JP2998073B2 - 弁駆動装置 - Google Patents
弁駆動装置Info
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- JP2998073B2 JP2998073B2 JP4157397A JP4157397A JP2998073B2 JP 2998073 B2 JP2998073 B2 JP 2998073B2 JP 4157397 A JP4157397 A JP 4157397A JP 4157397 A JP4157397 A JP 4157397A JP 2998073 B2 JP2998073 B2 JP 2998073B2
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- cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
- F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
- F15B15/066—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the scotch yoke type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Actuator (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ内
のピストンロッドを往復運動させるによってバルブを開
閉する弁駆動装置に関する。
のピストンロッドを往復運動させるによってバルブを開
閉する弁駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気やガスなどの気体をシリンダに送
り、このシリンダ内のピストンに直結したピストンロッ
ドをその軸方向の一方へ移動させて、バルブを開き又は
閉じると共に、このピストンロッドと同軸上に設けたバ
ネを圧縮し、上記シリンダの圧力除去時に、このバネの
弾発力によって、ピストンロッドをその軸方向の他方へ
移動させて、バルブを閉じ又は開けるように構成したア
クチュエータは従来から多く用いられている。
り、このシリンダ内のピストンに直結したピストンロッ
ドをその軸方向の一方へ移動させて、バルブを開き又は
閉じると共に、このピストンロッドと同軸上に設けたバ
ネを圧縮し、上記シリンダの圧力除去時に、このバネの
弾発力によって、ピストンロッドをその軸方向の他方へ
移動させて、バルブを閉じ又は開けるように構成したア
クチュエータは従来から多く用いられている。
【０００３】例えば、図７は、主としてガス、油、水な
どを供給する配管に接続されるバルブを開閉するために
多く用いられているアクチュエータの一例を示す横断面
図であり、図５，図６は、図７に示すようなアクチュエ
ータ１０２を用いた弁駆動装置１０１，２０１の回路図
である。
どを供給する配管に接続されるバルブを開閉するために
多く用いられているアクチュエータの一例を示す横断面
図であり、図５，図６は、図７に示すようなアクチュエ
ータ１０２を用いた弁駆動装置１０１，２０１の回路図
である。
【０００４】図５及び図６において、アクチュエータ１
０２の気圧シリンダ１２１に、電磁弁１０７が図中の状
態から切り換えられて、レシーバタンク１０４内の圧力
空気が連結口１２１ａから送入されると、ピストン１２
６が押されて左方へ移動すると共に、このピストン１２
６に直結したピストンロッド１２２が左方に移動し、こ
のピストンロッド１２２に固定したピン１２７がスコッ
チヨーク１２８を揺動させ、これに伴い出力軸１２９が
反時計回りに回転してバルブ１０４を開け又は閉じ、同
時にバネ圧シリンダ１２３内のバネ１２４を圧縮する。
０２の気圧シリンダ１２１に、電磁弁１０７が図中の状
態から切り換えられて、レシーバタンク１０４内の圧力
空気が連結口１２１ａから送入されると、ピストン１２
６が押されて左方へ移動すると共に、このピストン１２
６に直結したピストンロッド１２２が左方に移動し、こ
のピストンロッド１２２に固定したピン１２７がスコッ
チヨーク１２８を揺動させ、これに伴い出力軸１２９が
反時計回りに回転してバルブ１０４を開け又は閉じ、同
時にバネ圧シリンダ１２３内のバネ１２４を圧縮する。
【０００５】次に、電磁弁１０７が切り換えられて図中
の状態になると、気圧シリンダ１２１が大気への放出管
１０６に通じ、気圧シリンダ１２１に送り込まれた空気
が連結口１２１ａから除去され、バネ１２４の弾発力に
よってピストンロッド１２２が右方へ押され、ピン１２
７がスコッチヨーク１２８を揺動させるのに伴い、バル
ブ１０４のステム１０４ａが時計回りに回転して、バル
ブ１０４を閉じ又は開け、図中の状態に戻る。図中、１
０３は圧力空気供給配管であって、レシーバタンク１０
５内の圧力が低下すると圧力空気が補給されて、レシー
バタンク１０５内の圧力が上昇する。
の状態になると、気圧シリンダ１２１が大気への放出管
１０６に通じ、気圧シリンダ１２１に送り込まれた空気
が連結口１２１ａから除去され、バネ１２４の弾発力に
よってピストンロッド１２２が右方へ押され、ピン１２
７がスコッチヨーク１２８を揺動させるのに伴い、バル
ブ１０４のステム１０４ａが時計回りに回転して、バル
ブ１０４を閉じ又は開け、図中の状態に戻る。図中、１
０３は圧力空気供給配管であって、レシーバタンク１０
５内の圧力が低下すると圧力空気が補給されて、レシー
