JPH05126110A

JPH05126110A - バルブ駆動装置

Info

Publication number: JPH05126110A
Application number: JP3245243A
Authority: JP
Inventors: Kimio Takahashi; 公雄高橋
Original assignee: N B S KK
Current assignee: N B S KK
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-05-21
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JP3132585B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ストロークが短く、かつコンパクトで、さら
に、小さくてもパワーのとれるものを得ることを目的と
する。【構成】主シリンダ内に、バルブの開閉用駆動軸を設
け、この駆動軸に固定したピニオンと、前記主シリンダ
内の主ピストンに設けたラックとを噛み合わせてなるバ
ルブの開閉装置において、主シリンダの一端開口側に、
仕切り壁を介して端部シリンダを設け、この端部シリン
ダ内に、中間開度用ピストンを設け、この中間開度用ピ
ストンと一体のロッドを、仕切り壁と主ピストンを気密
に貫通し、かつ主ピストンの内側の突出部に係止部を設
け、主ピストンと仕切り壁の間に復帰用ばねを介在して
なるものである。そして、空気が圧入され、中間開度用
ピストンが外方へ移動すると、ロッドと主ピストンが移
動する。これにより駆動軸がやや回動し、バルブを中間
位置に開放する。さらに、主シリンダ内に空気が圧入さ
れ、主ピストンが外方へ移動すると、ロッドは、そのま
まの位置にあって、主ピストンだけが移動して、駆動軸
が回動してバルブを全開にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バタフライバルブ、ボ
ールバルブなどのバルブにおいて、中間開度の設定可能
なバルブ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、バタフライバルブでは、図２に
示すように、バルブ本体１０の両側に配管１１、１１を
密着し、フランジ１２、１２間をボルトなどで連結す
る。前記バルブ本体１０の内部のディスク１３を回転す
るための駆動軸１４は、カップリング１５を介して上部
のバルブ駆動装置１６に結合する。そして、このバルブ
駆動装置１６により前記ディスク１３の開閉が制御され
る。

【０００３】中間開度の設定可能なバルブ駆動装置１６
には、図３に示すようなスカッチヨーク型、図４に示す
ようなピニオン・ラック型などがある。このうち、図３
に示すスカッチヨーク型は、シリンダ１７を途中の仕切
り壁１８で２つの部屋に仕切り、一方の部屋には、主ピ
ストン１９を嵌合し、他方の部屋には、補助ピストン２
０を嵌合する。また、駆動軸１４には、溝２４を形成し
たスカッチヨーク２３を固着する。このような構成にお
いて、圧搾空気入口３１から空気を圧入すると、補助ピ
ストン２０とともにロッド２９が移動し、主ピストン１
９を復帰用ばね２７に抗して押圧する。前記主ピストン
１９には、ピン受板２１をもってトラニオンピン２２が
設けられ、スカッチヨーク２３の溝２４と嵌合している
ので、主ピストン１９の移動により、駆動軸１４が回転
する。ロッド２９の中間開度調節ねじ３０がシリンダ１
７の端面に当接すると、それ以上移動しない。このと
き、駆動軸１４は、例えば３０度回転してバルブを中間
位置に開放する。続いて全開するには、圧搾空気入口３
４から空気を圧入して主ピストン１９を復帰用ばね２７
に抗してさらに移動する。そして、ストップピン２６が
全開度調節ねじ２８に当接すると、駆動軸１４が約９０
度回転してバルブを全開する。圧搾空気入口３４を排気
に切り換えると、主ピストン１９は復帰用ばね２７によ
り戻されバルブを閉じる。このとき、圧搾空気入口３１
に空気を圧入したままにすると、バルブは、中間開度で
停止し、圧搾空気入口３１を排気に切り換えると、主ピ
ストン１９は復帰用ばね２７により戻されバルブを完全
に閉じる。

