JP2002504657A - ロータリバルブ用アクチュエータとそのリンク機構 - Google Patents

ロータリバルブ用アクチュエータとそのリンク機構

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Abstract

(57)【要約】 ロータリバルブ用アクチュエータとそのリンク機構には、端キャップ付き管状のハウジング（３０）を有するアクチュエータと、圧縮ばね（９８）に抗して流体圧によって動くピストン（８２）を有している。ピストンを動かすのに転動ダイアフラム（１４２）が使用されている。ハウジングの両側に開口部（６０）が設けられ、この開口部を通して、リンク機構を構成する２本のアーム（６４、６５）がピストンに連結されている。リンク機構はロータリバルブの弁軸（６８）に連結され、ピストンの直線運動を弁軸の回転運動に変換する。リンク機構は２つの独立アームと中央部材（１５０）とを有する。一実施形態では、アームと中央部材とが傾斜面を介して互いに係合しており、アームと中央部材に軸方向圧力を加えると、軸に直角な力によりアームが弁軸にロックされる。他の実施形態では、各リンクアームが半径方向可動部分を形成したテーパ状の保持端を有している。保持端が中央部材のテーパ状の凹部に押し込まれると、半径方向可動部分が弁軸と係合してロックされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリバルブ用アクチュエータとそのリンク機構に関し、詳しく
は従来のアクチュエータのリンク機構に比べて低コストで製造でき場所をとらな
い簡単化したアクチュエータ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ロータリープラグ弁やバタフライ弁のようなロータリバルブには、直線運動を
回転運動に変換するアクチュエータが使用される。この回転運動により弁のゲー
ト又はバタフライが開閉される。このようなロータリバルブの１つが、バウマン
に付与された米国特許第5,305,987号に記載されている。同米国特許記載の弁で は、リンク機構が弁軸の端に設けられている。このリンク機構は直線運動する作
動部材に連結されている。このようなアクチュエータは、供給空気圧に応じて転
動する転動ダイアフラムによって作動部材を直線運動させるもので、しばしば大
型の機械的ハウジングを必要とする。このハウジングは、弁ケースに比べて、リ
ンク機構の運動に必要なスペース有する大きな枠部材で取り付けられている。
【０００３】 上記の構成は、ロータリバルブの組立に有効であるが、弁ケーシングの周りに
アクチュエータを装着するための大きなスペースを必要とする。また、アクチュ
エータの機構が比較的複雑であり、製造と保守に費用がかかる。長い圧縮ばねに
ばねの力がかかった状態でハウジングの組立分解をしなければならないため保守
自体が困難である。アクチュエータの組立分解には、その都度、ボルトその他の
部材の着脱が必要である。
【０００４】 また直線運動を弁棒の回転運動に変換するリンク機構には遊隙が生じやすく、
弁軸への装着がむつかしい。多くのロータリバルブの弁軸には四角断面軸が使用
され、弁軸に対するリンク機構の寸法精度が不十分であると遊隙が生じる。スプ
ライン軸を使用すると遊隙が少なくなるが、スプライン軸に対してリンク機構を
いろいろな向きに取付けできるため取付間違いが生じやすい。四角断面軸では、
特にリンク機構が作動して弁軸を回転させるときに、リンク機構と弁軸の間で遊
隙が生じやすくなる。リンク機構と弁軸の間の強度が増すために固定ねじや複雑
なクランプを使用すると、部材相互の接続が複雑となり、弁組立の時間が増加し
コストアップとなる。バウマンに付与された米国特許第4,345,850号には、対向 する２つのアームに四角断面軸の端部と強固に係合させるモーメントが発生させ
るロータリバルブ用の新規なリンク機構が開示されている。このリンク機構は、
２つのアームで弁軸を挟んで保持するために、２つのアームが比較的接近配置さ
れている場合にのみ、弁軸を保持するのに必要なモーメントが得られる。従って
、弁軸と強固に係合し、しかもアーム間により大きな空間が得られるリンク機構
が望まれる。
【０００５】 従って、本発明の目的は、信頼性があって、保守が容易で、従来のものに比べ
てスペースをとらないロータリバルブ用アクチュエータを提供することである。
このアクチュエータは各種のロータリバルブに使用でき、いずれの方向にも比較
的正確に回転できる必要がある。アクチュエータは、殆どの小型ないし中型弁を
駆動するのに十分なトルクを発生する必要がある。アクチュエータに使用される
リンク機構は、複数のリンクアームが互いに所定距離だけ離れていても四角断面
