JP6305415B2 - 二重駆動を有するアクチュエータ - Google Patents

Description

（関連出願）
本出願は、２０１３年３月５月に出願された「ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＷＩＴＨ ＤＵＡＬ ＤＲＩＶＥ」という題名の係属中の米国特許出願第１３／７８５，５９２号に対して優先権を主張し、上記出願は、２０１２年１０月１７月に出願された「ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＷＩＴＨ ＯＶＥＲ−ＴＲＡＶＥＬ」という題名の米国仮特許出願第６１／７１４，８３１号の利益を主張する。上記文献らの全部の内容は、参照することによって全て本明細書において援用される。

本発明は、流動制御弁および他のデバイスのためのアクチュエータに関する。本発明は、より具体的には、手動動作式アクチュエータと、また、手動動作式および／または空気圧動作式であり得る、ハイブリッドアクチュエータとに関する。

（開示の背景）
アクチュエータは、多くの異なる機能および動作のために使用されてもよい。一実施例は、弁または他の流動制御デバイスを開閉することである。アクチュエータは、多くの異なる方法で動作されてもよい。一実施例は、アクチュエータ駆動部材、例えば、ハンドルが、２つの位置間を手動で移動されることができる、手動動作式アクチュエータである。他のアクチュエータは、空気圧動作式であり、それによって、アクチュエータ動作の自動、遠隔、または電子制御を可能にしてもよい。

導入として、本開示は、アクチュエータに関する本発明のいくつかの概念を例証する、いくつかの実施形態を提示する。本発明の概念の１つは、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化される。二重駆動構造は、閉鎖位置に到達するために必要とされる作動トルクを増加せずに、アクチュエータステムのストローク増加を提供する。

本発明の別の概念は、例えば、付勢部材を用いた間接駆動を使用して、第１の力をアクチュエータステムに印加し、例えば、螺合接続を用いたアクチュエータ駆動部材とアクチュエータステムとの間の直接駆動を使用して、第２の力をアクチュエータステムに印加する、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化されてもよい。

本発明の別の概念は、アクチュエータステムが、第１の部分および第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間の連結部とを含む、アクチュエータステムのための二重駆動構造を有する、手動動作式アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、連結部は、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを有する、螺合連結部の形態で実現されてもよい。

本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、アクチュエータステムのための二重駆動構造が、提供される。別の実施形態では、二重駆動構造は、軸方向オーバートラベル（ｏｖｅｒ−ｔｒａｖｅｌ）を提供する連結部を有する、アクチュエータステムを含む。

本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、アクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、アクチュエータは、例えば、弁の開放または閉鎖状態あるいは両方に対して、アクチュエータの軸方向オーバートラベルを提供する、オーバートラベル機構を含んでもよい。より特定の実施形態では、オーバートラベル機構は、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを含み、オーバートラベルを提供してもよい。別の実施形態では、オーバートラベル機構は、代替として、制御または設計に組み込まれたねじ山内バックラッシュを有する連結部を含み、または含まず、オーバートラベルを提供する、付勢部材を含んでもよい。

