JP3003074B2

JP3003074B2 - 弁駆動装置

Info

Publication number: JP3003074B2
Application number: JP9041574A
Authority: JP
Inventors: 定之中西
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2017-02-10
Also published as: JPH10220630A

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】空気やガスなどの気体を気圧シリンダに
送り、この気圧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、上記流体圧シリンダの圧力除去時に、
このバネの弾発力によってバルブを閉じ又は開けるよう
に構成され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８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６，図７は、図８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６及び図８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
態から切替えられて、レシーバタンク１０５内の圧力空
気が給排口１２１ａから送入されると、ピストン１２６
が押されて左方へ移動すると共に、このピストン１２６
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が切替えられて図中の
状態になると、気圧シリンダ１２１が大気への放出管１
０６に通じ、気圧シリンダ１２１に送り込まれた空気が
給排口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１２７
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、１０
３は圧力空気供給配管であって、レシーバタンク１０５
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７は、図８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。

【０００７】そして、図９は、従来のアクチュエータの
他の例を示した横断面図であって、実開平５−７７６７
５号公報に示されたものである。このアクチュエータ２
０２は、上述したアクチュエータ１０２のバネ圧シリン
ダ１２３の代わりにガス圧シリンダ２２３を採用し、ま
た、運動変換機構にラックアンドピニオン機構を採用し
ている。

【０００８】気圧シリンダ２２１内のピストン２２６に
ピストンロッド２２２が直結されており、気圧シリンダ
２２１に給排口２２１ａから空気が送り込まれると、ピ
ストンロッド２２２が図に示した状態から左方へ移動す
る。ピストンロッド２２２には、ラック２２７が形成さ
れており、これにかみ合うピニオン２２８が出力軸２２
９に固定されていて、ピストンロッド２２２の左方への
移動によって出力軸２２９が反時計回りに回転し、出力
軸２２９に直結されたバタフライバルブやボールバルブ
のステムを回転して、バルブを開け又は閉じる。一方、
ピストンロッド２２２が左方へ移動すると、ガス圧シリ
ンダ２２３内の小径ピストン２２４が左方に移動して、
内部のガス圧が上昇する。

【０００９】また、気圧シリンダ２２１内の流体が給排
口２２１ａから除去される時には、このガス圧シリンダ
２２３内の上昇したガス圧によって小径ピストン２２４
が右方へ押出され、これに伴ってピストンロッド２２２
が右方へ移動して、ピニオン２２８が時計回りに回転し
てバルブを閉じ又は開ける。

【００１０】図１０は、従来のアクチュエータの更に他
の例を示した横断面図であって、実公平７−２０４６２
号公報に示されたものである。このアクチュエータ３０
２は、ガス圧シリンダ３２３とピストンロッド３２２と
がベローズ３２４で接続されていて、ピストンロッド３
２２が図の状態から左方へ移動すると、ベローズ３２４
が圧縮されてガス圧シリンダ３２３内の容積が小さくな
り、内部のガス圧が上昇する。気圧シリンダ３２１内の
流体が給排口３２１ａから除去される時には、このガス
圧シリンダ３２３内の上昇したガス圧によってベローズ
３２４内の容積が広がり、ピストンロッド３２２が右方
へ移動する。その他の作用は、図９の場合と同様であ
る。

【００１１】

【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に供給される圧力空気
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
１２４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。

【００１２】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。更に、
広い空間を必要とし、維持経費も高く、また、圧力空気
の供給が得られない所では使用できない等の問題があ
る。

【００１３】また、図７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。

【００１４】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。

【００１５】一方、ガス圧シリンダ２２３，３２３を有
するアクチュエータ２０２，３０２は、上述のようなバ
ネ圧シリンダ１２３を有する種々のアクチュエータが持
つ多くの問題点を解決し、短く小さく軽くなっており、
バネ１２４の飛び出しによる危険がなく、特殊構造や特
殊工具を必要としない。

