JP3143250B2

JP3143250B2 - アクチュエータ

Info

Publication number: JP3143250B2
Application number: JP05026783A
Authority: JP
Inventors: フーベルトブリーダ
Original assignee: VAT Holding AG
Current assignee: VAT Holding AG
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH06241344A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブ又はスライダ等
の締切部材を駆動すべく軸方向に摺動可能な柄状操作子
用のアクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアクチュエータは数多く
のものが知られており、ピストン・シリンダ装置やスピ
ンドル伝動装置、リンク伝動装置等が知られている。こ
れらのアクチュータは、バルブやスライダ等の締切部材
において、高い閉圧力を達成することが肝要な場合、特
に歯車装置を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この種のア
クチュエータにおいて、バルブやスライダ等の締切部材
の開位置から出発して、その弁頭や滑り板等の閉塞要素
が、まず、高速且つ僅かな駆動力で閉位置に向かって移
行し、次いで低速且つ大きな駆動力で閉塞要素をその座
に押し下げることができるアクチュエータを提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、バルブ又はスライダ等の締切部材を駆動
すべく軸方向に摺動可能な柄状操作子（２）用のアクチ
ュエータであって、前記柄状操作子（２）の一端部にバ
ルブの弁頭又はスライダの滑り板等の閉鎖要素を配置し
てなるものにおいて、前記柄状操作子の駆動側末端部に
揺動可能に支承されたレバー（６）が枢着され、該レバ
ーの一端部が歯車（７）に偏心して枢着され、該歯車
（７）の回転軸が前記柄状操作子（２）の軸線に対して
直角に設けられ、前記レバー（６）の揺動平面が前記歯
車（７）の平面上又はそれと平行に設けられ、前記歯車
（７）にその両側から一組のラック（８，９）が歯合さ
れ、該ラック（８，９）が互いに平行で且つ相対移動可
能に支承されていることを特徴とする。この場合、前
記ラック（８，９）が前記柄状操作子（２）の軸線と平
行に設けられていることを特徴とする。

【０００５】また、前記レバー（６）が前記歯車（７）
の外縁部に枢着され、好ましくは前記歯車（７）の基準
ピッチ円周上で該歯車（７）の外縁部に枢着されている
ことを特徴とする。

【０００６】また、前記アクチュエータのケーシング
（１）に一方の前記ラック（８）が固着されていること
を特徴とする。

【０００７】さらに、前記ケーシング（１）に固着され
たラック（８）がその固着位置を前記ケーシング（１）
に対し軸方向で調整可能に設けられていることを特徴と
する。

【０００８】さらに、前記ケーシング（１）に固着され
たラック（８）は、その前記柄状操作子（２）から離れ
た側の面部が該ケーシング（１）にねじ込まれた調整ね
じ（１１）に当接し、該調整ねじの軸線が前記ラック
（８）の軸線上にまたはそれと平行に設けられているこ
とを特徴とする。

【０００９】また、前記ラック（８，９）の長さ又はそ
の移動量は前記アクチュエータの作動時に前記歯車
（７）が約１８０°乃至２７０°回転するように設けら
れていることを特徴とする。

【００１０】また、前記歯車（７）はその歯と交差する
少なくとも１つの周方向に延在する腹部を有し、該腹部
は前記ラック（８，９）の歯面部に切り欠いて形成され
た溝に嵌合して係合され、該歯車（７）は該腹部及び溝
の係合により前記ラック（８，９）間に転動自在に案内
されていることを特徴とする。

【００１１】さらに、前記歯車（７）の外周歯面部に周
方向に延在する周溝（１４）が形成され、該周溝（１
４）内に止め輪又は調心リング（１５）を設けて前記腹
部が形成されていることを特徴とする。

【００１２】また、前記ラック（８，９）は、その歯面
部に長手方向に延在して該ラック（８，９）の歯と交差
する少なくとも一つの腹部を有し、該腹部は前記歯車
（７）の歯面部に切り欠いて形成された溝に嵌合して係
合され、該歯車（７）は該腹部及び溝の係合により前記
ラック（８，９）間に転動自在に案内されていることを
特徴とする。

