間で楔効果が作用し、ピン側固定用平面が弁棒側固定用平面に隙間無く圧接するため、固定された弁体が回転方向へがたつくことを防止できる。
【００３２】
また、固定ピンの外周面は開口部を除いてピン孔の内周面に密接しているため、弁棒に回転力が作用しても、固定ピンに曲げモーメントが作用せず、これにより固定ピンの強度が十分に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるバタフライ弁の一部切欠き正面図である。
【図２】同、バタフライ弁の一部切欠き側面図である。
【図３】同、バタフライ弁の開度保持装置の横断面図である。
【図４】同、バタフライ弁の開度保持装置の縦断面図である。
【図５】同、バタフライ弁の開度保持装置の横断面図であり、固定ピンをピン孔から脱抜した状態を示す。
【図６】同、バタフライ弁の開度保持装置の横断面図であり、固定ピンをピン孔に挿入した状態を示す。
【図７】従来のバタフライ弁の一部切欠き正面図である。
【図８】同、バタフライ弁の一部切欠き側面図である。
【図９】同、バタフライ弁の開度保持装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１    バタフライ弁
２    弁箱
３    弁体
４    弁棒
５    軸心
７    スタンド（固定部材）
２０    開度保持装置
２１ａ，２１ｂ    弁棒側固定用平面
２３    ピン孔
２３ａ    ピン孔の中心線
２４    開口部
２５    固定ピン
２５ａ    固定ピンの軸心
２６    ピン側固定用平面
Ａ    所定角度
Ｌ    基準線
Ｏ    全開位置
Ｓ    全閉位置
【図１】
2004251362.tif 000003
【図２】
2004251362.tif 000004
【図３】
2004251362.tif 000005
【図４】
2004251362.tif 000006
【図５】
2004251362.tif 000007
【図６】
2004251362.tif 000008
【図７】
2004251362.tif 000009
【図８】
2004251362.tif 000010
【図９】
2004251362.tif 000011