【００１６】しかしながら、これらの構造では小径ピス
トン２２４やベローズ３２４がピストンロッド２２２，
３２２に押されてガス圧シリンダ２２３，３２３内のガ
スを圧縮する圧縮比が比較的小さく、このため、流体圧
シリンダ２２１，３２１内でピストン２２６，３２６が
流体圧によって動き始める時からガス圧シリンダ２２
３，３２３内のガス圧が高くてこれによる抵抗が大き
く、一般に弁体の動き始めに大きな力が必要なバルブの
ためには、気圧シリンダ２２１，３２１の出力を大きく
しておかなければならず、アクチュエータ２０２，３０
２が大きく重くなり、コスト高になるという問題点を有
している。また、ベローズ３２４には余り高い圧力が掛
けられないという課題も有している。

【００１７】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、圧力空気の
供給源がない場合、また、圧力空気がなく、高圧パイプ
ラインが天然ガスなど可燃性ガスなどで大気放出すれ
ば、危険で使用できない場合でも使用できると共に、ア
クチュエータの軽量化、高出力化を達成して、装置全体
をコンパクトかつ安価に製造でき、さらに、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。

【００１８】

【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、液体圧シリンダと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、
ポンプによって、所要の圧力に昇圧したタンクからの液
体を、液体圧シリンダ内に送ることでピストンロッドを
往運動させ、又液体圧シリンダとタンクとの間の戻り管
に設けた開閉弁を開いて液体圧シリンダ内の液体を排出
させる一方、ピストンロッドの往運動により圧縮された
増圧器の低圧部内の流体の圧力によって、増圧器の高圧
部内の流体を副シリンダ内に送ることでピストンロッド
を復運動させるように構成した。

【００１９】上記弁駆動装置は、まず、戻り管に設けた
開閉弁を閉じ、ポンプを作動させてタンクの液体を液体
圧シリンダに送ると、液体圧シリンダ内においてピスト
ンロッドを押し出す力が働いてピストンロッドが副シリ
ンダ側に移動し、これによってバルブを開け又は閉じ
る。同時に、このピストンロッドの一端が副シリンダに
挿入されると、副シリンダ及びこの副シリンダに接続さ
れた増圧器の高圧部の内部圧力が高められ、増圧器の高
圧部と低圧部とを隔てるピストン部が低圧部側に押さ
れ、低圧部内の流体を圧縮する。

【００２０】次に、戻り管に設けた開閉弁を開くと、ピ
ストンロッドを副シリンダ側に押す圧力の減少に伴い、
増圧器の低圧部内の流体が膨張しながらピストン部を押
し、高圧部の流体を副シリンダ側へ送り、副シリンダ内
のピストンロッドを液体圧シリンダ側に移動させる。そ
して、ピストンロッドに固定された液体圧シリンダ内の
ピストンが、液体圧シリンダ内の液体を戻り管に送り出
し、タンクへ排出させる。この時のピストンロッドの移
動によってバルブを閉じ又は開ける。

【００２１】なお、上記副シリンダと上記ピストン部と
を一体に形成しても良い。また、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、防錆剤を加えた水などの他の液体を用いても
よい。

【００２２】また、上記増圧器の高圧部と低圧部とを、
異なる面積の圧力作用面を有するピストン部によって隔
てると良い。この場合、高圧部内の流体の圧力作用面
を、低圧部内の流体の圧力作用面よりも狭くして、高圧
部内の流体の圧力を低圧部内の流体の圧力よりも低くす
ることにより、ピストン部の初期の応答性が良くなる。

【００２３】また、上記副シリンダ及び増圧器の高圧部
内の流体を液体とし、上記増圧器の低圧部の流体を気体
としても良い。この場合、副シリンダ及び増圧器の高圧
部内の流体は、非圧縮性である油などの液体で、増圧器
の低圧部の流体は、圧縮性の気体であるので、ピストン
ロッド及びピストン部の応答性が良くなる。

【００２４】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
方に上記液体圧シリンダを、他方に上記副シリンダ若し
くは上記増圧器を設けても良い。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。

