(57)【要約】【課題】回転バルブの制御を行うポジショナーにおいて、同心レバーの緩み、脱落等を有効に防止可能なポジショナーの同心レバーを提供すること。【解決手段】  ポジショナーのカムシャフトに結合されるとともにバルブが連結されるステムに係合され、これによりバルブの回転を目視により検知可能とするポジショナーの同心レバーであって、ポジショナーのカムシャフトが連結される、貫通孔（４００２）を備えた結合部（４００３）と、該結合部（４００３）の両端部にそれぞれ同方向に向けて連設された脚部（４００１）と、前記脚部（４００１）間を連通した、ステムに形成された係合溝に係合可能な伝達軸（４３）と、前記結合部（４００３）と伝達軸（４３）間に挿装された防振パット（４１）と、前記伝達軸（４３）に連結した、ステムに形成した係合溝に係合可能な係合軸（４５０１）を有する補助アーム（４５）を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポジショナーのカムシャフトに結合されるとともにバルブが連結されるステムに係合され、これによりバルブの回転を目視により検知可能とするポジショナーの同心レバーであって、
ポジショナーのカムシャフトが連結される、貫通孔（４００２）を備えた結合部（４００３）と、該結合部（４００３）の両端部にそれぞれ同方向に向けて連設された脚部（４００１）と、前記脚部（４００１）間を連通した、ステムに形成された係合溝に係合可能な伝達軸（４３）と、前記結合部（４００３）と伝達軸（４３）間に挿装された防振パット（４１）と、を備えたことを特徴とするポジショナーの同心レバー。
【請求項２】
ステムに形成される係合溝に係合可能な係合軸（４５０１）と、該係合軸（４５０１）の両端部にそれぞれ同方向に向けて連設された連結部（４５０２）と、該連結部の上端部近傍に形成された、前記伝達軸（４３）が貫通する貫通孔（４５０３）とを有する補助アーム（４５）を、前記連結部（４５０２）側が同心レバー（４０）側になるような配置で、前記連結部（４５０２）に形成した貫通孔（４５０３）に前記伝達軸（４３）を貫通させることにより、前記一対の脚部（４５０１）に装着したことを特徴とする請求項１に記載のポジショナーの同心レバー。
【請求項３】
前記連結部（４５０２）の寸法を、前記補助アーム（４５）を９０度以上回転させた場合に係合軸（４５０１）が防振パッド（４１）に当接可能な寸法としたことを特徴とした請求項２に記載の同心レバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジショナーに装着される同心レバーに係り、より詳しくは、ポジショナーの振動による緩み及びそれに起因する脱落を防止可能としたポジショナーの同心レバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、バルブの駆動に際しては、バルブが連結されるステムを備えた駆動部を用いて、前記ステムを可動させることによりバルブの駆動を行う。そして、従来から、バルブ駆動制御、プロセスオートメーション、その他一般産業用機器の駆動制御に際して用いられているポジショナーでは、ステムの可動を制御することによりバルブの自動制御等を行っているが、特に回転式のバルブを制御するためのポジショナーでは、ステムとポジショナーとの間に同心レバーを介在し、これにより、目視によりバルブの動きを検知可能としているものが存在する。
【０００３】
即ち、図５においてＰは、回転バルブを制御するためのポジショナーであり、図にも示されているように、一般的に回転バルブを制御するためのポジショナーにおいては、バルブの回転を目視により検知可能とするための目盛り４７および指針４６を備えている。そして、同心レバーを用いて、バルブの回転に合わせて前記指針４６を目盛り４７上で移動させることを可能とし、これにより、指針４６を介して、バルブの回転を目視により検知可能としている。
【０００４】
ここで、図７および図８は従来の同心レバーを説明するための図であり、図において７７が従来の同心レバーである。また、図において５２は、ポジショナーにおけるカムシャフトであり、更に、図７において６４は、バルブを駆動するための駆動部６１におけるステム（駆動軸）である。
【０００５】
そして、従来の同心レバー７７では、前記カムシャフト５２が連結されるアームＢ７１と、ステム６４に連結されるアームＡ７３を備えており、このアームＡ７３とアームＢ７１を連結することにより、バルブの回転に合わせて指針４６を移動可能としている。
【０００６】
即ち、アームＢ７１は、カムシャフト５２が貫通する貫通孔７１０１を有するとともに伝達ピン７２を下面に連設しており、使用に際しては、カムシャフト５２の先端部に形成した貫通部５２０１により指針４６及びアームＢ７１を貫通した後に、カムシャフト５２の軸線方向に形成したネジ孔にネジ７６を螺合し、これによって、指針４６を固定しつつカムシャフト５２にアームＢ７１を固定する。
