JP5300731B2 - 弁アクチュエータ用のコレット付勢デバイス - Google Patents

Description

本発明は、弁アクチュエータに関するものであり、さらに詳細には弁アクチュエータのためのコレット付勢デバイスに関するものである。

図１には一つの典型的な回転弁アクチュエータ１００が示されている。一般的に、回転弁アクチュエータ１００は、ハウジング１０２と、駆動装置アセンブリ１０４とを備えている。説明の都合上、駆動装置アセンブリ１０４は、ハウジング１０２のうちの一部を取り除くことによって内部が見え、また、部分的に切り欠かかれた状態になっている。

ハウジング１０２は、主にシリンダ形状の本体部分１０６と、一対の対向したかぶせ板１０８ａ、１０８ｂとを有している。駆動装置アセンブリ１０４は、断面が示されたダイヤフラム部分アセンブリ１１０と、レバー部分アセンブリ１１２とを有している。一般的に、ダイヤフラム部分アセンブリ１１０は、ダイヤフラム１１６、ダイヤフラムロッド１１８および一対のバネ１１９を有した上側ハウジング１１４を備えている。この一対のバネ１１９は、ダイヤフラム１１６を付勢して、図示された位置に移動させるように構成されている。ダイヤフラム１１６は、作動可能にダイヤフラムロッド１１８に結合され、上側ハウジング１１４内の圧力変化に応じてバネ１１９に抗しながら、ダイヤフラムロッド１１８を変位させる。そして、ダイヤフラムロッド１１８は駆動装置アセンブリ１０４を駆動するように構成されている。

駆動装置アセンブリ１０４は、レバー１２２と、コレット１２４と、ドローナット１２５とを有している。レバー１２２は、本体部分１２６と、ヨーク部分１２８とを有している。ヨーク部分１２８は、レバー１２２をダイヤフラムロッド１１８に作動可能に結合する役割を有している。本体部分１２６は、略シリンダ形状の中央部１２６ａと略円錐台形状の受け部１２６ｂとにより、少なくとも部分的に形成された孔部１２７を有している。

コレット１２４は、レバー１２２の本体部分１２６の孔部１２７内に配設される略棒形状の部材で、レバー１２２に対して軸方向に変位するように構成されている。コレット１２４は、複数のコレット指部１３４と、ネジ部１３６とを有している。ドローナット１２５は、ネジ部１３６に螺合してレバー１２２内にコレット１２４を固定している。コレット指部１３４は、レバー１２２の受け部１２６ｂを摺動可能に係合するような形状および構成の外側表面１３４ａと複数のコレット指部１３４の間に配設される回転弁シャフト１３８に係合するような形状および構成の内側表面１３４ｂとを有している。

したがって、組立の際、コレット１２４のネジ部１３６にドローナット１２５を締め付けることにより、図１に示されているアクチュエータ１００の配置を基準とし、そこから左側にコレット１２４を引き寄せる。これにより、コレット１２４が、レバー１２２の本体部分１２６に対して摺動しながら変位する。これと同時に、受け部１２６ｂとコレット指部１３４の外側表面１３４ａとが摺動しながら係合する。これにより、コレット指部１３４が半径方向内側に向けて変位して、受け部１２６ｂと弁シャフト１３８とがくさび留めされる。ドローナット１２５を引き続き締め付けると、コレット１２４がさらに変位し、コレット指部１３４が押し込まれ、アセンブリ１０４が弁シャフト１３８に固定されることになる。

上述の構成は上述のような回転弁シャフト１３８を上述のようなアクチュエータ１００に効果的に結合することが可能であるが、効率が悪いという問題がある。たとえば、コレット１２４を引き寄せ過ぎると、コレット１２４が弁シャフト１３８から引き離されてしまう場合がある。この変位は、弁シャフト１３８に張力を発生させてしまう。弁シャフト１３８に張力が加えられると、たとえばバタフライ弁制御要素を含む弁制御要素（図示せず）がずれてしまい、弁制御要素により形成されるシールの質、平均寿命または漏洩に対してなんらかの影響を与えてしまうことになる。さらに、コレット１２４を引き寄せ過ぎると、レバー１２２を弁シャフト１３８の方向に向けて変位させてハウジング１０２と係合させることになるため、金属対金属の接触が起こり、このことにより、摩擦が生じ、アクチュエータ１００の性能に対して影響を与えることになる。

