JP2859579B2 - 弁装置におけるばね撓み調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、系内の圧力が一定
値以上になると開弁する安全弁もしくは逃し弁のような
弁装置に関し、特に、ばねの圧縮力を利用したかかる弁
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような弁装置においては、その作動
圧力を調節するために、ばねの撓みを調整可能であるこ
とが必要であり、該ばねには一般的にばね撓み調整装置
が設けられている。図３は、そのようなばね撓み調整装
置の代表的な従来例が組み込まれた安全弁の要部を示し
ている。

【０００３】図３において、１はスプリングケース、２
はその頂部に取り付けられたキャップであり、弁棒３の
上端部は、スプリングケース１を貫いて上方に延び、キ
ャップ２の中に入っている。この弁棒３には、典型的に
はコイルばねである可調節ばね４を上から抑えるばね抑
え５が遊嵌すると共に、該ばね抑え５の軸方向位置を調
節するために、該ばね抑え５と係合するようにばね撓み
調整装置、即ち調節スリーブ６が遊嵌している。該調節
スリーブ６の外周には雄ねじが切られていて、スプリン
グケース１に螺合している。可調節ばね４の圧縮力を調
節する際には、調節スリーブ６を回して上動又は下動さ
せれば、ばね抑え５も上動又は下動して、可調節ばね４
が弛緩又は圧縮される。これにより、弁棒３の図示しな
い下端部に設けられた弁体が弁口の弁座から離脱させる
ために必要な流体圧力の値が調節される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のばね撓
み調整装置において、調節スリーブ６を回転させるため
には、先ず、スプリングケース１に螺合しているキャッ
プ２を外して、弁棒３の上端部を露出させた後、スプリ
ングケース１の天井部にある突出部１ａに嵌合している
ロックスリーブ７を上方に抜き取ってから、調節スリー
ブ６を回転可能な状態とする面倒な操作が必要である。

【０００５】しかも、突出部１ａの外周面の断面形状
は、使用中に調節スリーブ６が回転して緩まないよう、
円形から、直径方向に対峙した２つの三日月形部分を切
り欠いた形状であり、また、該突出部１ａに嵌合するロ
ックスリーブ７の下端部も同様の形状であるため、且
つ、調節スリーブ６及びロックスリーブ７は、図示しな
いが、調節スリーブ６の上端部６ａの外周に形成された
水平断面が正８角形の部分と、ロックスリーブ７のフラ
ンジ状上端部７ａの内周に形成された水平断面が正６角
形の部分とが嵌合して組み合っているため、調節スリー
ブ６の１回の最小回転角度は、３６０°／１６＝２２．
５°にしかならず、従来のばね撓み調整装置は、調節精
度が悪いという難点があった。

【０００６】更に、調節スリーブ６を回転する場合、こ
の調節スリーブ６には可調節ばね４の圧縮力の反作用が
ばね抑え５を介して作用しているため、調節に大きな力
が必要であり、作業性の向上の観点からも、解決が望ま
れていた。

【０００７】従って、本発明の主な目的は、可調節ばね
の圧縮代を弁装置の外部から容易に調節可能なばね撓み
調整装置を提供することである。また、本発明の別の目
的は、上述のような調節の容易性に加えて、調節を実質
的に無段階で精度良く行うことができるばね撓み調整装
置を提供することである。本発明の更に別の目的は、可
調節ばねの圧縮代の調整時に弁装置の作動性能に悪影響
を与えることのないばね撓み調整装置を提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的から、請求
項１に記載の本発明のばね撓み調整装置は、系内の流体
の圧力が一定値以上になると、キャップを有するスプリ
ングケース内に収容された可調節ばねの圧縮力を利用し
て弁口が開く弁装置において、前記スプリングケースの
内部に回転自在に配設された回転部材と、該回転部材を
前記スプリングケース及び前記キャップの外部から回転
させるための駆動装置と、前記回転部材及び前記可調節
ばねの間に介在し、前記回転部材の回転時に上動又は下
動して前記可調節ばねの圧縮代を変化させる軸方向移動
部材とを備え、前記駆動装置は、前記スプリングケース
及び前記キャップの外部から前記弁装置の内部に延びる
作動軸と、該作動軸により回転される複数の回転伝達部
材を含む減速装置とを備え、前記複数の回転伝達部材
は、前記作動軸に接続されたウオームと、該ウオームに
係合すると共に前記回転部材の周囲に装着されたウオー
ム歯車とからなり、前記キャップは、前記スプリングケ
ースの上方に配設されると共に、前記軸方向移動部材に
は、前記キャップの内周面に軸方向に移動可能に嵌合す
るガイドプレートが装着されていることを特徴としてい
る。

