特許 7481125 流体制御装置及びそのメンテナンス方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】流体制御装置及びそのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 43/00 20060101AFI20240501BHJP

   F16K 31/44 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

F16K43/00

F16K31/44 H

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020023200

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021127809

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】390014074

【氏名又は名称】前澤工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001656

【氏名又は名称】弁理士法人谷川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉田 雄基

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１９３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２５１３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２８６６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２６００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００２４２８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０４９６１８９９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １／００－１／５４

２７／００－２７／１２

３１／４４－３１／６２

３５／００－３５／１６

３９／００－５１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の移動を弁体の開閉によって制御する流体制御装置であって、
前記弁体の開閉を操作する操作部と、
前記弁体及び前記操作部の間に配設される接続台と、
前記弁体を貫通し且つ前記弁体に接続され、前記操作部が操作されたときに動作する弁棒と、を備え、
前記接続台は、前記弁棒の動作を制御する第１の制御部材が挿通される第１の挿通孔と、前記弁棒の動作を制御する第２の制御部材が挿通される第２の挿通孔と、を有し、前記弁棒は、前記第１の挿通孔に挿通された第１の制御部材が係合する第１の係合部と、前記第２の挿通孔に挿通された第２の制御部材が係合する第２の係合部と、を有することを特徴とする流体制御装置。

【請求項2】

前記接続台及び前記操作部の間に配設される減速機を有し、
前記減速機は前記弁棒の一端に接続されていることを特徴とする請求項１記載の流体制御装置。

【請求項3】

流体の移動を弁体の開閉によって制御する流体制御装置であって、前記弁体の開閉を操作する操作部と、前記弁体及び前記操作部の間に配設される接続台と、前記弁体を貫通し且つ前記弁体に接続され、前記操作部が操作されたときに動作する弁棒と、前記接続台が有する交換可能な止水部材と、を備え、前記接続台は、前記弁棒の動作を制御する第１の制御部材が挿通される第１の挿通孔と、前記弁棒の動作を制御する第２の制御部材が挿通される第２の挿通孔と、を有し、前記弁棒は、前記第１の挿通孔に挿通された第１の制御部材が係合する第１の係合部と、前記第２の挿通孔に挿通された第２の制御部材が係合する第２の係合部と、を有することを特徴とする流体制御装置のメンテナンス方法において、
前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合するとともに、前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合するとき、前記操作部を前記流体制御装置から取り外す取り外しステップと、
前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合し又は前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合しているときに前記交換可能部材を新たな交換可能部材に交換する交換ステップと、
前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合するとともに、前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合するとき、前記操作部を前記流体制御装置に取り付ける取り付けステップと、を有することを特徴とする流体制御装置のメンテナンス方法。

【請求項4】

前記流体制御装置は前記接続台及び前記操作部の間に減速機を備え、前記減速機は前記弁棒の一端に接続され、
前記取り外しステップにおいて、前記操作部が前記流体制御装置から取り外されるとき、前記減速機も取り外され、
前記取り付けステップにおいて、前記操作部が前記流体制御装置に取り付けられるとき、前記減速機も取り付けられることを特徴とする請求項３記載の流体制御装置のメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は流体制御装置及びそのメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、流体の移動を弁体の開閉によって制御する流体制御装置として、例えば、上下水道管に設置されるバタフライ弁が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図４は、従来のバタフライ弁４０を説明するために用いられる図である。

【0003】

図４のバタフライ弁４０は、操作部４１、減速機４２、弁棒４３、弁体４４、カバー４５、及びスタンド４６を備え、弁棒４３の一端及び操作部４１は減速機４２を介して接続されている。また、減速機４２はスタンド４６に、例えば、ボルト（不図示）によって固定されている。さらに、弁棒４３はスタンド４６及び弁体４４を貫通するとともに、弁棒４３及び弁体４４はボルト及びナットによって接続されている。また、弁棒４３の他端は角柱形状の突出部４３ａを有し、カバー４５は弁棒４３を保持するために弁棒４３の他端に取り付けられる。カバー４５が弁棒４３の他端に取り付けられているとき、突出部４３ａはカバー４５を貫通している。スタンド４６は、例えば、ゴム製のＯリングを保持する止水部材（不図示）を有している。ゴム製のＯリングは時間の経過に伴い劣化するので、止水部材は定期的に交換する必要がある。

