JPH0430473Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はバルブ開閉装置に関するものであつ
て、特にエアモータ等の流体圧モータを駆動源と
して採用したバルブ開閉装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 流体圧モータを採用したバルブ開閉装置におい
ては、バルブをストロークエンドの状態とすると
きに、バルブ開閉用ねじ棒に最大旋転トルクが作
用して固く締めつけられ、そのためこの状態から
他方のストロークエンドに向けてバルブを始動さ
せようとしても始動しない場合がある。

このような不具合を解消する従来のバルブ開閉
装置（例えば、鋼板工業株式会社の技術資料
「BESTORQUE VALVE ACTUATOR」）とし
ては、第３及び第４図に示すバルブ開閉装置を挙
げることができる。第３図に示すように、このバ
ルブ開閉装置は、エアモータ７１の出力軸７２に
取着したピニオン７３を歯車７４に噛合させ、こ
の歯車７４の中心部に形成した孔７５にボス７６
を配置し、さらにこのボス７６の中心部に形成し
た孔７７に筒状のスリーブ７８を嵌入固定し、ス
リーブ７８の内周部に形成したねじ部７９をバル
ブのステム８１に螺合させている。そして、第４
図に示すように、歯車７４の孔７５を定める内周
部には溝８２が形成されると共に、ボス７６の外
周部には突起８３が形成され、突起８３が溝８２
内に周方向に遊びをもつて位置するようにされて
いる。すなわちストロークエンドに位置している
ステム８１を他方のストロークエンドに向けて始
動させる際に、溝８２の一側部８４を突起８３の
一側部８５に打ちつけることによつて、ボス７６
に衝撃トルクを与え、これにより始動に必要なト
ルクを得るようにしているのである。

（考案が解決しようとする問題点） ところで上記構成のバルブ開閉装置にあつて
は、溝８２の一側部８４を突起８３の一側部８５
との間に距離があるために、エアモータ７１が始
動しても直ちにバルブの開閉動作が起こらず、一
定時間が経過して両側部８４，８５が衝突するに
至つて初めてバルブが開閉動作を始めるという不
具合がある。しかも上記構成の場合には、エアモ
ータ７１がトルク制御を行われずに運転されるた
め、両側部８４，８５が衝突したときに最大スト
ールトルクが瞬時に作用することになるので、部
品間に過大な衝撃力が作用したり、これに伴う摩
耗が生ずるという不具合もある。

この考案は上記従来の欠点を解消するためにな
されたものであつて、その目的は、ストロークエ
ンドの状態にあるバルブを他方のストロークエン
ドに向けて始動させる際に、安定した高トルクを
バルブに作用さされることが可能であると共に、
バルブの迅速な開閉動作が行え、しかも上記始動
時の高トルクによる部品間の摩耗を軽減すること
のできるバルブ開閉装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの考案のバルブ開閉装置においては、
バルブを作動させるための流体圧モータをライン
によつて流体供給源に接続すると共に、このライ
ンには減圧弁を介設し、また上記流体圧モータの
動作方向を切換えてバルブの開閉方向への作動を
選択的に切換えるための第１切換手段を上記ライ
ンの減圧弁の後位の位置に介設し、この第１切換
手段を切換操作するための操作手段と、バルブが
ストロークエンドの状態となつたのを検出するた
めの検出手段とをそれぞれ設け、さらに上記ライ
ンの減圧弁の前位の位置に第２切換手段を介設す
ると共に、この第２切換手段にその一端を接続し
たバイパスラインでもつて上記減圧弁の前後をバ
イパスし、第２切換手段の切換動作によつて上記
流体供給源を上記バイパスラインと減圧弁とに切
換連通させるべく構成し、さらに上記検出手段で
バルブのストロークエンド状態を検出している状
態で、他方のストロークエンドに向けてバルブを
始動させるべく上記操作手段を操作したときに、
この操作時から所定時間は上記流体供給源を上記
バイパスラインに接続する一方、その後は上記流
体供給源を上記減圧弁に接続するように上記第２
切換手段を作動させるための制御手段を備えてい
ることを特徴としている。

