JP2008256030A - バルブ用アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】手動操作時の操作トルクを軽減させることができると共に、出力トルクが大きなものに最適なバルブ用アクチュエータを提供すること。
【解決手段】一端部がモータ３の回転軸３１と接離可能であると共に、他端部が手動操作部材４の手動操作軸４１と接離可能である回転移動部材８を設け、この回転移動部材８の一端部が回転軸３１に接続されているときに他端部が手動操作軸４１から離れ、回転移動部材８の他端部が手動操作軸４１に接続されているときに一端部が回転軸３１から離れているように構成したバルブ用アクチュエータである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁などに搭載され、バルブの弁体を手動操作可能とするバルブ用アクチュエータに関し、電動操作時、手動操作時、及びメンテナンス時等における操作上、作業上の安全性を確保すると共に、操作性、作業性を向上させたコンパクトな手動操作機構付きのバルブ用アクチュエータに関する。

従来より、一般にバルブ用アクチュエータは、電動モータの回転軸に連結されている中間歯車及び入力歯車と、モータの回転力を減速して出力軸に伝達する減速機構とを備え、電動モータによる高速回転を減速させてバルブの開閉に用いられる。電動モータを動力とするバルブは、例えば、停電時やメンテナンス時等の場合には手動で操作する必要が生じる。このため、この種のアクチュエータには、一般に手動操作を行うための手動操作部分を設けている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載されているアクチュエータは、入力歯車と噛合する回転可能に支持された手動基軸と、手動基軸の先端部に設けられた六角形状の係止部と、上下動可能に支持された手動操作軸と、手動操作軸の上端部に設けた手動操作部と、手動操作軸の下端部に設けられ、手動基軸の係止部を含む先方が挿入される円筒部と、円筒部内の下端部に設けられ、手動基軸の係止部が嵌合する十二角形状の嵌合部とを備えている。

電動モータにより自動でバルブの開閉を行うときには、手動基軸の係止部が嵌合部より手動操作軸の円筒部内の奥に位置されて、手動基軸の係止部と手動操作軸の嵌合部とが嵌合されておらず、手動基軸のみが回転する。一方、手動でバルブの開閉を行うには、手動操作部を介して手動操作軸を引き上げて、手動操作軸の嵌合部を手動基軸の係止部に嵌合させる。これにより、手動操作部を所望の方向に回転させると、手動操作軸に伴って手動基軸が回転して、その回転力が入力歯車に作用してバルブの開閉が行われる。手動操作から自動操作への切換は、手動操作部を介して手動操作軸を押し下げることにより行われる。従って、手動操作部を介して手動操作軸の移動によって手動操作と自動操作との切換を行うことができる。

特開２００４−２１８７３５号公報

ところで、特許文献１に記載されているアクチュエータは、自動操作時、手動基軸の係止部を嵌合部より手動操作軸の円筒部内の奥に位置させて手動基軸を空回りさせて、手動操作部（手動操作ハンドル）が共回りしないようにさせている。しかし、手動操作時には、電動モータの回転軸と伝達機構とは連結されているために、電動モータの回転軸も回転するので、操作トルクが増大し、操作性が悪い。特に出力トルクが大きいアクチュエータの場合には、操作トルクが増大すると、一層操作性が悪くなる。

また、自動操作から手動操作に切り替える場合には、手動操作部を介して手動操作軸を引き上げて、手動操作軸の六角形状の嵌合部を手動基軸の十二角形状の係止部に嵌合させるが、手動操作軸を引き上げたときに、嵌合部が係止部に嵌まり込んで嵌合部と係止部とが嵌合する場合と嵌合部を形成する縁部と係止部を形成する縁部とが接触して嵌合部と係止部とが嵌合できない場合がある。すなわち、嵌合部と係止部との位置合わせを行わないと、嵌合部と係止部とが嵌合しないため操作性が悪くなる。特に、嵌合部と係止部との部分は、円筒部や筐体等があるため目視できない状態であることから、手動操作軸を引き上げながら嵌合部と係止部とが嵌合するように回転させなければならないので、操作が煩わしく、円滑に切換操作を行えなかった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、手動操作時の操作トルクを軽減させることができると共に、出力トルクが大きなものに最適なバルブ用アクチュエータを提供することにある。また、他の目的は、切換操作を円滑に行えるバルブ用アクチュエータを提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、モータ又は手動操作部材により出力軸を回転駆動させるバルブ用アクチュエータであって、一端部がモータの回転軸と接離可能であると共に、他端部が手動操作部材の手動操作軸と接離可能である回転移動部材を設け、この回転移動部材の一端部が回転軸に接続されているときに他端部が手動操作軸から離れ、回転移動部材の他端部が手動操作軸に接続されているときに一端部が回転軸から離れているように構成したバルブ用アクチュエータである。

請求項２に係る発明は、回転移動部材が筐体内に設けられ、この筐体の外側に、回転移動部材が回転軸に接続される自動操作位置と回転移動部材が手動操作軸に接続される手動操作位置との間で回転移動部材を移動させる切換操作部材を設けたバルブ用アクチュエータである。

