JP4001631B2 - バルブ組立体 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は請求項１の前文に記載されるタイプのバルブ組立体に関する。
背景技術
そのようなバルブ組立体は、圧力媒体によって作動され、アクチュエータがマウントされているが実際の制御ユニットは備えておらず、圧力媒体コネクタがアクチュエータと直接に連絡して、圧力媒体コネクタの精密なネットが必要なバルブに関連するＥＰ特許第０，１７７，６２０号で一部知られている。
本発明の出願人は、バルブから離れて対面しているアクチュエータの端部へネジによって固定された制御ユニットを含むバルブ組立体を以前に使用した。
圧力媒体流路に加えて、制御ユニットは、制御ユニットへ導入される制御信号を有するコヒーレントな電線を有するソレノイド・バルブを含むことが多い。
バルブ組立体を取り扱うとき、バルブ組立体から他のプロセス機器を除去することが度々必要となる。従って、圧力媒体の供給及び電気制御信号線を切り離すことが必要である。圧縮空気である場合が多い圧力媒体の供給は、通常ホースを取り外し、切り離されて中断され、電気信号は端子盤から線を取り外すかプラグを抜くことによって切断される。
発明の簡単な説明
本発明の目的は、そのようなバルブ組立体の取り扱いを容易にすることである。
この目的は、請求項１の特徴部分に記載されるような形状の冒頭記述のバルブ組立体によって達成される。
従って、あるとすれば圧力媒体及び電気制御信号線などの前記プロセス機器が接続される制御ユニットは、その結合手段によってアクチュエータへ固定され、この結合手段は、この固定が、単一グリップで制御ユニットをアクチュエータから分離することを可能にするプラグイン接続として作用するように、アクチュエータの結合手段と結合する。プロセス機器は切り離すとき制御ユニットとコヒーレントである。
更に、請求項１に記述されるように、圧力媒体接続は、圧力媒体流路の他端からのブランチ／開口接続によってアクチュエータと連絡している。非回転結合のために、このタイプの接続は、制御ユニットとアクチュエータを軸方向に結合することによって、全く簡単に実行することができる。もちろん、接続の他の実施形態も使用されてよい。例えば、内部で相互に嵌合するチューブ、又は封止リング、例えば、相互に接するＯリングを有するアクチュエータ及び制御ユニットの中の開口が使用されてよい。
制御ユニットはネジなどでアクチュエータへ固定されないので、従来技術と比較して制御ユニットの中で使用される開口の数は少なくなる。
最後に、請求項１の最後のパラグラフに記述されるように、制御ユニットは、アクチュエータへ接続されているときにだけ開放されるバルブ部材を含む。制御ユニットがアクチュエータから分離されるとき、バルブ部材は自動的に圧力媒体流路を閉止し、それによって圧力媒体流路の第１の端部からのホースを取り外す作業は余計なものとなる。
要するに、結合手段によって制御ユニットを取り付けたり取り外したりすること、取り外しのとき圧力媒体、例えば、圧縮空気の供給を自動的に停止すること、及び取り付けのとき供給を再開することが非常に容易になる。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明は添付の図面を参照して更に詳細に説明される。第１図は、本発明に従ったバルブ組立体を、一部断面で示した側面図である。
第２図はバルブ組立体の制御ユニット及びアクチュエータの最上部を示し、アクチュエータのヘッドの一部は断面で示され、制御ユニットはアクチュエータから切り離されている。
第３図は第２図と同様な図であるが、制御ユニットはアクチュエータに接続されている。
第４図は、第２図の線４−４に沿った断面を示す。
第５図は、制御ユニットの上にマウントされ、制御ユニットとアクチュエータの結合に寄与するユニオンの斜視及び平面図である。
第６図は、第５図のユニオンの斜視、断面、及び拡大図である。