バタンク１０５内の圧力が上昇する。
【０００６】また、図６は、図７に示すアクチュエータ
１０２の動力源として、パイプラインのガスの圧力を利
用した場合の弁駆動装置２０１の一例を示す回路図であ
って、２０３はガスパイプライン、２０５は減圧弁、そ
の他は、図６における場合と同じであり、同一符号を用
いて説明する。ガスパイプライン２０３から送られるガ
スは、減圧弁２０５によって所要の圧力に減圧して電磁
弁１０７に送られ、電磁弁１０７の切替によって、気圧
シリンダ１２１へのガスの送入、排出が行なわれ、図６
における場合と同様、バルブ１０４の開閉が行なわれ
る。
１０２の動力源として、パイプラインのガスの圧力を利
用した場合の弁駆動装置２０１の一例を示す回路図であ
って、２０３はガスパイプライン、２０５は減圧弁、そ
の他は、図６における場合と同じであり、同一符号を用
いて説明する。ガスパイプライン２０３から送られるガ
スは、減圧弁２０５によって所要の圧力に減圧して電磁
弁１０７に送られ、電磁弁１０７の切替によって、気圧
シリンダ１２１へのガスの送入、排出が行なわれ、図６
における場合と同様、バルブ１０４の開閉が行なわれ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、レシーバタン
ク１０５から気圧シリンダ１２１に供給される空気の圧
力は、４〜７kg/cm2Ｇであり、気圧シリンダ１２１は、
この圧力でバルブ１０４を往運動させると共にバネ１２
４を圧縮するだけの力を出さなければならず、気圧シリ
ンダ１２１は大型なものが必要である。
ク１０５から気圧シリンダ１２１に供給される空気の圧
力は、４〜７kg/cm2Ｇであり、気圧シリンダ１２１は、
この圧力でバルブ１０４を往運動させると共にバネ１２
４を圧縮するだけの力を出さなければならず、気圧シリ
ンダ１２１は大型なものが必要である。
【０００８】従って、圧力空気の消費量も多く、圧力空
気のための配管や器具が大きくなって高価になるうえ
に、アクチュエータ１０２が大型で高価なものであるた
め、弁駆動装置全体が高価なものになってしまう上に、
消費空気量が多くなると閉又は開運動に時間を要し、高
速開閉ができず緊急遮断用として使用できない等の問題
がある。
気のための配管や器具が大きくなって高価になるうえ
に、アクチュエータ１０２が大型で高価なものであるた
め、弁駆動装置全体が高価なものになってしまう上に、
消費空気量が多くなると閉又は開運動に時間を要し、高
速開閉ができず緊急遮断用として使用できない等の問題
がある。
【０００９】また、図６に示すガスパイプライン２０３
から送られるガスは、減圧弁２０５によって所要の圧力
に減圧し電磁弁１０７に送られ、また、使用済みのガス
が大気に放出されるので、ガスの性質により使用できる
場所が限定される。また、このようなパイプラインのガ
ス、特に高圧ガス、のための減圧弁２０５は、技術的に
難しく高価なものであるなどの課題を有している。
から送られるガスは、減圧弁２０５によって所要の圧力
に減圧し電磁弁１０７に送られ、また、使用済みのガス
が大気に放出されるので、ガスの性質により使用できる
場所が限定される。また、このようなパイプラインのガ
ス、特に高圧ガス、のための減圧弁２０５は、技術的に
難しく高価なものであるなどの課題を有している。
【００１０】そして、バネ圧シリンダ１２３を有するア
クチュエータ１０２は、バネ圧シリンダ１２３が所要の
出力とストロークを得るために長く大きくなり、重くな
る。また、バネ圧シリンダ１２３の分解及び組立ての際
には、圧縮されたバネ１２４の飛び出しを防止する特殊
構造と特殊工具が必要でありコスト高になる。更に、長
期使用によってバネ１２４が折損することもあるなど、
多くの問題点を有している。
クチュエータ１０２は、バネ圧シリンダ１２３が所要の
出力とストロークを得るために長く大きくなり、重くな
る。また、バネ圧シリンダ１２３の分解及び組立ての際
には、圧縮されたバネ１２４の飛び出しを防止する特殊
構造と特殊工具が必要でありコスト高になる。更に、長
期使用によってバネ１２４が折損することもあるなど、
多くの問題点を有している。
【００１１】本発明は上記の課題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、軽量、高出
力なうえに、安価で組立て分解が容易なアクチュエータ
を提供でき、かつ、バルブの高速開閉が可能である弁駆
動装置を提供することを目的とする。
したものであり、その目的とするところは、軽量、高出
力なうえに、安価で組立て分解が容易なアクチュエータ
を提供でき、かつ、バルブの高速開閉が可能である弁駆
動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、小径の主シリンダと主シリンダより大径
の副シリンダの内部の圧力差によってピストンロッドを
往復運動させてバルブを開閉するアクチュエータを有す
る弁駆動装置であって、ピストンロッドの往運動の際
に、主シリンダに連結した回路中に、液体を所要の圧力
まで昇圧して主シリンダ内に送るポンプを設け、このポ
ンプで主シリンダ内に液体を送ることにより往運動を行
い、一方、その復運動の際に、主シリンダ内に入れられ
た液体を排出可能に設け、かつ、ピストンロッドの往運
動により上昇した副シリンダ内の気体の圧力により復運
動を行うようにしたもので、ピストンロッドの直線運動
を直接又は回転運動に変換して、バルブの開閉を行う。