（作用） 上記構成のバルブ開閉装置では、検出手段でバ
ルブのストロークエンドの状態を検出している状
態で、このストロークエンドの状態から他方のス
トロークエンドに向けてバルブを始動させるべく
操作手段を操作するときには、この操作時に制御
手段が働いて第２切換手段を作動させ、流体供給
源が所定時間バイパスラインに接続され、流体圧
モータには上記流体供給源からの流体圧が直接作
用する。そのためバルブには高トルクが作用し、
そのトルクによつてバルブは直ちに始動すること
になる。そして上記所定時間経過後は制御手段が
第２切換手段をさらに作動させることとなり、流
体供給源が今度は減圧弁に接続され、流体圧モー
タには減圧弁で減圧された流体圧が働いて、バル
ブには上記よりも低いトルクが作用し、このトル
クでバルブは他方のストロークエンドに向けて作
動を続けていくことになる。

（実施例） 次にこの考案のバルブ開閉装置の具体的な実施
例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図にはこの考案のバルブ開閉装置の一実施
例の空気圧回路を示している。同図において、１
は圧縮空気の供給源であつて、この空気供給源１
はフイルタ２、供給油３を介して第２切換弁４の
１次側ボートＲに接続されている。上記フイルタ
２は空気供給源１からの圧縮空気中に混入してい
る異物、水分等を除去し、給油器３は圧縮空気に
潤滑油を混入して装置を円滑に作動させるための
ものである。上記第２切換弁４は第２切換手段を
構成するものであるが、この第２切換弁４は、そ
の２次側にポートＳとポートＦを有しており、ポ
ートＳは減圧弁５に、ポートＦはバイパスライン
６にそれぞれ接続されている。この第２切換弁４
はソレノイドSOL３とばね７とによつて切換が
なされ、ソレノイドSOL３が無励磁のときはシ
ンボル位置Ｓ１に位置し、ポートＲはポートＳに
連通すると共に、ポートＦはブロツクされ、空気
供給源１が減圧弁５に接続される。またソレノイ
ドSOL３が励磁されたときはシンボル位置Ｓ２
に位置し、ポートＲはポートＦに連通すると共
に、ポートＳはブロツクされ、空気供給源１がバ
イパスライン６に接続される。一方上記減圧弁５
は流量調整弁８を介して第１切換弁９の１次側ポ
ートＰに接続され、また上記バイパスライン６は
減圧弁５と流量調整弁８との間のラインに合流す
るように接続されている。また減圧弁５と流量調
整弁８との間には圧力計１０が接続されており、
元弁１１を操作することによつて後述するエアモ
ータに供給される空気圧を測定できるようにして
いる。上記第１切換弁９は第１切換手段を構成す
るものであるが、この第１切換弁９は、その２次
側にポートＡとポートＢとを有しており、各ポー
トＡ，Ｂはそれぞれエアモータ１２に接続されて
いる。この第１切換弁９はソレノイドSOL１と
ソレノイドSOL２とによつて切換がなされ、両
ソレノイドSOL１，SOL２が共に無励磁のとき
はシンボル位置Ｓ３に位置し、ポートＰはブロツ
クされると共に、両２次側ポートＡ，Ｂは大気開
放となり、エアモータ１２は停止した状態とな
る。また一方のソレノイドSOL１が励磁された
ときはシンボル位置Ｓ４に位置し、ポートＰはポ
ートＡに連通すると共にポートＢは大気開放とさ
れ、エアモータ１２は一方の方向に回転させる。
さらにソレノイドSOL２が励磁されたときはシ
ンボル位置Ｓ５に位置し、ポートＰはポートＢに
連通すると共にポートＡは大気開放とされ、エア
モータ１２は他方の方向に回転される。

