JP5049661B2 - ダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構 - Google Patents

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Description

本発明は、ダイヤフラムによって開閉するダイヤフラム弁の、リミットスイッチを作動させるための作動機構に関する。

ダイヤフラム弁は、空気等の流体圧やばね力を受けてシリンダ内を往復するピストンが、このピストンに取り付けられたスピンドル、及びスピンドルに取り付けられたコンプレッサ等を介して、ゴム等の弾性材からなるダイヤフラムを作動させることにより開閉する。このダイヤフラム弁の開閉状態を電気的に検出するため、スピンドルの往復動に合わせて連動するリミットスイッチが配設される。

従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構は、図9及び図10に示すように、スピンドル101の上部に連結されたステムロッド102に、スライダ機構を形成するコンロッド103が揺動自在に軸支される。このコンロッド103の動きを受けて、滑り子及びカムを形成するスイッチアクチュエータ104が水平方向に往復動する。このスイッチアクチュエータ104の水平方向の往復動により、スイッチアクチュエータ104の両側に配設された2つのリミットスイッチ105が、ローラ106及びスイッチアーム107を介して作動する。

このような従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構を開示する文献は、特に発見することができなかった。

上述のように、従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構は、図9及び図10に示すように、スピンドル101の上部に連結されたステムロッド102に、スライダ機構を形成するコンロッド103が揺動自在に軸支され、このコンロッド103の動きを受けて、スイッチアクチュエータ104が水平方向に往復運動する。このスイッチアクチュエータ104の水平方向の往復運動により、2つのリミットスイッチ105がカム形状に応じて作動する仕組みである。

しかしながら、ダイヤフラム弁の開閉状態を正確に検出するためには、スピンドルの往復動に合わせてリミットスイッチを連動させる上記スライダ機構を、微調節しなければならなくなることがしばしば発生する。

この場合、上述の従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構においては、ダイヤフラム弁のステムロッド102やコンロッド103の交換を行なう必要がある。しかしながら、このステムロッド102やコンロッド103の交換を行なうためには、スピンドル101の脱着等も必要になり、このためダイヤフラム弁全体をほぼ全分解しなければならず、多大な作業負荷が発生するという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、従来のリミットスイッチの調節時に必要であったダイヤフラム弁全体の分解組立作業を排除することができ、リミットスイッチの調節作業負荷を大幅に軽減することができる、ダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、シリンダにピストンを内蔵してこのピストンにより往復動されるスピンドルと、スピンドルの先端部に取り付けられてスピンドルの往復動により流路を開閉するダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁に配設されるリミットスイッチ作動機構であって、このリミットスイッチ作動機構は、スピンドル又はスピンドルの延長部に配設されてスピンドルの移動方向に往復動する駆動部と、シリンダの外部に配設されて少なくともダイヤフラム弁の全開位置近傍と全閉位置近傍の一方又は双方において駆動部と係止してスピンドルの移動方向に往復動する従動部と、この従動部に配設されてスピンドルの移動方向に往復動するカムと、このカムにより作動するリミットスイッチとを備えることにある。

本発明のダイヤフラム弁のリミットスイッチの作動機構において、リミットスイッチの作動調節を行なう場合には、必ずしも駆動部が配設されているスピンドルやスピンドルの延長部を脱着する必要はなく、シリンダの外部に配設されている従動部を調節し、又は交換すればよい。

したがって、ダイヤフラム弁全体を分解組立する必要がなくなる。また、従動部はシリンダの外部に配設されており、しかも従動部は駆動部と係止しているだけであるから、従動部の調節や交換作業を極めて容易に行うことができる。

上記従動部は、駆動部の両側に駆動部と係止する2つの係止部材を有し、駆動部は、2つの係止部材の間において往復動することが望ましい。図9及び図10に示す従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチの作動機構においては、ダイヤフラム弁の種類によって変化するスピンドル101の往復距離やリミットスイッチの調節長さに合わせて、数種類のステムロッド102やコンロッド103を用意しなければならなかった。

しかしながら、このようにシリンダの外側に配設された従動部に2つの係止部材を設けることにより、その一方だけを調節し、又は交換するだけでリミットスイッチの作動調節を行なうことができる。このため、大幅なコスト削減を図ることができる。また、従動部の係止部材は駆動部の両側、すなわち、外側に配設されているから、係止部材の調節や交換作業を極めて容易に行うことができる。

上記2つの係止部材のうち少なくとも一方は、従動部の移動方向に位置調節可能に配設されていることが望ましい。このように2つの係止部材のうち少なくとも一方を、カム駆動部の移動方向に位置調節可能にすることにより、係止部材の位置を調節するだけでリミットスイッチの作動調節を行なうことができる。すなわち、係止部材の交換作業が不要になる。

