(57)【要約】【課題】弁の開閉により流体の流量を制御する調節弁に接続され、その操作を手動で行うことを可能とする調節弁操作器を提供する。【解決手段】シリンダケース３の上面にピストン２にその一端部を連結したステー９の他端部を収容する筒状部２６を設け、筒状部２６の上端部に手動操作により駆動軸３４を上下方向に動作させる手動操作機構２４を設けるとともに、手動操作機構２４の駆動軸３４を筒状部２６に導く貫通孔２５を設け、駆動軸３４の下端部にステー９と連結する連結部３３を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁につながる弁軸に連結され、一方の面に弾性部材による付勢圧力を受け、他方の面に空気圧による付勢圧力を受けてシリンダケース内を往復運動して前記弁へ駆動力を伝達し、前記弁と弁座との隙間を調節する圧動部材を備えた調節弁操作器において、
前記シリンダケースの上面に前記圧動部材にその一端部を連結したステーの他端部を収容する筒状部を設け、前記筒状部の上部に手動操作により駆動軸を上下方向に動作させる手動操作機構を設けるとともに、前記手動操作機構の前記駆動軸を前記筒状部に導く貫通孔を設け、前記駆動軸の下端部に前記ステーと連結する連結部を設けたことを特徴とする調節弁操作器。
【請求項２】
請求項１に記載の調節弁操作器において、
前記駆動軸下端部の連結部は、前記手動操作機構の前記駆動軸を内部に保持し、かつ前記駆動軸を動作させるスライドスクリューの下端部とを接触する位置を前記駆動軸の動作上限位置となるように前記駆動軸下端部の前記連結部と前記ステーとの連結位置を調節可能としたことを特徴とする調節弁操作器。
【請求項３】
請求項１に記載の調節弁操作器において、
前記駆動軸の上部周囲に前記駆動軸の動作可能範囲の下限を規定する下限ストッパの位置を調節自在に固定する下限ストッパ固定部を設けるとともに、前記下限ストッパの下端部が前記スライドスクリュー上端部と接触したときの弁開度位置を前記駆動軸の動作下限位置となるように調整可能としたことを特徴とする調節弁操作器。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の調節弁操作器において、
前記手動操作機構の上端部に前記駆動軸および前記スライドスクリュー上部を収容する筒状のキャップを設け、前記キャップは外周面に縦長スリットを有し、前記スリットを通して前記スライドスクリューの回り止め突起を前記スライドスクリューの外周面に取付け、前記スリットの内側面によって前記回り止め突起が前記駆動軸を軸にして回動することを防止したことを特徴とする調節弁操作器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弁の開閉により流体の流量を制御する調節弁に接続され、その操作を手動で行うことを可能とする調節弁操作器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用或いはプラント用の調節弁は、空気作動型の調節弁操作器によって、先端にプラグのついた弁軸を上げ下げすることにより、弁の開度を調節することによって所望の流量を流すように構成されている。
【０００３】
図５は、従来の調節弁操作器の構造を示した図である。なお、同図では弁軸から先の調節弁は省略されている。図５に示す従来の調節弁操作器の操作器は、ヨーク８を介して図示しない弁体に取付けられている。その操作器はシリンダケース３とシリンダケース３内で摺動するピストン２とシリンダケース３内でピストン２より上方の空間に設けられているスプリング６とピストン２の中央部に螺着されるとともに一方の先端がシリンダケース３を突き抜けてヨーク８の中央部まで伸びるロッド１とで構成されている。
使用に当たっては、シリンダケース３内のピストン２より下の空気室２２に空気入出口を設けておき、空気の供給がなければピストン２は最下端の位置となり、空気が供給されれば、この空気の供給圧力とスプリング６の下向きの弾性力との釣り合った位置にピストン２が移動する。図示しない弁体の弁軸はロッドの先端とコネクタ１７で結合されるので、ピストン２が移動すると、ロッド１及び弁軸もそれに連動して移動することになる。
