特許 6383313 弁プラグ判別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383313

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】弁プラグ判別装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 51/00 20060101AFI20180820BHJP

   F16K 5/06 20060101ALN20180820BHJP

【ＦＩ】

   F16K51/00 Z

   !F16K5/06 E

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-55708(P2015-55708)

(22)【出願日】2015年3月19日

(65)【公開番号】特開2016-176493(P2016-176493A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】中▲崎▼ 善之

(72)【発明者】

【氏名】山田 伸康

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１７６４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４９０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９６２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１８６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１３５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００−９９／００

Ｂ６５Ｇ １／１３７

Ｇ０６Ｑ １０／００−１０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブ本体内の流路を流れる流体の流量を調節する弁プラグを備えた弁プラグ部品の種別を判別する弁プラグ判別装置であって、
これから組み立てを行うバルブの機種コードを読み取る機種コード読取部と、
これから組み立てを行うバルブのバルブ本体に組み込もうとする弁プラグ部品を判別対象の弁プラグ部品とし、この判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状を撮像する撮像部と、
前記機種コード読取部によって読み取られた機種コードによって特定される前記バルブ本体に組み込まれるべき弁プラグ部品を正当な弁プラグ部品とし、前記撮像部によって撮像された判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状とこの特徴的な形状に対応する前記正当な弁プラグ部品の特徴的な形状とを比較し、その比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別する判別部と、
前記判別部によって判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であると判別された場合、前記機種コード読取部によって読み取られたバルブの機種コードを発行する機種コード発行部と
を備えることを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項2】

請求項１に記載された弁プラグ判別装置において、
前記判別部における判別結果を表示する表示部
を備えることを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項3】

請求項１に記載された弁プラグ判別装置において、
前記撮像部によって撮像される前記判別対象の弁プラグ部品を定位置に位置決めする位置決め部
を備えることを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項に記載された弁プラグ判別装置において、
前記撮像部は、
前記弁プラグ部品の特徴的な形状として前記弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状を撮像する
ことを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項5】

請求項１〜３の何れか１項に記載された弁プラグ判別装置において、
前記撮像部は、
前記弁プラグ部品の特徴的な形状として前記弁プラグの底面の形状を撮像する
ことを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項6】

請求項１〜３の何れか１項に記載された弁プラグ判別装置において、
前記弁プラグは、
前記弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部を有し、
前記撮像部は、
前記弁プラグ部品の特徴的な形状として前記弁プラグの流量特性部の全開側の側面の形状を撮像する
ことを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項7】

請求項１に記載された弁プラグ判別装置において、
前記撮像部は、
前記弁プラグ部品の第１の特徴的な形状として前記弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状を撮像する第１のカメラと、
前記弁プラグ部品の第２の特徴的な形状として前記弁プラグの底面の形状を撮像する第２のカメラとを備え、
前記判別部は、
前記第１のカメラが撮像した前記弁プラグ部品の第１の特徴的な形状と前記正当な弁プラグ部品の第１の特徴的な形状とを比較して第１の比較結果を取得し、前記第２のカメラが撮像した前記弁プラグ部品の第２の特徴的な形状と前記正当な弁プラグ部品の第２の特徴的な形状とを比較して第２の比較結果を取得し、この取得した第１および第２の比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別する
ことを特徴とする弁プラグ判別装置。

【請求項8】

請求項１に記載された弁プラグ判別装置において、
前記撮像部は、
前記弁プラグ部品の第１の特徴的な形状として前記弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状を撮像する第１のカメラと、
前記弁プラグ部品の第２の特徴的な形状として前記弁プラグの底面の形状を撮像する第２のカメラと、
前記弁プラグ部品の第３の特徴的な形状として前記弁プラグの流量特性部の全開側の側面の形状を撮像する第３のカメラとを備え、
前記判別部は、
前記第１のカメラが撮像した前記弁プラグ部品の第１の特徴的な形状と前記正当な弁プラグ部品の第１の特徴的な形状とを比較して第１の比較結果を取得し、前記第２のカメラが撮像した前記弁プラグ部品の第２の特徴的な形状と前記正当な弁プラグ部品の第２の特徴的な形状とを比較して第２の比較結果を取得し、前記第３のカメラが撮像した前記弁プラグ部品の第３の特徴的な形状と前記正当な弁プラグ部品の第３の特徴的な形状とを比較して第３の比較結果を取得し、この取得した第１、第２および第３の比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別する
ことを特徴とする弁プラグ判別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、バルブ本体内の流路を流れる流体の流量を調節する弁プラグを備えた弁プラグ部品の種別を判別する弁プラグ判別装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、各種の流体の流量制御、例えば空調用の冷温水の流量を制御するために使用されるバルブとして、貫通流路を有するボール型の弁プラグを用いたボールバルブが知られている。この弁プラグは弁軸の先端に固定され、この弁軸と弁プラグとを一体化した部品を弁プラグ部品としてバルブ本体に組み込まれる。

【0003】

図１３に特許文献１に開示されたボールバルブの要部を示す。このボールバルブ１は、流体２の流路３を形成するバルブ本体４と、このバルブ本体４の内部に配設されたボール型の弁プラグ５と、この弁プラグ５をバルブ本体４の外部から回転させる弁軸６等で構成されている。

【0004】

弁プラグ５は、弁軸６の軸線と直交する方向に貫通流路７を有し、バルブ本体４の内部中央に前後２つのシートリング８−１，８−２を介して弁軸６を中心として回転可能に配設され、外周面がシートリング８−１，８−２に接触する球面着座部を形成している。流体２は図示左(上流側)から右(下流側)へ流れる。