【００２５】上記ポンプの出口側に逆止弁を設け、この
逆止弁と液体圧シリンダとの間の配管に枝管を設け、こ
の枝管にリリーフ弁を接続すると良い。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。

【００２６】上記ポンプの作動の停止を上記ピストンロ
ッドの往運動の終了位置用に設けたりミットスイッチの
働きによって行うようにしても良い。

【００２７】

【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の液体圧シリンダ２１に、液体を出し入
れするために接続した配管回路３とで構成され、アクチ
ュエータ２とバルブ４のステム４ａとを連結することに
より、バルブ４の開閉を行なっている。

【００２８】配管回路３は、液体、例えば油など、を貯
留するタンク５からポンプ６、逆止弁７を通り液体圧シ
リンダ２１に液体を送る主管３ａと、主管３ａのタンク
５とポンプ６との間から分岐し、開閉弁８を通り、主管
３ａの逆止弁７と液体圧シリンダ２１との間に接続され
る戻り管３ｂと、主管３ａの逆止弁７と液体圧シリンダ
２１との間から分岐される枝管３ｃとから成り、枝管３
ｃには、圧力計９、リリーフ弁１０を接続している。な
お、１１はドレンの受け皿であって、この受け皿１１は
一般にはタンク５と接続されている。また、１２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。

【００２９】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は液体圧シリ
ンダ、２２はピストンロッド、２３は副シリンダ、２４
は増圧器、２６は運動変換機構部である。

【００３０】このアクチュエータ２は、運動変換機構部
２６の一方（図において右方）に液体圧シリンダ２１を
固定し、他方（図において左方）に増圧器２４を固定
し、さらに、アクチュエータ２の中心線に沿って、増圧
器２４内の副シリンダ２３から液体圧シリンダ２１まで
往復移動自在にピストンロッド２２を設けている。

【００３１】運動変換機構部２６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２２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２２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。

【００３２】増圧器２４は、略中空円柱状のハウジング
２４ａ内部に、往復移動自在に副シリンダ２３を内蔵
し、ピストンロッド２２を貫通する通孔２４ｂを設けた
一端を運動変換機構部２６に固定し、さらに、他端に副
シリンダ２３の先端部を突出させるガイド孔２４ｃを形
成している。そして、増圧器２４の内部を高圧部２４ｈ
と低圧部２４ｌとに隔てるピストン部は副シリンダ２３
と兼用で一体に形成され、高圧部２４ｈには油などの流
体、低圧部２４ｌには空気，ガスなどの気体を満たして
いる。

【００３３】副シリンダ２３は、中空の略円柱状で、増
圧器の高圧部２４ｈ内の流体と同一の流体が内部に満た
され、運動変換機構部側の一端に、ピストンロッド２２
を挿入する挿入孔２３ａが設けられ、さらに、ピストン
部と兼用するため、増圧器２４の内部を高圧部２４ｈと
低圧部２４ｌとに隔てる摺動リング部２３ｂが周壁に突
設され、副シリンダ２３の増圧器高圧部側の側部に貫通
孔２３ｃを設けて、高圧部２４ｈ内部と副シリンダ２３
内部との相互に流体が移動できるようにしている。

【００３４】次に、上述した弁駆動装置１の作用を説明
する。まず、戻り管３ｂに設けた開閉弁８を閉じ、ポン
プ６を作動させ、タンク５内の液体を、所要の圧力に上
昇させてポンプ６から送り出す。ポンプ６から送り出さ
れた液体は、逆止弁７を押し開いて液体圧シリンダ２１
に送入される。

【００３５】液体圧シリンダ２１内に所要圧力の液体が
送りこまれると、液体圧シリンダ２１内の圧力が上昇
し、ピストンロッド２２が液体圧シリンダ２１内から押
し出され、ピストンロッド２２は往運動を行う。このピ
ストンロッド２２の往運動に伴って、ピストンロッド２
２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２
８に固定した出力軸２９を回転させ、バルブ４を開又は
閉する。

