JP2997910B2 - バルブのアクチュエータ - Google Patents

バルブのアクチュエータ

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JP2997910B2
JP2997910B2 JP17944794A JP17944794A JP2997910B2 JP 2997910 B2 JP2997910 B2 JP 2997910B2 JP 17944794 A JP17944794 A JP 17944794A JP 17944794 A JP17944794 A JP 17944794A JP 2997910 B2 JP2997910 B2 JP 2997910B2
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moving
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浩行 梶山
芳文 松島
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Kitz Corp
Shoei Co Ltd
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Kitz Corp
Shoei Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブのアクチュエー
タに関し、特に、万一故障が生じてもフエールセーフ機
能を有するアクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、バタフライバルブやボールバルブ
に搭載するアクチュエータは、電動モータを駆動源とし
て用いているものが多い。このアクチュエータの内部構
造は、出力軸にカムを固着し、このカムの近傍に設けた
リミットスイッチ(マイクロスイッチ)に当接させて、
全閉、全開或は中間開度の設定位置で回路を閉じたり開
放したりすることにより作動させている。
【0003】また、この種のアクチュエータには、アナ
ログ信号入力方式のアクチュエータであるRD形やFA
形のような電気的な制御によって、出力軸の開度を設定
する方式のものも知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
機械的方式のアクチュエータは、リミットスイッチが固
定した状態で、調整の際は、出力軸に設けたカムを調整
操作していたので、調整作業が煩わしく、しかも中間開
度の設定値の変更が困難であると共に、後者の電気的方
式のアクチュエータは、万一の故障時に、バルブが全開
や全閉まで動作し、中間開度の設定値で停止しない、い
わゆるフェールアウト現象を招くので、例えば燃焼器等
のような用途にこの種のバルブを用いると、燃焼器側で
不完全燃焼や炎を消す等の問題が発生するおそれがある
ため、極めて危険性を伴っていた。本発明は、従来の課
題を解決するために開発したものであり、バルブのアク
チュエータの開度設定値を調整することが容易で、かつ
確実に操作でき、アクチュエータが万一の故障時におい
ても、それに伴う危険事態を起こすことが全くなく、例
えば、燃焼器等の用途では、不完全燃焼や炎を消してし
まうことがなく、設定位置に必ず停止するような安全対
策を採用し、フェールセーフ機能を有したバルブ用アク
チュエータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、電動モータで作動するバルブのアクチ
ュエータにおいて、電動モータの駆動軸にギヤ機構を介
して設けた出力軸にストッパーカムを固着し、このスト
ッパーカムの近傍位置に移動機構に設けたスイッチ部材
を配設し、この移動機構によりスイッチ部材を回転方向
へ回動させて適宜の設定値でスイッチ部材をストッパー
カムに接触させてスイッチ部材を作動させるような構成
を採用した。上記した出力軸は、主出力軸又はこの主出
力軸に噛合した副出力軸である。
【0006】上記した移動機構は、基板とこの基板の上
方に設けた保持板に一対設けられ、この保持板に調整軸
を回転可能に立設し、この調整軸の下端に小ギヤを設
け、この小ギヤにクラウンギヤを介してウオームギヤを
噛み合わせ、このウオームギヤにめねじ部を螺合し、め
ねじ部の上部に案内杆を設け、この案内杆を移動プレー
