JP2001227510A - 複作動型の空気式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブを全閉位置又は全開位置のいずれかに
駆動保持し得る従来の２位置動作を行う複作動型の空気
式アクチュエータに，バルブを中間位置で停止・保持さ
せる機能を追加する場合に，ポジショナーを用いると，
需要者の経済的負担が大きくなり，取付作業も複雑にな
っていた。 【解決手段】 本発明は，前記２位置動作を行う複作動
型の空気式アクチュエータについて，シリンダ１内の一
方の室Ｂ側の端部１ｂに，拡張用シリンダ１２，追加ピ
ストン１３，ストッパーボルト１４を含む追加ユニット
１５を取り付けることにより，バルブを中間位置で停止
・保持させる機能を安価且つ簡単に追加することを図っ
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，シリンダ内部に摺
動自在に嵌挿されたピストンにより隔てられるシリンダ
内の２つの室に空気を入出させることによって，前記ピ
ストンを往復動させ，前記ピストンの往復動を回動運動
に変換して，連結されたバルブを全閉位置又は全開位置
から全開位置又は全閉位置へ駆動する複作動型の空気式
アクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばバタフライ弁などのバルブを駆動
するのに用いる複作動型の空気式アクチュエータの構成
例を図４に示す。図４に示す前記複作動型の空気式アク
チュエータ０は，円筒状のシリンダ１内部を摺動するピ
ストン２の往復運動を回動運動に変換し，出力軸３に連
結されたバルブ（不図示）を全閉位置又は全開位置から
全開位置又は全閉位置に駆動する。前記シリンダ１の両
端には，ボルト４ａ，４ｂを用いてシリンダカバー５
ａ，５ｂが取り付けられ，前記シリンダ１は密閉され
る。前記シリンダ１の内部には，摺動自在にピストン２
が嵌挿される。前記ピストン２が前記シリンダ１と接触
するその摺動方向の長さは前記ピストン２の径よりも大
きく成形されており，前記ピストン２の摺動は円滑に行
われる。前記ピストン２の外周の溝にはＯリング２０が
嵌められており，前記ピストン２によって隔てられる前
記シリンダ１内の一方の室Ｂと他方の室Ａとの気密状態
が保たれている。前記シリンダ１の一方の室Ｂ側に，前
記バルブが連結される出力軸３が配置される。この出力
軸３は，前記ピストン２に回動自在に取り付けられた平
行ピン６とヨーク７とを介して前記ピストン２に連結さ
れており，前記ピストン２が前記シリンダ１内を摺動す
れば，その摺動方向の運動が前記平行ピン６及びヨーク
７によって回動運動に変換され，前記出力軸３が回転さ
せられる。また，前記シリンダ１の一方の室Ｂ側，及び
他方の室Ａ側の両方に，空気入出用の空気圧ポート８，
９がそれぞれ設けられており，前記空気圧ポート８，９
から前記一方の室Ｂ，及び前記他方の室Ａに空気をそれ
ぞれ供給することにより，前記ピストン２を前記他方の
室Ａ側又は前記一方の室Ｂ側へ移動させることができ
る。前記シリンダ１内における前記ピストン２の摺動方
向の位置は，前記一方の室Ｂ側のシリンダカバー５ｂ，
及び前記他方の室Ａ側のシリンダカバー５ａそれぞれに
取り付けられたストッパーボルト１０ｂ，１０ａによっ
て規制される。前記ピストン２が前記ストッパーボルト
１０ｂ，１０ａに当接して，それ以上前記一方の室Ｂ側
又は前記他方の室Ａ側に移動できない状態にあるとき
が，バルブが全閉位置（若しくは全開位置）又は全開位
置（若しくは全閉位置）にある状態に対応する。各シリ
ンダカバー５ｂ，５ａに螺合されている前記ストッパー
ボルト１０ｂ，１０ａを前記シリンダ１外部から回転さ
せることにより，前記ピストン２の前記一方の室Ｂ側又
は前記他方の室Ａ側の端位置，即ち前記バルブの全閉位
置（若しくは全開位置）又は全開位置（若しくは全閉位
置）を調整することができる。このように，前記複作動
型の空気式アクチュエータでは，前記一方の室Ｂ側，前
記他方の室Ａ側に空気を入出させることにより前記ピス
トン２が往復動させられ，前記バルブが回動駆動され
る。

【０００３】図４に示したのは，前記他方の室Ａ側にの
み空気が供給されている状態であり，前記ピストン２
は，前記ストッパーボルト１０ｂによって規制される前
