JPH08270611A

JPH08270611A - バルブ操作器

Info

Publication number: JPH08270611A
Application number: JP7647095A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kawazoe; 賢一川添
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ダイヤフラム押えとによってダイヤフラムを
挾み込むダイヤフラムプレートの回動を規制し、スプリ
ングの倒れを防ぐ。【構成】圧力容器２内でダイヤフラム５により画成し
たスプリング室７内に空気圧室６内の圧力に対向するス
プリング９を配設する。このスプリングとダイヤフラム
との間に介在したダイヤフラムプレート３０の外周に、
スプリング室内にあって駆動軸１０の上昇限または下降
限を設定するストッパ３２を突設する。このストッパの
内、外周のいずれかに突設した係合突部４０またはスト
ッパの一部に係合する回転防止部材４１を圧力容器内側
に固着または揺動自在に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体圧の変化に応じて
弁を開閉制御するために用いられるバルブ操作器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】流体制御弁に用いられるバルブ操作器
は、スプリングの反発力を利用して空気圧室にかかる空
気圧力に応じて所定の駆動ストロークを得るように弁軸
を作動させるもので、弁軸の駆動形式によって大別する
とダイヤフラムを用いたものと、ピストンおよびシリン
ダを用いたものの２種類が知られている。

【０００３】図６はダイヤフラム型バルブ操作器の従来
例を示している。このダイヤフラム型バルブ操作器１
は、上下に二分割形成され一体的に結合された鍋型の下
ケース２Ａと上ケース２Ｂとで構成される圧力容器２を
備え、この容器２を流体制御弁Ｖに一体的に設けられた
ヨーク３上に複数個のボルト４によって固定し、内部を
ダイヤフラム５によって２つの室６，７に画成してい
る。下方の室６は、制御信号となる空気圧Ｐが配管を経
て下ケース２Ａに設けられた空気圧供給口８より供給さ
れることで空気圧室（以下、空気圧室６という）を形成
する一方、上方の室７は空気圧Ｐと対向しダイヤフラム
５を空気圧室６の方向に付勢する圧縮コイルばねからな
る複数個のスプリング９が配設されることによりスプリ
ング室（以下、スプリング室７という）を形成してい
る。

【０００４】ダイヤフラム５は外周縁部が下ケース２Ａ
と上ケース２Ｂとの接合面によって挾持され、上面中央
部には皿状のダイヤフラムプレート１１と駆動軸１０の
上昇限を設定するコ字状の上限ストッパ１２が設けら
れ、下面中央部には駆動軸１０の下降限を設定するとと
もに、上限ストッパ１２とでダイヤフラム５を挾持して
その径方向の伸びを規制する下限ストッパを兼ねるダイ
ヤフラム押え１３が設けられている。

【０００５】駆動軸１０は、下ケース２Ａを摺動自在に
貫通して垂設され、上端部が前記下限ストッパを兼ねる
ダイヤフラム押え１３、ダイヤフラム５、ダイヤフラム
プレート１１および上限ストッパ１２を貫通し、その突
出端にナット１４が螺合されることにより前記ダイヤフ
ラム押え１３、ダイヤフラム５、ダイヤフラムプレート
１１および上限ストッパ１２を一体的に共締め固定し、
ダイヤフラム５とダイヤフラムプレート１１を上限スト
ッパ１２とダイヤフラム押え１３とによって挾持してい
る。一方、下ケース２Ａから外部に突出する駆動軸１０
の下端部は前記ヨーク３に設けられたガイド穴１５にＯ
リング１６を介して摺動自在に挿通され、下端が弁Ｖの
弁軸１７の上端にカップリング１８を介して連結されて
いる。

【０００６】１９はダイヤフラムプレート１１の上面に
設けられ各スプリング９を位置決めし移動を規制するた
めのスプリングプレート、２０はカップリング１８に設
けられた指針、２１は弁の弁開度を表示する目盛板、２
２はスプリング室７を大気に開放するための通気孔、２
３，２４は下ケース２Ａと上ケース２Ｂを一体的に結合
するボルトおよびナットである。