その他の断面の弁軸を強固に保持できなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１形態によると、次のロータリバルブ用アクチュエータが提供され
る。このロータリバルブ用アクチュエータは、管状ハウジングと、管状ハウジン
グ内に収容されハウジングの軸方向に移動するピストンと、ピストンと回転軸を
連結するリンク機構と、ハウジングに接続されピストンを軸方向に移動させるた
めの圧力流体の供給源とで構成されている。ピストンの軸方向運動によりリンク
機構が弁軸を回転駆動する。リンク機構は、スロットを有する少なくとも１本の
リンクアームと、ピストンに回転自在に取り付けられリンクアームのスロット内
を摺動する連結ピンとからなるアームアセンブリで構成されている。
【０００７】 好ましい実施形態では、リンク機構が、弁軸に装着され、ピストンの両側に連
結する第１アームと第２アームとを備えている。ピストンがハウジング内を移動
すると、連結ピンがリンクアームのスロット内を摺動する。
【０００８】 本発明の他の形態によると、次のロータリバルブ用アクチュエータが提供され
る。このロータリバルブ用アクチュエータは、管状ハウジングと、管状ハウジン
グ内に収容されハウジングの軸方向に移動可能なピストンと、ピストンと回転軸
の間を連結するリンク機構と、前記ハウジングに接続されピストンを軸方向に移
動させるための流体圧力源とで構成されている。ピストンの軸方向運動がリンク
機構を介して弁軸を回転させる。リンク機構は、ピストンに連結され弁軸に装着
されたリンクアームと、弁軸に装着されたロック部材とからなる少なくとも１つ
のアームアセンブリで構成されている。リンクアームは、複数の半径方向可動部
分を形成した保持端を有している。ロック部材は少なくとも１つの凹部を有して
いる。リンク機構は、さらに、リンクアームの保持端をロック部材の凹部に押し
込む手段を有しており、それで保持端の半径方向可動部分が弁軸に係合してリン
クアームが弁軸にロックされる。
【０００９】 好ましい実施形態では、リンク機構が、弁軸上でロック部材の両側に装着され
た第１リンクアームと第２リンクアームで構成されている。ロック部材は第１凹
部と第２凹部を有している。このリンク機構は、さらに各リンクアームの保持端
をロック部材の凹部に押し込んで保持端の半径方向可動能部分を弁軸と係合させ
、第１リンクアームと第２リンクアームを弁軸にロックするための押し込み手段
を有している。
【００１０】 第１実施形態では、押し込み手段が、弁軸に設けられ第１リンクアームに当接
する当接段部と、弁軸に取り付けられ第２リンクアームに当接する調節ねじとで
構成されている。調節ねじをねじ込むことにより、第１リンクアームと第２リン
クアームの各保持端がロック部材の凹部に押し込まれる。第２実施形態では、押
し込み手段が、１つ又は複数の調節可能な連結部材で構成されている。調節可能
な各連結部材は、両側にねじ孔を有する連結部材と、第１リンクアームと連結部
材の間に設けられた第１調節ねじと、第２リンクアームと連結部材の間に設けら
れた第２調節ねじとで構成されている。第１調節ねじ又は第２調節ねじを締め込
むことにより、第１リンクアームと第２リンクアームの各保持端がロック部材の
各凹部に押し込まれる。
【００１１】 本発明の他の実施形態では、次の回転軸用リンク機構が提供される。回転軸用
リンク機構は、回転可能な軸と、回転軸に取り付けられた少なくとも１本のリン
クアームと、回転軸に装着されたロック部材とで構成されている。リンクアーム
は、２つ以上の半径方向可動部分を形成した保持端を有している。ロック部材は
凹部を有している。回転軸リンク機構は、さらにリンクアームの保持端を凹部に
押し込む手段を有し、それで保持端の半径方向可動部分を回転軸と係合させてリ
ンクアームが回転軸にロックされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記及びその他の目的、及び本発明の利点は、図面に基づく以下の本発明の実
施形態の説明を参照することにより、さらに明らかとなろう。
【００１３】 図１は、ロータリバルブと本発明のアクチュエータとの全体図を示す。弁ハウ
ジング２０は、内部のプラグ又はゲート部材（図示せず）の回転に応じて入口２
２と出口２４の間の流れを調節する任意の形式のロータリバルブに使用できる。
弁ハウジング２０はフランジ２６で本発明のアクチュエータ２８に接続されてい
る。アクチュエータアセンブリは、前半部３２と後半部３４とからなるハウジン
グ３０で構成されている。ハウジング３０は、アルミ鋳造品、鉄、ステンレス綱
などの任意の材料で製作できる。ハウジングは、鋳造又は型押しによって成形さ
れ、前半部３２と後半部３４の結合部には結合精度が望まれるが、気密性は要求
されないため、各種の安価な製造方法を採用することができる。
