JPS626361Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流体通路中に設けた弁を、異常事態
の発生等に応じて緊急的に開又は閉に操作する装
置に関するものである。

例えば船舶用機関の燃料パイプライン又はタン
カーの原油輸送用パイプライン等には、そのパイ
プライン中に設けた弁を、火災事故等の発生に応
じて緊急的に遮断操作したり、開放操作したりす
ることが行われる。この場合、従来の装置は日本
工業規格Ｆ−7399−1978に規格され、これは第１
図に示すように、流体通路中における弁箱１内の
弁体２に連結した操作軸３の雄ねじ部４を、弁箱
１に固着した弁保持部材５の個所において、当該
弁保持部材５に回転自在に軸支したハンドル６付
き雌ねじ軸７内に螺合し、弁保持部材５と操作軸
３との間に弁体２を閉方向に付勢する緊急操作用
ばね８を蓄圧状態で介挿する一方、前記雌ねじ軸
７外周と弁保持部材５の内周との両方に、これら
の軸線と直角方向に半円形孔９，１０を穿設し、
該半円形孔９，１０に断面半円形状のロツクピン
１１を回転自在に挿入することにより、雌ねじ軸
７を弁保持部材５に対して摺動不能に保持し、異
常事態の発生に応じて前記ロツクピン１１を、そ
の一端に固着したレバー１２を介して回動して、
弁保持部材５に対する雌ねじ軸７の保持を解除す
ることにより、弁箱１内の弁体２を緊急操作用ば
ね８のばね力にて緊急的に閉じるようにしたもの
であつた。

ところがここにおけるロツクピン１１には、緊
急操作用ばね８のばね力の全部が作用していて、
その回転には可成りの抵抗が作用するから、ロツ
クピン１１をレバー１２を介して回動する場合、
レバー１２に加える操作力とロツクピン１１を所
定の回転角度だけ回転するのに必要な操作ストロ
ークとは反比例し、レバー１２の長さを短くすれ
ば操作ストロークは短くなる反面大きな操作力を
必要とし、レバー１２の長さを長くすれば操作力
は軽くなる反面操作ストロークが増大するので、
装置が大型になると共に、レバー１２の回転開始
から弁体の閉までの間の可成り時間的遅れを生ず
るのであり、また、このレバー１２をソレノイド
等のアクチエータで回転操作する場合、該ソレノ
イド等のアクチエータとしては、長いストローク
ものとか、大きい操作力を発生するものにしなけ
ればならず、従つて大型で重いソレノイド等のア
クチエータになるから、これまた装置が大型にな
ると共に、重量が増大するのであつた。

本考案は、この種の緊急開閉弁における操作装
置の小型、軽量化を図ると共に、時間的な遅れを
低減することを目的とするものであつて、このた
め本考案は、ケーシング内に軸方向に摺動自在に
軸支した操作軸を、流体通路中の弁に当該操作軸
の軸方向への摺動によつて前記弁が開閉するよう
に連結し、この操作軸に前記弁を閉又は開方向に
付勢する緊急操作用ばねを蓄圧状態で装着して成
る緊急開閉弁において、前記操作軸の外周面には
その円周方向に延びる第１環状溝を設け、この操
作軸における第１環状溝の外側には、前記ケーシ
ング内に操作軸の軸方向に摺動自在に嵌挿したス
リーブを摺動自在に被嵌し、該スリーブの内周孔
を前記緊急操作用ばねにおけるばね力の方向とは
逆方向に向つて末広がりのテーパ面に形成して、
このテーパ面と前記操作軸との間に第１ボール
を、当該第１ボールの一部が前記第１環状溝に嵌
まるように挿入する一方、前記スリーブの外周面
にはその円周方向に延びる第２環状溝を設け、該
第２環状溝に、前記ケーシングに操作軸の軸方向
に摺動自在に保持するようにして設けた第２ボー
ルを係合し、前記ケーシングには前記第２ボール
を第２環状溝に係合する位置と、この係合状態か
ら離脱する位置とに作動させるようにした手段を
設けたことを特徴とするものである。

