(57)【要約】【課題】装置の小型化及び省スペース化を実現しながら、同時に、弁体の開度情報を正確に取得でき、精度の高い開度調整が可能なバルブ駆動装置を提供する。【解決手段】僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車減速機構で構成された減速機２５０を備え、該内接式遊星歯車減速機構の出力軸２１０と連結された弁棒３０４を介して弁体を駆動可能としたバルブ駆動装置において、前記減速機２５０の入力軸２０２を前記出力軸２１０と同軸に配置し、該入出力軸２０２、２１０の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機２５０全体を貫通する中空部を形成すると共に、前記弁棒３０４に、該弁棒３０４の回転によって回転する前記弁体の開度指針１００を設け、該開度指針１００を前記中空部を利用して視認可能とした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車減速機構で構成された減速機を備え、該減速機の出力軸と連結された弁棒を介して弁体を駆動可能としたバルブ駆動装置において、
前記減速機の入力軸を前記出力軸と同軸に配置し、
該入出力軸の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機全体を貫通する中空部を形成すると共に、
前記弁棒に、該弁棒の回転によって回転する前記弁体の開度指針を設け、該開度指針を前記中空部を利用して視認可能とした
ことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記弁棒が、前記中空部内を貫通する弁棒延長部を有し、且つ、
該弁棒延長部の先端に前記開度指針を設けた
ことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記弁棒が、前記弁棒延長部を構成する開度指針軸と、前記弁体に連結された弁棒本体部とに分離可能とされた
ことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記開度指針軸に、前記出力軸と連結されている前記弁棒本体部の出力軸連結部と係合可能な弁棒連結部を設けると共に、
前記弁棒本体部の出力軸連結部に対して、前記出力軸と前記開度指針軸の双方を共に連結可能とした
ことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記中空部の内周と、前記弁棒との間に隙間を設けた
ことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項６】
ハンドルに連結される入力軸と、弁棒に連結される出力軸と、前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達可能な僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車減速機構とで構成された減速機を備えた手動バルブ用駆動装置において、
前記入力軸と前記出力軸を同軸に配置し、
該入出力軸の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機全体を貫通する中空部を形成することにより、前記ハンドルを取り付けた状態で、
前記中空部を利用して前記弁棒を視認可能とした
ことを特徴とする手動バルブ用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボール弁やバタフライ弁等のバルブの弁体の駆動装置に関し、特に弁体の開度情報を正確に取得でき、精度の高い開度調整が可能なバルブ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築設備や水処理設備の配管路等に設置され、流路の開閉や流量の調整等を行なう弁として、ボール弁やバタフライ弁等を用いたバルブが広く知られており、これらのバルブを駆動するための駆動装置が数多く提案されている。係る駆動装置の中には、例えば、特開２０００−１９３１３６号公報で開示されているような、弁体の開度指示板を備えた差動歯車式バルブ駆動装置が提案されている。図７に示すように、このバルブ駆動装置１０は、バルブの弁棒（図示略）に連結される出力軸２と一体化された開度指示軸４に前記開度指示板６を設けることによって、出力軸２の回転指示を容易に行なうことを特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバルブ駆動装置は、弁体の開度情報を該弁体を駆動する減速機の出力軸を介して取得する構造となっていたため、開度指示板の示す開度情報は、厳密には減速機の出力軸の回転角を示しているだけであって、実際にユーザーが取得したい弁体の開度情報を知ることが必ずしもできない場合がある。
【０００４】
