(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】2024-08-26
(45)【発行日】2024-09-03
(54)【発明の名称】流体制御装置、弁体ロック装置及び流体制御装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
F16K 35/06 20060101AFI20240827BHJP
F16K 1/22 20060101ALN20240827BHJP
【FI】
F16K35/06
F16K1/22 A
(21)【出願番号】P 2020080836
(22)【出願日】2020-04-30
【審査請求日】2023-04-04
(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】100007983
【氏名又は名称】笹川 拓
(72)【発明者】
【氏名】堀口 英三
【審査官】藤森 一真
(56)【参考文献】
【文献】特開平09-317937(JP,A)
【文献】米国特許第05116018(US,A)
【文献】実開平02-044184(JP,U)
【文献】特開2018-025216(JP,A)
【文献】特開2002-333078(JP,A)
【文献】実開昭48-069418(JP,U)
【文献】特開2016-011751(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16K 1/22 - 1/228
F16K 5/00 - 5/22
F16K 31/44 - 31/62
F16K 35/00 - 35/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の移動を制御する流体制御装置において、
前記流体の流路を構成する開口を開閉する弁体と、
前記弁体
の開閉を操作する操作手段と、
前記操作手段に設けられる係合孔と、
前記係合孔に係合する係合手段と
、
前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、
前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段と
を備え、
前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、
前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有し、
前記係合手段が前記係合孔に係合しているとき、前記係合手段は前記貫通孔を介して前記係合孔に係合し、前記連結手段は前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結することを特徴とする流体制御装置。
【請求項2】
前記係合手段は前記係合孔に係合しているとき、前記連結手段と交差し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】
前記操作手段は回転軸を中心に回転
し、前記係合孔は前記操作手段の外周
において前記操作手段の回転方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の流体制御装置。
【請求項4】
前記係合手段は、前記挿通孔を有する本体部と、前記係合孔に係合しているときに前記係合孔側に位置する先端部とを備え、前記先端部は前記本体部よりも細いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の流体制御装置。
【請求項5】
流体の移動を制御する
流体制御装置に接続される弁体ロック装置であって、
前記流体の流路
の開閉を操作する操作手段に設けられる係合孔と、
前記係合孔に係合する係合手段と
、
前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、
前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段と
を備え、
前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、
前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有し、
前記係合手段が前記係合孔に係合しているとき、前記係合手段は前記貫通孔を介して前記係合孔に係合し、前記連結手段は前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結することを特徴とする弁体ロック装置。
【請求項6】
前記係合手段は前記係合孔に係合しているとき、前記連結手段と交差していることを特徴とする請求項5記載の弁体ロック装置。
【請求項7】
前記操作手段は回転軸を中心に回転
し、前記係合孔は前記操作手段の外周
において前記操作手段の回転方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項5又は6記載の弁体ロック装置。
【請求項8】
前記係合手段は、前記挿通孔を有する本体部と、前記係合孔に係合しているときに前記係合孔側に位置する先端部とを備え、前記先端部は前記本体部よりも細いことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の弁体ロック装置。
【請求項9】
流体の移動を制御する流体制御装置であって、前記流体の流路を構成する開口を開閉する弁体と、前記弁体
の開閉を操作する操作手段と、
前記操作手段に設けられる係合孔と、前記係合孔に係合する係合手段と
、前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、
前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段
とを備え、
前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有する流体制御装置の制御方法において、