【００１４】 手動調節用ねじ棒３６とハンドル３８が設けられている。ねじ棒３６は、ハウ
ジングの後半部内で２つのねじ座４０、４２に保持されている。このねじ棒３６
の機能については後で述べる。この実施形態では、前半部３２と後半部３４とは
フランジ部４４でボルト４６により結合されている。本発明のアクチュエータエ
レメント４８は、前半部３２と後半部３４の間に保持されている。アクチュエー
タエレメント４８は１つのユニットとして形成され、本実施形態では、圧力ライ
ン５２に接続する取付部５０から流体圧を受け入れる。本発明のアクチュエータ
エレメント４８の運動を制御するのに、空気その他のガス又は液体の流体圧が使
用される。
【００１５】 図２〜図６に示す本実施形態のアクチュエータでは、アクチュエータの相対運
動が、リンク機構の端部に設けた目盛り５４と針５６（図１）によってが指示さ
れる。図２〜図５では、アクチュエータの構造がわかるようにハウジングの前半
部を除去してある。アクチュエータエレメント４８は、本実施形態ではステンレ
ス鋼などの耐久性のあるシームレス管で形成されている。アクチュエータエレメ
ント４８のコストと製造時間を低減するために、本実施形態では、入手が容易な
市販の管材を使用している。アクチュエータエレメント４８は、１対の開口部６
０が管の両側に形成されている。この開口部６０を通じて、アクチュエータエレ
メント４８にリンク機構が６２が駆動可能に連結されている。
【００１６】 さらに図４〜図６に示すリンク機構６２には、四角断面軸６８に強固に固定さ
れる一対のアーム６４、６６が含まれている。軸６８の端部７０にはねじ部（図
３）が設けられ、図１に示すように、保持ナット７２が締め付けられている。ア
ーム６４、６６を軸６８に固定する機構については後に述べる。
【００１７】 各アーム６４、６６にはそれぞれガイドブロック７４、７６が付属している。
ガイドブロックはアクチュエータピストン８２の両側壁に形成されたスロット８
０内を移動する。図５に示すように、アクチュエータ管内のピストン８２の前後
運動（両矢印８４参照）がリンク機構６２の回転運動（円弧状矢印８６参照）に
変換される。リンク機構６２が回転（図５の両矢印８４）すると、ブロック７４
、７６がそれぞれスロット８０内を上下に移動する。従って、これらのスロット
により、各アームが、円筒ハウジングの中心線に垂直な方向に変位可能となる。
ブロック７４、７６は、スロット８０内を移動できるよう、アーム６４、６６に
対して回転可能となっている。各アームの端部９０、９２に対して回転自在のね
じ８８により各アームが回転可能となる（図６参照）。本実施形態では、ピスト
ンは、ナイロン又はデルリン(TM)等の耐久性のある合成樹脂材で形成されている
。これらの材料は自己潤滑作用があるため、ピストンと管の間の潤滑剤は最小限
でよい。ピストン８２は、ばね９８を収容するため、前部９６が開いた中心空洞
を有している。ばねはピストン８２の後壁１００と管の固定前壁１０２の間で保
持されている。ばね常数とピストンに加わる力は、アクチュエータ内の圧力が最
大のとき、ピストンがばね力に抗して最前位置（図５の１０３）に移動できる力
に選定されている。この実施形態では、ピストンに加わる最大力は約５００ポン
ドで、トルクは約４５０インチ・ポンドである。これらの数値は、本発明のアク
チュエータの寸法と機能によって変わる。
【００１８】 本実施形態ではピストン８２の、主要壁１０６と管内壁と間が隔てられている
。２組の案内リング１０８、１１０が管内壁に当接している。ピストン８２と管
内壁との接触面積を最小限とすることにより、これらの間の摩擦が減少して焼き
付きの危険性が減少する。後方のリング１０８の直径は管内径より約１／１６イ
ンチだけ小さくしている。外側のリング１１０の直径は管内径により近い値とし
ている。開口部６０によって管が変形しやすくなるため、前部リング１１０の直
径を管内径に近づけることにより、管の最も弱い部分を補強することができる。
【００１９】 上記のように、アクチュエータ部４８の管はステンレス鋼管で形成されている
。上記の弁では管の直径が約４インチであり、管の壁厚は約１／１６インチであ
る。アクチュエータエレメント４８の内部保守のため、前方キャップ１０２が取
り外し可能となっている。管内に形成した凹部１２２にスナップリング１２０が
設けられている。この凹部はスナップリングが軸方向に移動して管開口部から飛
び出さない深さとなっている。キャップ１０２はステンレス鋼などの耐久性材料
で形成され、スナップリングを保持する肩部１２４を有している。図２、図３に
示すように、プラスチックキャップ１２６がキャップ孔に挿入される。しかしこ
の孔とキャップ１２６は省略することができる。ばね９８の力に抗して前方キャ
ップを押し込みスナップリング１２０が外れると前方キャップ１０２の着脱が可