【０００４】図４に示すようなピニオン・ラック型は、
第１シリンダ３５にバルブ開閉用ピストン３７を嵌合
し、このバルブ開閉用ピストン３７にラック３９を固着
し、また、第１シリンダ３５内の駆動軸１４にピニオン
４０を固着してラック３９とピニオン４０を互いに噛み
合わせる。他方の第２シリンダ３６にも中間ストップ用
ピストン３８を嵌合して、この中間ストップ用ピストン
３８と一体のロッド４１を前記第１シリンダ３５内に突
出させる。このような構成において、圧搾空気入口４３
から空気を圧入して中間ストップ用ピストン３８と一体
のロッド４１を第１シリンダ３５の内部に突出させる。
この状態で、圧搾空気入口４５から空気を圧入すると、
バルブ開閉用ピストン３７とともにラック３９が移動し
てピニオン４０を介して駆動軸１４が回転する。そし
て、ラック３９がロッド４１に当接してそれ以上移動し
ない。このとき、駆動軸１４は、例えば３０度回転して
バルブを中間位置に開放する。続いて全開するには、圧
搾空気入口４３を排気に切り換えると、バルブ開閉用ピ
ストン３７とラック３９がロッド４１と中間ストップ用
ピストン３８を押しながらさらに移動する。そして、中
間ストップ用ピストン３８が全開度調節ねじ２８に当接
すると、駆動軸１４が約９０度回転してバルブは全開す
る。圧搾空気入口４５を排気に切り換え、圧搾空気入口
４３から空気を圧入すると、中間ストップ用ピストン３
８とロッド４１がラック３９とバルブ開閉用ピストン３
７を押し戻してバルブを閉じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３に示すスカッチヨ
ーク型と、図４に示すピニオン・ラック型は、いずれも
ストロークが長いため全体の形状が長くなるという問題
があった。すなわち、図３では、補助ピストン２０のロ
ッド２９は、補助ピストン２０の移動する長さ、移動距
離を調節するために外部に突出した長さ、主ピストン１
９を押し出す長さをすべて加えただけの長さを必要と
し、また、主ピストン１９の反対側には、全ストローク
分以上の長さをもって復帰用ばね２７を収納しなければ
ならない。図４では、第１シリンダ３５側と中間ストッ
プ用ピストン３８側にそれぞれ全ストローク分の長さを
必要とするとともに、ロッド４１と全開度調節ねじ２８
の長さもほぼ全ストローク分だけ必要とする。さらに、
これら図３および図４の場合、駆動軸１４の駆動力は、
１個所だけで与えるため、パワーが小さくなって、大き
なパワーを必要とするときには大きな装置が必要であっ
た。

【０００６】本発明は、ストロークが短く、かつコンパ
クトで、さらに、小さくてもパワーのとれるものを得る
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、主シリンダ５
０内に、バルブの開閉用駆動軸１４を設け、この駆動軸
１４に固定したピニオン６７と、前記主シリンダ５０内
の主ピストン５９に設けたラック６８とを噛み合わせて
なるバルブの開閉装置において、前記主シリンダ５０の
一端開口側に、仕切り壁５３を介して端部シリンダ５１
を設け、この端部シリンダ５１内に、中間開度用ピスト
ン５５を設け、この中間開度用ピストン５５と一体のロ
ッド６１を、前記仕切り壁５３と主ピストン５９を気密
に貫通し、かつ主ピストン５９の内側の突出部に係止部
６５を設け、前記主ピストン５９と仕切り壁５３の間に
復帰用ばね７６を介在してなることを特徴とするバルブ
の開閉装置である。

【０００８】

【作用】主シリンダ５０内に空気が圧入されると、中間
開度用ピストン５５が外方へ移動する。このとき、ロッ
ド６１も一体に移動して、主ピストン５９が、復帰用ば
ね７６に抗して主シリンダ５０内を摺動しつつ移動す
る。これに伴い、ラック６８にてピニオン６７が駆動軸
１４とともにやや回動し、バルブを中間位置に開放す
る。つぎに、主シリンダ５０内に空気が圧入されて、主
ピストン５９が復帰用ばね７６に抗してともに外方へ移
動する。このとき、ロッド６１は、そのままの位置にあ
って、主ピストン５９だけが移動する。そして、ラック
６８に噛み合うピニオン６７が駆動軸１４とともに回動
してバルブを全開する。