第７図は、第１のリング及び第２のリングの上のカム・ディスク部分を示すためにユニオンを上部から見た略図であるが、リングは同じ平面に存在しない。
本発明を実施するための最良の形態
第１図に示されるバルブ組立体１は、実質的に３つの部分、即ち、バルブ２、ヘッド４を有するアクチュエータ３、及び制御ユニット５から構成される。
バルブ２は、例えば、チューブ６から他のチューブ７へ流体又はガスを導くために使用される。バルブ２は、弁座９に隣接するように作られたバルブ・コーン８によって閉止することができる。バルブ・コーン８はバルブ・スピンドル１０と連絡している。アクチュエータ３はピストン１２を有するシリンダ１１であって、ピストン１２の軸１３は、ピストン１２へ機械的に接続されたバルブ・スピンドル１０と同軸である。その結果、弁座９に対するバルブ・コーンの位置は、アクチュエータ３内のピストン１２の位置によって決定することができる。
アクチュエータ３のヘッド４は、バルブ２から離れて対面しているアクチュエータ３の端部に固定され、本発明に従えばアクチュエータの一部として考えられる。
示された実施形態において、ピストン１２はスプリング１５によってバルブ２から離れる方向へ上方に動かされる。バルブ２を閉止するためにピストン１２がバルブ２の方向へ移動する動きは、以下で詳細に説明するようにホース又はチューブ１６を介して制御ユニット５から供給される空気圧によって得られる。
制御ユニット５がアクチュエータ３のヘッド４の上にマウントされている第３図に示されるように、圧縮空気はネジ付きホース（図示されていない）を介して圧縮媒体流路１７へ供給される。流路１７の入口は制御ユニット５の側面に設けられる。圧縮空気は第３図に示される開放バルブ部材１８を通り、次にチューブ１９を介してブランチ２０へ達する。ブランチ２０の端部はアクチュエータのヘッド４の中の開口２１へ圧力耐密状態で挿入される。開口２１へのブランチ２０の挿入は、Ｏリング２２によって圧力耐密的になされる。開口２１はアクチュエータのヘッド４の中の流路を介してチューブ１６と連絡しており、前記チューブは、アクチュエータ３のスプリング１５に対向するピストン１２の側面へ導かれる。
第３図において、バルブ部材１８は、バルブ部材１８の内部を介して圧力媒体流路１７をチューブ１９へ接続する小孔２３によって開放されている。
第２図は第３図と同じものを示すが、制御ユニット５がアクチュエータ４のヘッド４から除去されている点が異なる。その結果、バルブ部材１８は自動的に閉止される。示された実施形態におけるバルブ部材は、異なった直径の２つのピストン部分を含み、これらの双方は圧力媒体流路１７からの圧力を受ける。２つのピストン部分に対する力の大部分は、図２では下方の方向へ加えられ、それによってバルブ部材１８の可動部分は、従って孔２３も、バルブ部材１８が閉止されたままになるように下方へ押される。第２図に示されるように、バルブ部材１８には、制御ユニットを通して可動部分へ接続される突起部材２４が設けられる。制御ユニットが、アクチュエータ３のヘッド４の上で、第２図の切り離された位置から第３図のマウントされた位置へ変化するとき、突起部材２４はアクチュエータのヘッド４と接し、従ってバルブ部材１８は、２つのピストン部分上の差圧からの力に抗して第２図に示される位置から第３図に示される位置へ、即ち、その閉止状態からその開放状態へと、上方へ押される。もちろん、バルブ部材１８は、差圧以外の他の手段、例えば、スプリングの力又は他の任意適切な力によって閉止されたままにすることができる。通常、重力を使用して、バルブ部材１８を第２図に示される非マウント位置で閉止したままにすることはできない。なぜなら、バルブ組立体の制御ユニット５は必ずしも第２図及び第３図に示されるように対面していないからである。
