JP3454022B2 - 操作軸の駆動装置 - 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、被操作体を操作す
る操作軸の駆動装置及びこれを備えた弁に係り、特に、
弁の開閉操作及び弁座と弁体を摺り合わせるケレップ操
作を行なわせる弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばスラリー（泥漿）ラインで
使用する弁において、操作軸であるステムを軸方向に移
動させる弁の開閉操作及びステムを所定の位置で停止さ
せて弁体であるディスクを回転させ、このディスクと弁
座であるシートとを摺り合わせる、所謂ケレップ操作
は、これら二つの操作を切り替えるロックレバーの解
除、締め付けを人力で繰り返し行なうと共に、開閉用ハ
ンドル又はケレップ用ハンドルの回転を人力で行なって
いた。

【０００３】図７は、上記従来技術に係る弁の縦断面図
である。この弁１００の弁本体は、三つの部分に分か
れ、弁本体１０１、１０２、１０３を持つ。流体の流入
口は二つで入口１０４、１０５、流体の流出口も二つで
出口１０６、１０７を有する四方向アングル弁である。
更に、弁１００は、一つの摺り合わせ面をもつ弁体１０
８を操作するシングル側の操作軸であるステム１１０
と、二つの摺り合わせ面をもつ弁体１０９を操作するダ
ブル側の操作軸であるステム１１１とを有する。

【０００４】図８は、図７の弁のシングル側又はダブル
側のハンドル操作部を一部断面で示した要部正面図であ
る。従来の弁の開閉操作及びケレップ操作を人力で操作
する場合について説明する。雌ねじを設けたヨークスリ
ーブ１１５は、雄ねじを設けたステム１１０と螺合する
状態で支持されている。ハンドル１１６は、ヨークスリ
ーブ１１５にキー１１７を介して連結されている。弁１
００の開閉操作は、ロックレバー１１８がステム１１０
にロックされている場合には、先ずロックレバー１１８
を緩め、次にハンドル１１６を回転させることによっ
て、ステム１１０が軸方向に移動し行なわれる。ケレッ
プ操作は、ロックレバー１１８を締めてヨークスリーブ
１１５に固定されているロックナット１１９に押圧さ
せ、ロックレバー１１８とロックナット１１９の摩擦力
によりステム１１０とヨークスリーブ１１５を固定さ
せ、ステム１１０が軸方向に動かないようにする。次
に、ステム１１０の先端に固定されているハンドル１２
０を回転させることによってステム１１０をその場で回
転させケレップ操作が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
閉操作又はケレップ操作は、この操作を行なうのに非常
に大きな労力を必要とし、且つ、ステム１１０を移動又
は回転させるためにロックレバー１１８やハンドル１１
６、１２０等に打撃を加えることがあるので、弁に破損
を与える恐れがあった。

【０００６】更に、高温、高圧、強アルカリ性の液体を
扱うラインに使用する弁においては、人力で直に操作す
ることは安全上からも出来るだけ避けることが好まし
い。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、労力が少なく容易に操作出来、且つ、装置の破損
が少なく、人に対しても安全な操作軸の駆動装置及びこ
れを備えた弁を提供することである。

【０００８】

【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、被操作体を操作する操作軸の駆動装置に
おいて、前記操作軸の軸方向に該操作軸を送る操作軸送
り手段と、前記操作軸の軸線の周りに該操作軸を回転さ
せる操作軸回転手段とを備えたものである。操作軸の軸
方向に送る操作軸送り手段と、操作軸の軸線の周りに操
作軸を回転させる操作軸回転手段とを備えたものは、操
作軸送り手段によって操作軸の軸方向に操作軸を送るこ
とが出来る。そして、操作軸回転手段により操作軸の軸
線の周りに操作軸を回転させることが出来るので、被操
作体の操作を労力が少なく容易に、且つ、装置の破損が
少なく、人に対しても安全に出来る。

【０００９】更に、上記操作軸の駆動装置において、前
記操作軸送り手段は、前記操作軸の側面に形成された雄
ねじに螺合する螺合部材と、該螺合部材を前記操作軸の
軸方向に固定して回転させる回転付与装置とを備えたも
のである。操作軸送り手段が操作軸の雄ねじに螺合する
螺合部材と、この螺合部材を操作軸の軸方向に固定して
回転させる回転付与装置とを備えたものは、上記操作軸
の駆動装置の作用に加え、螺合部材を回転付与装置によ
って回転させることにより、螺合部材の軸方向への移動
が規制されているので、簡単に操作軸を軸方向に移動さ
せることが出来る。