め、本発明は、小径の主シリンダと主シリンダより大径
の副シリンダの内部の圧力差によってピストンロッドを
往復運動させてバルブを開閉するアクチュエータを有す
る弁駆動装置であって、ピストンロッドの往運動の際
に、主シリンダに連結した回路中に、液体を所要の圧力
まで昇圧して主シリンダ内に送るポンプを設け、このポ
ンプで主シリンダ内に液体を送ることにより往運動を行
い、一方、その復運動の際に、主シリンダ内に入れられ
た液体を排出可能に設け、かつ、ピストンロッドの往運
動により上昇した副シリンダ内の気体の圧力により復運
動を行うようにしたもので、ピストンロッドの直線運動
を直接又は回転運動に変換して、バルブの開閉を行う。
【００１３】主シリンダ内に液体が送られると、副シリ
ンダ内の気圧よりも内部の圧力が上昇し、ピストンロッ
ドが主シリンダから押し出され、副シリンダ側に移動す
る。このピストンロッドの移動に伴い、副シリンダ内の
気圧は上昇するが、主シリンダ内に液体を送り続けて、
ピストンロッドの往運動を行っている。そして、バルブ
が開又は閉すると、主シリンダへの液体の供給が停止さ
れ、主シリンダと副シリンダの内部圧力が均衡し、ピス
トンロッドの移動は停止する。
ンダ内の気圧よりも内部の圧力が上昇し、ピストンロッ
ドが主シリンダから押し出され、副シリンダ側に移動す
る。このピストンロッドの移動に伴い、副シリンダ内の
気圧は上昇するが、主シリンダ内に液体を送り続けて、
ピストンロッドの往運動を行っている。そして、バルブ
が開又は閉すると、主シリンダへの液体の供給が停止さ
れ、主シリンダと副シリンダの内部圧力が均衡し、ピス
トンロッドの移動は停止する。
【００１４】また、この状態から、主シリンダ内に入れ
られた液体を排出可能にすると、ピストンロッドの往運
動により上昇した副シリンダ内の圧力が、主シリンダ内
の圧力よりも高くなり、ピストンロッドが副シリンダか
ら押し出され、主シリンダ側に移動する。このピストン
ロッドの移動に伴い、主シリンダ内の液体が排出され、
バルブが閉又は開すると、主シリンダ内からの液体の排
出が停止され、主シリンダと副シリンダの内部圧力が均
衡し、ピストンロッドの移動は停止する。
られた液体を排出可能にすると、ピストンロッドの往運
動により上昇した副シリンダ内の圧力が、主シリンダ内
の圧力よりも高くなり、ピストンロッドが副シリンダか
ら押し出され、主シリンダ側に移動する。このピストン
ロッドの移動に伴い、主シリンダ内の液体が排出され、
バルブが閉又は開すると、主シリンダ内からの液体の排
出が停止され、主シリンダと副シリンダの内部圧力が均
衡し、ピストンロッドの移動は停止する。
【００１５】更に、上記主シリンダに連結した回路中
に、液体を所要の圧力まで昇圧して、主シリンダ内に送
るポンプと、主シリンダ内の液体を排出可能にする開閉
弁とを設けた場合、回路中に設けた開閉弁を閉じ、ポン
プを作動させ、タンク内の液体を昇圧させて主シリンダ
に送って、ピストンロッドを主シリンダ内から押し出
し、ピストンロッドの往運動を行い、また、開閉弁を開
いて、主シリンダの液体を排出可能状態にすることによ
り、副シリンダ内の気圧によってピストンロッドを副シ
リンダ内から押し出し、ピストンロッドが主シリンダ内
の液体をタンクへ戻しながら、ピストンロッドの復運動
を行う。
に、液体を所要の圧力まで昇圧して、主シリンダ内に送
るポンプと、主シリンダ内の液体を排出可能にする開閉
弁とを設けた場合、回路中に設けた開閉弁を閉じ、ポン
プを作動させ、タンク内の液体を昇圧させて主シリンダ
に送って、ピストンロッドを主シリンダ内から押し出
し、ピストンロッドの往運動を行い、また、開閉弁を開
いて、主シリンダの液体を排出可能状態にすることによ
り、副シリンダ内の気圧によってピストンロッドを副シ
リンダ内から押し出し、ピストンロッドが主シリンダ内
の液体をタンクへ戻しながら、ピストンロッドの復運動
を行う。
【００１６】なお、上記の開閉弁には、自動弁や電磁弁
を使用すればよく、液体には油を使用すればよいが、応
答性が高ければ良く、防錆剤を加えた水などの他の液体
を用いてもよい。
を使用すればよく、液体には油を使用すればよいが、応
答性が高ければ良く、防錆剤を加えた水などの他の液体
を用いてもよい。
【００１７】上記回路のポンプの出口側に逆止弁を介在
させ、さらに、この逆止弁と主シリンダ間にリリーフ弁
を連結すると良い。この場合、ポンプの停止後、配管が
太陽熱を受けて液体が膨張するなどして起こる異常昇圧
を防ぐことができる。なお、ポンプの停止後の太陽熱な
どによる異常昇圧をピストンロッドが更に移動できる余
裕を設けることによって、液体の熱膨張を許し、異常昇
圧を防ぐこともできる。
させ、さらに、この逆止弁と主シリンダ間にリリーフ弁
を連結すると良い。この場合、ポンプの停止後、配管が
太陽熱を受けて液体が膨張するなどして起こる異常昇圧
を防ぐことができる。なお、ポンプの停止後の太陽熱な
どによる異常昇圧をピストンロッドが更に移動できる余
裕を設けることによって、液体の熱膨張を許し、異常昇
圧を防ぐこともできる。
【００１８】上記ポンプの作動の停止を、ピストンロッ
ドの往運動の終了位置用に設けたリミットスイッチの働
きによって行うようにしても良い。
ドの往運動の終了位置用に設けたリミットスイッチの働
きによって行うようにしても良い。
【００１９】上記アクチュエータは、上記ピストンロッ
ドの往復運動を回転運動に変換する運動変換機構部の一
方に上記主シリンダを、他方に上記副シリンダを設ける
のが好ましく、この場合、上記ピストンロッドの往復運