アクチュエータ３の最上部分であるヘッド４の上には、外側に面した円周グルーブ２５が設けられ、このグルーブは、制御ユニット５のマウント時に、アクチュエータに対面し制御ユニット５へ固定された多数の指部分２７の各々の上に設けられた内部対面突起２６を受け取るように構成されている。この実施形態では、制御ユニットには、グルーブ２５と同じように軸１３と同軸である円に沿って均等に配分されている全部で６つの指部分が設けられている。第４図は、内部対面突起２６を有する指部分２７を示す。指部分の長さに対するその概略の幅ｂがこの図面に示される。
更に、制御ユニット５には、それに回動可能に固定されたユニオン２８が設けられる。ユニオン２８は、制御ユニット５内の外部対面グルーブ３０の中で回動可能な内部突起リム２９を有する。
ユニオン２８は、斜視的に、また第２図及び第３図に関して傾けた平面図として示す第５図に詳細に示されている。更に、ユニオン２８の断面が、拡大されて斜視的に第６図に示される。第５図及び第６図に示されるように、ユニオンには第１のセットのカム・ディスク部分が設けられ、カム・ディスク部分の数は指部分２７の数、即ち、示された例では６つのカム・ディスク部分３１に対応し、カム・ディスク部分の１つは第７図の点Ａから点Ｂへ伸びている。カム・ディスク部分３１は、指部分２７の外部に配置され、指部分２７に関して傾斜して伸びているので、ユニオンが１つの方向、即ち、第５図、第６図、第７図で時計方向に回されたとき、前記カム・ディスク部分は、指部分２７がアクチュエータ３、４の外部対面グルーブ２５へ入るように指部分へ力を徐々に加える。
更に、ユニオン２８には第２のセットのカム・ディスク部分が設けられている。カム・ディスク部分の数は指部分２７の数に対応する。即ち、この実施形態では、６つのカム・ディスク部分３２が指部分２７の内部に配置され、指部分２７に関して傾斜して伸びているので、ユニオン２８が他の方向、即ち第５図及び第６図で反時計方向に回されるとき、前記カム・ディスク部分は、指部分がアクチュエータ３、４の外部対面グルーブ２５から出るように指部分へ力を徐々に加える。
示された実施形態では、第１のセットのカム・ディスク部分、即ち、６つのカム・ディスク部分３１は第１のリング３３の内面に設けられる。その外面はユニオン２８の内壁３４へ固定される。第２のセットのカム・ディスク部分３２は、第１のリング３３へ同軸的に固定された第２のリング３７の外面に設けられる。示された実施形態では、第２のリング３７は、接続部材３８によって個々のカム・ディスク部分３１、３２の端部の間の位置で第１のリング３３へ固定される。従って、示された実施形態では、６つのそのような接続部材３８が使用される。その結果、軸方向１３から見た場合、第２のリング３７は弾力性指部分２７の突起２６の内側に配置され、第１のリング３３はこれら突起２６のほぼ外側に配置される。
指部分２７の突起２６に対応する深さの追加のグルーブ３９が、第２のリング３７のカム・ディスク部分３２の傾斜位置でユニオン２８の軸１３に最も近い長さ部分に設けられる。前記の長さ部分は、制御ユニット５の弾力性指部分２７の各々の幅ｂよりも少し長く、従って、第２のリング３７のカム・ディスク部分３２の各々に、リム４０又は不連続部分を提供する。
前記の追加グルーブ３９は制御ユニット５上のユニオン２８のマウントを容易にする働きを有し、追加グルーブ３９によって、内部対面突起２６を有する指部分２７は、第２のリング３７の上に容易に配置され、同時に、指部分２７は追加グルーブ３９を格納する対応点で第１のリング３３の内側に配置される。従って、ユニオン２８は、そのリム２９が制御ユニット５のグルーブ３０と係合するまで、制御ユニット５の中へ深く押し込まれる。ユニオン２８がこの時点で制御ユニット５から除去されることは意図されていない。
制御ユニット５をアクチュエータ３の上にマウントする前に、ユニオン２８は、第５図から第７図までに示されるように、指部分２７がグルーブ３９に受け取られた位置から反時計方向へ回され、それによって、第２のリングのカム・ディスク部分３２の指部分２７は、できるだけ外側へ徐々に力を加えられる。