【０００９】バルブを閉じるときには、主シリンダ５０
内を排気口にすると、復帰用ばね７６によって主ピスト
ン５９は内方へ移動し、駆動軸１４が逆回転してバルブ
を閉じる。このとき、中間開度用ピストン５５の部屋に
空気を圧入したままにすると、主ピストン５９は、ロッ
ド６１に係止して、バルブは中間開度のままとなる。そ
の後、排気口にすれば、復帰用ばね７６によって全閉と
なる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。５０は主シリンダで、この主シリンダ５０には、
ほぼ中央に、バルブの開閉用の駆動軸１４が貫通して設
けられている。前記主シリンダ５０の両端開口部には、
一方の仕切り壁５３、他方の仕切り壁５４が気密に取り
付けられ、さらにこれらの一方の仕切り壁５３、他方の
仕切り壁５４の外側端部には、一端部を閉鎖した一方の
端部シリンダ５１、他方の端部シリンダ５２が固着され
ている。前記主シリンダ５０の内部には、一方の主ピス
トン５９、他方の主ピストン６０が摺動自在に設けら
れ、これらの一方の主ピストン５９、他方の主ピストン
６０には、それぞれ一方のラック６８、他方のラック６
９が一体に固着され、前記駆動軸１４に固着したピニオ
ン６７と両側で噛み合っている。

【００１１】前記一方の端部シリンダ５１、他方の端部
シリンダ５２にもそれぞれ一方の中間開度用ピストン５
５、他方の中間開度用ピストン５６が摺動自在に設けら
れている。これらの一方の中間開度用ピストン５５、他
方の中間開度用ピストン５６の中央には、それぞれ一方
のロッド６１、他方のロッド６２が一方のボルト８２、
他方のボルト８３によって固定され、これらの一方のロ
ッド６１、他方のロッド６２は、一方の仕切り壁５３の
貫通孔８０、他方の仕切り壁５４の貫通孔８１と、一方
の主ピストン５９の貫通孔６３、他方の主ピストン６０
の貫通孔６４を気密に貫通し、先端の一方の係止部６
５、他方の係止部６６にて前記一方の主ピストン５９、
他方の主ピストン６０の一側面にそれぞれ係止してい
る。前記一方の端部シリンダ５１、他方の端部シリンダ
５２の中心部には、前記一方のボルト８２、他方のボル
ト８３と対峙して一方の開度調節ねじ５７、他方の開度
調節ねじ５８が設けられている。前記一方の主ピストン
５９と一方の仕切り壁５３の間、他方の主ピストン６０
と他方の仕切り壁５４の間には、それぞれ一方の復帰用
ばね７６、他方の復帰用ばね７７が介在されている。こ
れらり一方の復帰用ばね７６、他方の復帰用ばね７７
は、大きな直径のコイルばねを１個ずつ設けてもよい
し、小さな直径のコイルばねを５ないし７個ずつ設けて
もよい。

【００１２】７０、７１、７２は、圧搾空気圧入口で、
それぞれ一方の主ピストン５９と他方の主ピストン６０
の間の部屋、一方の仕切り壁５３と一方の中間開度用ピ
ストン５５の間の部屋、他方の仕切り壁５４と他方の中
間開度用ピストン５６の間の部屋に連通している。７
３、７８、７９は吸排気口で、それぞれ一方のばね室７
４と他方のばね室７５、一方の端部シリンダ５１と一方
の中間開度用ピストン５５の間の部屋、他方の端部シリ
ンダ５２と他方の中間開度用ピストン５６の間の部屋に
連通している。また、前記圧搾空気入口７０、一方の圧
搾空気入口７１、他方の圧搾空気入口７２は、それぞれ
一方の流体切換え回路８４、他方の流体切換え回路８５
を介してコンプレッサなどの流体源８６に結合されてい
る。