【0005】

弁プラグ５の貫通流路７は、弁軸６の軸線と直交する貫通孔からなり、この貫通孔(貫通流路)７の上流側の開口部７ａは円形とされ、下流側の開口部７ｂは弁プラグ５の動作量と流量との関係を定める形状とされている。

【0006】

図１４に弁プラグ５を貫通流路７の下流側から見た斜視図を示す。下流側の開口部７ｂは、弁プラグ５の動作量と流量との関係を定める形状、この例では弁プラグ５の回転方向（水平方向）に長く延在し、かつ弁プラグ５の回転方向と直交する方向に並設された４本のスリットＳ１〜Ｓ４とされている。

【0007】

この弁プラグ５の動作量と流量との関係を定める形状とされた下流側の開口部７ｂは流量特性窓（流量特性部）と呼ばれ、この流量特性窓７ｂにおいてスリットＳ１〜Ｓ４は、低開度側の端部（全閉側の端部）Ｑ１から高開度側の端部（全開側の端部）Ｑ２に向かって、そのスリット幅が漸次幅広に形成されている。また、流量特性窓７ｂの上流側は、上流側の開口部７ａに同径でつながる空洞(円柱状の空洞)とされている。

【0008】

弁プラグ５には、その上面中央に凹部９が形成されており、この凹部９に弁軸６の下端６ａが嵌合固定されている。弁軸６は、バルブ本体４の中央の筒部１０にＯリング１１−１，１１−２を介して回転可能に挿通されており、その上端６ｂが筒部１０の上方に突出している。この弁軸６が手動または駆動モータ等の駆動装置によって駆動されることにより、弁軸６を中心として弁プラグ５が矢印Ａ方向またはその逆方向にほゞ９０゜の角度範囲内で回動される。

【0009】

また、弁プラグ５には、弁軸６と貫通流路７の軸線に対して直交するように、貫通流路７の内部中央に連通する連通路１２が形成されている。この連通路１２は、連通路１２の軸線方向の両側に位置する弁プラグ５の２つの側壁５ａ，５ｂのうち、一方の側壁（手前側の側壁）５ａにのみ開口している。すなわち、弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａに連通路１２の開口部１２ａが形成されている。この弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａに位置する連通路１２の開口部１２ａは円形とされ、貫通流路７の上流側の開口部７ａと同径とされている。

【0010】

図１３はボールバルブ１を全開とした状態を示している。この状態から弁プラグ５を９０゜時計方向（矢印Ａ方向）へ回転させると（図１５参照）、流路３の下流側流路３ｂが弁プラグ５の側壁５ｂによって閉じられ、ボールバルブ１が全閉状態となる。全閉と全開との中間開度においては、バルブ本体４内を流れる流体に対する流量特性窓７ｂの開き量に応じた量の流体が流れる。

【0011】

図１６（ａ）に全開状態とされている時のボールバルブ１の要部の平面断面図を、図１６（ｂ）に中間開度状態とされている時のボールバルブ１の要部の平面断面図を、図１６（ｃ）に全閉状態とされている時のボールバルブ１の要部の平面断面図を示す。

【0012】

図１６（ａ）に示した全開状態において、貫通流路７の上流側の開口部７ａと下流側の開口部（流量特性窓）７ｂはシートリング８−１，８−２内にそれぞれ位置し、流体２をバルブ本体４の上流側流路３ａから下流側流路３ｂに流している。連通路１２の開口部１２ａはボールキャビティ１３内に位置している。

【0013】

図１６（ｂ）に示した中間の開度状態において、貫通流路７の上流側の開口部７ａは、回転方向側の端部がシートリング８−１の外側に退出してボールキャビティ１３内に移動するため、上流側流路３ａに連通する開口部分の断面積が減少する。一方、中間開度にすると、連通路１２の開口部１２ａの回転方向側端部がシートリング８−１内に移動して上流側流路３ａに連通するので、上流側流路３ａから弁プラグ５内に流入する流体２の流量は全開状態から中間開度に切り替えて絞られても大きく減少することはない。

【0014】

また、中間開度にすると、下流側の開口部（流量特性窓）７ｂは、スリットＳ１〜Ｓ４の高開度側端部Ｑ２ がシートリング８−２の外側に移動してボールキャビティ１３内に移動し、低開度側端部Ｑ１がシートリング８−２内に移動する。このため、下流側の開口部（流量特性窓）７ｂが絞られて、下流側流路３ｂに連通する開口部分の断面積が減少する。

【0015】

図１６（ｃ）に示した全閉状態では、貫通流路７が上流側流路３ａおよび下流側流路３ｂと直交し、上流側の開口部７ａと下流側の開口部（流量特性窓）７ｂがシートリング８−１，８−２の外側に完全に退出し、弁プラグ５の側壁５ｂがシートリング８−２を塞ぐ。これによって、上流側流路３ａから下流側流路３ｂへの流体２の流れが遮断される。

【0016】

このように構成されたボールバルブ１は工場で生産される。ボールバルブ１の生産に際しては、弁軸６の先端に固定された弁プラグ５を弁プラグ部品１４とし、すなわち弁プラグ５の凹部９に弁軸６の下端６ａを嵌合固定して一体化した部品を弁プラグ部品１４とし、この弁プラグ部品１４をバルブ本体４に組み込むことによって、ボールバルブ１が組み立てられる。このボールバルブ１の組み立ては、弁プラグ部品１４をバルブ組立ラインに次々に投入することにより、流れ作業で行われる。