動をラックアンドピニオン式、スコッチヨーク式などの
運動変換機構によって出力軸の回転運動に変換し、この
出力軸の回転運動によってバタフライバルブやボールバ
ルブなどを開閉することができる。
ドの往復運動を回転運動に変換する運動変換機構部の一
方に上記主シリンダを、他方に上記副シリンダを設ける
のが好ましく、この場合、上記ピストンロッドの往復運
動をラックアンドピニオン式、スコッチヨーク式などの
運動変換機構によって出力軸の回転運動に変換し、この
出力軸の回転運動によってバタフライバルブやボールバ
ルブなどを開閉することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明におけ
る弁駆動装置の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の弁駆動装置の一実施形態を示す回路図
であり、弁駆動装置１は、アクチュエータ２と、このア
クチュエータ２の主シリンダ２１に、液体を出し入れす
るために接続した液体用回路３と、副シリンダ２２に、
空気を出し入れするために接続した気体用回路４とで構
成され、アクチュエータ２とバルブ５のステム５ａとを
連結することにより、バルブ５の開閉を行なっている。
る弁駆動装置の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の弁駆動装置の一実施形態を示す回路図
であり、弁駆動装置１は、アクチュエータ２と、このア
クチュエータ２の主シリンダ２１に、液体を出し入れす
るために接続した液体用回路３と、副シリンダ２２に、
空気を出し入れするために接続した気体用回路４とで構
成され、アクチュエータ２とバルブ５のステム５ａとを
連結することにより、バルブ５の開閉を行なっている。
【００２１】液体用回路３は、液体、例えば油、を貯留
するタンク３１と、タンク３１内の液体を昇圧して主シ
リンダ２１へと送り出すポンプ３２と、ポンプ３２への
逆流を防ぐ逆止弁３３と、これらを接続し、タンク３１
から主シリンダ２１へと液体を送る主管３ａと、主管３
ａのタンク３１とポンプ３２との間から分岐し、主管３
ａの逆止弁３３と主シリンダ２１との間に接続される戻
り管３ｂと、主管３ａと戻り管３ｂを切り換える開閉弁
３４と、主管３ａの逆止弁３３と主シリンダ２１との間
から分岐される枝管３ｃと、枝管３ｃに接続された圧力
計３５、リリーフ弁３６をとで構成されている。なお、
３７はドレンの受け皿であって、この受け皿３７は一般
にはタンク３１と連通されている。また、３８はリミッ
トスイッチで、このアクチュエータ２の往運動の終了位
置で作用するように設けられている。
するタンク３１と、タンク３１内の液体を昇圧して主シ
リンダ２１へと送り出すポンプ３２と、ポンプ３２への
逆流を防ぐ逆止弁３３と、これらを接続し、タンク３１
から主シリンダ２１へと液体を送る主管３ａと、主管３
ａのタンク３１とポンプ３２との間から分岐し、主管３
ａの逆止弁３３と主シリンダ２１との間に接続される戻
り管３ｂと、主管３ａと戻り管３ｂを切り換える開閉弁
３４と、主管３ａの逆止弁３３と主シリンダ２１との間
から分岐される枝管３ｃと、枝管３ｃに接続された圧力
計３５、リリーフ弁３６をとで構成されている。なお、
３７はドレンの受け皿であって、この受け皿３７は一般
にはタンク３１と連通されている。また、３８はリミッ
トスイッチで、このアクチュエータ２の往運動の終了位
置で作用するように設けられている。
【００２２】気体用回路４は、気体、例えば空気、を貯
留するレシーバタンク４１と、レシーバタンク４１へと
気体を供給する供給配管４ａと、レシーバタンク４１、
副シリンダ２２間で気体を出し入れする給排管４ｂで構
成されている。
留するレシーバタンク４１と、レシーバタンク４１へと
気体を供給する供給配管４ａと、レシーバタンク４１、
副シリンダ２２間で気体を出し入れする給排管４ｂで構
成されている。
【００２３】図２は、上記弁駆動装置１に用いたアクチ
ュエータ２を示す横断面図であって、２１は主シリン
ダ、２２は副シリンダ、２３はピストンロッド、２４は
ピストン部、２５は運動変換機構部である。
ュエータ２を示す横断面図であって、２１は主シリン
ダ、２２は副シリンダ、２３はピストンロッド、２４は
ピストン部、２５は運動変換機構部である。
【００２４】このアクチュエータ２は、運動変換機構部
２５の一方（図において右方）に主シリンダ２１を固定
し、他方（図において左方）に副シリンダ２２を固定し
て形成され、さらに、アクチュエータ２の中心線に沿っ
て、主シリンダ２１から副シリンダ２２まで貫通したピ
ストンロッド２３を、往復移動自在に有している。
２５の一方（図において右方）に主シリンダ２１を固定
し、他方（図において左方）に副シリンダ２２を固定し
て形成され、さらに、アクチュエータ２の中心線に沿っ
て、主シリンダ２１から副シリンダ２２まで貫通したピ
ストンロッド２３を、往復移動自在に有している。
【００２５】主シリンダ２１は、細長い略中空円柱状に
形成され、運動変換機構部２５より突出したピストンロ
ッド２３が挿入され、運動変換機構部２５と反対側（図
において右側）端部に、ピストンロッド２３の復運動を
終了させるストッパ２１ａが、液密に貫通されている。
このストッパ２１ａは、主シリンダ２１内での突出長さ
を調整できるように、ネジ状に形成されている。さら
に、液体用回路３の主管３ａを連結する連結口２１ｂが
設けられている。
形成され、運動変換機構部２５より突出したピストンロ