【０００７】ダイヤフラム押え１３による下限ストッパ
が下ケース２Ａの内面に当接した図６に示す状態におい
て、弁軸１７は下限位置にあって弁を全閉状態に保持し
ている。この状態から空気圧室６に所要の空気圧Ｐ
（１．４〜２．８Ｋｇ／ｃｍ²）を空気圧供給口８より
導入すると、空気圧室６内の圧力が上昇するため、ダイ
ヤフラム５はスプリング９に抗して上昇し、これにより
弁軸１７が駆動軸１０と一体に上昇して弁Ｖを供給空気
圧Ｐに応じて開く。そして、弁Ｖが全開状態（１００
％）になると上限ストッパ１２の上端面１２ａは上ケー
ス２Ｂの内面に近接して未だ当接せず、更に駆動軸が１
０が上昇してたとえば１１０％まで開くと上ケース２Ｂ
の内面に当接してばね９の応力の増加を抑える。空気圧
室６内の圧力が低下すると、ダイヤフラム５はスプリン
グ９の弾撥力によって下降復帰して弁Ｖを閉じる。

【０００８】ここで、このような空気圧Ｐの供給によっ
て弁軸１７を上昇させて弁Ｖを開く型式のものを逆作動
型バルブ操作器という。これに対し図６とは逆に、空気
圧室６とスプリング室７を上下逆に設け、空気圧Ｐの供
給によって弁軸１７を下降させて弁Ｖを閉じる型式のも
のを正作動型バルブ操作器という。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
バルブ操作器１によれば、ダイヤフラム５を、下限スト
ッパを兼ねるダイヤフラム押え１３とダイヤフラムプレ
ート１１との間に挾み、かつこのダイヤフラムプレート
１１を介して積層した上限ストッパ１２を駆動軸１０の
上端部にナット１４で締め付けて圧接することにより、
これらの部品を一体的に組立てていた。そして、これら
の部品は、駆動軸１０上にナット１４による締付けで得
られる摩擦力で一体化され、空気圧室６への空気圧Ｐの
供給に応じて弁軸１７を駆動するように上下動するよう
になっている。

【００１０】しかし、このように駆動軸１０の上端部に
ダイヤフラム押え１３、ダイヤフラム５、ダイヤフラム
プレート１１、上限ストッパ１２の四部品をナット１４
によって締付け固定する構造では、部品点数が多く、製
造、組付け作業が面倒であるばかりか、部品点数が多く
なると、振動等によりナット１４が緩み易くなるという
問題があった。

【００１１】そして、このような締付けによる圧接構造
では、経時的にナット１４の締付けが甘くなって緩みを
生じたり、ダイヤフラム５自体が経年変化によりへたっ
たりすると、部品どうしの圧接力が低下し前記摩擦力が
小さくなり、ダイヤフラムプレート１１が緩んで周方向
に回動してしまうことがあった。特に、このダイヤフラ
ムプレート１１には、圧力容器２の上ケース２Ｂとの間
にスプリング９が配設されているので、このダイヤフラ
ム１１が回動すると、スプリング９に倒れが生じて、弁
Ｖの開閉制御が行なえなくおそれがあった。

【００１２】すなわち、上述したバルブ操作器１におい
て、一端が上ケース２Ｂに、他端がダイヤフラムプレー
ト１１に当接した状態で配設されるスプリング９は、圧
力容器２内に設置されるとき、必ずしも垂直に立ってい
るわけでもなく、少しでも傾いて組み込まれていると伸
縮を繰り返すうちに、上ケース２Ｂが当接している方を
軸としてダイヤフラムプレート１１を回そうとする力が
働く。そして、このダイヤフラムプレート１１の回動を
規制するのは、上述したようなナット１４での締付けに
よる部品どうしの摩擦力だけではダイヤフラム５のへた
りによって効果がなってしまい、上述したようにスプリ
ング９が転倒してしまうことがある。

【００１３】特に、バルブ操作器１によれば、上述した
ようにスプリング９が転倒した場合、弁Ｖの開閉制御が
行えなくなり、たとえば弁Ｖが開放状態のままとなった
り、閉塞状態のままとなってしまうので、このようなス
プリング９の転倒問題を解決できる何らかの対策を講じ
ることが望まれている。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ダイヤフラムケースである密閉容器内で駆
動軸上にダイヤフラムに積層して締付け固定されるダイ
ヤフラムプレートの回転を防止し、スプリングの倒れが
生じないバルブ操作器を得ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した要請に応えるた
めに本発明に係るバルブ操作器は、圧力容器のダイヤフ
ラムにより画成されるスプリング室に空気圧室内の圧力
に対向して配設されるスプリングとダイヤフラムとの間
に介在されたダイヤフラムプレートを備え、このダイヤ
フラムプレート外周にスプリング室内で駆動軸の上昇限
または下降限を設定するストッパを突設するとともに、
このストッパの内、外周のいずれかに突設した係合突部
に、この係合突部の上下動を妨げない状態で係合する回
転防止部材を圧力容器内側に設けたのである。