トに形成したウオームギヤと交叉する方向の長孔に案内
自在に設け、かつこの移動プレートに形成した円弧溝に
保持板に固着した案内突起を係合自在に設け、この移動
プレートの端部にそれぞれマイクロスイッチを固着する
と共に、主出力軸に噛合した副出力軸にストッパーカム
を固着し、このストッパーカムに設けた一対の当接面に
それぞれのマイクロスイッチの作動部を接触させてマイ
クロスイッチをスイッチング作用させるような構造が好
ましい。また、上記したギヤ機構の一部を上下動する押
圧杆の押圧操作によりその噛み合わせを離脱させてクラ
ッチ構造としている。
【0007】
【作用】本発明は、上述のように構成したから、先ず、
クラッチ用の押圧杆を押して駆動軸と出力軸のギヤ機構
の一部を離脱させ、出力軸(主出力軸又は副出力軸)に
設けたストッパーカムとマイクロスイッチ(リミットス
イッチ)が全開(90°)及び全閉(0°)の位置にあ
ることを確認する。次いで、適宜の開度設定値(例え
ば、0°から45°、20°から70°、90°から4
5°)にする場合、例えば、0°から45°の設定値に
するには、フリーになっている出力軸を回転操作してバ
ルブが0°から45°の範囲に作動するような最良点を
選択し、設定する。
【0008】次に、出力軸に固着したストッパーカムの
一方の当接面に一方のマイクロスイッチが当接した状態
を0°に設定されていることを調整し確認した後に、他
方のストッパーカムの当接面が45°の位置に設定され
るように回動し、その後、当該調整軸を回転操作する
と、小ギヤがクラウンギヤを介してウオームギヤを回転
させ、めねじ部の案内杆が移動プレートの長孔に案内さ
れるから、移動プレートを一方向に移動させると共に、
案内突起を中心に移動プレートの円弧溝が案内突起に摺
接されるから移動プレートは回転方向に移動し、移動プ
レートの端部に固着したマイクロスイッチが回転移動し
てマイクロスイッチの作動部がストッパーカムの当接面
に接触してスイッチング作用が行なわれる。この状態
で、バルブは0°から45°の範囲に開度調整され、最
後にクラッチ用の押圧杆を旧位に復帰してリセットする
ことによって、ギヤ機構の全てが噛み合い、使用に供せ
られる。なお、この場合、押圧杆の押圧操作に伴って電
源を、ON、OFFするように構成することも可能であ
る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明におけるバルブのアクチュエ
ータをガス燃焼器のエア又はガスの何れかの1ラインを
制御するために設置した例について詳述する。本例にお
けるバルブ1は、バタフライバルブやボールバルブのよ
うに略90°の回転によって開閉する弁種に適用され
る。このバルブ1のステム2を図2に示すように出力軸
3に接続している。
【0010】図1において、4は正逆回転する電動モー
タであり、このモータ4の駆動軸5と出力軸(主出力軸
又は副出力軸6)とは、ギヤ機構7G(7G1〜7G9
を介して減速状態に噛み合っている。このギヤ機構7G
の一部であるギヤ7G6が押圧杆8によって押圧される
と、ギヤ7G6と7G8との噛合状態が離脱して主出力軸
3はフリーの状態になる。この押圧杆8の押圧状態を解
除すると、ばね9の弾発によって旧位に復帰してギヤ機
構7Gは噛み合い状態になる。本例において、図1に示
すように、主出力軸3のギヤ7G8と別に設けた副出力
軸6のギヤ7G9とを噛み合わせ、この副出力軸6にス
トッパーカム10、11を副出力軸10に対して上下に
2個回動不能に固着し、ストッパーカム11には、略9
0°の間隔に配置した当接面12a、12bを設けてい
る。図面において、13a、13bは、基板14とこの
基板14の上方に設けた保持板15に設けられた移動機
構である。この移動機構は、主出力軸3に設けるように
しても良い。
【0011】この移動機構13a、13bには、それぞ
れ調整軸16を立設し、この調整軸16の下端に小ギヤ
17を固着し、この小ギヤ17にクラウンギヤ18を介
してウオームギヤ19を噛合させる。この場合、かさ歯
車機構を介してウオームギヤ19を回転させるようにし
ても良い。このウオームギヤ19は、基板14と保持板
15を保持する保持部20に保持されるから回動するよ
うに設けられている。更に、このウオームギヤ19に
は、めねじ部21を螺合させ、めねじ部21の上部に案
内杆22を固着し、この案内杆22を図3に示すように
移動プレート23に形成したウオームギヤ19と交叉す