【0017】

なお、図１３に示したボールバルブ１では、弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａに円形の開口部１２ａが形成された弁プラグ部品１４をバルブ本体４に組み込んでいるが、工場では多品種少量の生産を行うため、バルブ本体４と弁プラグ部品１４との組み合わせは他種多様となる。

【0018】

例えば、図１７に示すように、弁プラグ５の上流側の開口部７ａと連通路１２の開口部１２ａとの仕切壁を切除し、両開口部を連通させるようにしたものもある。本明細書では、このような仕切壁を切除し、両開口部を連通させるようにしたタイプの弁プラグもボールバルブと呼ぶ。また、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、弁プラグ５の流量特性窓７ｂの形状を異ならせたものもある。また、図１３に示した例では、弁プラグ５は弁軸６側のみが軸支され、弁プラグ５の底面５Ｂ側は軸支されてないが、すなわちフローティング型とされているが、弁プラグ５の底面５Ｂ側も軸支されているタイプ（トラニオン型）もある。トラニオン型では、弁プラグ５の底面５Ｂに軸が設けられたり（例えば、特許文献２参照）、弁プラグ５の底面５Ｂに軸受部が設けられたりする。

【0019】

従来においては、このような弁プラグ部品１４のタイプの違いに対し、弁プラグ部品１４をバルブ本体４に組み付ける際、弁プラグ５に鋳出しなどによって形成された識別子や弁軸６に塗布された識別色、弁プラグ５の形状などを目視にて確認して、各機種ごとの部品誤組み付けを防止していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0020】

【特許文献1】特開２０１０−１４２８０号公報

【特許文献2】特開平７−１９０２１０号公報

【特許文献3】特公平６−４８０６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

しかしながら、目視による確認では、確認ミスなどのヒューマンエラーにより、誤組付けを生じる可能性がある。また、弁軸に識別色を塗布しているが、その塗布ミスが発生した場合も、誤組付けの要因となる。

【0022】

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ヒューマンエラーの発生要因を排除し、弁プラグ部品の誤組付けを防止することが可能な弁プラグ判別装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0023】

このような目的を達成するために本発明は、バルブ本体内の流路を流れる流体の流量を調節する弁プラグを備えた弁プラグ部品の種別を判別する弁プラグ判別装置であって、これから組み立てを行うバルブの機種コードを読み取る機種コード読取部と、これから組み立てを行うバルブのバルブ本体に組み込もうとする弁プラグ部品を判別対象の弁プラグ部品とし、この判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状を撮像する撮像部と、機種コード読取部によって読み取られた機種コードによって特定されるバルブ本体に組み込まれるべき弁プラグ部品を正当な弁プラグ部品とし、撮像部によって撮像された判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状とこの特徴的な形状に対応する正当な弁プラグ部品の特徴的な形状とを比較し、その比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別する判別部と、判別部によって判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であると判別された場合、機種コード読取部によって読み取られたバルブの機種コードを発行する機種コード発行部とを備えることを特徴とする。

【0024】

本発明では、バーコードリーダなどの機種コード読取部によって、これから組み立てを行うバルブの機種コードを読み取る。そして、そのバルブのバルブ本体に組み込もうとする弁プラグ部品を判別対象の弁プラグ部品とし、この判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状を撮像する。そして、機種コード読取部によって読み取られた機種コードによって特定されるバルブ本体に組み込まれるべき弁プラグ部品を正当な弁プラグ部品とし、撮像された判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状とこの特徴的な形状に対応する正当な弁プラグ部品の特徴的な形状とを比較し、その比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別する。

【0025】

ここで、判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であると判別された場合、機種コード読取部によって読み取られたバルブの機種コードが発行される。例えば、本発明において、この発行された機種コードを判別対象の弁プラグ部品に付加するようにすれば、この弁プラグ部品をバルブ本体に組み込む際、その付加された機種コードを読み取ることによって、その弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であることを確認することができ、ヒューマンエラーの発生要因を排除し、弁プラグ部品の誤組付けを防止することが可能となる。

【0026】

本発明において、さらに、判別部における判別結果を表示する表示部を設けたり、撮像部によって撮像される判別対象の弁プラグ部品を定位置に位置決めする位置決め部を設けたりしてもよい。

【0027】

また、本発明において、弁プラグ部品の特徴的な形状としては、弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状、弁プラグの底面の形状（例えば、軸受部品の有無（後述））、弁プラグの流量特性部の全開側の側面の形状（例えば、全開側の壁の形状（後述））などが挙げられる。

【0028】

例えば、本発明において、弁プラグ部品の第１の特徴的な形状として弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状を撮像する第１のカメラと、弁プラグ部品の第２の特徴的な形状として弁プラグの底面の形状を撮像する第２のカメラとを設け、第１のカメラが撮像した弁プラグ部品の第１の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第１の特徴的な形状とを比較して第１の比較結果を取得し、第２のカメラが撮像した弁プラグ部品の第２の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第２の特徴的な形状とを比較して第２の比較結果を取得し、この取得した第１および第２の比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別するようにすることが考えられる。

