JP2779452B2 - 電動アクチユエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、ボールバルブやバタフライバルブの弁軸の
ような、一定角度内で回転往復運動を必要とする軸を駆
動するための、手動レバー付き電動アクチュエータに関
するものである。

（従来の技術） 従来の手動操作装置付き電動アクチュエータは、電
動、手動切替え装置が付いていて、これを切替え操作し
なければ、手動操作又は電動操作を行うことができなか
った。

特に、手動操作状態から電動操作状態へ切替えること
を忘れがちで、電動操作が行われず、不都合が発生する
ことが多かった。

このため、手動操作状態から電動操作状態に自動的に
復帰する構造のアクチュエータが多く作られているが、
このため構造が複雑になり、高価であり、また、故障も
起き易いという課題を有していた。

また、アクチュエータの出力軸の一定角度内での回転
往復運動を、モータへの通電を正逆切替え、モータの回
転方向を正逆転させて行うものが多くあるが、この方式
では、手動操作を最初の位置で終えないと、次の電動操
作で開閉が逆になったりする不都合を生じたり、この不
都合が生じないような構造にする必要があるという課題
を有していた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述したような従来の一定角度内での回転
往復運動を与える電動アクチュエータが有する多くの課
題を、極めて簡単な構造で解決しようとするものであ
る。

発明の構成 （課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、次のように
構成した。

すなわち、バルブの弁軸などを一定角度内で回転往復
運動させる電動アクチュエータであって、該アクチュエ
ータのモータは通電中の回転を長時間阻止することがで
きるものであり、該アクチュエータの減速機構の最終の
出力部と該バルブの弁軸などに回転を伝える出力軸との
間に該出力部の該モータによって回転される回転方向で
は係合しこれと反対の回転方向では係合しないクラッチ
機構を設け、該出力軸は発条によって常に該反対の回転
方向に弾発されており、該出力軸に該出力軸の回転を該
一定角度内に制限するための該一定角度の両端で固定ス
トッパに当接するストッパが固定してあり、該出力軸に
該出力軸を該モータによって回転される回転方向にだけ
回転させることができるように手動レバーを装着した。

この場合、該出力軸を該モータによって回転される回
転方向に手動操作して該ストッパが該固定ストッパに当
接した位置に該手動レバーを固定するようにするとよ
く、該手動レバーを該アクチュエータのケースの手動レ
バー用窓の一部に設けた段部によって固定するようにす
るとよい。

また、該固定ストッパを該アクチュエータの該ケース
に一体に形成するとよい。

（作 用） 本発明の電動アクチュエータは、上述のように構成し
たので、次のように作用する。

先ず、アクチュエータのモータに定められた方向に通
電すると、モータの回転が減速機構の最終の出力部に伝
わり、出力部はこの回転方向では出力軸と係合している
ので、出力軸を回転させる。

出力軸は、上記の回転とは反対の方向に常に弾発され
た状態になっているので、上記の出力軸の回転によって
発条の弾発力が増大され、出力軸に固定されたストッパ
が一定角度の回転往復運動の一方の端の固定ストッパに
当接し、出力軸の回転が阻止される。このため、モータ
も通電状態のまま回転を阻止されるが、このモータは通
電中の回転を長時間阻止することができるものである。

次に、モータへの通電を停止すると、出力軸は発条の
弾発力によって上記とは反対の回転方向に回転する。

この場合、出力部は出力軸と係合しているので、出力
部、減速機構及びモータまで、前記とは反対の回転方向
に回転する。

出力軸に固定されたストッパが一定角度の回転往復運
動の他方の端の固定ストッパに当接し出力軸の回転が阻
止される。この場合、出力部と出力軸との間に設けたク
ラッチ機構は、この方向の出力部の回転では出力軸に係
合しないので、出力部、減速機構及びモータが、慣性に
よって更に自由に回転する。このため、減速機構や、出
力部と出力軸との間のクラッチ機構の咬合位置が、前記
のモータによる回転時とは異なった位置に変位する。こ
の咬合位置の変位は、減速機構やクラッチ機構の磨滅を
防止する。

また、手動レバーを前記のモータによって回転される
回転方向に手動操作すると、この方向の手動レバーの回
転は、出力軸を出力軸に固定されたストッパが一定角度
の回転運動の一方の端の固定ストッパに当接するまで回
転させる。この場合、発条の弾発力が増大される。な
お、クラッチ機構は、出力軸のこの方向の回転において
出力部と係合しないので、出力部、減速機構及びモータ
は回転しない。このため、手動操作は低トルクででき
る。この回転し終えた位置で、手動レバーをケースの手
動レバー用窓の一部に設けた段部に引掛けるなどして固
定すると、出力軸はこの位置に固定される。