上記係止部材は、従動部の移動方向に位置調節可能に螺入されたスクリュウのヘッド部からなることが望ましい。このように従動部の移動方向に位置調節可能な係止部材をスクリュウのヘッド部によって構成することにより、ドライバー等を用いてスクリュウを回転させるだけで、リミットスイッチの作動調節を極めて容易に行なうことができる。これによりリミットスイッチの調節作業負荷を一段と軽減することができると共に、スクリュウとして汎用のものを使用すれば、係止部材を極めて安価に入手することができる。

上記従動部は、ばねにより全開位置と全閉位置との間の中間位置方向に付勢されていることが望ましい。このように、従動部をばねによって全開位置と全閉位置との間の中間位置方向に付勢することにより、カムを常に所定の位置に保持することができ、従動部及びカムの往復動を極めてスムーズなものにすることができる。

以上詳細に説明したように、本発明のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構は、シリンダにピストンを内蔵してこのピストンにより往復動されるスピンドルと、スピンドルの先端部に取り付けられてスピンドルの往復動により流路を開閉するダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁に配設されるリミットスイッチ作動機構であって、スピンドル又はスピンドルの延長部に配設されてスピンドルの移動方向に往復動する駆動部と、シリンダの外側に配設されて少なくともダイヤフラム弁の全開位置近傍と全閉位置近傍の一方又は双方において駆動部と係止してスピンドルの移動方向に往復動する従動部と、この従動部に配設されてスピンドルの移動方向に往復動するカムと、このカムにより作動するリミットスイッチとを備えるから、従来のリミットスイッチの調節時に必要であったダイヤフラム弁全体の分解組立作業を排除することができ、リミットスイッチの調節作業負荷を大幅に軽減することができる、という優れた効果を奏する。

本発明に係るダイヤフラム弁のリミットスイッチの作動機構を、図1ないし図8を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態において、上下左右という方向性に関する表現は各図面上における相対位置関係を述べたにすぎず、ダイヤフラム弁の配置、取付角度等により変動するものであることは勿論である。

図1に示すように、ダイヤフラム弁1において、コイルばね3,3aにより図示下方に付勢されるピストン4が、シリンダ2に気密に内蔵される。作動空気がピストン4の下側に設けられた空気室5内に注入されると、ピストン4はコイルばね3の付勢力に抗して上昇する。ピストン4には、スピンドル7が取り付けられている。このスピンドル7は弁軸を形成し、ピストン4の作動によって図示上下方向に往復動する。

ダイヤフラム8が、コンプレッサ吊9及びコンプレッサ10を介して、スピンドル7の先端部に取り付けられる。ダイヤフラム8は、弁本体11の弁座12と共働して、スピンドル7の上記往復動によって流路13を開閉する。スイッチケース20及びスイッチカバー21が、シリンダ2の上部に取り付けられる。後述のリミットスイッチが、このスイッチケース20に内蔵される。

図2の図示左側の部分は、ダイヤフラム弁1のスピンドル7が図1に示したピストン4によって下方に押動されて、それによりダイヤフラム弁1が全閉となったときの状態を示している。このとき、スピンドル7に固定されているストッパ22がシリンダ2の外側上端面に当接することにより、上述のダイヤフラム8の全閉時の位置が決定される。

すなわち、ストッパ22の軸方向の位置によって、全閉時におけるダイヤフラム8の弁座12へのシート量が決定される。図2の図示右側の部分は、ダイヤフラム弁1のスピンドル7が図1に示したピストン4によって図示上方へ押動されて、ダイヤフラム弁1が全開したときの状態を示している。

スピンドル7が、シリンダ2内の気密室から図示上方に突出している。このスピンドル7には駆動部24が固着され、駆動部24の係止端(係止部材)25が周方向に突出している。スピンドル7の先端部にはインジケータ26が取り付けられる。したがって、スイッチカバー21のキャップ27を取り外すことにより、ダイヤフラム弁1の開閉状態を目視で確認することができる。

シリンダ2の図示上部外側には、スイッチケース20がボルト28によってねじ止めされている。このスイッチケース20は、シリンダ2に対して容易に脱着可能である。図2及び図3に示すように、図示上方に延びる板状のカム支持部30が、スイッチケース20の底部に取り付けられている。

図4に示すように、カム支持部30には、図示上下方向に延びるスライド孔31が開口している。図2及び図3に示すように、このスライド孔31を挟むように、従動部32がカム支持部30の内側に、またカム40がカム支持部30の外側に、それぞれ配設されている。

この従動部32とカム40は、図示しないスライド部を介在させて相互に一体に螺着されている。したがって、図4に示すように、従動部32とカム40は、カム支持部30のスライド孔31に沿って、図示上下方向に一体に往復動することができる。