本発明の一つの実施形態は、弁シャフトに結合される弁アクチュエータを提供している。弁アクチュエータは、ハウジングと、レバーと、コレットと、付勢デバイスとを備えている。レバーは、ハウジング内に配設され、弁シャフトを回転させるために、作動可能に結合するように構成されている。レバーはコレットを支えており、コレットは、レバーを弁シャフトに結合するように構成されている。付勢デバイスは、コレットに作動可能に結合されており、また、レバーを弁シャフトとは反対の任意の位置に付勢により移動するように構成されている。

他の実施形態では、付勢デバイスは、コレットと弁シャフトの間に配設されそれらの一部に係合されているバネを含んでいる。

したがって、一つの実施形態では、コレットは、その軸方向の端部に形成された凹部を有している。この凹部は、バネの一部および弁シャフトの一部を少なくとも受け入れるように構成されている。

これに加えて、レバーを弁シャフトに結合させるために、コレットは複数のコレット指部を有している。これらの複数のコレット指部は、付勢デバイスを受け入れる凹部に隣接して配設される。

位置決めデバイスにレバーの位置決めを可能とするために、レバーは、位置決めデバイスがコレットを通じてハウジング内でレバーを変位することができるように、ハウジングの寸法よりも小さな軸方向の寸法を有している。したがって、コレットはレバーの細長い穴内に配設されている。

本発明の他の実施形態は、弁アクチュエータのハウジング内のレバーを位置決めする方法である。詳細にいえば、開示の具体例では、この方法は、弁シャフトを半径方向に係合して固定すべく構成された複数のコレット指部を有したコレットを収容しているレバーに適応される。通常、この方法は、複数のコレット指部間に弁シャフトを位置決めしてバネと係合させることを含んでいる。このバネは、コレットの端部の凹部内に配設される。したがって、このバネは、コレットを回転弁シャフトとは反対の方向に付勢し、任意の位置に位置づけする。コレットをレバーを介して回転弁シャフトとは反対の方向に向けて引張る。このことによって、開示の実施形態では、コレット指部が、レバー内の円錐台状の面と摺動可能に係合し、半径方向に変位し、回転弁シャフトと係合することが可能となる。

従来型の回転弁アクチュエータを部分的に切り欠いた側面を示す断面図である。 本発明の原理に従って製造されたコレット付勢デバイスを備えた回転弁アクチュエータを部分的に切り欠いた側面を示す部分断面図である。 図２の枠ＩＩＩから得られた図２のアクチュエータを示す部分側面図である。 図２および図３に示されているアクチュエータのコレットおよびコレット付勢デバイスを部分的に示す側断面図である。

図２には、本発明の原理に従って製造された回転弁アクチュエータ２００が示されている。一般的に、回転弁アクチュエータ２００は、ハウジング２０２と、駆動装置アセンブリ２０４とを備えている。図示された実施形態の駆動装置アセンブリ２０４は、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６と、レバー部分アセンブリ２０８とを有している。一般的に、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６は、ダイヤフラムロッド２１２に作動可能に結合されてレバー部分アセンブリ２０８を駆動するダイヤフラム２１０を有している。レバー部分アセンブリ２０８は、レバー２１４と、コレット２５６と、コレット付勢デバイス２１５とを有している。開示された具体例では、コレット付勢デバイス２１５は、コレット２５６に対して作動可能に係合するコイルバネ２１６を含んでいる。ダイヤフラムロッド２１２は、レバー２１４に作動可能に結合されており、また、回転弁（図示せず）の回転弁シャフト２１９を駆動するように構成されている。組立の際、コレット付勢デバイス２１５は、コレット２５６、すなわちレバー２１７をハウジング２０２内の任意の位置に付勢により位置づけする。これにより、レバー２１４は、ダイヤフラムロッド２１２の変位に応答して自由に回転することができる。

