JPS6025642B2 - アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアクチュェータに係り、ピストン・シリンダ機
構よりなるアクチュェータ本体を第１及び第２の気体源
を用いて夫々作動（往動）或いは作動復帰（復動）させ
るとともに、ピストンの移動時排気弁を介して被圧縮側
のシリンダ室を外部に蓮通させ、これによりピストンを
滑らかに移動させることができるよう構成したアクチュ
ェータを提供することを目的とする。

一般に都市ガス供給設備、石油出荷施設等では配管中に
緊急遮断弁を配設し、緊急事態の発生とともにこの緊急
遮断弁を緊急に開閉する構成としている。

そして従来、例えばピストン・シリンダ機構よりなるァ
クチュヱータ本体に炭酸ガスを蓄圧したガスボンベを取
付け、このガスボンベ内の炭酸ガスを緊急時にシリンダ
内に供給してアクチュェータ本体を作動させる構成のア
クチュヱー夕を有する緊急遮断弁が知られている。しか
るに、上記緊急遮断弁のアクチュェータは、緊急作動後
の復帰操作を人力による直接手動操作によっており、こ
のため遠隔操作できないだけでなく、大型の被駆動部を
駆動する場合ピストンの復帰に要する手動操作力が大と
なってしまい、復帰操作が困難であり、又その復帰操作
を容易にするため減速機を用いた場合装置構成が複雑に
なってしまう等の欠点を有していた。

本発明は上記欠点を除去したものであり、以下図面とと
もにその一実施例につき説明する。

第１図Ａ，Ｂ，Ｃは夫々本発明になるアクチュェー夕の
第１実施例の概略構成図を示す。第１図中、１はピスト
ン・シリンダ機構よりなるアクチュェータ本体で、シリ
ンダ２の内部にピストン３を所定区間摺動自在に鉄装し
てなる。

シリンダ２の内部空間はピストン３により一対のシリン
ダ室貝０ち第１のシリンダ室２ａ及び第２のシリンダ室
２ｂに画成されている。４は被駆動部としての遮断弁で
、ピストンロッド３ａに後続された回動アーム５を弁髄
４ａに接続して上記アクチュェータ本体１に取付けられ
る。６は給気孔で、シリンダ室２ａと外部とを蓮通して
シリンダ２の端部壁面に穿設されており、その開口部に
第１の気体源７が取付けてある。

第１の気体源７は、例えば炭酸ガスを高圧充填したガス
ボンベ等よりなり、例えばアクチュェータ本体１に設け
たプランジャ・ソレノィド機構（図示せず）のプランジ
ャに取付けたカッタ（図示せず）により開封される構成
としてある。８，９はシリンダ室２ａと外部とを蓮適す
る排気孔である。

排気孔８にはオリフィス部が形成されており、このため
排気孔８の流体抵抗は排気孔９の流体抵抗より大である
。１０は給気孔で、シリンダ室２ｂと外部とを蓮通して
シリンダ２の側壁部に穿設されており、その開□部に第
２の気体源１１が取付けてある。

第２の気体源１１は、前記第１の気体源７同様例えば炭
酸ガスを高圧充填したガスボンベ等よりなる。１２，１
３はシリンダ室２ｂと外部とを蓮適する排気孔である。

排気孔１３にはオリフィス部が形成されており、このた
め排気孔１３の流体抵抗は排気孔１２の流体抵抗より大
である。１４は排気弁で、弁部１５と弁体駆動部１６と
よりなり、弁体１５ａと、弁体１５ａと一体なピストン
１６ａと「弁体１５ａ及びピストン１６ａを第１図中下
方に附勢するバネ（附勢手段）１６ｂとより大略構成さ
れている。

弁部１５は配管１７を介して前記排気孔９に、又弁体駆
動部１６は配管１８を介して前記排気孔１２に夫々達通
接続されている。弁体駆動部１６内に鼓装されたピスト
ン１６ａと弁部１５内の弁体１５ａとは気体源１１より
シリンダ室２ｂに高圧気体が供給されたときこの気体の
圧力により弁部１５を関弁する方向に変位し、他のシリ
ンダ室２ａを配管１７を介して外部の大気に蓮通させる
。また、ピストン１６ａ及び弁体１５ａはバネ１６ｂに
より弁座１５ｂを閉弁する方向に附勢されている。した
がって、弁体１５ａはオリフィス部を有する排気孔１３
よりシリンダ室２ｂ内の高圧気体が排気されて気体圧力
が低下すると、バネ１６ｂの弾磁力により閉弁方向に変
位し、他のシリンダ室２ａの外部蓮通を遮断する。次に
、上記構成装置の動作につき説明する。

