(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブを操作するためのスコッチヨーク式操作装置であって、前記バルブを作動するバルブステムを回動してスコッチヨークを揺動させるための主ロッドをシリンダ内で往復動するピストンに固定して、バルブの開または閉方向に空気圧を常時作動させることができる空気圧アクチュエータを有し、該空気圧アクチュエータの前記ピストンと前記シリンダを閉じるフランジとの間に、前記バルブの常時開または閉方向に付勢するためのスプリングを設け、緊急時に空気圧を遮断し前記シリンダに作用する空気圧を抜いて前記スプリングの反発力により前記スコッチヨークを揺動させてバルブを作動することができるスコッチヨーク式操作装置において、
前記主ロッドの前記ピストン側に所定の直径と長さを有する空洞を設け、前記スプリングを支持するフランジとは反対側の前記シリンダを閉じるフランジに、油圧アクチュエータをなすように前記空洞内に前記主ロッドが摺動し往復動するように副ロッドを設け、該副ロッドの固定された端部と自由端との間を連通状態とする連通孔を設け、前記副ロッドを固定する前記フランジに、前記連通孔に連通する油圧の出入り口と、空気抜き口を設けた油フランジを取付けて、供給された油圧によって前記スプリングを圧縮するように前記ピストンを作動することができることを特徴とするスコッチヨーク式操作装置。
【請求項２】
前記主ロッドは軸線方向に同一直径を有する円筒状棒体からなることを特徴とする請求項１に記載のスコッチヨーク式操作装置。
【請求項３】
前記ピストンと前記シリンダの端部を塞ぐフランジとの間に設けられ、前記シリンダ内周に沿ったスプリングの内側に前記主ロッドの油圧アクチュエータとして作動する部分を設けたことを特徴とする請求項１に記載されたスコッチヨーク式操作装置。
【請求項４】
前記副ロッドが嵌合している前記主ロッドの部分の直径が前記油圧アクチュエータのトルクを大とするように必要に応じて他の部分の直径より大にされていることを特徴とする請求項１に記載されたスコッチヨーク式操作装置。
【請求項５】
前記主ロッドの前記スコッチヨークとは対向する反対側のケーシングから突出する端部にシリンダ、ピストン等からなる追加の空気圧アクチュエータを設け、該追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けたスプリングによる付勢力を補助するスプリングが同じ付勢方向に作用するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたスコッチヨーク式操作装置。
【請求項６】
前記追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けた空気圧を作用させかつ前記主ロッドの端部が連結されるピストン、および該ピストンが摺動するシリンダを有することを特徴とする請求項５に記載されたスコッチヨーク式操作装置。
【請求項７】
前記緊急時に作動する空気圧アクチュエータのシリンダを付勢するスプリングの付勢力は、バルブを開とする方向に作用するだけでなく閉とするように作用することができることを特徴とする請求項１に記載のスコッチヨーク式操作装置。
【請求項８】
前記追加のアクチュエータには、前記主ロッド内に設けた円筒状の空洞と、該空洞に嵌合されかつ一端が前記追加のアクチュエータのフランジに固定されている副ロッドからなる油圧アクチュエータを設けたことを特徴とする請求項５または６に記載されたスコッチヨーク式操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプライン等に設けたバルブを作動するために操作装置において動力源として空気圧を使用したスコッチヨーク式操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプライン等に設けたバルブの操作装置として、緊急の状態で使用することができるスコッチヨーク式操作装置は、図３に示すように、スプリングを使用したものがある。図３に示す操作装置では、ケーシング１６内に配置されたバルブステム１２に取付けられたスコッチヨーク２の長手方向の溝２２に係合するピン３４を設けた主ロッド３、この主ロッドを図示状態で水平に移動させる主ロッド３の一方側のアクチュエータ４、他方側のアクチュエータ５を備え、バルブの開放の際には、両アクチュエータ４、５のピストン４２、５２の同じ側に空気配管７を介して空気圧が供給されて、主ロッド３を図の左側に移動させる。また、緊急の際に、空気圧が供給されていない場合には、左方向の主ロッド３を右方向に移動させるために他方側のアクチュエータ５の内部にピストン５２を付勢させるスプリング５５”が設けられている。さらに、一方側のアクチュエータ４には、空気圧の供給ができない場合のために、そのフランジ４６にピストン４２を油圧により主ロッド３を左方に移動させて、バルブを開放するために、円筒体６６’が設けられ、その右側端部にピストン６２’が油圧フランジ４７の油圧出入口４８からの油圧によって作動される。