例えば、出力軸と弁棒の連結部に緩み等が発生して該出力軸の回転角と弁体の開度に誤差、あるいはバックラッシがある場合や、何らかの理由により出力軸と弁棒の連結部に不具合が生じたような場合等においては、弁体の正確な開度を知ることができず、流路の開閉や流量の調整等を適切に行なうことができなくなることが考えられる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、装置の小型化及び省スペース化を実現しながら、同時に、弁体の開度情報を正確に取得でき、精度の高い開度調整が可能なバルブ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車減速機構で構成された減速機を備え、該減速機の出力軸と連結された弁棒を介して弁体を駆動可能としたバルブ駆動装置において、前記減速機の入力軸を前記出力軸と同軸に配置し、該入出力軸の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機全体を貫通する中空部を形成すると共に、前記弁棒に、該弁棒の回転によって回転する前記弁体の開度指針を設け、該開度指針を前記中空部を利用して視認可能としたことにより、上記課題を解決したものである。
【０００７】
本発明によれば、前記減速機の入力軸を前記出力軸と同軸に配置し、該入出力軸の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機全体を貫通する中空部を形成すると共に、前記弁棒に設けられ、該弁棒の回転によって回転する前記弁体の開度指針を、前記中空部を利用して視認可能としたため、装置外部から弁棒の状態を直接把握することができる。特に、弁体を操作する入力軸側から弁棒の回転状況の把握が可能となるため、回転状況を把握しながら、適切な操作が可能である。例えば、ハンドルに連結される入力軸と、弁棒に連結される出力軸と、前記入力軸の回転を減速して前記出力軸に伝達可能な僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車減速機構とで構成された減速機を備えた手動バルブ用駆動装置において、前記入力軸と前記出力軸を同軸に配置し、該入出力軸の双方をホローシャフトとすることによって前記減速機全体を貫通する中空部を形成することにより、前記ハンドルを取り付けた状態で、前記中空部を利用して前記弁棒を視認可能とすれば、弁棒の回転状況を把握しながら、ハンドルによって適切に弁体を操作することが可能となる。
【０００８】
更に、該開度指針を他の部材を介すことなく直接弁棒の先端に設けることができる。従って、例えば、弁棒と出力軸の連結部等の部材に不具合が生じたような場合であっても、弁体の開度情報を正確に取得することができ、精度の高い開度調整が可能である。
【０００９】
なお、前記弁棒が、前記中空部内を貫通する弁棒延長部を有し、且つ、該弁棒延長部の先端に前記開度指針を設ければ、開度指針を更に見やすい位置（例えば、バルブを操作するハンドル付近）に配置することができ、操作性を一層向上させることが可能となる。なお、前記弁棒の弁棒延長部は、弁体の駆動に直接用いられる部分ではないため、軸径を細くすることができる。従って、該弁棒延長部の軸径を細くし、前記中空部の内周と前記弁棒との間に隙間を設けるようにすれば、該隙間に温度センサー等の線材を通したり、冷却用の流体を充填したりすることも可能である。
【００１０】
又、前記弁棒を、前記弁棒延長部を構成する開度指針軸と、前記弁体に連結された弁棒本体部とに分離可能とすれば、開度指針軸を別体として用意した上で、弁棒本体部には既存のボール弁等の回転弁や直動タイプ弁を流用することができ、低コスト化を実現しながらも、同時に、複数種類の弁体の弁棒との組み合わせが可能となる。
【００１１】
更に、前記開度指針軸に、前記出力軸と連結されている前記弁棒本体部の出力軸連結部と係合可能な弁棒連結部を設けると共に、前記弁棒本体部の出力軸連結部に対して、前記出力軸と前記開度指針軸の双方を共に連結可能とすれば、開度指針軸を、弁棒本体部に容易に取り付けることができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の例に係るバルブ駆動装置２００を、回転弁３００に適用した場合におけるバルブ駆動装置２００周辺の断面図、図２は、図１中の矢視ＩＩから見た平面図である。但し、図２については、説明の都合上、バルブ駆動装置２００のハンドル１１０部分の図示を省略している。
【００１４】
前記回転弁３００の弁棒３０４は、この例では、弁棒本体部３０４ａと開度指針軸（弁棒延長部）３０４ｂとから構成されている。該弁棒本体部３０４ａの上端側３０４ａ２（図１中の上側）は、バルブ駆動装置２００の減速機２５０の出力軸２１０に連結され、弁棒本体部３０４ａは、出力軸２１０の回転と共に、軸心Ｌ１を中心として回転可能である。なお、弁棒本体部３０４ａの上端側３０４ａ２の形状は、ＩＳＯ規格により規格化されており、略立方体の形状となっている。一方、該弁棒本体部３０４ａに連結される減速機２５０の出力軸２１０には、該弁棒本体部３０４ａの上端側３０４ａ２と係合可能な凹部２１０ｂが設けられており、複数種類の弁体の弁棒とも連結可能である。