請求項３に係る発明は、筐体に、この筐体から突出する切換操作軸が回動可能に設けられ、切換操作部材が、切換操作軸にその長手方向と直交する方向に延びて設けられているレバー部材であり、このレバー部材を切換操作軸を軸に回動させて回転移動部材を自動操作位置又は手動操作位置に移動させるバルブ用アクチュエータである。

請求項４に係る発明は、レバー部材を、回転移動部材を自動操作位置に停止保持させる第１位置と回転移動部材を手動操作位置に停止保持させる第２位置とにそれぞれ係止する係止手段を設けたバルブ用アクチュエータである。

請求項５に係る発明は、回転移動部材の一部が、軸方向に移動可能に設けられた円筒状のスライド部材に収容され、これら回転移動部材とスライド部材との間に、付勢部材を設けて、スライド部材を移動させたとき、付勢部材の付勢力により回転移動部材が移動するように構成したバルブ用アクチュエータである。

請求項６に係る発明は、筐体に、この筐体から突出する切換操作軸が回動可能に設けられていると共に、この切換操作軸と同軸上に切換操作第２軸が回動可能に設けられ、一端部が切換操作軸に取り付けられ、他端部が切換操作第２軸に取り付けられて、切換操作軸及び切換操作第２軸と共に回動する円弧状の回動操作軸を設け、この回動操作軸の両端部に、当該回動操作軸が回動する軸と直交する方向に互いに平行に延びる係合片をそれぞれ設け、これら係合片の先端部に、スライド部材の係合溝に係合して当該スライド部材を介して回転移動部材を移動させる係合突起をそれぞれ設けたバルブ用アクチュエータである。

請求項７に係る発明は、回転移動部材の一端部が、回転可能で、かつ、軸方向に移動可能に回転軸に支持されていると共に、回転移動部材の他端部が、回転可能で、かつ、軸方向に移動可能に手動操作軸に支持されているバルブ用アクチュエータである。

請求項１に係る発明によると、回転移動部材の一端部が回転軸に接続されているときに他端部が手動操作軸から離れているので、モータにより出力軸を回転駆動させるときには、手動操作部材の手動操作軸が回転することがなく、また、回転移動部材の他端部が手動操作軸に接続されているときに一端部が回転軸から離れているので、モータの回転軸が回転しないため、手動操作時の操作トルクを軽減させることができるバルブ用アクチュエータであり、特に、出力トルクが大きなアクチュエータに最適である。

請求項２に係る発明によると、筐体の外側に回転移動部材を移動させる切換操作部材が設けることにより回転移動部材の移動を容易に行え、操作し易く、操作性に優れているバルブ用アクチュエータである。

請求項３に係る発明によると、レバー部材の回動により回転移動部材を自動操作位置又は手動操作位置に簡単に移動させることができるので、操作性に優れ、かつ、コンパクト化を図れるバルブ用アクチュエータである。

請求項４に係る発明によると、回転移動部材の一端部を回転軸に接続させた状態、又は、回転移動部材の他端部を手動操作軸に接続させた状態を確実に保持して、この回転移動部材を自動操作位置又は手動操作位置に停止させることができ、モータ又は手動操作部材により出力軸の回転駆動を安全且つ確実に行うことができるバルブ用アクチュエータである。

請求項５に係る発明によると、スライド部材を移動させたとき、回転移動部材が付勢部材の付勢力により移動するために、回転移動部材とモータの回転軸との接続、又は、回転移動部材と手動操作部材の手動操作軸との接続をそれぞれ確実且つ円滑に行えると共に、その接続状態を一層保持することができるバルブ用アクチュエータである。

請求項６に係る発明によると、切換操作部材であるレバー部材を回動させると、切換操作軸と切換操作第２軸とを軸に回動操作軸が回動して、係合突起を介して回転移動部材を移動させるので、操作性に優れ、かつ、コンパクト化を図れるバルブ用アクチュエータである。

請求項７に係る発明によると、回転移動部材が、回転軸及び手動操作軸によって回転可能で、かつ、移動可能に支持されているので、回転移動部材と回転軸又は手動操作軸との接続を確実に行うことができるバルブ用アクチュエータである。

以下、本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例を添付図面に基づいて詳述する。
図１〜図８は本発明に係るアクチュエータ本体１の一例を示す図である。アクチュエータ本体１は、モータ又は手動操作部材により出力軸を回転駆動させるもので、ボールバルブ、バタフライバルブ等に搭載されて、出力軸を介して弁体を回転駆動させてバルブの開閉を行うためのものである。このアクチュエータ本体１は、図１〜図８に示すように、筐体２と、モータ３及び手動操作部材４と、モータ３又は手動操作部材４からの回転動力を伝達するための伝達機構５及び減速機構６と、筐体２に回動可能に支持されている出力軸７とを備えている。

