JP2016133216A - バルブシステムおよびこのバルブシステムを備えたタンク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動機構をエアアクチュエータとしながら、弁体を三つの停止位置のそれぞれで正確に停止できるバルブシステムおよびこのバルブシステムを備えたタンク装置を提供する。
【解決手段】第一筐体１５内で摺動する第一シリンダ１６を、第一筐体１５の対向する一対の内壁のいずれかに当接する第一停止位置または第二停止位置、第二アクチュエータ１４の作動により第一筐体１５内に突出する突出部材２３に当接させる第三停止位置のいずれかで停止させることにより、第一シリンダ１６に連結される弁体４の回動を制御する。
【選択図】図８

Description

本発明は、一つの取入口から供給される液体を三つの取出口のいずれかから選択的に吐出できるバルブシステムに関するものであり、詳しくは駆動機構をエアアクチュエータとしながら、弁体を三つの停止位置のそれぞれで正確に停止できるバルブシステムおよびこのバルブシステムを備えたタンク装置に関するものである。

液体燃料を運搬するタンクローリ等にタンク装置が搭載され、このタンク装置に設置されるバルブシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１は、燃料等を搬送する搬送管とポンプとの間に設置され、切り替えにより燃料等の流れる方向を変更する四方弁を提案する。特許文献１に記載の四方弁は、搬送管が連結される二つの搬送管用開口部およびポンプが連結される二つのポンプ用開口部を形成された弁ケースと、弁ケースの内部に回動可能な状態で配置され一方の搬送管用開口部とポンプ用開口部とを連通させる弁体と、弁ケースの外側に配置され弁体を回動させる駆動機構とを備えている。

弁体により一方の搬送管用開口部とポンプ用開口部が連通された際には、他方の搬送管用開口部とポンプ用開口部は弁ケースと弁体との間の空間を介して連通される。この四方弁の弁体は搬送管用開口部およびポンプ用開口部の組のうち一方または他方を連通させればよいため、二つの停止位置を有する。この四方弁は弁体の停止位置が二つであるため弁体の制御は比較的容易である。

液体燃料等を運搬するタンク装置においては、引火の危険性があるため駆動機構をエアアクチュエータで構成することが望ましい。このエアアクチュエータは、内部に供給される気体によりシリンダを摺動させ、この摺動による直線運動をラックアンドピニオン機構等により回転運動に変換して弁体を回転させる構造にすることができる。このシリンダは、エアアクチュエータ内の対向する内壁の一方または他方のいずれかに当接させて停止できるので、弁体の停止位置が二つの場合の制御は比較的容易に実現できる。

しかしエアアクチュエータは、シリンダの両端の空間における圧力差によりシリンダを移動させるので、対向する内壁のいずれにも当接させずに、その間の所定の位置にシリンダを停止させる制御を行うことは困難であった。そのため、弁ケースが一つの取入口と三つの取出口を形成され、弁体が三つの取出口の内のいずれか一つと取入口とを選択的に連通させる四方弁、即ち弁体の停止位置が三つ必要となる四方弁からなるバルブシステムをエアアクチュエータにより実現することができなかった。

特開２００７−２３９７９７号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は駆動機構をエアアクチュエータとしながら、弁体を三つの停止位置のそれぞれで正確に停止できるバルブシステムおよびこのバルブシステムを備えたタンク装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のバルブシステムは、弁ケース、弁体、エアアクチュエータおよび制御手段を有するバルブシステムであって、前記弁ケースが、取入口を有する取入面と、この取入面に隣接する三つの面にそれぞれ取出口を有するとともに、前記取入面に対向する面に前記弁体の回転軸を水密に貫通させた略立方体のケースであり、前記弁体が、前記弁ケースの内部に前記回転軸を中心に回動可能に収容され、前記取出口のいずれかを選択可能に前記取入口と連通させる流路を有し、前記エアアクチュエータが、第一アクチュエータおよび第二アクチュエータを隣接させて有し、第一アクチュエータが第一筐体および第一シリンダからなり、第一シリンダを第一筐体の内部を摺動可能に配置するとともに、第一シリンダの摺動運動を前記回転軸の回動運動に変換するように前記回転軸を第一筐体に接続し、第二アクチュエータが第二筐体、第二シリンダおよび突出部材からなり、第二シリンダを第二筐体の内部を摺動可能に配置するとともに、前記突出部材を第二シリンダの端部に連結させて隣接する第一筐体の内部に突出自在に配置し、前記制御手段が、第二シリンダが第二筐体の第一アクチュエータ側の内壁に当接する前進位置、第二シリンダが第二筐体の第一アクチュエータと反対側の内壁に当接する後退位置のいずれかを切替可能に選択し、第一シリンダが第一筐体の第二アクチュエータ側の内壁または前記後退位置にある第二シリンダの前記突出部材に当接する第一停止位置、第一シリンダが第一筐体の第二アクチュエータの反対側の内壁に当接する第二停止位置、第一シリンダが前記前進位置にある第二シリンダの前記突出部材に当接する第三停止位置、のいずれかを切替可能に選択し、この第一シリンダの停止位置に基づき前記弁体の回動位置を制御し前記取出口のいずれかを前記取入口と連通させることを特徴とする。