本発明の別の概念は、例えば、弁等の流動制御デバイスの動作を制御するために使用される、ハイブリッドアクチュエータにおいて具現化されてもよい。一実施形態では、ハイブリッドアクチュエータは、空気圧アクチュエータを無効および有効にする、手動オーバーライド（ｏｖｅｒｒｉｄｅ）を組み込む、空気圧動作式アクチュエータステムを含んでもよい。別の実施形態では、ハイブリッドアクチュエータの手動アクチュエータ部分は、前述の本発明の概念および実施形態のいずれかを使用して実現されてもよい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第１の位置と第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記第１の位置にあるとき、第１の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、第２の力を前記アクチュエータステムに印加する、アクチュエータ。
（項目２）
前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第１の位置にあるとき、前記第１の力を前記付勢部材から前記アクチュエータステムの前記第１の部分に伝達する、項目１に記載のアクチュエータ。
（項目３）
前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、前記第２の力を前記アクチュエータ駆動部材から前記アクチュエータステムの前記第２の部分に伝達する、項目２に記載のアクチュエータ。
（項目４）
前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、直接駆動を前記アクチュエータステムの前記第２の部分に提供する、項目３に記載のアクチュエータステム。
（項目５）
前記アクチュエータ駆動部材は、軸を中心として回転可能であるハンドルを備える、項目１に記載のアクチュエータ。
（項目６）
前記アクチュエータステムの移動によって動作される弁と組み合わせた、項目１に記載のアクチュエータ。
（項目７）
前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、項目６に記載のアクチュエータ。
（項目８）
前記弁を開閉するように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、項目６に記載のアクチュエータ。
（項目９）
前記アクチュエータ駆動部材は、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように動作されることができる、項目８に記載のアクチュエータ。
（項目１０）
前記連結部は、前記付勢部材と前記アクチュエータステムの前記第１の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目３に記載のアクチュエータ。
（項目１１）
前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目１０に記載のアクチュエータ。
（項目１２）
前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目１に記載のアクチュエータ。
（項目１３）
前記付勢部材は、付勢部材を含む、項目１２に記載のアクチュエータ。
（項目１４）
前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第１の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目１に記載のアクチュエータ。
（項目１５）
前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材位置と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目１４に記載のアクチュエータ。
（項目１６）
前記アクチュエータステムの移動によって動作される弁と組み合わせた、項目１４に記載のアクチュエータ。
（項目１７）
弁およびアクチュエータのアセンブリであって、前記弁および前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記弁の動作を制御するように接続されることができ、
前記アセンブリは、弁開放位置および弁閉鎖位置を有する弁部材を備える弁を備え、
前記アクチュエータは、前記弁開放位置に対応するアクチュエータステム第１の位置と、前記弁閉鎖位置に対応するアクチュエータステム第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記アクチュエータステム第１の位置と前記アクチュエータステム第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第１の位置にあるとき、第１の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第２の位置にあるとき、第２の力を前記アクチュエータステムに印加する、アセンブリ。
（項目１８）
前記アクチュエータステムは、前記弁閉鎖位置からオーバートラベルを提供する第３の位置に移動可能である、項目１７に記載のアセンブリ。
（項目１９）
前記アクチュエータステムは、前記弁開放位置からオーバートラベルを提供する第４の位置に移動可能である、項目１８に記載のアセンブリ。
（項目２０）
前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第１の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、項目１７に記載のアセンブリ。
（項目２１）
前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、項目１７に記載のアセンブリ。
（項目２２）
前記付勢部材は、ばねを含む、項目２１に記載のアセンブリ。
（項目２３）
前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、項目１７に記載のアセンブリ。
（項目２４）
前記アクチュエータは、前記弁開放位置と前記弁閉鎖位置との間で前記弁部材を移動させるように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、項目１７に記載のアセンブリ。
（項目２５）
前記アクチュエータ駆動部材は、手動で動作可能であり、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように使用されることができる、項目２４に記載のアセンブリ。
（項目２６）
前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第１の部分と前記アクチュエータステムの前記第２の部分との間に螺合接続を提供する、項目２に記載のアクチュエータ。
（項目２７）
前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、第１のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第１のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、項目２６に記載のアクチュエータ。
（項目２８）
前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第１の部分と前記アクチュエータステムの前記第２の部分との間に螺合接続を提供する、項目２０に記載のアクチュエータ。
（項目２９）
前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、第１のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第１のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、項目２８に記載のアクチュエータ。
（項目３０）
アクチュエータおよび弁アセンブリであって、前記アセンブリは、
軸方向に移動されることができる弁部材を備える弁と、
アクチュエータステムおよびアクチュエータ駆動部材を備えるアクチュエータであって、前記アクチュエータ駆動部材は、前記弁部材を移動させるために、前記アクチュエータステムを用いて手動で動作可能である、アクチュエータと、
前記アクチュエータ駆動部材および前記アクチュエータステムのための二重駆動連結部であって、前記二重駆動連結部は、前記二重駆動連結部を伴わない前記アクチュエータステムの軸方向ストロークと比較して、前記アクチュエータステムのより大きい軸方向ストロークを提供する、二重駆動連結部と
を備える、アセンブリ。
（項目３１）
前記二重駆動連結部は、第１の螺合接続および第２の螺合接続を備え、前記第１の螺合接続は、第１のねじ山配向を備え、前記第２の螺合接続は、前記第１のねじ山配向と反対の第２のねじ山配向を備える、項目３０に記載のアセンブリ。
（項目３２）
アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第１の位置と第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムであって、前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分を備える、アクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステム第１の部分と前記アクチュエータステム第２の部分との間の螺合連結部であって、前記螺合連結部は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、螺合連結部とを備える、アクチュエータ。
（項目３３）
開放および閉鎖位置を有する流動制御デバイスと組み合わせたアクチュエータであって、前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記弁開放および閉鎖位置の一方または両方のための軸方向オーバートラベルを提供する、項目３２に記載のアクチュエータ。

図１は、完全閉鎖位置における、手動動作式アクチュエータおよび弁アセンブリの実施形態の等角図を図示する。 図２は、縦方向断面における、図１のアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図３は、縦方向断面および完全開放位置における、図１のアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図３Ａは、本明細書の教示を用いて実現され得る、オーバートラベル概念の例示的プロットである。 図４Ａ−４Ｄは、簡略化された概略様式において、図１の実施形態のオーバートラベル特徴のための制御されたねじ山バックラッシュを有する、連結部の実施形態を図示する 図５は、等角図および弁閉鎖状態における、ハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリの実施形態である。 図６は、縦方向断面における、図５のハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリである。 図７は、オーバートラベルを伴う、二重駆動手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。 図８は、オーバートラベルを伴う、二重駆動手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。 図９は、手動アクチュエータおよび弁アセンブリの別の実施形態である。

（代表的実施形態の説明）
これらの本発明の概念および実施形態の構造、特徴、および動作の付加的代替および随意の実施形態が、本明細書の以下に提示される。本発明はまた、本明細書に説明される実施形態以外の他の構成、および本明細書に示される例示的設計以外の弁およびアクチュエータ設計を使用して、弁およびアクチュエータを制御するための用途のために使用されてもよい。本発明はまた、弁および流動制御デバイス以外のデバイスの用途を見出し、それと併用されてもよい。

図１−３を参照すると、アクチュエータおよび弁アセンブリ１０は、アクチュエータアセンブリ１２と、例えば、弁アセンブリ１４等の流動制御デバイスとを含んでもよい。アクチュエータアセンブリは、手動動作式アクチュエータの形態で実現されてもよい。弁アセンブリ１４は、多くの異なる構成および使用を有してもよい。弁アセンブリ１４は、１つのポートから別のポートへの流体、例えば、液体またはガスの流動を制御するように、その中に２つ以上の流動通路を有する、弁体１６を有するダイヤフラム弁の形態で実現されてもよい。図１および２の図では、入口流動通路１８（図２の配向では、隠されている）は、入口ポート２０に開放する。出口ポート２２は、出口流動通路２４に開放する。入口流動通路１８および出口流動通路２４は両方とも、弁空洞２６と連通する。弁空洞２６は、環状弁座２８を通して、出口流動通路１８に開放する。弁部材３０、例えば、ダイヤフラム３０は、弁空洞２６をアクチュエータアセンブリ１２から密閉する。ダイヤフラム３０は、弁座２８に向かって移動され、それと接触し、弁を閉鎖し（図２）、弁座２８から離れると、弁を開放する（図３）。ダイヤフラム３０の移動は、アクチュエータアセンブリ１２の動作によってもたらされる。