【００１６】また、本発明に係るバルブ操作器は、圧力
容器のダイヤフラムにより画成されるスプリング室に空
気圧室内の圧力に対向して配設されるスプリングとダイ
ヤフラムとの間に介在されたダイヤフラムプレートを備
え、このダイヤフラムプレート外周にスプリング室内で
駆動軸の上昇限または下降限を設定するストッパを突設
するとともに、このストッパの一部に係合する回転防止
部材を圧力容器内側に揺動自在に設けたのである。

【００１７】

【作用】本発明によれば、ダイヤフラムプレートの外周
に突設したストッパの内、外周のいずれかに設けた係合
突部に、圧力容器内側に設けた回転防止部材を前記係合
突部の上下動を妨げない状態で係合させることによっ
て、ダイヤフラムプレートの回動を防止する。

【００１８】また、本発明によれば、ダイヤフラムプレ
ートの外周に突設したストッパの一部に、圧力容器内側
に揺動自在に設けた回転防止部材を係合させることによ
って、この回転防止部材の揺動動作によってダイヤフラ
ムプレートの回動を、その上下動にかかわらず防止す
る。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係るダイヤフラム型バルブ操
作器の一実施例を示す要部断面図、図２の（ａ），
（ｂ）はダイヤフラムプレートの平面図および断面図で
ある。なお、これらの図において、前述した図６と同一
または相当する部分には同一番号を付してその詳細な説
明は省略する。これらの図において、本実施例では、ダ
イヤフラムプレート３０をアルミニウム合金、鉄等の鋳
物によって円板状の底板部３０Ａと、底板部３０Ａの外
周部に略垂直に立設された環状の立上壁３０Ｂとからな
る皿状に形成している。また、底板部３０Ａの上面には
複数個のスプリング用受部３１を一体に突設し、かつ立
上壁３０Ｂの上面にも同じく複数個のストッパ３２を一
体に突設している。そして、このダイヤフラムプレート
３０は下限ストッパを兼ねるダイヤフラム押え１３とで
ダイヤフラム５を挾みナット１４によって駆動軸１０の
上端部に前記ダイヤフラム押え１３とともに固定されて
いる。

【００２０】前記スプリング用受部３１は、スプリング
９を位置決めしその移動を規制することにより図６に示
したスプリングプレート１９と同一の機能を果たすもの
で、使用するスプリング９の最小内径寸法より若干小さ
い外径を有するリング状の突起からなり、ダイヤフラム
プレート３０の周方向に４５°の間隔をおいて８個形成
されている。このスプリング用受部３１の数は、使用す
るスプリング９のばね定数等によって増減することがで
きる。また、前記底板部３０Ａの上面でスプリング用受
部３１の周りには、スプリング９がダイヤフラムプレー
ト３０の周方向および径方向に移動するのを規制する移
動規制用の突起３３がダイヤフラムプレート３０と一体
に突設されている。

【００２１】前記ストッパ３２は駆動軸１０の上昇時に
上ケース２Ｂの内面に当接することにより図６に示した
上限ストッパ１２と同様な機能を果たすもので、適宜の
幅を有したとえばダイヤフラムプレート３０の周方向に
９０°の間隔をおいて４個形成されている。ストッパ３
２の厚みは強度を高めるため立上壁３０Ｂの板厚より若
干厚く設定されており、その外側面が立上壁３０Ｂの外
周面と同一面を形成している。そして、底板部３０Ａの
中央には駆動軸１０が貫通する貫通孔３４が形成されて
いる。

【００２２】さらに、上述したダイヤフラムプレート３
０の外周に突設した複数のストッパ３２において、少な
くとも１個（本実施例では２個）のストッパ３２の外周
側に係合突部４０を突設している。一方、圧力容器２の
上ケース２Ｂにおける側壁部内側には、ダイヤフラムプ
レート３０の上下動による係合突部４０の動きを妨げな
い状態でこの係合突部４０に係合する回転防止部材４１
を固着している。ここで、図中４１ａは回転防止部材４
１に形成した係合突部４０が上下動自在に係入する係合
溝である。