【０００４】
ところで、空気作動型の操作器であっても手動で操作できるようにしたいという要求が追加的に生ずる場合がある。その場合、現存の部品を最大限に利用して、追加部品または取替部品は手動操作用として最小限になるように考えられるものとして、図６に示すような構造が考えられる。
この操作器では操作器の下側ボンネット５とヨーク８の上端部の間に手動操作部品３０を介在させ取り付けたものであって、元の操作器の下側ボンネット５より上側の部品、及びヨーク８より下側の部品はそのまま使用している。
【０００５】
しかしながら、この手動操作部品３０を取付けるためには、操作器の下側ボンネット５より上部構造物をヨーク８の上端部から取り外してからでないと、取付けが行えない。そして、この部分は相当の重量があるため、吊り下げ用機材が必要であるなど作業が非常に困難になる。
また、操作器の駆動軸は手動操作部品３０が操作器の下側ボンネット５とヨーク８の間に介在するため、その分の長さを持った長いロッド１に交換しなくてはならず、そのロッド１の交換作業も非常に手間がかかるものである。
【０００６】
従来技術としては特許文献１に示すように、操作器の組付けを容易にするためにシリンダケース２１への組込み以前の段階において、初期弾性力を付与されたスプリング９およびピストン５を連結部材６０により保持した状態で組み立てられてシリンダケース２１に対して組み込まれるスプリングユニット３０を備え、このスプリングユニット３０を搭載したボンネット下部でヨークに連結した操作器が図５に、また、ボンネットとヨークの間に手動操作部品を取り付けられた操作器が図６に示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３２１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の調節弁操作器は、以上のように構成されていたので、一度設置された調節弁操作器に手動操作部品３０を取付けるためには、操作器の下側ボンネット５より上部構造物をヨーク８の上端部から取り外す工程、及びロッド１の取替え工程が必要になり、この２つの工程が非常に困難であるという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、既存の調節弁操作器に手動操作部を容易に取り付け可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る調節弁操作器は、弁につながる弁軸に連結され、一方の面に弾性部材による付勢圧力を受け、他方の面に空気圧による付勢圧力を受けてシリンダケース内を往復運動して前記弁へ駆動力を伝達し、前記弁と弁座との隙間を調節する圧動部材を備えた調節弁操作器において、前記シリンダケースの上面に前記圧動部材にその一端部を連結したステーの他端部を収容する筒状部を設け、前記筒状部の上部に手動操作により駆動軸を上下方向に動作させる手動操作機構を設けるとともに、前記手動操作機構の前記駆動軸を前記筒状部に導く貫通孔を設け、前記駆動軸の下端部に前記ステーと連結する連結部を設けたことを特徴としたものである。
【００１１】
この発明に係る調節弁操作器は、前記駆動軸下端部の連結部は、前記手動操作機構の前記駆動軸を内部に保持し、かつ前記駆動軸を動作させるスライドスクリューの下端部とを接触する位置を前記駆動軸の動作上限位置となるように前記駆動軸下端部の前記連結部と前記ステーとの連結位置を調節可能としたことを特徴としたものである。
【００１２】
この発明に係る調節弁操作器は、前記駆動軸の上部周囲に前記駆動軸の動作可能範囲の下限を規定する下限ストッパの位置を調節自在に固定する下限ストッパ固定部を設けるとともに、前記下限ストッパの下端部が前記スライドスクリュー上端部と接触したときの弁開度位置を前記駆動軸の動作下限位置となるように調整可能としたことを特徴としたものである。
【００１３】