ッド２３が挿入され、運動変換機構部２５と反対側（図
において右側）端部に、ピストンロッド２３の復運動を
終了させるストッパ２１ａが、液密に貫通されている。
このストッパ２１ａは、主シリンダ２１内での突出長さ
を調整できるように、ネジ状に形成されている。さら
に、液体用回路３の主管３ａを連結する連結口２１ｂが
設けられている。
【００２６】副シリンダ２２は、略中空円柱状で、運動
変換機構部２５より突出したピストンロッド２３が挿入
され、運動変換機構部２５と反対側（図において左側）
端部に、ピストンロッド２３の往運動を終了させるスト
ッパ２２ａが、気密に貫通されている。このストッパ２
２ａは、副シリンダ２２内での突出長さを調整できるよ
うに、ネジ状に形成されている。
変換機構部２５より突出したピストンロッド２３が挿入
され、運動変換機構部２５と反対側（図において左側）
端部に、ピストンロッド２３の往運動を終了させるスト
ッパ２２ａが、気密に貫通されている。このストッパ２
２ａは、副シリンダ２２内での突出長さを調整できるよ
うに、ネジ状に形成されている。
【００２７】また、副シリンダ２２内において、内周面
に沿って摺動する円板状のピストン部２４が、ピストン
ロッド２３の先端に固定されている。さらに、気体用回
路４の給排管４ｂを連結する連結口２２ｂが、運動変換
機構部２５と反対側の端部に設けられ、また、ピストン
部２４と運動変換機構部２５間の空気を出し入れする通
気口２２ｃが、運動変換機構部２５側の端部に設けられ
ている。
に沿って摺動する円板状のピストン部２４が、ピストン
ロッド２３の先端に固定されている。さらに、気体用回
路４の給排管４ｂを連結する連結口２２ｂが、運動変換
機構部２５と反対側の端部に設けられ、また、ピストン
部２４と運動変換機構部２５間の空気を出し入れする通
気口２２ｃが、運動変換機構部２５側の端部に設けられ
ている。
【００２８】運動変換機構部２５は、スコッチヨーク式
のものが用いられ、出力軸２９に固定したスコッチヨー
ク２８を、ピストンロッド２３に固定したピン２７によ
って揺動させることによって、出力軸２９を回転させ、
ピストンロッド２３の往復運動を出力軸２９の回転運動
に変換するものである。なお、ピストンロッドにラック
を形成し、このラックと出力軸に固定したピニオンとを
噛み合わせ、ピストンロッドの往復運動を出力軸の回転
運動に変換するラックアンドピニオン式の運動変換機構
部を用いても良い。
のものが用いられ、出力軸２９に固定したスコッチヨー
ク２８を、ピストンロッド２３に固定したピン２７によ
って揺動させることによって、出力軸２９を回転させ、
ピストンロッド２３の往復運動を出力軸２９の回転運動
に変換するものである。なお、ピストンロッドにラック
を形成し、このラックと出力軸に固定したピニオンとを
噛み合わせ、ピストンロッドの往復運動を出力軸の回転
運動に変換するラックアンドピニオン式の運動変換機構
部を用いても良い。
【００２９】次に、上述した弁駆動装置１の作用を説明
する。まず、液体用回路３の開閉弁３４を閉じ、ポンプ
３２を作動させ、タンク３１内の液体を、所要の圧力に
昇圧させてポンプ３２から送り出し、主シリンダ２１に
送入する。
する。まず、液体用回路３の開閉弁３４を閉じ、ポンプ
３２を作動させ、タンク３１内の液体を、所要の圧力に
昇圧させてポンプ３２から送り出し、主シリンダ２１に
送入する。
【００３０】主シリンダ２１内に所要圧力の液体が送り
こまれると、主シリンダ２１内の圧力が上昇し、ピスト
ンロッド２３が主シリンダ２１内から押し出され、ピス
トンロッド２３は往運動を行う。一方、副シリンダ２２
内では、ピストンロッド２３の往運動により、ピストン
ロッド２３の一端が、更に副シリンダ２２内に進入し、
ピストンロッド２３の先端に固定したピストン部２４
が、副シリンダ２２内の気体を押出し、レシーバタンク
４１内に戻す。このピストンロッド２３の往運動によ
り、副シリンダ２２内の圧力が上昇する。
こまれると、主シリンダ２１内の圧力が上昇し、ピスト
ンロッド２３が主シリンダ２１内から押し出され、ピス
トンロッド２３は往運動を行う。一方、副シリンダ２２
内では、ピストンロッド２３の往運動により、ピストン
ロッド２３の一端が、更に副シリンダ２２内に進入し、
ピストンロッド２３の先端に固定したピストン部２４
が、副シリンダ２２内の気体を押出し、レシーバタンク
４１内に戻す。このピストンロッド２３の往運動によ
り、副シリンダ２２内の圧力が上昇する。
【００３１】また、このピストンロッド２３の往運動に
伴って、ピストンロッド２３に固定したピン２７が、ス
コッチヨーク２８を（図２において反時計回りに）揺動
させて、スコッチヨーク２８に固定した出力軸２９を回
転させ、バルブ５を開又は閉する。
伴って、ピストンロッド２３に固定したピン２７が、ス
コッチヨーク２８を（図２において反時計回りに）揺動
させて、スコッチヨーク２８に固定した出力軸２９を回
転させ、バルブ５を開又は閉する。
【００３２】そして、バルブ５が開又は閉した時、リミ
ットスイッチ３８がこれを検知しポンプ３２を停止する
一方、ピストンロッド２３は、副シリンダ２２に設けた
ストッパ２２ａに当接して停止する。
ットスイッチ３８がこれを検知しポンプ３２を停止する
一方、ピストンロッド２３は、副シリンダ２２に設けた
ストッパ２２ａに当接して停止する。
【００３３】次に、開閉弁３４を開いて、主シリンダ２
１内の圧力を除去し、主シリンダ２１内の液体が戻り管
３ｂを介して排出できるようにすると、副シリンダ２２