図２をさらに参照すると、本実施形態にかかるアクチュエータ２００のハウジング２０２は、略シリンダ形状の本体２２０と、第一のかぶせ板２２２と、第二のかぶせ板２２４と複数のネジ部品２２６とを有している。シリンダ形状の本体２２０には、その側面に開口部２２８が形成されている。第一のかぶせ板２２２は、内側表面２２２ａを有するとともに、シリンダ形状の孔部２２２ｂが形成された略平坦な板を有している。同様に、第二のかぶせ板２２４は、内側表面２２４ａを有するとともに、シリンダ形状の孔部２２４ｂが形成された略平坦な板を有している。これに加えて、第二のかぶせ板２２４は、回転式制御弁（部分断面図に示されている）の取付けヨーク２３０を取付けることができるように構成されている。取付けヨーク２３０は、回転弁と一体となっており、また、回転弁シャフト２１９を受け入れ、ネジ部品（図示せず）または当業者にとって公知となっているその他の適切な取付け手段を用いて弁アクチュエータ２００を回転弁へ取り付けるように構成されている。これに加えて、ネジ部品２２６を用いて第一のかぶせ板２２２および第二のかぶせ板２２４をシリンダ形状の本体２２０に固定することにより、その内部に空洞２３２が形成される。

上述のように、駆動装置部分アセンブリ２０４は、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６とレバー部分アセンブリ２０８とを有している。ダイヤフラム部分アセンブリ２０６は、シリンダ形状の本体２２０内の開口部２２８を介してハウジング２０２に取り付けられている。ハウジング２０２により形成されている空洞２３２内にはレバー部分アセンブリ２０８が設けられている。

一般的に、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６は、ダイヤフラム２１０とダイヤフラムロッド２１２とを有している。これに加えて、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６は、ハウジング２３４と、ダイヤフラム板２３６と、第一の圧縮バネ２３８と、第二の圧縮バネ２４０と、ネジ部品２４２と、ロッド端部軸受２４３とを有している。ハウジング２３４は、複数の押さえネジ２４４によって固定されている上側ハウジング２３４ａとダイヤフラムケース２３４ｂとを有している。ダイヤフラムケース２３４ｂには、加圧気体配管などの圧力源に接続可能な流入口ポート２４５が形成されている。上側ハウジング２３４ａは、略カップ形状になっており、下側棚部２４６と上側棚部２４８とを有している。上側ハウジング２３４ａは、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６のその他の部分の大部分を含んでいる。

上述のように、ダイヤフラム２１０はダイヤフラムロッド２１２に作動可能に結合されている。より詳細にいえば、ダイヤフラム２１０は、ダイヤフラム板２３６によってダイヤフラムロッド２１２に結合されている。ダイヤフラム板２３６は、外側環状表面２５０と、内側環状表面２５２と、中央アパーチャ２５４とを有した湾曲した円板である。図２に示されている実施形態では、中央アパーチャ２５４は、ダイヤフラム板２３６の口が円錐形に広がった中央領域に配設されている。ダイヤフラムロッド２１２は、第一の端部２１２ａと第二の端部２１２ｂとを有した中空のシリンダ形状のロッドを備えている。ネジ部品２４２は、ダイヤフラム板２３６内の中央アパーチャ２５４を通って配設され、ダイヤフラムロッド２１２の第一の端部２１２ａに螺合されている。これにより、ダイヤフラム板２３６がダイヤフラムロッド２１２に固定される。

ダイヤフラム２１０は、外側円板部２１０ａと内側円板部２１０ｂとを有した比較的可撓性のある円板形状の部材を備えている。一つの実施形態では、ダイヤフラム２１０は布地から製造されているが、他の実施形態では、ダイヤフラム２１０は、本発明の原理に適したポリマー、その他の材料または材料を組み合わせたものから製造されている。外側円板部２１０ａは、ダイアフラグムケース２３４ｂと上側ハウジング２３４ａとの間に固定されている。内側円板部２１０ｂは、ダイヤフラム板２３６上に配設され、当業者に公知となっているさまざまな方法でダイヤフラム２１０に固定される。他の実施形態では、ダイヤフラム２１０の内側円板部２１０ｂは、ダイヤフラム板２３６に固定されているのではなくむしろ、重力によってダイヤフラム板２３６と係合するようにしてもよい。