【０００９】このように、請求項１に記載の本発明によ
れば、弁装置の外部から可調節ばねの圧縮代を調節可能
としているため、調節に際して、かかる弁装置に備わっ
ているスプリングケースのキャップを外したりする等と
いう面倒な作業が不要になり、しかも、セルフロック機
能を発揮するウオーム及びウオーム歯車を用いているた
め、弁棒側の振動等によって可調節ばねの圧縮代が変化
するようなこともない。そして、該回転部材の回転量に
応じて可調節ばねの圧縮代が決まるので、圧縮代は実質
的に無段階で精度良く調節される。 また、請求項１に記
載の本発明によると、前記キャップは前記スプリングケ
ースの上方に配設されると共に、前記軸方向移動部材
（調節スリーブ）には、前記キャップの内周面に軸方向
に移動可能に嵌合するガイドプレートが装着されてい
る。従って、軸方向移動部材はガイドプレートを介して
キャップに回転方向に固定されているため、軸方向移動
部材が傾いて関連部分に損傷を生じさせるようなことが
なく、弁装置の安全性能が確保される。

【００１０】また、請求項２に記載の本発明によると、
前記駆動装置は、前記スプリングケース及び前記キャッ
プの外部において前記作動軸に接続されたハンドルを備
え、前記軸方向移動部材が前記回転部材の内部に配設さ
れている。可調節ばねの圧縮代の調節の際には、ハンド
ルを軽く回すだけで、係合し合うセルフロックのウオー
ムとウオーム歯車、ひいては回転部材（ハンドルブッシ
ュ）が回転される。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
即ち実施形態について添付図面を参照して詳細に説明す
るが、図面中、同一符号は同一又は対応部分を示すもの
とする。また、本発明の実施形態を安全弁に関して以下
に説明するが、本発明は、それに限定されるものではな
く、系内の圧力が一定値以上になるとばねの圧縮力を利
用して開弁するような弁装置に適用可能であることを理
解されたい。図１は、本発明の一実施形態によるばね撓
み調整装置が組み込まれた安全弁の要部を示す断面図で
あり、図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。
図１及び図２において、ほぼ円筒形のスプリングケース
２８は、その天井部２８ａの周辺にフランジ部分２８ｂ
を有し、該フランジ部分に、シルクハット状のキャップ
３８が、その下端にあるフランジ部分３８ａで複数個
（図には１個のみを代表的に示す）の頭付きボルト３９
により取り付けられている。

【００１２】弁棒４０は、上述のスプリングケース２８
の天井部２８ａを貫いて、キャップ３８に延入してい
る。スプリングケース２８内には、コイルばねでよい可
調節ばね２６が弁棒４０の一部を囲んで配設されてお
り、該可調節ばね２６の上端はばね抑え４１に着座して
いる。図示しないが、弁棒４０の下端部には、周知のよ
うに弁体が装着されており、通常、該弁体は、可調節ば
ね２６の圧縮力により流体通路にある弁口に着座してい
るが、流体の圧力が一定値以上になると、上記圧縮力に
打ち勝って弁棒４０を例えば持ち上げることにより、上
記弁口を開き、流体の圧力を解放するようになってい
る。

【００１３】キャップ３８のほぼ中央部を横方向に延び
ているのは、吹き出しテスト用の第１レバー４２であ
り、また、同様にほぼ中央部から下方に延びている逆Ｌ
字形のものはテスト用の第２レバー４３であり、いずれ
も、軸４２ａ，４３ａを支点として回動自在に支承され
ている。安全弁の吹き上げテストの際には、第２レバー
４３を上方に引き上げると、そのＬ字の角部近傍が第１
レバー４２に当接して、同第１レバー４２を時計方向に
回動させ、その結果、同第１レバー４２に形成された凸
部４２ａが弁棒４０に取り付けられた部材４４に係合し
て、弁棒４０を可調節ばね２６の圧縮力に抗して強制的
に持ち上げ、上述した弁口を開いて、作動状態の確認が
可能である。

