JP6191228B2 - オーバーフロー防止弁 - Google Patents

Description

本発明は、流体の規制高さを超える流入によって貯留流体が溢れ出るのを防止するオーバーフロー防止弁に関するものである。

従来、この種のオーバーフロー防止弁としては、ローディングアームに用いられる特許文献１に開示されたものがある。ローディングアームは、給油元タンクから給油先タンクへ石油等の可燃性流体を供給する給油管であり、給油先タンクに貯留された流体が給油中に溢れ出るのをオーバーフロー防止弁で防止している。給油される流体は可燃性であるため、オーバーフロー防止弁の作動には電気を使うセンサが使用できず、機械的にオーバーフロー防止弁を作動させる必要がある。

図１および図２は、特許文献１に開示されたローディングアーム用オーバーフロー防止弁１の作動原理を示すオーバーフロー防止弁１の概略構造図である。なお、これら各図において同一または相当する部分には同一符号を付して説明する。

図１（ａ）に示すように、オーバーフロー防止弁１は、入口２ａと、これに直角に交差する方向の出口２ｂとが形成された流入路２を有する。この流入路２の途中には管径が絞られた絞り部２ｃが形成されている。また、オーバーフロー防止弁１は第１管路３と第２管路４とを備えている。第１管路３は、タンク５に貯留される貯留流体６の規制液面高さに一端部が開口し、他端部が弁頭部に形成された空気室７に通じている。第２管路４は、一端部が空気室７に通じ、他端部が絞り部２ａに臨んでいる。空気室７にはダイアフラム８が面して設けられている。入口２ａから流入路２に流入した可燃性流体は、ベンチュリ効果によって絞り部２ｃで流速が速くなって圧力が低下する。このため、絞り部２ｃに臨む第２管路４の他端部に大気圧より低い負圧が生じ、第１管路３、空気室７および第２管路４を通る、図に矢示する空気の流れが生じる。流入路２を経由するタンク５への可燃性流体の供給中には、この空気の流れが常時生じている。

この状態で、タンク５へ可燃性流体が過剰に供給されて、同図（ｂ）に示すように貯留流体６の液面高さが規制高さを超えると、第１管路３の一端部に形成された開口が貯留流体６によって塞がれる。このため、空気室７に大きな負圧が生じてダイアフラム８が吸引され、ダイアフラム８は図示するように下方に変形する。この変形に伴い、ダイアフラム８に取り付けられた軸９がロック機構１０を叩き、そのロックを解除する。ロック機構１０は、流入路２の途中に設けられた弁１１を、スプリング１２の伸張力に抗して図示する開位置に留めている。しかし、ロック機構１０のロックが解除されると、弁１１はスプリング１２の伸張力によって図２に示す閉位置に移動し、流入路２を塞ぐ。このため、流入路２を経由する可燃性流体のタンク５への供給が緊急停止され、タンク５から貯留流体６が溢れ出るのが防止される。

実開昭５８−１９２２９８号公報

しかしながら、一般的に可燃性流体のタンク５への供給は、その供給開始時および供給停止時に、流入路２における可燃性流体の流速が落とされて行われる。このため、特許文献１に開示される上記従来のようなオーバーフロー防止弁１では、原理的に、その作動時に十分大きな負圧を空気室７に生じさせることができない。従って、可燃性流体がタンク５へ過剰に供給される時に、ロック機構１０のロックを解除できず、弁１１が作動しない場合が発生することが考えられる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
流体の規制高さを超える流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段と、
正圧により可動子が変位し、可動子が所定の作動位置まで変位すると磁力によって可動子を吸引して可動子に運動力を与えるトリガー機構と、
トリガー機構によって可動子に与えられた運動力によってロックを解除するロック機構と、
ロック機構によってロックが解除されると流体の流入路を閉じる弁と
から構成され、
トリガー機構が、
正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、初期位置に付勢される強磁性体からなる可動子と、
可動子との間の吸引力により所定の作動位置で可動子を正圧の向きに誘導し始めて収束位置まで誘導する、固設された永久磁石からなる固定子と
から構成される、
または、
正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、初期位置に付勢される永久磁石からなるまたは着磁された可動子と、
可動子との間の吸引力により所定の作動位置で可動子を正圧の向きに誘導し始めて収束位置まで誘導する、固設された強磁性体からなる固定子とから構成される
オーバーフロー防止弁を構成した。

