JP2012013142A - Mounting structure of valve actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動或は手動でバルブを駆動するバルブ作動機を搭載するための取付構造に関し、特に、ボールバルブ等の回転弁にバルブ作動機を取付ける場合に好適なバルブ作動機取付構造に関する。 The present invention relates to a mounting structure for mounting a valve actuator that automatically or manually drives a valve, and more particularly to a valve actuator mounting structure that is suitable for mounting a valve actuator on a rotary valve such as a ball valve.
従来より、例えば、回転弁であるボールバルブに自動作動機であるアクチュエータを取付ける場合には、一般的には、略U字形状のブラケットと、コネクタとが用いられ、ブラケットは、バルブ、アクチュエータを連結し、コネクタは、バルブステムとアクチュエータ出力軸とを連結するために使用される。その際、アクチュエータとブラケットとの固定にはアクチュエータ固定用ボルト、バルブとブラケットとの固定にはバルブ固定用ボルトが使用される。このように、アクチュエータをブラケットやコネクタを用いて固定してダイレクトマウントによる取付けを回避する理由としては、特に、大型のボールバルブの場合、繰り返しの使用等によりグランドを増し締めする必要が生じるためである。
このバルブに手動作動機を設ける場合には、ブラケットを取外して手動作動機であるハンドルを取付けるが、このとき、バルブの上部に90度開閉用のストッパを設け、このストッパを介してハンドル操作を規制してバルブを所定の分だけ回転させるようになっている。
Conventionally, for example, when an actuator that is an automatic actuator is attached to a ball valve that is a rotary valve, generally, a substantially U-shaped bracket and a connector are used. The bracket includes a valve and an actuator. The connector is used to connect the valve stem and the actuator output shaft. At that time, an actuator fixing bolt is used for fixing the actuator and the bracket, and a valve fixing bolt is used for fixing the valve and the bracket. As described above, the reason why the actuator is fixed by using a bracket or a connector and the mounting by direct mounting is avoided is that, particularly in the case of a large ball valve, it is necessary to retighten the ground by repeated use. is there.
When installing a manual actuator on this valve, remove the bracket and attach the handle, which is a manual actuator. At this time, provide a stopper for opening and closing 90 degrees on the top of the valve, and operate the handle via this stopper. The valve is controlled to rotate by a predetermined amount.
一方、特許文献1は、バルブ本体の上に取り付けられるロータリーアクチュエータであり、このロータリーアクチュエータは、バルブ本体に取り付け可能な取付け板を具備し、この取付け板に形成された直線状の溝部または突出レール部と、アクチュエータの溝部又は突出レール部とを嵌合しつつ、ボルト接続によりバルブ本体と一体化される構造になっている。
On the other hand,
この種の自動又は手動のバルブ作動機が取付けられたバルブは、例えば、ディスペンサーユニットのように限られた空間に配管されることがあり、この場合、バルブの圧力損失を極力小さくしながらポート径をできるだけ大きくすることが要求される。そのため、バルブの外観寸法を抑えることに加えてバルブと作動機の取付部分のコンパクト化が必要になっている。 A valve equipped with this type of automatic or manual valve actuator may be installed in a limited space such as a dispenser unit. In this case, the port diameter is reduced while minimizing the pressure loss of the valve. Is required to be as large as possible. Therefore, in addition to suppressing the external dimensions of the valve, it is necessary to make the mounting portion of the valve and the actuator compact.
しかしながら、従来のバルブ作動機の取付構造は、略U字形状のブラケットを使用してアクチュエータを取付ける構造であるため、アクチュエータを含むバルブ全体の高さ寸法がこのブラケットの高さの分だけ大きくなり、全体をコンパクト化することが難しくなっていた。 However, since the conventional valve actuator mounting structure is a structure in which an actuator is mounted using a substantially U-shaped bracket, the overall height of the valve including the actuator is increased by the height of the bracket. It was difficult to make the whole compact.
しかも、このアクチュエータをバルブに取付ける場合には、ブラケットの限られた空間内でネジ締めをおこなったり、ブラケットの上面側にアクチュエータを乗せて天地を逆さにした状態でネジ締めを実施しなければならないため取付け作業性が悪くなり、バルブに対してアクチュエータを90度回転させた方向に組付け直す場合には、作業がより複雑化するという問題もあった。 Moreover, when this actuator is mounted on the valve, the screw must be tightened within the limited space of the bracket, or it must be tightened with the actuator placed on the top surface of the bracket and upside down. For this reason, the mounting workability is deteriorated, and there is a problem that the work becomes more complicated when the actuator is reassembled in the direction rotated 90 degrees with respect to the valve.
更に、ISO5211に対応したアクチュエータをバルブに取付ける場合に、取付用のネジを上方側から締め付ける構造であるときにはネジ頭部がバルブ上部に突出してダイレクトマウントが難しくなるため、ダイレクトマウント可能なフランジ部をバルブ上部にあらたに設け、このフランジ部の下側からネジで螺着する構造に設ける必要が生じる。このため、取付構造が複雑化することになる。 Furthermore, when an actuator compatible with ISO 5211 is attached to the valve, if the mounting screw is tightened from above, the screw head protrudes from the top of the valve, making direct mounting difficult. It is necessary to provide a structure that is newly provided at the upper part of the valve and is screwed with a screw from the lower side of the flange part. This complicates the mounting structure.