【００１４】次に、本発明による可調節ばねの圧縮代も
しくは撓みの調整装置の構造について説明すると、符号
２１は、ばね抑え４１の上方で弁棒４０の一部を遊嵌状
態で囲む調節スリーブ（軸方向移動部材）であり、同調
節スリーブ２１は、その下端部で、ばね抑え４１の上面
に形成された凹部に装着されたスラストベアリング２５
により回転自在に支持されている。換言すれば、可調節
ばね２６の荷重はスラストベアリング２５を介して調節
スリーブ２１により支持されている。該調節スリーブ２
１の上端部には、フェザーキーのようなキー部材３６に
よりガイドプレート３２が固定されると共に、周知の構
造のものでよいロックナット３７が固定されている。キ
ャップ３８の小径部３８ｂの内面下端部には複数個（実
施形態では直径方向に対峙して２個）の縦突条部３８ｃ
が形成されており、同縦突条部は、ガイドプレート３２
の周面に形成された縦溝に嵌合している。このガイドプ
レート３２を設けることにより、キー部材３６を上下に
移動させると同時に、ばね圧縮力の調整時に調節スリー
ブ２１が傾いて安全弁の作動に悪影響を与えないように
なっている。

【００１５】また、調節スリーブ２１の外周にはねじ部
２１ａが形成されており、該ねじ部２１ａにほぼ円筒形
のハンドルブッシュ（回転部材）２２が螺合している。
該ハンドルブッシュ２２は、適数のニードルベアリング
のように支承手段２７を介してスプリングケース２８の
天井部２８ａに設けられた突出部２８ｃに案内されてお
り、これも、スラストベアリング２９を介して可調節ば
ねの荷重を支持する。

【００１６】更に、このハンドルブッシュ２２には、周
知のフェザーキーのようなキー部材３０によってウオー
ム歯車２３（複数の回転伝達部材の一つ）が装着される
と共に、その固定のために、ロックナット３１が図示の
ように螺合のような適宜の手段により取り付けられてい
る。図２に最も良く示すように、横方向に延びてキャッ
プ３８の大径部３８ｄの中に入っているのは、キャップ
外部にある手動のハンドル４８に接続された作動軸４５
であり、該作動軸４５には、前述したウオーム歯車２３
と噛み合うようにウオーム２４（回転伝達部材）が装着
されている。また、該作動軸４５を安定的に支持するた
めに、スプリングケース２８の天井部２８ａの上面から
は、ウオーム２４を挟む離間した位置で、ウオームが回
転する時の荷重を受けるためにスラスト軸受３３を有す
る１対の支持脚４６が上方に延びている。前述のハンド
ル４８、作動軸４５、ウオーム２４、ウオーム歯車２３
等はハンドルブッシュ２２を外部から回転させるセルフ
ロック機能付きの駆動装置を構成する。また、回転伝達
部材であるウオーム歯車２３及びウオーム２４は減速装
置を構成する。

【００１７】各支持脚４６は、ボルト３５によってスプ
リングケース２８に固定されている。また、ウオーム歯
車２３及びウオーム２４の位置決定後、図２に略示した
ノックピン４７のような位置決め手段により各支持脚４
６の位置を決め、以降の分解組立によって位置が変わら
ないようにしている。

【００１８】以上のような構成において、可調節ばね２
６の圧縮力を調整するには、スプリングケース２８及び
キャップ３８の外部にある作動軸４５の端部に設けられ
たハンドル４８を所要の方向に回転させることにより、
作動軸４５を介してウオーム２４が同方向に回転し、ウ
オーム歯車２３も回る。このウオーム歯車２３の回転に
より、キー部材３０を介してハンドルブッシュ２２が回
転し、調節スリーブ２１も回転しようとするが、該調節
スリーブ２１には、回り止めのため、キャップ３８の縦
突条部３８ｃに嵌合したガイドプレート３２がキー部材
３６及びロックナット３７により固定されているため、
同調節スリーブ２１は、回転することなく上動又は下動
する。

【００１９】そのため、可調節ばね２６の圧縮代に変化
が与えられて、ばね抑え４１及び可調節ばね２６も上動
又は下動され、可調節ばね２６の圧縮力を調整すること
ができる。この調整量は、ハンドル４８の回転量によっ
て決まるため、実質的に無段階で調整可能である。ま
た、ハンドルブッシュ２２の回転は、ハンドル４８の直
径、ウオーム及びウオーム歯車の速比等の適切な設定に
より小さな力で簡単に行うことができる。