【００２３】なお、上述した以外の構成は、前述した図
６に示す従来のバルブ操作器１と同様である。

【００２４】このような構成では、ダイヤフラムプレー
ト３０に上限ストッパを形成するストッパ３２と、スプ
リングプレートを形成するスプリング用受部３１と突起
３３を一体に形成しているので、上限ストッパとスプリ
ングプレートを別個に製作する必要がなく、部品点数お
よび組立工数を削減できる。そして、部品点数が少なく
できることから、ナット１４でダイヤフラム５、ダイヤ
フラム押え１３およびダイヤフラムプレート３０を駆動
軸１０に固定するだけでよいためナット１４の緩みを軽
減することができる。

【００２５】また、ストッパ３２をダイヤフラムプレー
ト３０の外周に突設しているので、スプリング９の大小
に関係なくその高さ、幅、厚み等を自由に決定すること
ができ、バルブ操作器の設計的自由度を拡げることがで
きる。したがって、スプリング９が大径のものであって
もストッパ３２と上ケース２Ｂとの接触面積を大きく設
定することができ、ストッパ３２が上ケース２Ｂに当接
した際に、上ケース２Ｂが変形したり、ストッパ自体が
破損したりするのを防止できる。さらに、このようなス
トッパ３２は立上壁３０Ｂの上縁より上方に延在してダ
イヤフラム５がダイヤフラムプレート３０の内側方向に
変形するのを規制するため、駆動軸１０の上昇時にダイ
ヤフラム５が大きく変形して立上壁３０Ｂの上縁に当接
したり、ダイヤフラムプレート３０の内側に入り込んだ
りすることが少なく、ダイヤフラム５の塑性変形、損
傷、破損等を少なくすることができる。

【００２６】さらに、上述した構成によれば、ダイヤフ
ラムプレート３０の外周に突設したストッパ３２の外周
側に設けた係合突部４０に、圧力容器２の上ケース２Ｂ
内側に設けた回転防止部材４１を係合突部４０の上下動
を妨げない状態で係合させることによって、ダイヤフラ
ムプレート３０の回転を防止することができる。したが
って、従来構造において、ナット１４の緩みやダイヤフ
ラム５のへたりにより生じていたダイヤフラムプレート
の回動を、ダイヤフラム５の上下動の如何にかかわら
ず、確実に防止することができる。

【００２７】また、上述した構造では、ダイヤフラムプ
レート３０が上下動したとしても、ダイヤフラム５等が
前記回転防止部材４１に当接する等の不具合は生じな
い。これは、回転防止部材４１が係合する係合突部４０
を、ダイヤフラムプレート３０の外周から所定の高さ位
置まで突設しているストッパ３２の外周側に設けてお
り、回転防止部材４１の上ケース２Ｂへの付設位置を高
い位置に設定できることによる。

【００２８】図３の（ａ）は本発明の別の実施例を示す
要部断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）におけるIII−I
II線で断面した図である。この実施例では、ダイヤフラ
ムプレート３０の回転を防止するために、その外周に突
設したストッパ３２における内周側に係合突部４０を設
けている。一方、これに対応して上カバー２Ｂの上端部
内側に、前記係合突部４０にその上下動を妨げない状態
で係合する係合溝を４１ａを有する断面略コ字状を呈す
る回転防止部材４１を垂下して設けた場合を示してい
る。

【００２９】そして、このような構成によっても、前述
した実施例と全く同様の作用効果が得られる。ここで、
上述した回転防止部材４１としては、同図の（ｃ）に示
すように、一対の係合片４１ｂ，４１ｃによって構成し
てもよい。

【００３０】図４は本発明の他の実施例を示す要部断面
図であり、同図においても前述した図１ないし図３等と
同一または相当する部分には同一番号を付して説明は省
略する。この実施例では、ダイヤフラムプレート３０の
外周に突設したストッパ３２の上端部に、周方向の両側
から係合する一対の係合片４２ａ，４２ｂからなる平面
視略コ字状を呈する回転防止部材４２を、圧力容器２の
上カバー２Ｂの側壁部に蝶番４３を介して上下方向に揺
動自在に設けている。

【００３１】このような構成によれば、ダイヤフラムプ
レート３０外周のストッパ３２の上端部両側に、回転防
止部材４２の係合片４２ａ，４２ｂで挾み込むように係
合させることにより、この回転防止部材４２の蝶番４３
を介しての揺動動作によってダイヤフラムプレート３０
の回転を、その上下動にかかわらず防止することができ
る。ここで、回転防止部材４２としては、ダイヤフラム
プレート３０に設けたストッパ３２の一個所または二個
所に係合させるとよい。