能となる。スナップリング１２０が前方キャップ１０２から外れると、スナップ
リングが凹部１２４に着脱可能となる。図示のような大きな直径のスナップリン
グは、ドイツその他の販売元から入手可能である。ばね力がかかった状態では前
方キャップ１０２の周辺肩部がスナップリングを溝１２２に押し込んでいるため
スナップリング１２０を外すことができない。
【００２０】 アクチュエータアセンブリ４８の反対側には、ドーム形に鋳造又は形成されて
ベースキャップ１３０が設けられている。ドーム形は高圧力を維持するのに有利
である。キャップ１３０近傍のポート１３２を介して流体経路５２とアクチュエ
ータ部の内部が連通している。管の後端の壁１３４の塑性変形によってキャップ
１３０は管に永久的に保持される。この塑性変形により、キャップ１３０の軸方
向移動が防止され、管からの離脱が防止される。管とキャップの間を溶接、ろう
付けすることもできる。キャップ１３０は通常押し込まれている。キャップ１３
０は、管の内壁と係合するほぼ円筒状の内壁部１３６を有している。内壁部１３
６には、転動ダイアフラム１４２の半径方向固定シールの役割を果たすベース部
１４０を受け入れる凹部１３８が設けられている。転動ダイアフラムは各種の販
売元から入手可能である。本実施形態では、転動ダイアフラムは、繊維で強化さ
れたニトリル・アクリルゴム製で、その厚みが約０．０４インチである。転動ダ
イアフラムは、ピストン８２の主要壁１０６と、リング１０８後方の管内壁との
間に設けられている。図５に示すように、圧力がダイアフラムを介してピストン
８２の後壁１００に作用すると、ピストンは前方キャップ１０２に向かって前進
する。アクチュエータエレメント４８内の後部において、このダイアフラムが確
動流体シールを形成する。従って、アクチュエータとピストンは、ダイアフラム
１４２の前方では封止されていない。
【００２１】 以上のように、上記のアクチュエータエレメント４８は、従来のものに比べて
製作及び保守が容易でスペースが少なくてすむ。ねじその他の固定部材を殆ど使
用しないため損傷時に廃棄することもできる。しかし、上記のように、前方キャ
ップ１０２が着脱できるためアクチュエータの保守は可能である。上記の利点以
外に、図２及び図３には、本発明のアクチュエータのその他の多様な利点が図示
されている。前方キャップ１０２の近傍の凹部１２２が、ハウジングの後半部３
４（図２）内の対応する凹部１４８内の位置決めリングの役割を果たす。アクチ
ュエータエレメント４８が対称に形成されているため、１８０゜方向転換してハ
ウジング後半部３４（図３）内の対向位置にある凹部１５０に取り付けることが
できる。従って、アクチュエータエレメント４８を単に逆向きに装着して、弁に
対する操作を逆にすることができる。本実施形態では、使用しない凹部（即ち、
前方キャップに係合しない凹部）に、適切な寸法と太さのＯリングを挿入してお
くとアクチュエータアセンブリ４８の中間部分の保持が安定する。
【００２２】 リンク６２の上部には、アーム６４、６６（図５）と共に回転するストップ機
構１５０が設けられている。このストップ機構は、ねじ座４０、４２内のストッ
プねじとの係合時の摩擦を減らすローラ１５２を有している。上記のように、ね
じ３６と対向ねじ１５６（図５）を、必要に応じてねじ座４０、４２に対して移
動させ、リンク６２の限界停止位置を決めることができる。これ以外にも、アク
チュエータエレメント４８の管内のピストン８２の最大及び最小移動距離によっ
てリンクの限界停止位置を決めることができる。ねじ棒３６は、流体の圧力が失
われた場合の手動調整手段として使用できる。ねじ棒３６をねじ込むとストップ
機構１５０が回転軸６８を回転させ、弁ゲート（図示せず）が開閉される。この
ときストップ機構１５０はばね９８のばね力に抗して移動する。
【００２３】 本発明のリンク機構６２の取付構造が図７〜図９に示されている。特に図７で
は、ロータリバルブのゲート（図示省略）に接続する四角断面軸６８へのリンク
機構６２の取付構造を示す。本実施形態では、軸６８の四角断面部分は大径の円
形軸を加工して形成され、軸の円形部分１６０の肩部１６２にアーム６４の内端
が当接する。本実施形態では、軸６８の自由端部が円形断面で、そのねじ付き端
部７０にナット７２が取り付けられている。軸の四角断面部分の長さは、ナット
７２をねじ込んでリンク機構６２に力（矢印１６４）を加えることができる長さ
に選定されている。
【００２４】 本実施形態では、ストップ機構１５０がリンク機構６２の中央部材を形成して
いる。ストップ機構は、軸６８の四角断面部に極めて近い寸法と形状の四角孔を
有している。本実施形態では、ストップ機構１５０脚部の両側上面に、軸の両端
側に延びる楔部１６６が形成されている。特に、楔部１６６は、ストップ機構１
５０の下部１７０の端壁１６８を越えて両側に延びている。また図８（Ａ）及び