図2に示すように、従動部32は、駆動部24の係止端25の上下両側に、この係止端25と係止することができる2つの係止端(係止部材)33,34を有する。したがって、駆動部24の係止端25は、これら2つの従動部32の係止端33,34の間において、図示上下方向に往復動することができる。

上述の従動部32には図示下側から従動部32の移動方向である上側へ、スクリュウ35がねじ込み位置調節可能に螺入されている。スクリュウ35は、その位置調節後に止めナット37により固定される。このスクリュウ35のヘッド部36が、上述の図示下側(一方)の係止端34を形成している。

従動部32には水平方向に延びる板ばね38が取り付けられ、従動部32は上下の中立位置方向に付勢されている。すなわち、従動部32及びカム40は一体に、この板ばね38によってダイヤフラム弁1の全開位置と全閉位置との間の中間位置の方向に、常に付勢されている。これにより、カム40を常に所定の位置に保持することができ、従動部32及びカム40の上下方向の往復動が極めてスムーズになる。

図2及び図3に示すように、カム40の水平方向両側には、2つのリミットスイッチ50,60が対向するように取り付けられている。リミットスイッチ50はダイヤフラム弁1の開側スイッチであり、リミットスイッチ60はダイヤフラム弁1の閉側スイッチである。リミットスイッチ50,60には、スイッチアーム51,61を介してローラ52,62がそれぞれ取り付けられている。図5に示すように、ローラ52,62は、スイッチアーム51,61のばね力によってカム40に沿って転動することができる。

次に、本ダイヤフラム弁1のリミットスイッチの作動機構の動作について説明する。

図1に示すように、シリンダ2の空気室5に空気圧が加わると、ピストン4がばね3,3aの付勢力に抗して押し上げられ、弁軸であるスピンドル7を押し上げる。これによりダイヤフラム8が弁座12から離れ、弁本体11の流路13を開通させる。その後、ダイヤフラム弁1は全開状態となる。

図2に示すように、スピンドル7の上昇とともに、駆動部24の係止端25が従動部32の図示上側の係止端33に係止して、従動部32を図4に示す板ばね38の付勢力に抗して図示上方へ押し上げる。図5ないし図7に示すように、これによりカム40が作動して、開側スイッチ50をオンに、閉側スイッチ60をオフにする。

この一方、図1に示すように、シリンダ2内の空気圧が開放されると、ピストン4がばね3,3aの付勢力によって押し下げられ、弁軸であるスピンドル7を押し下げる。これにより、ゴム等の弾性材からなるダイヤフラム8が弁座12に圧接して、弁本体11の流路13を閉じる。その後、ダイヤフラム弁1は全閉状態となる。なお、ダイヤフラム弁の種類によっては、上述のばねがピストンの下側に配設されているものや、ばねが無く流体
圧のみにより作動するものもある。

図2に示すように、スピンドル7の下降とともに、駆動部24の係止端25が、従動部32の図示下側の係止端34であるスクリュウ35のヘッド部36に係止して、従動部32を図4に示す板ばね38の付勢力に抗して図示下方へ押し下げる。図5ないし図7に示すように、これによってカム40が作動し、開側スイッチ50をオフに、閉側スイッチ60をオンにする。

図1に示すように、上述のダイヤフラム弁1においてリミットスイッチ50,60の作動調節を行う場合には、最初にスイッチカバー21を取り外し、次にボルト28を抜いてシリンダ2からスイッチケース20を取り外す。これにより、従動部32とカム40とを支持しているカム支持部30が、スイッチケース20とともに取り外される。

スクリュウ35は従動部32に、この従動部32の移動方向に位置調節可能に螺入されているから、止めナット37を緩めて、スクリュウ35をドライバー等を用いて回転させることにより、スクリュウ35のヘッド部36の位置を容易に修正することができる。図8に示すように、駆動部24側の係止端25の外側移動長さをL1 とし、従動部32側の2つの係止端33,34の内側長さをL2 とすると、従動部32に取り付けられているカム40の図示上下方向の移動長さは、L3 となる。すなわち、スクリュウ35のヘッド部36の位置を調節することにより、カム40の図示上下方向の移動長さL3 を容易に変更することができる。

止めナット37を締めて、スクリュウ35を従動部32に固定する。スイッチケース20をボルト28によってシリンダ2の図示上部に固定し、スイッチカバー21をスイッチケース20に取り付ける。これにより、リミットスイッチ50,60の作動調節は終了する。

本発明のダイヤフラム弁のリミットスイッチの作動機構において、リミットスイッチ50,60の作動調節を行なう場合には、シリンダ2の外部に配設された従動部32を調節するだけでよい。すなわち、リミットスイッチ50,60の作動調節をするためだけに、スピンドル7などの脱着を含む、ダイヤフラム弁1の全体を分解組立する必要がなくなる。したがって、リミットスイッチ50,60の調節作業の負荷を大幅に軽減することができる。

