緊急遮断弁

【課題】電動アクチュエータを大型化することなく、ウェイトの下降を阻止する係止レバーを速やかに揺動させる。
【解決手段】電動アクチュエータ３０のロッドを前進又は後退させることにより係止レバー１０を揺動させ、ウェイト６の下降により弁軸５を弁体２の閉弁状態へと回転させる緊急遮断弁１において、前記係止レバー１０の他端に主軸２１をピン接続し、固定のフレームＦに主動節をピン接続し、主軸２１と主動節とを従動節でピン接続により連結する。電動アクチュエータ３０のロッドは横向きに配置されて、そのロッドが主動節と従動節との節点に接続される。ロッドが前進又は後退して節点が横方向に移動し、主軸２１が下方へ移動し係止レバー１０を揺動させる。係止レバー１０のストロークに対し、ロッドのストロークは相対的に長いものとなるので、電動アクチュエータ３０の容量を大型化することなく係止レバー１０を速やかに揺動させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道、水力発電所等の配管に設置され、大地震等の緊急時に自動的に又は手動でその管路を遮断する緊急遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の緊急遮断弁は、例えば、図５に示すように、弁箱３の内部に挿通して設けた弁軸５に弁体２が取り付けられている。その回転弁の弁箱３が管路ｐに介在して設けられ、その弁軸５の一端に、その弁軸５とともにその軸周りに回動するアーム７を取り付け、アーム７の先端にはそのアーム７と一体に回動するようにウェイト６を設けている。
【０００３】
また、前記弁箱３に固定されたフレームＦに、長尺の係止レバー１０が設けられ、その係止レバー１０は上下方向に揺動可能にその長さ方向中程を揺動軸９で支持されている。その係止レバー１０の一端下面に、前記アーム７に設けた係止ピン７ａが嵌まる凹状の係止部１１を形成している。
さらに、係止レバー１０の他端には、上下方向に配置された電動アクチュエータ３０のロッド３１の上端がピン接続されている。
【０００４】
図６に実線で示すように、係止レバー１０の係止部１１がアーム７の係止ピン７ａに係止されているとき、前記ウェイト６の下降は阻止されて弁体２は開弁状態（全開状態）に維持されている。
【０００５】
地震発生等の所定の信号を受信すると、前記電動アクチュエータ３０が自動的に動作して、図６に矢印Ａで示すように、ロッド３１が下方に向かって後退する。このロッド３１の後退により、前記係止レバー１０が揺動し、その他端が下方に向かって移動する（図中矢印Ｂ参照）。係止レバー１０の揺動により、その一端が上方に向かって移動し（図中矢印Ｃ参照）、前記係止部１１と係止ピン７ａとが離脱し、前記ウェイト６の下降阻止が解除される。前記ウェイト６はその自重により下降して前記アーム７を回動させ（図中矢印Ｄ参照）、そのアーム７の回動により前記弁軸５を弁体２の開弁状態から閉弁状態へと回転させ、管路ｐを遮断する。図６の鎖線は、閉弁状態（全閉状態）を示している。
【０００６】
また、その閉弁状態から、電動アクチュエータ３０を逆方向へ動作させて、そのロッド３１を上方へ向かって前進させるとともに、クラッチを備えた復帰装置４０（図５参照）を操作することにより弁軸５及びアーム７を、図７に矢印Ｅで示す方向へ回転させ、その弁軸５の回転とともに弁体２を前記開弁状態に向かって回転させる。
【０００７】
アーム７のピン７ａが、図７に示す矢印Ｆの方向へ動けば、係止レバー１０は図中矢印Ｇの方向へ押し上げられ、アーム７のピン７ａが係止レバー１０の係止部１１に係止される。この係止により、アーム７及びウェイト６は当初の下降阻止状態に復帰し、弁体２は前記開弁状態に復帰する。
【０００８】
なお、前記係止レバー１０は、バネ等の弾性部材によって、その係止部１１がアーム７のピン７ａに係止する側へ付勢されている。このため、前記下降阻止状態において、係止レバー１０には、係止方向へ向かってある程度の力が掛けられている状態であるといえる。
【特許文献１】特開２００２−７１０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の緊急遮断弁によると、弁体２を開弁状態（全開状態）から閉弁状態（全閉状態）へと緊急遮断する際に、係止レバー１０の係止部１１がアーム７の係止ピン７ａに噛み込んで、スムースに下降阻止状態を解除できないことがある。