本発明のタンク装置は、上記のバルブシステムを有し、内部を隔離壁により複数の液体貯蔵室に分割されるタンクと、このタンクの外側底部に配置されてタンク前後方向に延設される主搬送管と、この主搬送管から分岐してそれぞれの液体貯蔵室の底弁に連結された複数の枝管と、前記主搬送管から分岐して前記タンクの外側左右両側に配置された左右の側方吐出し口に連結される左配管および右配管と、前記主搬送管から分岐して前記タンクの外側後方に配置された後方吐出し口に連結される後方配管とを備えた、車両とともに移動するタンク装置であって、前記弁ケースおよび前記弁体が前記主搬送管からの分岐部分に設置され、前記主搬送管が前記取入口に連結され、前記左配管、右配管および後方配管の一端が前記三つの取出口にそれぞれ連結され、それぞれの他端が前記側方吐出し口のうちの同じ側に設けられた側方吐出し口または前記後方吐出し口にそれぞれ連結され、前記分岐部分から前記側方吐出し口または前記後方吐出し口に向かってそれぞれ下方に傾斜した状態で延設されることを特徴とする。

本発明のバルブシステムによれば、第一シリンダを突出部材に当接させることにより、第三停止位置を正確に決めることができる。そのため駆動機構をエアアクチュエータとしながら、弁体を三つの停止位置にそれぞれ正確に停止させることができる。

突出部材の移動方向を、第一シリンダの摺動方向と同一方向にすることができる。この構成によれば第一シリンダと突出部材とが当接したまま噛み合い、移動できなくなる事態を回避するには有利となる。

第一アクチュエータに供給される気体の圧力が、第二アクチュエータに供給される気体の圧力よりも低くすることができる。この構成によれば第一シリンダが移動する力よりも第二シリンダが移動する力の方が大きくなる。そのため第一シリンダを第三停止位置で停止させる際に、第一シリンダに押されて突出部材が移動することを抑制できる。即ち第一シリンダを第三停止位置に停止させる際の精度を向上するには有利となる。

弁ケースと弁体との間であって弁ケースの六つの面にそれぞれ環状のシール部材を配置する故末井にすることもできる。取入口または取出口を形成されていない弁ケースの内面にもシール部材を配置することにより、弁体が弁ケース内で六方向から略均等に支持されるので、弁体の中心位置を維持し易くなる。弁体がその内部を流れる流体に押されて弁ケース内で移動し難くなるので、バルブから流体が漏洩することを抑制するには有利となる。

本発明のタンク装置によれば、エアアクチュエータにより弁体の回転を制御できるので、タンク装置が可燃性の燃料等を貯蔵している場合であっても、引火等の危険性を低減できる。また弁体を正確に所定の停止位置に停止させることができるので、バルブから燃料等が漏洩することを抑制するには有利となる。

バルブにより荷卸しに使用しない配管を閉止できるので、この配管に燃料等の液体が流れ込んで残液となることを抑制するには有利となる。

本発明のバルブシステムを構成するバルブの概要を例示する説明図である。 図１のバルブの平面を例示する説明図である。 図２に示すバルブのＡ−Ａ断面を例示する説明図である。 図２に示すエアアクチュエータのＢ−Ｂ断面を例示する説明図である。 本発明のバルブシステムの第一スイッチをオンにした状態を例示する説明図である。 バルブシステムの第二スイッチをオンにした状態を例示する説明図である。 図６の状態におけるエアアクチュエータの断面を例示する説明図である。 バルブシステムの第三スイッチをオンにした状態を例示する説明図である。 図８の状態におけるエアアクチュエータの断面を例示する説明図である。 本発明のタンク装置の概要を例示する説明図である。 図１０に示すタンク装置の側面を例示する説明図である。 図１０に示すタンク装置の平面を例示する説明図である。 図１１および図１２に示すタンク装置のＣ−Ｃ断面を例示する説明図である。 タンク装置の別の実施形態の側面を例示する説明図である。 図１４に示すタンク装置の平面を例示する説明図である。 図１４および図１５に示すタンク装置のＤ−Ｄ断面を例示する説明図である。 タンク装置の別の実施形態の側面を例示する説明図である。 図１７に示すタンク装置の平面を例示する説明図である。 図１７および図１８に示すタンク装置のＥ−Ｅ断面を例示する説明図である。

以下、本発明のバルブシステムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示するように本願発明のバルブシステムを構成するバルブ２は、略立方体の弁ケース３と、この弁ケース３の内部に収容される弁体４とを備えている。このバルブ２には、隣接する状態でエアアクチュエータ５が併設されている。

弁ケース３は、開口した取入口６を形成される取入面７を有し、この取入面７に隣接する三つの面にそれぞれ第一取出口８、第二取出口９、第三取出口１０（以下、総称して取出口ということもある）が形成されている。第一取出口８と第二取出口９は弁ケース３の対向する面にそれぞれ形成されていて、この開口は同一軸線上に並んだ状態である。第三取出口１０は、第一取出口８と第二取出口９とが形成される面の間の面に形成されている。

取入面７に対向する面にはエアアクチュエータ５が設置されている。図３に例示するようにエアアクチュエータ５から延びる回転軸１１は、弁ケース３のこの面を貫通し、弁ケース３内に回動可能な状態で配置される弁体４に連結されている。この回転軸１１が貫通した面は、弁ケース３内の流体が外部に漏れださないように水密に構成されている。