図９に示すように、アーム６４、６６にはそれぞれ軸取付部となるアーム端部１
７４、１７６が形成され、これらも四角孔を有している。これらの四角孔は軸６
８の外周の寸法と形状に一致している。アーム端部１７４、１７６は、また、そ
れぞれ楔部１６６が進入する内向きの楔形凹部１８０を有している。楔部の角度
は１５゜前後である。この角度は用途に応じて変更可能である。再び図７に戻る
と、リンク機構６２に力（矢印１６４）が作用すると、対向するアーム端部１７
４、１７６に、ストップ機構１５０の楔部１６６が圧入される（矢印１８４と１
８６）。楔部と、これに対応するアーム端部１７４、１７６の凹部に角度が付け
られているため、圧縮力（矢印１８４と１８６）が垂直方向の力成分（矢印１９
４、１９６、１９８）に分解され、この力成分によりアーム端部１７４、１７６
とストップ機構１５０とが軸の平面部分を強く締め付ける。軸端７０のナット７
２を締め込むほど、軸６８の平面部分にリンク機構が強固に保持される。アーム
端部１７４、１７６の内壁面を丈夫にしておけば、リンク機構を十分な力でロッ
クすることができる。この締め付け力により、アーム６４、６６が軸６８を回転
させるときの遊隙発生の可能性が少なくなる。
【００２５】 図７に示すように、ストップ機構の端壁１６８とこれに対応する各アーム端部
１７４、１７６の端壁２０２との間に間隙２００が必要である。この間隙がない
場合には、軸６８の平面部で完全に係合する位置までの部材の移動距離がなくな
る。
【００２６】 上記の基本原理は各種断面の軸に適用できる。軸には少なくとも１つの平面部
があることが望ましい。例えば、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示す軸２６８、３６８は
それぞれ円形断面、六角断面を有している。各軸２６８、３６８には、楔部２６
６、３６６が当接する少なくとも１つの平面部２９０、３９０が形成されている
。各アーム端部２７３、３７４には、軸の形状と合致し、楔部２６６、３６６を
押し込むための適切な角度の切欠き部２８０、３８０を有する孔が形成されてい
る。また、楔部を有する中心部材には、軸を受け入れ孔を有するハウジング部が
不要である。中心部材は、むしろ、図９に示すように、両端に楔を有する単一の
板２０８で形成することができる。板２０８の長さ、または他の楔機構に関する
変形は限りなくあり、本発明では、各アームが互いに十分な距離を隔てて配設す
ることができる。さらに、軸が当接段部１６２を有しているため、ナットその他
の締め付け部材を軸の両端に取り付けて、リンク機構の締め付け力と位置を調整
することができる。
【００２７】 以上のアーム取付機構によると、軸の公差が緩くても、遊隙のない状態でアー
ムを装着できる。本実施形態のアームは、鋳造その他の成形プロセスによって製
造できる。
【００２８】 図１０〜図１４に、アクチュエータとロータリバルブを連結するリンク機構の
第２実施形態を示す。図１〜図１４では、類似の部材を同一符号で示す。リンク
機構は、リンク３００、リンクアーム３０２、及びロック部材３０４を有し、こ
れらはロータリバルブの軸３１０に固定される。さらにリンク機構は、リンクア
ーム３００をピストン８２に連結する連結ピン３１２、及び、リンクアーム３０
２をピストン８２に連結する連結ピン３１４を有している。図１２に示すように
、リンクアーム３００、３０２は、ピストン８２の反対側に位置し、アクチュエ
ータエレメント４８の開口部６０を通して、連結ピン３１２、３１４を介してピ
ストン８２に連結されている。
【００２９】 各リンクアーム３００、３０２にはスロット３２０が設けられている。連結ピ
ン３１２、３１４は、ピストン８２の孔に係合する円筒部３２２と、各リンクア
ームのスロット３２０との係合部３２４を有している。連結ピン３１２、３１４
はピストン８２の内部で回転可能となっている。連結ピン３１２、３１４のアー
ム係合部３２４には平坦側部３２６、３２８が形成され、各リンクアームのスロ
ット３２０内を摺動可能である。連結ピン３１２、３１４は、さらに円筒部３２
２とアーム係合部３２４の間に肩部３３０が形成されている。肩部３３０は、円
筒部３２２より大径で、各リンクアームのスロット３２０の幅より大径となって
いる。その結果、固定部材なしで、連結ピン３１２、３１４が、それぞれリンク
アームとピストン８２とを所定位置で保持される。連結ピン３１２、３１４は、
潤滑材を充填したナイロンまたはピーク(TM)の商標名で販売されている材料をを
使用した成形プラスチック製品であることが望ましい。しかし、本発明の範囲で
は、その他の材料も使用可能である。
【００３０】 運転時において、上記のように、アクチュエータ部４８の内部で、流体圧に応
じてピストン８２が直線的に移動する。図１１に示すように、ピストン８２に保