【０００３】
図３に示すバルブの状態では、回転式バルブ（主に、ボールバルブ）は、閉の状態にあり、スプリング５５’も延びた状態にあるが、この状態では何らかの要求でバルブを緊急に閉にするときには、シリンダに作用する空気を抜き、スプリング力を使用してバルブを閉とするが、これらの操作装置が大型化すると、空気源のないときには、レバーやギア方式では、開閉が困難なため、上記のように、一方のアクチュエータ４の外側に油圧シリンダ６４’を設けている。
【０００４】
また、従来の装置として、図４に示すような操作装置があるが、図３の装置のスプリング４３を一方のアクチュエータのシリンダ４５の内部に設け、さらに、スプリン４３の内側に油圧シリンダ６４’、油圧ピストン６２’を設けて、フランジ４６’を通して油圧がピストン４２’を移動させるようにシリンダ６４’内に供給されて、ピンストン４２’がスプリング４３に抗して主ロッド３を左方に移動させてバルブの開放を行う。
【０００５】
さらに、図５に示すような操作装置が実施されているが、比較的大型のために、各アクチュエータを左右に設けると、緊急時の手動開閉手段が大きくなるために、アクチュエータのシリンダの径を大きくし、図５では、右側のシリンダ、ピストンからなるアクチュエータ４’のピストンの両側に空気圧の供給孔４２’、４４’から供給、排出することにより主ロッド３を移動させて、バルブの開閉を行うと共に、緊急時等の手動による作動時のために、左側に油圧シリンダによるアクチュエータを設けて、開閉するようにしたものもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記図３ないし図５に示すような手動操作手段は、油圧による作動のためにシリンダ、ピストンからなるために、通常のピストンストロークに適用したシリンダの長さでは、シリダの内部に設けることは、ピストンのストローク以上の長さが必要であり、不経済となり、設計上も構造的な問題を生じることになる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スコッチヨークを揺動させる両側に設けたアクチュエータの長さを変えることなく、同じ装置内に手動操作手段も機能を維持したまま設けることができるスコッチヨーク式操作装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるスコッチヨーク式操作装置は、バルブを操作するためのスコッチヨーク式操作装置であって、
前記バルブを作動するバルブステムを回動してスコッチヨークを揺動させるための主ロッドをシリンダ内で往復動するピストンに固定して、バルブの開または閉方向に空気圧を常時作動させることができる空気圧アクチュエータを有し、該空気圧アクチュエータの前記ピストンと前記シリンダを閉じるフランジとの間に、前記バルブの常時開または閉方向に付勢するためのスプリングを設け、緊急時に空気圧を遮断し前記シリンダに作用している空気圧を抜いて前記スプリングの反発力により前記スコッチヨークを揺動させてバルブを作動することができるスコッチヨーク式操作装置において、
前記主ロッドの前記ピストン側に所定の直径と長さを有する空洞を設け、前記スプリングを支持するフランジとは反対側の前記シリンダを閉じるフランジに、油圧アクチュエータをなすように前記空洞内に前記主ロッドが摺動し往復動するように副ロッドを設け、該副ロッドの固定された端部と自由端との間を連通状態とする連通孔を設け、前記副ロッドを固定する前記フランジに、前記連通孔に連通する油圧の出入り口と、空気抜き口を設けた油フランジを取付けて、供給された油圧によって前記スプリングを圧縮するように前記ピストンを作動することができることを特徴とする。
【０００９】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記主ロッドが軸線方向に同一直径を有する円筒状棒体からなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記スコッチヨーク式操作装置においては、前記ピストンと前記シリンダの端部を塞ぐフランジとの間に設けられ、前記シリンダ内周に沿ったスプリングの内側に前記主ロッドの油圧アクチュエータとして作動する部分を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記副ロッドが嵌合している前記主ロッドの部分の直径が前記油圧アクチュエータのトルクを大とするよう必要に応じて他の部分の直径より大にされていることを特徴とする。
【００１２】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記主ロッドの前記スコッチヨークとは対向する反対側のケーシングから突出する端部にシリンダ、ビストン等からなる追加の空気圧アクチュエータを設け、該追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けたスプリングによる付勢力を補助するスプリングが同じ付勢方向に作用するように設けられていることを特徴とする。
