JPH09236182A - ボールバルブの開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス等を流通させるボールバルブにおいて、
流通口の開閉を自動的に行なえると共に地震等の発生に
よる停電時においては、瞬時に且つ自動的に流通口を閉
止させることができるボールバルブを提供する。 【解決手段】 弁箱１の流通口1bに連通する流通孔2aと
該流通口1bを閉止する副弁板３を設けた球状弁体２に弁
棒５を固着し、この弁棒５の上端部にトルクモータ11に
よって回転するピニオン13と噛合して該弁棒５を回動さ
せることにより、上記球状弁体２を開閉方向に回動させ
る第１歯車６と、同じく上記ピニオン13と噛合して第１
歯車６の回動不能状態下で弁棒５を上下動させることに
より上記副弁板３を流通口1bの弁座1cに圧着させて閉弁
させる第２歯車９とを設け、さらに、上記第２歯車９に
シーブ14を一体に固着してこのシーブ14に掛け渡したワ
イヤー15をスプリング18、19により張引させておくこと
により、開弁状態における上記第１及び第２歯車６、９
を閉弁方向に付勢し、停電時においてはスプリング力に
よって球状弁体２を自動的に閉止方向に回動させると共
に副弁板３を弁座1cに圧着させるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクモータの作
動により開閉し且つ停電時には自動的に閉止するボール
バルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ボールバルブの構造として
は、両側に流通口を有する弁箱内にこれらの流通口に連
通可能な流通孔を水平方向に貫設してなる球状弁体を内
装して、上記流通口の開口端の弁座面に設けたＯリング
に該球状弁体の外周面を常時、圧着状態で摺接させ、こ
の球状弁体の弁軸を操作することにより該球状弁体を90
度の角度範囲で往復回動させて上記流通口を開閉させる
ように構成したものが広く知られているが、球状弁体を
摺接させているＯリングは耐熱性、耐圧性等に劣るため
長期の使用に供することができないという問題点があ
る。このため、上記弁座を金属製の弁座面に形成するこ
とも行われているが、このような構造にすると開閉時に
おける球状弁体の回動操作が重くなるばかりでなく、球
状弁体と弁座面との間に焼き付きが生じる虞れがある。

【０００３】このため、本願発明者等は、特公平６ー２
１６７３号公報に示すようなボールバルブを開発した。
このボールバルブは、両側に流通口を有する弁箱内にこ
れらの流通口に連通可能な流通孔を水平方向に貫設して
なる球状弁体を内装し、この球状弁体の回動により上記
流通口を開閉するように構成したボールバルブにおい
て、上記球状弁体の流通孔と直交する側の弁体周面部に
凹所を設け、この凹所内に副弁板を流通口に向かって接
離する方向に移動自在に配設し、該副弁板の背面側をカ
ム部材によって加圧することにより副弁板を弁座に圧着
させて流通口を閉止するように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構造のボー
ルバルブによれば、球状弁体の回動操作時には副弁板を
流通口の弁座から離間させるために、球状弁体の円滑な
回動が可能となる利点を有するが、球状弁体の閉止面
側、即ち、副弁板を流通口側に向けただけでは該流通口
を閉止することができず、副弁板をカム部材によって流
通口側に押し進めて圧着することによりはじめて完全な
閉止が可能となるものであるから、球状弁体の回動操作
と共にカム部材の作動を行う必要があり、そのため、球
状弁体の弁軸とカム部材とに操作ハンドルを取付け、こ
れらの操作ハンドルを手動により行う操作ハンドルと、
カム部材の操作ハンドルとを操作して手動による開閉を
行っているのが現状である。

【０００５】しかしながら、手動による開閉では地震や
火災発生等の緊急時には直ちに閉止させることができな
い問題点があった。本発明はこのような問題点に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、上記構造の
ボールバルブにおいて、簡単な構造で球状弁体の開閉動
作とカム部材の上下作動による副弁体の弁座に対する着
脱動作とを自動的に行なえるようにし、且つ緊急時等に
は自動的に確実な閉止動作を可能にしたボールバルブの
開閉装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のボールバルブの開閉装置は、流通口を有す
る弁箱内に球状弁体を回動自在に内装し、この球状弁体
に上記流通口に連通可能な流通孔を設けると共に上記流
通口を閉止する面側に凹所を形成して該凹所内に副弁板
を流通口の弁座に接離自在に配設し、この副弁板の背面
側における球状弁体内にカム部材を上下動自在に配設し
て該カム部材のカム面と副弁板の背面に突設した突部と
の衝合により副弁板を弁座に圧接させるように構成した
ボールバルブにおいて、上記弁箱の外部に配設したトル
クモータの作動により上記球状弁体を開閉方向に回動さ
せて該球状弁体の流通孔を弁箱の流通口側に連通させる
動作と副弁板を弁座に対向させる動作とを行わせる球状
弁体作動手段と、上記トルクモータの作動により上記カ
ム部材を上記球状弁体作動手段の作動不能状態下で上下
動させて弁座に対向した副弁体を該弁座に着脱させるカ
ム部材作動手段と、停電時に球状弁体の開状態から上記
球状弁体作動手段とカム部材作動手段とを作動させて球
状弁体の副弁板を弁座に対向させたのち該弁座に圧着さ
せる強制閉止手段とから構成している。

