JPS598050Y2 - バルブ駆動用トルクアクチユエ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は空気圧又は油圧を供給することにより作動し、
ボール弁やバタフライ弁等（以下バルブと略称する）を
駆動するトルクアクチュエー夕の改良に係り、特にバル
ブ全閉時にバルブの動きをロックすることができると共
に、アクチュエー夕のストロークエンド位置の角度調整
を可能となしたバルブ駆動用トルクアクチュエータに関
するものである。

従来、バルブ駆動用トルクアクチュエータは第１図に示
す如く圧力源１、タンク２とトルクアクチュエータ３と
の間に４ポート切換弁４を介在させ、図の状態では圧力
源１から吐出された圧油、圧空の如き圧力流体が逆止弁
５を通ってシリンダ室６に入り、一部パイプ７を通って
シリンダ室８に流入し、シリンダ９，１０内に嵌入され
たピストン１１， １２を矢印Ｘの方向へ押し、このピ
ストン１１， １２の摺動によりシリンダ室１３． １
４から排出された流体は絞り弁１５を通って４ポート切
換弁４からタンク２内へ放出される。

ピストンを逆方向に動かす場合には４ポート切換弁４を
矢印Ｙ方向へ切換えれば良く、この様な４ポート切換弁
４によってピストン１１．１２及び両ピストンを連結す
るピストンロツド１６が一体として往復運動する。

一方ピストンロツド１６に嵌着固定したトラ二オン１７
に植設したトラニオンピン１８はシリンダケース１９に
回転自在に装着したバルブ駆動軸２０に固着されたヨー
ク２１のヨーク溝２２内に挿入されており、ピストン１
１． １２が左右に往復運動するとトラニオンピン１８
がヨーク溝２２の側壁を押しつつヨーク溝２２内を摺動
することによりヨーク２１が回動し、バルブ駆動軸２０
に連結されたバルブが回動し、弁の開閉動作が行われる
。

この様な従来のトルクアクチュエー夕においては、バル
ブを油圧作動によるトルクアクチュエータで作動する場
合、バルブを全閑の位置で保持するためには常にアクチ
ュエータのシリンダ室内に圧力を加えておかなければな
らず、そのため油圧ポンプを常時運転状態にしておく必
要があり、エネルギーの損失や圧油の温度上昇が著るし
くなる。

又バルブの全閉時に油圧配管が破損したり、停電により
油圧ポンプが停止した場合、バルブにかかる流体の負荷
によってバルブが開かれてしまい、予期しない事故を招
くことがある。

そのため従来のトルクアクチュエー夕では第２図に明ら
かな如く、バルブ駆動軸２０に固着したヨーク２１に設
けられ、トラ二オンピン１８の摺接するヨーク溝２２の
先端部に上記ヨーク溝２２とβの角度をなす切欠部２３
を設け、上記角度βは図に示した如きバルブ全閉位置に
おいて切欠部２３の接線ｋとアクチュエー夕の軸線ｊと
が平行となる如く決定されている。

そのため図に示したバルブの全閉位置、即ちトラニオン
ピン１８が切欠部２３に接触している状態で油圧モータ
が停止してもバルブにかかる負荷によってヨーク２１が
トラ二オンピン１８を押す力Ｆはアクチュエー夕の軸線
ｊに直角に作用するからピストンロツド１６を軸方向に
移動させる力は生じず、ヨーク２１の回転が阻止される
のでバルブは全閑の状態を維持され、所謂ロック状態と
なり、前記した如き油圧モータの停止に伴う事故は回避
される。

しかしこの場合バルブ全開時におけるバルブの回転角の
調整が不可能となる欠点がある。

即ちバタフライ弁等では弁体と弁箱内面に設けたコラス
トマーを密着させることによりバルブを全閉とするもの
であるから弁体とエラストマーの位置関係は正確に調整
する必要があり、もし弁体がエラストマーに喰込みすぎ
るとエラストマーの摩耗、損傷を早め、バルブを開くと
きの抵抗となり、逆に弁体とエラストマーの密着性が悪
いと流体の漏れを生じることになるためアクチュエータ
の組立時に弁体の全閉位置を調整しうる機構をアクチュ
エータに設ける必要がある。

しかし第２図に示した装置ではバルブの全閉状態下でト
ラニオンピン１８がアクチュエー夕の軸線ｊに平行な切
欠部２３に接つしているから、その接触の範囲内でトラ
ニオンピン１８が左右に移動してもヨーク２１及ぎ弁体
が回転することができず、バルブ全閉時におけるバルブ
の回転角を調整することがでない。