先ず、作動前の状態に於いて、ピストン３は第１図Ａに
示す如くシリンダ２内の同図中右方の摺動限位置にあっ
て被駆動部としての遮断弁４は関弁している。次に、遮
断弁４の上流側或いは下流側に異常が生じたために遮断
弁４を繁急閉弁させる必要が生じたとする。

そこで、第１の気体源７を外部信号により作動せしめる
と、第１の気体源７より高圧気体が給気孔６を介してシ
リンダ室２ａ内に供給され、この高圧気体の圧力により
ピストン３は第１図中左方に高速で摺動変位する。この
場合、排気弁１４は閉弁しており、このためシリンダ室
２ａは排気孔８を介してのみ外部に蓮通しており、排気
孔８の流体抵抗は前記の如く大であるから、シリンダ室
２ａ内に供給された高圧気体が排気孔８を介して外部に
大量に漏洩してしまうといった不都合は生じない。

又、ピストン３の移動に伴ないシリンダ室２ｂ内の空気
は圧縮されてその圧力を増す。その結果配管１８を介し
てシリンダ室２ｂに蓮適する排気弁１４の弁体駆動部１
６内の圧力も増大するが、ピストン１６ａを図中下方に
附勢するバネ１６ｂの附勢力は大であるから、ピストン
１６ａが上勤変位して排気弁１４の弁部１５が不用に関
弁してしまうといった不都合は生じない。又、シリング
室２ｂ内で圧縮された空気は時間の経過とともに排気孔
１３を介して外部に排気さ・れ、ピストン３が第１図Ｂ
に示す如く作動し終って一定時間が経過すると両シリン
グ室２ａ，２ｂの圧力はともに略大気圧にまで低下する
。

このときシリンダ室２ａ内の炭酸ガスは殆ど外部の大気
に置換されている。ピストン３が第１図Ａに示す状態か
ら同図Ｂに示す状態まで移動するのに伴ない回動アーム
５は同図中反時計方向に回動変位し、これにより遮断弁
４は緊急閉弁される。

上記の如く一度閉弁した遮断弁４を作動前の関弁状態に
復帰させるに際しては、第２の気体源１１に外部信号を
供給してこれを作動させ、シリンダ室２ｂ内に高圧気体
を供給する。

ここで、シリンダ室２ｂは配管１８を介して排気弁１４
の弁体駆動部１６に蓮適しているため、シリンダ室２ｂ
の圧力上昇とともに排気弁１４の弁体駆動部１６内の圧
力も増大する。

その結果、ピストン１６ａはバネ１６ｂに抗して第１図
中上方に変位し、それとともに同図Ｃに示す如く弁体１
５ａが弁座１５ｂより離間して弁部１５は開弁する。こ
れによりシリンダ室２ａ内の空気はピストン３の移動と
ともに排気孔９、配管１７、排気弁１４の弁部１５を介
して外部に勢いよく排気される。従ってピストン３はシ
リンダ室２ａ側より気体の圧縮に伴なう抵抗を受けるこ
となく極めて滑らかに第１図に示す作動前の状態にまで
復帰する。ここで、第２の気体源１１の作動によりシリ
ンダ室２ｂに供給され排気弁１４を関弁させた気体は、
排気孔１３のオリフィス部より徐々に外部へと排気され
る。

このため、シリンダ室２ｂ内の気体圧力は時間の経過と
共に次第に低下し、やがて大気圧になる。さらに、排気
弁１４の弁体駆動部１６内の気体が配管１８を介してシ
リンダ室２ｂ内に戻るため、弁体駆動部１６の圧力がシ
リンダ室２ｂと同様に大気圧に低下し、ピストン１６ａ
がバネ１６ｂに附勢されて弁部１５を開弁し、シリンダ
室２ａの大気運通が遮断される。

したがって、弁部１５は排気孔１３のオリフィス部より
の排気により自動的に作動前の閉弁の状態に復帰する。
上記の如く、アクチュェータ本体１は作動用の第１の気
体源７と復帰用の第２の気体源１１とを有しているため
、その作動操作及び復帰操作を全て遠隔的に行ないうる
。