説明されるようなダイヤフラム弁の動作は、周知であり、本発明を理解および実践するために、本明細書にさらに説明される必要はなく、流動制御デバイスは、ダイヤフラム弁である必要はない。ダイヤフラム弁以外の多くの他のタイプの弁、例えば、２つの実施例だけを挙げると、蛇腹弁またはプラグタイプ遮断弁が、使用されてもよいことに留意されたい。弁アセンブリ１４は、代替として、付加的ポートおよび流動通路、例えば、三方弁を含んでもよく、流動は、代替として、双方向であってもよい。図示されるような弁アセンブリ１４構成は、表面搭載構成として当技術分野において知られるものであり、入口および出口ポート２０、２２が、同一平面上にあり、弁アセンブリが、ガススティックの基板等の支持表面に搭載されることを意味する。しかし、これは、一構成にすぎず、本発明は、限定ではないが、通常の入口および出口端接続を含む、多くの異なる方法で流体回路内に接続される、流動制御デバイスと併用されてもよく、それらは全て、当業者に周知である。

アクチュエータアセンブリ１２は、アクチュエータ駆動部材３２を受容する、アクチュエータ筐体１３を含んでもよい。これは、手動動作式アクチュエータであるため、アクチュエータ駆動部材３２は、手動動作され得る、ハンドル３２の形態で実現されてもよい。しかしながら、ツールが、随意に、ハンドル３２を手動で動作するために使用され得る。ハンドル３２は、ハンドル３２の作動が、縦軸Ｘに沿って、アクチュエータステム３４の線形移動を生じさせるように、任意の便宜的技法によって、アクチュエータステム３４に連結される。例えば、ハンドル３２とアクチュエータステム３４の上側端３４ａとの間にスプライン接続３６が示されるが、代替接続が、使用されてもよい。ボルト３８が、ハンドル３２とアクチュエータステム３４を固着させるために使用されてもよい。したがって、ハンドル３２は、縦軸Ｘを中心として手動で回転されるように適合される。

アクチュエータステム３４は、２部品アクチュエータステム３４の形態で実現されてもよい。例えば、アクチュエータステム３４の第１または下側部分４０と、アクチュエータステム３４の第２または上側部分４２とが存在してもよい。第１の螺合接続４４が、アクチュエータステム３４の第２または上側部分４２の外側螺合部分とアクチュエータ筐体１３の内側螺合部分との間に提供される。連結部４６が、アクチュエータステム３４の第１の部分４０と、アクチュエータステム３４の第２の部分４２を継合してもよい。連結部４６は、例えば、第２の螺合接続４８の形態で実現されてもよい。

付勢部材５０が、アクチュエータ筐体１３の肩部５２とアクチュエータステム３４の第１の部分４０の表面５４との間に配置される。付勢部材５０は、多くの異なる方法で実現されてもよく、本実施例では、付勢部材５０は、コイルばねの形態で実現される。付勢部材５０は、付勢部材５０が、下向きに（図に見られるように）、または言い換えると、ダイヤフラム３０に向かって、アクチュエータステム３４の第１の部分４０を押勢するように、定位置に圧縮される。

以下に説明される理由から、アクチュエータステム３４の下側部分４０がＸ軸を中心として回転しないように防止する、回転防止デバイス５６が、提供されてもよい。回転防止デバイス５６は、下側部分４０の軸方向平行移動を可能にする。回転防止デバイス５６は、アクチュエータステム３４の下側部分４０の平坦外部表面４０ａに係合する、ピンであってもよい。多くの他の技法が、代替として、アクチュエータステム第１の部分４０の回転を防止するために使用されてもよい。

随意の通気通路５９が、弁チャンバ５６と周囲環境との間に提供されてもよい。本通気は、プロセス流体がアクチュエータアセンブリに流入しないように、ダイヤフラムシールが破れた場合、プロセス流体が、弁アセンブリから流出することを可能にする。

アクチュエータステム３４の下側部分４０は、ボタン５８に接触してもよく、これは、順に、ダイヤフラム３０の上側非湿潤表面に接触する。このように、アクチュエータステム３４の軸方向平行移動は、付勢部材５０の作用とともに、ダイヤフラム３０を弁座２８から離れるように、およびそこに向かって移動させることによって、弁を開閉するように動作する。

多くの手動動作式流動制御デバイス、例えば、本明細書に図示されるようなダイヤフラム弁の場合、アクチュエータアセンブリによってもたらされ得るアクチュエータステムのストロークは、弁が、完全に開放し、最大流動を達成するように重要である。しかし、アクチュエータ駆動部材とアクチュエータステムとの間に直接駆動を使用する、所与のアクチュエータサイズの場合、所与の量のハンドル回転のためのアクチュエータストロークを増加させることもまた、作動トルクを増加させる。直接駆動とは、アクチュエータ駆動部材３２の動作によって生じるアクチュエータステム３４の移動の軸方向平行移動を意味する。例えば、ハンドル３２の回転は、力をアクチュエータステムに印加し、直接、アクチュエータステム３４の軸方向移動を生じさせ、弁を開閉する。トルクは、直接駆動アクチュエータにおける定義されたハンドル回転度に対して、アクチュエータステムのストロークを増加させるために、ねじ山ピッチまたは回転運動を線形進行に変換する他の機械的手段が、回転度あたりより多くの進行を提供するように調節されなければならず、これが、線形進行が作用する力が類似するとき、トルクを増加させるために増加する。アクチュエータおよび弁アセンブリ１０は、本実施形態では、４分の１回転弁であり、ハンドル３２は、弁の完全開放から完全閉鎖位置まで９０度を通してのみ回転されることを意味することに留意されたい。