弁体４には略Ｌ字型の流路が形成されていて、この流路の一方が取入口６に連通し、他方が三つの取出口８、９、１０のいずれかと選択的に連通する。弁体４はエアアクチュエータ５に連結される回転軸１１の回転により、回動することができる。例えば弁体４の他端が第一取出口８に連通した状態から、弁体４を９０°回動させると第三取出口１０と連通し、さらに９０°回動させると第二取出口９と連通する状態となる。図３では弁体４が取入口６と第三取出口１０とを連通した状態を示している。

バルブ２の構成は上記に限らず、回転軸１１の周方向に三つの取出口８、９、１０が並んで配置されていればよい。例えば第三取出口１０が形成される面に対して第一取出口８および第二取出口９が形成される面がそれぞれ１２０°の角度をなすように弁ケース３を構成することもできる。このとき、弁体４を６０°回動させることにより、連通している取出口をこれに隣接する取出口に変更することができる。

取入口６、取出口８、９、１０が形成される弁ケース３の面の内側と弁体４との間には、それぞれ環状のシール部材１２が配置されている。また回転軸１１が貫通している面の内側と弁体４との間にもシール部材１２が配置されている。このシール部材１２は、テフロン（登録商標）素材を加工して形成したパッキン等で構成することができる。

シール部材１２により弁ケース３と弁体４とのすき間を閉止できるので、バルブ２を通過する流体がこのすき間から漏洩することを抑制できる。またシール部材１２を摩擦抵抗が比較的小さい材料で形成しているので、弁ケース３内で弁体４が回動する際の摩擦抵抗を小さくできる。これにより、小型で低出力のエアアクチュエータ５であっても弁体４を回転させることができるので、エアアクチュエータ５を小型化するには有利である。

取入口６等が形成されていない弁ケース３の面（図３における上面）の内側と弁体４との間にもシール部材１２を配置することができる。即ち弁ケース３を形成する六つの面の全ての内側にシール部材１２を配置する。この構成によれば、弁体４を六方向から略均等に支持し易くなるので、弁体４が内部を流れる流体に押されて弁ケース３内で移動することを抑制できる。即ち弁ケース３内における弁体４の中心位置を維持し易くなるので、弁体４の移動により弁ケース３とのすき間が拡大しバルブ２を通過する流体が漏洩することを防止するには有利となる。

ここで、弁ケース３内に配置されるそれぞれのシール部材１２は、同一の材料で同一の形状に形成されることが望ましい。この構成によれば、弁ケース３の六つの面で均一に弁体４を保持することができるので、弁体４の中心位置を維持するにはさらに有利となる。

エアアクチュエータ５は、第一アクチュエータ１３と、これに隣接する状態で配置される第二アクチュエータ１４とを備えている。図４に例示するように、第一アクチュエータ１３は、略直方体形状で内部に空洞を有する第一筐体１５と、この第一筐体１５の内部を摺動可能に配置される第一シリンダ１６とを備えている。

第一筐体１５には、第一シリンダ１６の両端側に気体をそれぞれ供給するエアラインＬの一端がそれぞれ接続されていて、エアラインＬの他端は制御手段１７を介してエア供給源１８に接続されている。制御手段１７により第一シリンダ１６の左右いずれか一方側に
気体を供給して圧力を上昇させることにより、第一シリンダ１６をその軸方向に沿って摺動させることができる。

この実施形態では、第一シリンダ１６の周面に軸方向に沿って延びるラック１９が形成されている。第一アクチュエータ１３に設置される回転軸１１には、このラック１９に対応するピニオンギア２０が設置されている。第一シリンダ１６の軸方向に沿った摺動にともない、このラック１９がピニオンギア２０を回転させる。即ち第一シリンダ１６の摺動により、回転軸１１に連結される弁体４を回動させる。第一シリンダ１６は、第一筐体１５の一対の内壁のいずれかに当接することで停止する。この一対の内壁は、第一シリンダ１６の軸方向に対向する状態で配置されている。第一シリンダ１６を停止させる構成はこれに限らず、例えば第一筐体１５内に突起等を形成し、この突起に第一シリンダ１６を当てて停止させる構成にすることもできる。

第二アクチュエータ１４は、略直方体形状で内部に空洞を有する第二筐体２１と、この第二筐体２１の内部を摺動可能に配置される第二シリンダ２２と、第二シリンダ２２の端部に連結される突出部材２３とを備えている。第二筐体２１には、第二シリンダ２２の両端側に気体を供給するエアラインＬの一端がそれぞれ接続されていて、エアラインＬの他端は制御手段１７を介してエア供給源１８に接続されている。制御手段１７により第二シリンダ２２の左右いずれか一方側に気体を供給して圧力を上昇させることにより、第二シリンダ２２をその軸方向に沿って摺動させることができる。

この実施形態では、第二シリンダ２２が第一シリンダ１６の軸方向に沿って摺動する構成にしている。即ち第二シリンダ２２と第一シリンダ１６の中心軸が一致する状態としている。第一シリンダ１６に近い側の第二シリンダ２２の端部には突出部材２３が設置されていて、この突出部材２３は第二シリンダ２２の軸方向に延びる棒状体で構成されている。

この突出部材２３は、第二筐体２１および第一筐体１５の壁面を貫通して第一筐体１５の内部に前進可能に配置されていて、第二シリンダ２２の軸方向に沿った摺動にともない、この突出部材２３が第一筐体１５の内部に突出する前進位置と、第二筐体２１内に収納されるまたは突出部材２３の先端が第一筐体１５の壁面の近くまで戻る後退位置とに移動する。第二シリンダ２２は、第二筐体２１の一対の内壁にいずれかに当接することで停止する。この一対の内壁は、第二シリンダ２２の軸方向に対向する状態で配置されている。第二シリンダ２２を停止させる構成はこれに限らず、例えば第二筐体２１内に突起等を形成し、この突起に第二シリンダ２２を当てて停止させる構成にすることもできる。