記一方の室Ｂ側の端位置に位置しており，前記バルブは
例えば全閉状態（又は全開状態）にある。この状態で，
前記空気圧ポート８から前記一方の室Ｂに空気を供給
し，且つ前記空気圧ポート９を介した前記他方の室Ａへ
の空気供給を停止すると，前記一方の室Ｂに空気が供給
されるに連れて，前記他方の室Ａの空気を排出させなが
ら，前記ピストン２が前記他方の室Ａ側に移動し，前記
ピストン２が前記ストッパーボルト１０ａに当接すると
停止する。このときの前記ピストン２の摺動は，前記平
行ピン６，前記ヨーク７を介して前記出力軸３に伝達さ
れ，前記出力軸３に連結されたバルブが，全閉位置（又
は全開位置）から全開位置（又は全閉位置）へ回転す
る。逆に，前記空気圧ポート９から前記他方の室Ａに空
気を供給し，且つ前記空気圧ポート８を介した前記一方
の室Ｂへの空気供給を停止すると，前記他方の室Ａに空
気が供給されるに連れて，前記一方の室Ｂの空気を排出
させながら，前記ピストン２が前記一方の室Ｂ側に移動
し，前記ピストン２が前記ストッパーボルト１０ａに当
接したとき，図４の状態に戻る。上述のような複作動型
の空気式アクチュエータ０を単独で用いた場合，バルブ
の停止位置が全閉位置か全開位置のいずれかになる２位
置動作を行うことになる。ところで，バルブにより液体
や気体，粉体の流動量を制御する際には，例えばウォー
ターハンマーを防ぐため全閉近くまで速く動作させその
後ゆっくり全閉とする場合や，蒸気圧等高温の流体を流
すとき一定時間プレパージする場合，バルブから液体又
は粉体を一定量排出処理してから残りを処理する場合な
ど，前記２位置動作を行うだけでは足りず，中間開度の
任意の位置でバルブを一旦停止させ，その開度を保持し
た後，全開位置又は全閉位置へ作動させる必要がある場
合は多い。このような場合には，空気圧又は電気的に表
現される指令信号に応じて，前記複作動型の空気式アク
チュエータ０に対して供給する空気圧を調整し，前記バ
ルブの開度を所定の中間位置に調整するポジショナー
を，前記複作動型の空気式アクチュエータ０に取り付け
るのが通常である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記ポ
ジショナー自体が高価なものであり，またその取り付け
には，仕様が異なるポジショナー毎に詳細な知識や経験
が必要であり，作業を行える人間が限られることから，
前記ポジショナーを前記複作動型の空気式アクチュエー
タ０に取り付ける取付費用も別途必要となり，上述のよ
うな２位置動作を行う複作動型の空気式アクチュエータ
０に，前記中間位置でバルブを停止・保持させる機能を
追加しようとすると，需要者側の経済的負担が大きくな
っていた。また，前記ポジショナーは前記バルブの回転
位置を検出するために，前記出力軸３から動力を得てお
く必要があり，比較的大きな筐体を前記出力軸に沿って
設置する際に配管状況によって制約を受け，さらに前記
指令信号を前記ポジショナーに供給するための配管や配
線が必要となることから，取付作業が複雑になり，取り
付けに多くの時間を要することがあった。さらに，たと
え前記複作動型の空気式アクチュエータ０に取り付ける
ことが仕様上は可能であっても，前記制約等によって，
実際には取り付けることができない場合もあった。この
場合には，既に設置されている前記複作動型の空気式ア
クチュエータ０が要していた空間で納まるような，予め
ポジショナーを備えたアクチュエータに前記複作動型の
空気式アクチュエータ０を取り替える必要が生じ，前記
複作動型の空気式アクチュエータ０への需要者の投資が
無駄になってしまう。さらに，前記ポジショナーを用い
ても，前記中間位置の前後で前記バルブの開閉速度を異
ならせることができないから，例えば上述のようにウォ
ーターハンマーを防ぐため全閉近くまで速く動作させそ
の後ゆっくり全閉とする場合などにはやはり対応するこ
とができなかった。本発明は，このような従来の技術に
おける課題を解決するために，複作動型の空気式アクチ
ュエータを改良し，２位置動作を行う複作動型の空気式
アクチュエータのシリンダ内の一方の室側に，拡張用シ
リンダと，追加ピストンと，前記追加ピストンの前記シ
リンダ内の他方の室側の位置を規制する規制手段とを含
む追加ユニットを取り付けることにより，中間位置でバ
ルブを停止・保持させる機能を安価且つ簡単に追加する