我々は、二重駆動概念を使用するアクチュエータアセンブリ１２を組み込むことによって、本トルク対ストローク関係を補償する。二重駆動概念は、ともに連結されるが、印加負荷、例えば、付勢部材によって定義または設定された印加負荷において、相互に対して動作可能に係脱される、２つの駆動要素または部分を使用して具現化されてもよい。動作可能に係脱されるとは、二重駆動第１の部分および第２の部分は、アクチュエータ駆動部材の回転に対して軸方向変位を提供する、機能的連結部または動作の係脱を指す。二重駆動概念は、例えば、アクチュエータ駆動部材３２およびアクチュエータステム３４のための二重駆動連結部を使用して、実現されてもよい。前述のように、アクチュエータステム３４は、連結部４６を用いてともに連結される、第１の部分４０および第２の部分４２を有する。アクチュエータ駆動部材３２およびアクチュエータステム３４のための二重駆動連結部の実施形態は、第１の螺合接続４４および第２の螺合接続４８を用いて実現されてもよい。より具体的には、第１の螺合接続４４に第１のねじ山配向、例えば、右回りねじ山を、第２の螺合接続４８に反対ねじ山配向、例えば、左回りねじ山を提供する。代替として、第１の螺合接続４４は、左回りねじ山配向を有してもよく、第２の螺合接続４８は、右回りねじ山配向を有してもよい。

アクチュエータアセンブリ１２は、図１におけるように、弁が完全に開放している状態に対応する、完全上向き位置にあると仮定する。アクチュエータ駆動部材またはハンドル３２が、時計回りに回転されると、アクチュエータステム上側部分４２は、第１の螺合接続４４の動作によって、下向きに移動する。下側部分４０は、反対回りねじ山配向を使用して、上側部分４２に連結されるため、さらに、下側部分４０は、回転防止デバイス５６によって、回転されないように防止されるため、下側部分４０はまた、ダイヤフラムに向かって、下向きに移動またはストロークする。アクチュエータステム３４の総ストロークは、アクチュエータステム３４の上側部分４２および下側部分４０の組み合わせられたストロークである。これは、ダイヤフラム３０が弁座２８に接触するまでに該当する。その時点で、弁は、閉鎖され、アクチュエータステム３４の下側部分４０は、軸方向にもはや移動することができない（弁座２８の圧縮によるある程度の移動は無視する）。

ダイヤフラム３０が、弁座２８と接触した後、アクチュエータステム３４の総ストロークは、基本的に、アクチュエータステム３４の上側部分４２のストロークに等しい。したがって、ねじ山ピッチを増加させずに、弁部材３０の開放位置と閉鎖位置との間のアクチュエータの全体的ストロークの増加を達成する。ねじ山ピッチは、増加されていないが、ステムを所与の負荷に対して前進させるために必要とされるハンドルトルクは、組み合わせまたは連結された二重駆動部分と比較して、度回転あたり同等の線形変位またはストロークを提供するねじ山ピッチを有する、単一駆動部材のものに類似することに留意されたい。別の見方をすると、ねじ山ピッチを増加させずに、全体的ストロークを増加させたことになり、弁を閉鎖するために必要とされるハンドルトルクは、直接駆動アクチュエータにおけるものと同一となる。要するに、より少ないねじ山ピッチ部材が直列で動作する複数の螺合機構を使用することによって、単一螺合駆動機構を使用して、ねじ山ピッチ増加の効果を複製する。我々は、弁座に対して高閉鎖力の印加が所望される作動部分の間のみ、下側部分が上側部分から係脱し、ハンドルの直接駆動を可能にし、弁を閉鎖するように、アクチュエータを設計する。

いくつかの用途では、アクチュエータおよび弁アセンブリ１０のためのオーバートラベル特徴を提供することが望ましくあり得る。オーバートラベルとは、弁部材３０が、弁座２８に係合し、アクチュエータ駆動部材３２の完全閉鎖回転が完了前に、弁を閉鎖することを意味する。これは、閉鎖オーバートラベルと称される。同様に、いくつかの用途では、アクチュエータ駆動部材３２の完全開放回転が完了する前に、弁部材３０が、弁座２８から脱座し、弁が完全に開放することを可能にすることが望ましくあり得る。これは、開放オーバートラベルと称される。これは、以下のように考えられ得る。アクチュエータ１２は、弁開放状態に対応する第１の最大位置における、アクチュエータ駆動部材３２の第１の位置を有するであろう。例えば、図２および３のハンドル３２実施形態等の回転式アクチュエータ駆動機構の場合、ハンドル３２は、０°位置と称される（第１の螺合接続４４のための右回りねじ山配向をとる）、第１または完全開放停止位置まで反時計回りに完全に回転されるであろう。アクチュエータ１２はまた、弁閉鎖状態に対応する第２の最大位置における、アクチュエータ駆動部材３２の第２の位置を有するであろう。例えば、ハンドル３２実施形態等の回転式アクチュエータ駆動機構の場合、ハンドル３２は、４分の１回転アクチュエータおよび弁アセンブリ１０に対して９０°位置であろう、第２または完全閉鎖停止位置まで時計回りに完全に回転されるであろう。開放オーバートラベル特徴は、アクチュエータ駆動部材３２が０°位置に到達する前に、弁部材３０が、弁座２８から解放され、弁が、その好ましくは完全流動容量まで開放することを可能にすることを意味する。閉鎖オーバートラベル特徴は、アクチュエータ駆動部材３２が９０°位置に到達する前に、弁部材３０が、弁座２８に接触し、弁を通る流体流動を阻止することを意味する。