電動モータ３は、回転軸３１を自動で回転駆動させるものであれば、特にその駆動方式などに限定されることはなく、本例においては、正逆転可能な電動モータを使用している。この電動モータ３は、筐体２に、例えば、ボルト等のねじ部材（図示せず）により固定されている。

手動操作部材４は、手動により操作し得るものであれば、特にその態様に限定することはなく、本例においては、図に示すような、筐体２に軸受１１を介して回動可能に支持された手動操作軸４１と、この手動操作軸４１に取り付けられ、筐体２外に配置されたリング状のハンドル４２と、ハンドル４２の一部にその軸方向に延びる取っ手４３とからなる。手動操作軸４１は、電動モータ３の回転軸３１と同軸上に配置されていることが好ましい。また、この手動操作軸４１は、筐体２に軸受１１を介して回動可能に支持される回動支持部４１ａと摺動部４１ｂとからなる。手動操作軸４１は、筐体２に取り付けたとき、回動支持部４１ａの端部が筐体２の外部に突出し、この突出した回動支持部４１ａにハンドル４２が取り付けられている。

手動操作軸４１と回転軸３１との間には、一端部が回転軸３１と接離可能であると共に、他端部が手動操作軸４１と接離可能である回転移動部材８がその軸方向に移動可能で、かつ、回転可能に設けられている。この回転移動部材８の外周には、伝達機構５の構成要素である、例えば、平ギヤである第１歯車５１が設けられている。

伝達機構５は、第１歯車５１と、この第１歯車５１と噛合する、例えば、平ギヤである第２歯車５２と、この第２歯車５２が固定されていると共に筐体２に回動可能に支持されている回動軸５３と、この回動軸５３に固定されている図３の第１傘歯歯車５４と、この第１傘歯歯車５４と噛合すると共に、出力軸７と同軸上であって筐体２に回転可能に支持されている第２傘歯歯車５５とからなり、電動モータ３、又は手動操作部材４からの回転動力をこの伝達機構５を介して第２傘歯歯車５５に伝達可能に設けている。また、第２傘歯歯車５５と出力軸７との間には、減速機構６が設けられている。この減速機構６は、偏心体１０４、出力ピン１０５、外ピン１０１、曲線板１０２を有する遊星歯車機構であり、アクチュエータで発生した大きなトルクを効率よく出力軸に伝達し、バルブのステムを開閉させる。この減速機構６の動力の伝達は、第２傘歯歯車５５により歯車１０３に動力が伝達し、次いで偏心体１０４から曲線板１０２、出力ピン１０５へと伝わり出力軸へと伝達されステム１０７へ出力される。なお、本実施例においてはアクチュエータからの動力を、傘歯車５４，５６を介して減速機構６に伝えているが、直接、偏心体１０４に一体又は別体に設けたギアしに伝達してもよい。また、減速機構６は遊星歯車機構を用いた減速機構であるが、他のギア機構を用いても可能である。

減速機構６は、電動モータ３、又は手動操作部材４からの回転動力を減速して出力軸７に伝達するものである。この減速機構６は、特にその態様を限定することはなく、例えば、周知のアクチュエータに用いられる減速機構が用いられる。電動モータ３又は手動操作部材４からの回転動力は、減速機構６を介して減速された後に出力軸７に伝達され、この出力軸７に取り付けられた図示しないバルブの弁体が回動駆動されるようになっている。

本発明に係るアクチュエータ本体１は、回転移動部材８の一端部が電動モータ３の回転軸３１と接離可能であると共に、その他端部が手動操作部材４の手動操作軸４１と接離可能であり、このとき、回転移動部材８の一端部が回転軸３１に接続されているときに他端部が手動操作軸４１から離れ、また、回転移動部材８の他端部が手動操作軸４１に接続されているときに一端部が回転軸３１から離れているように構成したものである。

回転移動部材８は、例えば、円筒状に形成し、この回転移動部材８の略中央部から一端部までが第１歯車５１が取り付けられる第１シャフト部８ａとして形成されていると共に、略中央部から他端部までが第２シャフト部８ｂとして形成されている。
第１シャフト部８ａの外周には、その軸方向に、第１歯車５１を装着するためのキー１７を取り付けるキー溝８３が設けられている。第１シャフト部８ａの内径は、例えば、電動モータ３の回転軸３１の径より大きい径（後述するカム部材３３の外径より若干大きい径）で形成されていることが好ましい。

また、第２シャフト部８ｂは、第１シャフト部８ａより外径が小さく形成され、第１シャフト部８ａ側が大シャフト部８ｃに、それ以外が大シャフト部８ｃより小径の小シャフト部８ｄとして形成されている。小シャフト部８ｄの内径は、手動操作軸４１の摺動部４１ｂが挿入可能な径であり、また、摺動可能な長さに形成されている。小シャフト部８ｄ内の端部近傍には、内周面の摩擦係数が小さな円筒状の小摩擦部材８１が設けられている。また、小シャフト部８ｄの端部近傍の外周面には、切欠き状の取付溝８２が設けられている。