持された連結ピン３１２、３１４がアクチュエータ部４８の軸と平行な直線経路
３３２に沿って移動する。連結ピン３１２、３１４がピストン８２とともに移動
すると、各リンクアーム３００、３１４が弁軸３１０を回転させる。詳しくは、
連結ピン３１２、３１４のアーム係合部３２４が各リンクアーム３００、３１４
のスロット３２０内を摺動し、同時に、連結ピン３１２、３１４がピストン８２
に対して回転する。この構成によると、連結ピン３１２、３１２の経路３２２と
軸３１０中心との距離が一定であるため、アクチュエータの位置に関係なく一定
のトルクが作用する。さらに、この構成によると、図２〜図６に示す前記のもの
に比べて、ピストンの移動終端部分でのトルクが大きくなる。
【００３１】 ロック部材３０４によってリンクアーム３００、３０２が確実に弁軸３１０に
ロックされる。図１２に示すように、リンクアーム３００は保持端３４０を有し
、リンクアーム３０２は保持端３４２を有している。各保持端３４０、３４２に
は、弁軸３１０を受容する中心孔３４４と、半径方向可動部分３５０、３５２を
形成する軸方向スリット３４８が設けられている。
【００３２】 ロック部材３０４には弁軸３１０を挿通する中心孔３６０があり、中心孔３６
０の両側に凹部３６２、３６４が形成されている。凹部３６２、３６４は、テー
パ状の保持端３４０、３４２の外形と一致し、凹部３６２、３６４の内面はテー
パ状である。ロック部材３０４は、さらに図２〜図６で示すロック機構１５０を
有している。
【００３３】 弁軸３１０は任意の断面形状であってもよい。１つの形状としては、軸３１０
は、図１０、図１１、図１４に示すように、少なくともリンクアーム３００、３
０２とロック部材３０４の取付部のみを四角断面としている。他の形状としては
、軸３１０は、図１２、図１３、図１５に示すように、リンクアーム３００、３
０２及びロック部材３０４の取付部のみをスプライン形状としている。リンクア
ーム３００、３０２とロック部材を貫通する孔に弁軸３１０を挿通できるよう、
弁軸３１０と一致する形状に形成されている。
【００３４】 このリンク機構は、さらにリンクアームに力を加え保持端３４０、３４２をそ
れぞれ凹部３６２、３６４に押し込み、各保持端３４０、３４２の半径方向可動
部分３５０、３５２を弁軸３１０に係合させるための１個または複数個の部材を
有している。特に、リンクアーム３００、３０２に加えられる力は、弁軸３１０
の中心軸に平行でロック部材３０４の方向に向かっている。ロック部材３０４の
テーパ状凹部３６２、３６４のテーパ壁が、各保持端３４０、３４２の半径方向
可動部分に半径方向の力を作用させる。半径方向の力が半径方向可動部分を弁軸
３１０に係合させ、ロータリバルブアクチュエータの作動中に、遊隙が発生せず
、弁軸３１０に対するリンクアーム３００、３０２の如何なる動きも生じない。
【００３５】 図１４に示す第１形態の軸ロック機構では、軸３７４に沿ってリンクアーム３
００、３０２に力を加える場合に、弁軸３１０のリンクアーム３０２の側に当接
部３８０を設け、弁軸３１０のリンクアーム３００の側に調節ねじ３８２を設け
ている。調節ねじ３８２は、弁軸３１０のねじ部に取り付けたナットである。リ
ンクアーム３０２の当接部３８０からの軸方向移動が防止される。こうして、調
節ねじ３８２と当接部３８０がリンクアーム３００、３０２に両方から等しい力
を加え、保持端３４０、３４２がロック部材３０４に押し込まれる。この第１形
態では、弁軸に対するアクチュエータの逆転が可能である。調節ねじ３８２を外
すとアクチュエータ全体を弁軸から外すことができ、アクチュエータを逆転する
ことができる。
【００３６】 図１２、図１３、図１５に示す軸ロック機構の第２形態では、リンクアーム３
００と３０２の間に１個または複数個の調整機構が設けられている。この実施形
態は弁軸３１０の構造と無関係である。リンクアーム３００にタブ４００が設け
られ、各タブにはボルトなどの調節ねじ４０２を挿通する孔が設けられている。
同様にリンクアーム３０２にタブ４０４が設けられ、各タブにはボルトなどの調
整ねじを挿通する孔が設けられている。連結部材４１０の両端には、調節ねじ４
０２、４０６を取り付けるためのねじが形成されている。調節ねじ４０２、４０
６と連結部材４１０が調節機構を構成している。連結部材４１０には、ロック部
材３０４は平坦面を有し凹部のはまり込んでいる。この構成により、調節ねじ４
０２、４０６を調節すると、結合部材４１０は、ロック部材３０４に対して回転
することなく軸方向に移動して調節される。調節ねじ４０２、４０６のいずれか
を締め込むと、調節ねじ４０２、４０６と連結部材４１０が、リンクアーム３０
０、３０２がロック部材３０４の方向に押される。アクチュエータのハウジング
には点検孔４１２、４１３（図１２）が設けられ、これにより、各調節ねじ４０
