JP4980745B2 - 弁駆動用アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、弁を開閉駆動すると共に、弁の開度を表示するインジケータを備えた弁駆動用アクチュエータに関するものである。

一般に、管路などに装備される弁は、弁駆動用アクチュエータによって開閉駆動するようになっている（例えば特許文献１）。

図８に、バタフライ弁に装着した弁駆動用アクチュエータの一例を示す。

弁駆動用アクチュエータ１０１は、その出力軸１０２をバタフライ弁１０３の弁棒１０４に接続するようになっており、出力軸１０２を回転させることにより、弁棒１０４と共に弁体１０５を回転させてバタフライ弁１０３を開閉するようになっている。この弁駆動用アクチュエータ１０１には、弁体１０５の開度を表示するためのインジケータ１０６が設けられている。インジケータ１０６は、連接軸１０７を介して出力軸１０２と連接され、出力軸１０２と共に回転する。
特開平６−２８８４８４号公報

ところが、上記の弁駆動用アクチュエータは、連接軸を介して出力軸とインジケータとを連接しているので、連接軸を配置するためのスペースが必要になり、その分、弁駆動用アクチュエータが大型化する。

本発明は、弁の開度を表示するインジケータを設けつつ、小型化を図ることのできる弁駆動用アクチュエータの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る弁駆動用アクチュエータは、弁を開閉する駆動力を供給するモータと、このモータの駆動力を弁に出力する出力軸と、モータから出力軸に駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、モータ、出力軸又は駆動力伝達機構を収容するケーシングと、弁の開度を表示するインジケータとを備えたものであり、そのインジケータを、出力軸及び駆動力伝達機構を構成する回転軸に、ケーシングの外部に露出させて設けたものである。

上記構成によれば、出力軸又は駆動力伝達機構を構成する回転軸にインジケータを設けるので、出力軸とインジケータとを連接する連接軸などの部材を別途設ける必要がなく、その分、部材数を減らすと共に、ケーシング内の省スペース化を図って弁駆動用アクチュエータを小型化することができる。ここで、インジケータを設ける回転軸は、出力軸であってもよく、駆動力伝達機構を構成する回転軸のうちのいずれかであってもよい。

回転軸に遊星ギヤを装着し、この遊星ギヤを介してインジケータを回転させるようにすれば、インジケータの回転量を適宜調節することができ、しかも、回転軸及びインジケータ間の変速に要するスペースを小さくすることができる。

駆動力伝達機構に手動回転による駆動力を供給する手動操作部を設け、この手動操作部にインジケータを設ければ、手動操作で弁を開閉する際、その開度を確認しながら開閉操作することができる。

駆動力伝達機構をウォームシャフト及びウォームホイールを含む構成とし、そのウォームシャフトの一端に手動操作部を設ければ、ウォームシャフト及びウォームホイールの回転中心線が互いに直交することにより、出力軸及び弁の方向に対して側方に手動操作部を設けることができる。しかも、弁の開閉操作に要する力を小さくすることができるので、手動による開閉操作を容易にすることができる。

以上の説明から明らかな通り、本発明によると、出力軸又は駆動力伝達機構を構成する回転軸にインジケータを設けるので、インジケータに回転を伝えるための専用の部材を不要にすることができ、その分、弁駆動用アクチュエータの小型化を図ると共に、そのコストを安くすることができる。

以下、本発明に係る弁駆動用アクチュエータの実施の形態について、図面を用いて説明する。図１はバタフライ弁に装着した本発明に係る弁駆動用アクチュエータの正面図で、正面カバーを取り外して内部を露出させた状態を示す。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は図１の弁駆動用アクチュエータ部分の拡大図である。図３は手動操作部の断面図である。図４（ａ）はインジケータの背面図で、図４（ｂ）はインジケータの平面図、図４（ｃ）はインジケータの正面図である。図５（ａ）は遊星ギヤの平面図で、図５（ｂ）は遊星ギヤの正面図である。図６は遊星ギヤの噛み合いを示す模式図である。