【００１３】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けた空気圧を作用させかつ前記主ロッドの端部が連結されるピストン、および該ピストンが摺動するシリンダを有することを特徴とする。
【００１４】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記緊急時に作動する空気圧アクチュエータのシリンダを付勢するスプリングの付勢力は、バルブを開とする方向に作用するだけでなく閉とするように作用することができることを特徴とする。
【００１５】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記追加のアクチュエータは、前記主ロッド内に設けた円筒状の空洞と、該空洞に嵌合されるように設けられかつ一端が前記追加のアクチュエータのフランジに固定されている副ロッドからなる油圧アクチュエータを構成することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるスコッチヨーク式操作装置は、バルブを操作するためのスコッチヨーク式操作装置においては、
前記バルブを作動するバルブステムを回動してスコッチヨークを揺動させるための主ロッドをシリンダ内で往復動するピストンに固定して、バルブの開または閉方向に空気圧を常時作動させることができる空気圧アクチュエータを有し、該空気圧アクチュエータの前記ピストンと前記シリンダを閉じるフランジとの間に、前記バルブの常時開または閉方向に付勢するためのスプリングを設け、緊急時に空気圧を遮断し前記シリンダに作用する空気圧を抜いて前記スプリングの反発力により前記スコッチヨークを揺動させてバルブを作動することができるスコッチヨーク式操作装置において、
前記主ロッドの前記ピストン側に所定の直径と長さを有する空洞を設け、前記スプリングを支持するフランジとは反対側の前記シリンダを閉じるフランジに、油圧アクチュエータをなすように前記空洞内に前記主ロッドが摺動し往復動するように副ロッドを設け、該副ロッドの固定された端部と自由端との間を連通状態とする連通孔を設け、前記副ロッドを固定する前記フランジに、前記連通孔に連通する油圧の出入り口と、空気抜き口を設けた油フランジを取付けて、供給された油圧によって前記スプリングを圧縮するように前記ピストンを作動することができるので、
前記アクチュエータの一方におけるピストンが常時前記主ロッドをバルブを開方向に付勢されると共に、必要に応じて前記主ロッドをバルブの閉または開方向に空気圧を作用させるようにしたので、スプリングを一方のアクチュエータの内部に設けるとともに、油圧アクチュエータを主ロッドの内部に設けることができ、油圧アクチュエータの部分の構造を複雑にせずに、両アクチュエータのシリンダのストロークの長さを殆ど同じ長さにすることができる。
【００１７】
このようなスコッチヨーク式操作装置においては、前記主ロッドが軸線方向に同一直径を有する円筒状棒体からなるので、棒体の外側の特別な加工も必要なく、スプリングを内蔵するシリンダを有したアクチュエータの特別な構造も必要なく得ることができる。
【００１８】
上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記ピストンと前記シリンダの端部を塞ぐフランジとの間に設けられ、前記シリンダ内周に沿ったスプリングの内側に前記主ロッドの油圧アクチュエータとして作動する部分を設けたので、このような油圧アクチュエータは、一方のアクチュエータの内部、それもロッドの内部に設けることができ、アクチュエータのストロークの範囲内に収納することができ、簡単な構造にすることができる。
【００１９】
また、上記スコッチヨーク式操作装置は、前記副ロッドが嵌合している前記一方のアクチュエータ側の前記主ロッドの部分の直径が他の部分の直径より大にされているので、油圧による出力トルクとなる作動圧力は大きくすることができ、この油圧から同じ出力トルクを得るためには、手動油ポンプにより得られる油圧を用いると、取り扱いの便利な小さな油ポンプを使用することができる。
【００２０】
また、上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記主ロッドの前記スコッチヨークとは対向する反対側のケーシングから突出する端部にシリンダ、ビストン等からなる追加の空気圧アクチュエータを設け、該追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けたスプリングによる付勢力を補助するスプリングが同じ付勢方向に作用するように設けられているので、前記一方のアクチュエータのピストンが、前記他方のアクチュエータのピストンと常時同じ方向に付勢されているので、付勢のための手段を両方またはいずれかのアクチュエータにおいて、その付勢力を容易に調節することができる。
【００２１】