又、アクチュェー夕本体１は排気弁１４に接続してあり
、第２の気体源１１よりシリンダ室２ｂに高圧気体が供
給されたときこの気体の圧力により排気弁１４が開弁し
てシリンダ室２ａが外部に蓮適するので、作動復帰時ピ
ストン３を小なる圧力でもつて第１図Ａに示す状態まで
簡単に復帰させることができる。

従って本第１実施例の場合、作動時よりも復帰時の方が
ピストン３の圧縮率は大であるにも拘らず、復帰時には
シリンダ室２ａ内の気体を圧縮する必要はないので、ピ
ストン２を簡単に摺動変位させることができる。次に、
本発明の第２実施例につき第２図とともに説明する。

第２図は本発明になるアクチュェータの第２実施例の概
略構成図を示す。同図中、第１図と同一構成部分には同
一符号を付しその説明を省略する。第２図中、アクチュ
ェータ本体１は前記排気弁１４の他にさらに排気弁１４
′を接続してある。

この排気弁１４′は、排気弁１４と全く同一構成をなし
、弁部１５′は配管１９を介して排気孔１２に、又弁体
駆動部１６′は配管２０を介して排気孔９に蓮通鞍綾し
てある。従って、上記構成装置によれば、ピストン３が
第２図中左方に移動する際排気弁１４′は関弁するので
、シリンダ室２ｂ内の空気は排気孔１２、配管１９、弁
部１５′を介して外部に勢いよく排気される。

このため、ピストン３の作動時ピストン３はシリンダ室
２ｂ側から何ら力を受けることはなく、このため第１の
気体源７に蓄圧する気体の圧力は前記第１実施例の場合
よりも小とすることができ、第１の気体源７を低コスト
で製造することができる。又、シリンダ２の形状を適宜
とすることによりピストン３の圧縮率を作動時と復帰時
で略等しくすることもでき、その場合第２の気体源１１
の気体圧力を第１の気体源７の気体圧力と略同程度の値
とすることができる。

又、上記両実施例に於いて、被駆動部としては遮断弁４
に限ることなく他の弁としてもよく、又弁に限らず工作
機械の緊急停止機構、防火シャツタ等としてもよい。

又、第１及び第２の気体源７，１１として炭酸ガスボン
ベ（図示せず）を用いたが、これに限ることなく、例え
ば圧縮空気、液体状の液化チッ素ガス等を適宜の容器に
密閉充填したものを用いてもよい。

さらに、上記実施例では排気弁としてシリング状の弁本
体内にピストンを鉄装した構成のものを剛、たが、これ
‘こ限らず例えば第３図三示すスプール弁形式の排気弁
２１を用いてもよい。

この排気弁２１は、シリンダ状の弁本体２２の内部にス
プール弁体２３を摺動自在に鉄装して構成されており、
ボート２４を大気開放としたまま、他のボート２５，２
６を夫々配管１７′，１８′を介して排気孔９，１２に
蓮通させることによりアクチュェータ本体１に接続して
ある。

先ず第１の気体源を作動させると、第４図Ａに示す如く
シリンダ室２ａ内に高圧気体が供給され、排気弁２１の
スプール２３は配管１７′を介して供給された高圧気体
によりバネ（附勢手段）２８に抗して第３図に示す中立
位置から第４図Ａに示す位置まで変位する。その結果、
ボート２６とボート２４とが互いに運通し、シリンダ室
２ｂ内の空気はピストン３の移動とともに排気孔１２、
配管１８′〜ボート２６、ボート２４等を介して勢いよ
く外部に排気される。又、シリンダ室２ａ内の高圧気体
が排気孔８を介して外部に排気されてしまってシリンダ
室２ａ内の圧力が低下すると、スプール２３は上謙バネ
２８に押されて第４図Ａに示す位置から第３図に示す中
立位置まで自動的に復帰する。

スプール２３が上記中立位置まで復帰してもピストン３
はそのままの位置を保持する。又同様に、第２の気体源
１１を作動させシリンダ室２ｂ内に高圧気体が供給され
ると、排気弁２１のスプール２３は配管１８′を介して
供給された高圧気体によりバネ（附勢手段）２７に抗し
て第３図に示す中立位置から第４図Ｂに示す位置まで変
位する。

その結果、ボート２５とボート２４とが互いに運通しシ
リンダ室２ａ内の空気はピストン３の移動とともに排気
孔９、配管１７′、ボート２５、ボート２４等を介して
勢いよく外部に排気される。又、シリンダ室２ｂ内の高
圧気体が排気孔１３を介して外部に排出されてしまって
シリンダ室２ｂ内の圧力が低下すると、スプール２３は
上記バネ２７に押されて第４図Ｂに示す位置から第３図
に示す中立位置まで自動的に復帰する。

