JP2002323164A - バルブ開閉機 - Google Patents
バルブ開閉機Info
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Abstract
にバルブ全閉から確実に開く空気制御回路を有するエア
ーモータ駆動式バルブ開閉機を提供する。 【解決手段】 減速歯車内に高低速切り替えクラッチ機
構84を内蔵し、バルブ開操作時には全閉から開き始め
るまで連続して低速、高トルクが作用し、その後は高
速、通常トルクが作用し、バルブ閉操作時は高速、通常
トルクが作用する空気制御回路を有する。
Description
されるバルブ開閉機に関する。より詳しくは配管等内の
流体の遮断、通過、流量調整を行なうバルブを減速歯車
を介してエアーモタで開閉するバルブ開閉機に関する。
を行なうバルブの開閉は人力、電気モータ等で行なわれ
ている。しかし、石油、化学プラント等では防爆性に優
れた工アーモータで駆動されるバルブ開閉機が多く用い
られている。一般にバルブ開閉機の減速歯車はウオーム
歯車が多く用いられるが効率が悪い欠点がある。又、バ
ルブ全閉から開く時、バルブディスクとバルブボディ間
の錆付きやカジリ等で作動不良がしばしば発生する。こ
の対策として従来はバルブ開操作時にハンマーブローに
よる衝撃によって通常トルクの約5割増のトルクを与え
ていたが、このトルクは瞬間に作用するため確実性がな
く信頼性が低いという欠点があった。
鑑みて、バルブ全閉からの開操作を確実にして信頼性の
向上を図り、小型で歯車効率の良いエアーモータ駆動式
バルブ開閉機を提供することを課題とする。
めに、本発明は1次駆動軸に回転自在に嵌合する高低速
2個の1次駆動歯車を隣接して配設し、2次駆動軸に夫
々の該1次駆動歯車に噛み合う被駆動歯と2次駆動歯を
有する歯車を配設し、該各1次駆動歯車の内怪部に形成
された各クラッチ歯の間を、エアーシリンダーによって
いずれかのクラッチ歯と噛み合う1次駆動軸と1体化し
た突起を往復させる。バルブ全閉から開き始めの所定の
距離は該突起が低速側の1次駆動歯車のクラッチ歯と噛
み合って大きいトルクを発生させてバルブを確実に開
き、所定の距離を過ぎた時点で該突起が高速側の1次駆
動歯車のクラッチ歯と噛み合って通常のトルク、高速度
でバルブの開操作を行なう。バルブを閉じる時は該突起
は高速側の1次駆動歯車のクラッチ歯と噛み合い通常の
トルク、高速度でバルブを閉じる。又、該各歯車は効率
の良い平歯車系を使用した。
ィスクとバルブボディ間の錆付きやカジリによって開き
難くなり、作動不良がしばしば発生している。この対策
として、従来はバルブ開き始めにハンマーブローの衝撃
によって通常トルクの約5割増しのトルクを与えてい
た。しかし、このトルクは瞬時に作用するため確実性が
なく信頼性が低いという欠点があった。本発明ではこの
対策としてバルブが開き始めるまでは約5割増しのトル
クが継続して作用するようにした。又、駆動歯車内部に
クラッチを内蔵して開閉機の小型化、平歯車を用いて伝
達効率の向上を図った。以下、その一実施例を示し、本
発明を詳細に説明する。
し、図2は図1のA−A矢視図、図3はバルブの上部図
を示す。図1において、本発明のバルブ開閉機1の原動
機であるエアーモータ2はバルブ開閉機1の上部ケース
3にボルト4で取付けられる。エアーモータ2の歯車2
aの回転力は1次減速歯車部5、2次減速歯車部6、3
次減速歯車部7を経て大歯車8に付勢される。
0に回転自在に嵌合された雌ネジ11に回転せず上下の
み移行する雄ネジ12が係合している。従って、雌ネジ
11が回転すると雄ネジ12が上下してバルブ9を開閉
する。図4に示すように雌ネジ11の外周の一方には六
角部11a、中心部に雌ネジl1bが加工されている。
通常はバルブの手動ハンドルはこの六角部11aに取付
けられるが、本発明のバルブ開閉機1を取付ける場合は
この六角部11aに図5に示すボス13を取付ける。図
3において雌ネジ11の軸方向の移動は雌ネジ11の鍔
部11cとカラー89、ボス13、座金14、ナット1
5によって制限される。
示し、バルブ開閉機1の大歯車8の凹状穴8aとボス1
3の突起13aが係合して回転力を伝達する。又、本発
明のバルフ開閉機1はバルブ9に図示しない取付け金具
によって取付けられる。
部ケース16の軸穴3a、16aに回転自在に嵌合して
いる。大歯車8の端面にはハンドル軸17がボルト18
で取付けられている。手動ハンドル19の内径部は回転
自在にハンドル軸17と嵌合して、手動時には連結ピン
20でハンドル軸17と連結される。手動ハンドル19
を使用しないときは、安全のために連結ピン20をハン
ドル軸17から抜いてハンドル軸17の回転力が手動ハ
ンドル19に伝達しないようにする。連結ピン20はピ
ン受け88内を摺動可能に支持されている。尚、手動ハ
ンドル19は上部ケース3にボルト21で取付けられる
ハンドル受け22に回転自在に嵌合し、軸芯方向の移動
は止め輪23で制限される。上部ケース3と下部ケース
16はパッキン24を介して図2に示すボルト94で固
定される。
エアーモータ2の歯車2aには1次駆動軸25にピン2