本考案は上記した如き従来のトルクアクチュエー夕に内
在する長所を生かしつつ、その欠点を解消することを目
的とし、そのためアクチュエー夕の軸方向に往復運動す
るトラ二オンピンがヨークに設けたヨーク溝内を摺動す
ることによりバルブ駆動軸を回動させる如くなしたトル
クアクチュエータにおいて、上記ヨーク溝の端部に切矢
部を設け、バルブ全閉時における該切欠部の接線とアク
チュエー夕の軸線とのなす角度を零度より大きく且つ上
記ヨーク溝の接線と上記アクチュエータの軸線とのなす
角度より小さくなる如く設定した如き手段を要旨とし、
上記手段によって上記バルブ駆動軸のストロークエンド
（バルブ全閉位置）におけるロックを可能としつつ、上
記トラニオンピンと上記切欠部との当接位置を調整する
ことによりストロークエンド位置におけるバルブの開度
調整を可能とするバルブ駆動用トルクアクチュエータを
提供するものである。

続いて第３図以下の添付図面を参照しつつ、本考案を具
体化した実施例について詳しく説明する。

第３図は一実施例に係るヨーク溝部等を含むトルクアク
チュエータの側断面図であり、バルブの全閉位置におけ
る状態を示し、第４図は同装置の正面図、第５図は他の
実施例についてのヨーク溝部等を含むバルブ全閉時のト
ルクアクチュエータの側断面図である。

第３図においてシリンダケース２４とシリンダ２５とを
連結するセパレータ壁２６に嵌着したメタル２７により
支承され、その両端に図示しないピストンを一体固着し
たピストンロツド２８に止輪２９， ２９及びカラー３
０， ３１によって軸方向の摺動を規制されつつ嵌着さ
れた円筒状のトラ二オン３１にはトラ二オンピン３２が
ピストンロツド２８の軸線ｊは直角に植設されており、
このトラニオンピン３２はシリンダケース２４に回動自
在に装着されたバルブ駆動軸３３と一体であるヨーク３
４に設けたヨーク溝３５の端部３６に刻設した切欠部３
７の壁面３８に接触している。

ここにヨーク溝３５はバルブ駆動軸３３の中心ｐを通る
ヨーク３４の中心線ｑに対し角度γの傾きをもって形或
されており、バルブ全閉位置近傍におけるアクチュエー
タのトルク出力がＣＯＳγに反比例することから、この
角度γの傾きによってアクチュエータのトルク出力の増
大が達或されるものである。

上記切欠部３７の壁面３８は第３図に示した如き平面で
あってもよいが、必要に応じて第５図に示したようなヨ
ーク溝３５と連続的につながる曲面であってもよい。

そして切欠部３７は第３図又は第５炊に示した如きバル
ブの全開状態において切欠部３７の接線ｍとアクチュエ
ータの軸線ｊとなす角度θが零度より大きく、且つ、上
記ヨーク溝３５の接線ｎと上記アクチュエータの軸線ｊ
とのなす角度αより小さくなる如く設定されている。

又シリンダ２５の端面３８を閉塞する蓋円板３９の外周
面４０に溶接されたボス４１の内筒部４２に刻設した雌
ねじ４３に螺着したガイド円筒躬は、その雄ねじ部４５
に螺着したロックナット４６によってボス４１に固定さ
れ、該ガイド円筒４４の先端４７は上記蓋円板３９の中
心を貫通する中心孔４８にＯリング４９を介して嵌入さ
れており、上記ガイド円筒４４のガイド孔５０内にＯリ
ング５１を介して挿入されたプッシュロッド５２の頭部
５３は上記中心孔４８内に挿入されていて、その段部５
４とガイド円筒４４の端面５４とが接触している。

更に上記蓋円板３９の外側面４０より突出するアーム５
６に植設された支点ピン５７を中心に回動自在のプッシ
ュレバー５８の二叉状アーム５９に穿設した長穴６０，
６０内には、前記プッシュロッド５２に嵌着固定した
プッシュピン６１が挿入されている。

次いで上記実施例をその作用について説明する。

第３図及び第５図に示した如きバルブ全閑の状態からピ
ストンに対する油圧の作用によりピスＩ・ンロツド２８
を矢印２の方向へ移動させるとバルブにかかる負荷によ
りヨーク３４が反時計方向に回転すると共にトラ二オン
ピン３２は切欠部３７に沿って摺動し、やがてヨーク溝
３５に入って更に摺動しつつ軸線ｊ方向に進むためヨー
ク３４及びこれと一体となったバルブが開かれて行き、
ピストンがシリンダ室端部の図示しないバルブ開度調整
部材に当接して全開となる。