【0004】

ところで、止水部材を交換するためにバタフライ弁４０から操作部４１及び減速機４２を取り外す必要があるが、減速機４２及びスタンド４６の固定がいきなり解除されると、減速機４２、弁棒４３、及び弁体４４は水流の影響を受けて回転する。例えば、減速機４２及びスタンド４６が固定され、弁体４４が上下水道管を流れる上下水を閉塞しない位置（全開位置）にある場合において、減速機４２及びスタンド４６の固定が解除されたとき、弁体４４は上下水の水流によって上下水道管を流れる上下水を閉塞する位置（全閉位置）まで回転する。

【0005】

弁体４４が全開位置から全閉位置に回転すると、例えば、上水の供給が止水部材を交換するために停止されるという問題がある。また、弁体４４が回転して全閉位置に到達し、バタフライ弁４０が衝撃を受けて破損するという問題がある。さらに、止水部材の交換作業の際に弁体４４が回転して全閉位置に到達し、バタフライ弁４０が衝撃を受けると、止水部材を交換している作業者が怪我をする場合があり、止水部材の交換作業が安全に実施することができないという問題がある。

【0006】

これらに対応して、減速機４２及びスタンド４６の固定を解除する前に、まず、弁棒４３の回転を防止する弁棒回転防止部材が突出部４３ａに嵌合され、減速機４２、弁棒４３、及び弁体４４が回転しない条件下、すなわち、安全な作業環境が確保されて止水部材が交換される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１５－１０２１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、一般的に、バタフライ弁４０は地中に埋設され、突出部４３ａもバタフライ弁４０の設置面周辺に存在するため、弁棒回転防止部材を突出部４３ａに取り付ける作業は無理な姿勢且つ手探りで行われ、その作業性が悪いという問題がある。

【0009】

本発明の目的は、弁棒の回転を簡単に防止して安全な作業環境を確保することができる流体制御装置及びそのメンテナンス方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、請求項１記載の流体制御装置は、流体の移動を弁体の開閉によって制御する流体制御装置であって、前記弁体の開閉を操作する操作部と、前記弁体及び前記操作部の間に配設される接続台と、前記弁体を貫通し且つ前記弁体に接続され、前記操作部が操作されたときに動作する弁棒と、を備え、前記接続台は、前記弁棒の動作を制御する第１の制御部材が挿通される第１の挿通孔と、前記弁棒の動作を制御する第２の制御部材が挿通される第２の挿通孔と、を有し、前記弁棒は、前記第１の挿通孔に挿通された第１の制御部材が係合する第１の係合部と、前記第２の挿通孔に挿通された第２の制御部材が係合する第２の係合部と、を有することを特徴とする。

【0011】

上記目的を達成するために、請求項３記載の流体制御装置のメンテナンス方法は、流体の移動を弁体の開閉によって制御する流体制御装置であって、前記弁体の開閉を操作する操作部と、前記弁体及び前記操作部の間に配設される接続台と、前記弁体を貫通し且つ前記弁体に接続され、前記操作部が操作されたときに動作する弁棒と、前記接続台が有する交換可能な止水部材と、を備え、前記接続台は、前記弁棒の動作を制御する第１の制御部材が挿通される第１の挿通孔と、前記弁棒の動作を制御する第２の制御部材が挿通される第２の挿通孔と、を有し、前記弁棒は、前記第１の挿通孔に挿通された第１の制御部材が係合する第１の係合部と、前記第２の挿通孔に挿通された第２の制御部材が係合する第２の係合部と、を有することを特徴とする流体制御装置のメンテナンス方法において、前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合するとともに、前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合するとき、前記操作部を前記流体制御装置から取り外す取り外しステップと、前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合し又は前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合しているときに前記交換可能部材を新たな交換可能部材に交換する交換ステップと、前記第１の制御部材が前記第１の係合部に係合するとともに、前記第２の制御部材が前記第２の係合部に係合するとき、前記操作部を前記流体制御装置に取り付ける取り付けステップと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、弁棒の回転を簡単に防止して安全な作業環境を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る流体制御装置としてのバタフライ弁を概略的に示す図であり、図１（ａ）はバタフライ弁の外観図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のバタフライ弁におけるスタンドの内部構成を示す図である。

【図2】図１における止水部材を交換するメンテナンス処理の手順を示すフローチャートである。

【図3】図２のメンテナンス処理の各ステップにおけるバタフライ弁を説明するために用いられる図である。

【図4】従来のバタフライ弁を説明するために用いられる図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

【0015】

図１は、本発明の実施の形態に係る流体制御装置としてのバタフライ弁１０を概略的に示す図であり、図１（ａ）はバタフライ弁１０の外観図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のバタフライ弁におけるスタンド１６の内部構成を示す図である。