6で固定された歯車27が噛み合っている。該軸25は
軸受け28と下部ケース16の軸穴16aで支えられて
いる。軸受け28はピストン29の内怪部に固定され、
ピストン29が前進するとき1次駆動軸25と一緒に前
進する。該軸25は上部ケース3に嵌着されているシリ
ンダー30、低速側1次駆動歯車31、高速側1次駆動
歯車32の中央穴31a、32aと該軸穴16aに回転
自在及び軸方向摺動可能に配設されている。ピストン2
9の端面の空気室29aに図示しない空気穴から圧縮空
気を供給するとピストン29は前進し、圧縮空気を排気
するとバネ90によって後退する。
には突起25aが設けられ、該軸25が前進、後退する
と該突起25aは図6に示す該歯車31又は該歯車32
のクラッチ歯31b又は32bに係合して回転力を伝達
する。該歯車31、該歯車32は2次減速歯車部6の歯
車33の被駆動歯33a、33bと常時噛み合ってい
る。従って、該歯車32より歯数の少ない該歯車31に
該突起25aが係合すれば減速比は大きくなり、該突起
25aが歯車32に係合すれは減速比は小さくなる。こ
れらの減速比の比率は概ね5割増しである。このことは
バルブ全閉から開き始めるときに有効に作用する。即
ち、バルブ全閉から開き始めるときは図8に示すバルブ
ディスク86とバルブボディ87の錆付きやカジリ等の
ため作動不良を起こす場合があるので一般にバルブ操作
トルクを5割増しにする。尚、この方法のクラッチ機構
84は従来のクラッチ機構に比較して非常に小型であ
る.
33の端部には3次減速歯車部7を駆動する2次駆動歯
33cが歯車35の歯部35aと噛み合っている。図
1、図6に示すように歯車35の他端の歯部35bは2
次駆動軸34に回転自在に嵌合する歯車36の歯部36
aに噛み合っている。歯車36の他端の歯部36bは駆
動歯車として3次駆動軸37にキー38で廻り止めされ
ている歯車39に噛み合っている。尚、歯車35は歯車
39に対して回転自在である。又、3次駆動軸37にキ
ー38で廻り止めされた歯車40によって大歯車8は回
転力を伝達される。図1に示す3次駆動軸37は軸方向
へ摺動可能に配設され、手動アーム41によって前進
し、バネケース42内に収納されているバネ43によっ
て後退する。手動ハンドル19でバルブ9を手動開閉す
るときは、該手動アーム41の軸41aを図示しないレ
バーで回転して3次駆動軸37を前進させて該キー38
を歯車40から抜いて歯車40が3次駆動軸37に対し
て回転自在の状態にする。これによってバルブ9を手動
開閉するときは大歯車8によって逆転される歯車は歯車
40だけになるため、手動ハンドル19を軽く廻すこと
ができる。
7は2次駆動軸34を中心に回転自在である。従って、
図2において歯車40によって大歯車8が時計方向へ回
転するとき3次駆動軸37と歯車ケース44は回転反力
によって2次駆動軸34を中心に時計方向へ回転する。
この回転反力は受け金45を介してバネ46、バネ受け
93、ボルト47で支えられる。バネ46の力は使用前
後はカバー92で保護されるボルト47で調節可能であ
る。歯車ケース44の一端にはトルク検出アーム48が
ボルト49で取付けられ該トルク検出アーム48の先端
で調整ボルト50を介してトルク検出弁51を作動させ
る。即ち、大歯車8の回転トルクが設定値に達したとき
トルク検出弁51が作動する。
大歯車8を駆動歯車として図示しない途中の減速機構に
よって駆動される。スライド軸53に固定されたストラ
イカー54によってバルブ全開、全閉検出スイッチ5
5、56は作動する。スライド軸53はバネ57によっ
て中立位置を保ち、該軸53に固定されたバルブ全閉検
出アーム58又はバルブ全開検出アーム59が図示しな
い移動駒によって動かされることによって軸方向へ移動
する。尚、検出アーム58、59はスライド軸53に図
示しないセットネジによって任意の位置に固定できる。
縮空気は空気源60から導管61、制止弁62、フイル
ター63、減圧弁64、導管65、給油器66、導管6
7を経て3位置4方弁68に入る。その後、導管69か
らエアーモータ2に入って導管70を通って該4方弁6
8から大気へ排出される。この場合、エアーモータ2は
正転してバルブ9は開く。尚、圧縮空気が導管70から
出るとこれらの関係は逆になりエアーモータ2は逆転し
てバルブ9は閉じる。
するための3位置4方弁71、バルブ全閉検出スイッチ
55、バルブ全開検出スイッチ56とクラッチシリンダ
ー78を作動させるためのバネ式2位置3方弁85に入
る。該4方弁71を出た圧縮空気は導管72、74を経
て該4方弁68の圧力作動アクチエーター68aに入っ
て4方弁を正転位置に切り替えてエアーモータ2を正転
させてバルブ9を開く。同様に圧縮空気が導管73、7
5を経て圧力作動アクチエーター68bに入るとエアー
モータ2は逆転してバルブ9は閉じる。尚、導管74の
圧縮空気はバネ式2位置3方弁85の圧力作動アクチエ
ーター85aにも流れ、クラッチシリンダー78が作動
可能な状態にする。バルブ全閉検出スイッチ55はバネ
式2位置3方弁であり、バルブ9が全閉すると該検出ス
イッチ55が切り替わって圧縮空気は導管91に流れて
トルク検出弁51、全閉表示ランプ76とクラッチシリ