一方、このバルブの上部にハンドルを組み付けて手動開閉する場合には、ボデー側面の角部やフランジ部分と回転させるハンドルとの隙間が小さいと、この間に手指を挟む危険性がある。これを防ぐため、仮に、ハンドルの握り部分をボデーやフランジから離間させた構造に形成すると、ハンドルを装着したバルブ全体が高さ方向に大きくなる。
更に、手動操作用のストッパを設けた場合、このストッパ部分が外部に露出すると、手動操作時にこの回転したストッパとボデーとの間に手指を挟む危険性がある。
On the other hand, when the handle is assembled to the upper part of the valve and manually opened and closed, if there is a small gap between the corners and flanges on the side of the body and the handle to be rotated, there is a risk of fingers being caught between them. In order to prevent this, if the grip portion of the handle is formed in a structure separated from the body and the flange, the entire valve to which the handle is attached becomes larger in the height direction.
Further, when a stopper for manual operation is provided, if this stopper portion is exposed to the outside, there is a risk of fingers being pinched between the rotated stopper and the body during manual operation.
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、全体のコンパクト化を図りつつ単純な構造にでき、自動或は手動作動機でバルブを共用化して操作できるバルブ作動機の取付構造であり、自動作動機の取付け時には、ダイレクトマウントを可能にしつつバルブとアクチュエータとの取付け作業性を向上でき、手動作動機の取付け時には、手指を挟むことを防止しつつ操作可能な構造にでき、しかも、双方ともに正確にバルブを開閉制御できるバルブ作動機の取付構造を提供することにある。 The present invention has been developed in order to solve the above-mentioned problems. The object of the present invention is to make the whole structure compact and to have a simple structure, and to share a valve with an automatic or manual actuator. A valve actuator mounting structure that can be operated in an automatic manner. When an automatic actuator is installed, direct mounting is possible while improving the workability between the valve and the actuator. When a manual actuator is installed, fingers are prevented from being pinched. However, it is an object of the present invention to provide a valve actuator mounting structure that can be operated while being controlled and that both can accurately control the opening and closing of the valves.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、バルブ本体のステムを軸装した軸装部の上面に取付カバー体を載置固定し、この取付カバー体は、取付開口部を有する基板とこの基板の外周端より垂下させた垂下側板とより成り、垂下側板より軸装部上部の外周面にバルブ固定ボルトを螺着して取付カバー体をバルブ本体に位置決め固定し、取付カバー体に自動用のアクチュエータ作動機又は手動用の手動作動機の何れかを取付可能としたバルブ作動機取付構造である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a mounting cover body is placed and fixed on an upper surface of a shaft mounting portion on which a stem of a valve body is mounted, and the mounting cover body has a mounting opening. And a hanging side plate suspended from the outer peripheral edge of the substrate. A valve fixing bolt is screwed onto the outer peripheral surface of the shaft mounting portion from the hanging side plate so that the mounting cover body is positioned and fixed to the valve body. This is a valve actuator mounting structure in which either an automatic actuator actuator or a manual actuator can be mounted.
請求項2に係る発明は、垂下側板に形成した位置決め用溝に軸装部上部の外側面に設けた係止ピンを係止させて取付カバー体を位置決め固定したバルブ作動機取付構造である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、基板の取付開口部にアクチュエータ作動機の環状凸部を嵌入して位置決めし、かつ、基板に形成したボルト通し穴よりアクチュエータ固定ボルトを通してアクチュエータ作動機の取付位置に取付カバー体を螺着すると共に、アクチュエータ固定ボルトの頭部を軸装部上面に形成した収納溝に収納したバルブ作動機取付構造である。 According to a third aspect of the present invention, the annular projection of the actuator actuator is inserted into the mounting opening of the board and positioned, and the actuator is mounted at the mounting position of the actuator actuator from the bolt through hole formed in the board through the actuator fixing bolt. This is a valve actuator mounting structure in which the cover body is screwed and the head of the actuator fixing bolt is housed in the housing groove formed on the upper surface of the shaft mounting portion.
請求項4に係る発明は、軸装部上面に載置した手動用キャップ部材をステムに連動固定すると共に、当該手動用キャップ部材の下端外周にストッパ部を突設形成すると共に、手動用キャップ部材に取付カバー体の取付開口部を嵌合し、かつ、取付開口部の周縁下面側に形成した略90度の円弧溝にストッパ部を摺動係止して手動ハンドルを略90度開閉可能に設けたバルブ作動機取付構造である。 According to a fourth aspect of the present invention, the manual cap member placed on the upper surface of the shaft mounting portion is interlocked and fixed to the stem, and a stopper portion is formed to project from the outer periphery of the lower end of the manual cap member. The mounting opening of the mounting cover body is fitted to the mounting cover, and the manual handle can be opened and closed by approximately 90 degrees by slidingly locking the stopper portion in the arc groove of approximately 90 degrees formed on the peripheral lower surface side of the mounting opening. It is the provided valve actuator attachment structure.