この発明に係る調節弁操作器は、前記手動操作機構の上端部に前記駆動軸および前記スライドスクリュー上部を収容する筒状のキャップを設け、前記キャップは外周面に縦長スリットを有し、前記スリットを通して前記スライドスクリューの回り止め突起を前記スライドスクリューの外周面に取付け、前記スリットの内側面によって前記回り止め突起が前記駆動軸を軸にして回動することを防止したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、手動操作機構はシリンダケースの上面の筒状部に取付けるようにしたので、着脱の際には手動操作取付部で手動操作機構を着脱し、筒状部内でステーと駆動軸下端との連結の着脱を行えば良く、シリンダケースより下部の構造物を取り外す、ロッドを取替えるといった工程が必要ないので着脱作業が容易となる。
【００１５】
この発明によれば、特別に上限ストッパを設けずとも手動操作時における操作器の上限位置を設定することができる。
【００１６】
この発明によれば、下限ストッパは駆動軸の動作下限を決めるのみならず、駆動軸の動作に伴って動くのでここに指針を設ければ開度表示部とすることができる。
【００１７】
この発明によれば、スライドスクリューの回り止めを簡易な構造で設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る調節弁操作器を示す縦断面図である。図２に実施の形態１に係る手動操作機構の拡大図断面図を示す。なお、図２の（ｂ）は図２（ａ）において調整弁操作器の上部をＡ方向から見た図である。
図１において、本調節弁操作器は、ロッド１と、ロッド１と連結されてシリンダケース３内を上下に往復運動するピストン２（圧動部材）と、シリンダケース３と図示しない調節弁とを接続固定するヨーク８を備えている。
なお、図示しないが、ロッド１の下端は、上下方向にスライド可能なコネクタ１７により、調節弁の弁につながる弁軸と結合される。即ち、ピストン２がロッド１を介して弁軸と連結されて弁に駆動力を伝達し、弁と弁座との隙間を調節する。
ヨーク８にはスケールプレート（目盛板）１２が取り付けられ、コネクタ１７のスライド位置を読み取り、ロッド１の移動量を測定する。
【００１９】
シリンダケース３内部では、シリンダケース３の上側ボンネット４とピストン２との間で、縦方向に複数のスプリング６（弾性部材）を挟持している。そして、上側ボンネット４とピストン２それぞれの対向する面（挟持面）には、スプリング６が所定位置からずれないようにスプリングガイド７が設けられている。
下側ボンネット５の下面はボルト１１でヨーク８と固定される。また、下側ボンネット５の上面は、ピストン２とその上のスプリング６とそれらを囲むシリンダ２０とを保持した状態で、上側ボンネット４と締結用ボルト１６（締結部材）で固定される。
【００２０】
上記のように、上側ボンネット４とピストン２との間の空間にはスプリング６が配置される。また、下側ボンネット５とピストン２との間の空間（空気室２２）には、シリンダケース３の外壁等に設けられた空気孔２３から空気が供給される。
ピストン２の上面に働くスプリング６による下向きの付勢圧力と、ピストン２の下面に働く空気圧による上向きの付勢圧力とが釣り合う位置でピストン２が保持される。また、空気圧を調節することでピストン２がシリンダケース３内を上下に往復運動する。
【００２１】
ピストン２の中央付近にはロッド用ネジ穴が形成されている。ロッド１は、ピストン２の中央部を貫通してシリンダケース３内に突出した位置で、ピストン２に固定されている。
【００２２】
ピストン２のロッド１が固定されている周囲に雌ネジが数箇所設けられており、その雌ネジに数本のステー９が螺着されている。ステー９は、シリンダケース３内側、及び、上側ボンネット４の中央開口部、スプリングガイド７を貫通し、上側ボンネット４の上部において、ナット３１、３２を用い、連結部３３と固定されている。後述するように、ナット３１、３２を調節し、ステー９と連結部３３の連結位置を変更することができるようになっている。
そして、連結部３３の中央部には雌ネジが設けられており、駆動軸３４の先端と螺着することにより、連結部３３と駆動軸３４に固定されている。
【００２３】
駆動軸３４の上端側中央部の外周には、スライドスクリュー３５が設けられており、スライドスクリュー３５が回転すると、駆動軸３４が上下方向に移動するようになっている。