以下本考案を、流体通路中の弁がバタフライ弁
である場合このバタフライ弁の緊急操作用に適用
したときの実施例について説明すると、図におい
て２０は流体通路１９中に設けたバタフライ弁を
示し、該バタフライ弁２０は、弁箱２１と該弁箱
２１内で回転する弁体２２と該弁体２２が取付く
弁軸２３とからなり、前記バタフライ弁２０にお
ける弁箱２１に取付くケーシング２４内には、前
記弁軸２３の軸線と直角方向に延びる操作軸２５
を摺動及び回転自在に軸支し、前記ケーシング２
４における弁軸２３には溝２６付きレバー２７を
固着する一方、前記操作軸２５上に回転自在で且
つ摺動不能に被嵌のスリーブ２８にピン２９を設
け、該ピン２９を前記レバー２７における溝２６
に係合することにより、前記操作軸２５の軸方向
への摺動にてバタフライ弁２０における弁体２２
が開閉回動するように構成されている。

前記操作軸２５の一端には雄ねじ部３０を設
け、該雄ねじ部３０を操作軸２５に回転自在に被
嵌した中空軸３１における雌ねじ部３２に螺合
し、前記中空軸３１に固着したばね受板３３を、
前記ケーシング２４に取付くシリンダ状ばねケー
ス３４内に回転不能で且つ摺動自在に挿入し（こ
のばね受板３３の外周面に突出したピン４０がば
ねケース３４に設けた長溝孔３３ａに嵌まつてい
る）、該ばね受板３３と前記ばねケース３４の終
端板３５との間には、前記操作軸２５をバタフラ
イ弁２０における弁体２２の閉方向に付勢する緊
急操作用ばね３６が蓄圧状態で介挿されている。
一方、前記操作軸２５の他端をスプライン軸３７
に形成し、該スプライン軸３７に回転不能で且つ
摺動自在に被嵌したスリーブ３８を、前記ケーシ
ング２４内にブラケツト３９を介して軸支し、こ
のスリーブ３８をハンドル又は減速モータ（いず
れも図示せず）等にて回転するように構成する。

５０は、前記緊急操作用ばね３６の蓄圧状態を
解除するための手段であつて、該手段５０は、前
記中空軸３１の外周面にその円周方向に延びるよ
うに設けた第１環状溝４１、この第１環状溝４１
の個所における操作軸２５の外周と前記ケーシン
グ２４内との間に摺動自在に嵌挿したスリーブ４
２、及び該スリーブ４２の外周面にその円周方向
に延びるように設けた第２環状溝４３、更には第
１ボール４４及び第２ボール４５とからなり、前
記スリーブ４２の内周孔を前記緊急操作用ばね３
６におけるばね力の方向とは逆方向に向つて末広
がりのテーパ面４６に形成し、該テーパ面４６と
操作軸２５との間に前記第１ボール４４を、当該
第１ボール４４の一部が第１環状溝４１に嵌まる
ように挿入する一方、前記第２ボール４５を、前
記ケーシング２４に前記操作軸２５の軸線に対し
て直角方向に穿設した孔４７に挿入して保持し、
その一部を前記第２環状溝４３に係合する。

そして、４８は、前記第２ボール４５を第２環
状溝４３に係合する位置と、この係合状態から離
脱する位置とに作動させるようにした手段として
の一つの実施例であるソレノイドを示し、該ソレ
ノイド４８は、前記ケーシング２４にそのロツド
４９が前記孔４７に嵌まるように取付き、非通電
状態のときロツド４９が孔４７内に突出して前記
第２ボール４５を第２環状溝４３に係合する位置
に保持し、通電によつてロツド４９が後退するこ
とにより前記第２ボール４５の第２環状溝４３へ
の係合状態を解除するように構成されている。な
お、５１は第１ボール４４に対する押えリングで
ある。

この構成において、ケーシング２４における孔
４７に嵌まつてこれに保持される第２ボール４５
は、その一部がスリーブ４２における第２環状溝
４３に係合して、スリーブ４２の摺動を阻止する
一方、該スリーブ４２におけるテーパ面４６に接
当する第１ボール４４は、その一部が操作軸２５
に螺合する中空軸３１における第１環状溝４１に
嵌まつて、中空軸３１ひいては操作軸２５の緊急
操作用ばね３６のばね力による摺動を阻止するか
ら、バタフライ弁２０は、開の状態に保持され
る。