【０００７】また、請求項２に記載した発明は上記ボー
ルバルブの開閉装置において、上記球状弁体作動手段
は、上記球状弁体に設けたカム部材の上端面中央部に弁
棒の下端を固着させてこの弁棒の上端部にピニオンと噛
合した第１歯車を一体的に連結すると共にこの第１歯車
に係合片を突設し且つ該第１歯車に切欠部を設けてな
り、上記カム部材作動手段は、第２歯車の内周面に螺筒
体を固着してこの螺筒体を上記弁棒の上端部に設けてい
る螺子部に螺合させると共にこの第２歯車に上記第１歯
車の係合片に係脱するピン体を突設してなり、第１歯車
の切欠部が上記ピニオンに位置してその歯部がピニオン
から外れた状態においてはトルクモータの作動をピニオ
ンを介して上記第２歯車のみに伝達して該第２歯車をそ
のピン体が第１歯車の係合片に係合しない回動範囲内で
往復回動させることにより上記弁棒を上下動させて副弁
板を流通口の弁座に着脱させるようにすると共に、上記
ピン体を係合片に衝合させて第１歯車と第２歯車をピニ
オンを介して一体に往復回動させることにより上記球状
弁体を開閉方向に回動させるように構成した構造として
いる点に特徴を有している。

【０００８】さらに、請求項３に記載した発明は、上記
請求項１、２に記載したボールバルブにおいて、上記強
制閉止手段は、上記第２歯車にワイヤシーブを固着し、
このワイヤシーブに一端を巻着したワイヤの他端を弁箱
外に設置したシリンダー内のピストン体に連結し、この
ピストン体をスプリングにより常時弾圧してワイヤを介
してシーブを一方向に回動付勢してなる構造としている
点に特徴を有しているものである。

【０００９】上記請求項１〜請求項３に係る発明におい
て、請求項４に記載した発明は、上記第１、第２歯車に
一部に切欠部を設けている第３歯車を一体的に配設し、
この第３歯車に噛合した主動ピニオンをトルクモータの
回転軸に固着すると共にこの主動ピニオンをクラッチ機
構を介して従動ピニオンに連結し、該従動ピニオンを上
記第１、第２歯車に噛合させて、常態においてはクラッ
チを入れた状態で上記トルクモータの回転により主動ピ
ニオンからクラッチ機構を介して従動ピニオンを回動さ
せることにより第１、第２歯車を回動させて球状弁体の
開閉作動とカム部材の作動とを行わせ、停電時にはクラ
ッチ機構を開放してトルクモータと従動ピニオンとの連
結を断つと共に上記強制閉止手段のスプリング力により
第１、第２歯車を回動させて球状弁体の副弁板を弁座に
対向させたのち該弁座に圧着させ且つこれらの第１、第
２歯車と一体的に回動する上記第３歯車を主動ピニオン
に切欠部を介して噛合しないように構成している。

【００１０】

【作用】トルクモータを作動させると、球状弁体作動用
第１歯車とカム部材作動用第２歯車とがピニオンを介し
て一体的に同一方向に回動し、弁棒は上下動することな
く該弁棒を固着させているカム部材を介して球状弁体は
開閉方向に回動する。そして、球状弁体の流通孔が弁箱
側の流通口に連通した開状態においては両歯車のピン体
と係合片とは衝合状態にある。

【００１１】ピン体と係合片とを衝合させた状態でトル
クモータを作動させてピニオンを介し、両歯車を90度の
角度だけ回動させると、球状弁体の閉止面側に設けてい
る副弁板が流通口に対向すると共に第１歯車の切欠部が
ピニオンの位置に達してピニオンとの噛合が解かれる位
置に達し、さらに、ピニオンを回動させると第２歯車が
そのピン体を第１歯車の係止片から離間させながら該第
２歯車のみが回動する。この回動によって該第２歯車に
固着している螺筒体が一体回動し、該螺筒体が螺合して
いる弁棒の上端螺子部を介して弁棒と一体のカム部材が
下動する。この下動によってカム部材のカム面に副弁板
の背面突部が乗り上げ、副弁板が流通口側に向かって押
し進められて弁座に圧着し、流通口を完全に閉止させ
る。

【００１２】この閉状態から上記開状態にするには、ト
ルクモータを作動させてピニオンを上記と逆方向に回転
させると、第２歯車が上記と逆方向に回動してカム部材
が上昇し、副弁板と弁座との圧着が解かれると共にピン
体が第１歯車の係止片に当接する。この状態からさらに
ピニオンを同一方向に回転させると、第１歯車の回動に
よるピン体の移動によって該ピン体と係合している係止
片が一体に移動し、第２歯車が第１歯車と一体回動して
球状弁体がその流通孔を流通口に連通させる上記開放位
置にまで達するものである。

【００１３】一方、球状弁体が開状態にある時は、第２
歯車と一体のワイヤシーブがワイヤを最大限まで巻回し
た状態となっていてスプリングを圧縮させた状態でピス
トン体が後退位置にある。この開状態から非常時等にお
いてトルクモータに対する通電が停止すると、トルクモ
ータが無負荷状態となり、上記スプリング力が両歯車と
ピニオンとの回転抵抗力よりも大きくなって該スプリン
グの復元力でピストン体が前進し、ワイヤをシーブから
引出しながら該シーブを回動させる。この回動方向は上
記球状弁体を閉止させる回動方向と同一である。

【００１４】このシーブの回動により第２歯車が一体的
に回動すると共にその回動がピニオンを介して第１歯車
にも伝達されて両歯車が一体回動し、上述した動作によ
って第１歯車の切欠部がピニオンの位置まで達した状態
となって球状弁体の副弁板が流通口に対向すると共に、
この状態からさらに第２歯車のみがスプリング力によっ
てシーブと共に同一方向に回動し、同じく上述した動作
によって副弁板を下動させて弁座に圧着させるものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な実施例を
図面について説明すると、図１、図２において、１は弁
室1aを中央にして該弁室1aの両側に同一水平軸線上で連
通する金属製円筒体からなる流体流通口1b、1bを設けて
いる金属製弁箱であり、この弁箱１の上記弁室1a内の中
央に金属製の球状弁体２を垂直軸線回りに回動自在に配
設している。上記流通口1bを形成している円筒体は、そ
の開口端面の外周部を内周部よりも弁室1a側に突出させ
てその突出端面を球状弁体２の外周面に摺接させている
と共に内周部の端面を後述する副弁板３の外周部に圧接
可能な弁座1cに形成している。