回転移動部材８の一端部と回転軸３１との接続は、特に限定されないが、例えば、本実施例のように、回転移動部材８の一端面に設けられたカム凸部８５（特に図７、図８参照）と、回転軸３１に設けられたカム凹部３５（図１０参照）との係合により行われることが好ましい。カム凸部８５及びカム凹部３５の数は、特に限定されず、それぞれ２つ以上、例えば、２つであることが好ましい。これらのカム凸部８５及びカム凹部３５は、回転移動部材８の一端面及び回転軸３１にその周方向に１８０°間隔で設けられている。

カム凹部３５は、例えば、回転軸３１に固定されたカム部材３３に形成され、このカム部材３３は、図１、図２、図４〜図６及び図１０に示すように、回転軸３１を覆うようにねじ部材３９等により固定されるように有底円筒状に形成されている。カム部材３３の端部がフランジ状にカム片３４として形成されている。このカム片３４のカム凸部８５と対向する面（カム面）には、その周方向に１８０°間隔で２つのカム凹部３５が形成されている。カム面は、平面状に形成されている。カム部材３３の外径は、第１シャフト部８ａ内に摺動し得るような径に形成されていることが好ましい。この場合の接続手段は、後述する多角形状の嵌合構造による接続であってもよい。

一方、回転移動部材８の他端部と手動操作軸４１との接続は、特に限定されないが、例えば、本実施例のように、手動操作軸４１の端部に形成された多角形状の嵌合凸部４７と、回転移動部材８に設けられた嵌合凹部８７との嵌合により行われることが好ましい。嵌合凸部４７は、図７、図８及び、図１２に示すように、例えば、手動操作軸４１の端部が六角形状に形成されてなることが好ましい。嵌合凹部８７は、嵌合凸部４７が嵌合可能であれば特に限定されず、例えば、図１１及び図１２に示すように、第２シャフト部８ｂの小シャフト部８ｄ内に十二角形状に形成されてなることが好ましい。この場合の接続手段は、上述のカム凸凹構造でもよい。

回転移動部材８の軸方向の長さは、図１、図２及び図４〜図６に示すように、この回転移動部材８が回転軸３１に接続しているとき（カム凸部８５がカム凹部３５に係合しているとき、図１及び図６参照）には、回転移動部材８の小シャフト部８ｄの小摩擦部材８１の内側に手動操作軸４１の端部が位置され、また、この回転移動部材８が手動操作軸４１に接続しているとき（嵌合凹部８７が嵌合凸部４７に係合しているとき、図２及び図４参照）には、回転軸３１に固定されたカム部材３３の先端側が回転移動部材８（第１シャフト部８ａ）内に挿入された状態となる長さに形成している。

すなわち、回転移動部材８は、その両端部内に常に回転軸３１（カム部材３３）及び手動操作軸４１の一部が位置（挿入）されており、この回転移動部材８は、回転軸３１又は手動操作軸４１と同軸上に移動可能に支持されて回転軸３１と手動操作軸４１によりその軸を中心に回動可能に支持されている。その結果、回転移動部材８は、回転軸３１、又は手動操作軸４１と確実に接続できるようになっている。また、特に、この回転移動部材８が回転軸３１に接続されている場合、この回転移動部材８の小摩擦部材８１の内側に手動操作軸４１の端部が位置されることで、電動モータ３の駆動により回転軸３１を介して回転移動部材８が回転するときに、手動操作軸４１が回転しないようになっている。

回転移動部材８の軸方向の移動は、例えば、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの外周に設けられたスライド部材９によって行うようにすればよい。スライド部材９は、円筒状に形成され、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの外周に同軸上に配置されていると共に、その軸方向に移動可能に設けられている。スライド部材９の移動は、筐体２に当接する手動位置と図示しない規制部材に当接する自動位置との範囲で行われるようになっている。スライド部材９は、図１、図２、及び図４〜図８に示すように、例えば、第１部材９１と、周方向に延びる係合溝９４を有する第２部材９２と、第３部材９３とからなる。これらの第１部材９１、第２部材９２、第３部材９３は、例えば、その周方向に９０°間隔で設置された４つのピン９５によって連結されている。

第１部材９１は、例えば、内径が第１シャフト部８ａの外径と略同じ寸法の円筒状に形成されている。第１部材９１のスライド部材９の一端部となる端部には、内径方向に延びるフランジ状の第１リブ９１ａが設けられている。この第１リブ９１ａの内径は、例えば、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの大シャフト部８ｃの内径より若干大きな寸法で形成されている。

第２部材９２は、例えば、外径が第１部材９１の外径と略同じ寸法のリング状に形成されている。第２部材９２の周面の中央部には、その周方向に延びる前記の係合溝９４が設けられている。

第３部材９３は、例えば、内径が第１シャフト部８ａの外径と略同じ寸法の円筒状に形成されている。この第３部材９３の外周はベアリング９６で保持して直進する長いガイドである。第３部材９３の略中央部には、径方向内方に延びるフランジ状の第２リブ９３ａが設けられている。この第２リブ９３ａの内径は、例えば、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの大シャフト部８ｃの内径より若干大きな寸法に形成されている。