弁駆動用アクチュエータ１は、例えば管路に設けられるバタフライ弁２に装着されて、このバタフライ弁２を開閉するためのものであり、バタフライ弁２を開閉する駆動力を供給するモータ３と、モータ３の駆動力をバタフライ弁２に出力する出力軸４と、モータ３から出力軸４に駆動力を伝達する駆動力伝達機構５と、モータ３、出力軸４及び駆動力伝達機構５を収容するケーシング６と、ケーシング６の外部から駆動力伝達機構５に手動回転による駆動力を供給する手動操作部７とを備え、その手動操作部７に、バタフライ弁２の開度を回転角によって表示するインジケータ８及び遊星ギヤ９が設けられ、遊星ギヤ９が手動操作部７の回転をインジケータ８に減速しつつ伝えるようになっている。

バタフライ弁２は、リング状の弁箱１０に円板状の弁体１１を内装してなり、その弁体１１と一体的に回転する弁棒１２の上端に、弁駆動用アクチュエータ１の出力軸４の下端を接続することにより、出力軸４及び弁棒１２と共に弁体１１を回転させて、弁箱１０の中央穴及びこのバタフライ弁２を設けた流路を開閉するようになっている。

出力軸４は、ケーシング６のベース６ａの底部に形成された軸受け１３に回転自在に支持され、この出力軸４の上端に、駆動力伝達機構５の一部を構成するウォームホイール１４が形成されている。なお、ケーシング６は、ベース６ａに正面カバー６ｂ、側面カバー６ｃ及び蓋体６ｄを取り付けて構成される。

駆動力伝達機構５は、出力軸４の上端に形成されたウォームホイール１４と、これに噛み合うウォームシャフト１５と、モータ３の回転軸の回転をウォームシャフト１５に伝えるよう互いに噛み合う複数のギヤ１６とからなり、モータ３の駆動力を複数のギヤ１６、ウォームシャフト１５及びウォームホイール１４の順に伝達して出力軸４を回転させるようになっている。

手動操作部７は、ケーシング６の正面カバー６ｂに形成された筒状のシャフト貫通部１７からウォームシャフト１５の一端を露出させてなり、その端面に六角レンチ１８を挿入するレンチ穴１９が形成されている。レンチ穴１９に六角レンチ１８を挿入してウォームシャフト１５を回転させることにより、手動操作によって出力軸４が回転してバタフライ弁２が開閉する。

インジケータ８は、表面にバタフライ弁２の開度を示す目盛２０が付されたドーナツ板状とされ、その表面を外部に露出させつつ、ウォームシャフト１５の端部に形成された装着軸２１に外嵌装着される。装着軸２１は、その中心線２１ａをウォームシャフト１５の中心線と合わせて形成される。インジケータ８の裏面には、遊星ギヤ９に係合する複数の凹部２２が形成され、インジケータ８を遊星ギヤ９と共に回転させてその回転角によってバタフライ弁２の開度を表示する。

遊星ギヤ９は、外周縁に外歯２３が形成されたドーナツ板状とされ、その表面に形成された突起２４を凹部２２に係合させるようインジケータ８の裏面側に配されつつ、ウォームシャフト１５の端部に形成された偏心軸２５に外嵌装着される。

図６に示すように、偏心軸２５は、その中心線２５ａをウォームシャフト１５及び装着軸２１の中心線２１ａから偏心させて形成され、遊星ギヤ９の外周縁のうち、偏心した側の外歯２３のみがシャフト貫通部１７に形成された内歯２６に噛み合うようになっている。これにより、ウォームシャフト１５が回転すると、遊星ギヤ９が、シャフト貫通部１７の内周面を転がるようにして内歯２６に噛み合いながら、偏心軸２５の周りに低速回転し、この遊星ギヤ９を介してインジケータ８も回転する。なお、凹部２２は、突起２４よりも十分に大径に形成され、遊星ギヤ９が偏心していることによるインジケータ８の半径方向への突起２４の移動を吸収する。