この場合において緊急操作用ばね３６のばね力
は、前記第１ボール４４及び第２ボール４５によ
り減殺されたのちソレノイド４８にて支持される
のである。すなわち、第４図に示すように、まず
第１環状溝４１に嵌まる第１ボール４４における
Ａ点に緊急操作用ばね３６のばね力Ｆが、操作軸
２５の軸線方向に作用し、このばね力Ｆの内ボー
ルの中心点に向かう分力Ｆ１は、各部に摩擦がな
いとすれば、 F1＝Fcosθ_１ このＦ１のうち操作軸２５の軸線方向の分力Ｆ２
と、第１ボール４４のテーパ面４６への接触点Ｂ
方向の分力Ｆ３とは、 F3＝F1sinθ_１／cosθ_２ F2＝F1cosθ_１−F3sinθ_２ テーパ面４６に対する分力Ｆ３のうち操作軸２５
の軸線方向の分力Ｆ４は、 F4＝F3sinθ_２ となり、このＦ２とＦ４との合計Ｆ５が、第２環
状溝４３の第２ボール４５への接触点Ｃに対して
操作軸２５の軸線方向に作用し、このＦ５のうち
第２ボール４５の中心点に向かう分力Ｆ６は、 F6＝F5cosθ_３であり、 このＦ６のうち操作軸２５の直角方向の分力ｆ
（ｆ＝F6sinθ_３）が、前記ソレノイド４８のロ
ツド４９に対してその軸線方向に作用するから、
結局前記緊急操作用ばね３６のばね力Ｆをソレノ
イド４８にて支持するときの力ｆは、 ｆ＝Fcosθ_１・cosθ_３・sinθ_３ に減殺されるのであり、従つて、前記ソレノイド
４８としては、比較的小さい操作力を有するもの
で良いのである。

この場合、他の実施例として、第５図に示すよ
うに、第１ボール４４をリテーナー５２における
孔５３に嵌めて保持するようにすれば、当該第１
ボール４４に作用する操作軸２５の軸線方向の分
布Ｆ２は、リテーナー５２にて支持されてスリー
ブ４２には作用しないので、前記ｆはより減殺さ
れるのである。

そして、異常事態が発生すると、前記ソレノイ
ド４８に通電して、そのロツド４９を後退するこ
とにより、第２ボール４５が第２環状溝４３から
外れてスリーブ４２が摺動し、このスリーブ４２
の摺動に伴つて、第１ボール４４が第１環状溝４
１から外れるので、前記緊急操作用ばね３６の蓄
圧状態が開放されて、この緊急操作用ばね３６の
ばね力にて操作軸２５が摺動することにより、バ
タフライ弁２０の弁体２２が90度回転して流体通
路を閉塞するのであり、この緊急の操作は、第２
ボール４５を第２環状溝４３から外脱するだけで
良いから、その操作ストロークは著しく小さいの
である。

なお、前記閉塞状態のバタフライ弁２０を元の
開状態に戻すには、操作軸２５の他端のスプライ
ン軸３７に被嵌するスリーブ３８にて操作軸２５
を回すことにより、その一端における雄ねじ３０
に螺合する中空軸３１が、緊急操作用ばね３６を
圧縮しつつ第３図において右方向に移動し、当該
中空軸３１における第１環状溝４１に第１ボール
４４が、スリーブ４２における第２環状溝４３に
第２ボール４５が各々嵌まる位置まで移動した時
点で、ソレノイド４８のロツド４９を突出して、
前記の保持状態にしたのち、操作軸２５をスリー
ブ３８を介して更に回すことで、バタフライ弁２
０における弁体２２は開いて、元のセツト状態に
復帰するのである。

また、前記実施例は、操作軸２５の雄ねじ３２
に螺合する中空軸３１に第１環状溝４１を設けた
場合であつたが、第１環状溝４１は操作軸２５に
直接的に設けても良く、前記緊急操作用ばね３６
の方向を逆向きにすることによつて、バタフライ
弁２０を異常事態の発生に応じて、緊急遮断する
ことができるのであり、更に、本考案は前記実施
例のバタフライ弁に限らずストツプ弁等他の形式
の弁についても同様に適用できることはいうまで
もない。

