(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ダイアフラムによって内部が圧力室とスプリング室とに画成された圧力容器と、前記ダイアフラムの前記スプリング室側の面に設けられたダイアフラムプレートと、前記ダイアフラムプレートと前記スプリング室の内壁面との間に設けられ前記ダイアフラムの受圧面と直交する方向に伸縮するスプリング体と、一端が前記ダイアフラムを貫通して前記ダイアフラムプレートに固定され、他端が軸受を貫通して回転可能に支えられ、前記ダイアフラムの圧力変位によって前記スプリング体の伸縮方向へ駆動される操作軸とを備えた操作器において、
前記スプリング体は、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置される4個以上の偶数個の複数の2重スプリングで構成され、
前記複数の2重スプリングの各々は、
同心状に組み合わせられた外側に位置する第1のスプリングと内側に位置する第2のスプリングとで構成され、かつ第1のスプリングの巻き方向と第2のスプリングの巻き方向とが互いに逆方向であり、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置された2重スプリングのうち、前記周方向に隣り合う1組の2重スプリングどうしは、
一方の2重スプリングの第1のスプリングと他方の2重スプリングの第1のスプリングとが巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めとが対向するとともに、
一方の2重スプリングの第2のスプリングと他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向している
ことを特徴とする操作器。
ダイアフラムによって内部が圧力室とスプリング室とに画成された圧力容器と、前記ダイアフラムの前記スプリング室側の面に設けられたダイアフラムプレートと、前記ダイアフラムプレートと前記スプリング室の内壁面との間に設けられ前記ダイアフラムの受圧面と直交する方向に伸縮するスプリング体と、一端が前記ダイアフラムを貫通して前記ダイアフラムプレートに固定され、他端が軸受を貫通して回転可能に支えられ、前記ダイアフラムの圧力変位によって前記スプリング体の伸縮方向へ駆動される操作軸とを備えた操作器において、
前記スプリング体は、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置される4個以上の偶数個の複数の2重スプリングで構成され、
前記複数の2重スプリングの各々は、
同心状に組み合わせられた外側に位置する第1のスプリングと内側に位置する第2のスプリングとで構成され、かつ第1のスプリングの巻き方向と第2のスプリングの巻き方向とが互いに逆方向であり、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置された2重スプリングのうち、前記周方向に隣り合う1組の2重スプリングどうしは、
一方の2重スプリングの第1のスプリングと他方の2重スプリングの第1のスプリングとが巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めとが対向するとともに、
一方の2重スプリングの第2のスプリングと前記操作軸を挟んで対向する別の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと前記操作軸を挟んで対向する別の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向しており、
他方の2重スプリングの第2のスプリングと前記操作軸を挟んで対向する別の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ、他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと前記操作軸を挟んで対向する別の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向している
ことを特徴とする操作器。
ダイアフラムによって内部が圧力室とスプリング室とに画成された圧力容器と、前記ダイアフラムの前記スプリング室側の面に設けられたダイアフラムプレートと、前記ダイアフラムプレートと前記スプリング室の内壁面との間に設けられ前記ダイアフラムの受圧面と直交する方向に伸縮するスプリング体と、一端が前記ダイアフラムを貫通して前記ダイアフラムプレートに固定され、他端が軸受を貫通して回転可能に支えられ、前記ダイアフラムの圧力変位によって前記スプリング体の伸縮方向へ駆動される操作軸とを備えた操作器において、
前記スプリング体は、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置される4個以上の偶数個の複数の2重スプリングで構成され、
前記複数の2重スプリングの各々は、
同心状に組み合わせられた外側に位置する第1のスプリングと内側に位置する第2のスプリングとで構成され、かつ第1のスプリングの巻き方向と第2のスプリングの巻き方向とが互いに逆方向であり、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置された2重スプリングのうち、前記操作軸を挟んで対向する1組の2重スプリングどうしは、一方の2重スプリングの第1のスプリングと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ一方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めとが対向するとともに、
一方の2重スプリングの第2のスプリングと他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向している
ことを特徴とする操作器。
ダイアフラムによって内部が圧力室とスプリング室とに画成された圧力容器と、前記ダイアフラムの前記スプリング室側の面に設けられたダイアフラムプレートと、前記ダイアフラムプレートと前記スプリング室の内壁面との間に設けられ前記ダイアフラムの受圧面と直交する方向に伸縮するスプリング体と、一端が前記ダイアフラムを貫通して前記ダイアフラムプレートに固定され、他端が軸受を貫通して回転可能に支えられ、前記ダイアフラムの圧力変位によって前記スプリング体の伸縮方向へ駆動される操作軸とを備えた操作器において、