本構成によれば、流体の過剰流入によって貯留流体液面が規制高さを超えると、正圧発生手段によって大気圧より高い正圧が発生させられる。トリガー機構はこの正圧によって作動してロック機構を解除し、このロック解除により弁が作動して流体を供給する流入路が閉じられる。従って、流体の流速に応じて生じる負圧を利用してロック機構を解除する従来のオーバーフロー防止弁とは異なり、貯留流体液面の上昇によって生じる正圧を利用して、流体の流速に依存せずに、ロック機構を解除することができる。このため、流体の過剰供給時には弁を確実に作動させて、流入路を閉じることができる。

また、正圧発生手段により発生させられる正圧によって可動子が変位させられ、可動子が正圧によって所定の作動位置まで変位すると、磁力により可動子が吸引されて、ロック機構を解除する運動力が可動子に与えられる。従って、正圧は、可動子を所定の作動位置まで変位させるだけの小さな力で済むため、正圧発生手段によって発生させられる正圧が小さくても、トリガー機構によってロック機構のロックを確実に解除することができる。このため、正圧発生手段によって発生される正圧そのものを、ロック機構を解除できる程度の大きな力に変換する機構が必要とされないので、流体の過剰供給時に弁を確実に作動させられるオーバーフロー防止弁を小型に構成することができる。

本構成によれば、可動子は、流入路を経由して流体の供給が行われているときには、初期位置に付勢されている。しかし、流体の過剰流入により貯留流体液面が規制高さを超えて、正圧発生手段によって正圧が発生させられると、この正圧により、可動子は初期位置に付勢される力に抗して正圧の向きに移動する。そして、正圧により所定の作動位置まで移動すると、固定子との間の吸引力によって正圧の向きに誘導され始め、運動力が与えられて一挙に収束位置まで誘導される。ロック機構は可動子のこの運動力によって解除され、流体を供給する流入路はこのロック解除による弁の作動によって閉じられる。

また、本発明は、
可動子が、正圧がかかる方向を中心軸とし、収束位置側に初期位置側よりも径が小さい小径部を有する本体部分を備え、
固定子が、可動子の本体部分を囲む環状をしており、初期位置で本体部分の小径部側を囲む位置に固設されることを特徴とする。

本構成によれば、固定子が、初期位置で可動子の小径部側を囲む位置に固設されるため、正圧発生手段によって発生させられる正圧により可動子が所定の作動位置まで移動すると、小径部よりも径が大きな可動子の本体部分が固定子に近付いて吸引力により固定子側に引き寄せられ、可動子は正圧の向きに誘導される。この誘導により、可動子に運動力が与えられて可動子は一挙に収束位置まで誘導され、径が大きな側の可動子の本体部分が固定子に囲まれるようになる。ロック機構は可動子のこの運動力によって解除される。

また、本発明は、
流体の規制高さを超える流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段と、
正圧により可動子が変位し、可動子が所定の作動位置まで変位すると磁力によって可動子を吸引して可動子に運動力を与えるトリガー機構と、
トリガー機構によって可動子に与えられた運動力によってロックを解除するロック機構と、
ロック機構によってロックが解除されると流体の流入路を閉じる弁と
から構成され、
トリガー機構が、
正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、伴走永久磁石を備えた可動子と、
伴走永久磁石を吸引して可動子を初期位置に付勢する、固設された永久磁石からなる第１固定子と、
伴走永久磁石との間の吸引力により所定の作動位置で可動子を正圧の向きに誘導し始めて収束位置まで誘導する、固設された永久磁石からなる第２固定子とから構成される
オーバーフロー防止弁を構成した。

本構成によれば、可動子は、流入路を経由して流体の供給が行われているときには、伴走永久磁石と第１固定子との間の吸引力により初期位置に付勢されている。しかし、流体の過剰流入により貯留流体液面が規制高さを超えて、正圧発生手段によって正圧が発生させられると、この正圧により、可動子は初期位置に付勢される力に抗して正圧の向きに移動する。そして、正圧により所定の作動位置まで移動すると、伴走永久磁石と第２固定子との間の吸引力によって可動子は正圧の向きに誘導され始め、運動力が与えられて一挙に収束位置まで誘導される。ロック機構は可動子のこの運動力によって解除され、流体を供給する流入路はこのロック解除による弁の作動によって閉じられる。

また、本発明は、正圧発生手段が、貯留流体液面の上昇により貯留流体に開口端が没することで貯留流体液面と筒内液面との間に形成される液面差によって正圧を生じさせる筒状のセンサプローブから構成され、
一端部がセンサプローブに通じ他端部が空気室に通じる管路と、
管路を通じて伝達される正圧により変形して正圧を可動子に与える、空気室に面して設けられたダイヤフラムと
を備えることを特徴とする。