２、４０６の調節が可能となる。図１５に示すように、２個の調節ねじと１個の
結合部材４１０を有する２個またはそれ以上の調節機構を、弁軸３１０の両側に
設けることが望ましく、これによって軸３７４に沿って一様な力を加えることが
できる。調節ねじ４０２、４０６を締め込むと保持端３４０、３４２がロック部
材３０４に押し込まれる。この構成によると、軸３１０に肩部３８０を形成する
必要がなく調節ねじ３８２が不要となる。
【００３７】 上記のように、本発明のアクチュエータは、弁軸に対して取付方向を逆転して
使用できることが望ましい。調節機構が、調節ねじ４０２、４０６と結合部材４
１０を有しており、ある位置で、点検孔４１２を通して調節ねじ４０２を調節し
、リンクアーム３００、３０２を弁軸３１０と係合させることにより、弁軸４１
２に対してリンクアーム３００、３０２をロックすることができる。他の位置で
、点検孔４１４を通して調節ねじ４０６を調節してリンクアーム３００、３０２
を弁軸３１０と係合させることができる。
【００３８】 以上では、好ましい実施形態について詳しく述べた。望ましい改良及び置き換
えは、本発明の精神と範囲から逸脱することなくできる。例えば、本実施形態で
転動ダイアフラムを使用しているが、シール付きピストンが望ましい場合もある
。部材の寸法や形状は、適用するロータリバルブのタイプに応じて変えることが
でき、アクチュエータに上記以外のリンク機構を使用することもできる。また、
リンク取付機構は、各アームを軸に迅速且つ安価な技術で取り付けできる他の機
能を適用することもできる。従って、上記説明の意図は発明を例示することであ
って、発明の範囲を限定することではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態のアクチュエータを取り付けたロータリー弁の斜視図 である。
【図２】 図１のアクチュエータの一部を露出させた斜視図である。
【図３】 逆向に取り付けたアクチュエータの一部を露出させた斜視図である。
【図４】 図２の４−４線に沿ったアクチュエータの側断面図である。
【図５】 ピストンとリンク機構の動きを示すアクチュエータの他の断面図である。
【図６】 図５の６−６線に沿ったアクチュエータの前方から見た断面図である。
【図７】 第１実施形態のアクチュエータに使用するリンクの部分断面図である。
【図８】 図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは図７の８−８線に沿った弁軸とリンクの部分断面図
である。
【図９】 第１実施形態において四角断面軸と共に使用するリンクと楔構造の接続構成を
示す分解斜視図である。
【図１０】 アクチュエータの第２実施形態の部分断面図である。
【図１１】 アクチュエータの動きを示す第２実施形態の部分断面図である。
【図１２】 図１１の線１２−１２に沿ったアクチュエータの断面図である。
【図１３】 図１０〜図１２のアクチュエータの部分断面図であって、弁軸ロック機構の第
１形態を示す
【図１４】 図１０〜図１２のアクチュエータの部分断面図であって、弁軸ロック機構の第
２形態を示す。
【図１５】 アクチュエータの上方から見た部分断面図であって、図１３の弁軸ロック機構
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 管状ハウジングと、 前記管状ハウジング内に収容され、ハウジングの軸心に沿ってハウジングに対
    して相対移動可能なピストンと、 スロットを有するリンクアームと、前記ピストンに回転自在に取付けられ前記
    リンクアームのスロット内を摺動する連結ピンとからなる少なくとも１本のアー
    ムアセンブリで構成され、前記ピストンと弁軸とを連結して、ピストンの軸方向
    運動により弁軸を回転させるリンク機構と、 前記ハウジングに接続され、ピストンを軸方向に移動させる流体圧供給源とで
    構成されるロータリバルブ用アクチュエータ。
  2. 【請求項２】 前記連結ピンが、締め付け部材なしで、ピストンとリンクア
    ームとの間に保持されている請求項１記載のロータリバルブ用アクチュエータ。
  3. 【請求項３】 前記連結ピンが合成樹脂材料で形成されている請求項１記載
    のロータリバルブ用アクチュエータ。
  4. 【請求項４】 前記リンク機構が、弁軸に装着されピストンの両側に連結す
    る第１アームと第２アームとを備え、第１アームと第２アームとがそれぞれスロ
    ットを有するリンクアームを構成し、連結ピンがピストンに回転自在に取り付け
    られリンクアームのスロット内を摺動する請求項１記載のロータリバルブ用アク
    チュエータ。
  5. 【請求項５】 前記リンク機構が、さらに弁軸に装着され、第１凹部と第２