【００３６】一方、ピストンロッド２２の往運動に伴っ
て、ピストンロッド２２の一端が更に副シリンダ２３内
に進入する。これによってピストンロッド２２が副シリ
ンダ２３内の液体を押し出し、増圧器の高圧部２４ｈ内
の圧力を上昇させる。すると、増圧器の低圧部２４ｌ内
よりも高圧部２４ｈ内の圧力が上昇し、副シリンダ２３
が増圧器２４の低圧部側に移動する。

【００３７】そして、バルブ４が開又は閉した時、リミ
ットスイッチ１２がこれを検知しポンプ６を停止させ
る。ポンプ６が停止すると、ピストンロッド２２が停止
すると共に、液体圧シリンダ２１内の圧力、副シリンダ
２３内の圧力、増圧器の高圧部２４ｈ内の圧力及び増圧
器の低圧部２４ｌ内の圧力が均衡し、副シリンダ２３の
移動が停止する。この時、副シリンダ２３（ピストン
部）の高圧部側の圧力作用面の面積は、低圧部側の圧力
作用面の面積よりも、副シリンダ２３（ピストン部）の
断面面積−ピストンロッド２２の断面面積、だけ小さく
なっており、高圧部側の圧力作用面の面積×高圧部の液
体の圧力＝低圧部側の圧力作用面の面積×低圧部の気体
の圧力の関係から、低圧部内の気体の圧力は高圧部内の
液体の圧力よりも低くなる。

【００３８】次に、開閉弁８を開くと、液体圧シリンダ
２１内の圧力が低下し、各内部圧力の均衡が崩れ、増圧
器の低圧部２４ｌの圧縮された気体の膨張に伴って、副
シリンダ２３が増圧器２４の高圧部側に移動する。この
副シリンダ２３の移動に伴って、高圧部２４ｈ内の液体
が副シリンダ２３内へ送り返されて、ピストンロッド２
２が液体圧シリンダ側に押し出され、ピストンロッド２
２の復運動が行なわれる。このピストンロッドの復運動
に伴って、出力軸が回転してバルブを閉又開すると共
に、液体圧シリンダ２１内の液体を、戻り管３ｂを介し
てタンク５に排出する。

【００３９】本発明の弁駆動装置１は、開閉弁８とし
て、一般に自動弁又は電磁弁が使われ、また、上記液体
圧シリンダ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。

【００４０】なお、配管回路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
配管回路３の枝管３ｃに接続したリリーフ弁１０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６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２２が更に移動できる余裕を副シリンダ２３内に設
けて、配管回路３内の液体の膨張を許すことによって防
いでもよい。

【００４１】上記ポンプ６は、高圧ポンプであって、液
体圧シリンダ２１に送入する液体圧は高いので、液体圧
シリンダ２１の径は小さくてよく、また、液体圧シリン
ダ２１に送入する液体も少なくてよいので、タンク５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
６のハウジング２６ａを液体タンクとして使用すること
もできる。

【００４２】上述した弁駆動装置１は、タンク５，ポン
プ６等を含めた弁駆動装置１全体をコンパクトにするこ
とができ、圧力空気が得られない場合でもポンプ６と開
閉弁８を作動させるための電源さえ得られれば、どこで
も使用することができ、パイプラインのガス圧を利用す
ることができない場所に好適である。

【００４３】次に、図３を用いて本発明の弁駆動装置の
アクチュエータの他の実施形態を説明する。このアクチ
ュエータ４２は、図２に示すアクチュエータ２同様、運
動変換機構部２６の一方（図において右方）に液体圧シ
リンダ２１を固定し、他方（図において左方）に増圧器
５４を固定し、さらに、アクチュエータ４２の中心線に
沿って、増圧器５４内の副シリンダ５３から液体圧シリ
ンダ２１まで往復移動自在にピストンロッド５２を設け
ている。なお、図２に示すアクチュエータ２と略同一で
ある運動変換機構部２６や液体圧シリンダ２１等は同一
符号を用い、それぞれの説明は省略する。