前記係合手段が前記貫通孔を介して前記係合孔に係合する係合ステップと、
前記連結手段が前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結する連結ステップと、を有することを特徴とする流体制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は流体制御装置、弁体ロック装置及び流体制御装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、流体の移動を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。)。特許文献1のバタフライ弁は上下水道管に接続される弁箱と、弁箱内部に形成され且つ上下水(流体)の流路の一部を構成する開口と、開口を開閉する弁体と、弁体の操作に用いられるハンドルと、を備え、弁体が開口を全開しているとき、上下水は開口を通過し、弁体が開口を全閉しているとき、上下水は開口で止水される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、弁体が開口を全開しているとき、弁箱内部に流入した上下水の水勢によって弁体が次第に開口を閉塞する場合がある。また、弁体が開口を全閉しているとき、弁箱内部に流入した上下水の水勢によって弁体が次第に開口を開放する場合がある。すなわち、ユーザがハンドルを操作していなくても、上下水の水勢によって弁体が動作してしまい、ユーザの意に反して開口が開閉されるのを防止することができないという問題がある。
【0005】
本発明の目的は、ユーザの意に反して開口が開閉されるのを防止することができる流体制御装置、弁体ロック装置及び流体制御装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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、流体の移動を制御する流体制御装置において、前記流体の流路を構成する開口を開閉する弁体と、前記弁体の開閉を操作する操作手段と、前記操作手段に設けられる係合孔と、前記係合孔に係合する係合手段と、前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段とを備え、前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有し、前記係合手段が前記係合孔に係合しているとき、前記係合手段は前記貫通孔を介して前記係合孔に係合し、前記連結手段は前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結することを特徴とする。
【0007】
上記目的を達成するために、請求項5記載の弁体ロック装置は、流体の移動を制御する流体制御装置に接続される弁体ロック装置であって、前記流体の流路の開閉を操作する操作手段に設けられる係合孔と、前記係合孔に係合する係合手段と、前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段とを備え、前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有し、前記係合手段が前記係合孔に係合しているとき、前記係合手段は前記貫通孔を介して前記係合孔に係合し、前記連結手段は前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結することを特徴とする。
【0008】
上記目的を達成するために、請求項9記載の流体制御装置の制御方法は、流体の移動を制御する流体制御装置であって、前記流体の流路を構成する開口を開閉する弁体と、前記弁体の開閉を操作する操作手段と、前記操作手段に設けられる係合孔と、前記係合孔に係合する係合手段と、前記係合孔に係合している係合手段を保持する保持手段と、前記係合孔に係合している係合手段及び前記保持手段を連結する連結手段とを備え、前記保持手段は板状部材であり、前記保持手段の厚み方向に貫通する貫通孔及び前記貫通孔に交差し且つ前記貫通孔に連通する差込孔を有し、前記係合手段は棒状部材であり、前記係合手段の長手方向に直交する方向に貫通する挿通孔を有する流体制御装置の制御方法において、前記係合手段が前記貫通孔を介して前記係合孔に係合する係合ステップと、前記連結手段が前記差込孔及び前記挿通孔を介して前記係合手段及び前記保持手段を連結する連結ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ユーザの意に反して開口が開閉されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
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の正面図である。
【
図2】
図1のバタフライ弁の右側面図であって、弁体ロック装置周辺の拡大図であり、
図2(a)は、係合ピン及び抜け防止ピンが保持板に装着されていない状態を示す図であり、
図2(b)は、係合ピン及び抜け防止ピンが保持板に装着されている状態を示す図である。
【
図3】
図2における保持板、ハンドルキャップ、係合ピン及び抜け防止ピンを説明するための概略図であり、
図3(a)は保持板を示す図であり、
図3(b)はハンドルキャップを示す図であり、
図3(c)は係合ピンを示す図であり、
図3(d)は抜け防止ピンを示す図である。
【
図4】
図3における保持板、ハンドルキャップ、係合ピン及び抜け防止ピンの接続関係を説明するために用いられる図であり、
図4(a)は、係合ピン及び抜け防止ピンが保持板に装着されていない状態を示す図であり、
図4(b)は、係合ピン及び抜け防止ピンが保持板に装着されている状態を示す図である。
【
図5】
図2(b)におけるA-A線に沿う断面図である。
【
図6】
図2における弁体ロック装置によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
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の正面図である。