次に本発明のバルブシステム１の制御について説明する。図５に例示するように、エア供給源１８に接続されている制御手段１７は、第一スイッチ２４、第二スイッチ２５、第三スイッチ２６と、第一アクチュエータ１３に送る気体の方向を切り替える第一切替弁２７と、第二アクチュエータ１４に送る気体の方向を切り替える第二切替弁２８とをエアラインＬでそれぞれ接続して構成されている。図５、図６、図８では、気体が流れているエアラインＬを実線で示し、気体が流れていないエアラインＬを破線で示している。各スイッチおよび切替弁は例えばソレノイドバルブで構成することができる。

第一スイッチ２４をオンとすると、エア供給源１８から供給された気体が、チェック弁２９を介して第一切替弁２７にパイロットエアーとして供給される。また気体は、第一スイッチ２４とチェック弁２９との間で分岐したエアラインＬからチェック弁３０を介して第二切替弁２８にパイロットエアーとして供給される。第一切替弁２７および第二切替弁２８は、パイロットエアーの供給により切り替えが行われ、この切り替えにより第一アクチュエータ１３および第二アクチュエータ１４に供給される気体の流れる方向が変わる。

他方で第一スイッチ２４からチェック弁３１を介して第二切替弁２８に供給された気体は、第二シリンダ２２の第一シリンダ１６に近い方（図５右方）に供給される。この気体の圧力により第二シリンダ２２は、第一シリンダ１６から離れる方向（図５左方）に移動して第二筐体２１の左方の内壁に当接して停止する。このときの第二シリンダ２２の位置を後退位置という。第二シリンダ２２が左方に移動する途中では、第二シリンダ２２の左方の気体が第二筐体２１の内部から押し出されて第二切替弁２８を介して大気に放出される。

第二切替弁２８とチェック弁３１との間で分岐したエアラインＬにより第一切替弁２７にも気体が供給される。第一切替弁２７に供給された気体は、第一シリンダ１６の第二シリンダ２２から遠い方（図５右方）に供給される。この気体の圧力により第一シリンダ１６が第二シリンダ２２側（図５左方）に移動して第一筐体１５の左方の内壁に当接して停止する。このときの第一シリンダ１６の停止位置を第一停止位置という。第一シリンダ１６が左方に移動する途中では、第一シリンダ１６の左方の気体が第一筐体１５の内部から押し出されて第一切替弁２７を介して大気に放出される。

図４に例示するように第二シリンダ２２が後退位置にあり、第一シリンダ１６が第一停止位置にあるとき、弁体４の他端は第一取出口８と連通する状態となる。

図４に例示する実施形態よりも突出部材２３を長く構成し、第二シリンダ２２が後退位置にある場合に突出部材２３の先端が第一筐体１５内に突出する構成にすることもできる。このとき第一シリンダ１６は、第一筐体１５の左方の内壁の代わりに突出部材２３に当接して停止し、この停止位置が第一停止位置となる。

図６に例示するように第二スイッチ２５をオンとすると、エア供給源１８から供給された気体が、第一切替弁２７にパイロットエアーとして供給される。また気体は、第二スイッチ２５と第一切替弁２７との間で分岐したエアラインＬからチェック弁３０を介して第二切替弁２８にパイロットエアーとして供給される。

他方で第二スイッチ２５からチェック弁３２とチェック弁３１とを介して第二切替弁２８に供給された気体は、第二シリンダ２２の右方に供給される。これにより第二シリンダ２２は後退位置にある場合はその位置を維持し、ない場合は後退位置に移動する。

第二切替弁２８とチェック弁３１との間で分岐したエアラインＬにより第一切替弁２７にも気体が供給される。第一切替弁２７に供給された気体は、第一シリンダ１６の左方に供給される。これにより第一シリンダ１６は右方に移動して第一筐体１５の右方の内壁に当接して停止する。このとき第一シリンダ１６の停止位置を第二停止位置という。第一シリンダ１６が右方に移動する途中では、第一シリンダ１６の右方の気体が第一筐体１５の内部から押し出されて第一切替弁２７を介して大気に放出される。

図７に例示するように第二シリンダ２２が後退位置にあり、第一シリンダ１６が第二停止位置にあるとき、弁体４の他端は第二取出口９と連通する状態となる。この実施形態では、第一シリンダ１６が第一停止位置から第二停止位置に移動すると、この移動に伴い回転軸１１が回転し、弁体４は１８０°回動する。

第一シリンダ１６を第二停止位置で停止させるときは、第二シリンダ２２はいずれの位置にあってもよいので、第二シリンダ２２の位置を制御しない構成にすることもできる。

図８に例示するように第三スイッチ２６をオンとすると、エア供給源１８から供給され
た気体が、チェック弁２９を介して第一切替弁２７にパイロットエアーとして供給される。また気体は、第三スイッチ２６とチェック弁２９との間で分岐したエアラインＬから第二切替弁２８にパイロットエアーとして供給される。