【００１３】また、軸方向に移動可能な前記ラック
（９）が前記ケーシング（１）の内部に配置されたピス
トン・シリンダ装置（１３）等の昇降装置に結合され、
該装置の軸線が前記柄状操作子（２）の軸線と平行に設
けられていることを特徴とする。

【００１４】また、ケーシング内（１）内で２個の前記
柄状操作子（２）が摺動可能に支承され、各柄状操作子
（２）に付属して揺動可能な前記レバー（６）、歯車
（７）及びラック対（８，９）が設けられ、軸方向に移
動可能な前記ラック（９）が前記ケーシング（１）内の
中央部に配置されたピストン・シリンダ装置（１３）等
の昇降装置に結合され、前記２組の柄状操作子（２）、
レバー（６）、歯車（７）及びラック対（８，９）は、
前記昇降装置を基準として対称な位置関係で配置されて
いることを特徴とする。

【００１５】また、前記柄状操作子（２）が一方の摺動
端位置に摺動された状態で前記レバー（６）を前記歯車
（７）に枢着した枢着点（１７）が前記柄状操作子
（２）の軸線と一直線状に並ぶように設けられているこ
とを特徴とする。

【００１６】

【実施例】本発明を具体的に説明するため、溝状通孔を
有するスライダを例にとって２つの実施例を図１乃至図
４を参照して説明する。但し、本発明は以下に説明する
実施例に限定されるものではない。図１及び図２は本発
明の第１の実施例のアクチュエータを２つの作動状態で
示す縦断面図、図３及び図４は本発明の第２の実施例の
アクチュエータを２つの作動状態で示す縦断面図、図５
はこれらの実施例の要部の一部を破断して示した側面図
である。

【００１７】図１及び図２で、本実施例のアクチュエー
タにおいては、そのケーシング１内で２個の互いに平行
な柄状操作子２，２が図中、上下方向に摺動可能に支承
され、該操作子２，２の下端部は溝状通孔４を有するス
ライダ（締切部材）５の横長滑り板３（閉鎖要素）と結
合されている。横長滑り板３はその上下動により溝状通
孔４を開閉するようにしており、図１に示す上昇状態で
溝状通孔４を開いている。スライダ５のケーシングとア
クチュエータのケーシング１とは互いにねじ止めされて
いる。

【００１８】各操作子２の駆動側端部（上端部）にはレ
バー６の一端部が揺動可能に枢着されている。各レバー
６の他端部は、歯車７の外縁部に枢着されている。この
場合、該レバー６は歯車７の基準ピッチ円周上で該歯車
７に偏心して枢着されている。各歯車７の回転軸は各操
作子２の軸線に対して直角、従って図１及び図２の紙面
に垂直であり、また、各レバー６の揺動平面は歯車７の
平面上にあり、あるいはそれと平行である。

【００１９】各歯車７にその両側で歯合するラック８，
９が設けられており、一方のラック８はケーシング１に
ねじ１０により固定されている。ラック８，９は柄状操
作子２の軸線と平行である。この場合、ねじ１０により
ケーシング１に固定されたラック８は、ねじ１０を緩め
た状態で多少上下に移動調整し得るようになっている。
そして、該ラック８は、その操作子２から離れた側の面
部（上面部）がケーシング１に螺着された調整ねじ１１
の先端部に当接している。この調整ねじ１１により、ラ
ック８の上下方向の位置が規制される。該調整ねじ１１
はその軸線がラック８の軸線と平行に配置されており、
あるいはこれと整列している。一方、ラック９は、ケ
ーシング１内の中央部に設けられたピストン・シリンダ
装置１３のピストンロッド１２に設けられ、該ピストン
ロッド１２と一体に上下動自在とされている。該ピスト
ン・シリンダ装置１３はケーシング１の一部としてこれ
と一体に構成されている。

【００２０】これらのラック８，９の長さと軸方向調整
量は、ラック９の軸方向への上下動によって、歯車７が
約１８０°〜２７０°回転するように寸法設計されてい
る。また、これらのラック８，９は、各操作子２にレバ
ー６を介して接続された各歯車７の両側に対で設けられ
ている。

