JP2669825B2 - バルブ施錠装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、特に大口径、高圧用のバルブに使用し得る
施錠装置に関する。 （従来の技術およびその問題点） 従来、バルブ開閉操作方式としては油圧式、電動式が
一般的であったが、最近では油圧式は姿を消しつつあ
り、電動式が主流になってきている。 ところが、特に電動式を用いてバルブを閉鎖させる方
式では、その操作を行なうための電源の確保が常に必要
であるため、緊急時におけるバルブ閉鎖に問題がある。
そこで、バルブ操作機構に摩擦クラッチを設け、緊急時
に上記摩擦クラッチを外すことにより重錘の重力によっ
てバルブを緊急閉鎖制御を行なうようにしたものが提案
されている。 しかしながら、このような装置は構造が複雑でメンテ
ナンス性も悪くかつ高価である等の問題がある。 一方、重錘を利用してバルブの閉操作を行なわせるよ
うにしたものにおいて、弁体の全開時に重錘の位置を所
定位置に保持しておく施錠装置を設け、緊急時に上記施
錠装置の施錠を外すことによってバルブを急閉するよう
にしたものも提案されている。しかしながら、このよう
なものにおいては、施錠解放時の操作力が大きく、また
バルブ全開時の位置調整が容易にできない等の不都合が
あり、特に大口径、高圧用等には適さない等の問題があ
る。 本発明はこのような点に鑑み、弁体位置調整を容易に
行なうことができるとともに、常時、非常時における閉
動作のための操作力の低減とともに、電源の低下時また
は喪失時の操作を容易に行なうことができるようにした
バルブ施錠装置を得ることを目的とする。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は、弁体の駆動軸にその駆動軸の軸線に直交す
るように基端部が連結された重錘アームと、この重錘ア
ームの基部に一体に形成された扇状カムと、この扇状カ
ムの頂端部に形成された切欠段部に係合し弁体の施錠を
行なうローラを軸支するローラアームと、このローラア
ームにリンク機構を介して連結され上記ローラを扇状カ
ム側に附勢するバランスウエイトと、上記リンク機構に
係脱するリンクロック用アーム及びそのリンクロック用
アームを駆動するリンクロック用アーム作動装置を有し
上記ローラを切欠段部への係合位置に保持し或はその保
持状態を解放するローラアーム係脱装置とを具備し、重
錘アームに作用する重錘の力により前記ローラに対する
解錠方向への分力を発生するように施錠状態位置におけ
るローラアームの回動軸とローラ軸とを結ぶ軸線或は切
欠段部が切欠段部の移動方向に対して斜交せしめられて
いることを特徴とするものである。 しかして、弁開方向移動に際しては、扇状カムも同時
に弁開方向に回動し、その全開状態位置に到達すると、
扇状カムのカム面に圧接されているローラが、その附勢
力によって扇状カムの切欠段部に係合せしめられる。そ
こで、ローラアーム固定装置が作動して、上記ローラと
切欠段部の係合が維持され、弁の全開状態が保持され
る。 一方、緊急時において弁を閉鎖する必要がある場合に
は、上記ローラアーム係脱装置が解放される。したがっ
て、重錘による弁閉方向の力が切欠段部によりローラに
対する解錠方向への分力としてローラに加わり、ローラ
が解錠方向に移動せしめられて切欠段部との係合が解除
される。これによって重錘アームの施錠が解放されて、
上記重錘アームの作動によって弁の閉動作が行なわれ
る。 （実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
説明する。 第１図において、符号１は弁胴２内に揺動自在に配設
された弁体であって、その弁体１は弁操作機構３によっ
て開閉制御されるようにしてある。一方、上記弁体１の
弁軸には、先端に弁閉鎖用の重錘４を固着した重錘アー
ム５の基端部が連結されている。上記重錘アーム５の中
間部にはダッシュポット６が連結されており、重錘アー
ム５の急速な下降すなわち弁体の急閉鎖を防ぐようにし
てある。また、上記重錘アーム５の基部一側には上記弁
体１の閉操作を制御するバルブ施錠装置７が配設されて
いる。 第２図および第３図は、上記バルブ施錠装置７の詳細
を示す図であり、前記重錘アーム５の基端部には上記重
錘アーム５と一体的に扇状カム８が形成されている。す
なわち、上記扇状カム８は重錘アーム５の回転軸９に直
交する垂直面内に配設されており、その扇状カム８の外
周部に上記回転軸９とほぼ同心状のカム面8aが形成さ
れ、上記カム面8aの上端部には半径方向の切欠段部10が
形成されている。 一方、上記扇状カム８の一側方には、上記扇状カム８
のカム面8aに当接して転動し得るローラ11を設けたロー
ラアーム12が、固定支持板13に軸14を中心として揺動可
能に枢着されている。上記ローラアーム12の頂端部は、