【００１０】
これは、係止レバー１０の係止部１１には、図８に示す矢印Ｈ方向にウェイト６の自重による回動力（係止ピン７ａを移動させようとする力）が作用しており、電動アクチュエータ３０が係止レバー１０を矢印Ｉ方向へ揺動させる際に、その矢印Ｈ方向の力の分力Ｈ’，Ｈ”のうち、水平方向の分力Ｈ”により、係止部１１と係止ピン７ａとの間に摩擦力が生じる。その摩擦力により、係止レバー１０が動きにくい状態になるからであると考えられる。
【００１１】
また、特に、直径数メートルにも及ぶ大径の管路ｐに介在して設けられる緊急遮断弁は、著大な流体圧に抗して弁体２を閉弁できるよう、ウェイト６の重量も相当大きなものとなっている。このため、前記摩擦力に抗して係止レバー１０を揺動させる電動アクチュエータ３０に求められる容量も大きくなる。電動アクチュエータを大型化することは、設備のコスト高騰やメンテナンスの煩雑化を招くので好ましくない。
【００１２】
そこで、この発明は、電動アクチュエータを大型化することなく、ウェイトの下降を阻止する係止レバーを速やかに揺動させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明は、回転弁の弁体と一体に回転する弁軸と、上下方向へ回動可能でその回動により前記弁軸を回転させるアームと、そのアームと一体に回動するように設けられたウェイトと、上下方向に揺動自在の係止レバーと、その係止レバーの一端に形成された係止部と、進退自在のロッドを有する電動アクチュエータとを備え、前記係止部が前記ウェイトの下降を阻止することにより前記弁体を開弁状態に維持するとともに、前記電動アクチュエータのロッドが前進又は後退することにより前記係止レバーを揺動させて前記係止部による前記ウェイトの下降阻止が解除され前記ウェイトはその自重により下降して前記アームを回動させ、そのアームの回動により前記弁軸を弁体の開弁状態から閉弁状態へと回転させる緊急遮断弁において、前記電動アクチュエータは前記ロッドが横向きになるように配置されて、そのロッドがリンク機構を介して前記係止レバーの他端に接続されており、前記リンク機構は、前記係止レバーの他端にその係止レバーの揺動軸の軸方向と同方向のピンを介して回転自在に接続される主軸と、固定のフレームに前記揺動軸の軸方向と同方向のピンを介して回転自在に接続される主動節と、前記主軸と前記主動節との間にそれぞれ前記揺動軸と同方向のピンを介して回転自在に連結される従動節とを備え、前記電動アクチュエータのロッドは前記主動節又は従動節に接続されており、前記ロッドが前進又は後退することにより、前記主動節と従動節との節点が横方向に移動して、その節点の移動により前記主軸が下方へ移動して前記係止レバーを揺動させる構成を採用した。
【００１４】
この構成によれば、係止レバーの他端における揺動方向のストロークに対し、それに対応する電動アクチュエータのロッドの進退方向へのストロークは相対的に長いものとなる。このため、電動アクチュエータによる小さな入力に対し、係止レバーを揺動させるための大きな出力を得ることができる。
すなわち、係止レバーによるウェイトの下降阻止状態を解除させるために必要な電動アクチュエータのトルクを低減することができ、電動アクチュエータの容量を大型化することなく、ウェイトの下降を阻止する係止レバーを速やかに揺動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、電動アクチュエータの容量を大型化することなく、ウェイトの下降を阻止する係止レバーを速やかに揺動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
一実施形態の緊急遮断弁１を図１乃至図３に基づいて説明する。この緊急遮断弁１の主たる構成は従来例と同様であるので、以下、その従来例との差異点を中心に説明する。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、ウェイト６を備えたアーム７は、弁体２と一体に回転する弁軸５に固定されている。その弁軸５と並行に設けられた揺動軸９によって、係止レバー１０がフレームＦに対して上下方向に揺動自在に設けられ、その係止レバー１０の一端下面に凹状の係止部１１が設けられている。