【００１３】つぎに本発明の作用を説明する。図の状態
において、一方の流体切換え回路８４を切り換えて、流
体源８６から一方の流体切換え回路８４を経て空気が圧
入されると、一方の中間開度用ピストン５５、他方の中
間開度用ピストン５６が外方へ移動する。このとき、圧
搾空気入口７０は他方の流体切換え回路８５を介して外
気に開放されているので、一方のロッド６１、他方のロ
ッド６２も一体に移動して、一方の主ピストン５９、他
方の主ピストン６０が、一方の復帰用ばね７６、他方の
復帰用ばね７７に抗して主シリンダ５０内を摺動しつつ
移動する。これに伴い、一方のラック６８、他方のラッ
ク６９にてピニオン６７が駆動軸１４とともにやや回動
し、一方のボルト８２、他方のボルト８３が一方の開度
調節ねじ５７、他方の開度調節ねじ５８に当接する。そ
して、例えば約３０度回動してバルブを中間位置に開放
する。

【００１４】つぎに、他方の流体切換え回路８５を切り
換えると、流体源８６から一方の流体切換え回路８４、
他方の流体切換え回路８５、圧搾空気入口７０を経て一
方の主ピストン５９と他方の主ピストン６０の間の部屋
に空気が圧入されて、一方の主ピストン５９、他方の主
ピストン６０が一方の復帰用ばね７６、他方の復帰用ば
ね７７に抗してともに外方へ移動する。このとき、一方
の貫通孔６３、他方の貫通孔６４内の一方のロッド６
１、他方のロッド６２は、そのままの位置にあって、一
方の主ピストン５９、他方の主ピストン６０だけが移動
する。そして、一方のラック６８、他方のラック６９に
噛み合うピニオン６７が駆動軸１４とともに回動してバ
ルブを全開する。

【００１５】バルブを閉じるときには、一方の流体切換
え回路８４、他方の流体切換え回路８５をもとに戻す
と、圧搾空気入口７０、一方の圧搾空気入口７１、他方
の圧搾空気入口７２が排気口になり、一方の復帰用ばね
７６、他方の復帰用ばね７７によって一方の主ピストン
５９、他方の主ピストン６０は内方へ移動し、駆動軸１
４が逆回転してバルブを閉じる。なお、このとき、他方
の流体切換え回路８５だけをもとに戻して一方の圧搾空
気入口７１、他方の圧搾空気入口７２から依然として空
気を圧入したままにすると、一方の主ピストン５９、他
方の主ピストン６０は、一方の係止部６５、他方の係止
部６６に係止して、バルブは中間開度のままとなる。そ
の後、一方の流体切換え回路８４をもとに戻して一方の
圧搾空気入口７１、他方の圧搾空気入口７２を排気口に
すれば、一方の復帰用ばね７６、他方の復帰用ばね７７
によって全閉となる。

【００１６】なお、前記実施例では、主シリンダ５０の
中心に駆動軸１４を設け、その両側の一方の主ピストン
５９、他方の主ピストン６０によって開閉するようにし
た。そのため、バルブを開閉するための大きなパワーが
より小さな装置により得られるとともに、バランスのよ
い制御ができる。しかし、一方の主ピストン５９または
他方の主ピストン６０側のいずれか一方だけであっても
開閉の制御が可能である。この場合は、全体の形状をよ
り小型にできるものである。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、主シリンダ５０の一端開口側
に、仕切り壁５３を介して端部シリンダ５１を設け、こ
の端部シリンダ５１内に、中間開度用ピストン５５を設
け、この中間開度用ピストン５５と一体のロッド６１
を、前記仕切り壁５３と主ピストン５９を気密に貫通
し、かつ主ピストン５９の内側の突出部に係止部６５を
設け、前記主ピストン５９と仕切り壁５３の間に復帰用
ばね７６を介在したので、主シリンダ５０を最小限の長
さで構成することができる。特に、駆動軸１４の片側だ
けに主ピストン５９を設ければ、従来の半分以下の大き
さとすることができる。

