JP4224063B2 - 変位装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブ制御用駆動機構に関連して用いられる安全装置の改良に関するものである。

バルブピントルを駆動するためねじ式アクチュエータと直列接続された伸縮自在のソレノイド作動式のばね荷重形アクチュエータが提供されていることは知られている。ソレノイドへの電源を断つことにより、予荷重されたばねが解放されると共に、リンクがバルブピントルの最大行程に等しい変位分を伸張することが可能とされ、そのためバルブは駆動機構の任意の位置で迅速に閉じることができる。例えば、国際公開第０２／０３５１２３号パンフレットを参照されたい。なお、この開示内容全体は、参照によりここに組み込まれる。

本発明の改良では、トグル機構がリンクハウジングとばね駆動の出力部材との間に設けられている。バルブ駆動装置によりバルブピントルをその座部上に移動させることで、ばねが十分に圧縮された場合、トグル機構は伸張され、そして枢支接続された２つのリンクは直線に近くなる。この状態において、トグルリンクは拘束されて、ソレノイドにより作動されるラッチ装置により該リンクの１つに加えられたもっと小さい横方向の力で、大きなばね圧縮力を保持することができる。この装置は、ラッチピンを挿入してリンク機構をその伸張位置に保持するソレノイドの形態とすることができ、或いはトグルリンクの１つに直接支持されて、リンク機構が伸張されるときに電磁極構造の近くに導かれるソレノイドアーマチュアの形態としてもよい。

開示した実施形態の対応の諸パーツ、部分又は表面を挿話的に参照して、本発明は、限定ではなく単なる例示のために、本体（７）に対して部材（２３）を移動させるように適応した変位制御装置（１）であって、前記部材と機械的に直列に配置された緊急アクチュエータ（８）及び駆動手段（２，３）を含む前記変位制御装置の改良を基本的に提供している。該アクチュエータは、ハウジング（１６）と、前記ハウジング及び前記部材の間で作動するよう配列されたばね（１４）とを含んでいる。改良点は、基本的に、前記アクチュエータが前記ハウジング及び前記ばねの間で作動するトグル機構（９）を含んでおり、該トグル機構が折りたたみ位置と伸張位置との間に選択的に移動されるように適応した２つの枢支接続されたリンク（１０，１１）を有しており、前記折りたたみ位置において、前記リンクが鋭角になって配列され、前記伸張位置において、前記リンクが１８０°よりも僅かに小さい鈍角になって配列され、前記トグル機構が、前記リンクが前記圧縮位置にあるときよりも前記伸張位置にあるときのほうが前記ばねがより大きく圧縮されるように配列されていることからなる。

好適な実施形態において、本発明は更に、前記ハウジングが前記本体から離れる方向に移動して弁を開くときに、前記リンクをそれらの前記伸張位置に拘束するためのラッチ手段を備えている。このラッチ手段は、電磁的に作動されうる。該ラッチ手段は、少なくとも１つのラッチピンを含んでいてよい。該ラッチ手段は、戻しばねとアーマチュアを有するソレノイドを含んでいてよく、該アーマチュアは、前記ソレノイドへの電力がない場合に戻しばねが前記ラッチピンをアンラッチ位置へ移動させるよう前記ラッチピンと関連付けられている。

前記駆動手段は、外側にねじ山が切られ回転自在に駆動されるねじ（２）と、内側にねじ山が切られ、前記ハウジングに接続されたナットとを含んでいてよい。前記ねじは、該ねじの回転により前記本体に関する前記ハウジングの線形運動を生じさせるよう、前記ナットに嵌め合わせ受け入れられることができる。

前記部材の移動の範囲は約３０ｍｍとすることができる。好適な実施形態において、前記部材は、約２５０ｋＮに達する力で前記本体に係合するよう配列されている。前記リンクは、該リンクが前記伸張位置にあるときに約１７２°〜１７７°の鈍角で配列されている。前記ばねは、前記リンクを前記伸張位置から前記折りたたみ位置へと２００ミリ秒未満で移動させるよう配置されている。

従って、本発明の広義の目的は、バルブ等のための改良型変位制御装置を提供することである。

別の目的は、弁部材が駆動ねじ又は緊急アクチュエータのどちらかにより本体に向かうよう及び本体から離れるよう移動可能である改良型変位制御装置を提供することである。

これらの目的及びその他の目的は、これまでの及び継続中の成文化された明細書、図面及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。