スライドスクリュー３５の外周には、第１歯車部材３６が設けられている。スライドスクリュー３５と第１歯車部材３６とは一体となって回転するよう同軸に固定されている。
第１歯車部材３６の外周部分には歯車が設けられている。第１歯車部材３６の外周には第１歯車部材３６の回転面とほぼ同じ面を軸として回転可能な第２歯車部材３７が設けられている。第２歯車部材３７の外周には第１歯車部材３６の外周部分に設けられた歯車と噛み合う歯車が設けられている。
【００２４】
第２歯車部材３７と同軸に設けられているハンドル３８を回転させると、第２歯車部材３７も回転し、第２歯車部材３７の外周に設けられている歯車と第１歯車部材３６に設けられている歯車とが噛み合い、第１歯車部材３６が回転し、第１歯車部材３６の内周に設けられているスライドスクリュー３５を上下方向に移動させる。更には、スライドスクリュー３５の内周にある駆動軸３４も上下方向に移動することになる。
第１歯車部材３６は上側ケーシング４１及び下側ケーシング４０にベアリング４２を介し、保持されている。また、第２歯車部材３７も上側ケーシング４１及び下側ケーシング４０に図示しないベアリングを介し、保持されている。
【００２５】
下側ケーシング４０はボルト４５にて筒状部２６の上面と固定されている。筒状部２６の上面には貫通孔２５が設けられている。また、筒状部２６の下端は上側ボンネット４の開口部分と溶接にて固定されている。なお、本実施の形態においては、溶接にて固定しているが、ボルト等の他の手段を用いて固定してもよい。筒状部２６の内部のナット３１、３２を調節可能なように、筒状部２６には窓部を設けてもよい。窓部を設けることにより、ステー９と連結部３３の連結位置の調整が簡易に行うことができる。
【００２６】
上側ケーシング４１は上端が空洞であるキャップ部４６を有しており、キャップ部４６の中には駆動軸３４の上端が収納されている。
キャップ部４６には、操作軸と同方向に長い縦長のスリット４７が設けられている。図２（ｂ）に示すようにスリット４７の外周には目盛り５６が設けられており、手動操作時に弁の開度を表示することが可能になっている。
駆動軸３４の先端には下限ストッパ４９が設けられており、下限ストッパ４９は駆動軸３４に対し、軸方向に固定箇所を変えられるようになっている。下限ストッパ４９にはスリット４７内を移動する指示部５５が設けられており、図２（ｂ）に示すように弁の開度を指示することができる。
【００２７】
またスライドスクリュー３５の上端部分には、雌ネジが設けられており、回り止め突起５０が螺着されている。回り止め突起５０の先端はスリット４７に嵌合し、回り止めが回転することはできないようになっている。
駆動軸３４が下方に移動し、下限ストッパ４９の下端面とスライドスクリュー３５の上端面が当接すると、駆動軸３４はそれ以上下方へと移動することができない構造になっている。
以上のように本実施の形態１で手動操作機構２４は、駆動軸３４、スライドスクリュー３５、第１歯車部材３６、第２歯車部材３７、ハンドル３８、下側ケーシング４０、上側ケーシング４１、ベアリング４２等から構成されている。
【００２８】
次に、動作について説明する。ピストン２の上面には、スプリング６が圧縮されることにより生じた反力を利用して、常時下向きの付勢圧力が加えられている。ピストン２に加えられた下向きの付勢圧力は、ロッド１と結合された弁軸を介して弁を下向きに付勢する。弁が弁座に着座すると調節弁が閉じた状態となる。
【００２９】
シリンダケース３内のピストン２より下の空間に圧縮空気を入出すると、ピストン２の下面は、空気圧による上向きの付勢圧力を受ける。ピストン２に加えられた上向きの付勢圧力は、スプリング６を圧縮させながらピストン２を上昇させる。これにより、ロッド１と結合された弁軸を介して弁を上向きに付勢する。弁が弁座から離間すると調節弁が開いた状態となる。
【００３０】
調節弁の作動中は、空気入出口から供給される空気の圧力を調節することにより、スプリング６による下向きの付勢圧力と空気圧による上向きの付勢圧力とのバランスが変化する。これにより、調節弁において、弁と弁座との隙間が調節され、流体の流量が制御される。