【００１６】球状弁体２には、上記流通口1b、1bに連通
可能な金属製筒体よりなる流通孔2aを直径方向に水平に
貫設していると共にこの流通孔2aに対して直角方向の
面、即ち、上記流通口1b、1bを閉止させる両側面には、
流通口1bの開口端面の上記外周部の径よりも小径で且つ
弁座1cよりも大径の円形状凹所2b、2bを設けてあり、こ
の両凹所2b内に背面が平坦な垂直面に形成され且つ表面
の外周部を上記弁座1cに対して着脱可能とした円板形状
の金属製副弁板３、３を出没自在に挿嵌させている。3a
は副弁板３の背面中央部に突設した一定高さの半球状突
部である。

【００１７】さらに、上記球状弁体２の中央部には上記
副弁板３、３方向に幅広く且つ上記凹所2bに連通した横
断面長方形状のガイド孔2cが上下方向に貫通状態で形成
されてあり、このガイド孔2cに矩形板形状のカム部材４
を上下摺動自在に挿嵌させている。このカム部材４の中
央部には上記流通孔2aを形成している筒体よりも大径の
縦長長円形状孔4aを設けてあり、この縦長長円形状孔4a
内に流通孔2aを貫通させている。カム部材４にはその両
側端面に、下動時に上記カム部材４の突部3aと衝合して
該突部3aを乗り上げさせることにより副弁板３を流通口
1b側に移動させて弁座1cに圧着させるカム面4bを形成し
ている。カム部材４の上端面中央部には垂直な弁棒５の
下端を一体的に固着してあり、この弁棒５を弁箱１の蓋
板1dの中央部に回動自在に貫通、支持させると共に蓋板
1dから上方に突出した上端部に螺子部5aを刻設してあ
る。

【００１８】６は上記球状弁体２の作動手段を構成する
第１歯車で、外周面に歯部6aを設けた円環形状に形成さ
れてあり、その下面に固着した連結環体6dにＬ字状の左
右アーム部材6b、6bの上端を一体に固着すると共にこれ
らのアーム部材6b、6bの下端部に蓋板1dから突出した上
記弁棒５の上部にキー嵌着している筒部材6cを一体に設
けている。従って、この第１歯車６が回動するとアーム
部材6b、6bと筒部材6cを介して弁棒５が一体的に回動す
るものである。さらに、第１歯車６にはその歯部1aの一
部を半円形状に切除した切欠部７（図６、図７に示す）
が形成されていると共にこの切欠部７の直径方向に対向
する該第１歯車６の外周部下面には係止片８を内径方向
に向かって突設状態に固着している。

【００１９】９はカム部材４の作動手段を構成する第２
歯車で、上記第１歯車６と同一径で同一歯数を有してお
り、この第１歯車６の上方に重ね合わせ状態で配設して
その中心部に貫通状態で固着している螺筒体9aを上記弁
棒５の螺子部5aに螺合させていると共に下面適所に第１
歯車６の上記係止片８に対向させて該係止片８に接離可
能なピン体10を下方に向けて突設している。

【００２０】11は弁箱１の蓋板1d上に取付けた枠体12上
に設置しているトルクモータで、その回転軸の下端にピ
ニオン13を固着し、このピニオン13を上記第１及び第２
歯車６、９に噛合させている。14は第２歯車９の上面外
周部に同心的に固着したワイヤシーブで、このシーブ14
にワイヤ15の一端部を巻着していると共に該ワイヤ15を
図５に示すように、枠体12の背面側に水平状態で固着し
たシリンダ16内のピストン体17に連結し、このピストン
体17を第１、第２スプリング18、19の弾発力によって前
進させることにより、ワイヤ15を介して上記シーブ14と
第１、第２歯車６、９を回動させて球状弁体２を開状態
から閉状態に強制閉止させる閉止手段を構成している。

【００２１】この強制閉止手段の構造を更に詳しく説明
すると、シーブ14から引き出されているワイヤ15は、シ
リンダ16に並設状態で固着しているガイド筒20を挿通し
てシリンダ16の後端に回転自在に軸支されたガイドシー
ブ21に掛け渡されたのち、シリンダ16内に挿入して上記
ピストン体17の背面に固着している短尺ロッド体22に回
転自在に軸支された中間シーブ23に掛け渡され、さら
に、該中間シーブ23から後方に延長させてその他端をシ
リンダ16の後端部に固着している。

【００２２】一方、ピストン体17の短尺ロッド体22の後
端にはスプリング取付部材24を固着してあり、このスプ
リング取付部材24に、球状弁体２が開状態から閉状態の
位置まで回動する時にのみ弾発力を発揮する一定長の上
記第１スプリング18の一端部を固定させ、該第１スプリ
ング18をシリンダ16の底面25に向かって後方に突出させ
ている。さらに、ピストン体17の背面とシリンダ16の底
面25との対向面間には上記第１スプリング18よりも弾発
力が弱い上記第２スプリング19を圧縮状態で配設してい
る。26はシリンダ16の前端部一側面に装着した弁閉止検
出用リミットスイッチで、球状弁体２の副弁板３が流通
口1bを完全に閉止した状態となった時に該リミットスイ
ッチ26まで達する上記ピストン体17を検出して上記トル
クモータ11を作動を停止させるように構成している。