内のピストン部２４のレシーバタンク４１側の圧力が、
主シリンダ２１内の圧力よりも高くなり、ピストン部２
４が主シリンダ２１側に移動し、これに固定されたピス
トンロッド２３が副シリンダ２２内より押し出され、ピ
ストンロッド２３の復運動が行なわれる。このピストン
ロッド２３の復運動に伴って、バルブ５を閉又開すると
共に、主シリンダ２１内の液体は、戻り管３ｂを介して
タンク３１に排出される。ここで、ピストンロッド２３
を押し出す副シリンダ２２内の圧力が、設定圧力、例え
ば４〜７kg/cm2G、以下に低下した場合、供給配管４ａ
からレシーバタンク４１内に圧力空気が補給される。
１内の圧力を除去し、主シリンダ２１内の液体が戻り管
３ｂを介して排出できるようにすると、副シリンダ２２
内のピストン部２４のレシーバタンク４１側の圧力が、
主シリンダ２１内の圧力よりも高くなり、ピストン部２
４が主シリンダ２１側に移動し、これに固定されたピス
トンロッド２３が副シリンダ２２内より押し出され、ピ
ストンロッド２３の復運動が行なわれる。このピストン
ロッド２３の復運動に伴って、バルブ５を閉又開すると
共に、主シリンダ２１内の液体は、戻り管３ｂを介して
タンク３１に排出される。ここで、ピストンロッド２３
を押し出す副シリンダ２２内の圧力が、設定圧力、例え
ば４〜７kg/cm2G、以下に低下した場合、供給配管４ａ
からレシーバタンク４１内に圧力空気が補給される。
【００３４】そして、バルブ５が閉又は開した時、リミ
ットスイッチ３８が開閉弁３４閉じて、主シリンダ２１
からの液体の排出を停止する一方、ピストンロッド２３
は、主シリンダ２１に設けたストッパ２１ａに当接して
停止する。
ットスイッチ３８が開閉弁３４閉じて、主シリンダ２１
からの液体の排出を停止する一方、ピストンロッド２３
は、主シリンダ２１に設けたストッパ２１ａに当接して
停止する。
【００３５】上述した弁駆動装置１は、ピストンロッド
２３の往運動の際、主シリンダ２１内の液圧に比べ、副
シリンダ２２内の気圧は小さく、また、ピストンロッド
２３の復運動の際、主シリンダ２１にかかる圧力は無く
なり、主シリンダ２１内の液体による抵抗が殆ど無いた
め、動き始めに大きな力を必要とするバルブであって
も、スムーズに開閉することができ、緊急遮断用や緊急
開放用として使用することができる。
２３の往運動の際、主シリンダ２１内の液圧に比べ、副
シリンダ２２内の気圧は小さく、また、ピストンロッド
２３の復運動の際、主シリンダ２１にかかる圧力は無く
なり、主シリンダ２１内の液体による抵抗が殆ど無いた
め、動き始めに大きな力を必要とするバルブであって
も、スムーズに開閉することができ、緊急遮断用や緊急
開放用として使用することができる。
【００３６】なお、レシーバタンク４１を介さず、直
接、供給配管４ａと副シリンダ２２とを連結してもよ
い。このように、副シリンダ２２内の気体は、レシーバ
タンク４１又は供給配管４ａから、直接供給又は戻され
るので、消費しないと共に、外気に放出することはない
ので、他との反応を考慮する必要が無く、安全性が高
い。
接、供給配管４ａと副シリンダ２２とを連結してもよ
い。このように、副シリンダ２２内の気体は、レシーバ
タンク４１又は供給配管４ａから、直接供給又は戻され
るので、消費しないと共に、外気に放出することはない
ので、他との反応を考慮する必要が無く、安全性が高
い。
【００３７】ここで、レシーバタンク４１と副シリンダ
２２の間に電磁弁を介在させ、気体を供給、排気するよ
うにしても良い。この場合、ピストンロッド２３を往運
動させるときには、電磁弁を外に連通させて副シリンダ
２２内の気体を排気自在にし、ピストンロッド２３を復
運動させるときには、電磁弁をレシーバタンク４１に連
通させて副シリンダ２２内に気体を供給する。これによ
り、ピストンロッド２３の往運動を略抵抗の無い状態で
きるため、主シリンダ２１内の圧力を上述した場合より
も低くすることができ、かつ、動き始めに大きな力を必
要とする弁であっても、更にスムーズに開閉することが
できる。
２２の間に電磁弁を介在させ、気体を供給、排気するよ
うにしても良い。この場合、ピストンロッド２３を往運
動させるときには、電磁弁を外に連通させて副シリンダ
２２内の気体を排気自在にし、ピストンロッド２３を復
運動させるときには、電磁弁をレシーバタンク４１に連
通させて副シリンダ２２内に気体を供給する。これによ
り、ピストンロッド２３の往運動を略抵抗の無い状態で
きるため、主シリンダ２１内の圧力を上述した場合より
も低くすることができ、かつ、動き始めに大きな力を必
要とする弁であっても、更にスムーズに開閉することが
できる。
【００３８】本発明の弁駆動装置１は、開閉弁３４とし
て、一般に自動弁又は電磁弁が使われ、また、上記主シ
リンダ２１内に送入する液体は油に限られるものでな
く、防錆剤を加えた水などでもよい。また、リミットス
イッチ３８若しくはストッパ２１ａ，２２ａの何れか一
方を設ければ良い。
て、一般に自動弁又は電磁弁が使われ、また、上記主シ
リンダ２１内に送入する液体は油に限られるものでな
く、防錆剤を加えた水などでもよい。また、リミットス
イッチ３８若しくはストッパ２１ａ，２２ａの何れか一
方を設ければ良い。
【００３９】また、液体用回路３が太陽熱を受けるなど
して液体が膨張し、圧力が更に異常に上昇するのを、こ
の液体用回路３の枝管３ｃに接続したリリーフ弁３６か
ら液体を逃がすことによって防ぐことができる。また、
ポンプ３２の停止後の太陽熱などによる異常昇圧をピス