本構成によれば、正圧は、貯留流体液面の上昇によって貯留流体液面とセンサプローブ筒内液面との間に形成される液面差により、生じる。この液面差によって生じる正圧は、管路を通じて空気室に伝達され、空気室に面して設けられたダイヤフラムを変形させて、可動子を所定の作動位置まで移動させる。

本発明によれば、上記のように、流体の過剰供給時に弁を確実に作動させて流入路を閉じることが可能なオーバーフロー防止弁を小型に構成して、提供することができる。

従来のローディングアーム用オーバーフロー防止弁の作動原理を示す概略構造図である。 図１に続く、従来のローディングアーム用オーバーフロー防止弁の作動原理を示す概略構造図である。 本発明の一実施の形態によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁の荷役開始前における概略構造を示す断面図である。 一実施の形態によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁の荷役時における開弁状態の概略構造を示す断面図である。 一実施の形態によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁の荷役時においてタンクに貯留された貯留流体の液面高さが上昇したときの概略構造を示す断面図である。 一実施の形態によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁が作動した緊急閉止時における閉弁状態の概略構造を示す断面図である。 （ａ）は、一実施の形態によるオーバーフロー防止弁において、永久磁石の磁力によって可動子に作用する力とその変位との関係について測定した結果を示すグラフ、（ｂ）は、貯留流体の液面高さが上昇する速度と、可動子を所定の作動位置まで変位させる正圧を発生させる液面差との関係を測定した結果を示すグラフである。 一実施の形態の第１変形例によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁の作動原理を示す概略構造図である。 一実施の形態の第２変形例によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁の作動原理を示す概略構造図である。

次に、本発明によるオーバーフロー防止弁をローディングアームに適用した一実施の形態について説明する。

図３は、本実施の形態によるローディングアーム用オーバーフロー防止弁２１の荷役開始前における概略構造を示す断面図である。

オーバーフロー防止弁２１は、弁ケーシング２２内に形成された流入路２３を開閉する主弁２４を備えて構成されている。流入路２３には、入口２３ａと、これに直角に交差する方向に出口２３ｂが形成されている。入口２３ａにはローディングアーム末端の図示しない注油パイプが接続され、出口２３ｂには給油先のタンク２５に可燃性流体を供給するドロップパイプ２６が接続されている。主弁２４は、円筒コイルばねである主弁スプリング２７の伸張力により流入路２３を閉じる方向に付勢され、荷役開始前には入口２３ａを塞ぐ図示する閉位置に位置している。

主弁２４は、ロッド２８の上下動に伴って弁ケーシング２２内を上下動し、図示する閉位置と後述する開位置との間を往復運動する。ロッド２８は、操作ハンドル２９の取っ手が時計方向に回動され、ロッド２８の下端にピン３０により回転自在に設けられたローラ３１がカム３２によって上方に移動させられることで、主弁２４を押し上げて開位置に位置させる。ロッド２８は、ロッド２８に取り付けられた円板３３と弁ケーシング２２との間に設けられたロッドスプリング３４により、下方に付勢されている。

主弁２４の中空円筒部内におけるボール押さえ部材３５とボール３６とロックスプリング３７とは、ロック機構を構成している。ロッド２８の上下動は、このロック機構によりロッド２８と補助弁３８との間の相対位置がロックされることで、補助弁３８を介して主弁２４に伝えられる。補助弁３８は、そのスリーブ部がロッド２８の外周に沿って摺動自在に設けられており、そのフランジ部が主弁２４の中空円筒部内に形成された溝２４ａに遊びをもって嵌合している。ボール３６は、補助弁３８のスリーブ部に形成された孔に保持されており、ロッド２８の上端下方に形成された環状溝２８ａにボール押さえ部材３５によって着座することで、ロッド２８と補助弁３８との間の相対位置がロックされている。ボール押さえ部材３５は、補助弁３８のフランジ部との間に設けられたロックスプリング３７によって上方に付勢されており、ボール３６の環状溝２８ａへの着座を保持している。

補助弁３８は、弁ケーシング２２との間に設けられた円筒コイルばねである補助弁スプリング３９により、主弁２４側に付勢されている。操作ハンドル２９の取っ手が時計方向に回動され、ロッド２８がカム３２によって上方に移動させられる際、補助弁スプリング３９の伸張力に抗して補助弁３８が溝２４ａの遊び分だけ主弁２４からわずかに離れ、流入路２３の入口２３ａと出口２３ｂとの間に図示しない通孔が形成されて、入口２３ａと出口２３ｂとの間の圧力の均衡が保たれる。