前記スプリング体は、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置される4個以上の偶数個の複数の2重スプリングで構成され、
前記複数の2重スプリングの各々は、
同心状に組み合わせられた外側に位置する第1のスプリングと内側に位置する第2のスプリングとで構成され、かつ第1のスプリングの巻き方向と第2のスプリングの巻き方向とが互いに逆方向であり、
前記操作軸を中心とした同一の円の周方向に間隔をおいて配置された2重スプリングのうち、前記操作軸を挟んで対向する1組の2重スプリングどうしは、一方の2重スプリングの第1のスプリングと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めと他方の2重スプリングの第1のスプリングの巻き始めとが対向するとともに、
一方の2重スプリングの第2のスプリングと前記周方向に隣り合う別の組の一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ、一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと前記周方向に隣り合う別の組の一方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向しており、かつ、
他方の2重スプリングの第2のスプリングと前記周方向に隣り合う別の組の他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き方向が同じとされ、かつ他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めと前記周方向に隣り合う別の組の他方の2重スプリングの第2のスプリングの巻き始めとが対向している
ことを特徴とする操作器。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
〔実施の形態1〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る操作器100の要部を示す断面図である。同図において、1は圧力容器であり、上側ケース2と下側ケース3とからなり、ボルト4とナット5とで結合されている。
【0020】
上側ケース2と下側ケース3との間には、ゴムなどからなるダイアフラム6が挾まれており、このダイアフラム6によって圧力容器1の内部が圧力室7とスプリング室8とに画成されている。圧力室7は気密に保たれており、圧縮空気などの流体(圧力流体)が供給される流入口(図示せず)を有し、スプリング室8は大気に連通している。
【0021】
また、ダイアフラム6のスプリング室8側の面6aにはダイアフラムプレート9が設けられており、ダイアフラムプレート9にはダイアフラム6を貫通して操作軸(アクチュエータステム)10の一端が固定されている。
【0022】
この例では、ダイアフラム6の圧力室7側の面6bにダイアフラム押さえ11を設け、スプリング室8内に突出させた操作軸10の一端にナット12を締め付けることによって、ダイアフラム押さえ11とダイアフラムプレート9とでダイアフラム6を挾むようにして、操作軸10の一端をダイアフラムプレート9の中央部(ダイアフラム6の中央部)に固定している。
【0023】
また、ダイアフラムプレート9とスプリング室8の内壁面8aとの間には、
図2に示すような圧縮コイルばね13がスプリング体として設置されている。この例では、スプリング体として4つの圧縮コイルばね13が設置されているが、その設置状態については後述する。なお、
図2において、13aは圧縮コイルばね13の巻き始め(座巻き位置)であり、圧縮コイルばね13の巻き方向はA方向(右巻き)とされている。
【0024】
操作軸10の他端は、下側ケース3の中央部に設けられた軸受14を貫通して回転可能に支えられ、バルブ等の被制御体(図示せず)に連結されている。この操作軸10は、ダイアフラム6の変位によって、圧縮コイルばね13の伸縮方向(操作軸10の軸方向)に駆動される。すなわち、操作軸10は、軸方向に往復摺動するが、周方向にも回転可能とされている。なお、操作軸10と軸受14との間は密閉構造とされており、圧力室7内の流体が外に漏れ出ることはない。
【0025】
〔スプリング体(圧縮コイルばね)の設置例1〕
図3に、実施の形態1の操作器100における圧縮コイルばね13の設置例1を示す。この設置例1では、操作軸10を中心とした同一の円の周方向に90゜間隔で4つの圧縮コイルばね13を配置し、この90゜間隔で配置した4つの圧縮コイルばね13(13−1〜13−4)をダイアフラムプレート9とスプリング室8の内壁面8aとの間に組み付けている。
【0026】
この設置例1において、90゜間隔で配置された圧縮コイルばね13は、周方向に隣り合う1対の圧縮コイルばね13のそれぞれが1組のスプリング体Sとされている。この例では、圧縮コイルばね13−1と圧縮コイルばね13−2が1組目のスプリング体S1とされ、圧縮コイルばね13−3と圧縮コイルばね13−4が2組目のスプリング体S2とされている。
【0027】
なお、この設置例1において、圧縮コイルばね13−2と圧縮コイルばね13−3、圧縮コイルばね13−4と圧縮コイルばね13−1も周方向に隣り合ってはいるが、このような他の組の圧縮コイルばね13を含む組合せは1組のスプリング体Sの定義には含まれない。すなわち、この設置例1において、1組のスプリング体Sとは、それぞれが他の組の圧縮コイルばね13を含まない1対の圧縮コイルばね13の組み合わせとして定義されるものである。
【0028】
この設置例1において、1組目のスプリング体S1は、一方の圧縮コイルばね13−1と他方の圧縮コイルばね13−2の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の圧縮コイルばね13−1の巻き始め13−1aと他方の圧縮コイルばね13−2の巻き始め13−2aとが対向している。すなわち、一方の圧縮コイルばね13−1と他方の圧縮コイルばね13−2とは、互いの巻き始め13−1aと13−2aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0029】
また、2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の圧縮コイルばね13−3と他方の圧縮コイルばね13−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の圧縮コイルばね13−3の巻き始め13−3aと他方の圧縮コイルばね13−4の巻き始め13−4aとが対向している。すなわち、一方の圧縮コイルばね13−3と他方の圧縮コイルばね13−4とは、互いの巻き始め13−3aと13−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0030】
