JP4295330B2 - 流体圧駆動装置用操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボールバルブのように回転作動するバルブの駆動装置として使用される油圧あるいは気圧による往復動装置に併設して、その往復動装置に代わり手動動作を可能にするための流体圧駆動装置用操作装置に関するものである。

流体圧駆動装置として、代表的なシリンダ式駆動装置は、パイプラインのバルブを作動させるために、特許文献１に記載されているような駆動装置が１例としてあげられる。このような駆動装置では、駆動装置内または装置外の設備の油圧を切換弁により、閉側又は開側のシリンダに供給して、往復作動するロッドをスコッチヨークで回転作動に変換してバルブの開閉を行っている。

また、気圧式駆動装置の場合は、油圧に変え空気等のガス圧をシリンダに供給して、ロッドを往復動させてスコッチヨークでステムが回転してバルブが作動する。小口径バルブでは、スコッチヨークに代えピニオンとラックの機構を使用する駆動装置が多い。これらの駆動装置は、動力源の油圧・気圧が故障などで使用できない場合のために手動ポンプが併設されるが、近年より確実にバルブ作動が行えるように機械式の駆動装置の要望が高くなっている。

機械式の場合、駆動装置の回転軸をレバーで直接回転させる方法や、往復動するピストンをハンドルとネジにより引いてあるいは押してスコッチヨークを回転させる方法がある。しかしながら、これらの方法は、バルブトルクの小さいものにしか使用することができない。従って、高トルクを含む全てに対応可能な駆動装置は、ウォームとウォームギアを組み合わせた方式が一般的であり、その一例として、特許文献２に記載されているような駆動装置が上げられる。
特開平８−５４０８３号公報 特開２００６−０２２８９３号公報

しかしながら、特許文献２に記載されているような駆動装置は、内部に空転機構が必要であり、開側９０度閉側９０度および調整角度として各々に３〜５度必要となる。このため、開状態から閉状態に作動させた場合、内部機構を９０度戻しておかなければ流体圧駆動ができず、また閉作動を直にすることができない。また、このような装置は、内部の空転状態が分かるインジケータを駆動装置の外部に設ける必要がある。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解消し、さらには小口径バルブにも容易に取付けることができると共にコストダウンを可能にした流体圧駆動装置用操作装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため次の構成からなるものである：
流体圧力を動力源としてバルブのステムを回転する回転機構を有する流体圧駆動装置に設けられ、該装置の外部から前記バルブのステムを作動させるための流体圧駆動装置用操作装置であって、
前記流体圧駆動装置用操作装置は、前記流体圧駆動装置の上部に配置されており、
前記流体圧駆動装置用操作装置から下方に突出し前記流体圧駆動装置内に伸びて前記回転機構と連動する伝達ステムと、
前記伝達ステムの外周に回転可能に取り付けられたウォーム歯車と、
前記伝達ステムの外周に回転可能に取り付けられ、かつ、前記ウォーム歯車に固定されたカップリングと、
前記ウォーム歯車と噛み合うウォームを回転するための操作機構と、
前記伝達ステムと前記カップリングとを連結する手動操作ピンと、を備え、
前記伝達ステムに該伝達ステムの軸方向に対して直交する方向に貫通した手動操作ピン用穴を形成し、
前記カップリングに前記手動操作ピン用穴に対応する挿通穴を形成し、
前記手動操作ピン用穴と前記挿通穴とを合わせてこれらの穴に前記手動操作ピンを挿入することにより、前記伝達ステムと前記カップリングとを連結し、これによって前記バルブの開度位置がいかなる位置にあっても手動による前記バルブの開閉作動を可能とするとともに、前記手動操作ピン用穴及び前記挿通穴から前記手動操作ピンを抜き取ることにより前記流体圧力による前記バルブの自動操作を可能とすること、
を特徴とする。

本発明によれば、空転機構がないため、バルブの開度位置がどの位置にあっても、手動操作ピンによって、伝達ステムとカップリングを連結すれば、直ぐに手動操作することができ、開作動及び閉作動を空転なく行うことができる。

以下、本発明にかかる流体圧駆動装置用操作装置を実施するための最良の形態について図面を参照しながら述べる。まず、図４には、本発明の操作装置を適用することが可能な流体駆動装置の一例が示されている。図示の流体駆動装置１００は、シリンダ式流体圧駆動装置であり、バルブ（図１（Ｂ）において符号１１０で示す）を作動するために用いられるものである。図４に示されるように、流体駆動装置１００は、シリンダ１０２内のピストン１０３に取り付けられたピストンロッド１０４の往復運動が、スコッチヨーク１０１によってバルブステム１０５を回転駆動させるような構造になっており、このバルブステム１０５の回転駆動でバルブ（図１（Ｂ）において符号１１０で示す）を開閉作動させている。ピストンロッド１０４の往復運動は、例えば、図示しない切換弁取付部に設けられた弁を操作することにより自動的に行われるようになっている（流体圧による自動操作）。