【００１５】
又、前記開度指針軸３０４ｂは、前記弁棒本体部３０４ａよりも小径の棒状部材であり、該開度指針軸３０４ｂの下端側３０４ｂ１は、前記弁棒本体部３０４ａと図示せぬボルトによって連結されている。又、該開度指針軸３０４ｂの上端（上部先端）側３０４ｂ２には、弁棒３０４の回転によって回転する図示せぬ弁体の開度指針１００が取り付けられている。
【００１６】
該開度指針１００は、図２に示すように、弁棒３０４の軸心Ｌ１を軸に、該弁棒３０４の回転と共に図中Ｒ２方向に回転可能で、弁棒３０４に固着された弁体（図示略）の開度を示す。なお、バルブ駆動装置２００の入力側ケーシング２２０には、開度の目安となる矢印１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ設けられており、この例では、矢印１０２ａが開度０°、矢印１０２ｂが開度９０°をそれぞれ表わしている。
【００１７】
次に、図３〜図５を用いて、バルブ駆動装置２００の減速機２５０について詳細に説明する。なお、図３は、減速機２５０の側断面図、図４、５は、その平面図及び底面図である。
【００１８】
バルブ駆動装置２００の減速機２５０は、僅少の歯数差を有する内接式遊星歯車機構を採用したもので、入力軸２０２と、キャリア２０４と、外歯歯車２０６と、内歯歯車２０８と、出力軸２１０と、偏心体２１２とを備えている。
【００１９】
入力軸２０２は、中空部２０２ａを有するホローシャフトからなると共に、後述する出力軸２１０と同軸に配置され、弁棒３０４と同じ軸心Ｌ１を中心として回転可能である。
【００２０】
前記キャリア２０４には、内ピン２０４ａが一体的に設けられており、該内ピン２０４ａは、外歯歯車２０６に設けられた内ピン孔２０６ａに遊嵌されている。又、該キャリア２０４は、入力側ケーシング２２０によって固定状態に維持されている。
【００２１】
前記外歯歯車２０６は、外周にトロコイド歯形や円弧歯形等の外歯を有しており、内歯歯車２０８と内接噛合している。
【００２２】
該内歯歯車２０８は、リング状部材の内周面に複数形成された円弧溝に図示せぬ外ピンが嵌合した構造で、これら外ピンが内歯を形成している。
【００２３】
前記偏心体２１２は、軸心Ｌ１に対して偏心した外周を有し、入力軸２０２と一体回転可能に設けられ、前記外歯歯車２０６を揺動回転させる。
【００２４】
前記出力軸２１０は、前記入力軸２０２と同様に、中空部２１０ａを有するホローシャフトからなり、該入力軸２０２と同じ軸心Ｌ１を中心に回転可能である。
【００２５】
入力軸２０２と出力軸２１０の双方がそれぞれ中空部２０２ａ、２１０ａを有するホローシャフトからなり、同軸に配置されている結果、減速機２５０全体を貫通する中空部２５０ａ（２０２ａ、２１０ａ）が形成され、該中空部２５０ａ内には前述の弁棒３０４（弁棒延長部３０４ｂ）が挿入可能である。なお、該中空部２５０ａの内周（より具体的には入力軸２０２の中空部２０２ａの内周）２０２ａ１と、弁棒３０４との間には隙間ｓ１が設けられている。
【００２６】
次に、図１に戻って、バルブ駆動装置２００の作用について説明する。
【００２７】
ハンドル１１０を回転すると、入力軸２０２が軸心Ｌ１を中心として回転し、該入力軸２０２に設けた偏心体２１２が偏心回転する。この偏心体２１２の回転により、その偏心した外周に装架された外歯歯車２０６も入力軸２０２の周りで揺動回転を行なおうとするが、キャリア２０４によってその自転が拘束されているため、外歯歯車２０６は、キャリア２０４に内接しながら、揺動のみを行なうことになる。
【００２８】
この外歯歯車２０６の揺動により、該外歯歯車２０６の１回の揺動毎（入力軸２０２の１回転毎）に内歯歯車２０８が外歯歯車２０６との歯数差に相当する分だけ回転し、該内歯歯車２０８の回転が出力軸２１０へと伝達され、減速が実現される。
【００２９】
なお、本発明の実施形態の例に係るバルブ駆動装置２００の減速機２５０においては、キャリア２０４を固定状態に維持した上で、内歯歯車２０８及び出力軸２１０を回転することにより、入力軸２０２の回転方向と出力軸２１０の回転方向を一致させている。その結果、ハンドル１１０の回転方向と弁体の回転方向を同一とすることができ、感覚的に操作しやすく、操作性の向上が実現されている。
【００３０】
最終的に、出力軸２１０へ伝達された動力により、該出力軸２１０と連結された前記弁棒３０４の弁棒本体部３０４ａを介し、弁体が回転駆動される。
【００３１】
又、弁体の回転と共に、該弁体の弁棒３０４（開度指針軸３０４ｂ）に設けられた開度指針１００が回転し、弁体の開度情報が取得可能である。
【００３２】