他方でチェック弁２９および第二切替弁２８と、第三スイッチ２６との間で分岐したエアラインＬから、チェック弁３２とチェック弁３１とを介して第二切替弁２８に供給された気体は、第二シリンダ２２の左側に供給される。これにより第二シリンダ２２は第一アクチュエータ１３側に移動して第二筐体２１の右方の内壁に当接して停止する。このときの第二シリンダ２２の位置を前進位置という。第二シリンダ２２が前進位置にあるとき、第二シリンダ２２に設置されている突出部材２３の先端は第一筐体１５の内部に突出した状態となる。第二シリンダ２２が右方に移動する途中では、第二シリンダ２２の右方の気体が第二筐体２１の内部から押し出されて第二切替弁２８を介して大気に放出される。

第二切替弁２８とチェック弁３１との間で分岐したエアラインＬにより第一切替弁２７にも気体が供給される。第一切替弁２７に供給された気体は、第一シリンダ１６の右側に供給される。これにより第一シリンダ１６は左方に移動して第一筐体１５の内部に突出した突出部材２３に当接して停止する。このとき第一シリンダ１６の停止位置を第三停止位置という。この第三停止位置は第一停止位置と第二停止位置との間の例えば中間地点となる。

図９に例示するように第二シリンダ２２が前進位置にあり、第一シリンダ１６が第三停止位置にあるとき、弁体４の他端は第三取出口１０と連通する状態となる。

第一シリンダ１６を突出部材２３に当接させることにより、第一筐体１５の対向する一対の内壁のいずれにも当接させずに、その間の任意の位置に停止させることができる。即ち、第一シリンダ１６を、第一停止位置、第二停止位置に加えて、第三停止位置でも正確な位置に停止させることができるので、三つの取出口を有するバルブ２をエアアクチュエータ５により制御することが可能となる。

第一シリンダ１６を第三停止位置に正確に停止させることができるので、取出口に対して弁体４の他端の位置がずれ、流体が漏洩することを抑制できる。

第二シリンダ２２の摺動方向は上記に限らない。第二シリンダ２２が前進位置にあるときに、突出部材２３が第一筐体１５内に突出し、第一シリンダ１６と当接することにより第一シリンダ１６の第三停止位置を決定できる構成であればよい。例えば第一シリンダ１６の摺動方向に対して直交する方向に、第二シリンダ２２が摺動する構成としてもよい。

この制御手段１７は、第一シリンダ１６および第二シリンダ２２がいずれの位置にある場合でも、第一スイッチ２４、第二スイッチ２５、第三スイッチ２６のいずれかを操作すれば、弁体４を対応する位置に回動させることができる。即ち弁体４が基準となる初期位置を有さないので、スイッチ２４、２５、２６の操作により、弁体４を速やかに任意の位置に回動させることができ、バルブ２の切り替えを迅速に行なうことができる。

図８に例示するようにエア供給源１８から供給される気体は、エアラインＬの分岐点Ｐで分かれて第一切替弁２７および第二切替弁２８にそれぞれ供給される。この分岐点Ｐと第一切替弁２７との間に圧力調整弁３３を設置する構成にすることもできる。この圧力調整弁３３により供給される気体の圧力を低下させて、第一筐体１５内に供給する。

この構成によれば、第二筐体２１内に供給される気体に比べて、第一筐体１５内に供給される気体の圧力を低くすることができる。例えば第一筐体１５内に供給される気体の圧
力を０．４ＭＰａとし、第二筐体２１内に供給される気体の圧力を０．５ＭＰａとする。これにより、第一シリンダ１６が左方に移動して突出部材２３に当接した後に、第一シリンダ１６がさらに左方に押されて突出部材２３を押込むおそれがなくなる。つまり、第一シリンダ１６が左方に移動しようとする力よりも大きい力で、第二シリンダ２２がその場に留まろうとするので、第一シリンダ１６が突出部材２３に当接して停止する第三停止位置がずれることを抑制するには有利となる。

また分岐点Ｐと第一切替弁２７との間に気体の移動速度を調整するスピードコントローラ３４を設置する構成にすることもできる。このスピードコントローラ３４により供給される気体の流速を低下させて、第一筐体１５内に供給する。この構成によれば、第一シリンダ１６が移動するよりも先に第二シリンダ２２が移動を開始するので、第一シリンダ１６および第二シリンダ２２のスムーズな移動を実現することができる。

例えば図９に例示するように第三停止位置にある第一シリンダ１６を、第一筐体１５の左方となる第一停止位置に移動させる場合、第二シリンダ２２が先に後退位置への移動を開始し、その後第一シリンダ１６が第一停止位置への移動を開始する。そのため、第一シリンダ１６と突出部材２３とが衝突しながら移動する場合に比べて、第一シリンダ１６の移動をスムーズにさせることができる。

第一シリンダ１６の摺動方向に直交する方向に第二シリンダ２２が移動する構成の場合は、第二シリンダ２２に連結される突出部材２３に第一シリンダ１６が押し付けられることにより、突出部材２３が第二筐体２１内に後退できなくなる可能性がある。

このような場合であっても、スピードコントローラ３４を設置することにより、第一シリンダ１６が移動を開始するよりも先に、第二シリンダ２２を後退位置に向かって移動を開始させることができるので、第一シリンダ１６と突出部材２３とが噛み合って移動できなくなる事態を回避するには有利となる。

本発明のバルブシステム１は、トラクタヘッドに牽引されるタンクトレーラやトラクタヘッドと一体に構成されたいわゆる単車に搭載され車両とともに移動するタンク装置３５に設置することができる。