【0013】
図1のバタフライ弁10は、フランジF、ハンドル11、減速機12、接続台13、弁棒14、弁体15、弁箱16、開口17、弁体ロック装置18、及びボールチェーン19を備え、不図示の上下水道管がフランジFに接続される。
【0014】
ハンドル11は減速機12に係合し、減速機12は弁棒14に係合している。また、弁棒14は弁体15を貫通するとともに、ボルト及びナットによって弁体15に固定されている。さらに、減速機12は接続台13にボルト13aによって固定されている。したがって、後述するように、ハンドル11が回転操作されると、弁体15は弁棒14を中心軸として回転する。
【0015】
弁箱16は弁体15を格納するとともに、上下水の流路の一部を構成する開口17を有し、弁体15はハンドル11の回転操作に従って回転して開口17を開閉する。弁体15が開口17を全閉するとき、弁体15の外縁(弁体弁座)は弁箱16の内壁(弁箱弁座)に密接し、弁箱16の内部に浸入する上下水は弁体15によって止水される。一方、弁体15が開口17を全開するとき、弁体15の外縁が弁箱16の内壁に密接することなく、弁箱16の内部に浸入する上下水は弁箱16を通過して弁箱16の外部へ排出される。本実施の形態において、弁体15が開口17を全閉するときの弁体15は、弁体15が開口17を全開するときの弁体15に直交する。弁体ロック装置18はハンドル11を固定して弁体15の回転を制止し、ボールチェーン19は、後述の抜け防止ピン18cの紛失を防止するために、抜け防止ピン18c及び後述の保持板18dを接続する。
【0016】
図2は、
図1のバタフライ弁10の右側面図であって、弁体ロック装置18周辺の拡大図であり、
図2(a)は、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cが保持板18dに装着されていない状態を示す図であり、
図2(b)は、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cが保持板に装着されている状態を示す図である。
【0017】
図2において、ハンドル11はハンドルキャップ11a、把持部11b、及び入力軸係合部11cを備え、減速機12は入力軸12aを備える。入力軸12aは入力軸係合部11cに係合し、把持部11bはハンドルキャップ11aに嵌合される。これにより、ハンドルキャップ11aは把持部11b及び入力軸12aを接続し、ハンドルキャップ11a、把持部11b及び入力軸12aは一体化される。ユーザがハンドル11を回転操作するとき、ハンドルキャップ11a、把持部11b及び入力軸12aはこれらが有する同一の回転軸Oを中心に回転する。また、弁体ロック装置18は、係合ピン18a、係合孔18b、抜け防止ピン18c及び保持板18dを備え、保持板18dは貫通孔18eを有する。これらの弁体ロック装置18の各構成要素を
図3乃至
図5を用いて説明する。
【0018】
図3は、
図2における保持板18d、ハンドルキャップ11a、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cを説明するための概略図であり、
図3(a)は保持板18dを示す図であり、
図3(b)はハンドルキャップ11aを示す図であり、
図3(c)は係合ピン18aを示す図であり、
図3(d)は抜け防止ピン18cを示す図である。
【0019】
図3(a)において、保持板18dは、板状体であり、保持板18dの厚み方向dに関して互いに対向する主面31,32と、主面31,32以外の側面33とを有する。主面31,32には保持板18dを厚み方向dに貫通する貫通孔18eが形成され、貫通孔18eには係合ピン18aが挿通される。また、側面33のうち、例えば、貫通孔18eの近傍の側面33aには貫通孔18eと交差するとともに、貫通孔18eを突き抜ける差込孔18gが形成され、差込孔18gには抜け防止ピン18cが差し込まれる。さらに、保持板18dには主面31,32を貫通するボルト孔18d1が適宜形成される。保持板18dは、ボルト孔18d1及びボルトやステー等の連結手段により、例えば、減速機12の側方に固定される。また、主面31にはネジ挿入孔18d2が形成され、ネジ挿入孔18d2にはボールチェーン19の一端が、例えば、ネジ止めされることによって連結される。
【0020】
図3(b)において、ハンドルキャップ11aには把持部11b及び入力軸12aが接続され、ユーザが把持部11bを回転操作したとき、ハンドルキャップ11a、把持部11b及び入力軸12aは回転軸Oを中心に回転する。また、ハンドルキャップ11aにはハンドルキャップ11aの外周において、回転軸Oの円周方向に沿って複数の係合孔18bが等間隔に形成されている。
【0021】
図3(c)において、係合ピン18aは、全形が略棒状であり、中心軸Pを有する。また、係合ピン18aの中腹には、係合ピン18aの中心軸Pに直交する挿通孔18fが形成されている。さらに、係合ピン18aは先端部18a1及び本体部18a2を有し、先端部18a1は本体部18a2よりも細く、係合ピン18aが貫通孔18eに挿通されるとき、先端部18a1が先行して貫通孔18eに挿通される。
図3(d)において、抜け防止ピン18cは、全形が略棒状であり、一端は先端部18c1を有し、他端は連結環18c2を有する。抜け防止ピン18cが差込孔18gに差し込まれるとき、先端部18c1が先行して差込孔18gに差し込まれる。連結環18c2にはボールチェーン19の他端が連結される。これにより、ボールチェーン19はネジ挿入孔18d2及び連結環18c2に接続される。
【0022】
図4は、
図3における保持板18d、ハンドルキャップ11a、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cの接続関係を説明するために用いられる図であり、
図4(a)は、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cが保持板18dに装着されていない状態を示す図であり、