一方エアモータ１２の出力軸１３にはウオーム
１４が取着され、ウオームホイール１５と噛合す
るようにされている。ウオームホイール１５は図
示しないバルブ駆動用ねじ棒等に、従来同様に接
続されていて、エアモータ１２の駆動トルクが出
力軸１３、ウオーム１４、ウオームホイール１５
を通してバルブに伝達され、バルブが作動するよ
うにされているのである。この場合、第４図に示
す従来のもののように、突起８３の一側部８５
と、溝８２の一側部８４との間に距離を設ける必
要はなく、〓間を零に近づけた状態で取付けるこ
とができる。なお以下の説明においては、上記第
１切換弁９がシンボル位置Ｓ４に位置していると
きのエアモータ１２の回転によつてバルブが開方
向に作動し、シンボル位置Ｓ５に位置していると
きのエアモータ１２の回転によつてバルブ閉方向
に作動するものとする。

一方上記ウオームホイール１５にはこのウオー
ムホイール１５と共に回転する第１歯車１６が同
軸上に固定され、この第１歯車１６には第２歯車
１７を噛合させている。また第２歯車１７にはこ
の第２歯車１７と共に回転する第１傘歯車１８が
同軸上に連結され、この第１傘歯車１８にはリミ
ツト装置２０に接続された第２傘歯車１９を噛合
させている。すなわちウオームホイール１５の回
転位相を第１歯車１６、第２歯車１７、第１傘歯
車１８、第２傘歯車１９を介して、検出手段の一
部を構成するリミツト装置２０に伝達するように
されているのである。リミツト装置２０は、一端
部に上記第２傘歯車１９を固着したねじ棒２１の
両端をそれぞれ本体枠２２，２２で回転自在に支
持し、このねじ棒２１の外周部にはカム２３を螺
合させると共に、このねじ棒２１に並列して上記
本体枠２２，２２間に渡設した案内棒２４を上記
カム２３に貫通し、上記第２傘歯車１９によるね
じ棒２１の回転によつてカム２３が軸方向に移動
するようにされており、さらにバルブが全開状態
となつたときのカム２３の位置にリミツトスイツ
チLS１を、またバルブが全閉状態となつたとき
のカム２３の位置にリミツトスイツチLS２をそ
れぞれ配置し、その位置でリミツトスイツチLS
１，LS２がONとなるようにされ、バルブの全開
状態と全閉状態を検出するようにしたものであ
る。またこのリミツチ装置２０においては、ねじ
棒２３の他端側を本体枠２２から外方（第１図に
おいて下方）に突出させ、この突出部分の横断面
を多面形に加工して多角形カム２５を形成し、こ
の多角形カム２５と隣接してリミツトスイツチ
LS３を配置しており、ねじ棒２１が１回転する
ときにこの多角形カム２５の角数と同一回数だけ
リミツトスイツチLS３がONとなるようにされて
いる。すなわちリミツトスイツチLS３のONの回
数をカウントすることによりその度数をバルブの
開度に置換えて開度を検出するようにされている
のである。

第２図には、上記バルブ開閉装置の電気回路を
示している。この回路は、第１切換弁９を操作す
るための操作回路２６と、バルブのストロークエ
ンド状態を検出するための検出回路２７と、第２
切換弁４を作動させるための制御回路２８と、カ
ウンタ回路２９と、表示回路３０とを互いに並列
に接続することによつて構成されている。