特に従動部32は、シリンダ2の外部に配設されたスイッチケース20内に取り付けられ、しかもこの従動部32は駆動部24と係止端25,33,34によって係止しているだけであるから、従動部32の脱着は極めて容易である。

また、従動部32は、駆動部24と係止する2つの係止端33,34を駆動部24の両側に有し、駆動部24はこの2つの係止端33,34の間において往復動する。したがって、係止端33,34の一方を調節又は交換するだけでリミットスイッチ50,60の作動調節を行なうことができる。

特に、一方の係止端34は、従動部32の移動方向に位置調節可能に螺入されたスクリュウ35のヘッド部36からなるため、ドライバー等を用いて容易に位置調節ができ、リミットスイッチ50,60の調節作業負荷を一段と軽減することができる。また、この係止端34はスクリュウ35という汎用部材によって形成されるから、極めて安価に入手することができる。

なお、上述のダイヤフラム弁のリミットスイッチの作動機構は一例にすぎず、本発明の
趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。例えば、従動部側の係止端(係止部材)を1つとし、駆動部側の係止端を2つとしてもよい。また、従動部側の係止端は、必ずしも従動部の移動方向に位置調節可能にする必要はなく、スクリュウのヘッド部によって構成する必要もない。代用の構成は種々考えられる。

本発明の一例としてのリミットスイッチ作動機構が配設されたダイヤフラム弁を示す正面断面図である。 図1のリミットスイッチ作動機構の詳細を示す正面断面図である。 図2のスイッチカバーを取り外した状態のリミットスイッチ作動機構を示す平面断面図である。 図2の矢線A−Aから見た従動部を示す側面図である。 図2の矢線B−Bから見たカムとローラの作動を示す簡略図である。 リミットスイッチの配線図である。 バルブの開閉状態とリミットスイッチの作動との関係を示す図である。 駆動部の係止端と駆動部の係止端との長さ関係を示す簡略図である。 従来のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構を示す正面断面図である。 図9のスイッチカバーを取り外した状態のリミットスイッチ作動機構を示す平面断面図である。

符号の説明

1 ダイヤフラム弁
2 シリンダ
3,3a コイルばね
4 ピストン
5 空気室
7 スピンドル
8 ダイヤフラム
9 コンプレッサ吊
10 コンプレッサ
11 弁本体
12 弁座
13 流路
20 スイッチケース
21 スイッチカバー
22 ストッパ
24 駆動部
25 係止端
26 インジケータ
27 キャップ
28 ボルト
30 カム支持部
31 スライド孔
32 従動部
33,34 係止端
35 スクリュウ
36 ヘッド部
37 止めナット
38 板ばね
40 カム
50 リミットスイッチ(開側スイッチ)
51 スイッチアーム
52 ローラ
60 リミットスイッチ(閉側スイッチ)
61 スイッチアーム
62 ローラ
101 スピンドル
102 ステムロッド
103 コンロッド
104 スイッチアクチュエータ
105 リミットスイッチ
106 ローラ
107 スイッチアーム
1 ,L2 ,L3 長さ

Claims (4)

  1. シリンダ(2)にピストン(4)を内蔵して前記ピストンにより往復動されるスピンドル(7)と、前記スピンドルの先端部に取り付けられて前記スピンドルの前記往復動により流路(13)を開閉するダイヤフラム(8)とを備えたダイヤフラム弁(1)に配設されるリミットスイッチ作動機構であって、前記スピンドル又は前記スピンドルの延長部に配設されて前記スピンドルの移動方向に往復動する駆動部(24)と、前記シリンダの外部に配設されて少なくとも前記ダイヤフラム弁の全開位置近傍と全閉位置近傍の一方又は双方において前記駆動部と係止して前記スピンドルの移動方向に往復動する従動部(32)と、前記従動部に配設されて前記スピンドルの移動方向に往復動するカム(40)と、前記カムにより作動するリミットスイッチ(50,60)とを備え、前記従動部は、ばね(38)により前記全開位置と前記全閉位置との間の中間位置の方向へ付勢されていることを特徴とするダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構。
  2. 前記従動部(32)は、前記駆動部(24)の両側に前記駆動部と係止する2つの係止部材(33,34)を有し、前記駆動部は、前記2つの係止部材の間において往復動することを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構。
  3. 前記2つの係止部材(33,34)のうち少なくとも一方は、前記従動部(32)の移動方向に位置調節可能に配設されていることを特徴とする請求項2に記載のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構。
  4. 前記係止部材(34)は、前記従動部(32)の移動方向に位置調節可能に螺入されたスクリュウ(35)のヘッド部(36)からなることを特徴とする請求項3に記載のダイヤフラム弁のリミットスイッチ作動機構。
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