次に、手動レバーを上記とは反対の方向に手動操作す
るか、手動レバーを上記の固定から外すと、出力軸は発
条の弾発力によって上記とは反対の回転方向に回転す
る。

この場合の作用及び効果は、先に電動操作のモータへ
の通電を停止した時について述べたことと、全く同じで
ある。

（実施例） 第１図は、本発明の電動アクチュエータの１実施例の
モータ及び減速機構を除いた部分を示す部分縦断面図で
あり、第２図は、第１図のＸ−Ｘ断面を矢の方向に見た
横断面図である。

また、第３図は、第１図及び第２図に示された部品及
びこの電動アクチュエータを装着するバルブを分解した
状態で示した分解図であり、第４図は、本発明の電動ア
クチュエータのモータと減速機構の１実施例を展開して
示した模式図であり、第５図イ及びロは、第１図乃至第
３図に示した実施例でのストッパ作用を示す部分横断面
図である。

第１図乃至第５図において、１は電動アクチュエー
タ、２はモータ、３は減速機構、４は減速機構３の最終
の出力部、５は出力軸、６は出力部４と出力軸５との間
に設けたクラッチ機構、７はカム、８は発条、９は手動
レバー、10はピン、11は電動アクチュエータ１のケース
であり、12はバルブである。

クラッチ機構６は、出力部４がモータ２の回転によっ
て回転する回転方向、すなわち第３図及び第４図に矢で
示した回転方向に回転する時には出力軸５に係止する
が、これと反対の方向では係止しないようになってい
る。

ピン10は、出力軸５に直径方向に貫通させて固定して
あり、出力軸５の両側に突出した両端部10aが、出力軸
５に嵌装したカム７の内径位置に設けたボス部7aの切欠
き溝7bに嵌入していて、カム７を出力軸５に固定してい
る。

カム７には、ストッパ7c及び7dが形成してあり、ケー
ス11には固定ストッパ11a及び11bが形成してあって、モ
ータ２の回転によって回転する回転方向では、第５図イ
に示したように、ストッパ7cが固定ストッパ11aに当接
し、その反対の回転方向では、第５図ロに示したよう
に、ストッパ7dが固定ストッパ11bに当接して、カム７
の往復運動、従って、出力軸５の往復運動を一定角度内
に制限している。

発条８は、一方の端8aをケース11に設けた発条係止溝
11cに嵌入して固定され、他方の端8bをカム７の一部を
折り曲げて形成した発条係止爪7eに係止して固定されて
おり、この発条８は、カム７をモータ２の回転によって
回転する回転方向とは反対の回転方向に回転するように
常に弾発するよう組付けられている。従って、モータ２
の回転によってカム７が回転すると、発条８は弾発力が
増大するように巻き上げられる。

手動レバー９は、円形孔9aがカム７のボス部7aに嵌装
しており、レバー部9bによってカム７及び出力軸５と同
心に回転することができる。また、外周部に形成した係
止段部9cは、カム７の一部を折り曲げて形成した手動レ
バー係止爪7fに、カム７をモータ２の回転によって回転
する回転方向にだけ手動レバー９によって回転させるよ
うに係止している。

ケース11には、手動レバー９のレバー部9bをケース11
の外に突き出すための窓11dが形成してあり、更に、手
動レバー９がカム７をモータ２の回転によって回転する
回転方向に回転し、ストッパ7cが固定ストッパ11aに当
接した位置で、手動レバー９がカム７を介してバネ８の
弾発力で反対方向に復帰しないよう係止させて固定させ
る段部11eが形成されている。

なお、第１図及び第２図は、手動レバー９によってカ
ム７を、従って出力軸５を、モータ２の回転によって回
転する回転方向に回転し、ストッパ7cが固定ストッパ11
aに当接した状態を示している。ただし、レバー９は、
段部10eに係止させてない。

また、第３図に示した出力軸の歯車4aは、一部を切欠
いて示してあり、ケース11は、切断して下方だけを示し
てあり、切欠き面及び切断面には、断面を示す斜線が書
き入れてある。

次に、第１図乃至第５図に示した実施例に基づいて、
その作用を説明する。

先ず、電動アクチュエータ１のモータ２に通電する
と、モータ２の回転が減速機構の最終の出力部４に伝わ
り、出力部４はこの回転方向では出力軸５と係合してい
るので、出力軸５を回転させる。

出力軸５にはカム７が固定されており、このカム７は
発条８によって上記の回転とは反対の方向に常時弾発さ
れた状態になっているので、上記の出力軸５の回転によ
って、発条８の弾発力が増大され、第５図イに示したよ
うに、カム７に形成されたストッパ7cが一定角度の回転
往復運動の一方の端の固定ストッパ11aに当接し、出力
軸５の回転が阻止される。このため、モータ２も通電状
態のまま回転を阻止されるが、このモータ２は通電中の
回転を長時間阻止することができるものである。