〔操作手段について〕

操作手段は操作回路２６によつて構成される。
この操作回路２６においては、手動操作自動復帰
接点より成るｂ接点の停止押釦スイツチPBSを
介設した接続線３１は途中で２方に分岐され、一
方の分岐接続線３２には継電器接点より成るａ接
点MC１と、２つのｂ接点MC２，LC１とがそれ
ぞれ直列に介設され、さらにこの分岐接続線３２
は途中で３方に分岐され、各分岐接続線３４，３
５，３６に接点ｘ１リレー４０と、接点MC１リ
レー４１と、ソレノイドSOL１がそれぞれ介設
されている。そして上記ａ接点MC１には手動操
作自動復帰接点より成るａ接点のバルブ開操作押
釦スイツチPBOが並列に接続されている。一方
他方の接続線Ｓ３には継電器接点より成るａ接点
MC2と、２つのｂ接点MC１，LC２とがそれぞ
れ直列に介設され、さらにこの分岐接続線３３は
途中で３方に分岐され、各分岐接続線３７，３
８，３９に接点ｘ２リレー４２、接点MC２リレ
ー４３、ソレノイドSOL２がそれぞれ介設され
ている。そして上記ａ接点MC２には手動操作自
動復帰接点より成るａ接点のバルブ閉操作押釦ス
イツチPBCが並列に接続されている。

〔検出手段について〕

検出手段は、上記リミツト装置２０と検出回路
２７とによつて構成される。この検出回路２７に
おいては、接続線４４は途中で２方に分岐され、
一方の分岐接続線４５にはリミツトスイツチLS
１と、接点LC１リレー４７とが直列に介設され、
他方の分岐接続線４６にはリミツトスイツチLS
２と、接点LC２リレー４８とが直列に介設され
ている。

〔制御手段について〕

制御手段は制御回路２８によつて構成される。
この制御回路２８においては、３本の接続線４
９，５０，５１を互いに並列に接続し、接続線４
９には継電器接点より成る２つのａ接点MC１，
LC１と、接点MC３リレー５２が直列に介設さ
れている。そして上記ａ接点MC１には同様の継
電器接点より成るａ接点MC２を、ａ接点LC１
にはａ接点LC２がそれぞれ並列に接続されてい
る。また接続線５０には継電器接点より成るａ接
点MC３とタイマー５３とが直列に介設されてい
る。さらに接続線５１には上記タイマー５３の時
限復帰接点より成るａ接点ＴとソレノイドSOL
３が直列に介設されている。この接点Ｔはタイマ
ー５３が励磁中は常時閉となつており、タイマー
５３が無励磁となつてから所定時間、例えば、数
秒経過すると開となるようにしてある。そしてａ
接点Ｔには手動操作自動復帰接点より成るａ接点
の押釦スイツチPBTが並列に接続されている。

カウンタ回路２９においては、接続線５４にリ
ミツトスイツチLS３と、ａ接点ｘ２と、表示ラ
ンプOLが直列に介設されると共に、ａ接点ｘ２
にはａ接点ｘ１が、また表示ランプOLには接点
ｘ３リレー５５がそれぞれ並列に接続されてい
る。そして上記リミツトスイツチLS３、ａ接点
ｘ２、カウント表示ランプOLに対して並列にカ
ウンタ装置５６が接続されている。このカウンタ
装置５６はａ接点ｘ１，ｘ２，ｘ３を接続してお
り、これらの接点信号を受けてバルブの開度をカ
ウント表示するのである。

表示回路３０は、２本の接続線５７，５８を並
列に接続し、一方の接続線５７には電源表示ラン
プWLが介設され、他方の接続線５８は途中で４
方に分岐され、分岐接続線５９にはａ接点MC１
と開操作表示ランプGLが、分岐接続線６０には
ａ接点MC２と閉操作表示ランプYLが、分岐接
続線６１にはａ接点LC１と全開表示ランプRL１
が、そして分岐接続線６２にはａ接点LC２と全
閉表示ランプRL２が、それぞれ直列に介設され
ている。