図１０〜図１３に例示するように本発明のタンク装置３５は、タンク３６と、このタンク３６に連結される配管と、この配管に配置されるバルブシステム１とを備えている。タンク３６は、内部を隔離壁３７により複数の液体貯蔵室３８に分割され、例えばガソリンや軽油、灯油等の異なる種類の液体を複数の液体貯蔵室３８にそれぞれ独立して貯蔵することができる。それぞれの液体貯蔵室３８の底部には開閉する底弁３９が設けられている。尚、以下の図中ではタンク３６の軸方向を矢印ｘ、この軸方向に直交する水平方向を矢印ｙ、上下方向を矢印ｚで示している。

タンク３６に連結される配管は、タンク３６の外側の底部であってタンク３６の前後方向（図１０ｘ軸方向）に延設した主搬送管４０と、この主搬送管４０から分岐させて液体貯蔵室３８の底弁３９にそれぞれ連結する枝管４１とを備えている。この主搬送管４０はバルブシステム１のバルブ２に連結され、各液体貯蔵室３８から荷卸しされる液体は、各枝管４１から主搬送管４０を通過してバルブ２に送られる。

この実施形態ではタンク装置３５の配管は、バルブ２からタンク３６の外側でタンク３６の左右両側（図１ｙ軸方向）に向かって延設する左配管４２と右配管４３と、バルブ２からタンク３６の後方に向かって延設する後方配管４４とを備えている。左配管４２と右配管４３とは、一端をバルブ２にそれぞれ連結され他端をタンク３６の外側であってタン
ク３６の両側側方に設けられた側方吐出し口４５にそれぞれ連結されている。図１１では説明のため左配管４２を省略している。

後方配管４４は、一端をバルブ２に連結され他端をタンク３６の後方に設けられた後方吐出し口４６に連結されている。この後方配管４４は、図１１に例示するようにバルブ２から後方吐出し口４６に向かって、水平面に対して下方に傾斜した状態で連結され、この傾斜角度をθ１で示している。また図１２に例示するように主搬送管４０の途中にポンプ４７を設置して、灯油等の液体を強制的に荷卸しする構成とすることもできる。

バルブ２は、第三取出口１０が下向きに開口し、その他が水平方向に開口する向きに配置されている。主搬送管４０の一端がバルブ２の取入口６に連結され、左配管４２が第一取出口８に連結され、右配管４３が第三取出口１０に連結され、後方配管４４が第二取出口９に連結されている。即ちバルブ２を操作することにより主搬送管４０と、左配管４２または右配管４３または後方配管４４のいずれか一つの配管とが選択的に連通される構成になっている。

制御手段１７を構成する第一スイッチ２４、第二スイッチ２５、第三スイッチ２６は、側方吐出し口４５または後方吐出し口４６の近傍にそれぞれ配置されている。この実施形態では図１０に例示するように、左配管４２の側方吐出し口４５の近傍には第一スイッチ２４が配置され、右配管４３の側方吐出し口４５の近傍には第三スイッチ２６が配置され、後方吐出し口４６の近傍には第二スイッチ２５が配置されている。

図１３に例示するように、左配管４２と右配管４３とはバルブ２から側方吐出し口４５に向かって下方に傾斜した状態で連結され、その傾斜角度をθ２で示している。

次に、タンク装置３５を搭載したタンクローリ等が、ガソリンスタンドに停止して荷卸しをする際の方法を説明する。まず、作業員によりガソリンスタンドのガソリン貯蔵タンクと例えば左配管４２に対応する側方吐出し口４５とがホースで連結される。連結後、作業員が左配管４２に対応する側方吐出し口４５近傍の第一スイッチ２４を操作すると、バルブ２が動作して主搬送管４０と左配管４２とだけを連通させる。その後、ガソリンを搭載した液体貯蔵室３８の底弁３９が作業員により開放される。

ガソリンは、特別な外力を加えなくても自重によって液体貯蔵室３８から枝管４１と主搬送管４０を通り、バルブ２を通過して左配管４２からガソリンスタンドのガソリン貯蔵タンクに荷卸しされる。このとき、右配管４３と後方配管４４とはバルブ２により閉止されているので、右配管４３または後方配管４４にガソリンが流れ込み、右配管４３に対応する側方吐出し口４５近傍または後方配管４４に対応する後方吐出し口４６の近傍にガソリンが溜まり、残液となることはない。また左配管４２内にガソリンが溜まり残液になることもない。そのため、ガソリンの荷役が完了した後に例えば灯油の荷卸しをする際に、配管内にガソリンの残液がないので灯油にガソリンが混ざることを防止できる。また右配管４３および後方配管４４の残液を処理する作業が不要となり、作業者の荷卸し作業における負担を大幅に低減することができる。

例えば左右配管が水平でありタンクローリの左側が高くなるように傾いているときに、左配管から荷卸しすると、左配管は上り傾斜となり、荷卸し完了後に左配管と主搬送管との分岐部分に残液が発生してしまう。

これに対して、本発明のタンク装置３５の左配管４２と右配管４３とは、バルブ２から側方吐出し口４５に向かって下方に傾斜しているので、例えばタンクローリの左側が高くなるように傾いている場合であっても、左配管４２は下り傾斜となり、荷卸し完了後に左
配管４２内のバルブ２近傍に残液が発生することを防止できる。