ことが可能な複作動型の空気式アクチュエータを提供す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に，請求項１に係る発明は，シリンダ内部に摺動自在に
嵌挿されたピストンにより隔てられるシリンダ内の２つ
の室に空気を入出させることによって，前記ピストンを
往復動させ，前記ピストンの往復動を回動運動に変換し
て，連結されたバルブを全閉位置又は全開位置から全開
位置又は全閉位置へ駆動する複作動型の空気式アクチュ
エータにおいて，空気の入出口を有し前記シリンダ内の
２つの室のいずれか一方の室を内径の同一性を維持しつ
つ拡張するための拡張用シリンダと，前記拡張用シリン
ダ内部から前記シリンダ内部にかけて摺動可能に嵌挿さ
れ，前記ピストンに当接して前記ピストンの前記一方の
室側の端位置を定める追加ピストンと，前記追加ピスト
ンの前記２つの室のうちの他方の室側の位置を規制する
規制手段とを含む追加ユニットを，前記シリンダの前記
一方の室側の端部に取り付けて，前記シリンダ内に形成
されていた前記一方の室に代え，前記シリンダ内から前
記拡張用シリンダ内にかけた，前記ピストンと前記追加
ピストンとの間，及び前記追加ピストンと前記拡張用シ
リンダの前記他方の室側とは逆側の端部を閉鎖するため
の蓋との間に，空気を入出させることが可能な室をそれ
ぞれ形成し，前記追加ピストンと前記蓋との間の室に空
気を供給することにより，前記ピストンの前記他方の室
側とは逆側の端位置を前記規制手段により前記追加ピス
トンが規制されるまで前記他方の室側へ移動させ，前記
バルブを全閉位置と全開位置との間の中間位置に駆動す
るようにしてなることを特徴とする複作動型の空気式ア
クチュエータとして構成されている。また，請求項２に
係る発明は，前記請求項１に記載の複作動型の空気式ア
クチュエータにおいて，空気の入出速度を制御する制御
手段を前記ピストンと前記追加ピストンとの間の室，及
び前記追加ピストンと前記蓋との間の室についてそれぞ
れ設けてなることをその要旨とする。また，請求項３に
係る発明は，前記請求項１又は２に記載の複作動型の空
気式アクチュエータにおいて，前記規制手段による前記
追加ピストンの規制位置が調整可能なことをその要旨と
する。

【０００６】前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の
複作動型の空気式アクチュエータでは，シリンダ内部に
摺動自在に嵌挿されたピストンにより隔てられるシリン
ダ内の２つの室に空気を入出させることによって，前記
ピストンを往復動させ，前記ピストンの往復動を回動運
動に変換して，連結されたバルブを全閉位置又は全開位
置から全開位置又は全閉位置へ駆動する従来の２位置動
作を行う複作動型の空気式アクチュエータに対して，空
気の入出口を有し前記シリンダ内の２つの室のいずれか
一方の室を内径の同一性を維持しつつ拡張するための拡
張用シリンダと，前記拡張用シリンダ内部から前記シリ
ンダ内部にかけて摺動可能に嵌挿され，前記ピストンに
当接して前記ピストンの前記一方の室側の端位置を定め
る追加ピストンと，前記追加ピストンの前記２つの室の
うちの他方の室側の位置を規制する規制手段とを含む追
加ユニットが，前記シリンダの前記一方の室側の端部に
取り付けられる。これにより，前記シリンダ内に形成さ
れていた前記一方の室に代え，前記シリンダ内から前記
拡張用シリンダ内にかけた，前記ピストンと前記追加ピ
ストンとの間，及び前記追加ピストンと前記拡張用シリ
ンダの前記他方の室側とは逆側の端部を閉鎖するための
蓋との間に，空気を入出させることが可能な室がそれぞ
れ形成される。前記追加ピストンと前記蓋との間の室に
空気を供給すれば，前記ピストンの前記他方の室側とは
逆側，すなわち前記一方の室側の端位置が，前記規制手
段により前記追加ピストンが規制されるまで前記他方の
室側へ移動し，前記バルブを全閉位置と全開位置との間
の中間位置に駆動してその位置で保持することが可能と
なる。前記追加ユニットの構成は，前記ポジショナーと
較べて簡素なものであり，前記追加ユニットは前記ポジ
ショナーと較べて安価にし得るし，その取付作業を需要
者が行い得るようになるから，２位置動作を行う従来の
複作動型の空気式アクチュエータにバルブの中間位置で