【００１８】
その係止部１１が、アーム７に設けられた係止ピン７ａに係止して、前記ウェイト６及びアーム７の下降を阻止し、弁体２が開弁状態に維持される（図１に示す実線及び破線で示す状態を参照）。
また、前記係止レバー１０の他端が下方に向かって移動すると（図中矢印Ｂ参照）、係止部１１と係止ピン７ａとが離脱し（図中矢印Ｃ参照）、前記ウェイト６の下降阻止が解除される。ウェイト６はその自重により下降して前記アーム７を回動させ（図中矢印Ｄ参照）、そのアーム７の回動により前記弁軸５を弁体２の開弁状態から閉弁状態へと回転させ、管路ｐを遮断するようになっている（図中に示す鎖線状態を参照）。
【００１９】
その係止レバー１０を揺動させる機構として、係止レバー１０の他端には、前記リンク機構２０を介して電動アクチュエータ３０のロッド３１が接続されている。
【００２０】
リンク機構２０の構成を説明すると、図２に示すように、前記係止レバー１０の他端にその係止レバー１０の揺動軸９の軸方向と同方向のピン２１ａを介して主軸２１の上端が前記ピン２１ａ周りに回転自在に接続されている。
また、弁箱３に一体に固定されたフレームＦには、前記揺動軸９の軸方向と同方向のピン２３ａを介して主動節２３の下端が前記ピン２３ａ周りに回転自在に接続されている。
その主軸２１と主動節２３との間に、それぞれ前記揺動軸９と同方向のピン２１ｂ，２３ｂを介して従動節２２が前記両ピン２１ｂ，２３ｂ周りに回転自在に連結されている。
【００２１】
前記電動アクチュエータ３０は、そのロッド３１が係止レバー１０の一端側に向くように水平方向に配置されており、そのロッド３１の先端が前記主動節２３と従動節２２とを繋ぐピン２３ｂ（節点ｐ）に接続されている。
【００２２】
また、電動アクチュエータ３０の本体３０ａは、前記揺動軸９と同方向のピン１０ｂを介してフレームＦに回転自在に支持されている。
【００２３】
さらに、主軸２１は筒状のガイド部材２５とともに昇降するようになっており、そのガイド部材２５内にフレームＦに固定されたガイド軸２４が進退可能に収納されている。このため、主軸２１の昇降は、そのガイド部材２５及びガイド軸２４によって上下方向に案内されている。
【００２４】
図３に矢印Ｊで示すように、ロッド３１が図中左側に向かって後退することにより、前記主動節２３と従動節２２との節点ｐが同方向に移動する。
その節点ｐの移動により、前記主軸２１が矢印Ｋに示すように下方へ移動して（図１に示す矢印Ａ参照）、前記係止レバー１０の他端を下方に向かって揺動させる（図１に示す矢印Ｂ参照）。
【００２５】
図３に示すＷ１は係止レバー１０の揺動ストロークを、Ｗ２はその揺動ストロークＷ１を生じさせるのに必要なロッド３１の後退量を示す。ウェイト６及びアーム７の下降阻止状態からそれを解除させるに至るまでの、初期における係止レバー１０の揺動ストロークＷ１は、それに対応するロッド３１の後退量Ｗ２との間に、
Ｗ２＞Ｗ１
の関係が成立する。
【００２６】
このため、リンク機構２０によれば、電動アクチュエータ３０による小さな入力に対し、係止レバー１０を揺動させるための大きな出力を得ることができる。すなわち、電動アクチュエータ３０の容量を大型化することなく、係止レバー１０を速やかに揺動させることができる。
【００２７】
なお、前記電動アクチュエータ３０のロッド３１が後退することにより、係止レバー１０が揺動して前記係止部１１による前記ウェイト６の下降阻止が解除された後、ウェイト６の下降、アーム７の回動、弁軸５及び弁体２の閉弁状態への回転は、従来例と同様である。
また、前記係止レバー１０がアーム７の係止ピン７ａに係止された状態（前記下降阻止状態）に復帰させる操作も従来例と同様である。
【００２８】
また、前記下降阻止状態において、係止レバー１０には係止部１１を通じて、ウェイト６の自重による図８に示す矢印Ｈ方向の力が作用する。この矢印Ｈ方向の力は、図中矢印Ｈ’で示す鉛直下向きの分力によって、係止レバー１０を係止解除方向Ｉと逆方向に揺動させる力を生じさせている。