請求項5に係る発明は、手動用キャップ部材に手動ハンドルを取付けたバルブ作動機取付構造である。
The invention according to
請求項1に係る発明によると、基板とこの基板の外周端より垂下させた垂下側板とより成る取付カバー体をバルブ本体の軸装部上面にバルブ固定ボルトにより位置決め固定していることで、高さ寸法を小さくして全体のコンパクト化を図りつつ単純な構造にでき、自動或は手動作動機によりバルブを共用化して操作でき、自動から手動、手動から自動への組み替えも容易に行なえる。自動作動機の取付け時には、アクチュエータのダイレクトマウントを可能にしつつバルブとアクチュエータとの取付け作業性を向上でき、手動作動機の取付け時には、手指を挟むことを防止しつつ操作可能な構造にでき、しかも、何れの手動機の場合にも正確にバルブを開閉制御できる。 According to the first aspect of the present invention, the mounting cover body composed of the substrate and the hanging side plate suspended from the outer peripheral edge of the substrate is positioned and fixed on the upper surface of the shaft mounting portion of the valve body by the valve fixing bolt. The structure can be made simple while reducing the overall size, and the valve can be operated by using an automatic or manual actuator, and the automatic to manual and manual to automatic can be easily changed. When installing an automatic actuator, it is possible to improve the mounting work between the valve and the actuator while enabling direct mounting of the actuator, and when installing a manual actuator, the structure can be operated while preventing fingers from being pinched. In any manual machine, the valve can be accurately controlled to open and close.
請求項2に係る発明によると、取付カバー体を所定の状態に位置決めしながらバルブ本体に固定することでバルブ作動機を正確に取付けて高精度にバルブ本体を開閉することが可能になる。このとき、バルブ本体に対してカバーを90度の回転角度により回転させて取付けることにより、バルブ作動機をアクチュエータ作動機としたときには常時開又は常時閉の何れかの状態にバルブを設定したりアクチュエータの取付方向を任意の向きに設定でき、バルブ作動機をハンドルとしたときにはバルブ本体の設置場所等に応じてハンドルの操作方向とバルブの開閉状態とを任意に設定できる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately attach the valve actuator and open and close the valve body with high accuracy by fixing the attachment cover body to the valve body while positioning it in a predetermined state. At this time, the cover is rotated and attached to the valve body at a rotation angle of 90 degrees, so that when the valve actuator is an actuator actuator, the valve can be set to either the normally open state or the normally closed state. The mounting direction can be set to an arbitrary direction. When the valve actuator is a handle, the operation direction of the handle and the open / closed state of the valve can be set arbitrarily according to the installation location of the valve body.
請求項3に係る発明によると、取付カバー体とアクチュエータ作動機とを位置決めした状態でアクチュエータ固定ボルトにより固定することができ、アクチュエータ作動機の駆動により正確にバルブ本体を開閉制御できる。この場合、アクチュエータ固定ボルトの頭部を収納溝に収納していることで、取付カバー体による取付け高さ寸法を小さく抑えることができ、全体のコンパクト化にも繋がる。アクチュエータ作動機と取付カバー体とを組付け、この取付カバー体付きのアクチュエータ作動機をバルブ本体に載せた状態で取付カバー体とバルブ本体のボデーとを固定できるため、広い作業空間内でアクチュエータ固定ボルトの締め付け作業を行なうことができ、アクチュエータを天地逆さの状態にして締め付け作業を行なう必要もない。 According to the third aspect of the present invention, the mounting cover body and the actuator actuator can be fixed with the actuator fixing bolt in a positioned state, and the valve body can be accurately controlled to open and close by driving the actuator actuator. In this case, since the head of the actuator fixing bolt is housed in the housing groove, the height of the mounting by the mounting cover body can be kept small, leading to overall compactness. Since the actuator actuator and mounting cover body are assembled and the actuator actuator with this mounting cover body is mounted on the valve body, the mounting cover body and the body of the valve body can be fixed. The bolt can be tightened, and it is not necessary to perform the tightening operation with the actuator upside down.
請求項4に係る発明によると、ステムを手動により回転させる場合に、円弧溝にストッパ部が摺動係止してステムを略90度の回転角度に規制できるため、バルブ本体の開閉操作時の精度を高めることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the stem is manually rotated, the stopper portion is slidably locked to the arc groove so that the stem can be regulated to a rotation angle of approximately 90 degrees. Accuracy can be increased.
請求項5に係る発明によると、手動ハンドルの操作により簡単にバルブ本体を90度回転操作でき、手動用キャップ部材を取付けカバー体に内蔵させていることで概観もシンプルな構造にでき、手動用キャップ部材が外部に露出することも防がれるため手指等を挟む危険性もない。 According to the fifth aspect of the present invention, the valve body can be easily rotated 90 degrees by operating the manual handle, and the manual cap member is built in the mounting cover body, so that the appearance can be simplified and the manual operation can be performed. Since the cap member is also prevented from being exposed to the outside, there is no risk of pinching fingers or the like.