【０００７】
次に、アームＡ７３は、先端を二股にすることにより前記伝達ピン７２が係合する係合溝７３０１を有するとともに、下面には伝達軸７４が連設されており、係合溝７３０１内に前記伝達ピン７２を係合しつつ、伝達軸７４をステム６４に螺合するとともに伝達軸７４とステム５２との連結部をナット７５により締め付け、これにより、ステム６４とカムシャフト５２との間に同心レバー７７を装着する。
【０００８】
そして、この状態で、ステム６４の回転に伴って同心レバー７７が回転すると、指針４６が目盛り４７上を移動し、これによりバルブの回転を目視により検知可能となる。なお、図８において７９は取り付け金具であり、また７８は前記取り付け金具７９をポジショナー及び駆動部に取り付けるための取り付けネジである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、周知のように、ポジショナーにはフィードバック機構が備えられているために、これにより、バルブの自動制御を行う際には、ステムは、入力信号に比例した変化を得るが、流体の流れ方によっては激しい振動力が発生し、そのためにポジショナーには激しい振動が継続する。したがって、図７に示すように、ネジによって同心レバーをカムシャフトに装着するとともに、ステム６４と同心レバー７７との連結を螺合により行う方法では、振動によってネジが緩んでしまい、これにより目盛り上を移動する指針の精度が落ちてしまうという問題点が考えられる。また、ネジの緩みにより同心レバーがカムシャフトから脱落してしまう事態も予想でき、この場合にはバルブの自動制御が不可能になるおそれも考えられる。
【００１０】
なおこのとき、結合部とカムシャフトとを接着剤等により接着する方法も考えられるが、この場合には取り外しが困難となる問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明は、回転バルブの制御を行うポジショナーにおいて、同心レバーの緩み及びそれに起因する脱落等を有効に防止可能なポジショナーの同心レバーを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のポジショナーの同心レバーは、ポジショナーのカムシャフトに結合されるとともにバルブが連結されるステムに係合され、これによりバルブの回転を目視により検知可能とするポジショナーの同心レバーであって、ポジショナーのカムシャフトが連結される、貫通孔を備えた結合部と、該結合部の両端部にそれぞれ同方向に向けて連設された脚部と、前記脚部間を連通した、ステムに形成された係合溝に係合可能な伝達軸と、前記結合部と伝達軸間に挿装された防振パットと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポジショナーの同心レバーでは、結合部と伝達軸間に防振パッドを挿装しており、これにより、結合部とカムシャフトとを連結するためのネジをその挿入方向に押圧している。そのために、ステムが激しく振動した場合でもネジが緩むことが無く、これにより、同心レバーの緩み、脱落等を有効に防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のポジショナーの同心レバーでは、ポジショナーのカムシャフトが連結される貫通孔が形成された結合部を備えており、この結合部の両端部にはそれぞれ、下端部近傍に貫通孔が形成された脚部が連設されている。
【００１５】
また、前記一対の脚部間には、その両端部分が前記脚部に形成した貫通孔を貫通しつつ脚部に係止される配置で、ステムに連結可能な伝達軸が連通している。
【００１６】
そして、前記結合部と前記伝達軸間には、防振パットが挿装されており、この防振パッドにより、前記結合部に形成した貫通孔を貫通したポジショナーのカムシャフトに螺合したネジを、その挿入方向に押圧可能としている。
【００１７】
このとき、ステムに形成される係合溝に係合可能な係合軸と、この係合軸の両端部にそれぞれ同方向に向けて連設された連結部と、連結部の上端部近傍に形成された、前記伝達軸が貫通する貫通孔とを有する補助アームを、前記連結部側が同心レバー側になるような配置で前記連結部に形成した貫通孔に前記伝達軸を貫通させることにより前記一対の脚部に装着するとともに、前記補助アームを９０度以上回転させた場合に係合軸が防振パッドに当接可能なようにして前記連結部の寸法を調節するとよく、これにより、脚部間の寸法より大きい径のステムに係合させるときは、補助アームの係合軸をステムに係合させ、一方、脚部間の寸法よりも小さい径のステムに係合させるときは、補助アームを９０度以上回転させて防振パッドに当接させた状態で、伝達軸をステムに係合することが可能となり、径の大きなステム及び径の小さなステムの双方に兼用することが可能となる。