最初に、幾つかの図面全体を通じて同様な参照数字は一貫して同一の構造的要素、部分又は表面を表わすことを意味していることをはっきりと理解すべきである。かかる要素、部分又は表面については成文化された明細書全体により更に記載もしくは説明するが、この詳細な記載は同明細書の一体部分である。別段の指示がない限り、これら図面（例えば、斜交平行線模様、諸部材の配列、割合、度合い）は、明細書と一緒に読まれると考えられていると共に、本発明の成文化された記載全体の一部であると考えられている。以下の記載中に使用されているように、用語“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”及び“下”並びにそれらの形容詞的及び副詞的派生語（例えば、“水平に”、“右側に”、“上方に”等）は、特定の図面における図がそれを見る者に面しているときの図示構造の向きについて単に言及しているに過ぎない。同様に、用語“内方に”及び“外方に”は、明らかに、表面の伸張軸線又は回転軸線に関する該表面の向きについて一般的に言及している。

図１は、上述した改良型変位制御装置１の第１形態を概略的に示している。バルブピントル２３は、弁棒４により、本体７にある座部５に関して位置Ａ及びＢ間の作動行程を軸線２４に沿って駆動され、該弁棒４は、伸張リンク式カートリッジ１６により支持されると共に、該カートリッジ１６にあるナットに係合するねじ３によって駆動される。弁棒４は、ばね１４の一端に係合するフランジ部１３に接続すると共に、同ばねに荷重をかけてカートリッジ１６であるハウジング内の支持表面１５に押し付けている。対称的に配列され、別個に符号９で表示された２つのトグルリンクは、フランジ部１３とハウジング１６の端部密閉体との間に接続されている。該トグルリンクは、折り畳まれて鋭角を形成するリンク１０及び１１から構成されている。

図２において、カートリッジ１６は、ばねが圧縮されると共に、トグルリンクがほぼ直線形となるよう伸張される位置までねじ式駆動装置により前進せしめられている。しかし、この位置はトグルリンクが反対方向に折り返されようとする地点のちょうど手前である。この地点で、ラッチピン１８がハウジングにある適当な開口に導通されて、図３に示すように、カートリッジが後退されてバルブを位置Ｂへと開くときに、トグルリンクをそれらの伸張位置に拘束する。

図４は、弁本体７に関して図３と同一位置にあるねじ式駆動装置３及びカートリッジ１６を示すと共に、ラッチピン１８を引き出して、ばねがフランジ部１３及び弁棒４を駆動するのを可能とし、バルブを閉じた結果を図解している。

図５は、図１〜図４に概略的に示した機構の斜視図であり、弁棒４は左端から延びると共に、カートリッジ１６であるハウジングとねじ駆動モータとを含んでいる。ハウジング１６には、レバーを介して作動しラッチピン１８を移動させるソレノイド２０を含むラッチ機構１９が装着されている。このソレノイドは、該ソレノイドへの電源が断たれたときにピン１８を引き戻すべく配置された引戻しばね（図示せず）を含んでいる。

図６は、図３に示した詳細領域の拡大略図であって、ピン１８の挿入により規定されたラッチ位置にあるリンク１０及び１１を示している。この位置において、これらリンクは１８０°よりも若干小さい、通常１７２°〜１７７°の範囲にある鈍角に近い。

図７は、本発明の別の実施形態を概略的に示しており、この実施形態において、トグル機構９は、トグルリンクの１つに支持されたアーマチュアに直接作用するソレノイドにより、ばね保持位置にラッチされている。リンク１１は、弁棒４に取り付けられたスプリング用フランジ部１３上の部位２２で枢支されている。圧縮されたばね１４（図示せず）は力Ｆをフランジ部１３に作用させている。リンク１０は、ハウジング１６に枢支されると共に、磁気アーマチュアであるプレート２４を装着する取付けねじに適応する拡大領域を有している。ソレノイドコイル２７は、それぞれ端面２６を有する磁極片３１及び３２に接続する磁束保持の外側及び内側シェル２８及び２９により囲まれている。アーマチュア２４は、磁極の端面２６に接触して磁気回路を完成し、該磁気回路がコイル２７を励磁したときに保持力を発生する。コイル２７が消磁されたときに、アーマチュア２４及びリンク１０は、時計方向に回転してトグル機構を短くすることができ、従って、ばねが弁棒４を前進せしめることができる。