【００１０】更に、上記操作軸の駆動装置において、前
記操作軸回転手段は、前記操作軸を抱持する抱持部及び
該抱持部に延設して設けられ押圧されることによって前
記操作軸を締め付ける被押圧部を有する締付部材と、該
締付部材の被押圧部を作動流体の圧力によって押圧する
と共に前記回転付与装置によって回転される押圧機構と
を備えたものである。操作軸回転手段が操作軸を抱持す
る抱持部及び被押圧部を有する締付部材と、この締付部
材の被押圧部を押圧すると共に回転付与装置によって回
転される押圧機構とを備えたものは、上記操作軸の駆動
装置の作用に加え、押圧機構により、締付部材の被押圧
部が押圧され操作軸を締め付けて一体化される。更に、
回転付与装置によって回転を付与されるので、締付部
材、押圧機構、操作軸、螺合部材及び回転付与装置の被
回転部が一体となって回転し、操作軸の回転が行なわれ
る。

【００１１】そして、上記操作軸の駆動装置において、
前記被押圧部は、内側に前記操作軸の雄ねじに螺合する
雌ねじを有し、背面側に円錐状の傾斜面を有すると共に
前記操作軸の軸線に対して放射状のスリットを有するも
のである。被押圧部が操作軸の雄ねじに螺合する雌ねじ
と円錐状の傾斜面を有し放射状にスリットを有するもの
は、上記操作軸の駆動装置の作用に加え、被押圧部は、
押圧機構により押圧され、且つ放射状のスリットにより
分割されているので容易に弾性変形して操作軸を締め付
けることが出来る。

【００１２】又、同軸状に形成された弁座と、該弁座に
着座させると共に、着座させた状態で回転可能な弁体
と、該弁体に一端側が固定され側面に雄ねじが形成され
た操作軸とを有し、該操作軸を該操作軸の軸方向に送り
又は該操作軸の軸線の周りに回転させることによって流
体の流れの遮断、調節及び前記弁座と弁体の摺り合わせ
の少なくとも一つを行なわせる弁において、前記操作軸
は、上記いずれかに記載の操作軸の駆動装置を備えたも
のである。上記いずれかに記載の操作軸の駆動装置を備
えた弁は、上記いずれかに記載の操作軸の駆動装置の作
用を有する弁であり、弁の開閉操作及びケレップ操作を
労力が少なく容易に、且つ、弁の破損の恐れも少なく、
人に対しても操作上安全に出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る操作軸の駆動
装置及びこれを備えた弁の実施の形態を図面に基づいて
詳細に説明する。本発明に係る操作軸の駆動装置は、例
えばスラリーラインで使用される弁に好適に利用するこ
とが出来、弁の開閉操作及びケレップ操作を必要とする
弁に適するものである。

【００１４】図１は、本発明に係る操作軸の駆動装置の
一実施の形態を示す一部省略断面図、図２は、図１の操
作軸の駆動装置の正面図、図３は、図１の操作軸の駆動
装置の左側面図、を各々示す。本実施の形態の操作軸の
駆動装置２は、例えば被操作体である弁体を弁座に対し
て着座させたり、弁座から離反させたりする操作を行な
わせるもので、操作軸３９の軸方向４１に、この操作軸
３９を送る操作軸送り手段３と、操作軸３９の軸線４０
の周りに操作軸３９を回転させる操作軸回転手段１３と
を備えている。

【００１５】更に、操作軸送り手段３は、操作軸の側面
４３に形成された雄ねじ４４に螺合する螺合部材である
スリーブ４と、このスリーブ４を操作軸の軸方向４１に
固定して回転させる回転付与装置５とを備えている。ス
リーブ４を軸方向４１に固定する構造としては、ヨーク
６９に取り付けられた二つのベアリング６４によってス
リーブ４に設けられた環状部４ａを支えることによって
固定される。回転付与装置５は、ヨーク６９に植え込ま
れたスタッドボルト及びナット３５を介して固定された
油圧モーター１１と、油圧モーターのモーター軸１２に
嵌合されたピニオン７と、スリーブ４にキー９を介して
固定され、且つピニオン７に噛み合ったギヤー６とを有
する。