【0029】

また、本発明において、弁プラグ部品の第１の特徴的な形状として弁プラグの動作量と流量との関係を定める流量特性部の形状を撮像する第１のカメラと、弁プラグ部品の第２の特徴的な形状として弁プラグの底面の形状を撮像する第２のカメラと、弁プラグ部品の第３の特徴的な形状として弁プラグの流量特性部の全開側の側面の形状を撮像する第３のカメラとを設け、第１のカメラが撮像した弁プラグ部品の第１の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第１の特徴的な形状とを比較して第１の比較結果を取得し、第２のカメラが撮像した弁プラグ部品の第２の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第２の特徴的な形状とを比較して第２の比較結果を取得し、第３のカメラが撮像した弁プラグ部品の第３の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第３の特徴的な形状とを比較して第３の比較結果を取得し、この取得した第１、第２および第３の比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別するようにすることが考えられる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、これから組み立てを行うバルブの機種コードを読み取る機種コード読取部と、これから組み立てを行うバルブのバルブ本体に組み込もうとする弁プラグ部品を判別対象の弁プラグ部品とし、この判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状を撮像する撮像部とを設け、機種コード読取部によって読み取られた機種コードによって特定されるバルブ本体に組み込まれるべき弁プラグ部品を正当な弁プラグ部品とし、撮像部によって撮像された判別対象の弁プラグ部品の特徴的な形状とこの特徴的な形状に対応する正当な弁プラグ部品の特徴的な形状とを比較し、その比較結果から判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であるか否かを判別するようにし、判別対象の弁プラグ部品が正当な弁プラグ部品であると判別された場合、機種コード読取部によって読み取られたバルブの機種コードを発行するようにしたので、その発行された機種コードを判別対象の弁プラグ部品に付加するなどして、ヒューマンエラーの発生要因を排除し、弁プラグ部品の誤組付けを防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明に係るプラグ判別装置の一実施の形態の全体構成を示す図である。

【図2】このプラグ判別装置における位置決め部の構成を示す図である。

【図3】位置決め治具への判別対象の弁プラグ部品のセット状態を示す斜視図である。

【図4】位置決め部の内部にセットされる判別対象の弁プラグ品に対して設けられる第１〜第３のカメラの配置を示す図である。

【図5】判別対象の弁プラグ部品の形状の一例を示す図である。

【図6】判別対象の弁プラグ部品の形状の別の例を示す図である。

【図7】処理部の内部構成の概略を示す図である。

【図8】処理部のＣＰＵが実行する処理動作を説明するためのフローチャートである。

【図9】バルブ組み立ての流れ図である。

【図10】図８に示したフローチャートの変形例を示す図である。

【図11】図８に示したフローチャートの変形例を示す図である。

【図12】直動弁に組み込まれる弁プラグ部品の弁プラグの輪郭を流量特性部の形状として撮像するようにした例を示す図である。

【図13】特許文献１に開示されたボールバルブの要部を示す図（全開時の断面図）である。

【図14】このボールバルブに用いられている弁プラグを貫通流路の下流側から見た斜視図である。

【図15】このボールバルブの全閉時の断面図である。

【図16】このボールバルブの全開状態、中間開度状態および全閉状態とされている時の要部の平面断面図である。

【図17】特許文献１に開示されている弁プラグの他の例を示す図である。

【図18】特許文献１に開示されている弁プラグの流量特性窓の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るプラグ判別装置の一実施の形態の全体構成を示す図である。

【0033】

図１において、１０１は機種コード読取部、１０２は位置決め部、１０３は各種位置決め治具収納部、１０４は処理部、１０５は表示部、１０６は機種コード発行部、１０７は箱状に骨組みされた筐体である。

【0034】

この弁プラグ判別装置１００において、機種コード読取部１０１はバーコードリーダとされている。処理部１０４は、コンピュータによって構成された処理装置として、筐体１０７の下部に設けられた収容室１０８に設けられている。収容室１０８の前面には扉１０９，１０９が設けられている。

【0035】

表示部１０５は、複数の液晶のディスプレイ（ＬＣＤ（ Liquid Crystal Display））部Ｄ１，Ｄ２からなり、筐体１０７の上部に設けられている。機種コード発行部１０６は、ラベル印刷用のプリンタとされ、表示部１０５とともに筐体１０７の上部に設けられている。

【0036】

位置決め部１０２は、図２に示すように、位置決め治具１１０と、スライド機構１１１と、位置検出センサ１１２とで構成されている。図２（ａ）は、位置決め治具１１０を位置決め部１０２の内部にセットする前の状態（位置決め前の状態）を示し、図２（ｂ）は、位置決め治具１１０を位置決め部１０２の内部にセットした状態（位置決め後の状態）を示していている。

【0037】

位置決め治具１１０には判別対象の弁プラグ部品１４がセットされる。図３に位置決め治具１１０における判別対象の弁プラグ部品１４のセット状態を示す。位置決め治具１１０には、弁プラグ部品１４の弁軸６の上端６ｂを受ける第１の部品受部１１０ａと、弁プラグ部品１４の弁プラグ５の弁軸６との連結部５ｃを受ける第２の部品受部１１０ｂとが設けられており、この部品受部１１０ａおよび１１０ｂの切欠溝１１０ａ１，１１０ｂ１に落とし込むようにして、判別対象の弁プラグ部品１４をセットしている。

【0038】

この位置決め治具１１０へのセット状態において、判別対象の弁プラグ部品１４の弁軸６を中心とする回転角度位置（弁プラグ部品１４の姿勢）は、部品受部１１０ａおよび１１０ｂの切欠溝１１０ａ１，１１０ｂ１と弁軸６の上端６ｂおよび弁プラグ５の弁軸６との連結部５ｃとの係合によって、所定の回転角度位置に保持さた状態とされる。