従って、本発明の２種の形態について図解し説明したが、当業者は、添付の特許請求の範囲に区別化して明示されている本発明の精神から逸脱することなく、種々の変更及び改変を行ないうることが容易に分かるであろう。

改良型変位制御装置の第１形態の概略図であり、リンクについては、バルブピントルが座部に係合した状態で、それらの折りたたみ位置にあるものとして示されている。 図１に類似する図であるが、ねじについては、リンクがそれらの折りたたみ位置からそれらの伸張位置へと動くよう、ハウジングを左方へ並進させるべく既に回転されたものとして示されている。 図２に類似する図であるが、リンクについては、それらの伸張位置にラッチピンにより保持されたものとして示されており、また、ねじについては、ハウジング及びバルブピントルが本体から離れるよう移動するべく、反対方向に既に回転されたものとして示されている。 図３に類似する図であるが、リンクについては、それらの伸張位置からそれらの折りたたみ位置に既に移動されたものとして示されており、また、バルブピントルについては、座部に封止係合するものとして示されている。 図１〜図４に概略的に示された機構の斜視図である。 図３における表示領域の模式化した拡大詳細図であり、ラッチピンを示している。 機構の別の形態の概略図である。

Claims (12)

1. 本体（７）に対して部材（２３）を移動させるように適応した変位制御装置（１）であって、該変位制御装置は、前記部材と機械的に直列に配置された緊急アクチュエータ（８）及び駆動手段（２，３）を含み、該アクチュエータは、ハウジング（１６）と、前記ハウジング及び前記部材の間で作動可能に配列されたばね（１４）と、を含む変位制御装置であって、
   前記アクチュエータは、前記ハウジング（１６）及び前記部材（２３）の間に設けられかつ前記ハウジング（１６）及び前記ばねの間で作動するトグル機構（９）を含み、該トグル機構は、折りたたみ位置と伸張位置との間に選択的に移動されるように適応した２つの枢支接続されたリンク（１０，１１）を有し、前記折りたたみ位置においては前記リンクは鋭角になって配列され、前記伸張位置においては前記リンクは１８０°よりも僅かに小さい鈍角になって配列され、前記トグル機構は、前記リンクが前記圧縮位置にあるときよりも前記伸張位置にあるときのほうが前記ばねがより大きく圧縮されるように配列されていることを特徴とする変位制御装置。
2. 前記ハウジングが前記本体から離れる方向に移動して弁を開くときに、前記リンクを前記伸張位置に拘束するためのラッチ手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
3. 前記ラッチ手段は電磁的に作動されることを特徴とする請求項２に記載の変位制御装置。
4. 前記ラッチ手段は少なくとも１つのラッチピンを含むことを特徴とする請求項３に記載の変位制御装置。
5. 前記ラッチ手段は、アーマチュアを有するソレノイドを含んでおり、該アーマチュアは、前記ソレノイドへの電力がない場合に該ソレノイドが前記ラッチピンをアンラッチ位置へ移動させるよう、前記ラッチピンと関連付けられていることを特徴とする請求項４に記載の変位制御装置。
6. 前記駆動手段は、外側にねじ山が切られ回転自在に駆動されるねじを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
7. 前記駆動手段は、内側にねじ山が切られ、前記ハウジングに接続されたナットを含んでおり、前記ねじは、該ねじの回転により前記本体に関する前記ハウジングの線形運動を生じさせるよう、前記ナットに嵌め合わせ受け入れられていることを特徴とする請求項６に記載の変位制御装置。
8. 前記部材の移動の範囲は約３０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
9. 前記変位制御装置は約２５０ｋＮに達する力で前記部材を前記本体に係合させるよう配列されていることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
10. 前記ばねは、前記リンクを前記伸張位置から前記折りたたみ位置へと２００ミリ秒未満で移動させるよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
11. 前記ラッチ手段は前記リンクの１つに装着された少なくとも１つのソレノイドアーマチュアを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の変位制御装置。
12. 前記ソレノイドは前記アーマチュアを駆動するよう作動可能に配置された磁気回路を有していることを特徴とする請求項１１に記載の変位制御装置。

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