JP3380712B2 - 開閉弁のロック装置 - Google Patents
開閉弁のロック装置Info
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Preventing Unauthorised Actuation Of Valves (AREA)
Description
クする機能を有する開閉弁のロック装置に関する。
閉弁は、ばね力によって弁体が閉方向に付勢されてお
り、アクチュエータに作動圧力が供給されない状態で
は、弁は閉じている。このため従来、弁が不用意に開く
おそれはないと考えられていた。ところが、例えば高圧
ガスボンベに常閉型の開閉弁をつけたまま、車両で運搬
する場合などには、振動によって弁体がばね力に抗して
弁座から瞬間的に離れ、その結果、内部のガスが漏れる
ことがあることが判明した。内部ガスが有毒ガス等の周
囲に悪影響を与えるガスの場合には、僅かな漏れでも重
大な事故につながる可能性がある。
開くことのないロック機構を有する開閉弁を得ることを
目的とする。
ウジングと;このハウジングに摺動自在に支持され、弁
座に接離する方向に弁体を移動させる弁軸と;この弁軸
に対して作動力を与えるアクチュエータと;を有する開
閉弁において、アクチュエータの動作とは独立して、弁
軸を、弁体が弁座に着座した状態でハウジングにロック
する機械ロック機構;を有するもので、この機械ロック
機構は、弁軸と一体の部材に形成したロック溝と;この
ロック溝位置に対応させて、ハウジングに穿設した複数
のロックボール孔と;この複数のロックボール孔にそれ
ぞれ嵌めたロックボールと;ハウジングに螺合させたロ
ックリングと;このロックリング内面に形成した、ロッ
クボールに係合するテーパ面と;を備え、このロックリ
ングが、その螺合位置に応じ、テーパ面でロックボール
をロックボール孔からロック溝に押し込むロック位置
と、ロック溝からのロックボールの移動を自由とするア
ンロック位置との間を移動することを特徴としている。
に接近する方向に移動付勢するばね手段を含むもの(常
閉型)、及び弁軸を弁座から離れる方向に移動付勢する
ばね手段を含むもの(常開型)のいずれにも適用可能で
あるが、常開型よりも常閉型に、より利用価値が高い。
弁に本発明を適用したものである。先ずこの倍力開閉弁
の全体構造を説明する。流路ブロック11には、同一軸
線上の一対の流路接続口12、13と、この一対の流路
接続口の軸線に対して直交する開閉弁接続口14が備え
られている。流路接続口12と13内の流路12a、1
3aは、開閉弁接続口14側に向けて開口し、流路12
aの開口端に環状弁座15が設けられている。開閉弁接
続口14には、環状弁座15と流路13aの開口端とを
覆う円板状の金属ダイアフラム16と、その周縁を押え
るリテイナー17と、このリテイナー17内に移動自在
に支持された開閉弁体18とが備えられている。この例
では、流路12aが高圧流体の供給側であり、環状弁座
15は、金属ダイアフラム16の中心に位置している。
開閉弁体18は、金属ダイアフラム16の中心部に接離
し、流路12a内の流体の圧力に打ち勝つ力で環状弁座
15側に押し付けられると、金属ダイアフラム16が流
路12aと13aの連通を断つ。
ロワハウジング21aが螺合結合されている。ハウジン
グ21は、このロワハウジング21aと、ロワハウジン
グ21aにロックリング21cで結合されたアッパハウ
ジング21bとからなっている。
図1、図2の下方から順に、弁軸アッセンブリ24、一
対の遊動ローラ部材25、及び作動部材26が挿入支持
されている。弁軸アッセンブリ24は、環状弁座15に
接離する方向に開閉弁体18を移動させる弁軸22と、
一対の弁軸ローラ部材23とを有する。一対の弁軸ロー
ラ部材23はそれぞれ、外周ローラ23aと軸部材23
bとからなり、軸部材23bは、弁軸22を一体に有す
る支持ブロック22aに支持されている。一対の弁軸ロ
ーラ部材23(軸部材23b)は、弁軸22の軸線に関
する回転対称位置に、弁軸22の軸線とは交わらずに直
交する位置関係で互いに平行に配置されている。
27と、この作動軸27の中間部に一体に結合した作動
ピストン部材29とを一体に有している。作動ピストン
部材29は、ハウジング21(ロアハウジング21aの
上半部のシリンダ)に気密に摺動自在に嵌まっていて、
固定隔壁30との間に開弁圧力室31を構成する。この
作動ピストン部材29の図1における上昇位置は、アッ
パハウジング21bの下端ストッパ面32によって規制
される。開弁圧力室31には、作動軸27に穿設した軸
方向通路33aと径方向通路33b、アッパハウジング
21bのパイロット圧導入ポート34、及び開閉制御弁
35を介して、パイロット圧力源36のパイロット圧P
が及ぼされる。
21bの間には、圧縮ばね37が挿入されていて、作動
部材26を常時弁軸アッセンブリ24側に移動付勢して
いる。作動部材26の作動軸27の先端部には、テーパ
面部27aが形成されており、このテーパ面部27aと
弁軸アッセンブリ24の弁軸ローラ部材23との間に、
上記一対の遊動ローラ部材25が挿入されている。テー