【００２３】このように構成したボールバルブの開閉装
置の作用を具体的に説明すると、まず、球状弁体２の流
通孔2aが弁箱１の流通口1b、1bに連通している弁開放状
態においては、図６に示すように、第１歯車６の切欠部
７がトルクモータ11のピニオン13に対して反時計方向に
90度の角度を存した位置にあり、該第１歯車６の係止片
８に第２歯車９のピン体10が反時計方向側から係合した
状態となっている。さらに、第２歯車９と一体のシーブ
14にワイヤ15が巻き戻されていて、ガイドシーブ21、中
間シーブ23を介してピストン体17を第１、第２スプリン
グ18、19力に抗して後退させてあり、第１、第２スプリ
ング18、19を圧縮させている。

【００２４】この状態から、トルクモータ11を作動させ
てピニオン13を回転させ、該ピニオン13と噛合している
第１、第２歯車６、９を一体的に図６において時計方向
に回動させると、第１歯車６の回動がこの第１歯車６を
キー嵌着により一体的に固着させている弁棒５に伝達し
て該弁棒５が垂直軸線回りに同一方向に回動し、この弁
棒５の下端に固着しているカム部材４を介して球状弁体
２が同一方向に回動する。この時、第２歯車９も一体回
動するから、その中心部に固着している螺筒体6aと該螺
筒体6aを螺合させている弁棒５は一体的に回動し、該第
２歯車９よる弁棒５の上下作動は行われない。

【００２５】そして、第１歯車６が90度の角度だけ時計
方向に回動して図７に示すように、その切欠部７がピニ
オン13に達すると、該第１歯車６とピニオン13との噛合
が解かれて第１歯車６が回動不能状態となり、第２歯車
９のみがピニオン13の回転により同一方向に回動させら
れる。第１歯車６の切欠部７がピニオン13に達した状態
においては、該第１歯車６により弁棒５が90度、回動さ
せられてその回動によりカム部材４を介して球状弁体２
が同一角度だけ回動し、該球状弁体２の閉止面側に配設
している副弁板３、３が弁箱１の流通口1b、1bに対向し
た状態となる。

【００２６】この状態から上述したように、第２歯車９
のみが時計方向に回動すると、そのピン体10が図７に二
点鎖線で示すように、第１歯車６の係止片８から離間し
ていくと共に第１歯車６が停止状態、即ち弁棒５が停止
状態においてこの第２歯車９のみを回動させるので、該
第２歯車９に固着した螺筒体9aの回動によって該螺筒体
9aに螺合している弁棒５の螺子部5aを介して弁棒５が下
方に押し下げられる。この時、弁棒５と一体的に第１歯
車６も下動して第２歯車９の下面から下方に離間する。
そして、弁棒５の押し下げによって該弁棒５の下端に一
体に固着しているカム部材４が下動し、この下動によっ
てカム部材４のカム面4b、4bに副弁板３、３の背面突部
3aが乗り上げ、副弁板３、３が流通口1b、1b側に向かっ
て押し進められて弁座1c、1cに圧着し、流通口1b、1bを
完全に閉止させるものである。

【００２７】一方、上記球状弁体２の開状態から上述し
たように副弁板３、３が弁箱１の流通口1bに対向する位
置まで両歯車６、９が一体回動する時には、第２歯車９
と一体的に回動するシーブ14に一端部を巻回されている
ワイヤ15が引き出され、該ワイヤ15の引出し量に応じて
該ワイヤ15を第１、第２スプリング18、19の弾発力によ
り緊張させながらシリンダ16内のピストン体17が前進す
る。そして、第１歯車６の切欠部７がピニオン13に達す
るまで、第１、第２スプリング18、19が協同してワイヤ
15を緊張させながらピストン体17を前進させ、第１歯車
６の切欠部７がピニオン13に達した後は、第１スプリン
グ18の自由端がシリンダ16の底面25から離間してその弾
発力が発揮し得なくなり、第２スプリング19のみによっ
てワイヤ15を緊張させながらピストン体17を押し進め
る。

【００２８】そして、該ピストン体17がリミットスイッ
チ26の位置まで達して該リミットスイッチ26に当接する
と、上記副弁板３、３が流通口1b、1bを完全に閉止した
状態となり、ピストン体17の当接によってリミットスイ
ッチ26が作動してトルクモータ11に電気信号を送り、ピ
ニオン13の回転を停止させる。

【００２９】次に、この閉状態から開状態にするには、
トルクモータ11を作動させてピニオン13を上記と逆方向
に回転させると、第１歯車６はその切欠部７をピニオン
13側に位置させているから回動しなく、第２歯車９のみ
が反時計方向に回動して螺筒体9aと螺子部5aとの螺合を
介して弁棒５が上述した下動と反対方向に上動し、該弁
棒５と一体のカム部材４が上動してカム面4bと副弁板３
の突部3aとの係合状態が解かれ、弁座1cに対する副弁板
３の圧着力が開放される。一方、第２歯車９と一体のシ
ーブ14も第２歯車９と同一方向に回動してワイヤ15を第
２スプリング19の力に抗して巻き戻しながらピストン体
17をリミットスイッチ26側から後退させ、第２スプリン
グ19を圧縮させると共に第１スプリング18の自由端をシ
リング16の底面25に当接させた状態にする。

