JP3942510B2 - 弁駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、バタフライ弁やボール弁等の回転弁の駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転弁の駆動装置として、実公平5−31340号公報に開示され、この弁駆動装置は、図8及び図9に示すように、回転弁2の弁軸5に付設されて、回転弁2の開閉を手動で操作するものがある。その弁駆動装置のケーシング1は、図8に示すように、薄鋼板のプレス加工により絞り成形したケース11及びカバー12に分割され、そのケース11とカバー12とをフランジ13を介して接合したものであり、そのケーシング1内に、ケース11とカバー12の接合面に直交して弁軸5が挿し込まれ、前記接合面を含む平面に操作軸6が挿し込まれ、弁軸5を回転軸とするウォームホイール3、及び操作軸6を回転軸として、そのウォームホイール3を回動させるウォームギヤ4からなるものである。
【0003】
操作軸6には、ケーシング1外に延長された一端にハンドル7が取り付けられ、そのハンドル7を手動で回転させることにより、操作軸6及びウォームギヤ4が軸回りに回転する。このウォームギヤ4の回転によって、ウォームホイール3は弁軸5の軸回りに回転し、そのウォームホイール3の回転とともに弁軸5が回転して、前記回転弁2が開閉する。
【0004】
ウォームホイール3には突部3aが設けられ、その突部3aはフラットな端面を有しており、また、ケーシング1内面にはストッパ部1aが設けられ、そのストッパ部1aは、前記突部3aの端面が当接する面を有している。
【0005】
ウォームホイール3が一定位置まで回転すると、前記突部3aのフラットな端面が、図9に示すように、ストッパ部1aと当接して、ウォームホイール3のそれ以上の回転が規制され、その当接した位置で弁軸5の回転が止まり、前記回転弁2が所定の開閉位置で停止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ストッパ部1aは、図10に示すように、ケーシング1を構成するケース11とカバー12の双方の部材に跨がって形成しているので、突部3aの当接箇所に両者の接合部が介在する。また、突部3aの当接箇所において、ケース11とカバー12の双方に、前記弁軸5の軸方向に対してプレス加工時の抜き勾配の角度αがあることから、ストッパ部1aはフラットではなく、凹凸や起伏がある。このため、前記突部3aの端面と前記ストッパ部1aとの当接が、図10に示すように点接触又は線接触となりがちで、ケーシング1内面の接触箇所に力が集中して、ケーシング1が変形することがある。
【0007】
また、ケーシング1を構成する部材が薄いので、ハンドル7を過大なトルクで無理に回転させると、突部3aからストッパ部1aに過大な力が作用してケーシング1が変形することもある。
【0008】
ケーシング1が変形すると、回転弁2の開閉度合において予め設定された所定の停止位置がずれるので、閉弁時の管内の流れに漏れ現象を引き起こす。
【0009】
そこでこの発明は、ストッパ機能によるケーシングの変形を防止することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、ケーシング内に挿し込まれた操作軸に設けられたウォームギヤと、同じくケーシング内に前記操作軸に垂直に挿し込まれた弁軸に設けられたウォームホイールからなる弁駆動装置において、前記ケーシング内にその内面に沿う補強板で形成したストッパ部を設け、弁軸とともに回転するウォームホイールの突部をそのストッパ部に当接させて、回転弁を予め定めた開閉位置で停止させるようにしたものである。
【0011】
このため、ケーシング内面に突部が直接に当たらないので、ストッパ機能によるケーシングの変形を防止する。
【0012】
前記補強板によるストッパ部は、ケースとカバーを接合した分割型ケーシングを用いた弁駆動装置に使用すれば、その接合部を覆うようにストッパ部を形成できるので、ケーシングを構成する部材の接合位置やケーシング内の凹凸や起伏にかかわらず、補強板によるフラットなストッパ部を形成してケーシングの変形を防止できる。
【0013】
上記の構成において、前記補強板は、前記ウォームホイールの前記弁軸が挿通するボス部に嵌めて固定すれば、前記弁軸のボス部とケーシングの間に嵌まってケーシング内面への固定が確実である。
【0014】
また、前記ウォームホイールの突部の端面がストッパ部に面接触するようにすれば、突部の当接による力が前記ストッパ部に均等に加わり、ケーシング、ストッパ部ともにさらに変形を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