これにより、1組のスプリング体Sのそれぞれにおいて、すなわち1組目のスプリング体S1と2組目のスプリング体S2において、一方の圧縮コイルばね13(13−1(S1側),13−3(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重Fが他方の圧縮コイルばね13(13−2(S1側),13−4(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重Fによって打ち消されるものとなり、圧縮コイルばね13全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0031】
なお、
図3においては、圧縮コイルばね13−1と圧縮コイルばね13−2を1組目のスプリング体S1とし、圧縮コイルばね13−3と圧縮コイルばね13−4を2組目のスプリング体S2としたが、
図4に示すように、圧縮コイルばね13−1と圧縮コイルばね13−4を1組目のスプリング体S1とし、圧縮コイルばね13−2と圧縮コイルばね13−3を2組目のスプリング体S2とするようにしてもよい。
【0032】
また、
図3においては、周方向に90゜間隔で圧縮コイルばね13を配置しているが、必ずしも90゜間隔(等角度間隔)で配置しなくてもよい。例えば、
図5に示すように、角度間隔を異ならせて配置するようにしてもよい。また、圧縮コイルばね13の数も4つに限られるものではなく、4個以上の偶数個であれば、幾つあっても構わない。
【0033】
〔スプリング体(圧縮コイルばね)の設置例2〕
図6に、実施の形態1の操作器100における圧縮コイルばね13の設置例2を示す。この設置例2でも、操作軸10を中心とした同一の円の周方向に90゜間隔で4つの圧縮コイルばね13を配置し、この90゜間隔で配置した4つの圧縮コイルばね13(13−1〜13−4)をダイアフラムプレート9とスプリング室8の内壁面8aとの間に組み付けている。
【0034】
但し、この設置例2において、90゜間隔で配置された4つの圧縮コイルばね13は、操作軸10を挟んで対向する1対の圧縮コイルばね13のそれぞれを1組のスプリング体Sとしている。この例では、圧縮コイルばね13−1と圧縮コイルばね13−3を1組目のスプリング体S1とし、圧縮コイルばね13−2と圧縮コイルばね13−4を2組目のスプリング体S2としている。
【0035】
この設置例2において、1組目のスプリング体S1は、一方の圧縮コイルばね13−1と他方の圧縮コイルばね13−3の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の圧縮コイルばね13−1の巻き始め13−1aと他方の圧縮コイルばね13−3の巻き始め13−3aとが対向している。すなわち、一方の圧縮コイルばね13−1と他方の圧縮コイルばね13−3とは、互いの巻き始め13−1aと13−3aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0036】
また、2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の圧縮コイルばね13−2と他方の圧縮コイルばね13−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の圧縮コイルばね13−2の巻き始め13−2aと他方の圧縮コイルばね13−4の巻き始め13−4aとが対向している。すなわち、一方の圧縮コイルばね13−2と他方の圧縮コイルばね13−4とは、互いの巻き始め13−2aと13−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0037】
これにより、設置例1と同様に、1組のスプリング体Sのそれぞれにおいて、一方の圧縮コイルばね13(13−1(S1側),13−2(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重Fが他方の圧縮コイルばね13(13−3(S1側),13−4(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重Fによって打ち消されるものとなり、圧縮コイルばね13全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0038】
なお、
図6においては、周方向に90゜間隔で4つの圧縮コイルばね13を配置しているが、必ずしも90゜間隔(等角度間隔)で配置しなくてもよい。例えば、
図7に示すように、角度間隔を異ならせて配置するようにしてもよい。また、圧縮コイルばね13の数も4つに限られるものではなく、4個以上の偶数個であれば、幾つあっても構わない。
【0039】
〔実施の形態2〕
実施の形態1の操作器100では、スプリング体を1つの圧縮コイルばね13としたが、2つのスプリングを同心状に組み合わせたスプリング体を用いるようにしてもよい。
図8に、実施の形態2の操作器200として、2つのスプリングを同心状に組み合わせたスプリング体を用いた例を示す。
【0040】
この操作器200では、第1のスプリングを大径の圧縮コイルばね15とし、第2のスプリングを圧縮コイルばね15よりも小径の圧縮コイルばね16とし、大径の圧縮コイルばね15と小径の圧縮コイルばね16とを同心状に組み合わせることによって、すなわち大径の圧縮コイルばね15を外側に位置させ、小径の圧縮コイルばね16を内側に位置させることによって、1つのスプリング体17を構成している。
【0041】
以下、大径の圧縮コイルばね15を第1のスプリングと呼び、小径の圧縮コイルばね16を第2のスプリングと呼ぶ。また、この第1のスプリング15と第2のスプリング16とで構成されるスプリング体17を2重スプリングと呼ぶ。なお、
図8において、
図1と同一符号は
図1を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。
【0042】
〔スプリング体(2重スプリング)の設置例1〕
図9に、実施の形態2の操作器200における2重スプリング17の設置例1を示す。この設置例1では、操作軸10を中心とした同一の円の周方向に90゜間隔で4つの2重スプリング17を配置し、この90゜間隔で配置した4つの2重スプリング17(17−1〜17−4)をダイアフラムプレート9とスプリング室8の内壁面8aとの間に組み付けている。