遊星ギヤ９よりも裏面側には、ウォームシャフト１５の端部と、シャフト貫通部１７との間をシールする二つのシール材２７が設けられている。さらに、二つのシール材２７の間にグリス２８を充填することにより、耐摩耗性及び防水性を高めている。

次に、弁駆動用アクチュエータ１の動作を説明する。電動で操作する場合は、まず、図示しない操作スイッチを操作することにより、モータ３を駆動させる。モータ３の回転軸の回転は、ギヤ１６を介してウォームシャフト１５及びウォームホイール１４に伝達され、このウォームシャフト１５及びウォームホイール１４で減速しつつ出力軸４に伝達されて、バタフライ弁２を開閉させる。このとき、遊星ギヤ９が、ウォームシャフト１５の回転を減速させつつインジケータ８に伝え、バタフライ弁２の開閉状態を示す。

一方、手動操作する場合は、手動操作部７のレンチ穴１９に六角レンチ１８を挿入してウォームシャフト１５を回転させることにより、ウォームホイール１４を介して出力軸４を回転させて、バタフライ弁２を開閉させる。このとき、電動で操作する場合と同様、手動操作部７に設けたインジケータ８がバタフライ弁２の開閉状態を示し、手動操作によるバタフライ弁２の開閉操作を容易にする。

上記構成によれば、駆動力伝達機構５の一部を構成するウォームシャフト１５の一端に手動操作部７を設けると共に、この手動操作部７にインジケータ８を設けるので、インジケータ８を回転させるための部材を別途設ける必要がなく、弁駆動用アクチュエータ１の小型化を図ることができる。しかも、手動操作部７にインジケータ８を設けることにより、手動操作の際、バタフライ弁２の開度を確認しつつ開閉操作することができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図７に示すように、手動操作部は、ケーシング６に内歯２６を有する筒状のシャフト貫通部１７を形成する代わりに、ケーシング６とは別体に形成したシャフト貫通部２９をケーシング６に装着するようにしてもよい。弁駆動用アクチュエータ１で開閉する弁は、バタフライ弁２に限らず、他の形態の弁であってもよい。また、手動操作部７にインジケータ８を設ける代わりに、出力軸４にインジケータ８を設けることもできる。

バタフライ弁に装着した本発明に係る弁駆動用アクチュエータの正面図 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１の弁駆動用アクチュエータ部分の拡大図 手動操作部の断面図 （ａ）はインジケータの背面図、（ｂ）はインジケータの平面図、（ｃ）はインジケータの正面図 （ａ）は遊星ギヤの平面図、（ｂ）は遊星ギヤの正面図 遊星ギヤの噛み合いを示す模式図 手動操作部の別の形態を示す断面図 バタフライ弁に装着した従来の弁駆動用アクチュエータの正面図

符号の説明

１ 弁駆動用アクチュエータ
２ バタフライ弁
３ モータ
４ 出力軸
５ 駆動力伝達機構
６ ケーシング
７ 手動操作部
８ インジケータ
９ 遊星ギヤ
１４ ウォームホイール
１５ ウォームシャフト

Claims (2)

1. 弁を開閉する駆動力を供給するモータと、該モータの駆動力を前記弁に出力する出力軸と、該出力軸の上端に形成されたウォームホイールとこれに噛み合うウォームシャフトとを含んで前記モータから出力軸に駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、前記モータ、出力軸及び駆動力伝達機構を収容するケーシングと、前記ウォームシャフトの一端に設けられてケーシングの外部から駆動力伝達機構に手動回転による駆動力を供給する手動操作部と、前記弁の開度を表示するインジケータと、を備え、
   前記インジケータは、前記手動操作部に、ケーシングの外部に露出して設けられたことを特徴とする弁駆動用アクチュエータ。
2. 前記手動操作部に遊星ギヤが装着され、該遊星ギヤを介して前記インジケータが回転することを特徴とする請求項１に記載の弁駆動用アクチュエータ。

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