【実施例１】
【００１８】
本発明のポジショナーの同心レバー（以下単に「同心レバー」という。）の実施例について説明すると、図１は、本実施例の同心レバーを示す斜視図であり、図において４０が同心レバーである。
【００１９】
そして、この同心レバー４０は、ポジショナーのカムシャフトが結合される結合部を備えており、即ち、図において４００３が結合部であり、本実施例においてこの結合部４００３は、平板状としており、その略中心部には、カムシャフトが貫通する貫通孔４００２が形成されている。そして、使用に際しては、前述の従来の同心レバーと同様に、カムシャフトで、目盛り上を移動する指針４６を挟んで貫通孔４００２を貫通させた後に、ネジ４４をカムシャフト内に螺合させ、これにより同心レバー４０をポジショナーに装着する。
【００２０】
次に、前記結合部４００３の両端部には、それぞれ、脚部４００１が連設されており、これにより、前記同心レバー４０は、正面形状を略コ字形状としている。そして、前記脚部４００１間には、それぞれの脚部４００１の下方部分に形成した貫通孔４００４を両端部が貫通するようにして、伝達軸４３が係止されており、この伝達軸４３の両端部分にはリングクリップ４２が装着され、これにより伝達軸４３の位置を固定している。
【００２１】
そして、本実施例の同心レバー４０においては、前記結合部４００３の下面と伝達軸４３間に、ゴム製の防振パッド４１が挿装されている。そして、これにより、この防振パッド４１により、結合部４００３の裏面から貫通孔側に挿入されるネジ４４を結合部４００３側に押圧し、ステムの回転による激しい振動が繰り返された場合でもネジ４４が緩むことを防止可能としている。なお、防振パッド４１は、これを挿装した際における結合部４００３と伝達軸４３間の寸法を、容易には取り出せない程度の寸法にし、即ち、わずかに伝達軸４３がステム側に撓む程度の寸法にするとよい。
【００２２】
また、防振パッド４１にネジ４４が収容される凹部を形成するとよく、これにより、ネジ４４をこの凹部に収容しつつ結合部４４０３側に押圧することが可能となる。
【００２３】
なお、図において４３０１は、伝達軸４３に形成したセンター溝であり、このセンター溝４３０１は、防振パッド４１を挿装する際のセンターをあわせるための溝である。更に、図において４１０１は防振パッド４１に形成したリブである。
【００２４】
次に、このように構成される本実施例の同心レバー４０の使用方法について説明すると、本実施例の同心レバー４０を装着する場合には、図６に示すように、指針４６を挟み込む配置で、指針４６の貫通孔４６０１、結合部４４０３の貫通孔４４０２をカムシャフト５２の下方部分の貫通部５２０１で貫通し、その後に、ネジ４４を結合部４４０３の裏面からカムシャフト５２内に螺合し、これにより同心レバー４０をカムシャフト５２に装着する。そしてその後、結合部４００３の下面に防振パッド４１を配置するとともに、脚部４００１間に伝達軸４３を装着し、図５に示すような配置で伝達軸４３をステム６４の係合溝６４０１に係合させる。
【００２５】
そうすると、バルブ、即ちステム６４の回転に伴って、同心レバー４０が回転するとともに指針４６が目盛り４７上を移動し、これによりバルブの回転を目視により検知可能であるとともに、防振パッド４１によりネジ４４が結合部４４０３側に押圧されるために、ステム６４が激しく回転して激しい振動が継続した場合でも、ネジ４４が緩むことが無く、同心レバー４０がカムシャフト５２から脱落することも防止できる。
【００２６】
なお、ステムには、係合溝を備えていないものも存在するが、その場合には、係合溝を備えたキャップ等を予めステムに装着しておき、このキャップに伝達軸４３を係合させるとよい。
【００２７】
次に、このような本実施例の同心レバーを備えたポジショナーの作用について簡単に説明すると、図４において６１が、回転バルブが連結されるステム６４を備えた駆動部であり、この駆動部６１は、一対のピストン６３を対向配置することによりピストン６３間に一次側駆動部圧力室６２ａを形成しており、ピストン６３の外側には二次側駆動部圧力室６２ｂを形成している。更に、一対のピストン６３間に回転式のステム６４を配置するとともに、前記一対のピストン６３をそれぞれステム６４に係合させており、前記一次側駆動部圧力室６２ａ、あるいは二次側駆動部圧力室６２ｂ内にエアーを供給することでステム６４を回動可能としている。
【００２８】
また、図において２点鎖線で示した部分がポジショナー１であり、図に示すポジショナーは電空式の複動型ポジショナーとしている。そして、ポジショナー１は、駆動部６１に備えた一次側駆動部圧力室６２ａあるいは二次側駆動部圧力室６２ｂにエアーを供給することによりステム６４を駆動させるパイロット弁２１と、このパイロット弁２１を作動させるための入力部２、更に、ステム６４の動きにフィードバックを加えるための駆動制御部５１により構成されている。