る方向の長孔24に案内自在に設ける。
【0012】また、移動プレート23には、円弧溝25
を形成し、この円弧溝25に、保持板15に固着した案
内突起26を係合自在に設けると共に、移動プレート2
3の端部にはマイクロスイッチ(リミットスイッチ)2
7と補助スイッチ28を取付板29で積層状態に固着し
ている。このマイクロスイッチ27と補助スイッチ28
には、それぞれ接点である作動部27a、28aを設け
ている。この補助スイッチ28は、出力軸が停止直前の
情報を外部に出力する役目をもったものである。なお、
図中39はアクチュエータのカバー、30は保持杆であ
る。
【0013】次に、上記実施例の作用を説明する。バル
ブ1のアクチュエータの設定位置を手動で設定する場
合、先ず、カバー9を外して図1及び図3に示した状
態において、押圧杆8を矢印で示した方向に押圧する
と、駆動軸5と主出力軸3とのギヤ機構7Gのうち、ギ
ヤ7Gとギヤ7Gが外れて主出力軸3と副出力軸6
とは、駆動軸5に対してフリーの状態になる。この状態
で、副出力軸6に設けたストッパーカム10、11とマ
イクロスイッチ27と補助スイッチ28が全開(90
゜)及び全閉(0゜)の位置に設定されていることを調
整し確認する。
【0014】次いで、適宜の開度設定値(例えば0°か
ら45°、20°から70°、90°から45°など)
にする場合、このうち例えば0°から45°の範囲の設
定値にするには、主出力軸3を回転操作してバルブ1が
0°から45°の範囲に作動するような最良点を選択
し、調整しながら設定する。次に、副出力軸6に固着し
たストッパーカム10、11の一方の当接面12aにマ
イクロスイッチ27の作動部27aが当接した状態を0
°に設定されていることを調整し確認した後に、他方の
ストッパーカム10、11の当接面12bが45°の位
置に設定されるように回動する。
【0015】次いで、一方の調整軸16を回転操作する
と、小ギヤ17がクラウンギヤ18を介してウオームギ
ヤ19を回転させ、それに伴ってめねじ部21の案内杆
22が移動プレート23の長孔24に案内されながら、
移動プレート23を一方向に移動させると共に、案内突
起26を中心に移動プレート23の円弧溝25が案内突
起26に摺接されながら、移動プレート23は図3の矢
印で示した回転方向に移動し、移動プレート23の端部
に固着したマイクロスイッチ27、補助スイッチ28の
作動部27a、28aがストッパーカム10、11の当
接面12a、12bに接触してスイッチング作用する。
【0016】この状態で、バルブ1は、0°から45°
の範囲に開度調整され、最後にクラッチ用の押圧杆8を
旧位に復帰してリセットすることによってギヤ機構の全
てが噛み合い使用に供せられる。上記の場合は、0°か
ら45°の例について説明したが、例えば20°から7
0°の場合、90°から45°の場合についても上記と
同様に調整軸16の何れか一方又は双方を操作すること
によって確実に設定値に手動操作することができる。
【0017】図4は、本発明におけるバルブのアクチュ
エータの他の実施例を示す要部平面図であり、図中31
は保持板、32は主出力軸3に回動不能に固着したカム
片であり、このカム片32には、当接面32a、32b
を設けている。33は保持板31に形成した内周縁に歯
部33aを有する円弧溝、34は一端を保持板31に固
着部35を中心に回動自在に固着し、他端に移動軸36
を設けたマイクロスイッチであり、このマイクロスイッ
チ34を固着部を中心に移動軸36を回転方向に移動し
て設定位置でナット37を締付けて固定し、この場合、
移動軸36の下端に設けた歯車部(図示しない)と歯部
33aとが噛み合っている。上記の各実施例は、ガス燃
焼器のラインを制御する場合に適用した説明であるが、
これに限ることなく、本発明の技術思想の範囲内で各種
の用途に広く適用できることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると、次のような効果がある。バルブのアクチュエ
ータの開度設定値を調整することが簡単で、しかも確実
に行なうことができ、また、設定位置に必ず停止するよ
うな安全対策を採用しているため、例えば、燃焼器等に
用いた場合、アクチュエータに故障がおきても、不完全
燃焼や消炎等の事態がおきることなく、フェールセーフ
機能をもったバルブのアクチュエータを提供することが