トンロッド２３が更に移動できる余裕を副シリンダ２２
内に設けて、液体用回路３内の液体の膨張を許すことに
よって防いでもよい。例えば、副シリンダ２２に設けた
ストッパ２２ａの突出長さを短くして、ピストンロッド
２３が、ポンプ３２停止時よりも移動できるようにすれ
ばよい。
して液体が膨張し、圧力が更に異常に上昇するのを、こ
の液体用回路３の枝管３ｃに接続したリリーフ弁３６か
ら液体を逃がすことによって防ぐことができる。また、
ポンプ３２の停止後の太陽熱などによる異常昇圧をピス
トンロッド２３が更に移動できる余裕を副シリンダ２２
内に設けて、液体用回路３内の液体の膨張を許すことに
よって防いでもよい。例えば、副シリンダ２２に設けた
ストッパ２２ａの突出長さを短くして、ピストンロッド
２３が、ポンプ３２停止時よりも移動できるようにすれ
ばよい。
【００４０】さらに、上記ポンプ３２は、高圧ポンプで
あって、主シリンダ２１に送入する液体圧は高いので、
主シリンダ２１の径は小さくてよく、また、主シリンダ
２１に送入する液体も少なくてよいので、タンク３１を
小さくすることができる。このため、このアクチュエー
タ２の直線運動を回転運動に変換する運動変換機構部２
５のハウジング２５ａを液体タンクとして使用すること
もできる。
あって、主シリンダ２１に送入する液体圧は高いので、
主シリンダ２１の径は小さくてよく、また、主シリンダ
２１に送入する液体も少なくてよいので、タンク３１を
小さくすることができる。このため、このアクチュエー
タ２の直線運動を回転運動に変換する運動変換機構部２
５のハウジング２５ａを液体タンクとして使用すること
もできる。
【００４１】図３、４に示す回路図は、ゲートバルブな
どに適用する他のアクチュエータを用いた場合の実施例
を示すものであり、図１と同一部分は同一符号で示す。
図３におけるアクチュエータ５０は、図示しないバルブ
の直線運動する弁棒に連結する作動棒５１を、ピストン
ロッド２３の主シリンダ２１側端部に延設すると共に、
液圧を受ける弾性体から成るリング状のピストン部５４
を設け、さらに、作動棒５１を主シリンダ２１の運動変
換機構部２５と反対側の端部に液密に貫通させ、端部よ
り突出させている。
どに適用する他のアクチュエータを用いた場合の実施例
を示すものであり、図１と同一部分は同一符号で示す。
図３におけるアクチュエータ５０は、図示しないバルブ
の直線運動する弁棒に連結する作動棒５１を、ピストン
ロッド２３の主シリンダ２１側端部に延設すると共に、
液圧を受ける弾性体から成るリング状のピストン部５４
を設け、さらに、作動棒５１を主シリンダ２１の運動変
換機構部２５と反対側の端部に液密に貫通させ、端部よ
り突出させている。
【００４２】また、図４におけるアクチュエータ６０
は、図示しないバルブの直線運動する弁棒に連結する作
動棒６１を、ピストンロッド２３の副シリンダ２２側端
部に固定したピストン部２４より突設し、副シリンダ２
２の運動変換機構部２５と反対側の端部に気密に貫通さ
せ、端部より突出させている。
は、図示しないバルブの直線運動する弁棒に連結する作
動棒６１を、ピストンロッド２３の副シリンダ２２側端
部に固定したピストン部２４より突設し、副シリンダ２
２の運動変換機構部２５と反対側の端部に気密に貫通さ
せ、端部より突出させている。
【００４３】なお、上記アクチュエータ５０，６０のピ
ストンロッドの作動原理は、図２に示すアクチュエータ
２と同じであるため、説明は省略する。
ストンロッドの作動原理は、図２に示すアクチュエータ
２と同じであるため、説明は省略する。
【００４４】また、以上に説明した本発明の弁駆動装置
１は、主シリンダ２１に液体圧を加えてバルブ５を開け
るように構成すると、緊急遮断用となり、バルブ５を閉
じるようにすると緊急開放用になる。
１は、主シリンダ２１に液体圧を加えてバルブ５を開け
るように構成すると、緊急遮断用となり、バルブ５を閉
じるようにすると緊急開放用になる。
【００４５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
弁駆動装置は、主シリンダに液体を使用しているので、
供給圧力を高くできるので、シリンダ径を小さく、か
つ、タンクを小さくすることができる。また、従来のバ
ネを用いたものとは異なり、小形軽量かつ安価であっ
て、危険防止のために特殊構造や特殊工具を必要とせ
ず、更にバネのような変形する部分がなく折損のような
故障が起きない。さらに、主シリンダ内に供給する液体
は、非圧縮性であるため、高圧でも排出は速く高速作動
が可能で、バルブを高速開閉ができる。
弁駆動装置は、主シリンダに液体を使用しているので、
供給圧力を高くできるので、シリンダ径を小さく、か
つ、タンクを小さくすることができる。また、従来のバ
ネを用いたものとは異なり、小形軽量かつ安価であっ
て、危険防止のために特殊構造や特殊工具を必要とせ
ず、更にバネのような変形する部分がなく折損のような
故障が起きない。さらに、主シリンダ内に供給する液体
は、非圧縮性であるため、高圧でも排出は速く高速作動
が可能で、バルブを高速開閉ができる。
【図１】本発明の弁駆動装置の一実施形態を示す回路図
である。
である。
【図２】図１に示す弁駆動装置に用いたアクチュエータ
の横断面図である。
の横断面図である。
【図３】本発明の弁駆動装置の他の実施例を示す回路図
である。
である。
【図４】本発明の弁駆動装置のその他の実施例を示す回
路図である。
路図である。
【図５】従来の弁駆動装置を示す回路図である。