の停止・保持機能を望む需要者の経済的負担を軽減する
ことができる。また，構成が簡素であり，前記指令信号
を用いる場合と較べて配管も簡単になるから，前記ポジ
ショナーと較べて取り付け作業が簡明になり，その作業
に要する時間も短縮することができる。さらに，簡素な
構成から小型化を図ることも可能となり，前記シリンダ
の長手方向に若干の空間があれば容易に設置することが
可能である。さらに，前記ピストンと前記追加ピストン
との間の室と，前記追加ピストンと前記蓋との間の室と
で空気の入出系統が別個になるから，前記請求項２に記
載の発明のように，空気の入出速度を制御する制御手段
を前記ピストンと前記追加ピストンとの間の室，及び前
記追加ピストンと前記蓋との間の室についてそれぞれ設
けるだけで，簡単に前記中間位置の前後のバルブの開閉
速度を異ならせることができる。さらに，前記請求項３
に記載の発明のように，前記規制手段による前記追加ピ
ストンの規制位置を調整可能に構成するだけで，任意の
中間位置を設定することも可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明の具体的な例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複作動型
の空気式アクチュエータの概略構成を示す図であって，
図１（ａ）は前記複作動型の空気式アクチュエータ０′
の要部断面図，図１（ｂ）は前記複作動型の空気式アク
チュエータ０′の追加ピストンを説明するための図であ
る。本発明の実施の形態に係る複作動型の空気式アクチ
ュエータ０′は，既に図４に示したような，シリンダ１
内部に摺動自在に嵌挿されたピストン２により隔てられ
るシリンダ１内の２つの室（Ａ，Ｂ）に空気を入出させ
ることによって，前記ピストン２を往復動させ，前記ピ
ストン２の往復動を回動運動に変換して，連結されたバ
ルブを全閉位置又は全開位置から全開位置又は全閉位置
へ駆動する従来の２位置動作を行う複作動型の空気式ア
クチュエータ０に対して，図１に示す如く，空気圧ポー
ト（空気の入出口に対応）１１を有し前記シリンダ１内
の２つの室（Ａ，Ｂ）のうちの例えば一方の室Ｂを内径
の同一性を維持しつつ拡張するための拡張用シリンダ１
２と，前記拡張用シリンダ１２内部から前記シリンダ１
内部にかけて摺動可能に嵌挿され，前記ピストン２に当
接して前記ピストン２の前記一方の室Ｂ側の端位置を定
める追加ピストン１３と，前記追加ピストン１３の前記
２つの室（Ａ，Ｂ）のうちの他方の室Ａ側の位置を規制
するためのストッパーボルト（規制手段に対応）１４と
を含む追加ユニット１５を，前記シリンダ１の前記一方
の室Ｂ側の端部１ｂに取り付けて，前記シリンダ１内に
形成されていた前記一方の室Ｂに代え，前記シリンダ１
内から前記拡張用シリンダ１２内にかけた，前記ピスト
ン２と前記追加ピストン１３との間，及び前記追加ピス
トン１３と前記拡張用シリンダ１２の前記他方の室Ａ側
とは逆側の端部を閉鎖するためのシリンダカバー（蓋に
対応）５ｂ′との間に，空気を入出させることが可能な
室Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ形成し，前記追加ピストン１３
と前記シリンダカバー５ｂ′との間の室Ｂ２に空気を供
給することにより，前記ピストン２の前記他方の室Ａ側
とは逆側の端位置，すなわち前記一方の室Ｂ側の端位置
を，前記ストッパーボルト１４により前記追加ピストン
１３が規制されるまで前記他方の室Ａ側へ移動させ，前
記バルブを全閉位置と全開位置との間の中間位置に駆動
し，その位置で保持するようにしたものである。

【０００８】前記追加ユニット１５を前記複作動型の空
気式アクチュエータ０に取り付けて，本発明の実施の形
態に係る複作動型の空気式アクチュエータ０′を構成す
る場合には，まず前記ボルト４ｂを取り外し，前記シリ
ンダ１から前記一方の室Ｂ側のシリンダカバー５ｂを取
り外す。前記シリンダカバー５ｂを外すことによって現
れる前記シリンダ１の前記他方の室Ａ側の逆側（一方の
室Ｂ側）の端部１ｂに，前記追加ユニット１５が取り付
けられる。前記追加ユニット１５の拡張用シリンダは，
前記シリンダ１内の前記一方の室Ｂを内径の同一性を維
持しつつ拡張するためのものである。本発明の実施の形
態に係る前記拡張用シリンダ１２は，前記シリンダ１と