【0039】

位置決め部１０２においては、判別対象の弁プラグ部品１４を位置決め治具１１０にセットした状態で、この位置決め治具１１０をスライド機構１１１の入口側に差し込み（図２（ａ）参照）、この差し込んだ位置決め治具１１０をスライド機構１１１に案内させながら、最後まで押し込むようにする（図２（ｂ）参照）。これによって、位置決め治具１１０が位置決め部１０２の内部にセットされ、判別対象の弁プラグ部品１４が定位置に位置決めされる。この判別対象の弁プラグ部品１４が定位置に位置決めされた状態は位置検出センサ１１２によって検出される。

【0040】

図５に判別対象の弁プラグ部品１４の形状を例示する。図５（ａ）は判別対象の弁プラグ部品１４を弁プラグ５の流量特性窓７ｂ側から見た図（正面図）であり、図５（ｂ）は判別対象の弁プラグ部品１４を弁プラグ５の連通路１２側から見た図（側面図）、図５（ｃ）は判別対象の弁プラグ部品１４を弁プラグ５の底面５Ｂ側から見た図（底面図）である。

【0041】

この例において、弁プラグ５の流量特性窓７ｂは、低開度側（全閉側）が細く、高開度側（全開側）に向けて広がる１つの開口とされている。また、この例において、弁プラグ５の底面５Ｂには貫通孔５ｇが形成されており、この貫通孔５ｇにリング状の軸受部品５ｆが組み付けられている。すなわち、弁プラグ５の底面５Ｂが軸支されるトラニオン型とされている。また、この例において、弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａには、図５（ｂ）に示されるように、幅広の壁が全開側の壁５ｄとして形成されている。

【0042】

なお、図５（ｂ）において、５ｅは弁プラグ５の側壁５ｂに設けられた円形の窪み部であり、開口ではない。また、この弁プラグ５は、図１７に示された弁プラグ５と同様、上流側の開口部７ａと連通路１２の開口部１２ａとの仕切壁を切除し、両開口部を連通させたタイプとされている。全開側の壁５ｄは連通路１２の開口部１２ａに対して張り出すような形で形成されている。この全開側の壁５ｄは、流体が直接バルブ本体に直撃するのを防止（エロージョン防止）する役割を果たす。

【0043】

また、図５には判別対象の弁プラグ部品１４の形状の一例を示したが、判別対象の弁プラグ部品１４の形状や大きさは多種多様である。図６に判別対象の弁プラグ部品１４の形状の別の例を示す。

【0044】

図６に示した判別対象の弁プラグ部品１４（１４Ｂ）では、図５に示した判別対象の弁プラグ部品１４（１４Ａ）に対し、流量特性窓７ｂの形状が異なっており、また全開側の壁５ｄの幅が狭くされている。また、図５に示した判別対象の弁プラグ部品１４（１４Ａ）では、弁プラグ５の底面５Ｂに軸受部品５ｆが設けられているのに対し、図６に示した判別対象の弁プラグ部品１４（１４Ｂ）では、弁プラグ５の底面５Ｂには軸受部品５ｆが設けられておらず、弁プラグ５の底面５Ｂに設けられた貫通孔５ｇの内周面が軸受面とされている。すなわち、貫通孔５ｇが軸受孔とされている。

【0045】

また、判別対象の弁プラグ部品１４の形状として、弁プラグ５を図１４や図１７に示したようなタイプとしたもの、流量特性窓７ｂの形状を図１５や図１８（ａ）〜（ｄ）に示したタイプとしたものなども挙げられる。このように、判別対象の弁プラグ部品１４の形状は、多種多様である。

【0046】

図１に示した弁プラグ判別装置１００において、各種位置決め治具収納部１０３には、このような多種多様の判別対象の弁プラグ部品１４に対応することができるように、各種の位置決め治具１１０が収納されている。

【0047】

また、位置決め部１０２には、図４に示されるように、位置決め部１０２の内部にセットされる判別対象の弁プラグ部品１４に対して、第１のカメラ１１３と第２のカメラ１１４と第３のカメラ１１５とが撮像部１１６として設けられている。

【0048】

第１のカメラ１１３は、判別対象の弁プラグ部品１４の第１の特徴的な形状として流量特性窓７ｂの形状を撮像する。第２のカメラ１１４は、判別対象の弁プラグ部品１４の第２の特徴的な形状として弁プラグ５の底面５Ｂの形状を撮像する。第３のカメラ１１５は、判別対象の弁プラグ部品１４の第３の特徴的な形状として弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａの形状を撮像する。

【0049】

処理部１０４は、図７にその内部構成の概略を示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４−１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４−２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４−３と、ハードディスクなどの記憶装置１０４−４などを備えている。ＣＰＵ１０４−１は、ＲＡＭ１０４−２や記憶装置１０４−４にアクセスしながら、ＲＯＭ１０４−３に格納されたプログラムに従って動作する。

【0050】

この処理部１０４において、ＲＯＭ１０４−３には、本実施の形態特有のプログラムとして、弁プラグ部品の種別を判別する弁プラグ判別プログラムが格納されている。

【0051】

また、記憶装置１０４−４には、各種のバルブの機種コード（組立機種コード）とそのバルブのバルブ本体に組み込まれるべき正当な弁プラグ部品との対応関係を示す機種コード−弁プラグ部品対応テーブルＴＢ１と、各種の弁プラグ部品とその弁プラグ部品の特徴データとの対応関係を示す弁プラグ部品−特徴データ対応テーブルＴＢ２とが格納されている。