これらの第１部材９１、第２部材９２及び第３部材９３からなるスライド部材９の長手方向の長さは、例えば、回転移動部材８を手動操作軸４１に接続したときの回転移動部材８の第２シャフト部８ｂから手動操作軸４１の摺動部４１ｂまでの長さより若干短い寸法で形成されている。また、スライド部材９のリブ９１ａ、９３ａ間の長手方向の長さは、例えば、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの小シャフト部８ｄの長さと略同じ寸法で形成されている。このスライド部材９内、すなわち、回転移動部材８の第２シャフト部８ｂの小シャフト部８ｄの外周には、スライドベアリング機能を有するワッシャー２１、スペーサー２２、ワッシャー２１を順次装着してからＥリング等の取付ワッシャー２３を取付溝８２に取り付けてこれらを位置決め固定している。

ワッシャー２１の外径は、スライド部材９のリブ９１ａ、９３ａの内径より若干小さな寸法で形成されている。２つのワッシャー２１は、通常はそれぞれスライド部材９のリブ９１ａ、９３ａの内側に位置されるように設けられている。スペーサー２２は、例えば、外径がワッシャー２１の外径より小径で、内径が小シャフト部８ｄの外径より若干大きな径の円筒状に形成されている。スペーサー２２の長手方向の長さは、スライド部材９の２つのリブ９１ａ、９３ａの内側に２つのワッシャー２１が当接するか、近接する寸法で形成されている。スペーサー２２の両端部近傍の内面には、摩擦係数が小さな円筒状の小摩擦部材２４がそれぞれ設けられている。

また、スペーサー２２の外周、すなわち、スライド部材９内のリブ９１ａ、９３ａ間には、バネ押え部材２５、付勢部材２６及びバネ押え部材２５が設けられている。バネ押え部材２５は、ワッシャーであり、その外径は、スライド部材９の内径より若干小さな寸法で形成されている。付勢部材は、特に限定されず、例えば、コンプレッションスプリング２６等が挙げられる。コンプレッションスプリング２６は、バネ押え部材２５を両リブ９１ａ、９３ａに当接させることによって、スライド部材９を手動位置から自動位置に移動させたとき、付勢力によって回転移動部材８が手動操作位置から自動操作位置に移動すると共に、付勢力によってスライド部材９を自動位置から手動位置に移動させたとき、回転移動部材８が自動操作位置から手動操作位置に移動するようにするためのものである。

このように、回転移動部材８がコンプレッションスプリング２６の付勢力により移動するために、回転移動部材８と電動モータ３の回転軸３１との接続、又は、回転移動部材８と手動操作部材４の手動操作軸４１との接続をそれぞれ確実に行えると共に、その接続状態を保持することができる。

スライド部材９は、切換操作機構６０によって手動位置と自動位置との間で移動されることが好ましい。切換操作機構６０は、スライド部材９の移動を行うことができれば、特に限定されず、例えば、筐体２外に配置された切換操作部材を操作することによってスライド部材９の移動を行うようにしてもよい。

切換操作部材は、特に限定されないが、例えば、図８に示したレバー部材６１等であることが好ましい。レバー部材６１は、筐体２から突出する切換操作軸６２の先端部にその長手方向と直交する方向に延びて取り付けられている。切換操作軸６２は、スライド部材９の上方であってその軸よりずれた箇所の筐体２を貫通していると共に、筐体２に回動可能に支持されている。筐体２から突出する切換操作軸６２の突出端部６２ａは、例えば、四角形状に形成され、この突出端部６２ａにレバー部材６１の取付孔６１ａが嵌合して、レバー部材６１が切換操作軸６２を軸に回動可能に取り付けられている。

切換操作軸６２の他方側の端部である係合端部６２ｂは、スライド部材９の近傍まで延び、この係合端部６２ｂは、例えば、六角形状に形成されている。また、スライド部材９の下方の筐体２であって切換操作軸６２と同軸上の箇所には、切換操作第２軸６３が回動可能に設けられている。切換操作第２軸６３の一端部である係合端部６３ａは、スライド部材９の近傍まで延び、この係合端部６３ａが、例えば、六角形状に形成されている。切換操作軸６２の係合端部６２ａと切換操作第２軸６３の係合端部６３ａとは、回動操作軸６４により連結されている。

図８の回動操作軸６４は、スライド部材９の周面を沿うように略円弧状に形成されている。回動操作軸６４の一端部には、切換操作軸６２の係合端部６２ａが嵌合する嵌合部６４ａが設けられていると共に、切換操作第２軸６３の係合端部６３ａが嵌合する嵌合部６４ｂが設けられており、切換操作軸６２及び切換操作第２軸６３を軸として回動操作軸６４を回動できるように設けている。