【0016】

図１のバタフライ弁１０は、操作部１１、減速機１２、弁棒１３、弁体１４、カバー１５、スタンド１６（接続台）、フランジ１９を備え、スタンド１６は止水部材設置台１６ａ及び止水部材設置台１６ａに載置される止水部材１６ｃ（交換可能部材）を有する。弁棒１３の一端及び操作部１１は減速機１２を介して接続され、また、減速機１２はスタンド１６に、例えば、ボルト（不図示）によって固定されている。スタンド１６は、減速機１２及び弁棒１３の一端を接続するためのスペースを確保するために設けられている。さらに、弁棒１３はスタンド１６、止水部材設置台１６ａ、止水部材１６ｃ、及び弁体１４を貫通するとともに、弁棒１３及び弁体１４はボルト及びナットによって接続されている。また、弁棒１３の他端には弁棒１３を保持するためのカバー１５が取り付けられている。止水部材１６ｃはゴム製のＯリング１６ｂを有し、ボルト１６ｄによって止水部材設置台１６ａに固定されている。このとき、Ｏリング１６ｂは弁棒１３に密接し、弁棒１３及び止水部材１６ｃの間から漏水するのを防止している。

【0017】

スタンド１６は減速機１２側に配設されたボルト孔１６ｅと、弁体１４側に配設されたボルト孔１６ｆ（第１の挿通孔、第２の挿通孔）とを備え、ボルト孔１６ｅ，１６ｆには、例えば、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂ（第１の制御部材、第２の制御部材）がスタンド１６の外部から内部の方向に挿通されるとともに、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂは六角ナット１８ａ，１８ｂに螺合し、六角ナット１８ａ，１８ｂは全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂを保持する。弁棒１３は減速機１２側に配設された係合部１３ａと、弁体１４側に配設された係合部１３ｂ（第１の係合部、第２の係合部）とを備え、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂの一端は六角ナット１８ａ，１８ｂ及びボルト孔１６ｅ，１６ｆを順次経由して係合部１３ａ，１３ｂに係合する。

【0018】

全ネジ六角ボルト１７ａ，１７ｂのいずれも係合部１３ａ，１３ｂに係合していないとき、減速機１２及びスタンド１６の固定が解除されると、操作部１１、減速機１２、弁棒１３、及び弁体１４は水流の影響を受けて回転するが、全ネジ六角ボルト１７ａ，１７ｂのいずれも係合部１３ａ，１３ｂに係合しているとき、又は、全ネジ六角ボルト１７ａが係合部１３ａに係合し、若しくは全ネジ六角ボルト１７ｂが係合部１３ｂに係合しているとき、減速機１２及びスタンド１６の固定が解除されても、操作部１１、減速機１２、弁棒１３、及び弁体１４は回転しない。換言すると、弁棒１３に形成される係合部１３ａ，１３ｂの大きさ及び深さは、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂのうちいずれかの先端が係合部１３ａ，１３ｂに係合すれば弁棒１３の回転を停止することができるように設計されていなければならない。

【0019】

図１のバタフライ弁１０によれば、スタンド１６が備えるボルト孔１６ｅ，１６ｆには、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂが挿通され、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂは弁棒１３が備える係合部１３ａ，１３ｂに係合し、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂが係合部１３ａ，１３ｂに係合しているとき、弁棒１３は回転（動作）しない。ここで、ボルト孔１６ｅ，１６ｆはスタンド１６に配設され、係合部１３ａ，１３ｂは弁棒１３においてボルト孔１６ｅ，１６ｆに対応する位置に配設されているので、バタフライ弁１０の設置面周辺、具体的に、カバー１５周辺に弁棒１３の回転を防止するための部材を無理な姿勢且つ手探りで取り付ける必要がなく、弁棒１３の回転を簡単に防止して安全な作業環境を確保することができる。

【0020】

また、弁棒１３の回転を防止する必要がないとき、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂは係合部１３ａ，１３ｂに係合しないようにボルト孔１６ｅ，１６ｆに挿通され、六角ナット１８ａ，１８ｂに螺合しているので、バタフライ弁１０とは別個の部品である全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂを簡単に管理することができ、もって、全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂを個別に長期間保管する手間を省くことができる。なお、弁棒１３の回転を防止する必要が生じたとき、単に全ネジ六角ボルト１７ａ,１７ｂを係合部１３ａ，１３ｂに係合すればよい。

