JP2551790B2 - 開閉制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般機器の流体回路中に配設される開閉制
御装置の改良に係り、停電時等の緊急遮断時に自動的に
閉弁するようにした開閉制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、電動バルブはバルブ、減速装置及びモータ
（直流モータ若しくは交流モータ）等から構成されてお
り、モータの出力軸の回転を減速装置により減速してバ
ルブの弁棒へ伝達し、バルブを全開又は全閉するように
構成されている。

しかし、従来の電動バルブでは、モータの回転を減速
装置により減速しているため、開閉に要する時間が長く
なると云う難点がある。

又、停電或いは不測の事故等によってモータへの給電
が不能になった場合には、作業員が一々手動でバルブを
制御しなければならず、作業に手数がかかると云う問題
がある。

特に、電動バルブの全開時或は開弁途中に於いて、停
電等によりモータへの給電が不能になった場合には、オ
ーバーフローを起す危険があるため作業員が停電と同時
に手動でバルブを閉弁しなければならない。ところが、
この様な場合に短時間で複数のバルブを制御することは
不可能に近く、又、閉め忘れによりオーバーフローが生
ずると云う危険もある。

従って、電動バルブには、使用場所がどうしても限定
されると云う難点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の様な問題点を解決するために創案さ
れたものであり、その目的は弁の開閉が迅速に行えると
共に弁駆動部の小形化が図れ、しかも停電時等には自動
的に閉弁するようにした開閉制御装置を提供するにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、回転自在な弁棒８を備え、弁箱７内の流路
を開閉するバルブ１と，バルブ１に取付けたケーシング
２と，ケーシング２の最上部に配設され、所定角度内で
正逆回転するシャフト11を備えたロータリーソレノイド
３と，ラチェット13とアーム14と送り爪15とを備えると
共にロータリーソレノイド３のシャフト11とバルブ１の
弁棒８との間に介設され、シャフト11の正逆回転をバル
ブ１の開弁方向の回転に常に変換するラチェット機構４
と，ラチェット機構４とバルブ１の弁棒８との間に介設
され、通電時にはON状態となってラチェット機構４によ
り得られた開弁方向の回転運動を弁棒８へ伝達すると共
に、通電遮断時にはOFF状態となって前記弁棒８への開
弁方向の回転運動の伝達を遮断する電磁クラッチ５と，
電磁クラッチ５の下方に位置してケーシング２と弁棒８
との間に介設され、弁棒８を閉弁する方向へ回転すべく
附勢する復帰スプリング６とを具備し、前記ロータリー
ソレノイド３、ラチェット機構４及び電磁クラッチ５の
各中心を弁棒８の軸芯上に配置したことを発明の基本構
成とするものである。

（作用） 開閉制御装置が閉弁状態にあるときに、電磁クラッチ
へ通電すると共にロータリーソレノイドへパルス信号を
加えると、電磁クラッチが入り、ロータリーソレノイド
のシャフトが所定の回数だけ正逆回転する。

そうすると、シャフトの正逆回転がラチェット機構に
よりバルブの開弁方向の回転に変換され、この回転運動
が電磁クラッチを介して弁棒に伝達される。その結果、
弁棒が開弁方向へ回転し、開閉制御装置は開状態にな
る。又、開閉制御装置が開弁状態にあるときに電磁クラ
ッチへの通電を遮断すると、電磁クラッチが切れ、バル
ブの弁棒が復帰スプリングの附勢力により閉弁方向へ回
転し、開閉制御装置は閉状態になる。

尚、開閉制御装置の作動中に停電等の事故により電磁
クラッチへの通電が遮断されると、前記と同様にして開
閉制御装置は自動的に瞬時に閉弁状態になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例に係る開閉制御装置の縦断面
図であって、当該開閉制御装置は、バルブ１、ケーシン
グ２、ロータリーソレノイド３、ラチェット機構４、電
磁クラッチ５及び復帰スプリング６等から構成されてお
り、ロータリーソレノイド３、ラチェット機構４及び電
磁クラッチ５が、バルブ１の弁棒８の軸芯上に上方から
下方へ向けて順に夫々配置されている。