次に、モータ２への通電を停止すると、出力軸５は発
条８の弾発力によって上記とは反対の回転方向に回転す
る。

この場合、出力部４は出力軸５と係合しているので、
出力部４、減速機構３及びモータ２まで、前記とは反対
の回転方向に回転する。

カム７に形成されたストッパ7dが一定角度の回転往復
運動の他方の端の固定ストッパ11bに、第５図ロに示し
たように当接し、出力軸５の回転が阻止される。この場
合、出力部４と出力軸５との間に設けたクラッチ機構６
は、この方向の出力部４の回転では出力軸５に係合しな
いので、出力部４、減速機構３及びモータ２が、慣性に
よって更に自由に回転する。このため、減速機構３や、
出力部４と出力軸５との間のクラッチ機構６の咬合位置
が、前記のモータ２による回転時とは異なった位置に変
位する。この咬合位置の変位は、減速機構３やクラッチ
機構６の磨滅を防止する。

また、手動レバー９を前記のモータ２によって回転さ
れる回転方向に手動操作すると、この方向の手動レバー
９の回転によって、手動レバー９の係止段部9cがカム７
の手動レバー係止爪7fを押しカム７を回転させ、カム７
が固定されている出力軸５を、第５図イに示したよう
に、カム７に形成されたストッパ7cが一定角度の回転運
動の一方の端の固定ストッパ11bに当接するまで回転さ
せる。この場合、発条８の弾発力が増大される。なお、
クラッチ機構６は、出力軸５のこの方向の回転において
出力部４と係合しないので、出力部４、減速機構３及び
モータ２は回転しない。このため、手動操作は低トルク
でできる。この回転を終えた位置で、手動レバー９をケ
ース11の手動レバー９用の窓11dの一部に設けた段部11e
に引掛けて固定すると、出力軸５はこの位置に固定され
る。

次に、手動レバー９を上記とは反対の方向に手動操作
するか、手動レバー９を固定から外すと、カム７が発条
８の弾発力によって、上記とは反対の方向に回転する。

この場合の作用及び効果は、先に電動操作のモータ２
への通電を停止した時について述べたことと全く同じで
ある。

発明の効果 本発明の電動アクチュエータは、すでに詳述したよう
に構成し、作用するので、次に列記するような優れた効
果が得られる。

電動操作から手動操作への切替え操作を行わないで、
手動操作を行うことができる。

手動操作から電動操作への切替え操作を行わないで、
電動操作を行うことができる。

従って、電動操作への切替えを忘れて不都合を生ずる
ことがなく、また、自動復帰のための複雑な構造を必要
としない。

手動操作の場合も、電動操作の場合も、弁軸の一定角
度内での回転往復運動が確実に行われ、開閉が逆になっ
たりする不都合を生じない。

発条による復帰回転後に、減速機構やモータが慣性に
よって回転し、減速機構及びクラッチ機構の咬合位置が
変るために、これらの磨耗を防止する。

構造が簡単で、故障が起き難い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動アクチュエータの１実施例のモー
タ及び減速機構を除いた部分を示す部分縦断面図であ
り、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面を矢の方向に見た横断
面図である。 また、第３図は第１図及び第２図に示された部品及びこ
の電動アクチュエータを装着するバルブを分解した状態
で示した分解図であり、第４図は本発明の電動アクチュ
エータのモータと減速機構の１実施例を展開して示した
模式図であり、第５図イ及びロは第１図乃至第３図に示
した実施例でのストッパ作用を示す部分縦断面図であ
る。 １……電動アクチュエータ、２……モータ ３……減速機構、４……出力部 ５……出力軸、６……クラッチ機構 7c,7d……ストッパ、８……発条 ９……手動レバー、11……ケース 11d,11e……固定ストッパ 12……バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 孝明 長野県諏訪郡下諏訪町4717番地 株式会 社荻原製作所内 (56)参考文献 特開 平２−271176（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−27465（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−90731（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−36674（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−109677（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭46−5720（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/04 - 31/05

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブの弁軸などを一定角度内で回転往復
   運動させる電動アクチュエータであって、該アクチュエ
   ータのモータは通電中の回転を長時間阻止することがで
   きるものであり、該アクチュエータの減速機構の最終の
   出力部と該バルブの弁軸などに回転を伝える出力軸との
   間に該出力部の該モータによって回転される回転方向で
   は係合しこれと反対の回転方向では係合しないクラッチ
   機構を設け、該出力軸は発条によって常に該反対の回転
   方向に弾発されており、該出力軸に該出力軸の回転を該
   一定角度内に制限するための該一定角度の両端で固定ス
   トッパに当接するストッパが固定してあり、該出力軸に
   該出力軸を該モータによって回転される回転方向にだけ
   回転させることができるように手動レバーを装着したこ
   とを特徴とする電動アクチュエータ。
2. 【請求項２】該出力軸を該モータによって回転される回
   転方向に手動操作して該ストッパが該固定ストッパに当
   接した位置に該手動レバーを固定するようにした請求項
   １記載の電動アクチュエータ。
3. 【請求項３】該手動レバーを該アクチュエータのケース
   の手動レバー用窓の一部に設けた段部によって固定する
   ようにした請求項２記載の電動アクチュエータ。
4. 【請求項４】該固定ストッパを該アクチュエータの該ケ
   ースに一体に形成した請求項１記載の電動アクチュエー
   タ。