【００２１】図５に示すように、歯車７の転動を案内す
るため、歯車７の外周歯面部にはその歯を横切って周溝
１４が延設されており、該周溝１４内に止め輪又は調心
リング１５が装着されている。この止め輪又は調心リン
グ１５により歯車７の腹部を構成されている。この腹部
に対応した溝（図示しない）がラック８，９の歯面部に
その長手方向に延在して形成されており、該溝が歯車７
の腹部に嵌合して係合されている。これにより、ラック
８，９に沿って転動する歯車７は、図１及び図２の紙面
に垂直な横ずれが規制されている。かかる歯車７の横ず
れを規制するための構成は、必ずしも上記のような構成
とする必要はなく、例えばラック８，９に腹部を長手方
向に延設し、これをラック８，９の歯と直角に交差さ
せ、さらに歯車７に該腹部に対応する溝を設けるように
してもよい。また、別の可能性として、歯車７の横にそ
のリムに対して突出した円板を設け、この円板によりラ
ック８又は９を横から把持するようにしてもよい。

【００２２】上述した、操作子２、レバー６、歯車７及
びラック８，９は、ケーシング１内に対で設けられてお
り、その配置は、ピストン・シリンダ装置１３の軸線を
基準として左右対称である。これらの部材の作動状態
を、スライダ５の溝状通孔４の開状態に対応して図１に
示し、閉状態に対応して図２に示した。

【００２３】かかるアクチュエータにおいてスライダ５
の溝状通孔４を閉じる場合には、ピストン・シリンダ装
置１３のピストン１６（図１）が該装置１３の内部に供
給される加圧流体により、押し下げられる。そして、こ
れに連動してラック９，９が下降することにより、各歯
車７は図２に示す位置まで下方に転動し、レバー６を歯
車７に枢着した枢着点１７は最終的に柄状操作子２の軸
線と一直線に並び、この状態でスライダ５の溝状通孔４
が閉じられる。枢着点１７は、図１に示した位置から出
発して図２の位置に至る過程でインボリュートを描く。
スライダ５を開くときには、ピストン・シリンダ装置１
３は、ピストン１６を再び図１に示した上限位置に戻る
ように付勢する。

【００２４】次に、本発明の第２の実施例を図３及び図
４を参照して説明する。

【００２５】図３及び図４において、本実施例のアクチ
ュエータは、前述の第１の実施例とピストン・シリンダ
装置１３の構成が相違する。すなわち、本実施例では、
ピストンロッド１２とピストン１６とがケーシング１内
で固定配置されており、シリンダ１８が上下動自在に支
承されている。そして、このシリンダ１８の外周面にラ
ック９が固定されている。その他の構成は、前述の第１
の実施例のものと全く同一である。ラック８は取付ねじ
１０を緩めた後、軸方向に多少摺動することができる。

【００２６】以上説明した各実施例においては、操作子
２を昇降させるための駆動源としてピストン・シリンダ
装置１３を用いたが、別の昇降装置、例えば昇降スピン
ドル伝動装置も利用することができ、この場合、これに
ラック９を固定することができる。

【００２７】また、図示実施例では、操作子２等をピス
トン・シリンダ装置１３に対して対称的に配置した構成
を示したが、単に一個の操作子２を設けることも本発明
に含まれる。

【００２８】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
のアクチュエータによれば、バルブやスライダ等の締切
部材の開位置から出発して、その弁頭や滑り板等の閉塞
要素を、まず、高速且つ僅かな駆動力で閉位置に向かっ
て移行し、次いで低速且つ大きな駆動力で閉塞要素をそ
の座に押し下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のアクチュエータの縦断
面図。