上記固定支持板13に基端部を枢着したＬ字状レバー15の
中間部にリンク16によって連結されており、上記Ｌ字状
レバー15の先端部はリンク17を介してレバー18の先端に
連結されている。上記レバー18はその基端が前記固定支
持板13に枢着されており、上記レバー18の基端部から横
方向に突設された突杆19には、バランスウェイト20が位
置調節自在に装着されている。 また、固定支持板13には、前記レバー18の先端に形成
された突片18aに掛脱し得る爪21aを有するリンクロック
用アーム21が枢着されており、上記リンクロック用アー
ム21は、ソレノイド22に対してレバー23およびロッド24
を介して連動連結され、駆動軸と中心に揺動可能として
ある。なお、図中符号25および26はそれぞれレバー18或
はＬ字状レバー15の揺動位置を規制するストッパーであ
る。 ところで、前記扇状カム８に形成された切欠段部10
は、前述のように回転軸９の中心軸線から半径方向に延
びる平面上に形成されており、一方、弁体１の全開時に
は上記切欠段部10に前記ローラアーム12に設けられたロ
ーラ11が係合するとともに、その時点におけるローラ11
の中心軸と軸14とを結ぶ軸線が垂直軸線に対して角θだ
け扇状カム寄りに傾斜せしめられている。すなわち、重
錘アーム５に作用する重錘の力により、ローラ11が切欠
段部10からその係合が解放される方向への分力が発生す
るように、ローラアームの回転軸と上記切欠段部10に係
合しているローラの軸とを結ぶ軸線、或は切欠段部10が
上記切欠段部10の移動方向に対して斜交するように構成
されている。 第３図は、弁全開時における施錠装置の状態を示す図
であって、この状態でバランスウェイト20により常時レ
バー18が図において時計方向に揺動するよう附勢されて
おり、これによってリンク17、Ｌ字状レバー15、および
リンク16を介してローラアーム12が軸14を中心として反
時計方向への力が与えられ、このローラアーム12に装着
されているローラ11が、扇状カム８のカム面8aに圧接さ
れている。 ところで、この状態から弁体１の開方向への動作が始
まると、第３図の状態を保ちながら弁体１とともに重錘
アーム５が扇状カム８とともに軸９を中心として時計方
向に回動し、その間ローラ11は扇状カム８のカム面8aに
圧接された状態で転動する。 このようにして弁体１が全開付近になると、前述のよ
うにローラ11は扇状カム８のカム面8aに圧接されている
ため、順次第４図、第５図に示すように動き、ローラ11
が扇状カムの切欠段部10との係合位置に移動する。そこ
で、重錘アーム５がさらに全開位置を若干越えるまで移
動され、第６図に示すようにローラ11が完全に自由な状
態にされる。すると、バランスウェイト20によりレバー
18がストッパ25に当接するまで移動し、第２図に示す施
錠姿勢となる。しかして、その後ソレノイド22がａ方向
に作動させられ、リンクロック用アーム21の爪21aがレ
バー18の突片18aに掛合せしめられてレバー18の固定が
行なわれ、施錠姿勢が保持される。その時点で重錘アー
ム５を弁体１の全開状態位置に戻すと、第７図に示すよ
うに、ローラ11に扇状カム８の切欠段部10が当接し、重
錘アーム５が固定され、弁体は全開状態に施錠される。 次に、弁体の閉動作を行なわせる場合には、ソレノイ
ド22をｂ方向に動作させリンクロック用アーム21を時計
方向に回動させ、レバー18の突片18aと上記リンクロッ
ク用アーム21の爪21aとの係合を解除する。すると、前
記扇状カム８の切欠段部10とローラ11との間では、重錘
アーム５に作用する重錘の力により、ローラ11が切欠段
部10からその係合が解放される方向への分力が発生する
ように、ローラアームの回転軸と上記切欠段部10に係合
しているローラの軸とを結ぶ軸線が上記切欠部10の移動
方向に対して斜交せしめられているので、上記分力によ
ってローラアーム12に時計方向へ回動しようとする力が
加わる。一方、上記ローラアーム12にはバランスウェイ
ト20によって、反時計方向への力が加わっている。そこ
で、通常上記バランスウェイト20による反時計方向への
力が前記時計方向への分力より小さくなるようにしてあ
るので、前述のようにリンクロック用アーム21のロック
が解除されると、上記重錘による分力によってローラア
ーム12が時計方向に揺動され、ローラ11が切欠段部10か
ら外れる。そして、この時各リンク等の過動作はストッ
パ26によって阻止される。このようにしてローラ11が切
欠段部10から外れ重錘アーム５の施錠が解除されると、
重錘４によって弁体は閉方向に作動せしめられ、施錠装
置は第３図に示す状態となる。 このように、弁閉鎖時のソレノイド22の操作力は、施
錠を外そうとする重錘４によるローラ11に働らく分力F₁
と、バランスウェイト20によるローラ11に働らく力F₂の
関係で決まり、実際に作用する力は、前者F₁と後者F₂の