【図６】従来の他の弁駆動装置を示す回路図である。
【図７】従来の弁駆動装置に用いるアクチュエータを示
す横断面図である。
す横断面図である。
１ 弁駆動装置 ２，５０，６０ アクチュエータ ２１ 主シリンダ ２２ 副シリンダ ２３ ピストンロッド ２５ 運動変換機構部 ３ 液体用回路 ３１ タンク ３２ ポンプ ３３ 逆止弁 ３６ リリーフ弁 ３８ リミットスイッチ ５ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 15/00 - 15/28 F16K 31/12 - 31/124
Claims (6)
- 【請求項１】 小径の主シリンダと主シリンダより大径
の副シリンダの内部の圧力差によってピストンロッドを
往復運動させてバルブを開閉するアクチュエータを有す
る弁駆動装置であって、ピストンロッドの往運動の際
に、主シリンダに連結した回路中に、液体を所要の圧力
まで昇圧して主シリンダ内に送るポンプを設け、このポ
ンプで主シリンダ内に液体を送ることにより往運動を行
い、一方、その復運動の際に、主シリンダ内に入れられ
た液体を排出可能に設け、かつ、ピストンロッドの往運
動により上昇した副シリンダ内の気体の圧力により復運
動を行うようにしたことを特徴とする弁駆動装置。 - 【請求項２】 上記主シリンダに連結した回路中に、主
シリンダ内の液体を排出するための開閉弁を設けた請求
項１記載の弁駆動装置。 - 【請求項３】 上記回路のポンプの出口側に逆止弁を介
在させ、さらに、この逆止弁と主シリンダ間にリリーフ
弁を連結した請求項２記載の弁駆動装置。 - 【請求項４】 上記ポンプの作動の停止を、ピストンロ
ッドの往運動の終了位置用に設けたリミットスイッチの
働きによって行うようにした請求項２又は３記載の弁駆
動装置。 - 【請求項５】 上記アクチュエータは、上記ピストンロ
ッドの往復運動を回転運動に変換する運動変換機構部の
一方に上記主シリンダを、他方に上記副シリンダを設け
た請求項１乃至４の何れか１項に記載の弁駆動装置。 - 【請求項６】 上記の液体は油である請求項１乃至５の
何れか１項に記載の弁駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157397A JP2998073B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 弁駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157397A JP2998073B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 弁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10220413A JPH10220413A (ja) | 1998-08-21 |
| JP2998073B2 true JP2998073B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=12612195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4157397A Expired - Fee Related JP2998073B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 弁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998073B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT410357B (de) * | 2001-01-19 | 2003-04-25 | Hoerbiger Hydraulik | Arbeitszylinder |
| JP5307879B2 (ja) * | 2011-12-19 | 2013-10-02 | 株式会社ティクスＩｋｓ | スコッチヨーク式操作装置 |
| JP5314121B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-10-16 | 定之 中西 | スコッチヨーク式作動装置 |
| JP6053143B2 (ja) * | 2013-02-01 | 2016-12-27 | 株式会社カワタ | 開閉装置 |
| CN113123940B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-12-02 | 中科力函(深圳)热声技术有限公司 | 直线式无油压缩机 |
| JP2022161194A (ja) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | 送液装置及び液体噴射装置 |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP4157397A patent/JP2998073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10220413A (ja) | 1998-08-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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