【００３０】この圧着力が開放される状態にまで第２歯
車９が反時計方向に回動すると、該第２歯車９に突設し
ているピン体10が図７に示すように第１歯車６の係止片
８に衝接する位置に達する。そして、この状態からさら
に第２歯車９を同一方向に90度、回動させると、ピン体
10により係止片８が押し進められて該係止片８を有する
第１歯車６が同一方向に回動してピニオン13と噛合し、
両歯車６、９が反時計方向に一体回動して弁棒５を回動
させ、該弁棒５の下端に固着しているカム部材４を介し
て球状弁体２を90度、回動させてその流通孔2aを流通口
1bに連通させ、開放状態となるものである。この作動時
に、シーブ14も一体回動してワイヤ15を第１、第２スプ
リング18、19を圧縮させながら巻き戻すことになる。

【００３１】次に、球状弁体２がこのようにその流通孔
2aを流通口1bに連通させてガス等の流体を流通させてい
る状態から地震、或いは火災等が発生して停電した場
合、トルクモータ11が無負荷状態となってピニオン13に
よる第１、第２歯車６、９に対する噛合力（制動力）が
上記第１、第２スプリング18、19による両歯車６、９の
回動力よりも小さくなり、まず、これらの第１、第２ス
プリング18、19による大きな弾発力によってシーブ14を
介して第１、第２歯車６、９を図６から時計方向に回動
させ、上述した弁閉止時と同一動作でもって球状弁体２
を閉止方向に回動させる。

【００３２】一方、上記両スプリング18、19の復元力に
よってピストン体17が前進する。そして、球状弁体２が
90度回動してその副弁板３、３が流通口1bに対向するま
では両スプリング18、19による強力な弾発力でもって球
状弁体２を素早く回動させる。この状態になると上述し
たように第１歯車６の切欠部７が第７図に示す位置に達
してピニオンと対向する。副弁板３、３が流通口1bに対
向した状態になると第１スプリング18が完全に伸長状態
となって第２スプリンク19のみが弾発力を発揮し、ピス
トン体17をさらに前進させてワイヤ15を緊張させながら
シーブ14を介して第２歯車９を上述したように、そのピ
ン体10が第１歯車６の係止片８から離間する方向に回動
させる。

【００３３】この第２スプリング19のみによる弱い回動
力でもって第２歯車９の螺筒体9aと螺合する弁棒５の螺
子部5aを介して弁棒５が徐々に下動し、該弁棒５の下端
に固着しているカム部材４が一体に下動してそのカム面
4aに副弁板３、３の突部3aを乗り上げさせることによ
り、副弁板３、３を弁箱１の流通口1bの弁座1cに圧着さ
せて流通口1bを閉止するものである。この閉止状態にお
いては、上述したようにピストン体17はリミットスイッ
チ26に当接した位置に達しているものである。

【００３４】図８は本発明ボールバルブの開閉装置の別
な実施例を示すもので、上記実施例においてはトルクモ
ータ11のピニオン13を第１、第２歯車６、９に噛合させ
ているが、このように構成すると、停電時において上記
のようにスプリング力でシーブ14を介して第１、第２歯
車６、９を球状弁体２の閉止方向に回動させる時に、ト
ルクモータ11に直結したピニオン13も一体的に回動し、
トルクモータ11側からの負荷でその弁体閉止までの回動
動作が数秒（３秒位）かかることになる。そのため、本
実施例においては、上記トルクモータ11のピニオン13
（以下、駆動ピニオンとする）をクラッチ機構30を介し
て従動ピニオン31に連結し、この従動ピニオン31を第２
歯車９に噛合させると共に第１、第２歯車６、９をアイ
ドルピニオン32に噛合させ、停電時にクラッチ機構30を
作動させてスプリング力によるシーブ14の回転を駆動ピ
ニオン13側に伝達することなく直接、第１、第２歯車に
伝達して弁閉止動作を軽快且つ迅速（１秒位）に行える
ように構成しているものである。なお、第１歯車６は従
動ピニオン31に噛合させないように構成している。

【００３５】この具体的な構成を説明すると、上記実施
例と同様に弁棒５にキー嵌合により嵌着している球状弁
体回動用第１歯車６は、図11に示すようにその大部分を
切欠7aされた扇形状に形成されてあり、その一端部下面
に係止片８を突設している。一方、弁棒５の上端螺子部
5aに螺合しているカム部材作動用第２歯車９は、その上
面にこれらの第１、第２歯車６、９と同径で同一ピッチ
の歯を有する環状の第３歯車33を固着させてあり、この
第３歯車33をトルクモータ11の駆動ピニオン13に噛合さ
せていると共に上記第１、第２歯車６、９はアイドルピ
ニオン32に噛合させて両歯車６、９がバックラッシュ等
によりズレが生じるのを防止している。さらに、第３歯
車33はその４分の１部分を切除して駆動ピニオン13との
噛合を解く切欠部34を設けている。第２歯車９の下面に
は上記実施例と同様に、第１歯車６の係止片８に対して
当接、離間自在なピン体10を突設している。

【００３６】駆動ピニオン13と従動ピニオン31との対向
面間はスプリング35により常時開放方向に付勢されてい
るクローラクラッチよりなるクラッチ機構30を介して連
結してあり、さらに、従動ピニオン31はその中心回転軸
36の下端をレバー37を介して枠体12の一側外面に固定し
たソレノイド38に連結し、通電中は該ソレノイド38によ
ってスプリング35の力に抗してクラッチ機構30を係合さ
せている。一方、第２歯車９と第３歯車33との対向面間
には図９に示すように、シーブ部14を設けてあり、この
シーブ部14にワイヤ15を巻装して該ワイヤ15の端部を第
３歯車33の切欠部34の部分における第２歯車９上に固着
している。このワイヤ15は上記実施例と同様に、図10に
示すように、球状弁体２を開状態から閉状態に強制的に
作動させる閉止手段に接続している。