指部分２７がこのように位置づけられたとき、制御ユニット５は、アクチュエータ３のヘッド４の上で、ブランチ２０が開口２１と係合する位置へ容易に配置される。この操作中に、バルブ部分１８の突起部材２４はヘッド４に接し、それによってバルブ部材１８が開放される。
次に、ユニオン２８が時計方向に回される。それによって、第１のリング３３のカム・ディスク部分３１は指部分２７の外面に接し、指部分２７の内部対面突起２６がグルーブ２５へ固定的に係合するように、指部分２７をグルーブ２５の方へ押しつける。その結果、圧力媒体（示された実施形態では、圧縮空気）が、流路１７からバルブ部材１８、チューブ１９、ブランチ２０、及び開口２１を介してチューブ１６、従って、スプリング１５に対向したピストン１２の上面又は表面へ達する。このように、示された実施形態では、圧縮空気を使用して、バルブ２を閉止することができる。逆に、圧縮空気がバルブ組立体より前の地点、即ち、組立体の外部の回路で中断されると、ピストン１２に抗するスプリング１５の圧力によってバルブ２が開放される。
そのような例は示されていないが、もちろん、制御ユニット５は、圧縮空気がこのチューブ１８内で中断されて、それによってバルブ２が開放されるように、例えばチューブ１９を通る接続部分を形成するソレノイド・バルブを含むことができる。制御ユニット５のハウジングを通って挿入されたコヒーレントな制御線を有する、そのようなソレノイド・バルブを、制御ユニット５の中に通常のように配置することができる。更に、ソレノイド・バルブは、バルブ２がそのようなソレノイド・バルブによって制御される空気圧によって開放又は閉止されるように、チューブ接続によって公知の方法で圧縮空気をピストンの下面へ方向転換することができる。
本発明に従ったバルブ組立体を含むシステムに配置された制御ユニットが取り外されるとき、ユニオン２８が反時計方向に回されるだけである。それによって、第２のリング３７のカム・ディスク部分３２は、指部分２７がアクチュエータ３、４のグルーブ２５から出るように指部分２７へ力を徐々に加え、同時に第１のリング３３のカム・ディスク部分３１が指部分２７から離れるよう動かされる。従って、指部分２７及びそれらの内部対面突起２６はグルーブ２５から解放され、制御ユニット５は容易に取り外され、同時に、そのバルブ部材１８が自動的に圧縮空気を遮断する。

Claims (9)

1. バルブ・コーン（８）と連絡するバルブ・スピンドル（１０）を有する圧力媒体作動バルブ（２）と、バルブ・スピンドル（１０）と連絡するピストン（１２）を有するシリンダ（１１）である、バルブ（２）へ接続されたアクチュエータ（３、４）と、バルブ（２）から離れて対面するアクチュエータ（３、４）の端部に取り付けられて、バルブ（２）が任意に開放又は閉止される基準位置からバルブ（２）が閉止又は開放される反対位置へアクチュエータ（３、４）のピストン（１２）をスプリング力又は他の力に抗して動かすために圧力媒体を供給する制御ユニット（５）とを具備し、前記制御ユニットが圧力媒体を供給するための第１の端部を有する圧力媒体流路（１７）を含むバルブ組立体（１）であって、
   制御ユニット（５）には、アクチュエータ（３、４）との軸方向非回転結合時にアクチュエータ（３、４）上の結合部材（２５）と解放可能な接続を行うためにアクチュエータに対面する端部に結合手段（２６、２７）が設けられ、
   圧力媒体流路（１７）の第２の端部は、結合時にアクチュエータ（３、４）内の開口（２１）又はブランチと圧力媒体耐密接続を行うため、それぞれブランチ（２０）又は開口で終端し、
   通常は閉止しているバルブ部材（１８）が圧力媒体流路（１７）に挿入され、前記バルブ部材はその可動部分へ接続され制御ユニット（５）を通って突出する部材（２４）を有し、前記突出部材の外側端部は結合時にアクチュエータ（３、４）と接し、それによってバルブ部材（１８）は例えばスプリング又は差圧からの力に抗して開放されることを特徴とするバルブ組立体。