【0043】
なお、
図9において、15aは第1のスプリング15の巻き始め(座巻き位置)、16aは第2のスプリング16の巻き始め(座巻き位置)であり、第1のスプリング15の巻き方向はA方向(右巻き)、第2のスプリング16の巻き方向はB方向(左巻き)とされている。
【0044】
すなわち、
図9において、15−1a〜15−4aは第1のスプリング15−1〜15−4の巻き始めを示し、16−1a〜16−4aは第2のスプリング16−1〜16−4の巻き始めを示し、第1のスプリング15−1〜15−4の巻き方向は全てA方向(右巻き)、第2のスプリング16−1〜16−4の巻き方向は全てB方向(左巻き)とされている。
【0045】
この設置例1において、90゜間隔で配置された2重スプリング17は、周方向に隣り合う1対の2重スプリング17のそれぞれが1組のスプリング体Sとされている。この例では、2重スプリング17−1と2重スプリング17−2が1組目のスプリング体S1とされ、2重スプリング17−3と2重スプリング17−4が2組目のスプリング体S2とされている。
【0046】
なお、この設置例1において、2重スプリング17−2と2重スプリング17−3、2重スプリング17−4と2重スプリング17−1も周方向に隣り合ってはいるが、このような他の組の2重スプリング17を含む組合せは1組のスプリング体Sの定義には含まれない。すなわち、この設置例1において、1組のスプリング体Sとは、それぞれが他の組の2重スプリング17を含まない1対の2重スプリング17の組み合わせとして定義されるものである。
【0047】
この設置例1において、1組目のスプリング体S1は、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1の巻き始め15−1aと他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き始め15−2aとが対向している。また、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aと他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−2aとが対向している。
【0048】
すなわち、この設置例1の1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2とは、互いの巻き始め15−1aと15−2aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2とは、互いの巻き始め16−1aと16−2aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0049】
2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き始め15−3aと他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き始め15−4aとが対向している。また、一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aと他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aとが対向している。
【0050】
すなわち、この設置例1の2組目のスプリング体S1においても、一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4とは、互いの巻き始め15−3aと15−4aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4とは、互いの巻き始め16−3aと16−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0051】
これにより、1組のスプリング体Sのそれぞれにおいて、すなわち1組目のスプリング体S1と2組目のスプリング体S2において、一方の2重スプリング17(17−1(S1側),17−3(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15の伸縮時に発生する横方向の荷重),F2(第2のスプリング16の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17(17−2(S1側),17−4(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重F1,F2によって打ち消されるものとなり、2重スプリング17全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0052】
なお、
図9においては、2重スプリング17−1と2重スプリング17−2を1組目のスプリング体S1とし、2重スプリング17−3と2重スプリング17−4を2組目のスプリング体S2としたが、
図10に示すように、2重スプリング17−1と2重スプリング17−4を1組目のスプリング体S1とし、2重スプリング17−2と2重スプリング17−3を2組目のスプリング体S2とするようにしてもよい。
【0053】
また、
図9においては、周方向に90゜間隔で4つの2重スプリング17を配置しているが、必ずしも90゜間隔(等角度間隔)で配置しなくてもよい。例えば、
図11に示すように、角度間隔を異ならせて配置するようにしてもよい。また、2重スプリング17の数も4つに限られるものではなく、4個以上の偶数個であれば、幾つあっても構わない。
【0054】
また、
図9においては、2重スプリング17において、第1のスプリング15の巻き方向をA方向(右巻き)とし、第2のスプリング16の巻き方向をB方向(左巻き)としたが、
図12に示すように、第2のスプリング16の巻き方向を第1のスプリング15の巻き方向と同じA方向(右巻き)としてもよい。また、第1のスプリング15の巻き方向を第2のスプリング16の同じB方向(左巻き)としてもよい。
【0055】
〔スプリング体(2重スプリング)の設置例2〕
図13に、実施の形態2の操作器200における2重スプリング17の設置例2を示す。この設置例2でも、操作軸10を中心とした同一の円の周方向に90゜間隔で4つの2重スプリング17を配置し、この90゜間隔で配置した4つの2重スプリング17(17−1〜17−4)をダイアフラムプレート9とスプリング室8の内壁面8aとの間に組み付けている。