内径，及び外径が同一であり，前記シリンダ１に対して
前記拡張用シリンダ１２を正確に位置合わせして取り付
ければ，前記シリンダ１，及び拡張用シリンダ１２の内
径よりわずかに小さく，前記ピストン２と同外径の追加
ピストン１３が，前記拡張用シリンダ１２から前記シリ
ンダ１にかけて摺動することが可能となる。前記拡張用
シリンダ１５の前記シリンダ１に取り付ける側とは逆側
の端部（前記拡張用シリンダ１５の前記他方の室Ａ側と
は逆側の端部）には，前記シリンダカバー５ｂとほぼ同
じシリンダカバー５ｂ′が取り付けられる。前記シリン
ダカバー５ｂ′には，前記ピストン２に代わり，前記追
加ピストン１３の前記一方の室Ｂ側とは逆側の位置を規
制するためストッパーボルト１０ｂ′が螺合される他，
前記追加ピストン１３の前記他方の室Ａ側の位置を規制
するためのストッパーボルト１４も螺合される。前記追
加ユニット１５を取り付ける際，前記追加ピストン１３
は，前記拡張用シリンダ１２内の前記ストッパーボルト
１０ｂ′と前記ストッパーボルト１４との間に予め嵌挿
されており，両ストッパーボルト１０ｂ′，１４の間で
摺動可能な状態にある。前記ストッパーボルト１４を前
記シリンダカバー５ｂ′に螺合させる際には，前記スト
ッパーボルト１４に前記追加ピストン１３を貫通させる
必要があるが，前記ストッパーボルト１４を貫通させる
ための前記追加ピストン１３の貫通穴１３１には溝が設
けられており，この溝にＯリング１３２を嵌めることに
より，前記貫通穴１３１の両端に対して気密状態が保た
れる。

【０００９】両ストッパーボルト１０ｂ′，１４による
前記追加ピストン１３の規制位置は，前記シリンダカバ
ー５ｂ′の前記シリンダ１に取り付ける側とは逆の側か
ら両ストッパーボルト１０ｂ′，１４を回転させること
により，簡単に調整することが可能である。ただし，前
記拡張用シリンダ１２には，空気を入出させるための空
気圧ポート１１，空気入出路１１１が設けられている
が，前記空気入出路１１１を前記追加ピストン１３によ
り塞いでしまうと，前記空気圧ポート１１を介して前記
拡張用シリンダ１２に空気を入出させることができなく
なってしまうので，前記ストッパーボルト１０ｂ′は，
前記空気入出路１１１を塞がないように前記シリンダカ
バー５ｂ′の前記シリンダ１の取り付け側に突出させて
おく必要はある。前記空気入出路１１１を塞がないよう
に前記ストッパーボルト１０ｂ′を突出させていると
き，前記追加ピストン１３が最も前記シリンダカバー５
ｂ′側によっていても，前記追加ピストン１３の前記シ
リンダ１への取り付け側端部が，図１に示す如く，前記
拡張用シリンダ１２の前記シリンダ１への取り付け側端
部から幾らか突出するよう，前記追加ピストン１３の摺
動方向長さが設定されている。このため，一体となった
前記拡張用シリンダ１２，前記追加ピストン１３，前記
ストッパーボルト１４，前記シリンダカバー５ｂ′を，
前記シリンダ１の前記他方の室Ａ側とは逆側の端部１ｂ
に取り付ける際には，前記追加ピストン１３の突出部分
がまず前記シリンダ１内に嵌挿されることになる。

【００１０】前記シリンダ１内に前記追加ピストン１３
の突出部分を嵌挿したら，前記拡張用シリンダ１２など
を前記シリンダ１の前記他方の室Ａ側とは逆側の端部１
ｂに取り付ける。この際，既に前記追加ピストン１３が
前記シリンダ１内に嵌挿されており，且つ前記追加ピス
トン１３は前記拡張用シリンダ１２内にも嵌挿されてい
るので，前記シリンダ１と前記拡張用シリンダ１２の軸
が簡単に位置合わせされる。前記シリンダカバー５
ｂ′，前記拡張用シリンダ１２には，前記シリンダ１の
前記他方の室Ａ側とは逆側の端部１ｂに前記シリンダカ
バー５ｂを取り付けるボルト４ｂを螺合させるためのネ
ジ穴と対応してネジ穴が設けられているが，これらのネ
ジ穴が合うように，前記拡張用シリンダ１２を回転させ
れば，前記シリンダ１と前記拡張用シリンダ１２とが位
置合わせされる。前記シリンダ１と前記拡張用シリンダ
１２とが位置合わせされたら，前記シリンダカバー５
ｂ′，前記拡張用シリンダ１２，及び前記シリンダ１の
前記他方の室Ａ側とは逆側の端部１ｂに設けられたネジ
穴に同じボルト４ｂ′を螺合させて，前記シリンダ１と
前記拡張用シリンダ１２，及び前記拡張用シリンダ１２
と前記シリンダカバー５ｂ′との位置関係が固定され