実施例として、アクチュエータ駆動部材３２の開放および閉鎖位置の両方に対する２０°オーバートラベルは、アクチュエータ駆動部材３２が第３の位置または７０°位置まで回転させられると、弁部材３０が、弁座２８に係合し、弁を閉鎖し（但し、おそらく、最大閉鎖力で着座されない）、アクチュエータ駆動部材３２が７０°位置と２０°位置との間の位置に回転されると、弁部材３０が、弁座２８から解放または係脱され、弁を開放する（但し、完全に開放されない）ことを意味するであろう。２０°回転位置以下では、弁は、例えば、完全に開放される。代替として、これらの位置において達成される機能は、所望に応じて、反転されてもよい。例えば、アクチュエータアセンブリ１２は、アクチュエータ駆動部材３２が第４の位置または２０°位置まで回転されると、弁部材３０が、弁座２８に係合し、弁を閉鎖し（但し、おそらく、最大閉鎖力で着座されない）、アクチュエータ駆動部材３２が７０°位置まで回転されると、弁部材３０が、弁座２８から解放または係脱され、弁を完全に開放するように容易に適合されることができ、その場合、完全開放手動ハンドル停止位置は、９０°位置であり、完全閉鎖手動ハンドル停止位置は、０°位置である。さらに、これらの実施例における種々の回転度は、例示であり、制限ではない。例えば、オーバートラベル特徴は、以下またはその他で説明される例示的構造等、オーバートラベルを達成するために使用される構造の調節によって、任意の所望の回転角度に設定されることができる。前述の４つの位置のそれぞれに対して、アクチュエータステム３４の対応する軸方向位置が存在することに留意されたい。

図３Ａは、本明細書の教示を使用して実現され得る、オーバートラベル概念の実施例を図示する。本プロットは、ハンドル３２等のアクチュエータ駆動部材３２の回転角度に関連したアクチュエータステム３４の線形進行またはストロークを示す（ハンドル３２が、ＡからＤに回転されるにつれて、ハンドル回転は、手動弁の場合、従来通り反時計回りであるが、これは、当業者によって理解されるように、要求されず、代替として、時計回り回転であってもよいことに留意されたい）。破線は、アクチュエータステム３４進行を図示し、実線は、弁部材３０の開放／閉鎖ステータスを表す。４分の１回転アクチュエータの場合、例えば、Ａは、完全９０°ハンドル時計回り回転を表し得、言い換えると、ハンドルは、完全閉鎖停止位置にある。Ｄは、したがって、完全０°ハンドル反時計回り回転を表し得、言い換えると、ハンドルは、完全開放停止位置にある。しかし、概念上、文字Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、特定の用途のために、アクチュエータ設計者によって所望される任意の角度に関連する。

前述の２０°オーバートラベル実施例の場合、Ｂは、２０°ハンドル回転位置を表し得る（本実施例では、ハンドル完全時計回り回転閉鎖位置Ａから参照される）。ＡとＢとの間では、弁部材３０は、弁座２８に接触し、弁は、閉鎖される。ＡとＢとの間の破線は、弁座が圧縮するにつれたアクチュエータステムの可能性として考えられるわずかな軸方向移動のため（本明細書で前述のように）、わずかな傾斜を有し得る（図３Ａでは、明確にするために誇張される）。Ｃは、７０°ハンドル反時計回り回転位置を表し得る（本実施例では、ハンドル完全閉鎖位置Ａから参照される）。その後、ＣとＤとの間では、弁部材は、弁座２８と接触せず、弁は、開放され、流動させる。弁部材２８が、位置Ｃにおいて完全流動を提供するかどうかは、設計選択であってもよい。ＢとＣとの間では、弁部材３０は、弁座２８からその最大距離に向かってさらに移動するにつれて、遷移領域内に入る。

我々のアクチュエータの二重駆動概念は、オーバートラベルが、随意に、アクチュエータおよび弁アセンブリ内に含まれるべきとき、開放オーバートラベル、閉鎖オーバートラベル、または両方のいずれかに対して、オーバートラベルの実装を促進するためにも有益に使用され得る。一実施形態では、第２の螺合接続４８に所定または制御されたねじ山バックラッシュを提供する。多くの螺合接続は、例えば、不良な公差制御のため、望ましくないまたは意図されないバックラッシュを呈し得ることに留意されたい。そのようなバックラッシュは、螺合接続の用途に応じては、必ずしも、問題ではなく、螺合接続は、好ましくは、存在しても、ほとんどバックラッシュを有していない。しかし、我々は、第２の螺合接続４８のための制御または所定のねじ山バックラッシュを意図的に設計に組み込み、その設計されたバックラッシュと付勢部材５０を組み合わせることによって、オーバートラベルを達成することができることを発見した。したがって、制御または所定のねじ山バックラッシュあるいは設計に組み込まれたねじ山バックラッシュとは、オーバートラベルを達成するために、螺合接続内に制御された間隙を意図的に提供することを意味する。これは、したがって、準最適製造プロセスまたは設計に起因する、あるいは別様に制御されない、または螺合接続に意図的に導入される、ねじ山バックラッシュとは異なる。

図４Ａ−４Ｄは、アクチュエータおよび弁アセンブリ１０内において、例えば、２０°オーバートラベルを実現するために、制御または設計に組み込まれたねじ山バックラッシュの実施形態を図式的に図示する。これらの図は、実施例として、連結部４６および関連付けられた第２の螺合接続４８実施形態の拡大略図を提供する。図４Ａは、０°または完全開放弁位置における、アクチュエータステム３４（および、図４Ａ−４Ｄ毎に、アクチュエータ駆動部材３２）を表し、図４Ｂは、０°〜７０°位置の範囲内のアクチュエータステム３４を表し、７０°では、弁部材３０は、弁座２８に接触し、弁を閉鎖し、図４Ｃは、７０°〜９０°位置の遷移範囲内のアクチュエータステム３４を表し、弁部材３０は、弁座２８に接触し、弁を閉鎖し、図４Ｄは、９０°または完全閉鎖弁位置におけるアクチュエータステム３４を表す。