次に、本発明に係る操作装置について図１乃至図３を参照しながら説明する。まず、図１に示すように、本発明に係る操作装置１は、図４に示すような流体駆動装置１００上に配置されている。バルブステム１０５がキー１０６を介して流体駆動装置１００と連動するように一体化している。一方、操作装置１はその中心部に、バルブステム１０５と同軸線上に伝達ステム２を有しており、この伝達ステム２は、操作装置１下方に突出しており、その下部が流体駆動装置１００内に伸びており、キー３を介して流体駆動装置１００と連動するように一体化している。すなわち、流体駆動装置１００のシリンダ１０２内に流体圧が入り、ピストンロッド１０４の動作によってスコッチヨーク１０１が回転すると、キー１０６を介してバルブステム１０５が回動すると共に、キー３を介して操作装置１の伝達ステム２が回動するようになっている。従って、流体圧による自動操作により、バルブステム１０５と同時に操作装置１の伝達ステム２が作動する。

操作装置１の伝達ステム２の略中央部外周には、ウォーム歯車４がベアリング５を介して回転可能に取り付けられている。また、伝達ステム２の外周には、ウォーム歯車４上にカップリング６がベアリング７を介して回転可能に取り付けられている。そして、カップリング６は、ピン８とボルト３５によってウォーム歯車４に固定されている。従って
、ウォーム歯車４及びカップリング６は、伝達ステム２に対し、ベアリング５，６を介して一体に回転可能に取り付けられている。勿論、ウォーム歯車４とカップリング６はピン８とボルト３５を使用せず一体化することもできる。

操作装置１には、ウォーム歯車４と噛み合うウォーム１０を回転するための操作機構が設けられている。この操作機構は、ウォーム軸の両端部を、ウォーム減速機側ボス１１とウォーム支持側ボス１２とにおいて支持し、ウォーム減速側ボス１１には、一次減速機１３がボルト１４によって固定され、一次減速機１３の入力軸には、ハンドル１５が取り付けられている。ウォーム減速機側ボス１１においては、一次減速機１３の出力軸であるフランジ１６にウォーム軸キー１７によってウォーム軸が連結され、フランジ１６は、ベアリング１８によって軸支されている。ウォーム支持側ボス１２においては、カバーフランジ１９がボルト２０によって固定され、ベアリング２１によって軸支されている。従って、ハンドル１５によって、一次減速機１３を介してウォーム１０を回転させると、ウォーム歯車４がカップリング６と共に回転することができる。

伝達ステム２の上部は、手動操作ピン２２によって、カップリング６と連結することができるようになっている。手動操作ピン２２は、図３に示すように、横断面が楕円形状をしており、基端側には、指針部３２が二つのボルト３３によって取り付けられている。なお、手動操作ピン２２の横断面は楕円形状には限定されない。そして、この指針部３２には、ピン２２の軸線方向に伸びた指針３４が取り付けられている。伝達ステム２の上部には、伝達ステム２の軸方向に対して直交する方向に貫通した手動操作ピン用穴２３が形成されている。また、カップリング６の上部には、手動操作ピン用穴２３に対応する一対の挿通穴２４が形成されている。従って、伝達ステム２の手動操作ピン用穴２３と、カップリング６の一対の挿通穴２４とを合わせ、これらの穴に手動操作ピン２２を挿入することによって、伝達ステム２とカップリング６とを連結することができる。

また、手動操作ピン２２の指針３４は、操作装置１の上蓋ケース２５上に設けられた開閉指示板４５に対して用いられると共に、手動操作ピン２２の上記穴への挿入又は上記穴から抜き取りの際の摘み部を構成している。

また、カップリング６には、その円周方向において一対の挿通穴２４に対して直角位置に一対の別の挿入穴２６を形成することができる。また、大口径バルブに対して用いる場合には、伝達ステム２及びカップリング６の径が大きくなるので、直角位置の挿入穴に加えて直角位置以外にも挿入穴を設けることができる。

また、伝達ステム２には、その円周方向において手動操作ピン用穴２３に対して直角位置に模擬窪み部２７を設けることができる。この模擬窪み部２７を設けることによって、伝達ステム２の手動操作ピン用穴２３と、カップリング６の挿通穴とを容易に整合させることができ、もって、手動操作ピン２２による伝達ステム２とカップリング６との連結を容易に行うことができる。

上述のように、手動操作ピン２２で伝達ステム２とカップリング６とを連結させた場合には、ハンドル１５によって、一次減速機１３を介してウォーム１０を回転させると、ウォーム歯車４がカップリング６と共に回転すると共に、伝達ステム２が回転し、バルブを手動で開閉作動させることができる。一方、手動操作ピン２２を上記手動操作ピン用穴２３から抜き取り、伝達ステム２とカップリング６とを連結させない場合には、ハンドル１５を操作しても、ウォーム歯車４がカップリング６と共に回転するだけで、伝達ステム２は回転しないのでバルブを開閉作動させることができないようになっている。従って、この場合には、流体圧による自動操作によりバルブの開閉作動が行われる。