一実施形態を図1乃至図4に示し、この実施形態は、バタフライ弁からなる回転弁2と、その回転弁2の弁箱にビス止めされたケーシング1から成り、そのケーシング1は、中央でケース11とカバー12に分割され、そのケース11とカバー12をフランジ13を介して接合したものである。ケーシング1内には、図1及び図2に示すように、前記ケース11とカバー12の接合面に直交して弁軸5が挿し込まれ、その接合面を含む平面に操作軸6が挿し込まれ、前記弁軸5にウォームホイール3が、前記操作軸6には前記ウォームホイール3に噛み合うウォームギヤ4がそれぞれ設けられ、前記ケーシング1内面に沿うように補強板10を設けて、前記ウォームホイール3の突部3aが当接するストッパ部1aを形成している。
【0016】
ケーシング1を構成するケース11とカバー12は、薄鋼板をプレスにより絞り成形して軽量化を図ったものであるが、プレス成形品以外のものであってもよく、鋳造品や鍛造品の部材を使用したものであってもよい。
【0017】
ウォームギヤ4は、図1に示すように、ケーシング1内の上部にブッシュ14を介して回転自在に支持され、ウォームギヤ4の操作軸6の一端は、ケーシング1外に延長されて、ハンドル7が取り付けられている。ウォームホイール3は、そのケーシング1内において、前記ウォームギヤ4の下部にボス部15を介して回転自在に支持され、前記ウォームギヤ4の回転により弁軸5とともに回転する。このため、ハンドル7を手動で回転すれば、ウォームギヤ4、ウォームホイール3を介して弁軸5が回転して、回転弁2を開閉する。
【0018】
ウォームホイール3は、前記弁軸5を回転軸として回転する扇形歯車であり、その回転軸周りの側周部は、前記軸周りにウォームギヤ4に噛む歯車を有する円弧部と、その円弧部を挟んで両側に形成したフラットな端面を有する突部3a,3aとからなる。このウォームホイール3が一定位置まで回転すると、前記突部3aの一方が、ケーシング1内面に設けた補強板10からなるストッパ部1aに当接する。この当接により、ウォームホイール3の回転が規制されて、弁軸5の回転が停止し、回転弁2が所定の開閉位置で停止する。
【0019】
前記ストッパ部1aは、前記ケーシング1内面において、ウォームホイール3を挟んで前記ウォームギヤ4の対側に位置し、前記補強板10は、図2に示すように、弁軸5に平行でストッパ部1aを成す一辺と、弁軸5に直交する一辺とからなるL型を成している。
【0020】
そのL型の補強板10の弁軸5に直交する面には、図4に示すように、穴16が設けられ、その穴16にウォームホイール3の前記弁軸5が挿通するボス部15のカバー12側の端部を嵌め、補強板10がケーシング1内面に固定される。
【0021】
このように補強板10が、前記弁軸5のボス部15とケーシング1の間に嵌まって固定されるので、突部3aの当接により衝撃が加わっても補強板10は動かない。
【0022】
このため、補強板10をケーシング1に溶接することなく固定でき、取り付けが容易であるので、補強板10の取り付け、交換作業も容易となる。
【0023】
前記補強板10の弁軸5に平行な面は、図2に示すように、ケーシング1の内面において、フランジ13を介して接合されている前記ケース11とカバー12の凹凸のある接合部を覆う形で設けられ、ウォームホイール3直下のケーシング1内面にフラットなストッパ部1aを形成する。
【0024】
このフラットな補強板10に、前記ウォームホイール3の突部3aのフラットな端面を、面的に当接させることにより、当接時に突部3aからストッパ部1aに加わる力がより広い面積にわたって伝えられる。このため、突部3aによる当接の力が分散され、ストッパ部1a及びケーシング1が変形し難くなる。
【0025】
このように、補強板10によるストッパ部1aを設けることは、補強板を有しない従来型の既設の弁駆動装置のケーシング1においても可能である。その際は、補強板10をケーシング1内に収納するとともに、前記補強板10の挿入に合わせて従来よりも突部3aの突出高さを低くしたウォームホイール3に交換すればよい。
【0026】
この補強板10の付加により、既設のケーシング1の突部3aの当接部分の補強、あるいは製造時の公差や変形等により、開閉度合がずれてしまったケーシング1の補修方法としても有用である。
【0027】
また、補強板10の厚さと前記ウォームホイール3の突部3aの突出高さをそれぞれ調節して、その組み合わせを変えることもできる。このようにすれば、補強板10に突部3aが当接してウォームホイール3の回転を規制する位置が変化するので、回転弁2の開閉度合の停止位置のずれの調節ができる。
【0028】
この実施形態は、穴16にボス部15のカバー12側の端部を嵌めて、補強板10をケーシング1内面に固定したが、上記の態様には限定されず、例えば、図5に示すように、穴16をボス部15のケース11側の端部に嵌めてもよい。
【0029】
また、補強板10を、前記ボス部15のケース11側、カバー12側両方の端部に嵌めた構成も採用し得る。この構成では、L型を成す補強板10に、その補強板10のストッパ部1aを成す面を挟んで、前記弁軸5に直交する面に対向する面を設け、図6に示すように、その対向する2面それぞれに穴16を形成し、その穴16に前記ボス部15のケース11側、カバー12側それぞれの端部を嵌める。このようにすれば、補強板10がボス部15の両端部で固定されるので、ケーシング1内面への固定がさらに強固になる。