なおSWは電源スイツチであり、Ｆは過電流保
護用のヒユーズである。

上記構成のバルブ開閉装置においては、例え
ば、バルブが全開状態となつて検出回路２７のリ
ミツトスイツチLS１がONとなると、接点LC１
リレー４７が励磁され、制御回路２８のａ接点
LC１が閉となる。この状態でバルブを閉方向に
始動させるために押釦スイツチPBCを押すと、
ソレノイドSOL２と接点MC２リレー４３がそれ
ぞれ同時に励磁される。ソレノイドSOL２が励
磁されると第１切換弁９はシンボル位置Ｓ５に位
置し、エアモータ１２はバルブを閉方向に作動さ
せるように回転駆動することとなる。一方接点
MC２リレー４３が励磁されると制御回路２８の
ａ接点MC２が閉となり、接点MC３リレー５２
が励磁されてａ接点MC３が閉となり、さらにタ
イマー５３が作動されて接点Ｔが閉となり、そし
てソレノイドSOL３が励磁され、第２切換弁４
はシンボル位置Ｓ２に位置し、空気供給源１をバ
イパスライン６に接続することとなる。その結
果、エアモーア１２には空気供給源１からの流体
圧が直接働き、そのためバルブには高トルクが作
用し、そのトルクによつてバルブは閉方向に直ち
に始動することになる。この始動によつて検出回
路２７のリミツトスイツチLS１はOFFとなり、
同時に接点LC１リレー４７の励磁が解かれて制
御回路２８のａ接点LC１が開となり、タイマー
５３は無励磁となる。そしてこのタイマー５３の
ａ接点Ｔは、上記したように、時限復帰接点であ
るので、所定時間を経過すると開となり、ソレノ
イドSOL３の励磁は解かれて第２切換弁４はシ
ンボル位置Ｓ１に復帰することとなる。したがつ
て今度は流体供給源１が減圧弁５に接続されて、
エアモータ１２には減圧弁５で減圧された流体圧
が働くようになり、バルブには上記よりも低い
（例えば、2/3程度）のトルクが作用し、このトル
クでバルブは閉方向に作動を続けていくことにな
る。そしてバルブが全閉位置に達すると、検出回
路のリミツトスイツチLS2がONとなり、これに
より接点LC2リレー４８が励磁される。そうする
と操作回路２６においては、そのｂ接点LC2が開
となり、ソレノイドSOL2の励磁が解かれ、この
結果、第１切換弁９はシンボル位置S3に復帰し、
エアモータ１２への流体供給が停止し、バルブの
移動が停止することになる。なお全閉状態から開
方向にバルブを作動させる場合にも上記と同様に
機能することとなる。

このように上記バルブ開閉装置においては、バ
ルブをストロークエンドの状態から他方のストロ
ークエンドに向けて始動させる際に、その操作時
より所定時間は流体供給源１からの流体圧を直接
エアモータ１２に作用させることによつて、バル
ブに高トルクを作用させるようにしているので、
バルブに安定した高トルクを作用させることが可
能であり、そのため確実にバルブをストロークエ
ンドの状態から他方のストロークエンドに向けて
始動させることができる。しかもバルブに作用す
る上記のような高トルクは、従来のような衝撃ト
ルクではないので、部品間の摩耗を軽減すること
が可能である。

また上記実施例においては、検出回路２７のリ
ミツトスイツチLS１，LS２がいずれもONとな
つていない状態、すなわちバルブがストロークエ
ンドの状態にない状態で、バルブを、例えば閉方
向に作動させるべく押釦スイツチPBCを押すと、
ソレノイドSOL２と接点Ｍ２リレー４３がそれ
ぞれ同時に励磁れることとなるが、接点MC２リ
レー４３の励磁によつて制御回路２８のａ接点
MC2が閉となつても同回路２８の２つのａ接点
LC１，LC２は閉となつていないため、接点MC
３リレー５２が励磁されないため、タイマー５３
も作動せず、そのためソレノイドSOL３は無励
磁のままである。すなわちソレノイドSOL２の
励磁によつて第１切換弁９がシンボル位置S5に
位置してエアモータ１２がバルブを閉方向に作動
させる際には、流体供給源１は減圧弁５に接続さ
れたままとなり、通常のトルクでバルブが始動す
ることとなるのである。なおバルブの開方向の作
動においても同様である。このように上記バルブ
開閉装置では、バルブがストロークエンドの状態
にない場合には、バルブの始動時に高トルクが作
用しないようにされているので、高トルクのまま
ストロークエンド状態となる危険性が回避され、
したがつてバルブの締付けや、ひいては破損を防
止することが可能である。