さらに、上記スコッチヨーク式操作装置においては、前記追加のアクチュエータにも前記主アクチュエータに設けた空気圧を作用させかつ前記主ロッドの端部が連結されるピストン、および該ピストンが摺動するシリンダを有するので、アクチュエータのピストンのストロークを延ばすことなく、アクチュエータそれ自体の長さを長くすること無く構造も複雑にすることなく、主ロッド内の油圧アクチュエータへの油圧の供給も容易に行うことができる。
【００２２】
上記のようなスコッチヨーク式操作装置は、前記緊急時に作動する空気圧アクチュエータのシリンダを付勢するスプリングの付勢力が、バルブを開とする方向に作用するだけでなく閉とするように作用することができるので、そのバルブの用途に従って、バルブが閉の際、緊急に開とする必要がある場合には、空気圧の遮断と、その空気圧を抜くことにより対処できるようにすることができる。
【００２３】
前記追加のアクチュエータは、前記主ロッド内に設けた円筒状の空間と、該空間に嵌合されるように設けられかつ一端が前記追加のアクチュエータのフランジに固定されている副ロッドからなる油圧アクチュエータを構成することができるので、その用途に応じて、追加のアクチュエータに油圧アクチュエータを設けることができ、スプリング等の配置に伴って、構造の単純化にも役立つようにすることができる。
【００２４】
本発明の新規な特徴および構成、効果に関しては、以下の説明に関連する添付図面からさらに理解することができる。なお、図面において、同じ符号は同じ構成部材を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態によるスコッチヨーク式操作装置を示す部分断側面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態によるスコッチヨーク式操作装置の断面図である。
【図３】従来のスコッチヨーク式操作装置の断面図である。
【図４】従来の他の構造を有するスコッチヨーク式操作装置の断面図である。
【図５】さらに、他の従来の構造を有するスコッチヨーク式操作装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。なお、図３ないし図５と参照番号を同じくするものは、実質的に同じ構成部材を示すものとして説明する。
【００２７】
本発明の一実施の形態を図１を参照して説明すると、スコッチヨーク式バルブ操作装置１は、パイプライン等のバルブのバルブステム１２が内部に進入して設けられたケーシング１６の内部に、バルブステム１２を回動させるためのスコッチヨーク２が揺動可能に取付けられて設けられている。スコッチヨーク２の長手方向の中心線に沿って長孔２２が設けられ、この長孔２２には、ケーシング１６の対向する開口部を閉じるブッシュ１７、１８に摺動可能に支持された主ロッド３が設けられ、この主ロッド３の適所に固定されたピン３４にスコッチヨーク２の長孔２２が移動可能に係合されて設けられている。これにより、主ロッド３は、その水平移動により長孔２２に係合したピン３４によりスコッチヨーク２を揺動させることができる。また、スコッチヨーク２は、バルブステム１２に嵌合されてキー１４によって固定された筒体の反対側（図示しない）にも一体に設けられて、図示のものと同じように主ロッド３に取付けたピンに長孔を係合するように設けられている。
【００２８】
ケーシング１６の対向面側のフランジには、図１の右側において、一方のアクチュエータ４が、左側のフランジには他方のアクチュエータ５が設けられている。一方のアクチュエータ４は、ケーシング１６に一体に固定されたフランジ４４と他方側のフランジ４６とにより閉じられたシリンダ４５を有し、シリンダ４５の内部には主ロッド３の端部にピストン４２を固定するように、ナット３６がねじ止め固定され、図示のように主ロッド３を摺動させるピストン４２に作用する空気圧によって摺動させるようになっている。このピストン４２は、シリンダ４５の内面に対する密封を得るためにＯリング４２２を介して設けられて、空気配管７を通して供給される空気圧が通気孔７２を介して供給されていないときは、常時スプリング４３によってナット３６に押し付けるように付勢されている。このスプリング４３の付勢力に抗して、図示の左方向にピストン４２が移動されると、主ロッド３も同時に２点鎖線で示す位置まで移動され、結果的にバルブを開くようにスコッチヨーク２が図示の左側に揺動される。
【００２９】
このためのスコッチヨーク２による追加の作動力を得るために、主ロッド３の図示左側には、ケーシング１６のフランジに取付けられた他方のアクチュエータ５が設けられ、この他方のアクチュエータ５は、シリンダ５４のケーシング１６側のフランジ５６と反対側の端部をフランジ５５によって閉じたシリンダ５４、このシリンダ５４の内部を移動するピストン５２がシリンダ５４に対してＯリングにより蜜封性を得るように、主ロッド３の端部にナット５３によって固定されている。このピストン５２の図示左側には、空気配管７を通して空気圧供給孔７４を介して空気圧が供給される。主ロッド３は、一方のアクチュエータ４だけでなく他方のアクチュエータ５からも図示左方向のバルブ開方向の作動力が与えられる。