【００４４】増圧器５４は、略中空円柱状のハウジング
５４ａの一端に設けたガイド孔５４ｃから、副シリンダ
５３の運動変換機構部側の一端を往復移動自在に突出さ
せ、かつ、このハウジング５４ａ一端を運動変換機構部
２６に固定している。そして、副シリンダ５３の一端に
形成したピストン部５４ｐによって、内部を高圧部５４
ｈと低圧部５４ｌとに隔てて、高圧部５４ｈには油など
の流体、低圧部５４ｌには空気，ガスなどの気体を満た
している。なお、運動変換機構部２６の増圧器側端部に
は、増圧器のガイド孔５４ｃから突出した副シリンダ５
３が往復運動できるようにスペースが設けられている。

【００４５】副シリンダ５３は、略中空円柱状で、増圧
器の高圧部５４ｈ内の流体と同一の流体が内部に満たさ
れ、運動変換機構部側の一端に、ピストンロッド５２を
挿入する挿入孔５３ａが設けられ、さらに、他端に、増
圧器５４の内部を高圧部５４ｈと低圧部５４ｌとに隔て
るピストン部５４ｐが一体形成され、側部に貫通孔５３
ｃを設けて増圧器の高圧部２４ｈ内部と相互に流体が移
動できるようにしている。

【００４６】以下、上述したアクチュエータ４２の作用
を説明する。開閉弁８を閉じ、液体圧シリンダ２１内に
液体を送り込むと、ピストンロッド５２が副シリンダ側
に移動し、ピストンロッド５２の一端が副シリンダ５３
内に更に挿入され、副シリンダ５３内の液体が貫通孔５
３ｃを通って増圧器の高圧部５４ｈに押し出され、副シ
リンダ５３の一端に形成した増圧器５４のピストン部５
４ｐが、増圧器５４の低圧部側（図において左方）へ移
動し、低圧部５４ｌ内の気体を圧縮し圧力を上昇させ
る。

【００４７】次に、開閉弁８を開くと、液体圧シリンダ
２１内の圧力が低下し、各内部圧力の均衡が崩れ、増圧
器の低圧部５４ｌの圧縮された気体の膨張に伴って、副
シリンダ５３の一端に形成したピストン部５４ｐが高圧
部側に押圧され、副シリンダ５３が運動変換機構部側に
移動する。この副シリンダ５３の移動に伴って、高圧部
５４ｈ内の液体が副シリンダ５３内へ送り返されて、ピ
ストンロッド５２が液体圧シリンダ側に押し出され、元
の位置に戻る。その他の作用は、図２に示したアクチュ
エータ２を用いた場合と同様であるので、説明は省略す
る。

【００４８】次に、図４を用いて本発明の弁駆動装置の
アクチュエータのその他の実施形態を説明する。このア
クチュエータ６２は、運動変換機構部２６の一方（図に
おいて右方）に液体圧シリンダ２１を固定し、他方（図
において左方）に副シリンダ７３を固定し、さらに、ア
クチュエータ６２の中心線に沿って、副シリンダ７３か
ら液体圧シリンダ２１まで往復移動自在にピストンロッ
ド７２を設けている。なお、図２に示すアクチュエータ
２と略同一である運動変換機構部２６や液体圧シリンダ
２１等は同一符号を用い、それぞれの説明は省略する。

【００４９】副シリンダ７３は、略中空円柱状で、運動
変換機構部側の一端に、ピストンロッド７２を挿入する
挿入孔７３ａを有する円板状のフランジ部７３ｂが設け
られ、このフランジ部７３ｂを運動変換機構部２６に固
定している。さらに、他端に、増圧器７４の内部を高圧
部７４ｈと低圧部７４ｌとに隔てるピストン部７４ｐが
一体形成され、増圧器７４内に恒に挿入されている側部
位置に貫通孔７３ｃを設けて、増圧器の高圧部７４ｈ内
部と相互に流体が移動できるようにしている。さらに、
副シリンダ７３内には、増圧器の高圧部７４ｈ内の流体
と同一流体が内部に満たされる。