【００２９】
そして、入力部２のコイル４に信号電流が印加されると、側板７、ヨーク６及びマグネット６を流れる磁力によって、アーマチュア８が、支点板バネ９を中心に、フラッパー１０がノズル１１の先端部の閉塞を解除する方向、図における矢印Ａ方向に動く。そして、アーマチュア８の動きによってフラッパー１０はノズル１１の先端から引き離され、これにより、ノズル１１よりエアーが放出されるとともに、パイロット弁２１に備えたノズル背圧室２８の圧力が低下して、ノズル背圧室２８と供給空気圧力室２９とのエアー圧力のバランスがくずれる。そうすると、ノズル背圧室２８と供給空気圧力室２９とを仕切っているダイヤフラム３０がノズル背圧室２８側に移動するとともに、このダイヤフラム３０に支持されているスプール３１は、給気圧力室の一方２２ａ側に移動し、スプール３１は、その移動に伴って弁体２７を押し上げ、それにともなって、給気弁座の一方２６ａが開口になるとともにスプール３１の排気路３１０１における一方の開口が閉止されるとともに、排気路３１０１の他方は開口となる。
【００３０】
そして、エアー供給管３３を介して給気圧力室の一方２２ａに供給された供給エアーは、給気弁座の一方２６ａ、出力圧力室２３ａ、絞り機構３６及び導通管の一方３４ａを通って一次側駆動部圧力室６２ａへ供給される。
【００３１】
次に、一次側駆動部圧力室６２ａ内にエアーが供給されると、一対のピストン６３がそれぞれ離れる方向に移動するとともに、これによりステム６４が時計回り方向に回転し、このステム６４に連結されている回転バルブ（図示せず）もまた同方向に回転する。
【００３２】
次に、ステム６４の回転に伴って、ステム６４に係合している伝達軸４３も回転し、これにより同心レバー４０が回転する。そうすると、同心レバー４０が装着されているカムシャフト５２、及びカムシャフト５２と同心レバー４０に挟まれて装着されている指針４６もまた回転するとともに、指針４６は目盛り４７上を移動し、これによりバルブの回転を目視により検知可能となる。
【００３３】
次に、カムシャフト５２の回転により、カム５４が、図における反時計回り方向（矢印Ｃ方向）へ回転するとともに、このカム５４の回転によって、レンジ調整アーム５５は、支点を中心として反時計回り方向（矢印Ｄ方向）へ回転する。そして、レンジ調整アーム５５が反時計回り方向へ回転することによって、ゼロ調整アーム５７が、支点を中心として時計回りに回転し（矢印Ｅ方向）、これにより、フィードバックスプリング５９が上に引き上げられるとともに（矢印Ｆ方向）、フラッパーアーム１２を上に引き上げ、フィードバックスプリング５９の張力とコイル４の吸引力が平衡した時点で、フラッパー１０がノズル１１の先端部を閉塞するように近づいていく。
【００３４】
そうすると、ノズル１１より放出されるエアーが減少するとともにノズル背圧室２８の圧力が上がり、ノズル背圧室２８と圧力室２９とのエアー圧力のバランスが初期の状態に近づき、これによりノズル背圧室２８と圧力室２９とを仕切っているダイヤフラム３０が圧力室２９側に移動するとともに、このダイヤフラム３０に支持されているスプール３１が初期の位置に近づいていく。そしてそれにより、給気圧力室の一方２３ａにおいては、給気弁２７０１ａが給気弁座２６ａを閉止する方向に動き、出力圧力室の他方２３ｂ側においては、スプール３１の排気路３１０１の開口が閉止していく。
【００３５】
そしてこれにより、一次側駆動部圧力室６２ａへ供給されるエアー量が減少していくとともに、二次側駆動部圧力室６２ｂ内から排出されるエアー量も減少していきステム６４の移動が停止していく。即ち、ステム６４は、フィードバックスプリング５９の張力とコイル４の吸引力が平衡するまで動き、これにより入力信号電流に比例したステム６４の変化が得られる。
【００３６】
次に、図２は本発明の同心レバー４０の他の形態の構造を示す断面図であり、本形態においては、前記伝達軸４３に更に補助アーム４５を装着し、これにより、径の大きなステムにも同心レバー４０を係合可能としている。
【００３７】
前述の同心レバー４０では、一対の脚部４００１間に伝達軸４３を係止した構成を採用しているが、この場合には、一対の脚部間に挿入可能な径のステムにしか係合させることができず、一対の脚部間の寸法よりも大きい寸法の径を有するステムの場合には伝達軸４３を係合させることができない。そこで、本形態においては、ステムの径の寸法が一対の脚部間の寸法よりも大きい場合でも係合可能とした同心レバーとしている。
【００３８】