回動操作軸６４の両端部には、切換操作軸６２及び切換操作第２軸６３と直交する方向であって互いに平行に延びる係合片６５がそれぞれ設けられている。これらの係合片６５の先端部には、スライド部材９の係合溝９４に係合する係合突起６６がそれぞれ設けられている。これにより、レバー部材６１を操作すると、係合突起６６が切換操作軸６２を軸に円弧状に移動してスライド部材９を押圧することで、スライド部材９がその軸方向に自動位置と手動位置との間で移動すると共に、この移動に伴って回転移動部材８が自動操作位置と手動操作位置との間で移動するように構成されている。

すなわち、レバー部材６１の操作により、回転移動部材８を手動操作位置から自動操作位置に移動させたり自動操作位置から手動操作位置に移動させたりすることができるようになっている。また、回動操作軸６４は、スライド部材９の周面を沿うように切換操作軸６２及び切換操作第２軸６３に接続されているので、コンパクト化を図れる。

図９に示すように、レバー部材６１は、回転移動部材８を自動操作位置に停止保持させる第１位置と回転移動部材８を手動操作位置に停止保持させる第２位置とに係止手段７０によってそれぞれ係止されることが好ましい。係止手段７０は、例えば、筐体２に設けられた係止部材７１とレバー部材６１に設けられ、周面の２箇所に係止凹部７２ａ、７２ｂを有する扇状の係止片７３とからなる。係止部材７１は、出没可能な係止部７１ａを有し、この係止部７１ａは、係止部材７１に移動可能に設けられていると共に、突出する方向に付勢されている。また、係止部材７１に設けられた操作部７１ｂによって係止部７１ａが係止部材７１に没入できるように設けている。

係止部材７１は、係止部７１ａが突出したときに、一方の係止凹部である第１係止凹部７２ａに入り込んで係合した位置が第１位置となると共に、他方の係止凹部である第２係止凹部７２ｂに入り込んで係合した位置が第２位置となるように筐体２に配置されている。これにより、レバー部材６１を第１位置に係止したときには、回転移動部材８が自動操作位置に停止保持され、一方、第２位置に係止したときには、回転移動部材８が手動操作位置に停止保持されるようになっている。その結果、電動モータ３又は手動操作部材４により出力軸７の回転駆動を安全に確実に行える。

また、筐体２内には、図４〜図８に示すように、電動モータ３等への電力供給を行なう電源（図示しない）をオン・オフ操作するインターロックスイッチ（リミットスイッチ）１５が設けられていることが好ましい。リミットスイッチ１５は、例えば、スライド部材９が自動位置に位置されたとき、回動操作軸６４の係合片６５により、スイッチが動作するように配置されている。すなわち、レバー部材６１を第１位置に位置させたときのみ、回動操作軸６４の係合片６５により、スイッチが動作してＯＮ状態となり電動モータ３等へ電力供給が行われるようになっている。

次に、本発明に係るバルブ用アクチュエータの上記実施形態における作用を説明する。
アクチュエータ本体１を手動操作から自動操作に切換える際には、係止部材７１の操作部７１ｂを操作して係止部７１ａを係止部材７１内に没入させて、係止部７１ａによるレバー部材６１の係止（係止部７１ａと係止凹部７２ｂとの係合）を解除する。これにより、レバー部材６１は、回動操作軸６４を軸に自由に回動し得る状態になるので、回転移動部材８が回転軸３１と接続し得る方向にレバー部材６１を回転させる。

レバー部材６１を回動させると、切換操作軸６２と共に回動操作軸６４が回転して係合突起６６が切換操作軸６２を軸に円弧状に移動し、スライド部材９が回転軸３１方向に押圧されてその軸方向に移動する。スライド部材９は、自動操作位置まで移動すると、規制部材に当接してその移動が停止する。このとき、係止部材７１の係止部７１ａとレバー部材６１の係止凹部７２ａとが対向する位置にレバー部材６１が停止するので、係止部７１ａを係止凹部７２ａに係止させる。これにより、レバー部材６１はその位置に保持されると共に、スライド部材９も自動操作位置の状態に保持される。

手動操作状態においては、図２および図４に示すように、２つのバネ押え部材２５がそれぞれワッシャー２１に当接されているか、又はワッシャー２１の近傍に位置された状態になっている。この状態からスライド部材９が手動位置から自動位置への移動（電動モータ３側に移動）すると、第１部材９１のリブ９１ａが大シャフト部８ｃ上に移動して（電動モータ３側のバネ押え部材２５より電動モータ３側に移動して）コンプレッションスプリング２６がその付勢力に抗して圧縮され、このコンプレッションスプリング２６の付勢力によりバネ押え部材２５、ワッシャー２１を介して回転移動部材８を電動モータ３側に押圧する。これにより、回転移動部材８が電動モータ３側に移動して、回転移動部材８と手動操作軸４１との接続が解除される（図５参照）。