第一の圧縮バネ２３８および第二の圧縮バネ２４０は、ダイヤフラムロッド２１２の回りにかつダイヤフラム板２３６と上側ハウジング２３４ａとの間に同心円状に並べられて配設されている。図示されている実施形態において、第一の圧縮バネ２３８は、第二の圧縮バネ２４０の直径よりも小さな直径を有している。第一の圧縮バネ２３８は、上側ハウジング２３４ａの下側棚部２４６とダイヤフラム板２３６の内側環状面２５２との間に軸方向に沿って配設されている。第二の圧縮バネ２４０は、上側ハウジング２３４ａの上側棚部２４８とダイヤフラム板２３６の外側環状面２５０との間に軸方向に沿って配置されている。これにより、第一の圧縮バネ２３８および第二の圧縮バネ２４０は、ダイヤフラム板２３６、ダイヤフラムロッド２１２およびダイヤフラム２１０を付勢して、図２に示されている位置に位置させている。

ダイヤフラム部分アセンブリ２０６の動作中、圧力が、流入口ポート２４５を通じてハウジング２３４の中へ伝達される。ダイヤフラム２１０とダイヤフラムケース２３４ｂとの間の圧力が上昇するにつれて、ダイヤフラム２１０およびダイヤフラム板２３６が、図２に示すアクチュエータ２００の配置から下方に押されていく。したがって、ダイヤフラムロッド２１２は下側に変位することになる。ダイヤフラムケース２３４ｂとダイヤフラム２１０との間から圧力が逃げ、または除去されると、第一の圧縮バネ２３８および第二の圧縮バネ２４０は、ダイヤフラム２１０、ダイヤフラム板２３６、およびダイヤフラムロッド２１２を付勢することにより、図２に示す位置に戻す。下記にさらに詳細に記載されているように、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６の変位は、ロッド端部軸受２４３を通じてレバー部分アセンブリ２０８に伝達されるように構成されている。

上述のように、一般的に、駆動装置部分アセンブリ２０４は、レバー２１４と、コレット２５６と、コレット付勢デバイス２１５とを有している。これに加えて、図２および図３に示すように、レバー部分アセンブリ２０８は、レバーヨーク２１７と、ドローナット２５８とを有している。レバー２１４は、ダイヤフラムロッド２１２の軸２６２（図２に図示する）に対してほぼ垂直となっている軸２６０（図２に図示する）を有している。レバーヨーク２１７は、ロッド端部軸受け２４３を介してダイヤフラムロッド２１２へ作動可能に取り付けられ、軸２６２（図２に図示する）に沿ったダイヤフラムロッド２１２の直線変位を軸２６０（図２に図示する）を中心とするレバー２１４の回転変位へと変換するように構成されている。

さらに詳細にいえば、図３に示すように、レバーヨーク２１７は、レバー２１４から半径方向外側に延びる一対のフランジ２６４を有している。各フランジ２６４はボルト２６８を受け入れるアパーチャ２６６を有している。ロッド端部軸受２４３は、球状のボール２７０と、ネジ切りされたシャフト２７２とを有している。ネジ切りされたシャフト２７２は、ダイヤフラムロッド２１２の第二の端部２１２ｂの中に螺合されている。球状のボール２７０は内部を貫通するシリンダ形状の孔部２７４を有している。シリンダ形状の孔部２７４は、レバーヨーク２１７のフランジ２６４内のアパーチャ２６６を通して配設されるボルト２６８を受け入れている。ナット２７６をボルト２６８の端部上に螺合することにより、ダイヤフラムロッド２１２をレバー２１４へ作動可能に固定するように構成されている。