図１３に例示する左右配管４２、４３の傾きの角度θ２は、水平面に対して３°以上８°以下とすることが望ましい。ガソリンスタンドの地面の傾きはおおむね２°以内となっているが、たとえ２°の傾きがあったとしても、荷卸しに使用する側の左右配管４２、４３を下り傾斜に維持できるからである。同様に、後方配管４４の傾きの角度θ１も、水平面に対して３°以上８°以下とすることが望ましい。

ガソリンの荷卸しが完了した後に灯油を荷卸しする際には、ガソリンスタンドの灯油貯蔵タンクと左配管４２に対応する側方吐出し口４５が作業員によりホースで連結される。連結後、灯油を搭載した液体貯蔵室３８の底弁３９が作業員により開放されると、灯油は対応する枝管４１から主搬送管４０を通り、バルブ２を通過して左配管４２からガソリンスタンドの灯油貯蔵タンクに荷卸しされる。各液体貯蔵室３８に積載された液体燃料は、上記の作業を繰り返し順次荷卸しされる。

ガソリンスタンドにおけるガソリン等の貯蔵タンクの配置や、タンクローリ等の車両の停車位置に応じて、左右配管４２、４３や後方配管４４のいずれかが選択され、荷卸しに利用される。

例えば後方配管４４を利用して荷卸しする場合には、作業員が後方吐出し口４６近傍の第二スイッチ２５を操作すると、バルブ２は主搬送管４０と後方配管４４とだけを連通させる。このように、バルブ２は、例えば後方吐出し口４６等の作業者が作業を行っている場所のスイッチにより、対応する配管と主搬送管４０とを連通するので、誤って荷役に使用しない配管と主搬送管４０が連通して液体が流れ込むことを抑制するには有利である。

ガソリン等の可燃性の高い物質が液体貯蔵室３８に積載されている場合であっても、バルブ２の回動をエアアクチュエータ５により制御するので、引火等の事故を防止するには有利である。エアアクチュエータ５を使用するタンク装置３５は、火花が発生してガソリン等に引火するおそれのある電動アクチュエータを使用する場合に比べて、安全性を向上することができる。

またバルブ２の弁体４の停止位置を精密に制御することができるので、弁体４の停止位置がずれることにより、ガソリン等がバルブ２から漏洩することを抑制するには有利である。

図１３に例示するように、この実施形態ではバルブ２の側方に後方配管４４を連結しているので、後方配管４４はバルブ２の底面に連結する場合に比べて、上下方向（図１３ｚ軸方向）においてバルブ２の高い位置に連結することができる。そのため、図１１に例示する後方配管４４の傾斜角度θ１を大きくすることができるので、後方配管４４の途中に液体が溜まり残液となることを抑制するには有利である。

図１３に例示する実施形態では右配管４３をバルブ２の底面に連結しているが、左配管４２をバルブ２の底面に連結する構成とすることもできる。

図１４〜図１６に例示するように、例えば液体貯蔵室３８を前方の三つと後方の四つの２組にわけて、それぞれに主搬送管４０とバルブ２と左右配管４２、４３と後方配管４４とを設置して、配管を２系統とすることもできる。

このとき二つのバルブ２には、それぞれ制御手段１７とエア供給源１８とが連結されている。一つのエア供給源１８を設置して、このエア供給源１８から二つの制御手段１７に
それぞれ気体を供給する構成にすることもできる。スイッチ２４、２５、２６は、二つの制御手段１７ごとにそれぞれ設置されている。

図１４では左配管４２を省略している。配管を２系統とすると、前方の液体貯蔵室３８と後方の液体貯蔵室３８からそれぞれ独立した配管で荷卸しできるので、異種の液体であっても同時に荷卸しできる。そのため、荷卸しにかかる時間を短縮して、作業者の荷卸し作業の負担をさらに軽減することができる。

この実施形態において配管にポンプ４７を設置する場合には、図１５に例示するように後方側の右配管４３と前方側の主搬送管４０とを、開閉弁４８を介して連結することが望ましい。この開閉弁４８を開放すると後方側の液体貯蔵室３８の液体は、枝管４１と後方側の主搬送管４０と後方側の右配管４３から開閉弁４８を経由して、前方側の主搬送管４０を通りポンプ４７に移動する。そのため、前方側と後方側の両方の液体貯蔵室３８に搭載された液体を一台のポンプ４７で強制的に荷卸しできる。

また図１５と図１６に例示するように、前方側のバルブ２は前方側の側面に主搬送管４０を連結され底面に右配管４３を連結され、後方側のバルブ２は後方側の側面に主搬送管４０を連結され底面に左配管４２を連結されている。これにより、タンク３６の下方の空間が狭い場合であっても、配管を効率的に配置することができる。

図１７〜１９に例示するように、バルブ２の取入口６が上向きに開口し、その他が水平方向に開口する向きにバルブ２を配置する構成とすることもできる。この実施形態は、２系統の配管を備えてポンプを設置しない構成である。主搬送管４０の一端がバルブ２の取入口６に連結され、左配管４２が第一取出口８に連結され、右配管４３が第二取出口９に連結され、後方配管４４が第三取出口１０に連結されている。これにともない右配管４３に対応する側方吐出し口４５の近傍には第二スイッチ２５が配置され、後方吐出し口４６の近傍には第三スイッチ２６が配置されている。