前記バルブ１は、流路が形成された弁箱７と、流路内
に配設されてこれを開閉する弁体と、弁箱７に回転自在
に支持されて弁体を回転させる弁棒８等から構成されて
おり、本実施例に於いては、バルブ１には90度の回転角
度で全開及び全閉となる２方ボールバルブ（ノーマルク
ローズ型）が使用されている。

前記ケーシング２は筒形状を呈しており、バルブ１の
弁箱７に弁棒８の軸芯と一致する状態でナット９等によ
り固定されている。

前記ロータリーソレノイド３はケース10、コイル、所
定角度内で正逆回転するシャフト11等を備えており、電
圧を切ると、シャフト11が元の位置に戻るように構成さ
れている。

又、ロータリーソレノイド３は、そのシャフト11が弁
棒８の軸芯上に合致すべくケーシング２の上部に固定さ
れており、更に、本実施例に於いては、パルス信号の印
加によるシャフト11の回転角度範囲が15度のロータリー
ソレノイド３が使用されている。

前記ラチェット機構４は、ケーシング２内に配設され
ており、ロータリーソレノイド３のシャフト11に連結さ
れてこれの正逆回転をバルブ１の開弁方向の回転に変換
するものである。

具体的には、ラチェット機構４は、第１図に示す如く
ケーシング２内に設けた支持ケース12内に回転自在に配
設され、電磁クラッチ５の駆動軸16の端部へ支持固定さ
れたラチェット13と、ロータリーソレノイド３のシャフ
ト11に連設されたアーム14と、アーム14に枢支されてラ
チェット13に噛合する送り爪15とから構成されて居り、
ロータリーソレノイド３のシャフト11が所定の回数だけ
正逆回転すると、アーム14及び送り爪15を介してラチェ
ット13が間欠的にバルブ１の開弁方向へ回転される。

即ち、ロータリーソレノイド３のシャフト11が正逆回
転すると、これがアーム14及び送り爪15の作用により一
方向の回転に変換されることになる。

前記電磁クラッチ５は、ラチェット機構４とバルブ１
の弁棒８との間に介設されて居り、ラチェット機構４に
より得られた開弁方向の回転運動を弁棒８に接断し得る
ものである。

具体的には、電磁クラッチ５は、前述のように駆動軸
16がラチェット13に連結され、又、その被動軸17側が軸
継手18を介して弁棒８に連結されており、通電時にはON
状態になってラチェット13の回転運動を弁棒８に伝達す
ると共に、非通電時にはOFF状態になって前記伝達状態
を解除するよう構成されている。

尚、本実施例に於いては、電磁クラッチ５には摩擦形
式のものが使用されている。

前記復帰スプリング６は、ケーシング２とバルブ１の
弁棒８との間に介設され、弁棒８を閉弁方向へ回転すべ
く附勢するものである。本実施例に於いては、復帰スプ
リング６として、バルブ１が閉弁するまで弁棒８を回転
し得る附勢力を備えたコイル状の引張スプリングが使用
されている。この復帰スプリング６は、電磁クラッチ５
の被動軸17に連設された段付きの円板19に巻回されてお
り、その一端がケーシング２に、他端が円板19に夫々固
定されている。

尚、本実施例に於ける開閉制御装置の電気回路は、電
源電圧投入後にバルブ開信号を入力すると、先ず電磁ク
ラッチ５が入り、次にロータリーソレノイド３へパルス
信号が入力されてバルブ１が開弁状態となり、また、バ
ルブ閉信号を入力すると、電磁クラッチ５が切れ、バル
ブ１が閉弁状態になるように構成されている。

次に、本実施例の開閉制御装置の作用について説明す
る。

バルブ１の閉弁状態のときにバルブ開信号を入力する
と、電磁クラッチ５が入り、次にロータリーソレノイド
３に６パルスのパルス信号が入力される。これにより、
ロータリーソレノイド３のシャフト11が６回正逆方向へ
回転する。