る。これにより，前記複作動型の空気式アクチュエータ
０′の前記他方の室Ａ側とは逆側の端部が密閉され，前
記追加ユニット１５の取り付けが完了する。図１に示し
たのは，前記追加ユニット１５の取り付けが完了した後
の様子である。前記追加ユニット１５を前記複作動型の
空気式アクチュエータ０に取り付けることによって，前
記一方の室Ｂに代え，前記シリンダ１内から前記拡張用
シリンダ１２内にかけた，前記ピストン２と前記追加ピ
ストン１３との間，及び前記追加ピストン１３と前記シ
リンダカバー５ｂ′との間に，空気を入出させることが
可能な室Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ形成される。前記室Ｂ１
と前記室Ｂ２との間の気密は，前記追加ピストン１３の
溝に嵌められたＯリング１３３によって保たれる。

【００１１】前記追加ユニット１５を取り付けた状態で
は，前記追加ピストン１３の一部は前記シリンダ１側
の，前記一方の室Ｂに前記空気圧ポート８を介して空気
を入出するために用いられていた空気入出路８１を塞ぐ
位置にあるが，図１（ｂ）に示す如く，前記追加ピスト
ン１３の前記シリンダ１側部分１３４には，前記空気入
出路８１を塞がないように凹部が設けられている。前記
空気圧ポート８，前記空気入出路８１は，前記室Ｂ１に
空気を入出させるために用いられる。尚，既述の通り，
前記室Ｂ２に空気を入出させるために用いるのは，前記
空気圧ポート１１，前記空気入出路１１１である。ま
た，前記追加ピストン１３の前記部分１３４は，前記ピ
ストン２に当接し，前記ピストン２の前記他方の室Ａ側
とは逆側の端位置を規制する。即ち，前記空気圧ポート
９を介して前記他方の室Ａのみに空気が供給され，前記
室Ｂ１，Ｂ２のいずれにも空気が供給されていない図１
の状態が，前記ピストン２が最も前記シリンダカバー５
ｂ′側にある状態である。前記空気圧ポート９を介して
前記他方の室Ａのみに空気を供給し前記室Ｂ１，Ｂ２の
いずれにも空気を供給していないとき，前記出力軸３に
連結されたバルブは，例えば全閉位置（又は全開位置）
にある。以下，図２を参照して，前記追加ユニット１５
が取り付けられた前記複作動型の空気式アクチュエータ
０の動作について説明する。尚，図２（ａ）は図１と同
様，前記他方の室Ａのみに空気が供給され前記室Ｂ１，
Ｂ２のいずれにも空気が供給されていないときの状態を
示し，図２（ｂ）は前記室Ｂ２のみに空気が供給されて
いるときの状態を示し，図２（ｃ）は前記室Ｂ１，Ｂ２
の両方に空気が供給されているときの状態を示す。図１
（ａ）又は図２（ａ）に示す如く，前記他方の室Ａのみ
に空気が供給され前記室Ｂ１，Ｂ２のいずれにも空気が
供給されていない状態，例えばバルブが全閉位置（又は
全開位置）にある状態から，前記空気圧ポート１１，及
び前記空気入出路１１１を介して前記室Ｂ２に空気を供
給すると，空気が供給されるに連れて，前記追加ピスト
ン１３が前記他方の室Ａ側に摺動する。このとき，前記
追加ピストン１３は前記ピストン２に当接しているか
ら，前記追加ピストン１３が前記他方の室Ａ側に移動す
るに連れて，前記他方の室Ａ内に空気を前記空気圧ポー
ト９から排出しながら，前記ピストン２も前記他方の室
Ａ側に移動する。前記ピストン２が前記他方の室Ａ側に
移動すると，前記ピストン２の移動が前記平行ピン６，
前記ヨーク７により回動運動に変換され，前記出力軸３
及びそれに連結されたバルブが回転させられる。そし
て，図２（ｂ）に示す如く，前記追加ピストン１３が前
記ストッパーボルト１４によって規制されると，前記ピ
ストン２の移動，及び前記バルブの回転が停止し，その
状態が保持される。この状態では，前記バルブの開度
は，全閉位置と全開位置との間の中間位置にある。この
中間位置の調整は，前記ストッパーボルト１４を用いて
行うことになる。スパナ等を用いれば外部から簡単に調
整し得る。

【００１２】この状態から，前記空気圧ポート８，及び
前記空気入出路８１を介して前記室Ｂ１に空気を供給す
ると，前記追加ピストン１３をその位置に残し前記ピス
トン２のみが前記他方の室Ａ内の空気を排出させなが
ら，前記他方の室Ａ側に移動する。前記ピストン２の移
動によって，前記バルブは前記中間位置からさらに回転
させられる。そして，図２（ｃ）に示す如く，前記スト