図4(b)は、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cが保持板18dに装着されている状態を示す図である。また、
図5は、
図2(b)におけるA-A線に沿う断面図である。
【0023】
図4及び
図5において、係合ピン18aは貫通孔18eに挿通され、係合ピン18aの先端部18a1が係合孔18bのいずれかに係合する。また、抜け防止ピン18cは、係合ピン18aが係合孔18bに係合したとき、先端部18c1から差込孔18gに差し込まれ、先端部18c1は挿通孔18fにそのまま挿通されて、差込孔18gの端部18g1に先端部18c1が到達する。すなわち、差込孔18gは挿通孔18fに連通し、抜け防止ピン18cは連通する差込孔18g及び挿通孔18fに差し込まれる。これにより、抜け防止ピン18cは係合ピン18aを貫通し、係合ピン18a及び抜け防止ピン18cは交差する。
【0024】
本実施の形態において、係合孔18bはハンドル11の回転軸Oの円周方向に関して等間隔に8個設けられている。したがって、例えば、ハンドル11が数回転操作されると、開口17を全閉する弁体15は開口17を全開するまで移動するが、弁体15は開口17を全開する前であっても係合ピン18aは係合孔18bに係合することができ、ユーザの所望の位置で弁体15を固定することができる。
【0025】
図6は、
図2における弁体ロック装置18によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。
【0026】
図6において、まず、ユーザの意に反して弁体15が回転して開口17が開閉されるのを防止するために、ハンドル11を固定する。例えば、弁体15が開口17を全閉しているとき、係合ピン18aが貫通孔18eに挿通され、係合孔18bに係合する(S61)。このとき、係合ピン18aが貫通孔18eに挿通されているにも関わらず係合ピン18aが係合孔18bに係合していないとき、ユーザはハンドル11を回転操作し、係合孔18bが係合ピン18aの先端部18a1と対向する位置に調整するとともに、係合ピン18aを係合孔18b側に押し込む。これにより、係合ピン18aが係合孔18bに係合し、このとき、差込孔18g及び挿通孔18fは連通する。次いで、抜け防止ピン18cは、連通する差込孔18g及び挿通孔18fに差し込まれ(S62)、弁体15の固定(ロック)が完了する。
【0027】
続いて、弁体15の固定を解除する。具体的に、抜け防止ピン18cが差込孔18g及び挿通孔18fから引き抜かれ(S63)、係合ピン18a及び係合孔18bの係合が解除可能の状態とされ(S64)、係合ピン18aが貫通孔18eから引き抜かれ(S65)、弁体15の固定(ロック)が解除されて、本処理は終了する。
【0028】
本実施の形態によれば、係合ピン18aは係合孔18bに係合される(S61)。これにより、ハンドル11は回転することなく固定される。したがって、弁体15は上下水の水勢の強弱に関わらず動作しないので、ユーザの意に反して弁体15が回転して開口17が開閉されるのを防止することができる。
【0029】
また、係合ピン18aが係合孔18bに係合しているとき、抜け防止ピン18cは連通する差込孔18g及び挿通孔18fに挿通される(S62)。これにより、抜け防止ピン18cは係合ピン18a及び保持板18dを連結し、係合ピン18aは保持板18dに固定されるので、弁体15が上下水の水勢の影響を受けても係合ピン18aが係合孔18bに係合し続けることができ、もって、係合ピン18aが係合孔18bから退避して脱落するのを防止することができる。さらに、抜け防止ピン18cは、係合ピン18aが係合孔18bに係合し且つ差込孔18g及び挿通孔18fが連通しなければ差込孔18g及び挿通孔18fに差し込まれない。したがって、抜け防止ピン18cの存在により、係合ピン18aが係合孔18bに確実に係合するための係合ピン18a及び係合孔18bの位置関係を決定することができる。
【0030】
ところで、係合ピン18aが係合孔18bに係合すれば、確かに、ハンドル11は回転することなく固定される。しかしながら、弁体ロック装置18が単に係合ピン18a及び係合孔18bのみを備え、保持板18d及び抜け防止ピン18cを備えない場合、弁体15が上下水の強大な水勢の影響を受けて弁棒14に回転トルクが働き、係合ピン18aが係合孔18bから退避するように脱落するだけでなく、さらには破損し又は屈曲する場合がある。そうすると、係合ピン18a及び係合孔18bのみを備える弁体ロック装置18ではハンドル11を固定する役割を果たすことができない。したがって、弁体ロック装置18は係合ピン18a及び係合孔18bだけでなく、係合ピン18aを保持する保持板18d及び係合ピン18aを保持板18dに固定する抜け防止ピン18cも備える必要がある。
【0031】
本発明の実施の形態においては、保持板18dは減速機12の側方に固定されているが、保持板18dの固定位置は、減速機12への固定に限られない。例えば、保持板18dは、ボルトやステー等を介して接続台13や弁箱16に対して固定されてもよく、また、バタフライ弁10が減速機12を有しないときにもボルトやステー等を介して接続台13や弁箱16に対して固定されてもよい。さらに、本発明の実施の形態においては、複数の係合孔18bがハンドルキャップ11aに等間隔に形成されているが、これに限られない。例えば、弁棒14に係合するための弁棒係合部を有するハンドルが弁棒14に直接取り付けられているとき、係合孔18bは当該ハンドルに形成されてもよい。
【0032】
以上、本発明は、その本質的特性から逸脱することなく多数の形式をもって具体化することができる。したがって、上述した実施の形態は専ら説明のために選択された形式であり、本発明を制限するものではない。
【符号の説明】
【0033】
10 バタフライ弁(流体制御装置)
17 開口
15 弁体
11 ハンドル(操作手段)
11a ハンドルキャップ
18 弁体ロック装置
18a 係合ピン(係合手段)
18b 係合孔
18c 抜け防止ピン(連結手段)
18d 保持板(保持手段)
18e 貫通孔
18f 挿通孔
18g 差込孔