レバー２１４は、中心本体部２７８と、第一の端部２８０と、第二の端部２８２と、第一のカラー部２８４と、第二のカラー部２８６とを有した略シリンダ形状の中空の部材を備えている。第一のカラー部２８４および第二のカラー部２８６は、中心本体部２７８から半径方向外側に向けて延びる略環状のカラー部を有している。第一のカラー部２８４は、第一の端部２８０に隣接して配設されているとともに、第一の軸方向の端部表面２８４ａを有している。第二のカラー部２８６は、第二の端部２８２に隣接して配設されているとともに、第二の軸方向の端部表面２８６ａを有している。これらの軸方向の端部表面２８４ａ、２８６ａは、それぞれ対応するかぶせ板２２２、２２４の内側表面２２２ａ、２２４ａに対して略平行になるように配設されている。第一の軸方向の端部表面２８４ａは、第一のかぶせ板２２２の内側表面２２２ａに面している。第二の軸方向の端部表面２８６ａは、第二のかぶせ板２２４の内側表面２２４ａに面している。

さらに図３を参照すると、レバー２１４には、略シリンダ形状の中央部２９０と、略円錐台形状の第一の受け部２９２と、略円錐台形状の第二の受け部２９４とを有する孔部２８８が形成されている。第一の受け部２９２は、レバー２１４の第一の端部２８０に配設されている。第二の受け部２９４は、レバー２１４の第二の端部２８２に配設されている。図３に示すように、第一の受け部２９２および第二の受け部２９４は、それぞれ第一の端部２８０および第二の端部２８２から孔部２８８の中央部２９０の方向に向って軸に沿って細くなっており、略円錐台形状の孔部が形成されている。

レバー２１４はハウジング２０２の空洞２３２内に配設され、第一の端部２８０は第一のかぶせ板２２２のシリンダ形状の孔部２２２ｂに回転変位可能に配設され、第二の端部２８２が第二のかぶせ板２２４のシリンダ形状の孔部２２４ｂに回転変位可能に配設されている。記載のアクチュエータ２００の実施形態では、シリンダ形状の孔部２２２ｂ、２２４ｂは、レバー２１４とかぶせ板２２２、２２４との間の回転摩擦を最小限に抑えるためのブッシュ２９６を収容している。

図２および図３に示すように、レバー２１４の中心体２７８は、第一のカラー部２８４の軸方向の端部表面２８４ａと第二のカラー部２８６の端部表面２８６ａとの間の長手方向の寸法が、ハウジング２０２のかぶせ板２２２の内側表面２２２ａとかぶせ板２２４の内側表面２２４ａとの間の寸法よりも小さくなるように形成されている。さらに記載されているように、カラー部２８４とカラー部２８６との間がより小さな軸方向寸法となっていることから、レバー２１４が空洞２３２内で軸方向に変位してかぶせ板２２４との係合を回避することができる。

とくに図３および図４を参照すると、一般的に、コレット２５６は、凹部２１８と、複数の弾力性のあるコレット指部２５１と、ネジ部２５３と、肩部２５５とを有しているロッド（棒）形状の部材を備えている。コレット２５６は、ネジ部２５３がレバー２１４の第一の端部２８０に隣接して設けられ、レバー２１４の第一の端部２８０を越えて軸方向に沿って延びるように、レバー２１４の孔部２８８内に摺動可能に配設されている。ネジ部２５３の直径は、レバー２１４内の孔部２８８の中央部２９０および第一の受け部２９２の直径よりも小さくなっている。下記に記載されているように、ドローナット２５８は、コレット２５６のネジ部２５３に螺合し、孔部２８８内のコレット２５６を締めて、回転弁シャフト２１９をレバー２１４に固定するよう構成されている。

図４を参照すると、凹部２１８は、コレット指部２５１とコレット２５６の肩部２５５との間に配設されている。図示されている実施形態では、凹部２１８は、移行部２２３と座部２２５とを有している。移行部２２３は、コレット指部２５１と座部２２５との間で軸方向に延びる略円錐台形状の空洞を有している。座部２２５は、端壁２２７を形成する略シリンダ形状の空洞を有している。端壁２２７は、コレット付勢デバイス２１５のコイルバネ２１６用のバネ座として機能し、当該コレット付勢デバイス２１５は、図示されている実施形態では、弁シャフト２１９の端壁２１９ａにさらに係合している。このように構成すると、コレット付勢デバイス２１５は、コレット２５６を弁シャフト２１９とは反対の方向に向けて付勢するようになる。