即ち、図２において４５が補助アームであり、また、図３は補助アームを示した斜視図であり、本形態において前記補助アーム４５は、ステムに形成される係合溝に係合可能な係合軸４５０１を備えており、この係合軸４５０１の両端部のそれぞれには、同方向に向けて連結部４５０２を連設している。また、連結部４５０２の上端部近傍には、前記伝達軸４３が貫通する貫通孔４５０３が形成されている。そして、前記連結部４５０２側が同心レバー４０側になるような配置で、前記貫通孔４５０３に前記伝達軸４３を貫通させ、これにより、前記一対の脚部４５０１に装着している。
【００３９】
このように、本形態の同心レバー４０では、ステムに形成された係合溝に係合可能な係合軸４５０１を備えた補助アーム４５を伝達軸４３に装着しているため、径の大きなステムにも係合させることができる利点がある。
【００４０】
なお、このとき、連結部４５０２の寸法を調節し、補助アーム４５を９０度以上同心レバー４０側に回転させた際に係合軸４５０１が防振パッド４１上、より詳しくはリブ４１０１上に当接可能にするとよい。そうすると、径の大きなステムに係合させる場合には補助アーム４５をステムに係合させ、一方、径の小さなステムに係合させる場合には補助アーム４５を回転させることで補助アーム４５を同心レバー側に退避させて伝達軸４５をステムに係合可能にすることができ、一つの同心レバーで径の大きなステム用、径の小さなステム用の双方に兼用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のポジショナーの同心レバーは、防振パッドを備えることにより、カムシャフトと同心レバーを螺合しているネジが緩むことを有効に防止可能としているために、回転バルブを制御可能なポジショナーのすべてに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の同心レバーの実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の同心レバーの他の形態を説明するための図である。
【図３】本発明の同心レバーの他の形態を説明するための図である。
【図４】図１に示した同心レバーを用いたポジショナーの作動を説明するための概略ブロック図である。
【図５】本発明の同心レバーの使用方法を説明するための図である。
【図６】本発明の同心レバーの使用方法を説明するための図である。
【図７】従来の同心レバーを説明するための図である。
【図８】従来の同心レバーを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    ポジショナー
２    入力部
４    コイル
５    ヨーク
６    マグネット
７    側板
８    アーマチュア
９    支点板バネ
１０    フラッパー
１１    ノズル
１２    フラッパーアーム
１３    ノズル背圧導入管
２１    パイロット弁
２２ａ、２２ｂ    給気圧力室
２３ａ、２３ｂ    一次側出力圧力室
２４ａ、２４ｂ    給気口
２５ａ、２５ｂ    出力口
２６ａ、２６ｂ    給気弁座
２７ａ、２７ｂ    弁体
２７０１ａ、２７０１ｂ    給気弁
２７０２ａ、２７０２ｂ    排気弁
２８    ノズル背圧室
２９    供給空気圧力室
３０    ダイヤフラム
３１    スプール
３２    大気室
３２０１    排気口
３３    エアー供給管
３４ａ、３４ｂ    導通管
３５    固定絞り
３６    絞り機構
４０    同心レバー
４００１    脚部
４００２    貫通孔
４００３    結合部
４１    防振パッド
４１０１    リブ
４２    クリップ
４３    伝達軸
４３０１    センター溝
４５    補助アーム
４５０１    係合軸
４５０２    連結部
４５０３    貫通孔
４６    指針
４７    目盛り
５１    駆動制御機構
５２    カムシャフト
５４    カム
５５    レンジ調整アーム
５６    ベアリング軸
５７    ゼロ調整アーム
５８    ゼロ調整ネジ
５９    フィードバックスプリング
６１    駆動部
６２ａ、６２ｂ    駆動部圧力室
６３    ピストン
６４    ステム
６４０１    係合溝
【図１】
2005226737.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005226737.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005226737.tif 000007
【図６】
2005226737.tif 000008
【図７】
2005226737.tif 000009
【図８】
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