【0056】
但し、この設置例2において、90゜間隔で配置された4つの2重スプリング17は、操作軸10を挟んで対向する1対の2重スプリング17のそれぞれを1組のスプリング体Sとしている。この例では、2重スプリング17−1と2重スプリング17−3を1組目のスプリング体S1とし、2重スプリング17−2と2重スプリング17−4を2組目のスプリング体S2としている。
【0057】
この設置例2において、1組目のスプリング体S1は、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1の巻き始め15−1aと他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き始め15−3aとが対向している。また、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aと他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aとが対向している。
【0058】
すなわち、この設置例2の1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3とは、互いの巻き始め15−1aと15−3aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3とは、互いの巻き始め16−1aと16−3aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0059】
また、2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き始め15−2aと他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き始め15−4aとが対向している。また、一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−2aと他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aとが対向している。
【0060】
すなわち、この設置例1の2組目のスプリング体S1においても、一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4とは、互いの巻き始め15−2aと15−4aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4とは、互いの巻き始め16−2aと16−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0061】
これにより、設置例2でも、設置例1と同様に、1組のスプリング体Sのそれぞれにおいて、すなわち1組目のスプリング体S1と2組目のスプリング体S2において、一方の2重スプリング17(17−1(S1側),17−2(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15の伸縮時に発生する横方向の荷重),F2(第2のスプリング16の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17(17−3(S1側),17−4(S2側))の伸縮時に発生する横方向の荷重F1,F2によって打ち消されるものとなり、2重スプリング17全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0062】
なお、
図13においては、周方向に90゜間隔で4つの2重スプリング17を配置するようにしているが、必ずしも90゜間隔(等角度間隔)で配置しなくてもよい。例えば、
図14に示すように、角度間隔を異ならせて配置するようにしてもよい。また、2重スプリング17の数も4つに限られるものではなく、4個以上の偶数個であれば、幾つあっても構わない。
【0063】
また、
図13においては、2重スプリング17において、第1のスプリング15の巻き方向をA方向(右巻き)とし、第2のスプリング16の巻き方向をB方向(左巻き)としたが、
図15に示すように、第2のスプリング16の巻き方向を第1のスプリング15の巻き方向と同じA方向(右巻き)としてもよい。また、第1のスプリング15の巻き方向を第2のスプリング16の同じB方向(左巻き)としてもよい。
【0064】
〔スプリング体(2重スプリング)の設置例3〕
図16に、実施の形態2の操作器200における2重スプリング17の設置例3を示す。この設置例3は、
図9に示した設置例1の変形例であり、1組目のスプリング体S1は、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1の巻き始め15−1aと他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き始め15−2aとが対向している。
【0065】
また、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aと操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aとが対向している。
【0066】
また、他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−2aと操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aとが対向している。
【0067】
すなわち、この設置例3の1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2とは、互いの巻き始め15−1aと15−2aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3とは、互いの巻き始め16−1aと16−3aとを向かい合わせた状態として配置され、他方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4とは、互いの巻き始め16−2aと16−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0068】
2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き始め15−3aと他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き始め15−4aとが対向している。