逆に油圧によってピストンロツド２８が矢印２とは逆方
向に摺動すると、トラ二オンピン３２がヨーク溝３５内
を外方向へ移動しつつヨーク溝３５を矢印２と反対方向
に押すためヨーク３４が時計方向に回動し、やがてトラ
二オンピン３２が切欠部３７に接触しつつ矢印２とは反
対方向に押すことによりバルブは全閑に至る。

全閉時のバルブ角度の調整は第３図に示したロックナッ
ト４６を緩めてガイド円筒４４をボス４１内に螺入する
ことにより、プッシュロッド５２の頭部５３のシリンダ
室６２内への喰込み量を加減することによって上記頭部
５３にピストンロッド２８の先端６３が衝突する位置を
調整して行い、調整が完了するとロックナット４６によ
ってガイド円筒４４をボス４１に固定し、バルブ調整位
置の変動を阻止する。

バルブ全閉時には第３図、第５図に示す如くトラ二オン
ピン３２は切矢部３７と接触しており、且つ、切欠部３
７の接線ｍと軸線ｊとのなす角度θは零度より大きいた
め、上記した如くピストンストロークの最終点を決める
プッシュロツド５２の頭部５３の出入り量を加減すると
それにつれてヨーク３４の回転角度が変わりバルブとエ
ラストマーとの密着の度合いが任意に調整される。

上記角度θはヨーク溝３５の接線ｎとアクチュエータの
軸線ｊとのなす角度αより小さい適当な値に設定されて
おり、ピストンを押す油圧力が低下してもバルブにかか
る負荷によってヨーク３４がトラニオンピン３２を押す
力Ｆ１の軸線ｊ方向の分力Ｆ２即ちトラ二オンピン３２
を矢印２の方向へ押す力を十分小さくすることができ、
油圧力によってピストン及びトラ二オンピン３２を矢印
２方向へ積極的に押さなければ、ヨーク３４が回動する
ことがなく、バルブがロックされていることになる。

従って全閉位置で適電や油圧ポンプが故障する等して油
圧力が低下した場合、バルブは全閉位置でロックされて
いるので、これを解除するにはプッシュレバー５８を支
点ピン５７のまわりに反時計方向に回動させ、プッシュ
ロツド５２の頭部５３でピストン６４を螺着したピスト
ンロツド２８の端面６３の力Ｆ２の方向に押すことによ
りトラニオンピン３２を切欠部３７との接触位置がら外
してバルブのロックを解除しつつ必要に応じて減速機等
の倍力装置によってバルブを開けていくものである。

以上述べた実施例では油圧によるトルクアクチュエータ
について説明したが、空圧アクチュエータであってもま
ったく同様の機能を発揮することは言うまでもない。

本考案は叙上の如くバルブ全閉時において、ヨーク溝の
端部に設けた切矢部の接線とアクチュエータの軸線との
なす角度θを零度より大きく且つ上記ヨーク溝の接線と
上記アクチュエー夕の軸線とのなす角度αより小さくな
る如く設定したものであるから、従来困難であったバル
ブ全閉時のバルブロック機能とバルブ開度調整機能を同
時に発揮しうるものであり、油圧低下に伴うバルブの誤
動作による事故を防止しうると共に、アクチュ工一夕組
付時のバルブ角度の微調整が極めて簡単に行いうるから
、エラストマーの摩耗、損傷がなくバルブの耐久性を著
るしく向上させ、且つ、組立コストの低減に大きく貢献
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトルクアクチュエータの側断面図、第２
図は従来のトルクアクチュエータに用いられているヨー
ク部分の側断面図、第３図は本考案の一実施例に係るト
ルクアクチュエー夕の側断面図、第４図は同装置の正面
図、第５図は他の実施例についてのヨーク溝部を含むト
ルクアクチュエータの側断面図であり、第２図、第３図
、第５図は全てバルブ全閑の状態を示すものである。 符号の説明、３２・・・トラ二オンピン、３３・・・バ
ルブ駆動軸、３４・・・ヨーク、３７・・・切欠部、α
・・・角度、θ・・・角度、ｊ・・・軸線、ｍ・・・切
矢部の接線、ｎ・・・ヨーク溝の接線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アクチュエータの軸方向に往復運動するトラニオンピン
   ３２がヨーク３４に設けたヨーク溝３５内に摺動するこ
   とによりバルブ駆動軸３３を回動させる如くなしたトル
   クアクチュエータにおいて、上記ヨーク溝３５の端部に
   切欠部３７を設け、バルブ全閉時における該切欠部３７
   の接線ｍとアクチュエータの軸線ｊとのなす角度θを零
   度より大きく且つ上記ヨーク溝３５の接線ｎと上記アク
   チュ工一夕の軸障ｊとのなす角度αより小さくなる如く
   設定したことを特徴とするバルブ駆動用トルクアクチュ
   エータ。