このため、電動アクチュエータ３０には、それらの力がロッド３１を前進させる方向への引張り力として常に作用している状態である。この引張り力は、電動アクチュエータ３０が備えるギヤ機構、モーターＭ等に伝わるので、それらのギヤ機構、モーターＭ等の耐久性に少なからず影響を及ぼしていると考えられる。
【００２９】
この点、上記リンク機構２０を備えた本願の構成によれば、そのギヤ機構、モーターＭ等に伝わる力がリンク機構２０によってフレームＦ等へ分散されるので、電動アクチュエータ３０の耐久性向上にもその効果が期待できる。
【００３０】
また、小さな電動アクチュエータ３０で大口径の緊急遮断弁に対応できることから、その電動アクチュエータ３０を取り付ける位置、レイアウトの自由度が増し、設計上の利点が多いといえる。
【００３１】
他の実施形態を図４に示す。この実施形態は、前記電動アクチュエータ３０の向きを逆に配置したものである。すなわち、電動アクチュエータ３０のロッド３１は、係止レバー１０の一端から他端側に向くように水平方向に配置されている。このため、ロッド３１が図中左側に前進すれば、係止レバー１０が揺動して前記下降阻止状態が解除できるようになっている。他の構成は、前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３２】
なお、上記各実施形態において、電動アクチュエータ３０のロッド３１の先端は、前記主動節２３と従動節２２とを繋ぐピン２３ｂ（節点ｐ）に接続したが、ロッド３１の先端を主動節２３又は従動節２２に直接接続することは差し支えない。その接続する位置も、主動節２３又は従動節２２の前記節点ｐに近い位置であってもよいし、主動節２３又は従動節２２の長さ方向中ほど等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施形態を示す正面図
【図２】同実施形態の要部拡大図
【図３】図２の作用図
【図４】他の実施形態を示す正面図
【図５】従来例の斜視図
【図６】従来例の正面図
【図７】従来例の正面図
【図８】係止レバーと係止ピンとの作用を示す説明図
【符号の説明】
【００３４】
１緊急遮断弁
２弁体
３弁箱
５弁軸
６ウェイト
７アーム
７ａピン
１０係止レバー
１１係止部
２０リンク機構
２１主軸
２２従動節
２３主動節
２４ガイド軸
２５ガイド部材
３０電動アクチュエータ
３１ロッド
４０復帰装置
Ｆフレーム
Ｍモーター
ｐ節点

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転弁の弁体２と一体に回転する弁軸５と、上下方向へ回動可能でその回動により前記弁軸５を回転させるアーム７と、そのアーム７と一体に回動するように設けられたウェイト６と、上下方向に揺動自在の係止レバー１０と、その係止レバー１０の一端に形成された係止部１１と、進退自在のロッド３１を有する電動アクチュエータ３０とを備え、前記係止部１１が前記ウェイト６の下降を阻止することにより前記弁体２を開弁状態に維持するとともに、前記電動アクチュエータ３０のロッド３１が前進又は後退することにより前記係止レバー１０を揺動させて前記係止部１１による前記ウェイト６の下降阻止が解除され前記ウェイト６はその自重により下降して前記アーム７を回動させ、そのアーム７の回動により前記弁軸５を弁体２の開弁状態から閉弁状態へと回転させる緊急遮断弁１において、
前記電動アクチュエータ３０は前記ロッド３１が横向きになるように配置されて、そのロッド３１がリンク機構２０を介して前記係止レバー１０の他端に接続されており、前記リンク機構２０は、前記係止レバー１０の他端にその係止レバー１０の揺動軸９の軸方向と同方向のピン２１ａを介して回転自在に接続される主軸２１と、固定のフレームＦに前記揺動軸９の軸方向と同方向のピン２３ａを介して回転自在に接続される主動節２３と、前記主軸２１と前記主動節２３との間にそれぞれ前記揺動軸９と同方向のピン２１ｂ，２３ｂを介して回転自在に連結される従動節２２とを備え、前記電動アクチュエータ３０のロッド３１は前記主動節２３又は従動節２２に接続されており、前記ロッド３１が前進又は後退することにより、前記主動節２３と従動節２２との節点ｐが横方向に移動して、その節点ｐの移動により前記主軸２１が下方へ移動して前記係止レバー１０を揺動させることを特徴とする緊急遮断弁。

【図１】