以下に、本発明におけるバルブ作動機取付構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1においては、アクチュエータ作動機の取付け状態を示しており、図2においては、図1の分離斜視図を示している。図3、図4においては、自動用取付カバーの取付け状態を示している。 Hereinafter, an embodiment of a valve actuator mounting structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the attachment state of the actuator actuator is shown, and in FIG. 2, the separated perspective view of FIG. 1 is shown. 3 and 4 show the mounting state of the automatic mounting cover.
図において、このバルブ作動機取付構造は、取付カバー体1、バルブ固定ボルト2、係止ピン3を用いて自動用のアクチュエータ作動機5又は手動用の手動作動機6の何れかをバルブ本体7のステム8を軸装した軸装部9に取付け可能に設けたものである。先ず、バルブ作動機としてアクチュエータ作動機5を用いる場合を説明する。
In the figure, this valve actuator mounting structure is configured such that either an
この場合、取付カバー体1は、アクチュエータ作動機5をバルブ本体7に取付けるための自動用取付カバー体として設けられ、中央部に取付開口部10を有する略円板形状の基板11と、この基板11の外周端より垂下させた垂下側板12とより成り、略円筒形状に形成されている。基板11には取付開口部10を中心にして放射状にボルト通し穴13が形成され、このボルト通し穴13は、本実施形態においては、取付開口部10に対して略90度の間隔で4ヶ所に形成されている。
In this case, the mounting
図3において、垂下側板12には、位置決め用溝15、座ぐり穴16が90度の間隔で互い違いに形成され、これにより、この位置決め用溝15、座ぐり穴16が垂下側板12にそれぞれ2ヶ所ずつ設けられている。位置決め用溝15は、垂下側板12の端部側から溝状に切欠くように形成され、この位置決め用溝15に係止ピン3が係止可能になっている。座ぐり穴16は、バルブ固定ボルト2が挿入可能な穴径であり、座の部分にはバルブ固定ボルト2の頭部2aを装着可能になっている。
In FIG. 3,
図8に示すように、バルブ本体7を構成するボデー本体20の軸装部9上部の外周側は、円柱状に切欠き形成され、上方側より取付カバー体1が嵌合可能な環状突部22が軸装部9上面側に形成されている。環状突部22の外周面には、バルブ固定ボルト2、係止ピン3が螺合可能なめねじ部23が略90度の間隔で4ヶ所に均等に配置されている。環状突部22の上面には収納溝24が形成され、この収納溝24には、アクチュエータ作動機5に取付カバー体1を固定するためのアクチュエータ固定ボルト25の頭部25aを収納できるようになっている。
As shown in FIG. 8, the outer peripheral side of the upper portion of the
一方、アクチュエータ作動機5の下部側には取付開口部10に嵌入可能な環状凸部30が形成され、アクチュエータ作動機5の底面側には、基板11のボルト通し穴13を介してアクチュエータ固定ボルト25を螺着可能な雌ネジ31が設けられている。
On the other hand, an annular
図1〜図3に示したアクチュエータ作動機5は、例えば、空圧アクチュエータであり、ステム8と連結される出力軸32、コイルスプリング等のスプリング部材22、シリンダ37、ダブルピストン38、38を有し、シリンダ37内にピストン38、38、スプリング部材22が配設されている。ピストン38は、空気圧やガス圧で作動する往運動と、スプリング部材33の弾発力で作動する復運動とによって往復運動し、その結果、アクチュエータ作動機5は、いわゆるスプリングリターン型になっている。アクチュエータ作動機5は、ピストン38の往復運動を、図示しないピストンに形成したラックと駆動軸に固定したピニオンとによるラックアンドピニオン構造により正逆回転運動に変換し、出力軸32に連結したバルブ本体7を開閉するものである。また、このラックアンドピニオン機構に限ることなく、アクチュエータ作動機の作動機構は、例えば、スカッチアンドヨーク機構やリンク機構であってもよく、その作動機構が限定されることはない。
The
アクチュエータ作動機の内部には、シリンダ37の端部に螺着されたボルト39に係合可能とし、スプリング部材33の飛び出しを防止するためのリテーナ部材34が設けられ、リテーナ部材34は、環状部35と突当て部36とを有し、環状部35から突当て部36が突設形成された形状になっている。
Inside the actuator actuator, there is provided a
アクチュエータ作動機5を作動させてピストン38がシリンダ37内を往復動すると、突当て部36がシリンダ37の両側の端部37aに当接してピストン38の図示しないストロークが規制され、ピストン38の往復動による出力軸32の回転角度が所定角度、すなわち90度に規制される。
When the
このようにこの本実施形態のアクチュエータ作動機5においては、リテーナ部材34に突当て部36を形成することでこのリテーナ部材34単体によってストロークを決定でき、このリテーナ部材34を設けるだけで所定のストロークが得られるため、アクチュエータ作動機5の組立て後にストローク調整を行う必要がない。更に、突当て部36は、リテーナ部材34に一体に設けられているので、ストロークを設定するためのストッパーボルト等を別途設ける必要が無く、部品点数や組立て工数を削減することができる。
As described above, in the
アクチュエータ作動機5をバルブ本体7に取付ける場合には、先ず、軸装部9のめねじ部23に係止ピン3を螺着する。この場合、90度間隔で形成された4ヶ所のめねじ部23のうち、対向する2ヶ所のめねじ部23に係止ピン3、3をそれぞれ図2に示すように固定する。