コレット指部２５１は、レバー２１４の第二の端部２８２に隣接して配設されている。コレット指部２５１は、円周方向に間隔を置いて配置され、外側表面２５１ａと内側表面２５１ｂとを有している。外側表面２５１ａは、レバー２１４の第二の受け部２９４と摺動可能に係合するような形状および構成となっている。さらに詳細にいえば、コレット指部２５１の外側表面２５１ａは、略部分円錐台形状の面として形成されている。第二の受け部２９４と同様に、コレット指部２５１の外側表面２５１ａは、コレット２５６の第二の端部２８２からレバー２１４内の孔部２８８の中央部２９０の方向に向かって細くなっていっている。コレット指部２５１の内側表面２５１ｂは、回転弁シャフト２１９を係合するような形状および構成となっている。たとえば、上述のように、回転弁の一つの実施形態にかかる回転弁シャフト２１９は正方形状の断面を有している。したがって、コレット指部２５１の内側表面２５１ｂは、図２〜図４に示されているような平坦な面を有することになる。よって、コレット指部２５１の平坦な内側表面２５１ｂを回転弁シャフト２１９と係合するように構成することで、回転シャフト２１９を駆動装置アセンブリ２０４に結合させている。図３には上述の複数のコレット指部２５１が二つの正反対に位置するコレット指部２５１から構成されているものとして示されているが、コレット２５６は、作動可能であれば、円周方向に間隔をおいて並べられたいかなる数のコレット指部２５１を有していてもよい。

上述のように、組立の際、かぶせ板２２２および２２４がハウジング２０２から取り除かれた状態で、レバー部分アセンブリ２０８をレバーヨーク２１７およびロッド端部軸受２４３を介して、ダイヤフラム部分アセンブリ２０６に取り付ける。その後、第一のかぶせ板２２２および第二のかぶせ板２２４が複数のネジ部品２２６を用いて本体２２０に固定し、レバー２１４の第一の端部２８０が第一のかぶせ板２２２の孔部２２２ｂ内に回転可能に支持され、レバー２１４の第二の端部２８２が第二のかぶせ板２２４の孔部２２４ｂ内に回転方向に支持される。その後、コレット付勢デバイス２１５を、コレット２５６の凹部２１８に配設する。好ましい実施形態では、コレット付勢デバイス２１５はコイルバネ２１６を含んでいる。

いったんコイルバネ２１６が凹部２１８内に設置されると、コレット付勢デバイス２１５を収容するコレット２５６は、コレット指部２５１のうちの一部がレバー２１４の第二の端部２８２の外側に軸方向に沿って延出するように、レバー２１４の孔部２８８内に摺動可能に配設される。このように構成すると、コレット指部２５１同士は、内側表面２５１ｂ間の寸法が回転弁シャフト２１９の断面の寸法より大きくなるように広がることになる。その後、アクチュエータ２００が弁シャフト２１９に結合するための準備を行う。

いったんアクチュエータ２００が組み立てられると、当該弁シャフト２１９の端壁２１９ａがコレット付勢デバイス２１５を軸方向に係合するように、弁シャフト２１９がコレット指部２５１間に配設される。このように構成すると、コレット付勢デバイス２１５は、コレット２５６、すなわちレバー２１４をハウジング２０２の空洞２３２内の任意の位置に付勢により位置づけするようになる。より詳細にいえば、コレット付勢デバイス２１５は、凹部２１８の端壁２２７と弁シャフト２１９の端壁２１９ａの間に軸方向の負荷を加えるようになる。コレット２５６は、この軸方向の負荷をコレット指部２５１の外側表面２５１ａおよび第二の受け部２９４を介してレバー２１４へ伝達するようになる。