    凹部を有するロック部材を備え、各リンクアームが２個以上の半径方向可動部分
    を形成した保持端を有しており、前記リンク機構が、さらにリンクアームの保持
    端をロック部材の凹部に押し込む手段を有し、それで保持端の半径方向可動部分
    が弁軸に係合させられて各リンクアームが弁軸にロックされる請求項４記載のロ
    ータリバルブ用アクチュエータ。
  6. 【請求項６】 管状ハウジングと 前記管状ハウジング内に収容され、ハウジングの軸心に沿ってハウジングに対
    して相対移動可能なピストンと、 前記ピストンと弁軸とを連結し、中心軸に沿ったピストンの運動により弁軸を
    回転させるリンク機構とで構成され、 前記リンク機構が、前記ピストンに連結され弁軸に装着されたリンクアームか
    らなる少なくとも１本のアームアセンブリと、弁軸に装着されたロック部材とで
    構成され、前記リンクアームが２個またはそれ以上の半径方向可動部分を形成し
    た保持端を有し、前記ロック部材が少なくとも１つの凹部と、リンクアームの保
    持端をロック部材の凹部に押し込む手段を有し、それで保持端の半径方向可動部
    分が弁軸に係合させられてリンクアームが弁軸にロックされるロータリバルブ用
    アクチュエータ。
  7. 【請求項７】 前記リンク機構が、弁軸上でロック部材の両側にそれぞれ装
    着された第１リンクアーム、第２リンクアームを含む第１リンク機構と第２リン
    ク機構とで構成され、前記ロック部材が第１凹部と第２凹部を有し、前記押し込
    む手段が、各リンクアームの保持端をロック部材の各凹部に押し込む手段で構成
    され、保持端の半径方向可動部分が弁軸に係合させられて第１リンクアームと第
    ２リンクアームとが弁軸にロックされるようにした請求項６記載のロータリバル
    ブ用アクチュエータ。
  8. 【請求項８】 前記押し込む手段が、弁軸に設けられ第１リンクアームに当
    接する当接段部と、弁軸に取り付けて第２リンクアームに当接する調節ねじとで
    構成され、調節ねじを調節して前記各保持端をロック部の各凹部に押し込み、各
    リンクアームが弁軸にロックされる請求項７記載のロータリバルブ用アクチュエ
    ータ。
  9. 【請求項９】 前記押し込む手段が、第１リンクアームと第２リンクアーム
    の間に設けられた少なくとも１つの調節機構で構成され、この調節機構を調節す
    ることによって第１リンクアームと第２リンクアームの各保持端がロック部材の
    各凹部に押し込まれる請求項７記載のロータリバルブ用アクチュエータ。
  10. 【請求項１０】 前記押し込む手段が、両端にねじ孔を有する連結部材と、
    第１リンクアームと連結部材の間に設けられた第１調節ねじと、第２リンクアー
    ムと連結部材の間に設けられた第２調節ねじとからなる少なくとも１つの調節機
    構で構成され、第１調節ねじ又は第２調節ねじを調節して、第１リンクアームと
    第２リンクアームの各保持端をロック部材の各凹部に押し込むようにした請求項
    ７記載のロータリバルブ用アクチュエータ。
  11. 【請求項１１】 前記連結部材をロック部材の内部に設けて、連結部材がロ
    ック部材に対する回転することなく、弁軸の中心線に平行に運動できるようにし
    た請求項１０記載のロータリバルブ用アクチュエータ。
  12. 【請求項１２】 前記保持端の外形がテーパ状であり、スロットを入れて半
    径方向可動部分を形成し、保持端が押し込まれるロック部材の凹部もテーパ状に
    形成されている請求項７記載のロータリバルブ用アクチュエータ。
  13. 【請求項１３】 前記第１リンクアームと第２リンクアーム、及び前記ロッ
    ク部材が、それぞれ四角断面軸に装着可能に形成されている請求項７記載のロー
    タリバルブ用アクチュエータ。
  14. 【請求項１４】 前記第１リンクアームと第２リンクアーム、及び前記ロッ
    ク部材が、それぞれスプライン軸に装着可能に形成されている請求項７記載のロ
    ータリバルブ用アクチュエータ。
  15. 【請求項１５】 中心軸周りを回転可能に装着された回転軸と、 前記回転軸に装着され、２個またはそれ以上の半径方向可動部分を形成した保
    持端を有する少なくとも１本のリンクアームと、 前記回転軸に装着され、凹部を有するロック部材と、 前記リンクアームの保持端を前記ロック部材の凹部に押し込み、それで前記保
    持端の半径方向可動部分を弁軸に係合させて、前記リンクアームを弁軸にロック
    する押し込み手段と を備えたロータリバルブ用リンク機構。
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