【００１６】一方、操作軸回転手段１３は、操作軸３９
の外側から操作軸３９を抱持する抱持部２１及びこの抱
持部２１に延設して設けられ押圧されることによって操
作軸３９を締め付ける被押圧部であるチャック部１５を
有するコレットチャック（締付部材）１４と、このコレ
ットチャック１４のチャック部１５を作動流体である作
動油の圧力によって押圧すると共に回転付与装置５によ
って回転される押圧機構２２とを備える。抱持部２１
は、操作軸３９を抱持するが、操作軸の雄ねじ４４に対
して摺動可能に形成されている。

【００１７】ここで、押圧機構２２は、ピストン２５、
シリンダー２３及び作動油を送るためのポートコネクタ
ー６７を有する。ピストン２５は、筒状の円筒部２５ａ
の一端に延設して鍔状のフランジ部２５ｂを有し、円筒
部２５ａとフランジ部２５ｂとの境近傍にコレットチャ
ックのチャック部１５に形成された傾斜面１７（後述）
を押圧する押圧面２６が形成されている。更に、ピスト
ン２５のフランジ部２５ｂの円筒部側の面には作動油が
送り込まれる環状溝２５ｃが形成されている。シリンダ
ー２３は、断面が鉤の手状の環状部材で、供給される作
動油の導入通路である環状溝２３ａ、その作動油を通す
ための通油孔２３ｂ、ピン２７が挿入されているピン孔
２３ｃ、キャップスクリュウー１０が螺合しているねじ
孔２３ｄがそれぞれ設けられる。ポートコネクター６７
は、固定スリーブ５３に固定され、油圧ホースで図示し
ていない公知の油圧ユニットに接続されシリンダーの環
状溝２３ａに作動油を供給する。

【００１８】更に、シリンダー２３は、キャップスクリ
ュウー１０を介して回転付与装置５によって回転され、
ピストン２５は、ピン２７をそのフランジ部２５ｂにナ
ット及び平ワッシャー３２で固定しており、ピン２７を
介してシリンダー２３によって回転されると共に、油圧
によって軸方向４１に移動可能である。シリンダー２３
とピストン２５との間に供給される作動油は、Ｏリング
２８、２９、３０及び二つの回転シール５８によって漏
洩が防止されている。この際、ピン２７には、シリンダ
ー２３とピン２７の隙間に作動油が入り込んだ場合に、
作動油を抜くための図示していない逃し流路が設けられ
ている。固定スリーブ５３は、ポートコネクター６７を
固定すると共に、シリンダー２３をベアリング６５、６
６を介して固定し、更に、ホルダー５４を固定してい
る。又、固定スリーブ５３、ホルダー５４及びギヤーカ
バー５５は、ヨーク６９と共に回転せずに固定されてい
るものである。

【００１９】図４は、図１〜３の操作軸の駆動装置に使
用されるコレットチャック１４の縦断面図、図５は、図
４のコレットチャック１４の右側面図、を各々示す。コ
レットチャック１４のチャック部１５は、内側に操作軸
３９の雄ねじ４４（図１）に螺合する雌ねじ１６を有
し、背面側に円錐状の傾斜面１７を有すると共に操作軸
の軸線４０に対して適切な数、例えば２〜６個の数に放
射状のスリットにより分割されたもので、本実施の形態
においては三つに分割され、部分チャック部１５ａ、１
５ｂ、１５ｃから形成される。三つの部分チャック部１
５ａ、１５ｂ、１５ｃ間のスリット１８の基端側には円
形の孔１９が、内側には適切な数、例えば４〜１２個所
のノッチ２０が設けられ、傾斜面１７が押圧された際に
チャック部１５が操作軸側に弾性変形し易くなってい
る。傾斜面１７の軸線４０に平行な線とのなす角度は、
コレットチャック１４の押圧を解除した後に、コレット
チャックの雌ねじ１６と操作軸の雄ねじ４４の隙間が基
の状態に戻る必要があるので３０゜としている。

【００２０】図１において、ピストンの押圧面２６及び
コレットチャックの傾斜面１７は、耐摩耗性非鉄合金
（ステライト）で形成されている。押圧面２６及び傾斜
面１７に要求される性能は、 イ）摩擦係数が高く安定していること ロ）耐熱性に優れ摩耗が少ないこと ハ）高い面圧に耐えること ニ）機械的強さが大きいこと ホ）摩擦による振動を発しないこと ヘ）周囲条件に影響を受けず、長時間変質しないこと 等である。