ここで、バネ２７の最大長及びバネ２７に対向配置した
バネ２８の最大長はボルト２９，３川こより夫々適宜規
制してあるため、スプール２３が上記の如く変位する場
合にはバネ２７，２８のみが変位し、他のバネ２８，２
７は全く変位することはない。

従って、バネ２７とバネ２８とが互いに干渉し合ってス
プール２３の作動に悪影響を及ぼすといった不都合は生
じない。上述の如く、本発明になるアクチュェー外まシ
リンダ内に第１及び第２のシリンダ室を画成して鉄装さ
れたピストンを有するピストン・シリンダ機構よりなる
アクチュェータ本体と、該ピストンに連結された被駆動
部と、容器に充填されて該ァクチュェータ本体に取付け
られており夫々第１及び第２のシリンダ室に気体を供給
する第１及び第２の気体源と、第１及び第２のシリンダ
室に夫々設けられ該気体源から供給された気体を外部に
徐々に排気するオリフィス部と、該−の気体源より対応
する該一のシリンダ室に気体が供給されたときこの気体
の圧力により開弁方向に変位して該他のシリンダ室を外
部に蓮通させる弁体と該弁体を常時閉弁方向に附勢し該
オリフィス部を通して該一のシリンダ室の気体圧力が低
下すると該弁体を閉弁方向に変位させて該他のシリンダ
室の外部達通を遮断する附勢手段とよりなる排気弁と、
から構成しているため、ピストンを第１及び第２の気体
源よりの気体により遠隔的に往動或し、は復動させるこ
とができ、これにより被駆動部を手動によらず遠隔的に
自動操作することもでき、又第１及び第２の気体源とし
てアクチュヱータ本体に対し着脱自在のガスボンベ等を
用いることにより極めて簡単かつ確実にアクチュェータ
本体を作動させることができ、又一の気体源より対応す
るシリンダ室に気体が供給されたときこの気体の圧力に
より該他のシリンダ室は外部に蓮適するのでピストンに
より圧縮される側の該他のシリンダ室内の圧力は低くこ
れによりピストンを小なる力で極めて滑らかに往動或し
、は復動させることができ、さらに排気弁の弁体を作動
させた気体がオリフィス部より徐々に排出され経時的に
気体圧力が低下すると附勢手段により弁体を自動的に作
動前の閉弁状態に戻すことができ、したがって、人手を
かけすに他のシリンダ室の大気連通を閉止させ次回の使
用にそなえることができるので、余計な弁体の操作を行
う必要が無く、気体源を交換するだけで良いため作動後
の作業が容易である等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃは夫々本発明になるアクチュェータの
第１実施例の概略構成図、第２図は本発明になるアクチ
ュェータの第２実施例の概略構成図、第３図は上記アク
チュェータに用いられる排気弁の一変形例の縦断面図、
第４図Ａ，Ｂは夫々上記アクチュェータと排気弁の接続
状態を示す概略構成図である。 １…・・・アクチュェータ本体、２・…・・シリンダ、
２ａ，２ｂ……シリンダ室、３……ピストン、４・・…
・遮断弁、７・・・・・・第１の気体源、１１・・・・
・・第２の気体源、１４，１４′，２１・・・・・・排
気弁。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ内に第１及び第２のシリンダ室を画成して
   嵌装されたピストンを有するピストン・シリンダ機構よ
   りなるアクチユエータ本体と、該ピストンに連結された
   被駆動部と、容器に充填されて該アクチユエータ本体に
   取付けられており夫々第１及び第２のシリンダ室に気体
   を供給する第１及び第２の気体源と、第１及び第２のシ
   リンダ室に夫々設けられ該気体源から供給された気体を
   外部に徐々に排気するオリフイス部と、該一の気体源よ
   り対応する該一のシリンダ室に気体が供給されたときこ
   の気体の圧力により開弁方向に変位して該他のシリンダ
   室を外部に連通させる弁体と該弁体を常時閉弁方向に附
   勢し該オリフイス部を通して該一のシリンダ室の気体圧
   力が低下すると該弁体を閉弁方向に変位させて該他のシ
   リンダ室の外部連通を遮断する附勢手段とよりなる排気
   弁と、から構成してなることを特徴とするアクチユエー
   タ。