【００３７】この強制閉止手段は、上記実施例において
第１スプリング18を設けていない点以外の構造は同一構
造としているので、同一符号を付してその説明を省略す
る。また、その他の弁構造についても上記実施例と同じ
であるので、同一部材に同一符号を付してその説明を省
略する。

【００３８】このように構成したボールバルブの開閉装
置の作用を説明すると、球状弁体２の流通孔2aが弁箱１
の流通口1b、1bに連通している弁開放状態においては、
図11に示すように、扇形状の球状弁体回動用第１歯車６
はその切欠部7aの中央側を従動ピニオン31側に向けた状
態であり、その係止片８にカム部材作動用第２歯車９の
ピン体10が半時計方向側から係合した状態となってい
る。さらに、ソレノイド38に通電していることによって
クラッチ機構30が係合していると共に第３歯車33の切欠
部34の時計回り方向の端部が駆動ピニオン13から噛合が
解かれた位置にある。一方、シーブ部14にワイヤ15が巻
き戻されていて、ガイドシーブ21、中間シーブ23を介し
てピストン体17をスプリング19力に抗して後退させ、該
スプリング19を圧縮させている。

【００３９】この状態から、トルクモータ11を作動させ
て駆動ピニオン13を反時計方向に回転させると、クラッ
チ機構30を介して従動ピニオン31が一体的に回転し、こ
の従動ピニオン31と噛合している第２歯車９が時計方向
に回動すると共にアイドルピニオン32を介して第１歯車
６も第２歯車９のピン体10にその係止片８を係合させた
状態で同一方向に一体回動する。そして、第１歯車６の
回動によって上記実施例と同じく、弁棒５が一体回動し
てその下端に固着しているカム部材４を介して球状弁体
２が同一方向に回動する。この時、上記のように第２歯
車９も一体回動するから、その中心部に固着している螺
筒体6aと該螺筒体6aを螺合させている弁棒５は一体的に
回動して該第２歯車９よる弁棒５の上下作動は行われな
い。

【００４０】そして、第１、第２歯車６、９が90度の角
度だけ時計方向に回動すると、第２歯車９と一体の第３
歯車33も同一角度だけ一体回動し、図12に示すように、
第１歯車６の切欠部7aがアイドルピニオン32に達してア
イドルピニオン32との噛合が解かれ、その以上の時計方
向の回動が不能状態となる一方、第３歯車33が駆動ピニ
オン13と噛合し始めた状態となる。従って、第１歯車６
の90度の回動により、カム部材４を介して球状弁体２が
同一角度だけ回動し、該球状弁体２の閉止面側に配設し
ている副弁板３、３が弁箱１の流通口1b、1bに対向した
状態となる。

【００４１】一方、駆動ピニオン13と噛合した第３歯車
33が駆動ピニオン13の回転によって時計方向に回動させ
られると共に第２歯車９がそのピン体10を停止した第１
歯車６の係止片８から離間させながら同一方向に更に回
動し、該第２歯車９に固着した螺筒体9aの回動によって
該螺筒体9aに螺合している弁棒５の螺子部5aを介して弁
棒５を下方に押し下げる。この弁棒５の押し下げによっ
て該弁棒５の下端に一体に固着しているカム部材４が下
動し、この下動によってカム部材４のカム面4b、4bに副
弁板３、３の背面突部3aが乗り上げ、副弁板３、３が流
通口1b、1b側に向かって押し進められて弁座1c、1cに圧
着し、流通口1b、1bを完全に閉止させるものである。

【００４２】一方、上記球状弁体２の開状態から上述し
たように副弁板３、３が弁箱１の流通口1bに対向する位
置まで両歯車６、９が一体回動する時には、第２歯車９
と一体的に回動するシーブ14に一端部を巻回されている
ワイヤ15が引き出され、該ワイヤ15の引出し量に応じて
該ワイヤ15を19の弾発力により緊張させながらシリンダ
16内のピストン体17が前進する。そして、該ピストン体
17がリミットスイッチ26の位置まで達して該リミットス
イッチ26に当接すると、上記副弁板３、３が流通口1b、
1bを完全に閉止した状態となり、ピストン体17の当接に
よってリミットスイッチ26が作動してトルクモータ11に
電気信号を送り、駆動ピニオン13の回転を停止させると
共にクラッチ機構30を開放させる。この駆動ピニオン13
の停止によって第２、第３歯車９、33の回動も停止し、
図13に示した状態となる。

【００４３】次に、この閉状態から開状態にするには、
トルクモータ11を作動させて駆動ピニオン13を上記と逆
方向に回転させると共にクラッチ機構30を閉じると、第
２、第３歯車９、33が反時計方向に一体回動し、第２歯
車９の回動によって弁棒５が上記実施例と同じく上動し
て該弁棒５と一体のカム部材４が上動し、カム面4bと副
弁板３の突部3aとの係合状態が解かれて弁座1cに対する
副弁板３の圧着力が開放される。一方、第２歯車９と一
体のシーブ部14も第２歯車９と同一方向に回動してワイ
ヤ15をスプリング19の力に抗して巻き戻しながらピスト
ン体17をリミットスイッチ26側から後退させ、該スプリ
ング19を圧縮させる。