【００３２】図５は上述した図４に示した実施例の変形
例を示す。この実施例では、ダイヤフラムプレート３０
の外周に突設したストッパ３２の上端部で周方向の両側
に係合突起４４ａ，４４ｂを設け、この係合突起４４
ａ，４４ｂとダイヤフラムプレート３２の外周部上縁と
の間に、コ字状の回転防止部材４２の係合片４２ａ，４
２ｂを係合させて設けた場合を示している。このような
構成によれば、上述した実施例と同様の作用効果が得ら
れ、また回転防止部材４２が蝶番４３によって不用意に
回転してストッパ３２から外れるといった不具合を生じ
るおそれもない。したがって、本発明を、逆作動型のバ
ルブ操作器１に適用する際に効果的である。

【００３３】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、各部の構造、形状等を適宜変更できることは勿
論である。たとえば本発明を特徴づけるストッパ３２に
設けた係合突部４０、係合突起４４ａ，４４ｂ、さらに
ストッパ上端部の形状等としては、種々の変形例が考え
られる。勿論、これに対応させて回転防止部材４１，４
２の形状等を変形すればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るバルブ
操作器によれば、ダイヤフラムプレートの外周に突設し
たストッパの内、外周のいずれかに突設した係合突部
に、この係合突部の上下動を妨げない状態で係合する回
転防止部材を圧力容器内側に固着して設けたり、あるい
はストッパの一部に係合する回転防止部材を圧力容器内
側に揺動自在に設けることにより、簡単な構成であるに
もかかわらず、ダイヤフラムケースである密閉容器内で
駆動軸上にダイヤフラムに積層して締付け固定されるダ
イヤフラムプレートの回動を確実に防止することができ
る。

【００３５】したがって、本発明によれば、従来問題で
あったダイヤフラムプレートの回動に伴なうスプリング
の倒れという問題を生じることがなく、所要のバルブ制
御を行なえる。また、本発明によれば、従来のダイヤフ
ラムプレートよりも高い位置にストッパがあるので、ダ
イヤフラム等の変形を規制することが可能で、バルブ操
作器としてのストロークをそれだけ長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイヤフラム型のバルブ操作器
の一実施例を示す要部断面図である。

【図２】（ａ）はダイヤフラムプレートの平面図、
（ｂ）は同プレートの断面図である。

【図３】（ａ）は本発明に係るバルブ操作器の別の実
施例を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III線断
面図、（ｃ）は（ｂ）の変形例を示す図である。

【図４】本発明のバルブ操作器の他の実施例を示す要
部断面図である。

【図５】図４のバルブ操作器の変形例を示す要部断面
図である。

【図６】ダイヤフラム型のバルブ操作器の従来例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１…バルブ操作器、２…圧力容器、２Ａ…下ケース、２
Ｂ…上ケース、３…ヨーク、５…ダイヤフラム、６…空
気圧室、７…スプリング室、８…空気圧供給口、９…ス
プリング、１０…駆動軸、１３…下限ストッパを兼ねる
ダイヤフラム押え、１７…弁軸、３０…ダイヤフラムプ
レート、３１…スプリング用受部、３２…ストッパ、４
０…係合突部、４１，４２…回転防止部材、４１ａ…係
合溝、４１ｂ，４１ｃ；４２ａ，４２ｂ…係合片、４３
…蝶番、４４ａ，４４ｂ…係合突起。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部をダイヤフラムによって空気圧室と
スプリング室とに画成した圧力容器と、前記スプリング
室内に配設され前記空気圧室内の圧力に対向するスプリ
ングと、このスプリングと前記ダイヤフラムとの間に介
在されたダイヤフラムプレートとを備え、前記スプリン
グ室内にあって駆動軸の上昇限または下降限を設定する
ストッパを前記ダイヤフラムプレートの外周に突設する
とともに、このストッパの内、外周のいずれかに突設し
た係合突部に係合する回転防止部材を前記圧力容器内側
に設けたことを特徴とするバルブ操作器。
【請求項２】内部をダイヤフラムによって空気圧室と
スプリング室とに画成した圧力容器と、前記スプリング
室内に配設され前記空気圧室内の圧力に対向するスプリ
ングと、このスプリングと前記ダイヤフラムとの間に介
在されたダイヤフラムプレートとを備え、前記スプリン
グ室内にあって駆動軸の上昇限または下降限を設定する
ストッパを前記ダイヤフラムプレートの外周に突設する
とともに、前記ストッパの一部に係合する回転防止部材
を、前記圧力容器内側に揺動自在に設けたことを特徴と
するバルブ操作器。