オーバーフロー防止弁２１の頭部には空気室４０が形成されており、この空気室４０に面してダイヤフラム４１が設けられている。空気室４０は管路４２を介してセンサプローブ４３に接続されており、管路４２の一端部はセンサプローブ４３、他端部は空気室４０に通じている。センサプローブ４３は筒状をしており、下方には開口端４３ａが形成されている。このセンサプローブ４３は、後述するように、タンク２５に貯留される貯留流体液面の上昇により貯留流体に開口端４３ａが没することで、貯留流体液面と筒内液面との間に形成される液面差によって正圧を生じさせる。センサプローブ４３は、流体の規制高さを超えるタンク２５への流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段を構成している。この正圧は、管路４２を通じて空気室４０へ伝達され、ダイヤフラム４１を後述するように変形させる。

ダイヤフラム４１には、トリガー機構の可動子４４を構成するピストン４５の軸４５ａが取り付けられている。軸４５ａは摺動自在に弁ケーシング２２に取り付けられており、ダイヤフラム４１の変形により正圧がこの軸４５ａに与えられると、ピストン４５が下方に変位する。

可動子４４は、ピストン４５の軸４５ａの周囲に、強磁性体からなる本体部分４６ａ、上側フランジ部４６ｂおよび下側フランジ部４６ｃが一体に設けられて構成されており、正圧がかかる軸４５ａの方向を中心軸としている。この可動子４４は、上側フランジ部４６ｂが弁ケーシング２２の天井室２２ａ上面に当接する図示する初期位置と、下側フランジ部４６ｃが天井室２２ａ下面に設けられたラバーシート４７に当接する収束位置との間で、移動自在に設けられている。初期位置と収束位置とは、可動子４４に正圧がかかる方向に離れている。また、本体部分４６ａは、収束位置側に初期位置側よりも径が小さい小径部を有する円筒形状をしている。

可動子４４の本体部分４６ａは、環状をした固定子４８により囲まれている。固定子４８は環状をしたＮ極４８ａとＳ極４８ｂとからなる永久磁石によって構成されており、可動子４４の中心軸方向に磁束を発生させる。可動子４４の初期位置において、固定子４８は、図示するように本体部分４６ａの小径部側を囲む位置で、弁ケーシング２２の天井室２２ａ内側面に固設されている。可動子４４は、下側フランジ部４６ｃが固定子４８によって吸引されることで、上側フランジ部４６ａが天井室２２ａの上面に当接される押圧力を受け、初期位置に付勢されている。固定子４８は、可動子４４との間の吸引力により、所定の作動位置で可動子４４を正圧の向きに誘導し始めて収束位置まで誘導する。この固定子４８は、正圧により可動子４４が変位し、可動子４４が初期位置に付勢する力に抗して所定の作動位置まで変位すると、磁力によって可動子４４を吸引して可動子４４に運動力を与えるトリガー機構を可動子４４と共に構成している。

ボール押さえ部材３５とボール３６とロックスプリング３７とによって構成されるロック機構は、このトリガー機構によって可動子４４に与えられた運動力によってボール押さえ部材３５がピストン４５でたたかれることで、後述するように、補助弁３８とロッド２８との間のロックを解除する。ロック機構によってロックが解除されると、後述する開位置にあった主弁２４は主弁スプリング２７の伸張力によって補助弁３８と共に下方に移動し、流入路２３の入口２３ａを閉じる。

本実施形態のオーバーフロー防止弁２１は、上記の正圧発生手段と、トリガー機構と、ロック機構と、主弁２４とを備えて構成されている。

図４は、可燃性流体をタンク２５へ供給する荷役時における開弁状態のオーバーフロー防止弁２１の概略構造を示す断面図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

荷役開始時には、操作ハンドル２９が矢示するように時計方向に回動され、ローラ３１がカム３２によって上方に押し上げられる。この際には、ボール押さえ部材３５によってボール３６が環状溝２８ａに着座させられ、ロッド２８と補助弁３８との相対位置がロックされている。従って、操作ハンドル２９の操作によって主弁２４の開閉を行え、操作ハンドル２９の操作によってローラ３１が押し上げられることにより、ロッド２８が上方へ移動させられて、補助弁３８と共に主弁２４が上昇させられる。これにより、主弁２４は図示する開位置に位置させられる。このため、入口２３ａから流入路２３に流入する可燃性流体は出口２３ｂへ導かれ、ドロップパイプ２６を経由してタンク２５へ供給される。タンク２５へ供給された可燃性流体は貯留流体４９となる。