【００１８】また、駆動軸１４の両側に一方の主ピスト
ン５９、他方の主ピストン６０を設けて、駆動軸１４の
回動を制御すれば、小型でしかもパワーの大きなものが
得られ、しかもバランスの優れた開閉ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバルブ駆動装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】一般的なバタフライバルブの説明図である。

【図３】従来のスカッチヨーク型バルブ駆動装置の断面
図である。

【図４】従来のピニオン・ラック型バルブ駆動装置の断
面図である。

【符号の説明】

１０…バルブ本体、１１…配管、１２…フランジ、１３
…ディスク、１４…駆動軸、１５…カップリング、１６
…バルブ駆動装置、１７…シリンダ、１８…仕切り壁、
１９…主ピストン、２０…補助ピストン、２１…ピン受
板、２２…トラニオンピン、２３…スカッチヨーク、２
４…溝、２６…ストップピン、２７…復帰用ばね、２８
…全開度調節ねじ、２９…ロッド、３０…中間開度調節
ねじ、３１…圧搾空気入口、３４…圧搾空気入口、３５
…第１シリンダ、３６…第２シリンダ、３７…バルブ開
閉用ピストン、３８…中間ストップ用ピストン、３９…
ラック、４０…ピニオン、４１…ロッド、４３…圧搾空
気入口、４５…圧搾空気入口、５０…主シリンダ、５１
…一方の端部シリンダ、５２…他方の端部シリンダ、５
３…一方の仕切り壁、５４…他方の仕切り壁、５５…一
方の中間開度用ピストン、５６…他方の中間開度用ピス
トン、５７…一方の開度調節ねじ、５８…他方の開度調
節ねじ、５９…一方の主ピストン、６０…他方の主ピス
トン、６１…一方のロッド、６２…他方のロッド、６３
…一方の貫通孔、６４…他方の貫通孔、６５…一方の係
止部、６６…他方の係止部、６７…ピニオン、６８…一
方のラック、６９…他方のラック、７０…圧搾空気入
口、７１…一方の圧搾空気入口、７２…他方の圧搾空気
入口、７３…吸排気口、７４…一方のばね室、７５…他
方のばね室、７６…一方の復帰用ばね、７７…他方の復
帰用ばね、７８…一方の吸排気口、７９…他方の吸排気
口、８０…一方の貫通孔、８１…他方の貫通孔、８２…
一方のボルト、８３…他方のボルト、８４…一方の流体
切換え回路、８５…他方の流体切換え回路、８６…流体
源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主シリンダ内に、バルブの開閉用駆動軸
を設け、この駆動軸に固定したピニオンと、前記主シリ
ンダ内の主ピストンに設けたラックとを噛み合わせてな
るバルブの開閉装置において、前記主シリンダの一端開
口側に、仕切り壁を介して端部シリンダを設け、この端
部シリンダ内に、中間開度用ピストンを設け、この中間
開度用ピストンと一体のロッドを、前記仕切り壁と主ピ
ストンを気密に貫通し、かつ主ピストンの内側の突出部
に係止部を設け、前記主ピストンと仕切り壁の間に復帰
用ばねを介在してなることを特徴とするバルブの開閉装
置。
【請求項２】主シリンダ内の略中心部に、バルブ開閉
用駆動軸を設け、この駆動軸に固定したピニオンと、前
記主シリンダ内の一方の主ピストン、他方の主ピストン
に設けた一方のラック、他方のラックとを噛み合わせ、
前記主シリンダの他端開口側にも、他方の仕切り壁を介
して他方の端部シリンダを設け、この他方の端部シリン
ダ内に、他方の中間開度用ピストンを設け、この他方の
中間開度用ピストンと一体の他方のロッドを、前記他方
の仕切り壁と他方の主ピストンを気密に貫通し、かつ他
方の主ピストンの内側の突出部に他方の係止部を設け、
前記他方の主ピストンと他方の仕切り壁の間に他方の復
帰用ばねを介在してなる請求項１記載のバルブの開閉装
置。