【0052】

なお、この実施の形態において、弁プラグ部品の特徴データとしては、弁プラグの流量特性窓の形状を示すデータが第１の特徴データとして、弁プラグの底面の形状を示すデータが第２の特徴データとして、弁プラグの流量特性窓の全開側の側面の形状を示すデータが第３の特徴データとして、弁プラグ部品−特徴データ対応テーブルＴＢ２に各種の弁プラグ部品に対応づけて書き込まれている。

【0053】

以下、図８に示すフローチャートを参照して、また図９に示すバルブ組み立ての流れ図を参照して、ＲＯＭ１０４−３に格納されている弁プラグ判別プログラムに従ってＣＰＵ１０４−１が実行する本実施の形態特有の処理動作について説明する。

【0054】

先ず、作業者は、機種コード読取部（バーコードリーダ）１０１を生産指図書にかざし（図９（ａ）参照）、これから組み立てを行おうとするボールバルブの機種コード（組立機種コード）を読み取らせる（ステップＳ１０１）。この機種コード読取部１０１によって読み取られたボールバルブの機種コードは処理部１０４へ送られる（図９（ｂ）参照）。

【0055】

処理部１０４において、ＣＰＵ１０４−１は、機種コード読取部１０１から送られてくるボールバルブの機種コードを認識し、記憶装置１０４−４に格納されている機種コード−弁プラグ部品対応テーブルＴＢ１を参照として、これから組み立てを行おうとするボールバルブのバルブ本体に組み込まれるべき正当な弁プラグ部品を特定する（ステップＳ１０２）。

【0056】

次に、作業者は、これから組み立てを行うボールバルブのバルブ本体に組み込もうとする弁プラグ部品１４を判別対象の弁プラグ部品とし、すなわちバルブ組立ラインに投入しようとする弁プラグ部品１４を判別対象の弁プラグ部品とし、この判別対象の弁プラグ部品１４を位置決め治具１１０にセットする（図９（ｃ）参照、図３参照）。

【0057】

この際、判別対象の弁プラグ部品１４をセットする位置決め治具１１０は、各種位置決め治具収納部１０３に収容されている位置決め治具１１０の中から適当なものを選ぶ。また、位置決め治具１１０へのセット状態において、判別対象の弁プラグ部品１４の弁軸６を中心とする回転角度位置（弁プラグ部品１４の姿勢）は、所定の回転角度位置に保持された状態とされる。

【0058】

作業者は、判別対象の弁プラグ部品１４を位置決め治具１１０にセットした状態で、この位置決め治具１１０をスライド機構１１１の入口側に差し込み（図２（ａ）参照）、この差し込んだ位置決め治具１１０をスライド機構１１１に案内させながら、最後まで押し込む（図２（ｂ）参照）。これによって、位置決め治具１１０が位置決め部１０２の内部にセットされ、判別対象の弁プラグ部品１４が定位置に位置決めされる。

【0059】

ＣＰＵ１０４−１は、判別対象の弁プラグ部品１４が定位置に位置決めされたことを位置検出センサ１１２からの検出信号によって確認すると（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、撮像部１１６に撮像指令を送る（ステップＳ１０４）。

【0060】

これにより、判別対象の弁プラグ部品１４の弁プラグ５の流量特性窓７ｂの形状が第１の特徴的な形状として第１のカメラ１１３によって撮像され、判別対象の弁プラグ部品１４の弁プラグ５の底面５Ｂの形状が第２の特徴的な形状として第２のカメラ１１４によって撮像され、判別対象の弁プラグ部品１４の弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａの形状が第３の特徴的な形状としてカメラ１１５によって撮像される（図９（ｄ）参照、図４参照）。

【0061】

次に、ＣＰＵ１０４−１は、記憶装置１０４−４に格納されている弁プラグ部品−特徴データ対応テーブルＴＢ２から、ステップＳ１０２で特定した正当な弁プラグ部品に対応する第１の特徴データ（弁プラグの流量特性窓の形状を示すデータ）を読み出し、この読み出した第１の特徴データと第１のカメラ１１３によって撮像された第１の特徴的な形状（弁プラグ５の流量特性窓７ｂの形状）とをパターンマッチングによって判別する（ステップＳ１０５）。

【0062】

ここで、第１の特徴データ（弁プラグの流量特性窓の形状を示すデータ）と撮像された第１の特徴的な形状（弁プラグ５の流量特性窓７ｂの形状）とが一致していれば（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、すなわち第１のカメラ１１３が撮像した弁プラグ部品１４の第１の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第１の特徴的な形状とが一致するという比較結果（第１の比較結果）が取得されば、ＣＰＵ１０４−１は、記憶装置１０４−４に格納されている弁プラグ部品−特徴データ対応テーブルＴＢ２から、ステップＳ１０２で特定した正当な弁プラグ部品に対応する第２の特徴データ（弁プラグの底面の形状を示すデータ）を読み出し、この読み出した第２の特徴データと第２のカメラ１１４によって撮像された第２の特徴的な形状（弁プラグ５の底面５Ｂの形状）とをパターンマッチングによって判別する（ステップＳ１０６）。この例では、弁プラグ５の底面５Ｂに軸受部品（図５に示す軸受部品５ｆ）が有るか無いかを判別する。