ッパーボルト１０ａにより規制されるまで，前記ピスト
ン２は移動する。この状態では，前記バルブの開度は，
例えば全開位置（又は全閉位置）にある。図２（ｃ）の
状態から，前記他方の室Ａに空気を供給し前記室Ｂ１の
みの空気を排出させれば，前記追加ピストン１３により
前記ピストン２の前記他方の室Ａ側とは逆側の端位置が
移動させられているから，図２（ａ）の状態には戻ら
ず，図２（ｂ）の状態に戻り，前記バルブは全開位置
（又は全閉位置）から中間位置へ駆動される。この状態
から，さらに前記他方の室Ａに空気を供給し前記室Ｂ２
の空気も排出させれば，図２（ｂ）の状態から図２
（ａ）の状態に戻り，バルブの開度が中間位置から全閉
位置（又は全開位置）に戻される。また，前記中間位置
を介さずに，全閉位置（又は全開位置）から全開位置
（又は全閉位置）へバルブを回転させる場合には，図２
（ａ）の状態において，前記室Ｂ１のみに空気を供給す
ればよい。前記他方の室Ａに空気を供給し前記室Ｂ１に
供給した空気を排出させれば，前記バルブは全開位置
（又は全閉位置）から全閉位置（又は全開位置）へ回転
する。このように，２位置動作を行う複作動型の空気式
アクチュエータに前記追加ユニットを取り付けることに
より，バルブを中間位置で停止・保持させることが可能
となる。前記追加ユニットの構成は簡素であり，ポジシ
ョナーを取り付ける場合と較べて需要者の経済的負担を
軽減することができる。また，簡素な構成から，取り付
け作業も簡単なものとなり，取り付けに必要な作業時間
も短縮することができる。さらに，前記追加ユニットは
小型であり，前記出力軸と直角方向に取り付ければよい
から，既にある配管の状況に影響を受けにくく，その意
味でも取り付けが行い易い。また，前記空気圧ポート
８，１１に，空気の入出速度を制御する比較的安価なス
ピードコントローラを取り付ければ，簡単に前記中間位
置の前後のバルブの開閉速度を異ならせることができ
る。このため，例えばウォーターハンマーを防ぐため全
閉近くまで速く作動させその後ゆっくり全開とするよう
な場合などにも対応することが可能となる。

【００１３】

【実施例】前記実施の形態では，前記複作動型の空気式
アクチュエータ０で用いていた空気圧ポート８，及び空
気入出路８１を利用して，前記室Ｂ１に空気を供給して
いたが，これに限られるものではなく，図３に示す複作
動型の空気式アクチュエータ０”の如く，前記追加ユニ
ットに前記室Ｂ１，Ｂ２の両方に空気を入出させるため
の空気圧ポート８”，１１”，及び空気入出路８１”を
設けるようにしてもよい。前記複作動型の空気式アクチ
ュエータ０”において，前記空気圧ポート８”，１１”
は前記拡張用シリンダ１２の前記他方の室Ａ側の逆側の
端部を閉鎖するシリンダカバー５ｂ”に設けられる。前
記空気入出路８１”を形成する管は，前記空気圧ポート
８”に取り付けられる。前記空気入出路８１”を形成す
る管は，追加ピストン１３”を貫通する。前記追加ピス
トン１３”には，前記管を貫通させるための穴１３５が
設けられており，前記穴１３５の両端に対する気密状態
は，溝に嵌められたＯリング１３６により保たれる。前
記実施の形態に係る追加ユニット１５とこのような構成
の相違がある追加ユニット１５”を，前記シリンダ１の
前記端部１ｂに取り付ける場合，その取付作業は基本的
に同じであるが，前記複作動型の空気式アクチュエータ
０で用いていた空気圧ポート８を，ねじプラグ８２を用
いて閉鎖しておく必要がある。また，前記複作動型の空
気式アクチュエータ０”の動作も，前記実施の形態に係
る複作動型の空気式アクチュエータ０′の動作と基本的
に同様である。ただし，前記複作動型の空気式アクチュ
エータ０”では，前記追加ピストン１３”が摺動する
際，前記空気入出路８１”を形成する管によってガイド
される形になり，前記追加ピストン１３”の摺動動作が
さらに安定するという利点がある。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した通り，前記請求項１〜３の
いずれか１項に記載の複作動型の空気式アクチュエータ
によれば，２位置動作を行う複作動型の空気式アクチュ
エータに上述のような追加ユニットを取り付けることに
よって，バルブを中間位置で停止・保持させる機能を前
記２位置動作を行う複作動型の空気式アクチュエータに
追加することができる。前記追加ユニットの構成は，前