【0030】
また、図7に示すように、L型の補強板10のストッパ部1aを2重構造とした構成も考えられる。このようにすれば、ウォームホイール3の突部3aの当接部分の板厚が厚くなるので、その当接に対して、補強板10がさらに変形しにくくなる。この補強板10の2重構造は、図示するように、補強板10の端部を折り曲げてもよいし、別体の補強板を溶接等により接合してもよい。
【0031】
さらに、補強板10のケーシング1内面への固定方法は、補強板10に設けた穴16にボス部15を嵌める上記の態様に限定されず、穴16を設けない構成も採用し得る。穴16を設けない場合は、例えば、補強板10のケーシング1内面への嵌め合わせやボルト止め、あるいは溶接などの固定方法が考えられる。この場合の補強板10は、平板状でもよい。
【0032】
このストッパ部1aを成す補強板10の設置は、この実施形態のプレス成形品を用いた軽量化されたケーシング1以外にも使用でき、例えば、鋳物などによる一体成形のケーシングを用いた弁駆動装置においても使用できる。また、バタフライ弁以外の回転弁、例えば、ボール弁等に取り付けた弁駆動装置にも、この構成が使用可能である。
【0033】
また、この実施形態では、ウォームホイール3に扇形歯車を使用したが、扇形歯車以外のものであってもよく、弁軸5を軸とする軸周りの側周部にウォームギヤ4に噛み合う歯車を有し、また、前記側周部には、ストッパ部1aに当接する突部3aを有する欠歯歯車の形態を成すものであればよい。
【0034】
突部3aは、ストッパ部1aと当接するフラットな端面を有していることが、ストッパ部1aとの面接触ができる点で好ましいが、特に面接触を望まない場合には、フラットな端面を有していない突部3aの構成も採用しうる。
【0035】
この実施形態は以上の構成であり、次にその作用を説明すると、回転弁2が全閉状態において、前記操作軸6のハンドル7を回転すると、ウォームギヤ4の軸周りの回転により、ウォームギヤ4の歯車とウォームホイール3の歯車が噛み合い、ウォームホイール3が弁軸5とともに軸周りに回転する。
【0036】
その弁軸5の回転により、回転弁2は開弁方向に作動し、全開状態になると、前記ウォームホイール3の一方の突部3aが前記ストッパ部1aを成す補強板10に当接する。この当接により、ウォームホイール3は回転が規制され、回転弁2はこの全開状態で停止する。
【0037】
この全開状態から、前記操作軸6のハンドル7を逆周りに回転させて、回転弁2を全閉状態にするときも作用は同様であり、回転弁2が全閉状態になると、前記ウォームホイール3の他方の突部3aが前記ストッパ部1aを成す補強板10に当接し、回転弁2はこの全閉状態で停止する。
【0038】
この突部3aが補強板10に当接した時に、その当接した位置からさらにハンドル7を回しても補強板10が変形せず、ウォームホイール3がそれ以上回転しないよう、補強板10が確実に突部3aを止めるので、予め設定した回転弁2の所定の開閉度合の停止位置がずれにくく、閉弁時の漏れ現象も発生しない。
【0039】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、弁駆動装置のストッパ部においてケーシングが変形し難いので回転弁の閉弁時の漏れ現象が発生せず、ストッパ部の固定が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の切断正面図
【図2】同実施形態の切断側面図
【図3】同実施形態の平面図
【図4】図1の補強板の詳細図
【図5】他の実施形態の補強板の詳細図
【図6】他の実施形態の補強板の詳細図
【図7】他の実施形態の補強板の詳細図
【図8】回転弁と弁駆動装置の接続状態を示す概略図
【図9】 従来例の切断正面図
【図10】従来例の切断側面図
【符号の説明】
1 ケーシング
1a ストッパ部
2 回転弁
3 ウォームホイール
3a 突部
4 ウォームギヤ
5 弁軸
6 操作軸
7 ハンドル
10 補強板
11 ケース
12 カバー
13 フランジ
14 ブッシュ
15 ボス部
16 穴
Claims (2)
- ケーシング1内に、弁軸5及び操作軸6が直交して挿し込まれ、前記弁軸5にウォームホイール3が設けられ、前記操作軸6には前記ウォームホイール3に噛み合うウォームギヤ4が設けられ、前記ケーシング1内面に前記ウォームホイール3の突部3aが当接してウォームホイール3の回転を規制するストッパ部1aを形成した弁駆動装置において、
前記ストッパ部1aは、前記ケーシング1内面に沿うフラットな補強板10で成し、前記補強板10はL型であり、その一辺で前記ストッパ部1aを成し、他の一辺を前記ウォームホイール3の前記弁軸5が挿通するボス部15に嵌めて、そのボス部15とケーシング1の間で固定されていることを特徴とする弁駆動装置。 - 前記ウォームホイール3と前記補強板10との当接は、面接触であることを特徴とする請求項1に記載の弁駆動装置。
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