【0069】
また、一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aと操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aとが対向している。
【0070】
また、他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aと操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−4aとが対向している。
【0071】
すなわち、この設置例3の2組目のスプリング体S2においても、一方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4とは、互いの巻き始め15−3aと15−4aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1とは、互いの巻き始め16−3aと16−1aとを向かい合わせた状態として配置され、他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4と操作軸10を挟んで対向する2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2とは、互いの巻き始め16−4aと16−2aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0072】
これにより、1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17−2の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−2の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、一方の2重スプリング17−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)が操作軸10を挾んで対向する2重スプリング17−3の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−3の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、また、2組目のスプリング体S2において、一方の2重スプリング17−3の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−3の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17−4の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−4の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、一方の2重スプリング17−3の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−3の伸縮時に発生する横方向の荷重)が操作軸10を挾んで対向する2重スプリング17−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、2重スプリング17全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0073】
〔スプリング体(2重スプリング)の設置例4〕
図17に、実施の形態2の操作器200における2重スプリング17の設置例4を示す。この設置例4は、
図13に示した設置例2の変形例であり、1組目のスプリング体S1は、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1の巻き始め15−1aと操作軸10を挾んで対向する他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3の巻き始め15−3aとが対向している。
【0074】
また、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aと周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−2aとが対向している。
【0075】
また、他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aと周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aとが対向している。
【0076】
すなわち、設置例4の1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の第1のスプリング15−1と他方の2重スプリング17−3の第1のスプリング15−3とは、互いの巻き始め15−1aと15−3aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2とは、互いの巻き始め16−1aと16−2aとを向かい合わせた状態として配置され、他方の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4とは、互いの巻き始め16−3aと16−4aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0077】
2組目のスプリング体S2も、1組目のスプリング体S1と同様、一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き方向が同じ(A方向(右巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2の巻き始め15−2aと操作軸10を挾んで対向する他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4の巻き始め15−4aとが対向している。
【0078】
また、一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の巻き始め16−2aと周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の巻き始め16−1aとが対向している。