荷役終了時には、ローディングアームに残る可燃性流体の残液がタンク２５へ吐出される。引き続き他のタンクへ可燃性流体を供給するときには、操作ハンドル２９が反時計方向に回動され、主弁２４が一旦閉じられる。また、全ての荷役を終了するときにも、操作ハンドル２９が反時計方向に回動され、主弁２４が閉じられる。操作ハンドル２９が反時計方向に回動されると、図３に示すように、カム３２が下方に移動する。従って、ロッドスプリング３４の伸張力によってロッド２８が下方に移動し、補助弁３８と共に主弁２４が下降する。これにより、主弁２４は図３に示す閉位置に位置させられ、流入路２３が主弁２４によって塞がれる。

図５は、可燃性流体をタンク２５へ供給する荷役時において、タンク２５に貯留された貯留流体４９の液面高さが上昇したときにおけるオーバーフロー防止弁２１の概略構造を示す断面図である。なお、同図において図４と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

流体供給装置の故障や誤操作などにより、タンク２５に貯留された貯留流体４９の液面高さが上昇し、図示するように、センサプローブ４３の開口端４３ａが貯留流体４９に没すると、貯留流体４９の液面とセンサプローブ４３の筒内液面との間に液面差ｈが形成される。可燃性流体の規制高さを超えるタンク２５への流入によって形成されるこの液面差ｈにより、センサプローブ４３の筒内に正圧が生じる。生じたこの正圧は管路４２を経由して空気室４０に伝達される。

図６は、オーバーフロー防止弁２１が作動した緊急閉止時における閉弁状態のオーバーフロー防止弁２１の概略構造を示す断面図である。なお、同図において図５と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。

貯留流体４９の液面高さの上昇によって上記のように正圧が空気室４０に伝達されると、空気室４０が膨張してダイヤフラム４１が図示するように下方に湾曲し、変形する。ダイヤフラム４１のこの変形により、正圧が可動子４４の軸４５ａに与えられ、ピストン４５が下方に変位する。固定子４８は可動子４４の初期位置でその本体部分４６ａの小径部側を囲む位置に固設されているため、この正圧により可動子４４が所定の作動位置まで移動すると、小径部よりも径が大きな可動子４４の本体部分４６ａが固定子４８に近付いて吸引力により固定子４８側に引き寄せられ、可動子４４は正圧の向きに誘導される。この誘導により、可動子４４に運動力が与えられて可動子４４は一挙に収束位置まで誘導され、径が大きな側の可動子４４の本体部分４６ａが図示するように固定子４８に囲まれるようになる。

ボール押さえ部材３５は、可動子４４のこの運動力によってピストン４５でたたかれることで、ロックスプリング３７の伸張力に抗して下方に移動する。このボール押さえ部材３５の移動により、ロッド２８の環状溝２８ａに着座していたボール３６が図示するようにその着座位置から外れ、補助弁３８とロッド２８との間のロックが解除される。上記のようにトリガー機構によってロック機構のロックが解除されると、主弁２４は主弁スプリング２７の伸張力によって下方に移動し、図示するように流体の流入路２３を閉じる。

図７（ａ）は、本実施の形態によるオーバーフロー防止弁２１において、固定子４８の磁力によって可動子４４に作用する力とその変位との関係について測定した結果を示すグラフである。同グラフの横軸は、可動子４４の初期位置からの変位[ｍｍ]、縦軸は磁力によって可動子４４に作用する力[Ｎ]を表している。また、丸印のプロットＡは上記の測定結果を示し、角印のプロットＢは、可動子４４を正圧の向きに誘導するのに必要とされる力と可動子４４の変位との関係を測定した結果を示している。

丸印のプロットＡに示されるように、初期位置０〜約２[ｍｍ]の変位においてはプラスの吸引力、つまり、可動子４４を天井室２２ａの上面に当接させる力が作用し、約２[ｍｍ]以上の変位においてはマイナスの吸引力、つまり、可動子４４を天井室２２ａの下面側に誘導する力すなわち正圧の向きに誘導する力が作用する。