【0063】

ここで、第２の特徴データ（弁プラグの底面の形状を示すデータ）と撮像された第２の特徴的な形状（弁プラグ５の底面５Ｂの形状）とが一致していれば（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、すなわち第２のカメラ１１４が撮像した弁プラグ部品１４の第２の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第２の特徴的な形状とが一致するという比較結果（第２の比較結果）が取得されば、ＣＰＵ１０４−１は、記憶装置１０４−４に格納されている弁プラグ部品−特徴データ対応テーブルＴＢ２から、ステップＳ１０２で特定した正当な弁プラグ部品に対応する第３の特徴データ（弁プラグの流量特性窓の全開側の側面の形状を示すデータ）を読み出し、この読み出した第３の特徴データと第３のカメラ１１５によって撮像された第３の特徴的な形状（弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａの形状）とをパターンマッチングによって判別する（ステップＳ１０７）。この例では、全開側の壁（図５に示す全開側の壁５ｄ）の形状を判別する。

【0064】

ここで、第３の特徴データ（弁プラグの流量特性窓の全開側の側面の形状を示すデータ）と撮像された第３の特徴的な形状（弁プラグ５の流量特性窓７ｂの全開側の側面５Ａの形状）とが一致していれば（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、すなわち第３のカメラ１１５が撮像した弁プラグ部品１４の第３の特徴的な形状と正当な弁プラグ部品の第３の特徴的な形状とが一致するという比較結果（第３の比較結果）が取得されば、ＣＰＵ１０４−１は、位置決め治具１１０にセットされている判別対象の弁プラグ部品１４を正当な弁プラグ部品であると判断する（ステップＳ１０８、図９（ｅ）参照）。すなわち、これから組み立てを行うボールバルブのバルブ本体に組み込まれるべき正当な弁プラグ部品であると判断する。

【0065】

そして、ＣＰＵ１０４−１は、その旨を表示部１０５に表示するとともに（ステップＳ１０９）、機種コード発行部（ラベル印刷用のプリンタ）１０６に機種コードの出力指令を送る（ステップＳ１１０）。

【0066】

この指令を受けて、機種コード発行部１０６は、図９（ｆ），（ｇ）に示すように、ステップＳ１０１で読み取った機種コードが印刷されたコードラベル１１７を、すなわちこれから組み立てを行おうとするボールバルブの機種コードが印刷されたコードラベル１１７をプリントアウトする（発行する）。

【0067】

このコードラベル１１７には、図９（ｇ）に示すように、バルブ単品コード（機種コード）＃１、バルブ単品コードと行先コードと製造情報をコード化したデータマトリックス＃２、製造日，時刻などの製造情報＃３が印刷される。

【0068】

作業者は、コードラベル１１７が発行されると、位置決め治具１１０にセットされている判別対象の弁プラグ部品１４を取り出し、この取り出した弁プラグ部品１４の弁軸６の上面（ステム上面）に、発行されたコードラベル１１７を貼り付ける（図９（ｈ））。そして、このコードラベル１１７を貼り付けた弁プラグ部品１４をバルブ組立ラインに投入する。

【0069】

これにより、弁プラグ部品１４をバルブ本体４に組み込む際（図９（ｉ）参照）、このコードラベル１１７に印刷された機種コードを読み取ることによって、これから組み立てようとするボールバルブ１のバルブ本体４に組み込むべき正当な弁プラグ部品であるか否かを確認することができ、ヒューマンエラーの発生要因を排除し、弁プラグ部品１４の誤組付けを防止することができるようになる。

【0070】

なお、ステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７の判別は、図７にＣＰＵ１０４−１の機能ブロックとして明示した判別部１１８で行われる。また、このステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７での判別において、１つでも不一致と判定されれば、ＣＰＵ１０４−１は、表示部１０５にその旨を表示する（ステップＳ１１１）。

【0071】

表示部１０５に不一致という判定結果が表示された場合、作業者は、位置決め部１０２からセットされている弁プラグ部品１４を取り出し、別の判別対象の弁プラグ部品１４をセットする。ＣＰＵ１０４−１は、別の判別対象の弁プラグ部品１４がセットされたことを確認すると（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、上述と同様にして、ステップＳ１０４以下の処理動作を繰り返す。

【0072】

なお、正当な弁プラグ部品であるか否かの判別は、弁プラグ部品１４の一つひとつに対して行うようにしてもよいが、ロット毎にその先頭の弁プラグ部品１４だけに対して行うようにしてもよい。ロット毎に行うようにした場合、その先頭の弁プラグ部品１４に対して正当な弁プラグ部品であると判定すれば、そのロット全ての弁プラグ部品１４に対して正当な弁プラグ部品であると判断する。この場合、例えば、コードラベル１１７をまとめてプリントアウトするようにし、そのプリントアウトしたコードラベル１１７を個々の弁プラグ部品１４に貼り付けるようにする。

【0073】

また、上述した実施の形態では、正当な弁プラグ部品であるか否かの判別を３つの特徴的な形状によって行うようにしたが、必ずしも３つの特徴的な形状を全て組み合わせなくてもよく、その何れか２つを組み合わせて行うようにしてもよい。また、その何れか１つのみによって行うようにしてもよい。

【0074】

例えば、図１０に図８に対応するフローチャートを示すように、ステップＳ１０７での第３の特徴的な形状（弁プラグの流量特性窓の全開側の側面の形状）による判別を省略し、ステップＳ１０５での第１の特徴的な形状（弁プラグの流量特性窓の形状）とステップＳ１０６での第２の特徴的な形状（弁プラグの底面の形状）とによる判別としてもよい。