【0021】

図１において、止水部材１６ｃは止水部材設置台１６ａに載置されていることを前提としたが、スタンド１６が止水部材設置台１６ａを備えていないとき、フランジ１９に直接載置されてもよく、また、ボルト１６ｄによってフランジ１９に固定されていてもよい。さらに、図１において、スタンド１６は１つの止水部材１６ｃを有することを前提としたが、複数の止水部材１６ｃを有してもよい。このとき、複数の止水部材１６ｃは連設されている。

【0022】

図２は、図１における止水部材１６ｃを交換するメンテナンス処理の手順を示すフローチャートであり、図３は、図２のメンテナンス処理の各ステップにおけるバタフライ弁１０を説明するために用いられる図である。

【0023】

図２において、まず、全ネジ六角ボルト１７ａが係合部１３ａに係合し、全ネジ六角ボルト１７ｂは係合部１３ｂに係合していることが確認され、減速機１２をスタンド１６に固定しているボルトが取り外され、操作部１１及び減速機１２が弁棒１３から取り外される（Ｓ２１、図３（ａ））。次いで、全ネジ六角ボルト１７ｂ及び係合部１３ｂの係合が解除されるとともに、止水部材１６ｃは弁棒１３に沿って係合部１３ａ，１３ｂの間に移動する（Ｓ２２、図３（ｂ））。その後、全ネジ六角ボルト１７ｂは再度係合部１３ｂに係合するとともに、全ネジ六角ボルト１７ａ及び係合部１３ａの係合は解除される（Ｓ２３、図３（ｃ））。

【0024】

続いて、止水部材１６ｃは弁棒１３から取り外され、新たな止水部材１６ｃ´が弁棒１３に嵌挿され、弁棒１３に沿って係合部１３ａ，１３ｂの間に移動する（Ｓ２４、図３（ｃ））。その後、全ネジ六角ボルト１７ａは再度係合部１３ａに係合するとともに、全ネジ六角ボルト１７ｂ及び係合部１３ｂの係合は解除される（Ｓ２５、図３（ｂ））。次いで、止水部材１６ｃ´は弁棒１３に沿って移動し、ボルト１６ｄによって止水部材設置台１６ａに固定される（Ｓ２６）。その後、操作部１１及び減速機１２が弁棒１３に取り付けられ、減速機１２はボルトによってスタンド１６に固定され（Ｓ２７）、最後に、全ネジ六角ボルト１７ａ及び係合部１３ａの係合が解除され（Ｓ２８）、本処理は終了する。

【0025】

図２の処理によれば、全ネジ六角ボルト１７ａが係合部１３ａに係合し、全ネジ六角ボルト１７ｂは係合部１３ｂに係合していることが確認され、減速機１２をスタンド１６に固定しているボルトが取り外され、操作部１１及び減速機１２が弁棒１３から取り外されるので（Ｓ２１）、操作部１１及び減速機１２が弁棒１３から取り外されても弁棒１３が回転しない。ここで、全ネジ六角ボルト１７ａ，１７ｂ及び係合部１３ａ，１３ｂの係合操作又は係合解除操作はバタフライ弁１０の設置面周辺、具体的に、カバー１５周辺で無理な姿勢且つ手探りで行うのではないので、弁棒１３の回転を簡単に防止して安全な作業環境を確保することができる。

【0026】

また、止水部材１６ｃ，１６ｃ´が弁棒１３に沿って係合部１３ａ，１３ｂの間を移動するとき、全ネジ六角ボルト１７ａ及び係合部１３ａ、並びに、全ネジ六角ボルト１７ｂ及び係合部１３ｂの少なくともいずれかが係合しているので、弁棒１３が回転しない（Ｓ２２～Ｓ２６、交換ステップ）。したがって、止水部材１６ｃ，１６ｃ´の交換作業の際に弁体１４が回転してバタフライ弁１０が衝撃を受け、止水部材１６ｃ，１６ｃ´を交換している作業者が怪我をする危険を回避することができる。

【0027】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。

【符号の説明】

【0028】

１０ バタフライ弁
１１ 操作部
１３ 弁棒
１３ａ，１３ｂ 係合部
１４ 弁体
１６ スタンド
１６ｅ，１６ｆ ボルト孔
１７ａ，１７ｂ 全ネジ六角ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】