同グラフに示されるように、丸印のプロットＡによって示される、固定子４８の磁力により可動子４４を正圧の向きに誘導する力は、角印のプロットＢによって示される、可動子４４を正圧の向きに誘導するのに必要とされる力よりも大きくなっている。このため、固定子４８の磁力により、可動子４４を正圧の向きに誘導できることが確認される。また、同グラフから、約１０[Ｎ]の吸引力に抗して可動子４４を約２[ｍｍ]変位させる正圧を正圧発生手段によって発生させれば、固定子４８によって可動子４４に作用する吸引力を正圧の向きに反転させられることが理解される。このことから、可動子４４が正圧の向きに誘導され始める所定の作動位置は、本実施の形態では、初期位置から正圧の向きに約２[ｍｍ]離れた位置になる。可動子４４に作用する力が正圧の向きに反転した後は、正圧の向きにかかる吸引力が大きくなっていくので、可動子４４が一挙に収束位置まで誘導されることが理解される。

図７（ｂ）は、タンク２５における貯留流体４９の液面高さが上昇する速度と、可動子４４を所定の作動位置まで変位させる正圧を発生させる液面差ｈ（図５参照）との関係を測定した結果を示すグラフである。この測定では、貯留流体４９の液面高さを上昇させるのに代えて、センサプローブ４３の開口端４３ａを下方に移動させて貯留流体４９に没した。同グラフの横軸は、センサプローブ４３の開口端４３ａを貯留流体４９内に下降させる下降速度[ｍｍ／ｓ]、縦軸は液面差ｈ[ｍｍ]を表す。また、プロットＣは、各下降速度で所定回数測定した液面差ｈの平均値を示す。

同グラフに示されるように、各下降速度でオーバーフロー防止弁２１の動作を確認できた。また、同グラフから、センサプローブ４３の開口端４３ａ下降速度が速くなると液面差ｈが大きくなる、つまり、貯留流体４９の液面高さ上昇速度が速くなると、可動子４４を所定の作動位置まで変位させる正圧を発生させるのに、大きな液面差ｈが必要とされることが理解される。

このような本実施の形態によるオーバーフロー防止弁２１によれば、図５に示すように、タンク２５への流体の過剰流入によって貯留流体４９の液面が上昇し、貯留流体４９の液面が規制高さを超えると、貯留流体４９の液面とセンサプローブ４３の筒内液面との間に形成される液面差ｈにより、大気圧より高い正圧が発生させられる。この液面差ｈによって生じる正圧は、管路４２を通じて空気室４０に伝達され、空気室４０に面して設けられたダイヤフラム４１を図６に示すように変形させて、可動子４４を所定の作動位置まで移動させる。

トリガー機構はこの正圧によって作動してロック機構を解除し、このロック解除により主弁２４が作動して流体を供給する流入路２３が図６に示すように閉じられる。従って、流体の流速に応じて生じる負圧を利用してロック機構を解除する従来のオーバーフロー防止弁とは異なり、貯留流体４９の液面の上昇によって生じる正圧を利用して、流体の流速に依存せずに、ロック機構を解除することができる。このため、流体の過剰供給時には主弁２４を確実に作動させて、流入路２３を閉じることができる。

また、センサプローブ４３により発生させられる正圧によって可動子４４が変位させられ、可動子４４が正圧によって所定の作動位置まで変位すると固定子４８の磁力により可動子４４が吸引されて、ロック機構を解除する運動力が可動子４４に与えられる。従って、正圧は、可動子４４を所定の作動位置まで変位させるだけの小さな力で済むため、センサプローブ４３によって発生させられる正圧が小さくても、トリガー機構によってロック機構のロックを確実に解除することができる。このため、センサプローブ４３によって発生される正圧そのものを、ロック機構を解除できる程度の大きな力に変換する機構が必要とされないので、流体の過剰供給時に主弁２４を確実に作動させられるオーバーフロー防止弁２１を小型に構成することができる。

なお、上記の実施形態では、可動子４４の下側フランジ部４６ｃを固定子４８によって吸引することで、上側フランジ部４６ａを天井室２２ａの上面に押圧して可動子４４を初期位置に付勢する場合について、説明した。しかし、可動子４４に下側フランジ部４６ｃを設けず、本体部分４６ａと天井室２２ａの下面との間にスプリングを設け、このスプリングの伸張力によって上側フランジ部４６ａを天井室２２ａの上面に押圧して可動子４４を初期位置に付勢するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では、可動子４４の本体部分４６ａが、収束位置側に初期位置側よりも径が小さい小径部を有する円筒形状をしている場合について、説明した。しかし、本体部分４６ａは、円筒形状ではなく、例えば、収束位置側において初期位置側よりも径が徐々に小さくなる円錐形状に形成し、収束位置側に初期位置側よりも径が小さい小径部を有するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では、可動子４４を強磁性体によって構成し、固設した永久磁石からなる固定子４８の吸引力によって可動子４４を誘導させる力を発生させた場合について、説明した。しかし、可動子４４を永久磁石によって構成し、または磁気が残留するように着磁した金属等によって構成し、固定子４８を強磁性体によって構成して、可動子４４と固定子４８との間に働く吸引力により、可動子４４を誘導させる力を発生させるように構成してもよい。また、可動子４４および固定子４８の双方を永久磁石、または磁気が残留するように着磁した金属等によって構成し、可動子４４と固定子４８との間に働く吸引力により、可動子４４を誘導させる力を発生させるように構成してもよい。