差（F₁−F₂）となり、第２図中の角度θの設定とバラン
スウェイト20の調整とにより理論的にかなり小さくする
ことができる。このため施錠解放に要する動力は小さく
て済む。 第８図は、上記施錠装置を水車ガイドベーンの緊急閉
鎖用に適用した例を示す図であって、調速機30によって
回転駆動されるゲートシャフト31に連結杆32を介してガ
イドベーン33作動用のガイドリング34が連結されてお
り、上記調速機30による作動によってガイドベーン33が
開閉制御されるようにしてある。 ところで、上記ゲートシャフト31の一端に、クラッチ
35を介して前記バルブ施錠装置の重錘アーム５の回転軸
９が連結されている。 しかして、通常運転時には上記クラッチ35が切の状態
としてあり、ガイドベーン33は調速機によって作動され
る。そこで、緊急時にはクラッチ35が入の状態とされる
とともに、前記実施例と同様にリンクロック用アームの
ロックが解除される。したがって、ゲートシャフト31が
クラッチ35を介して重錘アーム５の回転によって回動さ
れ、ガイドベーンの閉動作が行なわれる。このようにし
て、水車ガイドベーンの通常の運転における操作力を小
さくできるとともに、緊急閉鎖時には重錘の力を効果的
に利用することができる。 〔発明の効果〕 本発明は上述のように構成したので、ロック解除装置
であるリンクロック用アーム作動装置に必要な操作力
を、扇状カムによる施錠解除方向の分力F1とバランスウ
エイト20によるローラ11に働らく施錠方向の力F21の差
（F1−F2）により発生する力に対応させることができ、
この操作力を十分小さく出来る。したがって施錠装置の
解除を行う場合には、リンクロック用アームとリンク機
構との係合をソレノイドの如きリンクロック用アーム作
動装置によって離脱させるだけでよく、常時、非常時と
も小さな力によって施錠装置の解除ができ、重錘によっ
て弁体を作動させることができる。しかも施錠を行なう
場合にもローラが扇状カムの切欠段部と係合する位置ま
で重錘アームが回動されると、バランスウエイトの作用
によって、ローラが切欠段部に自動的に係合され、施錠
の作動も自動的に行われ、リンクロック用アーム作動装
置を作動させるだけでリンクロック用アームによるリン
ク機構のロックを行うことができる。また、扇状カムの
切欠段部の調整だけによって弁体の位置を容易に調整で
き、形状も小さく、かつその保守も容易に行うことがで
きる。また、リンクロック用アーム作動装置としてソレ
ノイドを使用した場合には、上述のように小さな力でよ
いので電圧の低下時の操作も行うことができる。また、
電源喪失時においても常時励磁式のソレノイドを用いれ
ばソレノイドのスプリングによって前記施錠装置を駆動
でき、弁体を安全に作動させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のバルブ施錠装置を適用したバルブ全体
の構成を示す図、第２図および第３図は本発明のバルブ
施錠装置の正面図であり、第２図は弁全開時、題３図は
弁全閉時を示す図、第４図乃至第７図はそれぞれ扇状カ
ムとローラとの間の施錠動作説明図、第８図は本発明を
水車ガイドベーンに適用した状態を示す図である。 １……弁体、４……重錘、５……重錘アーム、７……バ
ルブ施錠装置、８……扇状カム、8a……カム面、10……
切欠段部、11……ローラ、12……ローラアーム、20……
バランスウェイト、21……リンクロック用アーム、22…
…ソレノイド。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．弁体の駆動軸にその駆動軸の軸線方向に直交するよ
   うに基端部が連結された重錘アームと、この重錘アーム
   の基部に一体に形成された扇状カムと、この扇状カムの
   頂端部に形成された切欠段部に係合し弁体の施錠を行う
   ローラを軸支するローラアームと、このローラアームに
   リンク機構を介して連結され上記ローラを扇状カム側に
   附勢するバランスウエイトと、上記リンク機構に係脱す
   るリンクロック用アーム及びそのリンクロック用アーム
   を駆動するリンクロック用アーム作動装置を有し上記ロ
   ックを切欠段部への係合位置に保持し或はその保持状態
   を解放するローラアーム係脱装置とを具備し、重錘アー
   ムに作用する重錘の力により前記ローラに対する解錠方
   向への分力を発生するように、施錠状態位置におけるロ
   ーラアームの回動軸とローラ軸とを結ぶ軸線或は切欠段
   部が、切欠段部の移動方向に対して斜交せしめられてい
   ることを特徴とするバルブ施錠装置。 ２．重錘アームは、回転クラッチを介して水車ガイドベ
   ーン駆動軸に連結されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載のバルブ施錠装置。