一方、図3において、基板11の取付開口部10にアクチュエータ作動機5の環状凸部30を嵌入させて位置決めさせ、この状態でボルト通し穴13にアクチュエータ固定ボルト25を通して雌ネジ31に螺合させる。これによって、図4に示すように、アクチュエータ作動機5の所定の取付位置に取付カバー体1が螺着される。
When the
On the other hand, in FIG. 3, the
次いで、取付カバー体1をアクチュエータ作動機5と共にバルブ本体7に取付ける。この場合、垂下側板12の位置決め用溝15に軸装部9上部の外側面に設けた係止ピン3を係止させて円周方向の移動を規制することにより、取付カバー体1を位置決め固定し、この取付カバー体1を垂下側板12の内周側に環状突部22を嵌合させるように軸装部9の上面に載置させることで、アクチュエータ作動機5が軸装部9の所定位置に搭載される。このとき、予め、ボデー本体20に対して取付カバー体1を回転させることにより、アクチュエータ作動機5の向きを90度ごとに変えることができ、バルブ本体7に対してアクチュエータ作動機5の向きを変えることで、例えば、バルブ本体7を常時閉又は常時開の状態に設定したり、設置場所が狭いときなどに長尺状のアクチュエータ作動機5の方向を変えることも可能になる。
Next, the
アクチュエータ作動機5の取付け後には、アクチュエータ固定ボルト25の頭部25aが軸装部9上面の収納溝24に収納されるため、取付カバー体1が軸装部9上面側から浮き上がった状態で取付けられることが防がれる。
After the
この状態で、垂下側板12より座ぐり穴16を介して2ヶ所のめねじ部23にバルブ固定用ボルト2を螺着することで、取付カバー体1をバルブ本体7に固定でき、この取付カバー体1によりアクチュエータ作動機5をバルブ本体7の所定位置に正確に位置決め固定できる。そして、アクチュエータ作動機5を作動させると、正確にバルブ本体7を開閉操作できる。
In this state, the mounting
次に、バルブ作動機が手動用の手動操作機である場合を説明する。
図5においては、手動操作機の取付け状態を示しており、手動用の取付構造では、手動用キャップ部材40、手動ハンドル41が用いられ、これらが手動操作機として手動用取付カバー体42によりバルブ本体7に取付けられる。
Next, the case where the valve actuator is a manual operation device for manual operation will be described.
FIG. 5 shows a mounting state of the manual operating machine. In the manual mounting structure, a
図5、図6、図10に示すように、手動用の取付カバー42は、自動用取付カバー1と同様に、取付開口部43を有する基板44と、この基板44の外周端より垂下させた垂下側板45とを有している。図9において、取付開口部43の周縁下面側には略90度の回転規制が可能な円弧溝46が形成され、垂下側板45には、位置決め用溝15、座ぐり穴16が90度の間隔で互い違いに2ヶ所ずつ形成されている。
As shown in FIGS. 5, 6, and 10, the
図7において、キャップ部材40は、略円柱状の形状を呈し、このキャップ部材40の下端外周には2ヶ所のストッパ部47、47が突設形成されている。ストッパ部47は、略180度の間隔に形成され、円弧溝46に収納可能に設けられている。キャップ部材40の底面側には略四角形状の嵌合穴部48が形成され、この嵌合穴部48にはステム8の上端部に形成された平行四面部8aが嵌合可能になっている。この平行四面部8aの嵌合穴部48への嵌合により、キャップ部材40を介してステム8が回転可能となる。キャップ部材40の側面には、手動ハンドル41取付け用であり一部が略半円状の取付穴部49が形成されている。
In FIG. 7, the
手動ハンドル41は、適宜の形状に形成され、この手動ハンドル41のキャップ部材40への取付け側には取付穴部49に装入可能な略半円形状の装入部50が形成され、この装入部50の先端面側にはめねじ51が設けられている。一方、装入部50の他端側には把持部52が形成され、この把持部52を介して手動ハンドル41を回転操作可能になっている。
The manual handle 41 is formed in an appropriate shape, and a substantially
手動ハンドル41、キャップ部材40を手動操作機としてバルブ本体7に取付ける場合には、平行四面部8aを嵌合穴部48に嵌合させるようにしながら軸装部9上面にキャップ部材40を載置させ、このキャップ部材40をステム8に連動固定させる。そして、キャップ部材40に取付開口部43を嵌合させ、かつ、円弧溝46にこのキャップ部材のストッパ部47を摺動係止させるような向きにしながら、ボデー本体20に載置させた取付カバー体42を、係止ピン3とバルブ固定ボルト2とによりバルブ本体7に固定する。これにより、取付カバー体42を介してキャップ部材40をステム8に対して正確な向きに取付けできる。
When the
続いて、手動ハンドル41の装入部50を取付穴部49に装入し、めねじ51に固定用ボルト53を螺着することでキャップ部材40に手動ハンドル41が固定される。手動ハンドル41を回転するときには、円弧溝46にストッパ部47が摺動係止することでキャップ部材40の回転が略90度に規制され、手動ハンドル41を略90度開閉することが可能になっている。このため、手動ハンドル41による操作時においても、アクチュエータ作動機5の場合と同様に、略90度の回転動作によって正確にバルブ本体7を開閉でき、高圧流体が内部に流れる場合でも高精度な開閉制御が可能になっている。
Subsequently, the
なお、上述した自動用又は手動用のバルブ作動機が取付けられるバルブ本体7は、回転弁からなり、特に、ボールバルブなどの90度の回転により開閉操作するバルブで、高圧流体用のバルブに適している。
バルブ本体7は、内部にボール60を有し、このボール60をシール接触するためのシール機構61がボール60の両側位置に配置されたトラニオン型ボール弁の構造になっている。バルブ本体7を構成するボデー本体20は、ボデー62と、このボデー62の一次側と二次側とにそれぞれ設けられたキャップ体63、63とから成り、このボデー本体20にシール機構61が内装されている。