ンダー78を作動させるためのバネ式2位置3方弁77
の圧力作動アクチエーター77aに入る。従って、クラ
ッチシリンダー78が作動して該1次駆動軸25の突起
25aが該低速側1次駆動歯車31のクラツチ歯31a
に噛合って操作トルクが5割増しになる条件はバルブが
開き始めるとき、即ちバルブ全閉から所定の距離開く場
合である。この条件のとき以外はバルブ9を閉じる場合
も含めて該突起25aは該高速側1次駆動歯車32のク
ラッチ歯32bに噛合い、通常操作トルクが作用し、バ
ルブを高速開閉する。これによって、バルブを確実に且
つ能率良く開閉することができる。
あり、バルブ閉操作トルクが設定値に達すると圧縮空気
は導管79から2位置4方弁80の圧力操作アクチエー
タ−80aに入って導管73から供給される圧縮空気を
遮断してバルブ閉操作を停止する。バルブ全開検出スイ
ッチ56はバネ式2位置3方弁でありバルブ9が全開す
ると圧縮空気は導管81に流れて全開表示ランプ82を
作動させると同時に2位置4方弁83の圧力作動アクチ
エー夕−83aに入って導管72から供給される圧縮空
気を遮断してバルブ開操作を停止する。尚、2位置4方
弁80、83は開閉操作時に夫々の圧力作動アクチエー
タ−80b、83bに導管72、73から圧縮空気が入
って切り替わり、操作前の原位置に復帰する。
にあったクラッチ機構を減速歯車の内部に組込むことに
よってバルブ開閉機を小型化することができた。又、バ
ルブ全閉から開き始めるとき、バルブディスクとバルブ
ボディの錆付きやカジリによる開操作不良に対して、従
来はハンマーブロー効果によって瞬間的に約5割増しの
操作トルクを作用させていたが、操作トルクは瞬間的に
作用するため継続性がなく信頼性が低いという欠点があ
った。本発明では約5割増しトルクがバルブが全閉から
開き始めるまでは継続して作用するため信頼性は非常に
高くなる。又、従来のバルブ開閉機の減速歯車はウオー
ム歯車が主流で効率が低かったが、本発明では平歯車を
使用しているため効率が高い。本発明は上記のような優
れた効果を有する画期的な発明である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エアーモータで減速歯車を駆動し、エア
ーシリンダーで減速歯車を切り替えるエアーモータ駆動
式バルブ開閉機において、1次駆動軸に回転自在に嵌合
する低速、高速側1次駆動歯車を隣接して配設し、2次
駆動軸に夫々の該1次駆動歯車に噛み合う被駆動歯と2
次駆動歯を有する歯車を配設し、該各1次駆動歯車の内
径部にクラッチ歯を形成し、エアーシリンダーによって
軸方向に往復する1次駆動軸の外径部にいすれかの該ク
ラッチ歯と噛み合う突起を有することを特徴とするエア
ーモータ駆動式バルブ開閉機。 - 【請求項2】 エアーモータで減速歯車を駆動し、エア
ーシリンダーで減速歯車を切り替えるエアーモータ駆動
式バルブ開閉機において、バルブ開操作時にバルブの全
開から開き始めの所定の距離は該1次駆動軸の突起が低
速側1次駆動歯車のクラッチ歯と噛み合い、その距離以
外は高速側1次駆動歯車のクラッチ歯と噛み合い、バル
ブ開操作時には全開から全閉まで該1次駆動軸の突起が
高速側1次駆動歯車のクラッチ歯と噛み合う空気制御回
路を有することを特徴とする請求項1のエアーモータ駆
動式バルブ開閉機。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001130272A JP3668154B2 (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | バルブ開閉機 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JP3668154B2 JP3668154B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=18978678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3668154B2 (ja) |
KR (1) | KR100520492B1 (ja) |
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- 2001-04-26 JP JP2001130272A patent/JP3668154B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-03 KR KR10-2001-0047076A patent/KR100520492B1/ko active IP Right Grant
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KR100520492B1 (ko) | 2005-10-11 |
JP3668154B2 (ja) | 2005-07-06 |
KR20020083099A (ko) | 2002-11-01 |
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