図４Ａ−４Ｄは、明確にするために、幾分、設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを誇張する。左側螺合構造は、アクチュエータステム３４の下側部分４０を表し、右側螺合構造は、アクチュエータステム３４の上側部分４２を表す。２０°オーバートラベルの本例示的実施形態では、下側部分４０のねじ山６０は、上側部分４２のねじ山６２と噛合するが、ねじ山６０、６２の個別の頂点部分６６と谷底部分６８との間に制御または設計に組み込まれた間隙６４を伴う（図４Ｃ参照）。制御された間隙６４は、連結部４６内の第２の螺合接続４８に対して制御または設計に組み込まれた制御されたバックラッシュを提供する。

また、図２を参照して、ばね等の付勢部材５０が、アクチュエータステム３４の下側部分４０を通して、下向きの第１の力（７４）を弁部材３０に印加することを思い出されたい。制御された間隙６４によって、アクチュエータステム３４の下側部分４０の各ねじ山６０の下側表面７０は、アクチュエータステム３４の上側部分４２の各ねじ山６２の上側表面７２に接触する、またはそれに沿って摺動する。付勢部材５０は、第１の運動力７４を下側部分４０に印加するため、アクチュエータ駆動部材３２が、０°〜７０°に時計回りに回転されるにつれて、アクチュエータステムの非回転下側部分は、ねじ山係合のため、弁部材３０に向かって軸方向に移動する。第１の運動力７４は、アクチュエータ駆動部材３２ではなく、付勢部材５０に排他的に起因するため、本移動は、アクチュエータステム３４の下側部分４０の間接駆動と称される。アクチュエータ駆動部材３２に対する７０°位置では、弁部材３０またはダイヤフラムは、弁座２８に接触し、この接触は、アクチュエータステム３４の下側部分４０のさらなる軸方向平行移動に対抗する。したがって、アクチュエータ駆動部材３２が、７０°から９０°に時計回りに回転されるにつれて、アクチュエータステム３４の回転し、軸方向に平行移動する上側部分４２は、弁部材３０に向かって移動し続け、アクチュエータステムの非回転および軸方向に定常の下側部分４０は、定位置に固定される。制御された間隙６４は、それによって、ねじ山６０および６２が、アクチュエータステム３４の７０°から９０°の回転まで、遷移部分を通して進む結果をもたらし、ねじ山６０、６２は、相互に接触せず（図４Ｃ）、弁は、付勢部材５０によってアクチュエータステム３４の下側部分４０に印加される第１の力７４の間接駆動によって、閉鎖された状態に保持され続ける。言い換えると、７０°位置から約９０°位置まで、アクチュエータ駆動部材３２の回転を通して印加される力は、アクチュエータステム３４の上側部分４２が、アクチュエータステム３４の下側部分４０から係脱するように、付勢部材５０（第１の力７４）によって定義または設定された印加負荷を克服する。

約９０°位置では、ねじ山６０、６２は、再係合するが、ここでは、アクチュエータステム３４の下側部分４０の各ねじ山６０の上側表面７６は、アクチュエータステム３４の上側部分４２の各ねじ山６２の下側表面７８に接触する、またはそれに沿って摺動する。その結果、アクチュエータステム３４が、完全閉鎖９０°位置に回転されるにつれて、アクチュエータステム３４の上側部分４２は、直接、閉鎖負荷または第２の力８０をアクチュエータステムの下側部分４２に対して印加し、第２の力は、直接、弁部材３０に伝達され、閉鎖負荷を弁部材３０に印加する。第２の力８０は、アクチュエータ駆動部材３２の回転によって、アクチュエータステム３４の上側部分４２に印加される力に排他的に寄与し、本第２の力は、直接、アクチュエータステム３４の下側部分４０を通して、弁部材３０に伝達されるため、本移動は、アクチュエータ駆動部材３２が９０°完全閉鎖位置に到達するにつれたアクチュエータステム３４の下側部分４０の直接駆動と称される。オーバートラベル度は、ねじ山６０、６２間の制御されたバックラッシュの量を選択することによって制御されることができることを理解されるであろう。バックラッシュは、係合するねじ山６０、６２の直径およびピッチの選択および制御を含む、多くの方法で制御されることができる。

作動の直接駆動部分は、きつく閉鎖された弁を提供するために、必要に応じて、所望の閉鎖力８０または負荷を弁部材３０に印加するために使用されることができる。閉鎖力８０は、アクチュエータステム３４の上側部分４２の直接駆動によって産生され、具体的には、アクチュエータステム３４が、ここでは、単一駆動部材として作用しているため、閉鎖力を印加するために必要とされるトルクは、単一直接駆動アクチュエータが同一のねじ山ピッチを用いて使用されるときと同一となる。したがって、アクチュエータに対してより大きいストロークが、閉鎖力８０のために必要とされるトルクを増加させずに、実現されることができる。典型的には、閉鎖または第２の力８０は、付勢部材５０によって印加される第１の力７４を上回るであろう。例えば、付勢部材５０の間接駆動の第１の力は、弁部材３０に７０ポンドの負荷を印加し得る一方、アクチュエータステム３４の直接駆動の第２の力は、１２０ポンドの閉鎖負荷を提供し得る。これらの値は、当然ながら、全て例示である。