パ面部27aは、図3に示すような円錐状のテーパ軸部
27a1から構成することも、図4に示すような平面か
らなる楔面27a2から構成することもできる。
aと軸部材25bとを有し、外周ローラ25aは、固定
隔壁30の下面の凹部30aに軸方向移動が生じないよ
うに収納され、軸部材25bは、固定隔壁30の下面案
内壁30bに移動自在に案内されている。この一対の遊
動ローラ部材25は、弁軸ローラ部材23と平行をな
し、かつ作動軸27のテーパ面部27aと、一対の弁軸
ローラ部材23の間に位置している。作動部材26に作
用する閉弁圧力は、テーパ面部27a、遊動ローラ部材
25、及び弁軸ローラ部材23を介して弁軸22に伝達
される。
遊動ローラ部材25と弁軸ローラ部材23の外径及び初
期位置(開閉弁体18が環状弁座15から離れていると
きの位置)は、次のように定められている。すなわち、
作動部材26が弁軸アッセンブリ24側に移動し、テー
パ面部27a、遊動ローラ部材25、及び弁軸ローラ部
材23を介して弁軸22が環状弁座15側に移動すると
き、作動部材26の単位移動量に対し、弁軸22が該単
位移動量より小さい移動量だけ移動するように、これら
が設定されている。例えば、作動部材26の移動量:弁
軸22の移動量=1:0.2あるいは1:0.1のよう
に定める。また、どの作動状態でも、テーパ面部27
a、遊動ローラ部材25、及び弁軸ローラ部材23は接
触状態を維持し、かつ作動部材26が最大に弁軸アッセ
ンブリ24側に移動したときでも、遊動ローラ部材25
の軸位置は、弁軸ローラ部材23の軸位置より外側に移
動することがない。24aは、弁軸アッセンブリ24を
開弁側に付勢する弱い圧縮ばねである。
アッセンブリ24の支持ブロック22a(弁軸22と一
体の部材)との間には、弁軸アッセンブリ24を機械的
に閉弁位置にロックする機械ロック機構が設けられてい
る。この機械ロック機構は、弁軸アッセンブリ24の支
持ブロック22aの外周面に、弁軸22の軸線と直交す
る平面内に位置させてロック溝51を設ける一方、ハウ
ジング21aには、このロック溝51の位置に対応させ
て、複数のロックボール孔52を穿設し、このロックボ
ール孔52に、ロック溝51に対して進退自在なロック
ボール53を移動自在に嵌めている。ロックボール53
の径及びロックボール孔52長さ(ロワハウジング21
aの肉厚)は、ロックボール53がロック溝51内に進
入しているか否かに拘らず、常時その一部がハウジング
21aの外部に露出するように設定されている。
グ54がねじ55で螺合されており、このロックリング
54の内面には、ロックボール53のハウジング21a
からの突出部に係合するテーパ面56が形成されてい
る。このロックリング54は、その螺合位置に応じ、テ
ーパ面56によって、ロックボール53をロックボール
孔52から、閉弁位置にある弁軸ローラ部材23のロッ
ク溝51に押し込むロック位置(図1)と、ロックボー
ル53をロック溝51に対して進退自由とする(つま
り、ロックボール53がロックボール孔52内で移動で
きる)アンロック位置(図2)との間で移動できる。
力室31に圧縮空気を導入しない状態では、圧縮ばね3
7の力により、作動部材26が弁軸アッセンブリ24側
に移動する。この移動力(閉弁力)は、作動軸27のテ
ーパ面部27a、遊動ローラ部材25、及び弁軸ローラ
部材23を介して弁軸22に伝達され、弁軸22が開閉
弁体18を環状弁座15側に移動させて、図1のよう
に、金属ダイアフラム16を介して流路12aと13a
の連通を断つ。しかしこの閉弁力は、圧縮ばね37の力
のみによっているため、例えば、本倍力開閉弁を高圧ボ
ンベに接続したまま運搬輸送する際に、加わる振動等の
予期しない原因によって瞬間的に圧縮ばね37の力が消
失し、開閉弁体18が環状弁座15から離座して開弁
し、ボンベ内部のガスが外部に漏れるおそれがある。
ように、ロックリング54を正逆いずれかに回動させる
ことにより、ねじ55に従って図において下降させ、そ
のテーパ面56によりロックボール53をロック溝51
内に押し込んでおく。この状態では、弁軸アッセンブリ
24の支持ブロック22aは、そのロック溝51に入り
込んでいるロックボール53と、ロックボール53をロ
ック溝51内に押し込んでいるロックリング54のテー
パ面56とによって機械的に閉弁位置にロックされ、仮
に圧縮ばね37の力が消失したとしても、瞬間的にせ
よ、弁軸ローラ部材23が閉弁位置から開弁位置に移動
することはない。よって、以上のような事故の発生を防
止することができる。
による開弁動作を行なうときには、ロックリング54を
回動させて図において上昇させ、そのテーパ面56によ
るロックボール53の押圧力を開放する。すると、ロッ
クボール53は、支持ブロック22aのロック溝51へ
の出入り、及びロックボール53内での移動が自由とな
り、支持ブロック22aを閉弁位置に機械的にロックし
ていた力がなくなる。よって、開閉制御弁35を開き、
パイロット圧力源36のパイロット圧を作動軸27の軸
方向通路33aと径方向通路33bを介して開弁圧力室