【００４４】弁座1cに対する副弁板３の圧着力が開放さ
れる状態にまで第２歯車９が反時計方向に回動すると、
該第２歯車９に突設しているピン体10が図12に示すよう
に第１歯車６の係止片８に衝接する位置に達する。そし
て、この状態から駆動ピニオン13の回転によりさらに第
２歯車９を同一方向に回動させると、ピン体10により係
止片８が押し進められて該係止片８を有する第１歯車６
が同一方向に回動してアイドルピニオン32と噛合し、該
アイドルピニオン32を介して両歯車６、９が反時計方向
に一体回動して弁棒５を回動させ、該弁棒５の下端に固
着しているカム部材４を介して球状弁体２を90度、回動
させてその流通孔2aを流通口1bに連通させ、開放状態と
なるものである。この作動時に、シーブ14も一体回動し
てワイヤ15をスプリング19を圧縮させながら巻き戻すこ
とになると共に第３歯車33は駆動ピニオン13との噛合を
解いてその切欠部34の一端部を駆動ピニオン13に対向さ
せた状態となる。

【００４５】次に、球状弁体２がこのようにその流通孔
2aを流通口1bに連通させてガス等の流体を流通させてい
る状態において、地震、或いは火災等が発生して停電し
た場合、ソレノイド38に対する通電が停止してスプリン
グ35の力により従動ピニオン31が下方に押し下げられ、
クラッチ機構30が開放されて図14に示すように駆動ピニ
オン13との連結が解かれる。一方、第２歯車９と一体の
シーブ部14には強制閉止手段側のスプリング19による時
計方向の回動力がワイヤ15を介して作用しているので、
上記クラッチ機構30の開放と同時に第２歯車９を第１歯
車６及び第３歯車33と一体的に図14で示す状態から時計
方向に回動させて上述した弁閉止時と同一動作でもって
球状弁体２を閉止方向に回動させるものである。

【００４６】この時、第１歯車６が90度、時計方向に回
動するとその切欠部7aがアイドルピニオン32に達してそ
れ以上の回動が不能となり、球状弁体２の閉止面側に配
設している副弁板３、３が弁箱１の流通口1b、1bに対向
した状態まで弁軸５を回動させて停止する一方、第２歯
車９が更にスプリング19の復元力により時計方向に回動
してこの第２歯車９の螺筒体9aと螺合する弁棒５の螺子
部5aを介して弁棒５を徐々に下動させ、上記と同様な作
用によって該弁棒５の下端に固着しているカム部材４を
一体に下動させてそのカム面4aに副弁板３、３の突部3a
を乗り上げさせることにより、副弁板３、３を弁箱１の
流通口1bの弁座1cに圧着させて流通口1bを閉止するもの
である。

【００４７】一方、第３歯車33は第２歯車９と一体的に
時計方向に回動するが、駆動ピニオン13に対してはその
切欠部34を対向させた状態で移動して90度、回動するま
で駆動ピニオン13に噛合せず、従って、トルクモータ11
側の慣性モーメントの影響を受けることがないので、上
記スプリング19の復元力で第１、第２歯車６、９が素早
く閉止位置に回動して球状弁体２による流通口1bの閉止
動作を行えるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明のボールバルブの開
閉装置によれば、トルクモータによってピニオンを介し
て第１、第２歯車を回動させることにより、第１歯車の
回動を球状弁体に伝達してこの球状弁体を自動的に開閉
方向に回動させることができると共に、球状弁体に設け
ている副弁板が弁箱の流通口に対向した状態となった時
に、第１歯車に設けている切欠部をピニオンに対向させ
て第１歯車とピニオンとの噛合を解き、第２歯車のみを
ピニオンによって回動させることができ、その回動を弁
棒に下動力として伝達し、該弁棒と一体のカム部材を下
動させて副弁板を流通口の弁座に確実且つ強固に圧着さ
せて流通口を閉止させることができるものである。

【００４９】また、上記第２歯車にワイヤシーブを固着
し、このワイヤシーブに一端を巻着したワイヤの他端を
弁箱外に設置したシリンダー内のピストン体に連結し、
このピストン体をスプリングにより常時弾圧してワイヤ
を介してシーブを一方向に回動付勢しているので、球状
弁体の流通孔が弁箱の流通口に連通してガス等を流通さ
せている状態においては上記スプリングを圧縮して第１
歯車をピニオンを介して第２歯車と共に球状弁体を閉止
する方向に付勢しておくことができ、この状態から、地
震や火災等の発生により停電した場合には、スプリング
力によって自動的に第１、第２歯車を回動させて球状弁
体を素早く回動させてその副弁板を流通口に対向させる
ことができ、さらに、この状態から第２歯車のみをスプ
リング力により回動させて上述したようにカム部材を下
動させ、副弁板を弁座に圧着させて自動的に閉止させる
ことができ、地震等の非常時において人手を要すること
なく直ちに閉弁してガス爆発等の発生を未然に防止で
き、安全弁として便益に使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の縦断正面図、