この解除後において、カム凸部８５とカム凹部３５とが互いに係合し得る位置に位置されている場合には、回転移動部材８が電動モータ３側に移動してカム凸部８５とカム凹部３５とが互いに係合し、回転移動部材８と回転軸３１とが接続される（図１及び図６参照）。また、スライド部材９が自動位置に位置されると、回動操作軸６４の係合片６５により、リミットスイッチ１５がＯＮ状態となり、電動モータ３等への電力の供給が行われる。これにより、例えば、電源（図示せず）をオン状態にすると、電動モータ３が駆動されてその回転動力が回転軸３１、回転移動部材８、伝達機構及び減速機構を介して出力軸７に伝達され、バルブの弁体が駆動される。

また、カム凸部８５とカム凹部３５とが互いに係合できない位置に位置されている場合には、カム凸部８５の先端面がカム部材３３のカム片３４に当接する（図５参照）。この当接後、スライド部材９は、コンプレッションスプリング２６の付勢力に抗して自動位置に移動する。これにより、バネ押え部材２５間の間隔が狭くなってコンプレッションスプリング２６が圧縮され、このコンプレッションスプリング２６の付勢力によりカム凸部８５の先端面がカム片３４に押し付けられている。

この状態において、スライド部材９が自動位置に位置されているので、リミットスイッチがＯＮ状態となり、電動モータ３等への電力の供給が行われる。電源がオンされて電動モータ３が回転駆動されて、回転軸３１と共にカム部材３３が回転してカム凹部３５がカム凸部８５と係合し得る位置に至ると、コンプレッションスプリング２６の付勢力により回転移動部材８が移動して、カム凸部８５がカム凹部３５に入り込んでカム凸部８５とカム凹部３５とが係合して接続され（図１及び図６参照）、回転移動部材８が回転軸３１と共に回転する。その結果、回転移動部材８と回転軸３１とは、カム凹部３５とカム凸部８５との位置に関係なく自動的に接続される。
従って、アクチュエータ本体１は、筐体２の外側に設けたレバー部材６１を操作するだけで、コンプレッションスプリング２６の付勢力により回転移動部材８が移動して手動操作から自動操作へと確実に切り換えられるので、操作し易く、操作性に優れている。

また、自動操作から手動操作への切換を行う場合、係止部７１ａを係止部材７１内に没入させて係止部７１ａによるレバー部材６１の係止を解除し、レバー部材６１を前記とは逆方向に回転させる。これにより、切換操作軸６２と共に回動操作軸６４が回動して係合突起６６が切換操作軸６２を軸に円弧状に移動し、スライド部材９が押圧されてハンドル４２側に移動する。スライド部材９は、手動位置に移動すると、筐体２に当接してその移動が停止する。このとき、係止部材７１の係止部７１ａとレバー部材６１の係止凹部７２ｂとが対向する位置にレバー部材６１が停止するので、係止部７１ａを係止凹部７２ｂに係止させる。すなわち、レバー部材６１を手動位置に保持させる。

一方、自動操作状態は、図１及び図６に示すように、２つのバネ押え部材２５がそれぞれワッシャー２１に当接されているか、又はワッシャー２１の近傍に位置されている。この状態からスライド部材９が自動位置から手動位置へと移動すると、第３部材９３のリブ９３ａがハンドル４２側のバネ押え部材２５よりハンドル４２側に移動してコンプレッションスプリング２６がその付勢力に抗して圧縮される。このコンプレッションスプリング２６の付勢力によりバネ押え部材２５、ワッシャー２１を介して回転移動部材８がハンドル４２側に押圧されてハンドル４２側に移動し、回転移動部材８と回転軸３１との接続が解除される。

解除後において、嵌合凸部４７と嵌合凹部８７とが互いに嵌合し得る位置に位置されている場合には、回転移動部材８がさらに移動して嵌合凸部４７と嵌合凹部８７とが互いに嵌合して、回転移動部材８と手動操作軸４１とが接続される（図２及び図４参照）。また、スライド部材９が自動位置から移動すると、回動操作軸６４の係合片６５も移動するので、リミットスイッチ１５がＯＦＦ状態となり、電動モータ３等への電力の供給が行われなくなる。

また、嵌合凸部４７と嵌合凹部８７とが互いに嵌合できない位置に位置されている場合には、嵌合凹部８７の端面が嵌合凸部４７の先端面に当接する。当接後、スライド部材９はコンプレッションスプリング２６の付勢力に抗して手動位置に移動する。これにより、バネ押え部材２５間の間隔が狭くなってコンプレッションスプリング２６が圧縮される。このコンプレッションスプリング２６の付勢力により嵌合凹部８７の端面が嵌合凸部４７の先端面に押し付けられる。

この状態において、ハンドル４２（手動操作軸４１）が回転駆動されて嵌合凹部８７が嵌合凸部４７と係合し得る位置に至ると、コンプレッションスプリング２６の付勢力により回転移動部材８がハンドル４２側に移動して嵌合凸部４７が嵌合凹部８７に入り込んで、嵌合凸部４７と嵌合凹部８７とが嵌合して接続され（図２及び図４参照）、回転移動部材８が手動操作軸４１と共に回転する。その結果、回転移動部材８と手動操作軸４１とは、嵌合凹部８７と嵌合凸部４７との位置に関係なく自動的に接続されることになる。
従って、アクチュエータ本体１は、筐体２の外側に設けたレバー部材６１を操作するだけで、コンプレッションスプリング２６の付勢力により回転移動部材８が移動して自動操作から手動操作へと確実に切り換えられるので、操作し易く、操作性に優れている。