記ポジショナーと較べて簡素なものであり，前記追加ユ
ニットは前記ポジショナーと較べて安価にし得るし，そ
の取付作業を需要者が行い得るようになるから，２位置
動作を行う従来の複作動型の空気式アクチュエータにバ
ルブの中間位置での停止・保持機能を望む需要者の経済
的負担を軽減することができる。また，構成が簡素であ
り，前記指令信号を用いる場合と較べて配管も簡単にな
るから，前記ポジショナーと較べて取り付け作業が簡明
になり，その作業に要する時間も短縮することができ
る。さらに，簡素な構成から小型化を図ることも可能と
なり，前記シリンダの長手方向に若干の空間があれば容
易に設置することが可能である。さらに，前記ピストン
と前記追加ピストンとの間の室と，前記追加ピストンと
前記蓋との間の室とで空気の入出系統が別個になるか
ら，前記請求項２に記載の発明のように，空気の入出速
度を制御する制御手段を前記ピストンと前記追加ピスト
ンとの間の室，及び前記追加ピストンと前記蓋との間の
室についてそれぞれ設けるだけで，簡単に前記中間位置
の前後のバルブの開閉速度を異ならせることができる。
さらに，前記請求項３に記載の発明のように，前記規制
手段による前記追加ピストンの規制位置を調整可能に構
成するだけで，任意の中間位置を設定することも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る複作動型の空気式
アクチュエータ０′の概略構成を示す図。

【図２】 前記複作動型の空気式アクチュエータ０′の
動作を説明するための図。

【図３】 本発明の実施の形態に係る複作動型の空気式
アクチュエータ０”の概略構成を示す図。

【図４】 ２位置動作を行う従来の複作動型の空気式ア
クチュエータ０の概略構成例を示す図。

【符号の説明】

１…シリンダ １ｂ…シリンダの端部 ２…ピストン ３…出力軸 ５ｂ′，５ｂ”…シリンダカバー ８，８”，１１，１１”…空気圧ポート １２…拡張用シリンダ １３…追加ピストン １４…ストッパーボルト １５，１５”…追加ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内部に摺動自在に嵌挿されたピ
   ストンにより隔てられるシリンダ内の２つの室に空気を
   入出させることによって，前記ピストンを往復動させ，
   前記ピストンの往復動を回動運動に変換して，連結され
   たバルブを全閉位置又は全開位置から全開位置又は全閉
   位置へ駆動する複作動型の空気式アクチュエータにおい
   て，空気の入出口を有し前記シリンダ内の２つの室のい
   ずれか一方の室を内径の同一性を維持しつつ拡張するた
   めの拡張用シリンダと，前記拡張用シリンダ内部から前
   記シリンダ内部にかけて摺動可能に嵌挿され，前記ピス
   トンに当接して前記ピストンの前記一方の室側の端位置
   を定める追加ピストンと，前記追加ピストンの前記２つ
   の室のうちの他方の室側の位置を規制する規制手段とを
   含む追加ユニットを，前記シリンダの前記一方の室側の
   端部に取り付けて，前記シリンダ内に形成されていた前
   記一方の室に代え，前記シリンダ内から前記拡張用シリ
   ンダ内にかけた，前記ピストンと前記追加ピストンとの
   間，及び前記追加ピストンと前記拡張用シリンダの前記
   他方の室側とは逆側の端部を閉鎖するための蓋との間
   に，空気を入出させることが可能な室をそれぞれ形成
   し，前記追加ピストンと前記蓋との間の室に空気を供給
   することにより，前記ピストンの前記他方の室側とは逆
   側の端位置を前記規制手段により前記追加ピストンが規
   制されるまで前記他方の室側へ移動させ，前記バルブを
   全閉位置と全開位置との間の中間位置に駆動するように
   してなることを特徴とする複作動型の空気式アクチュエ
   ータ。
2. 【請求項２】 空気の入出速度を制御する制御手段を前
   記ピストンと前記追加ピストンとの間の室，及び前記追
   加ピストンと前記蓋との間の室についてそれぞれ設けて
   なる請求項１に記載の複作動型の空気式アクチュエー
   タ。
3. 【請求項３】 前記規制手段による前記追加ピストンの
   規制位置が調整可能な請求項２に記載の複作動型の空気
   式アクチュエータ。