【図２】その球状弁部の横断面図、

【図３】装置全体の簡略背面図、

【図４】その簡略側面図、

【図５】強制閉止手段の横断面図、

【図６】開弁状態における第１、第２歯車とピニオンと
の関係を示す簡略平面図、

【図７】閉弁動作を説明するための両歯車とピニオンと
の関係を示す簡略平面図。

【図８】本発明装置の別な実施例を示す縦断正面図、

【図９】第２、第３歯車部分の簡略斜視図、

【図１０】強制閉止手段の横断面図、

【図１１】開弁状態における第１〜第３歯車とピニオン
との関係を示す展開平面図、

【図１２】第１〜第３歯車を閉止方向に90度、回動させ
た状態の展開平面図、

【図１３】閉止状態ににおける歯車とピニオンとの関係
を示す展開平面図、

【図１４】非常時における閉弁作用を説明するための展
開平面図。

【符号の説明】

１ 弁箱 1b 流通口 1c 弁座 ２ 球状弁体 2a 流通孔 ３ 副弁板 ４ カム部材 ５ 弁棒 ６ 第１歯車 ７ 切欠部 ８ 係止片 ９ 第２歯車 10 ピン体 11 トルクモータ 13 ピニオン 14 シーブ 15 ワイヤ 16 シリンダ 17 ピストン体 18 第１スプリング 19 第２スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 雅夫 東海市新宝町507ー２ 東邦ガス株式会社 総合技術研究所内 (72)発明者 坂井 亮 東海市新宝町507ー２ 東邦ガス株式会社 総合技術研究所内 (72)発明者 森山 高志 東京都新宿区西新宿３ー７ー１ 新宿パー クタワー27階 東京ガス株式会社内 (72)発明者 滝田 久芳 東京都新宿区西新宿３ー７ー１ 新宿パー クタワー27階 東京ガス株式会社内 (72)発明者 久米 辰雄 大阪市西区千代崎３丁目２番95号 大阪ガ ス株式会社内 (72)発明者 小倉 啓宏 大阪市此花区酉島５丁目11番61号 大阪ガ ス株式会社内 (72)発明者 高松 利充 大阪市東成区神路２丁目９番22号 株式会 社ムツミコーセイ内 (72)発明者 高松 範充 大阪市東成区神路２丁目９番22号 株式会 社ムツミコーセイ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流通口を有する弁箱内に球状弁体を回動
   自在に内装し、この球状弁体に上記流通口に連通可能な
   流通孔を設けると共に上記流通口を閉止する面側に凹所
   を形成して該凹所内に副弁板を流通口の弁座に接離自在
   に配設し、この副弁板の背面側における球状弁体内にカ
   ム部材を上下動自在に配設して該カム部材のカム面と副
   弁板の背面に突設した突部との衝合により副弁板を弁座
   に圧接させるように構成したボールバルブにおいて、上
   記弁箱の外部に配設したトルクモータの作動により上記
   球状弁体を開閉方向に回動させて該球状弁体の流通孔を
   弁箱の流通口側に連通させる動作と副弁板を弁座に対向
   させる動作とを行わせる球状弁体作動手段と、上記トル
   クモータの作動により上記カム部材を上記球状弁体作動
   手段の作動不能状態下で上下動させて弁座に対向した副
   弁体を該弁座に着脱させるカム部材作動手段と、停電時
   に球状弁体の開状態から上記球状弁体作動手段とカム部
   材作動手段とを作動させて球状弁体の副弁板を弁座に対
   向させたのち該弁座に圧着させる強制閉止手段とから構
   成していることを特徴とするボールバルブの開閉装置。
2. 【請求項２】 上記球状弁体作動手段は、上記球状弁体
   に設けたカム部材の上端面中央部に弁棒の下端を固着さ
   せてこの弁棒の上端部にピニオンと噛合した第１歯車を
   一体的に連結すると共にこの第１歯車に係合片を突設し
   且つ該第１歯車に切欠部を設けてなり、上記カム部材作
   動手段は、第２歯車の内周面に螺筒体を固着してこの螺
   筒体を上記弁棒の上端部に設けている螺子部に螺合させ
   ると共にこの第２歯車に上記第１歯車の係合片に係脱す
   るピン体を突設してなり、第１歯車の切欠部が上記ピニ
   オンに位置してその歯部がピニオンから外れた状態にお
   いてはトルクモータの作動をピニオンを介して上記第２
   歯車のみに伝達して該第２歯車をそのピン体が第１歯車
   の係合片に係合しない回動範囲内で往復回動させること
   により上記弁棒を上下動させて副弁板を流通口の弁座に
   着脱させるようにすると共に、上記ピン体を係合片に衝
   合させて第１歯車と第２歯車をピニオンを介して一体に
   往復回動させることにより上記球状弁体を開閉方向に回
   動させるように構成したことを特徴とする請求項１記載
   のボールバルブの開閉装置。
3. 【請求項３】 上記強制閉止手段は上記第２歯車にワイ
   ヤシーブを固着し、このワイヤシーブに一端を巻着した
   ワイヤの他端を弁箱外に設置したシリンダー内のピスト
   ン体に連結し、このピストン体をスプリングにより常時
   弾圧してワイヤを介してシーブを一方向に回動付勢して
   なることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のボー
   ルバルブの開閉装置。
4. 【請求項４】 上記第１、第２歯車に一部に切欠部を設
   けている第３歯車を一体的に配設し、この第３歯車に噛
   合した主動ピニオンをトルクモータの回転軸に固着する
   と共にこの主動ピニオンをクラッチ機構を介して従動ピ
   ニオンに連結し、該従動ピニオンを上記第２歯車に噛合
   させると共に第１、第２歯車をアイドルピニオンに噛合
   させて、常態においてはクラッチを入れた状態で上記ト
   ルクモータの回転により主動ピニオンからクラッチ機構
   を介して従動ピニオンを回動させることにより第１、第
   ２歯車を回動させて球状弁体の開閉作動と第２歯車のみ
   の回動によるカム部材の作動とを行わせ、停電時にはク
   ラッチ機構を開放してトルクモータと従動ピニオンとの
   連結を断つと共に上記強制閉止手段のスプリング力によ
   り第１、第２歯車を回動させて球状弁体の副弁板を弁座
   に対向させたのち該弁座に圧着させ且つこれらの第１、
   第２歯車と一体的に回動する上記第３歯車を主動ピニオ
   ンに切欠部を介して噛合しないように構成していること
   を特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のボ
   ールバルブの開閉装置。