31に導けば、開弁することができる。すなわち、パイ
ロット圧が圧縮ばね37の力に打ち勝つと、作動部材2
6が上昇して開閉弁体18を閉弁位置に保持する力が消
失し、その結果、流路12a内の圧力で金属ダイアフラ
ム16が変形して流路12aと13aが連通する(図
2)。
ばね37の力により、弁軸22が開閉弁体18を環状弁
座15に押し付け、閉弁する。このときの力の伝達経路
を見ると、テーパ面部27a、遊動ローラ部材25、及
び弁軸ローラ部材23を介して、作動部材26の閉弁力
が弁軸22に伝達されるとき、作動部材26の単位移動
量より小さい移動量だけ弁軸22が移動するため、小さ
い圧縮ばね37の力で大きい閉弁力を得ることができ
る。上の例では、圧縮ばね37の力の5倍、10倍の閉
弁力が得られることとなる。
弁軸22(弁軸アッセンブリ24)の動き量に比して、
作動ピストン29の動き量が遥かに大きい倍力開閉弁に
本発明を適用したものであるが、弁軸22と作動ピスト
ン29とが一体に結合されている直結タイプにも勿論本
発明は適用できる。
よって閉弁圧力を得る常閉型の開閉弁だけでなく、パイ
ロット圧力によって閉弁圧力を得る常開型の開閉弁にも
本発明は適用できる。この場合には、パイロット圧が存
在しない環境下で開閉弁を閉じることができる。
着座した状態でハウジングにロックする機械ロック機構
を設けたので、振動等が加わっても、不用意に弁が開く
ことがない。よって、ガスボンベに接続した状態で運搬
する場合には、この機械ロック機構で弁軸をロックする
ことにより、接続されているガスボンベの中身が僅かで
も外部に漏れることがなく、安全である。
を示す、閉弁ロック状態の縦断面図である。
である。
部材、及び弁軸遊動部材の関係を示す斜視図である。
状例を示す、図3と同様の斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ハウジングと; このハウジングに摺動自在に支持され、弁座に接離する
方向に弁体を移動させる弁軸と; この弁軸に対して作動力を与えるアクチュエータと; このアクチュエータの動作とは独立して、上記弁軸を、
弁体が弁座に着座した状態でハウジングにロックする機
械ロック機構と; を有し、上記機械ロック機構は、弁軸と一体の部材に形成したロ
ック溝と;このロック溝位置に対応させて、ハウジング
に穿設した複数のロックボール孔と;この複数のロック
ボール孔にそれぞれ嵌めたロックボールと;ハウジング
に螺合させたロックリングと;このロックリング内面に
形成した、上記ロックボールに係合するテーパ面と;を
備え、 上記ロックリングは、その螺合位置に応じ、テーパ面で
ロックボールをロックボール孔からロック溝に押し込む
ロック位置と、ロック溝からのロックボールの移動を自
由とするアンロック位置との間を移動する ことを特徴と
する開閉弁のロック装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のロック装置において、ア
クチュエータは、弁軸を弁座側に移動付勢するばね手段
を含んでいる開閉弁のロック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18953797A JP3380712B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 開閉弁のロック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18953797A JP3380712B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 開閉弁のロック装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1137341A JPH1137341A (ja) | 1999-02-12 |
JP3380712B2 true JP3380712B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=16242975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18953797A Expired - Fee Related JP3380712B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 開閉弁のロック装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3380712B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP18953797A patent/JP3380712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH1137341A (ja) | 1999-02-12 |
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