【００３０】
また、一方のアクチュエータ４には、ガイド棒となる副ロッド６が、主ロッド３の軸線方向にロッド内シリンダ３２４となる空洞が空けられていて、このロッド内シリンダ３２４内に摺動自在に挿入されている。この副ロッド６の中心軸線に沿った貫通穴６２が開けられて、油圧の供給排出がフランジ４６に設けられた油フランジ４７を介して行うことができる。油フランジ４７には、油圧入出口４８および油圧供給時の内部に残った空気を除くための空気抜き口４９が設けられ、主ロッド３はその直径φｄを主ロッド３の端部まで同じにされている。この油圧アクチュエータ１０は、空気圧が得られないような場合にも、手動油ポンプによって作動することができ、緊急時に対応することができる。
【００３１】
上記のような本発明の一実施の形態によるスコッチヨーク式バルブ操作装置１は、図示の状態のようなパイプライン等に設けられたバルブが閉じられた状態では、スプリング４３がピストン４２を図示右方に押圧するように付勢している。この状態で、空気配管７からの空気圧が一方のアクチュエータ４および他方のアクチュエータ５のピストン４２、５２の図示右側に供給され、これらのピストン４２、５２をスプリング４３に抗して図示左方に移動させ、同時に移動される主ロッド３を図示左方に移動させる。これより、ピン３４に係合したスコッチヨーク２は、二点鎖線で示された位置まで図示左方に揺動されて、バルブステム１２を回動させてバルブをパイプラインの開放に向けて作動させることができる。
【００３２】
バルブを閉じるためには、一方のアクチュエータ４および他方のアクチュエータ５のぴストン４２、５２に掛けられている空気圧を取り除けば、スプリング４３のピストン４２への付勢力によって、ピストン４２を図示右方に移動されて、バルブを閉じることができる。このような状態で、バルブを開く緊急の自体が生じた場合には、主ロッド３の内部に設けた油圧アクチュエータ１０へ油圧出入口４８から貫通孔６２を介してロッド内シリンダ３２４内に油圧が供給され、ロッド内のシリンダ３２４自体が図示左方に移動されて、ピストン４２を二点差線の位置まで移動させることができる。これにより、例え、空気圧が得られない事態になっても緊急事態においても、バルブの開放を行うことができる。
【００３３】
上記実施の形態では、主ロッド３が全体的に同一直径を有するものを使用したが、図２に示すように、副ロッド６に嵌合する部分の直径φＤが主ロッド３の主要部の直径よりも大となるように形成されてもよい。この部分の直径φＤが一実施の形態の主ロッド３の直径φｄよりも大きくすることにより、図１に示すものよりも大きな出力トルクを出すことができるので、供給する油圧が手動ポンプで供給されるならば、出力トルクの小さな手動ポンプを使用しても、同じ出力トルクを得ることができる。
【００３４】
上記実施の形態では、ピストン４２の付勢手段としてスプリング４３を用いたが、同じ付勢力を得ることができるならば、他の手段を使用してもよい。
【００３５】
上記追加のアクチュエータ５には、主アクチュエータと同様に、前記主ロッド３内に設けた円筒状の空洞と、該空洞に嵌合されるように設けられかつ一端が前記追加のアクチュエータのフランジに固定されている副ロッドからなる油圧アクチュエータを設けることができるので、その用途に応じて、スコッチヨークの出力トルクの要求にも対処することができ、両アクチュエータのいずれにおいてもスプリング等の配置に対処することができるので、構造の単純化にも役立つようにすることができる。
【００３６】
以上述べたように、本発明によるスコッチヨーク式バルブ操作装置は、上記実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術範囲において実施し得ることは明らかである。
【符号の説明】
【００３７】
１  スコッチヨーク式バルブ操作装置
２  スコッチヨーク
３  主軸
４  一方のアクチュエータ
５  他方のアクチュエータ
６  副ロッド
７  空気配管
１０  油圧アクチュエータ
１２  バルブステム
１４  バルブステムキー
１６  ケーシング
２２  長孔
３４  ピン
３６  ナット
３７  Ｏリング
３８  Ｏリング
３９  Ｏリング
４０  Ｏリング
４１  Ｏリング
４２  ピストン
４３  スプリング
４４  フランジ
４５  シリンダ
４６  フランジ
４７  油フランジ
４８  油圧出入口
４９  空気抜口
５２  ピストン
５３  ナット
５４  シリンダ
５５  フランジ
５６  フランジ
６２  油圧供給口
６４  Ｏリング
７２  空気圧供給口
７４  空気圧供給口
３２４  ロッド内シリンダ
４２２  Ｏリング
４２４  Ｏリング
４６２  Ｏリング
【図１】
0005307879.tif 000002
【図２】
0005307879.tif 000003
【図３】
0005307879.tif 000004
【図４】
0005307879.tif 000005
【図５】
0005307879.tif 000006