本発明の実施形態の例に係るバルブ駆動装置２００によれば、減速機２５０の入力軸２０２を出力軸２１０と同軸に配置し、該入出力軸２０２、２１０の双方をホローシャフトとすることによって減速機２５０全体を貫通する中空部２５０ａを形成すると共に、弁棒３０４に設けられ、該弁棒３０４の回転によって回転する弁体の開度指針１００を前記中空部２５０ａを利用して視認可能としたため、バルブ駆動装置２００の外部から弁棒３０４の状態を直接把握することができる。特に、弁体を操作するハンドル１１０側から弁棒３０４の回転状況の把握が可能となるため、回転状況を把握しながら、適切な操作が可能である。
【００３３】
更に、開度指針１００を他の部材を介すことなく、直接弁棒３０４の先端３０４ｂ２に設けることができる。従って、例えば、弁棒３０４と出力軸２１０の連結部２１０ｂ等の部材に不具合が生じたような場合や、弁棒３０４と出力軸２１０の連結部２１０ｂに緩み等が発生し、弁体の開度と出力軸２１０の回転軸に誤差、あるいはバックラッシが生じた場合においても、弁体の開度情報を正確に取得することができ、精度の高い開度調整が可能である。更に、必要ならば、中空部２０２ａ、２１０ａの内周２０２ａ１と弁棒３０４との間に設けた隙間ｓ１に、温度センサー等の線材を通したり、冷却用の流体を充填したりすることも可能である。
【００３４】
又、弁棒３０４が弁棒本体部３０４ａと開度指針軸３０４ｂとに分離可能としたため、開度指針軸３０４ｂを別体として用意した上で、弁棒本体部３０４ａには既存のボール弁等の回転弁や直動タイプ弁を流用することができ、低コスト化を実現しながら、同時に、複数種類の弁体の弁棒との組み合わせが可能となる。
【００３５】
更に、図６に示すように、開度指針１００に、出力軸２１０と連結されている弁棒本体部５０４ａの出力軸連結部５０４ａ１と係合可能な弁棒連結部５０４ｂ１を設けると共に、弁棒本体部５０４ａの出力軸連結部５０４ａ１に対して、出力軸２１０と開度指針軸５０４ｂの双方を共に連結可能とすれば、開度指針軸５０４ｂを、弁棒本体部５０４ａに容易に取付けることができるようになる。なお、この例では、開度指針軸５０４ｂに弁棒本体部５０４ａの出力軸連結部５０４ａ１に係合可能な弁棒連結部５０４ｂ１として凹部を設けている。従って、開度指針軸５０４ｂと弁棒本体部５０４ａとの連結が容易である上に、ねじ加工等をする必要がなく、生産が容易で低コスト化も実現可能である。
【００３６】
上記実施形態においては、弁棒を弁棒本体部５０４ａと開度指針軸５０４ｂに分離しているため、弁体の開度情報は該開度指針軸５０４ｂを介して取得することになる。しかしながら、出力軸２１０と弁棒本体部５０４ａとの出力軸連結部５０４ａ１には常に弁体からのトルクがかかるため、フレッチングや摩耗の問題が生じやすいのに対し、開度指針軸５０４ｂと弁棒本体部５０４ａとの弁棒連結部５０４ｂ１にはかかる問題が生じにくい。従って、従来の、出力軸を介して弁体の開度情報を取得する方法に比べ、弁体の開度情報の信頼性は格段に高い。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、弁棒３０４を弁棒本体部３０４ａと開度指針軸３０４ｂとに分離可能としたが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、例えば、弁棒３０４が中空部２５０ａ内を貫通する弁棒延長部を有し、且つ、該弁棒延長部の先端に開度指針１００を設けてもよく、更には、弁棒３０４に（該弁棒延長部を設けずに）直接、開度指針１００を設け、中空部２５０ａを利用して視認可能な構成としてもよい。
【００３８】
又、被駆動装置を回転弁３００としたが、本発明はこれに限定されず、直動タイプ弁等に適用してもよい。
【００３９】
更に、バルブ駆動装置２００は、内接式遊星歯車減速機構で構成された減速機２５０のみを備えた装置としたが、該バルブ駆動装置２００が平行軸歯車減速機構等の他の減速機を備えたものでもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、装置の小型化及び省スペース化を実現しながら、同時に、弁体の開度情報を正確に取得でき、精度の高い開度調整が可能なバルブ駆動装置が提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブ駆動装置周辺の断面図
【図２】図１における矢視ＩＩから見た平面図
【図３】バルブ駆動装置の減速機の側断面図
【図４】図３における平面図
【図５】図３における底面図
【図６】バルブ駆動装置の第２実施例
【図７】従来のバルブ駆動装置
【符号の説明】
１００…開度指針
１１０…ハンドル
２００…バルブ駆動装置
２０２…入力軸
２０４…キャリア
２０６…外歯歯車
２０８…内歯歯車
２１０…出力軸
２２０…入力側ケーシング
２２２…出力側ケーシング
２５０…減速機
３００…回転弁
３０４ａ、５０４ａ…弁棒本体部
３０４ｂ、５０４ｂ…開度指針軸
【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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