バルブ２の取入口６が上向きに配置され、バルブ２に流れ込む流体の流速が相対的に大きくなるので、左右配管４２、４３や後方配管４４の途中で液体の流速が減少し停滞して残液となる可能性を抑制できる。左配管４２と右配管４３の両方をバルブ２の側方に連結できるので、左右配管４２、４３の傾斜角度θ２を大きくするには有利である。

この実施形態のタンク装置３５は、バルブ２の上方に主搬送管４０を連結するための空間が必要となるので、タンク３６の下方の空間が広いタンクトレーラに採用することが望ましい。またこの実施形態のタンク装置３５において、配管を１系統としてもよい。また図１４〜１６の実施形態と同様にポンプ４７および開閉弁４８を設置する構成とすることもできる。

本発明のタンク装置３５は、液体燃料を運搬する物に限らず、その他の化学物質等の液体を運搬する際にも利用することができる。

１ バルブシステム
２ バルブ
３ 弁ケース
４ 弁体
５ エアアクチュエータ
６ 取入口
７ 取入面
８ 第一取出口
９ 第二取出口
１０ 第三取出口
１１ 回転軸
１２ シール部材
１３ 第一アクチュエータ
１４ 第二アクチュエータ
１５ 第一筐体
１６ 第一シリンダ
１７ 制御手段
１８ エア供給源
１９ ラック
２０ ピニオンギア
２１ 第二筐体
２２ 第二シリンダ
２３ 突出部材
２４ 第一スイッチ
２５ 第二スイッチ
２６ 第三スイッチ
２７ 第一切替弁
２８ 第二切替弁
２９〜３２ チェック弁
３３ 圧力調整弁
３４ スピードコントローラ
３５ タンク装置
３６ タンク
３７ 隔離壁
３８ 液体貯蔵室
３９ 底弁
４０ 主搬送管
４１ 枝管
４２ 左配管
４３ 右配管
４４ 後方配管
４５ 側方吐出し口
４６ 後方吐出し口
４７ ポンプ
４８ 開閉弁

Claims (5)

1. 弁ケース、弁体、エアアクチュエータおよび制御手段を有するバルブシステムであって、
   前記弁ケースが、取入口を有する取入面と、この取入面に隣接する三つの面にそれぞれ取出口を有するとともに、前記取入面に対向する面に前記弁体の回転軸を水密に貫通させた略立方体のケースであり、
   前記弁体が、前記弁ケースの内部に前記回転軸を中心に回動可能に収容され、前記取出口のいずれかを選択可能に前記取入口と連通させる流路を有し、
   前記エアアクチュエータが、第一アクチュエータおよび第二アクチュエータを隣接させて有し、
   第一アクチュエータが第一筐体および第一シリンダからなり、第一シリンダを第一筐体の内部を摺動可能に配置するとともに、第一シリンダの摺動運動を前記回転軸の回動運動に変換するように前記回転軸を第一筐体に接続し、
   第二アクチュエータが第二筐体、第二シリンダおよび突出部材からなり、第二シリンダを第二筐体の内部を摺動可能に配置するとともに、前記突出部材を第二シリンダの端部に連結させて隣接する第一筐体の内部に突出自在に配置し、
   前記制御手段が、
   第二シリンダが第二筐体の第一アクチュエータ側の内壁に当接する前進位置、
   第二シリンダが第二筐体の第一アクチュエータと反対側の内壁に当接する後退位置のいずれかを切替可能に選択し、
   第一シリンダが第一筐体の第二アクチュエータ側の内壁または前記後退位置にある第二シリンダの前記突出部材に当接する第一停止位置、
   第一シリンダが第一筐体の第二アクチュエータの反対側の内壁に当接する第二停止位置、
   第一シリンダが前記前進位置にある第二シリンダの前記突出部材に当接する第三停止位置、のいずれかを切替可能に選択し、この第一シリンダの停止位置に基づき前記弁体の回動位置を制御し前記取出口のいずれかを前記取入口と連通させることを特徴とするバルブシステム。
2. 前記突出部材の移動方向が、前記第一シリンダの摺動方向と同一方向である請求項１に記載のバルブシステム。
3. 前記第一アクチュエータに供給される気体の圧力が、前記第二アクチュエータに供給される気体の圧力よりも低い請求項２に記載のバルブシステム。
4. 前記弁ケースと前記弁体との間であって前記弁ケースの六つの面にそれぞれ環状のシール部材を配置する請求項１〜３のいずれかに記載のバルブシステム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のバルブシステムを有し、
   内部を隔離壁により複数の液体貯蔵室に分割されるタンクと、このタンクの外側底部に配置されてタンク前後方向に延設される主搬送管と、この主搬送管から分岐してそれぞれの液体貯蔵室の底弁に連結された複数の枝管と、前記主搬送管から分岐して前記タンクの外側左右両側に配置された左右の側方吐出し口に連結される左配管および右配管と、前記主搬送管から分岐して前記タンクの外側後方に配置された後方吐出し口に連結される後方配管とを備えた、車両とともに移動するタンク装置であって、
   前記弁ケースおよび前記弁体が前記主搬送管からの分岐部分に設置され、前記主搬送管が前記取入口に連結され、前記左配管、右配管および後方配管の一端が前記三つの取出口にそれぞれ連結され、それぞれの他端が前記側方吐出し口のうちの同じ側に設けられた側方吐出し口または前記後方吐出し口に連結され、前記分岐部分から前記側方吐出し口また
   は前記後方吐出し口に向かってそれぞれ下方に傾斜した状態で延設されることを特徴とするタンク装置。

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