【図２】図１のアクチュエータの作動状態を示す縦断面
図。

【図３】本発明の第２の実施例のアクチュエータの縦断
面図。

【図４】図３のアクチュエータの作動状態を示す縦断面
図。

【図５】図１及び図３のアクチュエータの要部の一部を
破断して示した側面図。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…柄状操作子、３…滑り板、５…ス
ライダ、６…レバー、７…歯車、８，９…ラック、１１
…調整ねじ、１３…ピストン・シリンダ装置、１４…
溝、１５…止め輪又は調心リング、１７…枢着点。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブ又はスライダ等の締切部材を駆動す
べく軸方向に摺動可能な柄状操作子（２）用のアクチュ
エータであって、前記柄状操作子（２）の一端部にバル
ブの弁頭又はスライダの滑り板等の閉鎖要素を配置して
なるものにおいて、前記柄状操作子の駆動側末端部に揺
動可能に支承されたレバー（６）が枢着され、該レバー
の一端部が歯車（７）に偏心して枢着され、該歯車
（７）の回転軸が前記柄状操作子（２）の軸線に対して
直角に設けられ、前記レバー（６）の揺動平面が前記歯
車（７）の平面上又はそれと平行に設けられ、前記歯車
（７）にその両側から一組のラック（８，９）が歯合さ
れ、該ラック（８，９）が互いに平行で且つ相対移動可
能に支承されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】前記ラック（８，９）が前記柄状操作子
（２）の軸線と平行に設けられていることを特徴とする
請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】前記レバー（６）が前記歯車（７）の外縁
部に枢着されていることを特徴とする請求項１記載のア
クチュエータ。
【請求項４】前記レバー（６）が前記歯車（７）の基準
ピッチ円周上で該歯車（７）の外縁部に枢着されている
ことを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項５】前記アクチュエータのケーシング（１）に
一方の前記ラック（８）が固着されていることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載のアクチュエー
タ。
【請求項６】前記ケーシング（１）に固着されたラック
（８）がその固着位置を前記ケーシング（１）に対し軸
方向で調整可能に設けられていることを特徴とする請求
項５記載のアクチュエータ。
【請求項７】前記ラック（８，９）の長さ又はその移動
量は前記アクチュエータの作動時に前記歯車（７）が約
１８０°乃至２７０°回転するように設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項８】前記ケーシング（１）に固着されたラック
（８）は、その前記柄状操作子（２）から離れた側の面
部が該ケーシング（１）にねじ込まれた調整ねじ（１
１）に当接し、該調整ねじの軸線が前記ラック（８）の
軸線上にまたはそれと平行に設けられていることを特徴
とする請求項６記載のアクチュエータ。
【請求項９】前記歯車（７）はその歯と交差する少なく
とも１つの周方向に延在する腹部を有し、該腹部は前記
ラック（８，９）の歯面部に切り欠いて形成された溝に
嵌合して係合され、該歯車（７）は該腹部及び溝の係合
により前記ラック（８，９）間に転動自在に案内されて
いることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項１０】前記歯車（７）の外周歯面部に周方向に
延在する周溝（１４）が形成され、該周溝（１４）内に
止め輪又は調心リング（１５）を設けて前記腹部が形成
されていることを特徴とする請求項９記載のアクチュエ
ータ。
【請求項１１】前記ラック（８，９）は、その歯面部に
長手方向に延在して該ラック（８，９）の歯と交差する
少なくとも一つの腹部を有し、該腹部は前記歯車（７）
の歯面部に切り欠いて形成された溝に嵌合して係合さ
れ、該歯車（７）は該腹部及び溝の係合により前記ラッ
ク（８，９）間に転動自在に案内されていることを特徴
とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項１２】軸方向に移動可能な前記ラック（９）が
前記ケーシング（１）の内部に配置されたピストン・シ
リンダ装置（１３）等の昇降装置に結合され、該装置の
軸線が前記柄状操作子（２）の軸線と平行に設けられて
いることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記
載のアクチュエータ。
【請求項１３】ケーシング内（１）内で２個の前記柄状
操作子（２）が摺動可能に支承され、各柄状操作子
（２）に付属して揺動可能な前記レバー（６）、歯車
（７）及びラック対（８，９）が設けられ、軸方向に移
動可能な前記ラック（９）が前記ケーシング（１）内の
中央部に配置されたピストン・シリンダ装置（１３）等
の昇降装置に結合され、前記２組の柄状操作子（２）、
レバー（６）、歯車（７）及びラック対（８，９）は、
前記昇降装置を基準として対称な位置関係で配置されて
いることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記
載のアクチュエータ。
【請求項１４】前記柄状操作子（２）が一方の摺動端位
置に摺動された状態で前記レバー（６）を前記歯車
（７）に枢着した枢着点（１７）が前記柄状操作子
（２）の軸線と一直線状に並ぶように設けられているこ
とを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のア
クチュエータ。