以上実施例について説明したが本考案は、ケー
シング内に軸方向に摺動自在に軸支した操作軸
を、流体通路中の弁に当該操作軸の軸方向への摺
動によつて前記弁が開閉するように連結し、この
操作軸に前記弁を閉又は開方向に付勢する緊急操
作用ばねを蓄圧状態で装着して成る緊急開閉弁に
おいて、前記操作軸の外周面にはその円周方向に
延びる第１環状溝を設け、この操作軸における第
１環状溝の外側には、前記ケーシング内に操作軸
の軸方向に摺動自在に嵌挿したスリーブを摺動自
在に被嵌し、該スリーブの内周孔を前記緊急操作
用ばねにおけるばね力の方向とは逆方向に向つて
末広がりのテーパ面に形成して、このテーパ面と
前記操作軸との間に第１ボールを、当該第１ボー
ルの一部が前記第１環状溝に嵌まるように挿入す
る一方、前記スリーブの外周面にはその円周方向
に延びる第２環状溝を設け、該第２環状溝に、前
記ケーシングに操作軸の軸方向に摺動自在に保持
するようにして設けた第２ボールを係合し、前記
ケーシングには前記第２ボールを第２環状溝に係
合する位置と、この係合状態から離脱する位置と
に作動させるようにした手段を設けて成る緊急開
閉弁の操作装置であつて、緊急操作用ばねによる
大きなばね力を、第１ボール及び第２ボールの２
つのボールによつて小さな力に減殺して支持でき
て、操作力を著しく軽減できる一方、緊急操作時
には、第２ボールを第２環状溝から外脱する分後
退するだけでよくて操作ストロークが著しく短い
ら、頭記した従来のもののような流体通路中の弁
の開又は閉に対する時間的遅れを短縮できると共
に、操作装置の大型化を回避できるのであり、ま
た、ソレノイド等のアクチエータで操作する場合
においては、当該ソレノイド等のアクチエータと
して、長いストロークを有するものとか、大きい
操作力を有するものとか、従つて、小型で、軽量
且つ安価なソレノイド等のアクチエータを使用で
きる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の緊急弁の縦断正面図、第２図〜
第５図は本考案の実施例を示し、第２図は縦断正
面図、第３図は第２図の−視断面図、第４図
は第３図の要部拡大図、第５図は別の実施例にお
ける要部拡大図である。 １９…流体通路、２０…バタフライ弁、２２…
弁体、２３…弁軸、２４…ケーシング、２５…操
作軸、３１…中空軸、４１…第１環状溝、４２…
スリーブ、４３…第２環状溝、４４…第１ボー
ル、４５…第２ボール、４６…テーパ面、４８…
ソレノイド、４９…ロツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシング内に軸方向に摺動自在に軸支した操
   作軸を、流体通路中の弁に当該操作軸の軸方向へ
   の摺動によつて前記弁が開閉するように連結し、
   この操作軸に前記弁を閉又は開方向に付勢する緊
   急操作用ばねを蓄圧状態で装着して成る緊急開閉
   弁において、前記操作軸の外周面にはその円周方
   向に延びる第１環状溝を設け、この操作軸におけ
   る第１環状溝の外側には、前記ケーシング内に操
   作軸の軸方向に摺動自在に嵌挿したスリーブを摺
   動自在に被嵌し、該スリーブの内周孔を前記緊急
   操作用ばねにおけるばね力の方向とは逆方向に向
   つて末広がりのテーパ面に形成して、このテーパ
   面と前記操作軸との間に第１ボールを、当該第１
   ボールの一部が前記第１環状溝に嵌まるように挿
   入する一方、前記スリーブの外周面にはその円周
   方向に延びる第２環状溝を設け、該第２環状溝
   に、前記ケーシングに操作軸の軸方向に摺動自在
   に保持するようにして設けた第２ボールを係合
   し、前記ケーシングには前記第２ボールを第２環
   状溝に係合する位置と、この係合状態から離脱す
   る位置とに作動させるようにした手段を設けて成
   る緊急開閉弁の操作装置。