2. 制御ユニット（５）上の結合手段（２６、２７）がアクチュエータへの結合方向へ向けられた多数の弾力性指部分（２７）を有し、前記指部分には各端部に内部対面突起（２６）が設けられ、また前記指部分（２７）は、突起（２６）がアクチュエータ（３、４）の隣接する側にある円形外部対面グルーブ（２５）又はその一部分と係合することを可能にするように、円に沿って均等に配分されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ組立体。
3. 制御ユニット（５）には、指部分（２７）の上に回動可能に配置され指部分（２７）の数に対応する数の第１のセットのカム・ディスク部分（３１）を有するユニオン（２８）が設けられ、前記カム・ディスク部分は指部分（２７）の外側に配置され、前記カム・ディスク部分の各々は指部分（２７）に対して傾斜して伸びているので、ユニオン（２８）が１つの方向へ回されるとき、前記カム・ディスク部分は、指部分（２７）がアクチュエータ（３、４）の外部対面グルーブ（２５）又はその一部分へ入るように前記指部分へ力を徐々に加えることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体。
4. ユニオン（２８）には、さらに指部分（２７）の数に対応する数の第２のセットのカム・ディスク部分（３２）が設けられ、前記カム・ディスク部分は指部分（２７）の内側に配置され、前記カム・ディスク部分の各々は指部分（２７）に対して傾斜して伸びているので、ユニオン（２８）が他の方向へ回されるとき、前記カム・ディスク部分は、指部分（２７）がアクチュエータ（３、４）の外部対面グルーブ（２５）又はその一部分から出るように指部分（２７）へ力を徐々に加えることを特徴とする、請求項３に記載のバルブ組立体。
5. ユニオン（２８）がリム／グルーブ接続（２９、３０）によって制御ユニット（５）へ回動可能に固定されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のバルブ組立体。
6. 第１のセットのカム・ディスク部分（３１）が第１のリング（３３）の内面に設けられ、前記第１のリングの外面はユニオン（２８）の内壁（３４）へ固定され、第２のセットのカム・ディスク部分（３２）が、ユニオン（２８）の内壁（３４）又は第１のリング（３３）の上の第１のリング（３３）へ同軸に固定されている第２のリング（３７）の外面に設けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のバルブ組立体。
7. 軸方向（１３）から見たとき、第２のリング（３７）が弾力性指部分（２７）の突起（２６）の内側にあり、第１のリング（３３）がそれら突起（２６）のほぼ外側にあるように、第２のリング（３７）が、接続部材（３８）によって個々のカム・ディスク部分（３１、３２）の端部の間の位置で第１のリング（３３）へ固定されることを特徴とする、請求項２又は６に記載のバルブ組立体。
8. 指部分（２７）の突起（２６）に対応する深さの追加グルーブ（３９）が、第２のリング（３７）のカム・ディスク部分（３２）の傾斜位置でユニオンの軸に最も近い長さ部分に設けられ、前記長さ部分は制御ユニットの弾力性指部分の各々の幅ｂよりやや長く、それによって第２のリング（３７）のカム・ディスク部分（３２）の各々にリム（４０）又は不連続部分を提供することを特徴とする、請求項７に記載のバルブ組立体。
9. アクチュエータの制御ユニット（５）には６つの弾力性指部分（２７）が設けられ、第１のリング（３３）及び第２のリング（３７）の各々が６つのカム・ディスク部分（３１、３２）を有することを特徴とする、前記請求項１から８のいずれか一項に記載のバルブ組立体。

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