【００２１】更に、コレットチャックのチャック部１５
を押圧する前（開閉操作時）のコレットチャックの雌ね
じ１６と操作軸の雄ねじ４４との隙間について、雌ねじ
１６谷径と雄ねじ４４外径の隙間は０．２５ｍｍ、雌ね
じ１６内径と雄ねじ４４谷径の隙間は０．２５ｍｍとし
ている。

【００２２】以上の構造を有する本実施の形態の操作軸
の駆動装置２は、次のように作用する。即ち、操作軸送
り手段３が操作軸の雄ねじ４４に螺合するスリーブ４
と、このスリーブ４を操作軸の軸方向４１に固定して回
転させる回転付与装置５とを備えたものは、回転付与装
置５のピニオン７とギャー６によってスリーブ４を回転
させることにより、スリーブ４の軸方向４１への移動が
環状部４ａによって規制されているので、簡単に操作軸
３９を軸方向４１に移動させることが出来る。この際、
コレットチャック１４は、当然操作軸の雄ねじ４４によ
って回転され、軸方向４１には移動しない。

【００２３】更に、操作軸回転手段１３が操作軸３９を
抱持する抱持部２１及びチャック部１５を有するコレッ
トチャック１４と、このコレットチャック１４のチャッ
ク部１５を押圧すると共に回転付与装置５によって回転
される押圧機構２２とを備えたものは、ピストン２５と
コレットチャック１４とが油圧円錐クラッチの機能を果
たし、押圧機構のシリンダー２３により、ピストン２５
を作動油を供給することにより前進させ、ピストンの押
圧面２６によりコレットチャックのチャック部１５の傾
斜面１７を軸方向４１（図１の右方）に押圧する。

【００２４】軸方向４１に加えられた作動力は、くさび
作用によって傾斜面１７を押圧し、チャック部１５に半
径方向の分力を与え、チャック部１５の部分チャック部
１５ａ、１５ｂ、、１５ｃを操作軸３９側に弾性変形さ
せてチャック部の雌ねじ１６と操作軸の雄ねじ４４とを
圧着、一体化させる。次に、回転付与装置５によって回
転を付与されるので、コレットチャック１４、押圧機構
２２、操作軸３９、スリーブ４及び回転付与装置５の被
回転部が一体となって回転し、操作軸の軸線４０の周り
に操作軸３９を回転させることが出来、被操作体を労力
が少なく容易に、且つ、駆動装置の破損の恐れも少な
く、操作員（人）に対しても操作上安全に操作出来る。

【００２５】図６は、上記図１〜５の操作軸の駆動装置
２を備えた弁の一実施の形態を示す破砕断面図である。
本実施の形態の弁１は、従来技術のところで述べた図７
の弁１００と同じく、三つの弁本体７１、７２、７３を
持つ。流体の流入口は二つで入口７４、７５、流体の流
出口も二つで出口７６、７７を有する四方向アングル弁
である。更に、弁１は、一つの摺り合わせ面をもつ弁体
７８を操作するシングル側の操作軸であるステム８０
と、二つの摺り合わせ面をもつ弁体７９を操作するダブ
ル側の操作軸であるステム８１とを有する。

【００２６】更に、弁体７８は、弁座８２に着座させる
と共に、着座させた状態で回転可能である。同様に弁体
７９は、弁座８３又は弁座８４に着座させると共に、着
座させた状態で回転可能である。ステム８０は、弁体７
８に一端側８５が固定され側面に雄ねじ８７が形成され
ている。同様にステム８１は、弁体７９に一端側８６が
固定され側面に雄ねじ８８が形成されている。

【００２７】以上の構造を有する本実施の形態の弁１
は、先に示した図１〜５の操作軸の駆動装置２を備えた
ものである。従って、操作軸の駆動装置２によってステ
ム８０、８１をステムの軸方向９１、９２に送り又はス
テムの軸線８９、９０の周りに回転させることによって
流体の流れの遮断、調節及び弁座８２と弁体７８或いは
弁座８３と弁体７９の摺り合わせを行なわせることが出
来る。