本時点において、例示的実施形態は、回転式アクチュエータ駆動部材３２の使用を図示するが、全用途において要求されるわけではないことに留意されたい。例えば、制御された間隙を使用するオーバートラベル特徴は、アクチュエータステム３４の軸方向平行移動をもたらすために、必要に応じて、レバータイプアクチュエータ駆動部材または他のアクチュエータ駆動部材設計を用いて実現されてもよい。

次に、図５および６を参照して、ハイブリッドアクチュエータおよび弁アセンブリ９０の実施形態を図示する。ハイブリッドアクチュエータは、手動アクチュエータ機能および空気圧アクチュエータ機能を含む。簡単に言うと、ハイブリッドアクチュエータは、空気圧動作式アクチュエータアセンブリ９２および手動動作式アクチュエータアセンブリ８４を含み、手動動作式アクチュエータ９４は、空気圧動作式アクチュエータ９２の上部に積層される。手動動作式アクチュエータアセンブリ９４は、本明細書に前述の手動動作式アクチュエータ１２と同様に実現され、機能する必要はないが、同一の参照番号が、類似要素のために使用される。したがって、手動アクチュエータアセンブリ９４は、本明細書の図１−３の手動動作式アクチュエータのオーバートラベル特徴および所定のねじ山バックラッシュ概念と動作し得る。

空気圧アクチュエータアセンブリ９２は、一般に、アクチュエータ筐体９８内に配置される、ピストンアセンブリ９６を含む。示されるように、アクチュエータ筐体は、多部品筐体、または代替として、単一部品筐体であってもよい。例示的実施形態では、２つのピストン９６ａおよび９６ｂが、使用されてもよいが、代替として、必要に応じて、単一ピストンアクチュエータが、使用されてもよく、または３つ以上のピストンが、使用されてもよい。ばね１００は、弁アセンブリ１０４の弁部材１０２またはダイヤフラムを弁座１０６と密閉係合するように押動させ、それによって、面直方向閉鎖弁を提供する、第１の方向に、ピストンアセンブリ９６を押勢するために使用される。ピストンアセンブリ９６は、それを通して空気通路１１０を有する、アクチュエータステム１０８を含んでもよい。空気通路１１０は、加圧された空気源（図示せず）から加圧された空気を受容する、筐体空気通路１１２を通して、空気入口継手（図示せず）と流体連通する。空気通路１１０は、ピストン９６ａおよび９６ｂ内の空気通路１１６を介して、ピストンチャンバ１１４と連通する。加圧された空気が、空気圧アクチュエータアセンブリ９２に供給されると、空気圧は、ばね１００付勢を克服し、ピストンアセンブリ９６をばね１００に対して第２の位置（図示せず）に移動させ、弁部材１０２が、弁座１０６から離れて開放位置に移動することを可能にする。空気圧が除去されると、ばね１００は、ピストンアセンブリ９６を第１の位置（図１）に戻し、弁は、閉鎖される。Ｏリング１１８または他の好適なシールは、アクチュエータ加圧空気のための圧力閉じ込めを提供し、ピストンアセンブリ９６を移動させる。

手動動作式アクチュエータ９４は、基本的に、本明細書に前述されるものと同一であってもよいが、アクチュエータステム３４の下側部分４０はまた、空気圧動作式アクチュエータ９２のための空気通路１１０アクセスを提供してもよいことに留意されたい。また、アクチュエータ筐体１２０は、空気圧動作式アクチュエータ９２の一部を収容するために、手動動作式アクチュエータだけと比較して、延在されてもよいことに留意されたい。また、アクチュエータステム３４の下側部分４０は、弁部材１０２またはボタン５８に係合するのではなく、下側部分４０は、同様にピストンアセンブリ９６に接触する、皿ばね１２２に係合してもよい。皿ばね１２２は、図２の手動アクチュエータの場合、ばね５０によって提供される、付勢力を提供するために使用されてもよい。したがって、手動動作式アクチュエータ９４は、手動で使用され、空気圧動作式アクチュエータ９２をオーバーライドしてもよい。例えば、手動アクチュエータ９４が、閉鎖されると、加圧された空気が筐体空気通路１１２に印加される場合でも、空気圧アクチュエータ９２が、弁部材１０２を開放しないように防止する。空気圧アクチュエータ９２が励起され、弁部材１０２が開放位置にある場合、手動アクチュエータ９４は、アクチュエータ駆動部材またはハンドル３２が閉鎖位置まで回転されると、空気圧アクチュエータ９２を閉鎖位置に強制するために使用されてもよい。例示的実施形態では、手動アクチュエータ９４は、空気圧アクチュエータ９２もまた、開放状態を可能にするように励起されるまで、弁を開放することができない。

図７および８は、手動動作式アクチュエータのための付加的代替実施形態を図示する。図７では、皿ばね等の付勢部材１３２を使用する、二重駆動アクチュエータ１３０の実施形態を図示する。本実施形態では、皿ばね１３２は、弁部材（１５０）が弁座（１５４）に接触後、アクチュエータステム１３６の下側部分１３８に対するアクチュエータステム１３６の上側部分１３４の所定のストローク内において、皿ばね１３２が平坦状態になるように、事前に圧縮されてもよい。第１の螺合接続１４０は、上側部分１３４を筐体１４２に継合し、第２の螺合接続１４４は、下側部分１３８を螺合ナット１４６に継合する。本実施例では、アクチュエータステム１３６は、螺合ナット１４６の交互使用のため、単一部品ステムであることに留意されたい。第１の実施形態におけるように、第１および第２の螺合接続１４０、１４４は、異なるねじ山配向を有してもよい。例えば、第１の螺合接続１４０は、右回りねじ山配向を有してもよく、第２の螺合接続１４４は、左回りねじ山配向を有してもよい。皿ばね１３２は、第２の螺合接続１４４が、設計に組み込まれたねじ山バックラッシュを含む必要がないように、オーバートラベル特徴を提供するために使用されるが、代替として、必要であってもよい。下側部分１３８は、直接、ボタン１４８またはダイヤフラム等の弁部材１５０に接触してもよく、または中間部品１５２を使用して、弁部材１５０に接触してもよい。本実施例では、中間部品１５２は、螺合ナット１４６と協働して、ばね１３２を事前に圧縮する役割を果たす。