また、図８の変形例に示すように、ピストン４５の軸４５ａの周囲に本体部分５１を設け、この本体部分５１に伴走永久磁石５２，５３を取り付けて、可動子５４を構成するようにしてもい。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。伴走永久磁石５２，５３は、それぞれ直方体状をしたＮ極５２ａ，５３ａとＳ極５２ｂ、５３ｂとから構成される。可動子５４は、上述した可動子４４と同様、正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に、弁ケーシング２２に設けられている。

この場合、弁ケーシング２２の天井室２２ａの内側面には、第１固定子５５，５６と第２固定子５７，５８とが固設される。第１固定子５５，５６および第２固定子５７，５８は、それぞれ直方体状をしたＮ極５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａとＳ極５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ，５８ｂとからなる永久磁石によって構成される。第１固定子５５，５６は、伴走永久磁石５２，５３を吸引して、可動子５４の本体部分５１上端が天井室２２ａの上面に当接する同図（ａ）に示す初期位置に、可動子５４を付勢する。第２固定子５７，５８は、伴走永久磁石５２，５３との間の吸引力により所定の作動位置で、可動子５４を初期位置に付勢する力に抗して可動子５４を正圧の向きに誘導し始めて、同図（ｂ）に示す収束位置まで誘導する。この収束位置では、可動子５４の本体部分５１下端が天井室２２ａの下面に設けられたラバーシート４７に当接する。第１固定子５５，５６および第２固定子５７，５８は、正圧により可動子５４が変位し、可動子５４が所定の作動位置まで変位すると、磁力によって可動子５４を吸引して可動子５４に運動力を与えるトリガー機構を、可動子５４と共に構成する。

本構成によれば、可動子５４は、タンク２５へ流体の供給が行われているときには、伴走永久磁石５２，５３と第１固定子５５，５６との間の吸引力により初期位置に付勢されている。しかし、タンク２５への流体の過剰流入により貯留流体４９の液面が規制高さを超えて、正圧発生手段によって正圧が発生させられると、この正圧により、可動子５４は初期位置に付勢される力に抗して正圧の向きに移動する。そして、正圧により所定の作動位置まで移動すると、伴走永久磁石５２，５３と第２固定子５７，５８との間の吸引力によって可動子５４は正圧の向きに誘導され始め、運動力が与えられて一挙に収束位置まで誘導される。ロック機構は可動子５４のこの運動力によって解除され、流体を供給する流入路２３はこのロック解除による主弁２４の作動によって閉じられる。このような構成によっても、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。

また、上記の変形例では、伴走永久磁石５２，５３、並びに第１固定子５５，５６および第２固定子５７，５８を構成する永久磁石が、軸４５ａに垂直な周方向に着磁された場合について、説明した。しかし、図９の変形例に示すように、伴走永久磁石５２，５３、並びに第１固定子５５，５６および第２固定子５７，５８を構成する永久磁石が、軸４５ａに水平な軸方向に着磁されるように、構成してもよい。なお、同図において図８と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。このような構成によっても、図８に示す上記の変形例と同様な作用効果が奏される。

また、図３に概略構造が示される上記実施形態における固定子４８を構成する永久磁石、並びに、図８および図９に概略構造が示される上記変形例における伴走永久磁石５２，５３、第１固定子５５，５６および第２固定子５７，５８を構成する永久磁石は、それらのＮ極とＳ極とが逆になって異方に着磁されていてもよい。このような構成によっても、上記の実施形態および変形例と同様な作用効果が奏される。

本実施の形態によるオーバーフロー防止弁２１は、ローディングアームに主として適用され、油槽所での出荷やタンカーからの荷揚げなどにおける可燃性流体のタンクへの給油に使用されるが、その用途はこれに限定されることはない。例えば、難燃性等の他の流体のタンクへの供給時におけるオーバーフロー防止にも、同様に適用することが可能である。