従来の駆動装置においては、内部に空転機構が必要であったが、上記本発明における実施の形態によれば、空転機構がないため、バルブの開度位置がどの位置にあっても、伝達ステム２の手動操作ピン用穴２３と、カップリング６の一対の挿通穴２４とを合わせ、これらの穴に手動操作ピン２２を挿入することによって、伝達ステム２とカップリング６とを連結すれば、直ぐに手動操作することができ、開作動及び閉作動を空転なく行うことができる。また、手動操作ピン２２を上記穴から抜き取ると、バルブの開度がどの位置であっても流体圧による自動操作を行うことができる。また、カップリング６には、その円周方向において一対の挿通穴２４に対して直角位置に一対の別の挿入穴２６を形成すると共に、一対の挿通穴２４に対して９０度の位置に一対のさらに別の挿入穴を形成しておけば、最大４５度の回転で伝達ステム２の手動操作ピン用穴２３と、カップリング６の挿通穴とを合わせることができる。

このように、上記実施の形態によれば、バルブの任意の開度位置で自動操作と手動操作を空転なく行うことができる。また、開度指示に関しては、手動操作ピン２２の指針３４と開閉指示板４５とによって、特別な機構を必要としない直接指示ができる。さらに、従来の駆動装置において、手動操作をレバーで行う場合には、自動運転時にそのレバーを取り外すことを忘れた場合には、レバーが回転するため非常に危険であるが、上記実施の形態によれば、このような危険も生じず、装置の安全性をさらに高めることができる。

図１（Ａ）は、本発明にかかる流体圧駆動装置用操作装置の実施の形態を示す横断面図、図１（Ｂ）は、その縦断面図である。 図２は、上記実施の形態を示す別の横断面図である。 図３は、上記実施の形態に適用可能な手動操作ピンの一例を示す図である。 図４（Ａ）は、上記実施の形態に適用可能な流体駆動装置の一例を示す横断面図、図４（Ｂ）は、その別の横断面図である。

１ 操作装置
２ 伝達ステム
３ キー
４ ウォーム歯車
５ ベアリング
６ カップリング
７ ベアリング
８ ピン
１０ ウォーム
１１ ウォーム減速機側ボス
１２ ウォーム支持側ボス
１３ 一次減速機
１４ ボルト
１５ ハンドル
１６ フランジ
１７ ウォーム軸キー
１８ ベアリング
１９ カバーフランジ
２０ ボルト
２１ ベアリング
２２ 手動操作ピン
２３ 手動操作ピン用穴
２４ 挿通穴
２５ 上蓋ケース
２６ 挿入穴
２７ 模擬窪み部
３２ 指針部
３３ ボルト
３４ 指針（摘み部）
３５ ボルト
４５ 開閉指示板
１００ 流体駆動装置
１０１ スコッチヨーク
１０２ シリンダ
１０３ ピストン
１０４ ピストンロッド
１０５ バルブステム
１０６ キー
１１０ バルブ

Claims (1)

1. 流体圧力を動力源としてバルブのステムを回転する回転機構を有する流体圧駆動装置に設けられ、該装置の外部から前記バルブのステムを作動させるための流体圧駆動装置用操作装置であって、
   前記流体圧駆動装置用操作装置は、前記流体圧駆動装置の上部に配置されており、
   前記流体圧駆動装置用操作装置から下方に突出し前記流体圧駆動装置内に伸びて前記回転機構と連動する伝達ステムと、
   前記伝達ステムの外周に回転可能に取り付けられたウォーム歯車と、
   前記伝達ステムの外周に回転可能に取り付けられ、かつ、前記ウォーム歯車に固定されたカップリングと、
   前記ウォーム歯車と噛み合うウォームを回転するための操作機構と、
   前記伝達ステムと前記カップリングとを連結する手動操作ピンと、を備え、
   前記伝達ステムに該伝達ステムの軸方向に対して直交する方向に貫通した手動操作ピン用穴を形成し、
   前記カップリングに前記手動操作ピン用穴に対応する挿通穴を形成し、
   前記手動操作ピン用穴と前記挿通穴とを合わせてこれらの穴に前記手動操作ピンを挿入することにより、前記伝達ステムと前記カップリングとを連結し、これによって前記バルブの開度位置がいかなる位置にあっても手動による前記バルブの開閉作動を可能とするとともに、前記手動操作ピン用穴及び前記挿通穴から前記手動操作ピンを抜き取ることにより前記流体圧力による前記バルブの自動操作を可能とすること、
   を特徴とする流体圧駆動装置用操作装置。

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