The
The
ボデー62は、略四角形状に形成され、このボデー62の両側にガスケット64が挟着された状態でキャップ体63、63が螺着されてボデー本体20が構成される。キャップ体63の内周面には後述するシートリテーナ66装着用の装着穴67が設けられ、この装着穴67にシートリテーナ66が嵌挿可能に設けられている。装着穴67には、後述するシール部材68装着用の装着溝69が形成され、この装着溝69は、シートリテーナ66の外周面66aに位置するボデー本体20側の内周面側に設けられている。また、装着穴67には、バネ部材70装着用の拡径溝部71が形成されている。更に、装着穴67の他方側には、メネジ部72が連通して形成され、このメネジ部72には外部継手73が螺着可能になっている。なお、キャップ体63は、接着や溶着等の接合手段によってボデー62に一体化することも可能である。
The
シール機構61は、ボールシート75、前記したシートリテーナ66、バネ部材70、シール部材68から成っている。このうち、ボールシート75は、ボール60のボール面60aをシール接触可能な環状に形成されている。このボールシート75は、小径の形状であることが好ましく、この場合、ボール60に抱きつきにくくなって吸い付きを回避できる。
The
シートリテーナ66は、ボール60の所定位置にボールシート75を配置して押圧シールするために設けられ、ボール60側に配設される拡径部76と、この拡径部76よりも縮径した筒部77とを有している。拡径部76の先端に形成された溝状部位にはボールシート75が装着されている。更に、シートリテーナ66には内部流路79が形成されている。
The
シートリテーナ66における筒部77は、後述するようにシール部材68とバックアップリング80とがボデー本体20側に配設されて同一径の外径でストレート状に形成され、この筒部77が装着溝69に嵌挿されることでシートリテーナ66が流路方向に移動可能になっている。筒部77の外周面にはシール部材68が密着し、シートリテーナ66の流路方向への移動時にはこのシール部材68により筒部77がシールされる。
As will be described later, the
バネ部材70は、例えば、コイルスプリングからなり、拡径溝部71と、装着穴67に嵌挿されたシートリテーナ66の拡径部76との間に装着され、このバネ部材70により、シートリテーナ66のボールシート75側に弾発力が付与される。バネ部材70は、皿バネであってもよい。
The
シール部材68は、例えば、ゴム製のOリングよりなり、バックアップリング80とともに装着溝69に装着され、これにより、ボデー本体20側の内周側でシートリテーナ66の外周面66aに配設される。バックアップリング80は、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)により形成される。シール部材68とバックアップリング80は、別の材質の材料によって形成されていてもよいが、この場合にもゴムやPTFEと同程度の軟質材料をそれぞれ用いることが好ましく、軟質材料を用いた場合には装着溝69に変形させて装着しやすくなる。シール部材68は、両側にバックアップリング80、80が配置された状態で装着溝69に装着されてこのバックアップリング80、80により両側が保護されている。
The
ボール60は、上部側に軸部60bと、下部側にトラニオン(ロワステム)60cとを有し、軸受81を介して軸部60bとロワステム60cとがボデー62内に回動自在に取付けられる。ボール60をステム8により回動操作し、ボール60内部に形成された連通孔60dとシートリテーナ66の内部流路79とが連通したときには流体を流すことが可能になっている。
The
バルブ本体7は、上記の構成によってバネ部材70がシートリテーナ66に付与する弾発力と、シール部材68の内径側で設定された流体圧とによりシール機構61による押圧力を発揮し、いわゆる2重シール方式により高圧流体を封止できる構成になっている。
The
更に、バルブ本体7のステム8の周囲には、パッキン83、パッキン座金84、スラスト玉軸受85、グランド86、ブッシュ87が配設され、パッキン座金84に装入されたパッキン83が軸装された軸封構造になっている。
Further, a packing 83, a packing
図1に示すように、ステム8は、ボデー本体20内のバルブキャビティ89から大気圧部分であるボデー本体20の外方側まで貫通するように設けられ、このステム8には、軸径の面積に対して働く流体圧力によりスラスト方向の荷重がかかるようになっている。ステム8には鍔部90が形成され、この鍔部90を介して、スラスト玉軸受85によりスラスト方向の荷重が加わるようになっている。スラスト玉軸受85は、鍔部90とパッキン座金84との間に介在され、パッキン座金84によって保持される。
As shown in FIG. 1, the
パッキン座金84は、円筒部91と底部92とを有する有底の円筒体から成り、この円筒体形状によって内側にパッキン83が装入可能に設けられている。これにより、パッキン座金84内にパッキン83が装入されたときには、パッキン83のキャビティ89側にパッキン座金84が配設される。パッキン座金84の上端には、リーク導通用の切欠溝93が形成されている。
The packing
パッキン座金84には高圧流体用スラスト荷重が加わるようになっており、このスラスト荷重は、バルブ本体7の一部であるグランド86により支受けされている。パッキン座金84は、底部92に形成された貫通穴部94の内周縁部位にステム8外周が回転接触するため、摺動性が良く、例えばステンレス製からなっているステム8とかじらないアルミブロンズ等の材料により形成されることが望ましい。
A thrust load for high-pressure fluid is applied to the packing