このように、本発明に係るアクチュエータ本体１は、回転移動部材８の他端部が手動操作軸４１に接続されているときに一端部が回転軸３１から離れているので、手動操作時の操作トルクを軽減させることができ、特に、出力トルクが大きなアクチュエータに最適である。また、スライド部材９内の付勢部材により回転移動部材８が自動操作位置又は手動操作位置に移動されることで、回転移動部材８とモータ３の回転軸３１との接続、又は、回転移動部材８と手動操作部材の手動操作軸４１との接続が十分に行われない場合でも、回転軸３１又は手動操作軸４１が回転して、回転移動部材８と回転軸３１とが自動的に接続されるか、又は、回転移動部材８と手動操作軸４１とが自動的に接続されるので、自動操作、手動操作の切換操作を円滑にしかも確実にかつ安全に行える。

本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例であって自動操作時の状態を示す平面断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例であって手動操作時の状態を示す平面断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例を示す縦断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例であって手動操作時の状態を示す縦断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例であって手動操作から自動操作へ切り換わる途中の中立状態を示す縦断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの一例であって自動操作時の状態を示す縦断面図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの要部の一例を示す分解斜視図である。 本発明に係るバルブ用アクチュエータの要部の一例を示す分解斜視図である。 本発明に係る係止手段の一例を示す平面図である。 本発明に係るカム部材の一例を示す斜視図である。 本発明に係る嵌合凹部の一例を示す断面図である。 本発明に係る手動操作軸と回転移動部材とが接続されている状態を示す断面図である。

符号の説明

１ バルブ用アクチュエータ
２ 筐体
３ 電動モータ
４ 手動操作部材
８ 回転移動部材
９ スライド部材
３３ カム部材
３５ カム凹部
４７ 嵌合凸部
６１ レバー部材
７０ 係止手段
８５ カム凸部
８７ 嵌合凹部

Claims (7)

1. モータ又は手動操作部材により出力軸を回転駆動させるバルブ用アクチュエータであって、一端部が前記モータの回転軸と接離可能であると共に、他端部が前記手動操作部材の手動操作軸と接離可能である回転移動部材を設け、この回転移動部材の一端部が前記回転軸に接続されているときに他端部が前記手動操作軸から離れ、前記回転移動部材の他端部が前記手動操作軸に接続されているときに一端部が前記回転軸から離れているように構成したことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
2. 前記回転移動部材が筐体内に設けられ、この筐体の外側に、前記回転移動部材が前記回転軸に接続される自動操作位置と前記回転移動部材が前記手動操作軸に接続される手動操作位置との間で前記回転移動部材を移動させる切換操作部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のバルブ用アクチュエータ。
3. 前記筐体に、この筐体から突出する切換操作軸が回動可能に設けられ、前記切換操作部材が、前記切換操作軸にその長手方向と直交する方向に延びて設けられているレバー部材であり、このレバー部材を前記切換操作軸を軸に回動させて前記回転移動部材を前記自動操作位置又は前記手動操作位置に移動させることを特徴とする請求項２に記載のバルブ用アクチュエータ。
4. 前記レバー部材を、前記回転移動部材を前記自動操作位置に停止保持させる第１位置と前記回転移動部材を前記手動操作位置に停止保持させる第２位置とにそれぞれ係止する係止手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のバルブ用アクチュエータ。
5. 前記回転移動部材の一部が、軸方向に移動可能に設けられた円筒状のスライド部材に収容され、これら回転移動部材とスライド部材との間に、付勢部材を設けて、前記スライド部材を移動させたとき、前記付勢部材の付勢力により前記回転移動部材が移動するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のバルブ用アクチュエータ。
6. 前記筐体に、この筐体から突出する切換操作軸が回動可能に設けられていると共に、この切換操作軸と同軸上に切換操作第２軸が回動可能に設けられ、一端部が前記切換操作軸に取り付けられ、他端部が切換操作第２軸に取り付けられて、前記切換操作軸及び切換操作第２軸と共に回動する円弧状の回動操作軸を設け、この回動操作軸の両端部に、当該回動操作軸が回動する軸と直交する方向に互いに平行に延びる係合片をそれぞれ設け、これら係合片の先端部に、前記スライド部材の係合溝に係合して当該前記スライド部材を介して前記回転移動部材を移動させる係合突起をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項５に記載のバルブ用アクチュエータ。
7. 前記回転移動部材の一端部が、回転可能で、かつ、軸方向に移動可能に前記回転軸に支持されていると共に、前記回転移動部材の他端部が、回転可能で、かつ、軸方向に移動可能に前記手動操作軸に支持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のバルブ用アクチュエータ。

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