そうすると、シャフト11の正逆回転がラチェット機構
４によりバルブ１の開弁方向の回転に変換され、この回
転運動が電磁クラッチ５を介して弁棒８に伝達される。

その結果、弁棒８が開弁方向へ回転され、バルブ１は
開弁状態になる。

一方、バルブ１の開弁状態のときにバルブ閉信号を入
力すると、電磁クラッチ５が切れ、バルブ１の弁棒８が
復帰スプリング６の附勢力により閉弁方向へ回転され、
バルブ１は瞬時に閉弁状態になる。

また、バルブ１の全開時或いは或いは開弁途中に於い
て、停電等の事故により電磁クラッチ５への通電が遮断
された場合には、バルブ１は前記と同様にして復帰スプ
リング６により、自動的に瞬時に閉弁状態となる。

尚、上記実施例に於いては、バルブ１には90度の回転
角度で全開及び閉となる２方ボールバルブを使用した
が、バルブ１は上記実施例のものに限定されるものでは
なく、回転自在な弁棒８を備え、これを回転させること
により流路を開閉できれば、如何なる構造及び形式のも
のであっても良い。例えば、バルブ１には３方ボールバ
ルブやバタフライバルブ等を使用しても良く、或は180
度の回転角度で全開閉するものでも良い。

又、上記実施例に於いては、復帰スプリング６にはコ
イル状の引張スプリングを使用したが、他の実施例に於
いては、うず巻ばねを使用しても良い。

（発明の効果） 本発明は、上記の構成であるから、以下の利点を有す
る。

（１）ロータリーソレノイドとバルブの弁棒との間にラ
チェット機構及び電磁クラッチを介設し、弁棒を復帰ス
プリングにより閉弁する方向へ回転すべく附勢している
ため、開閉弁を迅速に行なえると共に、停電時には電磁
クラッチが切れてバルブが復帰スプリングの附勢力によ
り自動的に瞬時に閉弁状態になる。その結果、停電時に
は作業者が一々バルブを閉めると云う煩雑な作業を全く
必要とせず、且つオーバーフローを確実に防止すること
ができる。

（２）通常の閉弁時も復帰スプリングを利用しているの
で、それだけ通常の閉弁動作が迅速に行える。

（３）通常の閉弁時も復帰スプリングを利用しているの
で、駆動源は開弁動作をさせるだけで良く、それだけ駆
動源の構造を簡単化できる。

（４）駆動源は開弁動作をさせるだけで良いので、それ
だけ消費電力が少なくて済み、発熱も殆どない。

（５）上方より順にロータリーソレノイド、ラチェット
機構及び電磁クラッチを夫々配設すると共に、これ等の
中心をバルブの弁棒の軸芯上に夫々配置しているため、
装置全体が嵩張らず、コンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る開閉制御装置の概略縦断
面図である。 １はバルブ、２はケーシング、３はロータリーソレノイ
ド、４はラチェット機構、５は電磁クラッチ、６は復帰
スプリング、８は弁棒、11はシャフト。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在な弁棒８を備え、弁箱７内の流路
   を開閉するバルブ１と，バルブ１に取付けたケーシング
   ２と，ケーシング２の最上部に配設され、所定角度内で
   正逆回転するシャフト11を備えたロータリーソレノイド
   ３と，ラチェット13とアーム14と送り爪15とを備えると
   共にロータリーソレノイド３のシャフト11とバルブ１の
   弁棒８との間に介設され、シャフト11の正逆回転をバル
   ブ１の開弁方向の回転に常に変換するラチェット機構４
   と，ラチェット機構４とバルブ１の弁棒８との間に介設
   され、通電時にはON状態となってラチェット機構４によ
   り得られた開弁方向の回転運動を弁棒８へ伝達すると共
   に、通電遮断時にはOFF状態となって前記弁棒８への開
   弁方向の回転運動の伝達を遮断する電磁クラッチ５と，
   電磁クラッチ５の下方に位置してケーシング２と弁棒８
   との間に介設され、弁棒８を閉弁する方向へ回転すべく
   附勢する復帰スプリング６とを具備し、前記ロータリー
   ソレノイド３、ラチェット機構４及び電磁クラッチ５の
   各中心を弁棒８の軸芯上に配置したことを特徴とする開
   閉制御装置。