【００２８】このような弁１は、先に記載の操作軸の駆
動装置２の作用を有し、弁の開閉操作及びケレップ操作
（摺り合わせ操作）は、公知の油圧ユニットに組み込ま
れた切替弁を操作することにより、油圧モーター及び油
圧シリンダーに作動油を送り、油圧駆動することが出
来、遠隔操作且つ非人力駆動とし、弁の開閉操作及びケ
レップ操作を労力が少なく容易に、且つ、駆動装置の破
損の恐れも少なく、操作員（人）に対して操作上安全に
出来る。

【００２９】尚、本発明の操作軸の駆動装置は、弁に限
定されず、シックナー等のレーキの回転とレーキの昇降
を行なう場合、その他の機器に対しても適用することが
出来る。

【００３０】

【発明の効果】本発明の操作軸の駆動装置によれば、操
作を労力が少なく容易に、且つ、装置の破損も少なく、
操作員に対しても操作上安全に行なうことが出来る。

【００３１】又、本発明の弁によれば、弁の開閉操作及
びケレップ操作を労力が少なく容易に、且つ、弁の破損
も少なく、操作員に対しても操作上安全に行なうことが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る操作軸の駆動装置の一実施の形態
を示す一部省略断面図である。

【図２】図１の操作軸の駆動装置の正面図である。

【図３】図１の操作軸の駆動装置の左側面図である。

【図４】図１〜３の操作軸の駆動装置に使用されるコレ
ットチャックの縦断面図である。

【図５】図４のコレットチャックの右側面図である。

【図６】図１〜５の操作軸の駆動装置を備えた弁の一実
施の形態を示す破砕断面図である。

【図７】従来技術に係る弁の縦断面図である。

【図８】図７の弁のシングル側又はダブル側のハンドル
操作部を一部断面で示した要部正面図である。

【符号の説明】 １ 弁 ２ 操作軸の駆動装置 ３ 操作軸送り手段 ４ スリーブ（螺合部材） ５ 回転付与装置 １３ 操作軸回転手段 １４ コレットチャック（締付部材） １５ チャック部（被押圧部） １６ 雌ねじ １７ 傾斜面 ２１ 抱持部 ２２ 押圧機構 ３９ 操作軸 ４０、８９、９０ 軸線 ４１、９１、９２ 軸方向 ４３ 側面 ４４、８７、８８ 雄ねじ ７８、７９ 弁体（被操作体） ８０、８１ ステム（操作軸） ８２、８３、８４ 弁座 ８５、８６ 一端側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 25/20 - 25/24 F16K 31/04 F16K 31/50 F16K 51/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被操作体を操作する操作軸の駆動装置に
   おいて、前記操作軸の軸方向に該操作軸を送る操作軸送
   り手段と、前記操作軸の軸線の周りに該操作軸を回転さ
   せる操作軸回転手段とを備え、前記操作軸送り手段は、
   前記操作軸の側面に形成された雄ねじに螺合する螺合部
   材と、該螺合部材を前記操作軸の軸方向に固定して回転
   させる回転付与装置とを備え、前記操作軸回転手段は、
   前記操作軸を抱持する抱持部及び該抱持部に延設して設
   けられ押圧させることによって前記操作軸を締め付ける
   被押圧部を有する締付部材と、該締付部材の被押圧部を
   作動流体の圧力によって押圧すると共に前記回転付与装
   置によって回転される押圧機構とを備えたものであるこ
   とを特徴とする操作軸の駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記被押圧部は、内
   側に前記操作軸の雄ねじに螺合する雌ねじを有し、背面
   側に円錐状の傾斜面を有すると共に前記操作軸の軸線に
   対して放射状にスリットを有するものであることを特徴
   とする操作軸の駆動装置。
3. 【請求項３】 同軸状に形成された弁座と、該弁座に着
   座させると共に、着座させた状態で回転可能な弁体と、
   該弁体に一端側が固定され側面に雄ねじが形成された操
   作軸とを有し、該操作軸を該操作軸の軸方向に送り又は
   該操作軸の軸線の周りに回転させることによって流体の
   流れの遮断、調節及び前記弁座と弁体の摺り合わせの少
   なくとも一つを行なわせる弁において、前記操作軸は、
   請求項１又は２に記載の操作軸の駆動装置を備えたもの
   であることを特徴とする弁。