その後、ドローナット２５８をコレット２５６のネジ部２５３に締め付け、これによりコレット２５６は、レバー２１４の孔部２８８内を、図２〜図４に示されているアクチュエータ２００の配置位置から左側に摺動可能に変位する。これと同時に、孔部２８８の第二の受け部２９４とコレット指部２５１の外側表面２５１ａとが摺動可能に係合すると、コレット指部２５１が半径方向内側に向って変位する。したがって、ドローナット２５８がさらに締め付けられると、コレット指部２５１の内側表面２５１ｂは半径方向に向かい、弁シャフト２１９を摩擦により係合する。コレット指部２５１は、第二の受け部２９４と回転弁シャフト２１９との間に効果的に割り込むことにより、弁シャフト２１９を駆動装置アセンブリ２０４に結合させる。

当業者にとって明らかなように、コレット付勢デバイス２１５は、コレット２５６を弁シャフト２１９とは反対側に向けて付勢することによってレバー２１４に対する「心出し作用」を可能なものとしている。したがって、組立の際、レバー位置に関して任意の軸方向の整合性が得られることとなる。すなわち、締め付け時、コレット２５６およびレバー２１４に対して位置の整合性を与えることにより、コレット２５６が弁シャフト２１９に係合する際にわずかに軸方向に偏位すなわち移動することができる。このわずかな移動は、レバー２１４の軸方向の端部表面２８４ａおよび２８６ａとそれに対応する端部プレートの内側表面２２２ａおよび２２４ａとの間の許容差に比例しているとともに、レバー２１４が第二のかぶせ板２２４の内側表面２２４ａに密接してしまったり、直ぐ隣にまで引き付けられたりすることが実質的になくすことができる。これに加えて、コレット２５６を弁シャフト２１９とは反対方向に向けて付勢することにより、その間の適切な相対位置を担保し、締付けにより弁シャフト２１９に加えられる張力を最小限に抑えることができる。

コレット付勢デバイス２１５がコイルバネ２１６を含むものとして開示されているが、いうまでもなく、他の付勢デバイスも本出願の技術範囲内に含まれる。たとえば、他のコレット付勢デバイス２１５は、波形状のバネ、湾曲形状のバネ、またはその他の金属製もしくは非金属製のデバイスを含みうる。また、ここでいう金属製もしくは非金属製のデバイスには、たとえばゴム、エラストマ材料もしくはその他の弾力性のあるもしくは変形可能な材料からなる弾力性のあるボールまたは構造体が含まれる。

さらに、開示の実施形態にかかるコレット位置決めデバイス２１５がコレット２５６内の凹部２１８の端壁２２７と弁シャフト２１９の端壁２１９ａとの間に配設されているが、弁シャフト２１９の他の実施形態も凹部を有していてもよい。このような弁シャフト２１９内の凹部は、コレット２５６内の凹部２１８の座部２２５と同様に、コレット付勢デバイス２１５のうちの一部を受け入れることが可能である。弁シャフト２１９の他の実施形態は、端壁２１９ａから軸方向に延出し、その部分でコレット付勢デバイス２１５を受けるように構成されたピンまたは突出物を有しうる。このような弁シャフト２１９に形成された凹部またはピンは、コレット２５６に対してコレット付勢デバイス２１５の位置決めを容易としうる。

さらに、本明細書ではコレット２５６およびコレット付勢デバイス２１５が回転弁アクチュエータ２００の中に組み入れられるものとして記載されているが、これらの実施形態は、回転弁アクチュエータに限定されるわけではなく、直線駆動式アクチュエータまたはその他のタイプのアクチュエータの中に組み入れられてもよい。

さらに、複数のコレット指部２５１が第二の受け部２９４に隣接する位置に配置されるようにコレット２５６がレバー２１４の孔部２８８内に配設されるものとしてここまで記載してきたが、いうまでもなく、コレット２５６の複数のコレット指部２５１が第一の受け部２９２に隣接しかつ係合するように構成が逆にされてもよい。このように構成されると、レバー部分アセンブリ２０８は、図３に示されているアクチュエータ２００の配置を基準にして左側で弁シャフトに固定されることとなる。したがって、コレット２５６およびコレット付勢デバイス２１５を有するレバー部分アセンブリ２０８は逆にすることが可能となる。