できる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す内部構造の正面図であ
る。
【図2】図1の拡大側面図である。
【図3】図1の拡大平面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す要部平面図である。
【符号の説明】
1 バルブ 3 主出力軸 4 電動モータ 5 駆動軸 6 副出力軸 7G ギヤ機構 8 押圧杆 10、11 ストッパーカム 12a、12b 当接面 13a、13b 移動機構 14 基板 15 保持板 16 調整軸 17 小ギヤ 18 クラウンギヤ 19 ウオームギヤ 21 めねじ部 22 案内杆 23 移動プレート 24 長孔 25 円弧溝 26 案内突起 27 マイクロスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−87263(JP,A) 特開 昭63−34382(JP,A) 実開 昭62−69678(JP,U) 実開 平5−8150(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/00 - 31/05

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータで作動するバルブのアクチュ
    エータにおいて、電動モータの駆動軸にギヤ機構を介し
    て設けた出力軸にストッパーカムを固着し、このストッ
    パーカムの近傍位置に移動機構に設けたスイッチ部材を
    配設し、この移動機構によりスイッチ部材を回転方向へ
    回動させて適宜の設定値でスイッチ部材をストッパーカ
    ムに接触させてスイッチ部材を作動させるように構成し
    たことを特徴とするバルブのアクチュエータ。
  2. 【請求項2】 上記した出力軸は、主出力軸又はこの主
    出力軸に噛合した副出力軸である請求項1記載のバルブ
    のアクチュエータ。
  3. 【請求項3】 上記した移動機構は、基板とこの基板の
    上方に設けた保持板に一対設けられ、この保持板に調整
    軸を回転可能に立設し、この調整軸の下端に小ギヤを設
    け、この小ギヤにクラウンギヤを介してウオームギヤを
    噛み合わせ、このウオームギヤにめねじ部を螺合し、め
    ねじ部の上部に案内杆を設け、この案内杆を移動プレー
    トに形成したウオームギヤと交叉する方向の長孔に案内
    自在に設け、かつこの移動プレートに形成した円弧溝に
    保持板に固着した案内突起を係合自在に設け、この移動
    プレートの端部にそれぞれマイクロスイッチを固着する
    と共に、主出力軸に噛合した副出力軸にストッパーカム
    を固着し、このストッパーカムに設けた一対の当接面に
    それぞれのマイクロスイッチの作動部を接触させてマイ
    クロスイッチをスイッチング作用させるようにした請求
    項1又は2記載のバルブのアクチュエータ。
  4. 【請求項4】 上記したギヤ機構の一部を上下動する押
    圧杆の押圧操作によりその噛み合わせを離脱させてクラ
    ッチ構造とした請求項1乃至3記載のバルブのアクチュ
    エータ。
JP17944794A 1994-07-07 1994-07-07 バルブのアクチュエータ Expired - Lifetime JP2997910B2 (ja)

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WO2004001262A1 (ja) * 2002-06-20 2003-12-31 Kitz Corporation バルブ用アクチュエータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5115808B2 (ja) * 2008-05-15 2013-01-09 矢崎エナジーシステム株式会社 ガス遮断弁ユニット
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WO2004001262A1 (ja) * 2002-06-20 2003-12-31 Kitz Corporation バルブ用アクチュエータ
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