【0079】
また、他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の第2のスプリング16−3の巻き方向が同じ(B方向(左巻き))とされ、かつ他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4の巻き始め16−4aと周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の第2のスプリング16−3の巻き始め16−3aとが対向している。
【0080】
すなわち、この設置例4の2組目のスプリング体S2においても、一方の2重スプリング17−2の第1のスプリング15−2と他方の2重スプリング17−4の第1のスプリング15−4とは、互いの巻き始め15−2aと15−4aとを向かい合わせた状態として配置され、一方の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1とは、互いの巻き始め16−2aと16−1aとを向かい合わせた状態として配置され、他方の2重スプリング17−4の第2のスプリング16−4と周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−3の第2のスプリング16−3の第2のスプリング16−3とは、互いの巻き始め16−4aと16−3aとを向かい合わせた状態として配置されている。
【0081】
これにより、1組目のスプリング体S1において、一方の2重スプリング17−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17−3の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−3の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、一方の2重スプリング17−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)が周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−2の第2のスプリング16−2の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−2の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、また、2組目のスプリング体S2において、一方の2重スプリング17−2の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング15−2の伸縮時に発生する横方向の荷重)が他方の2重スプリング17−4の伸縮時に発生する横方向の荷重F1(第1のスプリング16−4の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、一方の2重スプリング17−2の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−2の伸縮時に発生する横方向の荷重)が周方向に隣り合う別の組の2重スプリング17−1の第2のスプリング16−1の伸縮時に発生する横方向の荷重F2(第2のスプリング16−1の伸縮時に発生する横方向の荷重)によって打ち消されるものとなり、2重スプリング17全体(スプリング体全体)として現れる横荷重が抑制され、操作軸10の回転による作動不良が防がれるものとなる。
【0082】
〔2重スプリングの設置位置の規制〕
この操作器200では、2重スプリング17の設置位置が規制されていないと、操作器200の使用中に2重スプリング17の配置状態がずれてしまう可能性がある。したがって、2重スプリング17の配置状態がずれないように、2重スプリング17の設置位置を規制するようにすることが望ましい。
【0083】
図18に2重スプリング17の設置位置を規制するようにした例を示す。この例では、ダイアフラムプレート9に2重スプリング17が配置される窪み部91を設け、この窪み部91の内と外を仕切壁91aで仕切り、外側のエリア91bを第1のスプリング15を受け入れるエリアとし、内側のエリア91cを第2のスプリング16を受け入れるエリアとする。
【0084】
外側のエリア91bには、第1のスプリング15の位置を規制するための挿入孔91b1,91b2を設け、内側のエリア91cには、第2のスプリング16の位置を規制するための挿入孔91c1,91c2を設ける。
【0085】
また、
図19に示すように、第1のスプリング15の底部に垂直に突出する突出部(回り止めの突出部)15b1,15b2を設け、第2のスプリング16の底部に垂直に突出する突出部(回り止めの突出部)16b1,16b2を設ける。
【0086】
そして、第1のスプリング15を窪み部91の外側のエリア91bに配置する際、この第1のスプリング15の底部に突出している突出部15b1,15b2を外側のエリア91bに設けられている挿入孔91b1,91b2に挿入することで、第1のスプリング15の設置位置を規制させる(
図20参照)。
【0087】
また、第2のスプリング16を窪み部91の内側のエリア91cに配置する際、この第2のスプリング16の底部に突出している突出部16b1,16b2を内側のエリア91cに設けられている挿入孔91c1,91c2に挿入することで、第2のスプリング16の設置位置を規制させる(
図20参照)。
【0088】
なお、
図18には実施の形態2の操作器200における2重スプリング17の設置位置を規制する例を示した、実施の形態1の操作器100においても、同様にして圧縮コイルばね13の設置位置を規制することができることは言うまでもない。
【0089】
また、上述した実施の形態1の操作器100(
図1)および実施の形態2の操作器200(
図2)では、ダイアフラム6によって画成された圧力容器1内の下側の室を圧力室7とし、上側の室をスプリング室8としたが、下側の室をスプリング室8とし、上側の室を圧力室7とするようにしてもよい。この場合、スプリング室8を上側の室とした操作器100,200と、スプリング室8を下側の室とした操作器100,200とでは、その動作が逆動作となる。例えば、スプリング室8を上側の室とした操作器100,200を逆作動型とした場合、スプリング室8を下側の室とした操作器100,200は正作動型となる。
【0090】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。