上記の記載のような状況に鑑みて、本発明はハウジング内で回転可能なレバーを有する回転弁アクチュエータを提供している。詳細にいえば、本発明は、レバーを付勢し、押し、または他の方法で移動させ、任意の位置に位置付けすることによって、アクチュエータと回転弁、とくに回転弁シャフトとの間に適切な関係が存在するように動作する位置決めデバイスを備えたアクチュエータを提供している。一つの実施形態では、位置決めデバイスがレバーを付勢により移動させる任意の位置として、アクチュエータのハウジング内のほぼ中央の位置が含まれる。他の実施形態では、任意の位置には、ハウジング内のレバーの適切な変位および／または弁の動作を妨げうるハウジングのかぶせ板との係合および／またはアクチュエータアセンブリのその他の構成部品との係合からレバーを離脱させる位置が含まれうる。以上のように、任意の位置は、ハウジング内の中央位置である必要はなく、さらに正確にいえば、レバーとハウジングとの間で生成される弁シャフト上の摩擦、張力、圧縮またはその他の好ましくないストレスを軽減するためのハウジングに対する任意の位置であってもよい。

Claims (8)

1. 回転弁シャフトに結合される弁アクチュエータであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配設されて、前記回転弁シャフトを回転させるよう作動可能に前記回転弁シャフトに結合されるように構成されたレバーと、
   前記レバーにより支持され、前記レバーを前記回転弁シャフトに結合し、凹部を有するコレットと、
   前記コレットの凹部内に配置され、前記回転弁シャフトに作動可能に結合され、前記レバーを前記回転弁シャフトから離れる方向に付勢するように配置されたバネと、
   を備えてなる弁アクチュエータ。
2. 前記コレットが、前記凹部に隣接して配設されるとともに、前記コレットを前記回転弁シャフトと作動可能に結合するように構成された複数のコレット指部を有してなる、請求項１に記載の弁アクチュエータ。
3. 前記凹部は、前記回転弁シャフトのうちの少なくとも一部を受け入れるように構成されてなる、請求項１に記載の弁アクチュエータ。
4. 前記バネは、コイルバネ、波形状のバネ、湾曲状のバネ、その他の前記レバーを付勢できる金属製又は非金属製のデバイスを少なくとも１つ含み、前記非金属製のデバイスには、ゴム、エラストマ材料、その他の弾性力のある又は変形可能な材料のうちの１以上の材料からなる弾性力のあるボールまたは構造体が含まれる、請求項３に記載の弁アクチュエータ。
5. 前記レバーは、第一のカラー部の軸方向の端部表面と第二のカラー部の端部表面との間の長手方向の寸法が、前記ハウジングのかぶせ板の間の寸法よりも小さく、前記ハウジング内で軸方向に変位してかぶせ板との係合を回避できるように構成されている、請求項２に記載の弁アクチュエータ。
6. 前記レバーは、前記コレットが前記レバーに対して摺動可能に変位できるように前記コレットを支える細長い孔部を有してなる、請求項５に記載の弁アクチュエータ。
7. レバーを弁アクチュエータのハウジング内に位置決めする方法であって、前記レバーが作動可能に回転弁シャフトに結合するとともに前記ハウジングの空洞内に配置され、前記レバーが複数のコレット指部に囲まれた凹部を有するコレットを支持し、前記コレット指部は前記凹部内に配置された前記回転弁シャフトを半径方向に係合するように構成されており、
   前記凹部内にバネを配置することと、
   前記複数のコレット指部間にかつ前記バネと係合するように前記回転弁シャフトを位置決めすることと、
   前記バネにより前記レバーを前記回転弁シャフトとは反対の方向に向けて付勢することと、
   前記複数のコレット指部が半径方向に前記回転弁シャフトと係合するように、前記レバーを付勢しつつ前記コレットを前記回転弁シャフトとは反対の方向に向けて引くことと、
   を含む、方法。
8. 前記コレットを引くことには、前記コレットを前記レバーの中を通して前記回転弁シャフトから離れる軸方向に引くことが含まれる、請求項７に記載の方法。

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