【００２０】

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、弁装
置のスプリングケースやキャップの外部から可調節ばね
の圧縮代を調節可能としているため、その調節に際し
て、かかる弁装置に備わっているスプリングケースのキ
ャップを外したりする等という面倒な作業が不要にな
り、非常に作業性の良いばね撓み調整装置を提供するこ
とができる。しかも、ウオーム及びウオーム歯車のセル
フロック作用のため、弁棒側の振動等によって可調節ば
ねの圧縮代が変化するようなことはなく、信頼性の高い
ばね撓み調整装置を提供することができる。また、回転
部材の回転量に応じて可調節ばねの圧縮代が決まり、可
調節ばねの圧縮代を実質的に無段階で精度良く調節する
ことができる。更に、請求項１に記載の本発明による
と、前記キャップは、前記スプリングケースの上方に配
設されると共に、軸方向移動部材はガイドプレートを介
してキャップに回転方向に関して固定されているため、
圧縮代の調節等の際に軸方向移動部材が傾いて関連部分
に損傷を生じさせるようなことがなく、弁装置の安全性
能を確保することができる。

【００２２】また、請求項２に記載の本発明によると、
可調節ばねの圧縮代の調節の際には、前記スプリングケ
ース及び前記キャップの外部において前記作動軸に接続
されたハンドルを軽く回すだけで、係合し合うセルフロ
ックのウオームとウオーム歯車、ひいては回転部材（ハ
ンドルブッシュ）を容易に回転させることができる。し
かも、本発明のばね撓み調整装置では、従来のものに実
質的に上述のハンドルと、作動軸と、減速装置とを付加
するだけでよいから、設定圧力での弁口の開放の安定
性、弁口の開放後の閉止圧力の安定性、及び耐シール性
等の弁装置特に安全弁の基本性能を損なうことなく、圧
縮代を調整可能である。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるばね撓み調整装置
が組み込まれた安全弁の要部を示す断面図である。

【図２】 図１のII−II線に沿った断面図である。

【図３】 従来のばね撓み調整装置が組み込まれた安全
弁の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

２１…調節スリーブ（軸方向移動部材）、２２…ハンド
ルブッシュ（回転部材）、２３…ウオーム歯車（減速装
置を構成する回転伝達部材）、２４…ウオーム（減速装
置を構成する回転伝達部材）、２６…可調節ばね、２８
…スプリングケース、３２…ガイドプレート、３８…キ
ャップ、３８ｃ…縦突条部、４５…作動軸、４８…ハン
ドル。

フロントページの続き (72)発明者 土屋 芳雄 神奈川県横浜市鶴見区大黒町11番１号 東京電力株式会社 横浜火力建設所内 (72)発明者 浜田 信義 福岡県北九州市門司区中町１番14号 岡 野バルブ製造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−127228（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−10675（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 17/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 系内の流体の圧力が一定値以上になる
   と、キャップを有するスプリングケース内に収容された
   可調節ばねの圧縮力を利用して弁口が開く弁装置におい
   て、前記スプリングケースの内部に回転自在に配設され
   た回転部材と、該回転部材を前記スプリングケース及び
   前記キャップの外部から回転させるための駆動装置と、
   前記回転部材及び前記可調節ばねの間に介在し、前記回
   転部材の回転時に上動又は下動して前記可調節ばねの圧
   縮代を変化させる軸方向移動部材とを備え、前記駆動装
   置は、前記スプリングケース及び前記キャップの外部か
   ら前記弁装置の内部に延びる作動軸と、該作動軸により
   回転される複数の回転伝達部材を含む減速装置とを備
   え、前記複数の回転伝達部材は、前記作動軸に接続され
   たウオームと、該ウオームに係合すると共に前記回転部
   材の周囲に装着されたウオーム歯車とからなり、前記キ
   ャップは、前記スプリングケースの上方に配設されると
   共に、前記軸方向移動部材には、前記キャップの内周面
   に軸方向に移動可能に嵌合するガイドプレートが装着さ
   れていることを特徴とするばね撓み調整装置。
2. 【請求項２】 前記駆動装置は、前記スプリングケース
   及び前記キャップの外部において前記作動軸に接続され
   たハンドルを備え、前記軸方向移動部材が前記回転部材
   の内部に配設されていることを特徴とする請求項１に記
   載のばね撓み調整装置。