【００５０】増圧器７４は、副シリンダ７３に一体に形
成したピストン部７４ｐを内蔵して、内部を高圧部７４
ｈと低圧部７４ｌとに隔て、一端に設けたガイド孔７４
ｃから副シリンダ７３のフランジ部側を突出させ、副シ
リンダ７３に対して増幅器のハウジング７４ａが往復運
動できるように取り付けられている。さらに、高圧部７
４ｈには油などの流体、低圧部７４ｌには空気，ガス等
の気体を満たしている。

【００５１】以下、上述したアクチュエータ６２の作用
を説明する。開閉弁８を閉じ、液体圧シリンダ２１内に
液体を送り込むと、ピストンロッド７２が増圧器側に移
動し、ピストンロッド７２の一端が副シリンダ７３内に
更に挿入され、副シリンダ７３内の液体が貫通孔７３ｃ
を通って増圧器の高圧部７４ｈに押し出され、増圧器の
ハウジング７４ａが運動変換機構側（図においては右
方）へ移動し、副シリンダ７３に一体形成したピストン
部７４ｐが、低圧部７４ｌ内の気体を圧縮し圧力を上昇
させる。

【００５２】次に、開閉弁８を開くと、液体圧シリンダ
２１内の圧力が低下し、各内部圧力の均衡が崩れ、増圧
器の低圧部７４ｌの圧縮された気体の膨張に伴って、増
圧器のハウジング７４ａが運動変換機構部２６の反対側
（図において左側）に移動する。この増圧器のハウジン
グ７４ａの移動により、高圧部７４ｈ内の液体が副シリ
ンダ７３内へ送り返されて、ピストンロッド７２が液体
圧シリンダ側に押し出され、元の位置に戻る。その他の
作用は、図２に示したアクチュエータ２を用いた場合と
同様であるので、説明は省略する。

【００５３】次に、図５を用いて本発明の弁駆動装置の
アクチュエータのその他の実施形態を説明する。このア
クチュエータ８２は、副シリンダ９３と増圧器９４とを
個別に設けてこの間を配管９５で結んだ単純な構造のも
のであり、運動変換機構部２６の一方（図において右
方）に、液体圧シリンダ２１を固定し、他方（図におい
て左方）に、副シリンダ９３を固定し、この副シリンダ
９３にピストンロッド９２の一端が挿入されていて、ピ
ストンロッド９２の左方への移動によって、この副シリ
ンダ９３内の液体が配管９５に押し出される。この配管
９５は、増圧器の高圧部９４ｈ側に接続されており、配
管９５内の液体は増圧器の高圧部９４ｈ内に送り込ま
れ、増圧器９４内に設けたピストン部９４ｐが低圧部側
に移動し、低圧部９４ｌ内の気体を圧縮し圧力を上昇さ
せる。

【００５４】次に、開閉弁８を開くと、液体圧シリンダ
２１内の圧力が低下し、各内部圧力の均衡が崩れ、増圧
器の低圧部９４ｌの圧縮された気体の膨張に伴って、増
圧器９４内のピストン部９４ｐが高圧部側に移動する。
このピストン部９４ｐの移動に伴って、高圧部９４ｈ内
の液体が押し出され、配管９５を介して、副シリンダ９
３内に送り込まれ、ピストンロッド９２が液体圧シリン
ダ側に押し出され、元の位置に戻る。その他の作用は、
図２に示したアクチュエータ２を用いた場合と同様であ
るので、説明は省略する。

【００５５】以上に説明した本発明の弁駆動装置１は、
液体圧シリンダ２１に液体圧を加えてバルブ４を開ける
ように構成すると、緊急遮断用となり、バルブ４を閉じ
るようにすると緊急開放用になる。また、上記のポンプ
には電動式の他、空気圧（４kgf/cm²）程度があれば、
いわゆるインテングファイア式（動力空気より高圧の液
圧を発生させるポンプ）を使用しても良い。