【0075】

また、図１１に図８に対応するフローチャートを示すように、ステップＳ１０６での第２の特徴的な形状（弁プラグの底面の形状）およびステップＳ１０７での第３の特徴的な形状（弁プラグ５の量特性窓７ｂの全開側の側面の形状）による判別を省略し、ステップＳ１０５での第１の特徴的な形状（弁プラグ５の流量特性窓７ｂの形状）による判別のみとしてもよい。

【0076】

また、判別する順番も、図８に示したフローチャートの順番に限られるものではない。例えば、ステップＳ１０５での第１の特徴的な形状による判別を行った後、ステップＳ１０７での第３の特徴的な形状による判別を行うようにしてもよく、ステップＳ１０５での第１の特徴的な形状による判別を行う前に、ステップＳ１０６での第２の特徴的な形状による判別を行うようにするなどしてもよい。

【0077】

また、上述した実施の形態では、ステップＳ１０６での第２の特徴的な形状による判別において、トラニオン型の弁プラグを判別対象とすることを前提として、弁プラグの底面に軸受部品が有るか無いかを判別するものとしたが、トラニオン型の弁プラグでは、弁プラグの底面で軸を受けるのではなく、弁プラグの底面に軸を設けてバルブ本体側の軸受で受けるタイプのものもある。また、フローティング型の弁プラグでは、弁プラグの底面には軸受部品も軸受孔も軸も設けられていない。このような形式の弁プラグも含めるものとした場合、弁プラグの底面に軸受部品が有るのか無いのか（軸受部品が有るのか、軸受孔だけであるのか）、軸が設けられているのか、あるいは軸受部品も軸受孔も軸も設けられていないのかを判別するようにする。

【0078】

また、上述した実施の形態では、撮像部１１６として３つのカメラ１１３，１１４，１１５を設けるようにしたが、例えばカメラ１１３に自動または手動の位置決めスライド機構を設けて、カメラ１１３をカメラ１１４，１１５の位置に移動させるようにし、カメラ１１４，１１５を省略してカメラ１１３のみで、第１の特徴的な形状だけではなく、第２，第３の特徴的な形状も撮像するようにしてもよい。

【0079】

また、上述した実施の形態では、判別対象の弁プラグ部品１４の特徴的な形状として弁プラグ５の第１，第２，第３の特徴的な形状に着目したが、弁プラグ５の特徴的な形状はこのような形状に限られるものではない。例えば、弁プラグに対して流量特性部を別体として設けるようなタイプもあり、このようなタイプでは弁プラグには流量特性部が設けられておらず、これもその弁プラグの特徴的な形状と言える。

【0080】

また、弁プラグ５の形状のみに着目するのではなく、弁プラグ部品１４の全体の形状に着目し、弁プラグ部品１４の全体の形状を正当な弁プラグ部品の全体の形状と比較し、類似度によって判別するなどとしてもよい。また、正当な弁プラグ部品であるか否かの判別は、パターンマッチングや類似度による方法に限られるものではなく、他の方法を採用してもよい。

【0081】

また、上述した実施の形態では、ボールバルブを例にとって説明したが、直動弁など他の種類のバルブでも同様にして、そのバルブに組み込まれる弁プラグ部品の種別を判別することが可能である。

【0082】

例えば、図１２に示すように、直動弁に組み込まれる弁プラグ部品１４（１４Ｃ）では、弁プラグ５の輪郭によってその弁プラグ５の動作量と流量との関係が定まる。この弁プラグ５の輪郭を流量特性部の形状として、カメラ１１３で撮像することにより、弁プラグ部品１４Ｃの種別を判別することが可能である。

【0083】

また、直動弁に組み込まれる弁プラグ部品では、縦長タイプの弁プラグや横長タイプの弁プラグなどがあり（例えば、特許文献３参照）、このような弁プラグの形状の違いに着目することによって、その弁プラグ部品の種別を判別することも可能である。

【0084】

このように、直動弁に組み込まれる弁プラグ部品においても、その弁プラグの特徴的な形状は種々考えられる。また、直動弁に組み込まれる弁プラグ部品においても、弁プラグ部品全体の形状を正当な弁プラグ部品の全体の形状と比較し、類似度などによって判別するようにしてもよいことは言うまでもない。

【0085】

また、本発明において、弁プラグ部品は、ボールバルブ（回転弁）や直動弁に用いられる弁プラグ部品に限られるものではなく、他のタイプの弁（バルブ）に用いられる弁プラグ部品に対しても同様にしてその種別を判別することが可能である。

【0086】

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0087】

１…ボールバルブ、２…流体、３…流路、４…バルブ本体、５…弁プラグ、５ａ，５ｂ…側壁、５ｄ…全開側の壁、５ｆ…軸受部品、５Ａ…側面、５Ｂ…底面、６…弁軸、７…貫通流路、７ａ…上流側の開口部、７ｂ…下流側の開口部（流量特性窓）、Ｑ１…低開度側の端部（全閉側の端部）、Ｑ２…高開度側の端部（全開側の端部）、１４…弁プラグ部品、１００…弁プラグ判別装置、１０１…機種コード読取部、１０２…位置決め部、１０４…処理部、１０４−１…ＣＰ、１０４−２…ＲＡＭ、１０４−３…ＲＡＭ、１０４−４…記憶装置、ＴＢ１…機種コード−弁プラグ部品対応テーブル、ＴＢ２…弁プラグ部品−特徴データ対応テーブル、１０５…表示部、１０６…機種コード発行部、１１３…第１のカメラ、１１４…第２のカメラ、１１５…第３のカメラ、１１６…撮像部、１１７…コードラベル、１１８…判別部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】