パッキン座金84に装入されるパッキン83は、積層Vパッキンからなっている。積層Vパッキン83の内外周面の下部と、パッキン座金84の外周面の下部とには環状溝83a、84aがそれぞれ形成されている。この環状溝83a、84aには、シール用Oリング95と、このOリング95の上面側に金属製バックアップリング96が装着され、パッキン座金84の内外周面の下部と、パッキン83の内周面下部にOリング95、バックアップリング96がそれぞれ配設される。バックアップリング96は、例えば、一般的に用いられるPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等であればよく、Oリング95が一般的なゴム製である場合、バックアップリング96をこのOリング95よりも硬い材質とすることでOリング95を保護できる。このように、バックアップリング96を設けることで二重シール構造とし、この二重シール構造によりシール性を向上させている。更に、バックアップリング96の二次側がパッキン83であることにより、一層高いシール性を発揮できる。
The packing 83 inserted into the packing
上記のように、ステム8の外周側、パッキン83の外周側、パッキン座金84の外周側には、Oリング95、バックアップリング96による軸シール構造が設けられ、ステム8外周側とパッキン83外周側は、これらによる複合シール構造が配設される。この複合シール構造において、ステム8外周側ではこのステム8が回転することでパッキン83に対して摺動シールし、パッキン83外周側、パッキン座金84外周では固定シールとなるが、ステム8が何らかの理由によってパッキン83に対して回転できなくなった場合には、パッキン83がパッキン座金84に対して摺動シールしながら回転するようになっている。
As described above, on the outer peripheral side of the
ここで、流体のシールは、基本的にOリング95及びバックアップリング96でおこなわれるが、流体の圧力によりOリング95を構成する材料内にガス体などの流体が入り込んで荷重を受けている間にはシール機能を発揮できていても、流体圧力による荷重が緩和された際にOリング95の線径方向に内封されたガス体が放出されて外部に流出するおそれがある。本実施形態においては、この圧力緩和時の漏れを防ぐためにバルブ本体7内にパッキン83が設けられている。この場合、パッキン座金84の外径側に関しては摺動シールになることがないため、Oリング95とバックアップリング96のみによるシール構造になっている。
Here, the fluid is basically sealed by the O-
このとき、Oリング95、バックアップリング96の配設位置をパッキン座金84の下部としている理由としては、仮に、Oリング95、バックアップリング96をパッキン座金84の上部側に設けてシールする構造にした場合、流体の圧力によりパッキン座金84が変形してパッキン83のシール性に悪影響を与えるおそれがあるからである。このため、Oリング95、バックアップリング96を、パッキン83の外径側のシールポイントよりも下方側としている。
At this time, the reason for arranging the O-
グランド86は、略円筒状に形成され、環状鍔部97と蓋部98とを有している。環状鍔部97は、パッキン83が装入されたパッキン座金84の外周側に嵌合可能になっており、蓋部98によりパッキン83とパッキン座金84の上部側を被蓋可能になっている。グランド86は、バルブ本体7の上方開口部99に形成された装着凹部100に螺着により一体に固着され、このグランド86でパッキン83とパッキン座金84とを流体圧に抗する方向に押圧し、このグランド86の下面側でパッキン座金84のスラスト荷重を支受けしている。このとき、グランド86がパッキン83を締め付けることはなく、グランド86は、その先端側が装着凹部100の底面側に突き当たることで位置決めされる。このため、パッキン83は、外部からの荷重ではなく、流体圧力による自己シール機能を発揮する。
グランド86の内周面側にはブッシュ87が装着されており、このブッシュ87によりステム8が傾くことが防止されている。
The
A
バルブ本体7のパッキン座金84の側面に位置する部位には、外部と連通するリークポート101が形成され、このリークポート101は、切欠溝93を介してバルブ本体7内と連通している。リークポート101は、パッキン座金84に装着されたOリング95よりも上部側に設けられている。ステム8の外径側やパッキン83の外径より漏れた流体は、切欠溝93、リークポート101を介して確実に外部に放出され、バルブ本体7内に留まることが防がれている。
A
なお、軸装部9上部を、バルブ本体7と同様の角柱状とし、この角柱状に対応するよう、取付カバー体を略角筒形状としても良い。これらの角形状によれば、角部により位置決めを行なうことができ、係止ピン3を省略することができる。
一方、軽量化や手動操作時の回転操作性の観点からは、軸装部9上部は円柱状とし、取付カバー体は円筒形状を用いるのが好ましい。
Note that the upper portion of the
On the other hand, from the viewpoint of weight reduction and rotational operability during manual operation, it is preferable that the upper portion of the
続いて、本発明のバルブ作動機取付構造の上記実施形態における作用を説明する。
本発明におけるバルブ作動機取付構造は、バルブ本体7の軸装部9上面に取付カバー体1を載置固定し、この取付カバー体1は、基板11と垂下側板12とより成り、垂下側板12よりバルブ固定ボルト2を螺着して取付カバー体1をバルブ本体7に位置決め固定しているので、取付カバー体1取付け時の高さ方向の寸法を抑えて、バルブ本体7と、アクチュエータ作動機5又は手動作動機6の何れのバルブ作動機を取付けた何れの場合でも全体をコンパクト化できる。しかも、バルブ本体7との固定部を設けた垂下側板12の内方に、アクチュエータ作動機5との固定部を収容した取付カバー体1を用いているので、作動機を一体に設けたバルブ全体の高さ寸法をより小さくできる。また、バルブ本体7とアクチュエータ作動機5との間には、取付カバー体1の基板11のみが介在する構造であることも、作動機を一体に設けたバルブ全体の高さ寸法を小さくすることができる要因である。
Then, the effect | action in the said embodiment of the valve actuator attachment structure of this invention is demonstrated.