【００５６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の弁駆動
装置は、ポンプによって高圧に昇圧した液圧を用い、極
めて簡単な回路を用いているので、配管や器具やアクチ
ュエータが小型であって安価なものであり、広い空間を
必要とせず、圧力空気が得られない場合でもポンプと開
閉弁の電磁弁を作動させるための電源さえ得られれば使
用することができ、パイプラインのガス圧を利用する駆
動装置のように使用場所を制限されず、パイプラインの
ガス圧を利用することができない場所にも好適であるな
ど優れた効果を発揮する。

【００５７】さらに、従来のつる巻きバネを用いたもの
とは異なり、小形で軽量で安価であって、危険防止のた
めに特殊構造や特殊工具を必要とせず、また、つる巻き
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。また、ベローズのような高圧に耐えない部品を
用いていないので、副シリンダ及び増圧器が高圧に耐
え、コンパクト化することができる。更に、増圧器の低
圧部の気体の圧縮比を大きくすることができ、動き始め
に大きな力を必要とする弁のために動き始めの増圧器の
低圧部の圧力を低くして液体圧シリンダの出力の損失を
小さくすることができ、この低圧部の気体の圧縮比を適
宜に決めることによって最適でコンパクトな弁駆動装置
を作ることができ、緊急遮断用や緊急開放用に使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】本発明の弁駆動装置に用いるアクチュエータの
他の実施形態を示す部分横断面図である。

【図４】本発明の弁駆動装置に用いるアクチュエータの
その他の実施形態を示す部分横断面図である。

【図５】本発明の弁駆動装置に用いるアクチュエータの
その他の実施形態を示す部分横断面図である。

【図６】従来の弁駆動装置の例を示す回路図である。

【図７】従来の弁駆動装置の例を示す回路図である。

【図８】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。

【図９】従来の弁駆動装置に用いる他のアクチュエータ
を示す横断面図である。

【図１０】従来の弁駆動装置に用いるその他のアクチュ
エータを示す横断面図である。

【符号の説明】

１弁駆動装置２，４２，６２，８２アクチュエータ２１液体圧シリンダ２２，５２，７２，９２ピストンロッド２３，５３，７３，９３副シリンダ２４，５４，７４，９４増圧器２４ｈ，５４ｈ，７４ｈ，９４ｈ高圧部２４ｌ，５４ｌ，７４ｌ，９４ｌ低圧部５４ｐ，７４ｐ，９４ｐピストン部２６運動変換機構部３ｂ戻り管３ｃ枝管４バルブ５タンク６ポンプ７逆止弁８開閉弁１０リリーフ弁１２リミットスイッチ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体圧シリンダと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、
ポンプによって、所要の圧力に昇圧したタンクからの液
体を、液体圧シリンダ内に送ることでピストンロッドを
往運動させ、又液体圧シリンダとタンクとの間の戻り管
に設けた開閉弁を開いて液体圧シリンダ内の液体を排出
させる一方、ピストンロッドの往運動により圧縮された
増圧器の低圧部内の流体の圧力によって、増圧器の高圧
部内の流体を副シリンダ内に送ることでピストンロッド
を復運動させるようにしたことを特徴とする弁駆動装
置。
【請求項２】上記増圧器の高圧部と低圧部とを、異な
る面積の圧力作用面を有するピストン部によって隔てた
請求項１記載の弁駆動装置。
【請求項３】上記副シリンダ及び増圧器の高圧部内の
流体を液体とし、上記増圧器の低圧部の流体を気体とし
た請求項１又は２記載の弁駆動装置。
【請求項４】上記副シリンダと上記ピストン部とを一
体に形成した請求項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
一方に上記液体圧シリンダを、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
一方に上記液体圧シリンダを、他方に上記増圧器を設け
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７】上記ポンプの出口側に逆止弁を設け、こ
の逆止弁と液体圧シリンダとの間の配管に枝管を設け、
この枝管にリリーフ弁を接続した請求項１乃至６の何れ
か１項に記載の弁駆動装置。
【請求項８】上記ポンプの作動の停止を上記ピストン
ロッドの往運動の終了位置用に設けたりミットスイッチ
の働きによって行うようにした請求項１乃至７の何れか
１項に記載の弁駆動装置。