２１…オーバーフロー防止弁、２２…弁ケーシング、２３…流入路、２３ａ…流入路２３の入口、２３ｂ…流入路２３の出口、２４…主弁、２５…タンク、２６…ドロップパイプ、２７…主弁スプリング、２８…ロッド、２８ａ…ロッド２８の環状溝、２９…操作ハンドル、３０…ピン、３１…ローラ、３２…カム、３３…円板、３４…ロッドスプリング、３５…ボール押さえ部材、３６…ボール、３７…ロックスプリング、３８…補助弁、３９…補助弁スプリング、４０…空気室、４１…ダイヤフラム、４２…管路、４３…センサプローブ、４３ａ…センサプローブ４３の開口端、４４，５４…可動子、４５…ピストン、４５ａ…ピストン４５の軸、４６ａ，５１…本体部分、４６ｂ…上側フランジ部、４６ｃ…下側フランジ部、４７…ラバーシート、４８，５５〜５８…固定子、４９…貯留流体、５２，５３…伴走永久磁石

Claims (5)

1. 流体の規制高さを超える流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段と、
   前記正圧により可動子が変位し、前記可動子が所定の作動位置まで変位すると磁力によって前記可動子を吸引して前記可動子に運動力を与えるトリガー機構と、
   前記トリガー機構によって前記可動子に与えられた運動力によってロックを解除するロック機構と、
   前記ロック機構によってロックが解除されると流体の流入路を閉じる弁と
   から構成され、
   前記トリガー機構は、
   前記正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、前記初期位置に付勢される強磁性体からなる前記可動子と、
   前記可動子との間の吸引力により前記所定の作動位置で前記可動子を前記正圧の向きに誘導し始めて前記収束位置まで誘導する、固設された永久磁石からなる固定子と
   から構成されるオーバーフロー防止弁。
2. 流体の規制高さを超える流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段と、
   前記正圧により可動子が変位し、前記可動子が所定の作動位置まで変位すると磁力によって前記可動子を吸引して前記可動子に運動力を与えるトリガー機構と、
   前記トリガー機構によって前記可動子に与えられた運動力によってロックを解除するロック機構と、
   前記ロック機構によってロックが解除されると流体の流入路を閉じる弁と
   から構成され、
   前記トリガー機構は、
   前記正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、前記初期位置に付勢される永久磁石からなるまたは着磁された前記可動子と、
   前記可動子との間の吸引力により前記所定の作動位置で前記可動子を前記正圧の向きに誘導し始めて前記収束位置まで誘導する、固設された強磁性体からなる固定子と
   から構成されるオーバーフロー防止弁。
3. 前記可動子は、前記正圧がかかる方向を中心軸とし、前記収束位置側に前記初期位置側よりも径が小さい小径部を有する本体部分を備え、
   前記固定子は、前記可動子の前記本体部分を囲む環状をしており、前記初期位置で前記本体部分の小径部側を囲む位置に固設される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオーバーフロー防止弁。
4. 流体の規制高さを超える流入による貯留流体液面の上昇によって大気圧より高い正圧を発生させる正圧発生手段と、
   前記正圧により可動子が変位し、前記可動子が所定の作動位置まで変位すると磁力によって前記可動子を吸引して前記可動子に運動力を与えるトリガー機構と、
   前記トリガー機構によって前記可動子に与えられた運動力によってロックを解除するロック機構と、
   前記ロック機構によってロックが解除されると流体の流入路を閉じる弁と
   から構成され、
   前記トリガー機構は、
   前記正圧がかかる方向に離れた初期位置と収束位置との間で移動自在に設けられた、伴走永久磁石を備えた前記可動子と、
   前記伴走永久磁石を吸引して前記可動子を前記初期位置に付勢する、固設された永久磁石からなる第１固定子と、
   前記伴走永久磁石との間の吸引力により前記所定の作動位置で前記可動子を前記正圧の向きに誘導し始めて前記収束位置まで誘導する、固設された永久磁石からなる第２固定子と
   から構成されるオーバーフロー防止弁。
5. 前記正圧発生手段は、貯留流体液面の上昇により貯留流体に開口端が没して貯留流体液面と筒内液面との間に形成される液面差によって前記正圧を生じさせる筒状のセンサプローブから構成され、
   一端部が前記センサプローブに通じ他端部が空気室に通じる管路と、
   前記管路を通じて伝達される前記正圧により変形して前記正圧を前記可動子に与える、前記空気室に面して設けられたダイヤフラムと
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のオーバーフロー防止弁。

Images