In the valve actuator mounting structure according to the present invention, the mounting
この場合、垂下側板12の位置決め用溝15に係止ピン3を係止させて取付カバー体1を位置決め固定しているので、バルブ本体7に対してバルブ作動機を正確に取付けて作動時に高精度にボール60を開閉制御できる。
In this case, since the mounting
本発明のバルブ作動機取付構造によれば、バルブ本体7とアクチュエータ作動機5とを近接することができるので、バルブ本体7のステム8とアクチュエータ作動機5の出力軸32とを、コネクタ等の部品を介することなく、且つ、ステム8や出力軸32の長さを抑制しつつ、直接接続することができる。
According to the valve actuator mounting structure of the present invention, the
アクチュエータ作動機5をバルブ本体に取付ける場合には、取付開口部10に環状凸部30を嵌入してアクチュエータ作動機5を位置決めした状態で、アクチュエータ固定ボルト25によりアクチュエータ作動機5の取付位置に取付カバー体1を螺着し、アクチュエータ固定ボルト25の頭部25aを収納溝24に収納しているので、アクチュエータ作動機5と取付カバー体1とを広い空間で固着でき、この取付カバー体1とバルブ本体7とを取付カバー体1の側面から容易に取付けできる。しかも、アクチュエータ作動機5に予め取付けた取付カバー体1を、バルブ本体7の軸装部9上面側から被せるように位置決め装着できるため、アクチュエータ作動機5の天地を逆さにしてバルブ本体7を固着する必要もなく、組付け作業性が高まっている。
When the
アクチュエータ作動機5を回転させた状態に組付け直す場合には、バルブ固定用ボルト2を外してバルブ本体7からアクチュエータ作動機5ごと取付カバー体1を上方に持ち上げるようにして取外し、係止ピン3を付け替え、アクチュエータ作動機5の向きを回転させた後に軸装部9に載置してバルブ固定用ボルト2を螺着することで、単純な組付け作業で簡単に組付け直しできる。しかも、この取付構造をISOに準拠させることも可能である。
When reassembling the
一方、手動作動機6をバルブ本体7に取付ける際には、下端外周にストッパ部47を有するキャップ部材40を軸装部9上面に載置してステム8に連動固定し、このキャップ部材40に取付カバー体42の取付開口部43を嵌合し、取付開口部43の円弧溝46にストッパ部47を摺動係止して手動ハンドル41を略90度開閉可能に設けているので、手動ハンドル41を把持して操作するときにこのストッパー構造に手指を挟むことを防ぐことができ、かつ、これらの間に所定の空間を設ける必要もないため手動ハンドル41を特殊な形状に形成する必要もなく、全体を小型化できる。
On the other hand, when the manual actuator 6 is attached to the
しかも、前述したように、円柱状に切欠き形成された軸装部9上部に略筒形状の取付カバー体42を取付けた構造により、この作動機取付け部位と手動ハンドル41の間に手動ハンドル41の回転操作に沿った空間を設けることができるため、手動ハンドル41の回転操作時にこの手動ハンドル41とバルブ本体7(取付カバー体42を含む、軸装部9上部)との間に手指を挟む危険性が少なくなる。
Moreover, as described above, the
1、42 取付カバー体
2 バルブ固定ボルト
3 係止ピン
5 アクチュエータ作動機
6 手動作動機
7 バルブ本体
8 ステム
9 軸装部
10、43 取付開口部
11 基板
12 垂下側板
13 ボルト通し穴
15 位置決め用溝
24 収納溝
25 アクチュエータ固定ボルト
25a 頭部
30 環状凸部
40 キャップ部材
41 手動ハンドル
46 円弧溝
47 ストッパ部
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