さらに上記バルブ開閉装置においては、例え
ば、バルブが全開状態となつて検出回路２７のリ
ミツトスイツチLS１がONとなると、接点LC１
リレー４７が励磁され、操作回路２６のｂ接点
LC１が開となる。この状態で開方向にバルブを
作動させる押釦スイツチPL０を押した場合には、
上記ｂ接点LC１が開となつているので、ソレノ
イドSOL１が励磁されることはない。なおバル
ブが全閉状態となつているときに押釦スイツチ
PLCを押した場合にも同様に機能する。このよ
うに上記バルブ開閉装置においては、ストローク
エンドの状態にあるバルブがさらにそのストロー
クエンドの方向に向けて作動することを防止する
ことが可能である。

以上、この考案のバルブ開閉装置の一実施例を
説明したが、この考案は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、上記実施例においてはエ
アモータ１２を用いたものについて説明したが、
油圧モータ等の種々の流体圧モータを採用するこ
とも可能である。

（考案の効果） 上述したように、この考案のバルブ開閉装置に
おいては、バルブをストロークエンドの状態から
他方のストロークエンドに向けて始動させる際
に、その操作時より所定時間は流体供給源からの
流体圧力を直接流体圧モータに作用させることに
よつて、バルブに高トルクを作用させるようにし
ているので、バルブに安定した高トルクを作用さ
せることが可能であり、そのため確実に、かつ直
ちにバルブをストロークエンドの状態から他方の
ストロークエンドに向けて始動させることができ
る。しかもバルブに作用する上記のような高トル
クは、従来のような衝撃トルクではないので、部
品間の摩耗を軽減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のバルブ開閉装置の一実施例
を示す空気圧回路図、第２図は上記実施例におけ
る電気回路図、第３及び第４図はそれぞれ従来の
バルブ開閉装置の縦断面図及び横断面図である。 １……空気供給源（流体圧供給源）、４……第
２切換弁（第２切換手段）、５……減圧弁、６…
…バイパスライン、９……第１切換弁（第１切換
手段）、１２……エアモータ（流体圧モータ）、２
６……操作回路（操作手段）、２７……検出回路
（検出手段）、２８……制御回路（制御手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バルブを作動させるための流体圧モータ１２を
   ラインによつて流体供給源１に接続すると共に、
   このラインには減圧弁５を介設し、また上記流体
   圧モータ１２の動作方向を切換えてバルブの開閉
   方向への作動を選択的に切換えるための第１切換
   手段９を上記ラインの減圧弁５の後位の位置に介
   設し、この第１切換手段９を切換操作するための
   操作手段２６と、バルブがストロークエンドの状
   態となつたのを検出するための検出手段２０，２
   ７とをそれぞれ設け、さらに上記ラインの減圧弁
   ５の前位の位置に第２切換手段４を介設すると共
   に、この第２切換手段４にその一端を接続したバ
   イパスライン６でもつて上記減圧弁５の前後をバ
   イパスし、第２切換手段４の切換動作によつて上
   記流体供給源１を上記バイパスライン６と減圧弁
   ５とに切換連通させるべく構成し、さらに上記検
   出手段２０，２７でバルブのストロークエンド状
   態を検出している状態で、他方のストロークエン
   ドに向けてバルブを始動させるべく上記操作手段
   ２６を操作したときに、この操作時から所定時間
   は上記流体供給源１を上記バイパスライン６に接
   続する一方、その後は上記流体供給源１を上記減
   圧弁５に接続するように上記第２切換手段４を作
   動させるための制御手段２８を備えていることを
   特徴とするバルブ開閉装置。