【００３１】
次に、本発明の要部である、手動操作機構の取り付け調整方法について説明する。
図５に示すような既存の調節弁操作器に調節弁操作器の手動操作機構２４を組み付ける作業は、次の工程による。
（工程１）図５にあるような既存のカバー１４を外し、手動操作機構２４につながっている連結部３３をステー９に仮止めをする。
（工程２）下限ストッパ４９を駆動軸３４に対し、移動可能なように下限ストッパ４９の固定をゆるめる。
（工程３）操作器に弁開度を下限（全閉）とするのに必要な空気圧を空気孔２３から導入する。
（工程４）ナット３１、３２を連結部３３に対し、離間する方向に移動させ、駆動軸３４の下端部の連結部３３とステー９との連結が軸方向に移動可能となるように、連結を緩める。
（工程５）ハンドル３８を操作して駆動軸３４下端部の連結部３３とスライドスクリュー３５の下端との距離がスパン（上限位置−下限位置）になるように調整したところで、ナット３１、３２を回動させることにより、駆動軸３４下端部の連結部３３とステー９との連結を固定する。
（工程６）下限ストッパ４９がスライドスクリュー３５の上端部に接触する位置で駆動軸３４に固定する。
【００３２】
図３は操作器のゼロスパン調整をする前の状態を示す図である。図４は操作器のゼロスパン調整を行った後の状態を示す図である。ゼロスパン調節する前は調節弁の全開−全閉のストロークが、図３に示すスライドスクリュー３５の下端面と連結部３３の上端面の間の長さ（Ｂ）より短いため、全開状態よりさらに弁軸を上方へ（開側へ）と移動可能な構造となっているが、図４に示すようにゼロスパン調整をすると、調節弁の全開−全閉のストロークが、図４に示すスライドスクリュー３５の下端面と連結部３３の上端面の間の長さ（Ｃ）と等しく調整するため、全開状態よりさらに弁軸を上方へ（開側へ）と移動することなく、全開状態で連結部３３の上端面とスライドスクリュー３５の下端面が当接し、駆動軸３４の移動を許容しない。
【００３３】
また、全閉となった状態から更に閉方向へとハンドル３８を回転させても下限ストッパ４９の下端面とスライドスクリュー３５の上端面とが当接することにより全閉状態より下へ（閉側へ）弁軸を下げることがない。
続いて、手動操作機構を用いた流量制御について説明する。
ピストン２の上面には、スプリング６が圧縮されることにより生じた反力を利用して、常時下向きの付勢圧力が加えられている。ピストン２に加えられた下向きの付勢圧力は、ロッド１と結合された弁軸を介して弁を下向きに付勢する。弁が弁座に着座すると調節弁が閉じた状態となる。この全閉状態では図２（ｂ）に示すように指示部５５が目盛り５６の全閉位置を指し、スライドスクリュー３５の上端面が下限ストッパ４９の下端面と当接下状態で、スライドスクリュー３５はそれより下に（閉方向へ）動かない状態になっている。
【００３４】
この状態からハンドル３８を回転操作すると、第２歯車部材３７が回動し、それに伴い、第１歯車部材３６及びスライドスクリュー３５が回動し、スライドスクリュー３５の内部にある駆動軸３４が上方へと移動する。駆動軸３４が上方へと移動することにより、駆動軸と連結されている下限ストッパ４９及びステー９が上方へと移動する。
ステー９が上方へと移動することにより、ピストン２、ロッド１、コネクタ１７及び図示しない弁軸が上方へと移動し、弁が開いていく。また、駆動軸３４の移動に伴い下限ストッパ４９も移動し、下限ストッパ４９に固定されている指示部５５がスリット４７における指示する箇所が上方へと移動し、弁が開いてきたことが表示される。
【００３５】
さらにハンドル３８を開方向へと回転すると、駆動軸３４、弁軸、指示部５５が更に上方へと移動し、弁が全開位置になると、指示部が全開位置を指し、スライドスクリュー３５の下端面が連結部３３の上端面と当接した状態で、連結部３３はそれより上に動かない状態になる。
このようにハンドル３８を手動操作することにより、弁を全閉から全開まで、自由に調節することができる。
【００３６】
以上実施の形態１によれば、重量が重いシリンダを分解することなく、調節弁の上部を分解、調節するだけで手動操作機構を簡易に取付けることができる。
また、連結部３３、スライドスクリュー３５、下限ストッパ４９の位置を調節することにより、弁軸を全開より開かせる、全閉より閉めさせるといった、無理な力を弁軸に加えることなく、弁の開度を手動にて自由に調節することができる。
【００３７】
実施の形態１で手動操作機構２４を、駆動軸３４、スライドスクリュー３５、第１歯車部材３６、第２歯車部材３７、ハンドル３８、下側ケーシング４０、上側ケーシング４１、ベアリング４２等から構成するよう説明したが、他の操作構造であっても、駆動軸３４を上下方向に手動で移動可能とし、特許請求の範囲に記載したものであれば、実施の形態１に示したようなスライドスクリュー３５、第１歯車部材３６、第２歯車部材３７、ハンドル３８、下側ケーシング４０、上側ケーシング４１、ベアリング４２等を必ずしも用いなくてもよい。
また、実施の形態１でステー９と連結部３３との接続をナット３１、３２で接続したものについて説明したが、接続位置を変更できるものであれば他の接続手段を用いてもよい。
【００３８】
実施の形態１において、シリンダケース３内部の空間はピストン２で上下に分割され、上の部屋にスプリング６が配設され、下の部屋に空気が供給される構造となっている。本発明はこの構成に限定される必要は無く、下の部屋にスプリング６を配設し、上の部屋に空気を供給する構造としてもよい。
【００３９】
この構造の場合には、ピストン２の初期位置は、スプリング６の常時上向きの付勢圧力により、シリンダケース３内で上側ボンネット４に略当接する位置（最上端の位置）となる。そして、空気の供給に伴い、スプリング６が圧縮されてピストン２が下降する。即ち、調節弁操作器の動作が、実施の形態１で説明した動作と逆となる。
調節弁を閉じる場合には、空気圧を増加させて、ピストン２に連結された弁軸を介して弁を下向きに付勢し、弁を弁座に着座させる。調節弁を開く場合には、空気圧を減圧して、ピストン２に連結された弁軸を介して弁を上向きに付勢し、弁を弁座から離間させる。
【００４０】
なお、以上の説明において、便宜上、上下左右等の表現を用いたが、実際の調節弁操作器の設置方向は様々であり、以上の説明で用いた方向に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る調節弁操作器を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、実施の形態１に係る手動操作機構の拡大図断面図を示す。（ｂ）は（ａ）において調整弁操作器の上部をＡ方向から見た図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る調節弁操作器のゼロスパン調整をする前の状態を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る調節弁操作器のゼロスパン調整を行った後の状態を示す図である。
【図５】従来の調節弁操作器を示す縦断面図である。
【図６】従来の手動ハンドルを備えた調節弁操作器を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ロッド
２  ピストン
３  シリンダケース
４  上側ボンネット
５  下側ボンネット
６  スプリング
７  スプリングガイド
８  ヨーク
９  ステー
１１  ボルト
１２  スケールプレート（目盛板）
１６  締結用ボルト
１７  コネクタ
２０  シリンダ
２２  空気室
２３  空気孔
２４  手動操作機構
２５  貫通孔
２６  筒状部
３１  ナット
３２  ナット
３３  連結部
３４  駆動軸
３５  スライドスクリュー
３６  第１歯車部材
３７  第２歯車部材
３８  ハンドル
４０  下側ケーシング
４１  上側ケーシング
４２  ベアリング
４５  ボルト
４６  キャップ部
４７  スリット
４９  下限ストッパ
５０  回り止め突起
５５  指示部
５６  目盛り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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