図７は、弁開放位置にあるアセンブリを示す。ハンドル１４８が、時計回りに回転されるにつれて、上側部分１３４は、事前に圧縮された皿ばね１３２の影響下、アクチュエータステム１３６の下側部分１３８と同様に、下向きに移動し、第１の力を弁部材１５０に印加する。弁部材１５０が、弁座１５４に接触すると、上側部分１３４のさらなる軸方向移動が、上側部分１３４が、ここで、直接駆動を提供し、第２の力を弁部材１５０に印加するように、皿ばね１３２を平坦状態にさせるであろう。ばね１３２が平坦状態になる前に、皿事前圧縮に設計されるストロークの量は、オーバートラベルの量を制御するために使用されることができる。

図８は、オーバートラベル特徴を含む、直接駆動手動動作式アクチュエータ１６０を図示する。オーバートラベル特徴は、必要に応じて、皿ばねまたは他の付勢部材１６２の形態で実現されてもよい。皿ばねは、皿ばね１６２が平坦状態になる前に、皿ばね事前圧縮に設計されるストロークの量が、オーバートラベルの量を制御するために使用され得るように、図７の実施形態におけるように、事前に圧縮されてもよい。図８の実施形態では、アクチュエータ１６０は、随意のボタン１６８を用いて、アクチュエータステム１６４と弁部材１６６との間の直接駆動を提供するための従来通りの設計である。しかしながら、本実施形態では、付勢部材１６２が、アクチュエータステム１６４と弁部材１６６または随意のボタン１６８との間に配置されてもよい。直接駆動アクチュエータステム１６４が、弁部材１６６に向かって軸方向に移動するにつれて、第１の力が、事前に圧縮された付勢部材１６２の動作によって、弁部材１６６に印加される。弁部材１６２が弁座１７０に接触すると、事前に圧縮された皿ばねまたは付勢部材１６２が平坦状態になる前に、所定のストロークが存在するであろう。本ストロークは、オーバートラベル特徴を提供する。皿ばねが平坦状態になった後、アクチュエータステム１６４の直接駆動は、第２の閉鎖力を弁座１７０に対する弁部材１６６に提供する。これは、直接駆動手動動作式実施形態であるため、アクチュエータステム１６４のために単一螺合接続１７２のみ存在することに留意されたい。

図９は、前述の図１−３の手動アクチュエータの代替実施形態を図示する。手動アクチュエータおよび弁アセンブリ２００は、実質的に、図１−３の実施形態と同一の様式で動作してもよく、したがって、そのような説明は、繰り返される必要がないものとする。同一部品に対しては、類似参照番号を使用するが、２００の数列から始まる。したがって、２４４は、図２における第１の螺合接続４４に対応する。図９におけるアセンブリ２００は、弁閉鎖位置に図示され、アセンブリ２００は、図２の図から９０度回転される。

図２と図９を比較すると、表面５２を呈する内側肩部とばね２５０が圧接する保定リング２５２が交換されている。回転防止デバイス５６（図２）は、アクチュエータステム２３４の第２または下側部分２４０に対する樽状六角形２５６幾何学形状と交換されている。樽状六角形２５６は、アクチュエータ筐体２１３の六角形形状フランジ２５７内に受容される。

本発明の種々の側面ならびに特徴および概念が、例示的実施形態において、種々の組み合わせで具現化されるように、本明細書に説明および図示されるが、これらの種々の側面、特徴、および概念は、個々に、またはそれらの種々の組み合わせおよび部分的組み合わせのいずれかにおいて、多くの代替実施形態で実現されてもよい。本明細書において明示的除外されない限り、全てのそのような組み合わせおよび部分的組み合わせは、本発明の範囲内であると意図される。さらに、代替材料、構造、構成、方法、デバイス等の本発明の種々の側面および特徴に関する種々の代替実施形態が、本明細書に説明され得るが、そのような説明は、現在公知または後に開発されるかにかかわらず、利用可能な代替実施形態の完全または包括的リストであると意図されるものではない。当業者は、そのような実施形態が、本明細書に明示的に開示されない場合でも、種々の発明の側面、概念、または特徴のうちの１つ以上を本発明の範囲内の付加的実施形態に容易に採用し得る。加えて、本発明のいくつかの特徴、概念、または側面が、好ましい配列または方法として本明細書に説明され得る場合でも、そのような説明は、明示的に記載されない限り、そのような特徴が、要求される、または必要であることを示唆することを意図するものではない。さらに、例示的または代表的値および範囲が、本発明を理解する補助として含まれ得るが、しかしながら、そのような値および範囲は、限定的意味で解釈されるべきではなく、明示的に記載される場合のみ、臨界値または範囲であることが意図される。加えて、いくつかの特徴および側面ならびにそれらの組み合わせが、具体的形態、適合、機能、配列、または方法を有するように、本明細書に説明または図示され得る場合でも、そのような説明は、明示的に記載されない限り、そのような説明または図示される配列が、要求される、または必要であることを示唆することを意図するものではない。当業者は、本明細書に説明される実施形態および発明の代用または代替として、公知であるか、または後に開発されるかのいずれかである、付加的および代替形態、機能、配列、または方法を容易に理解するであろう。

本発明は、例示的実施形態を参照して説明された。修正および改変が、本明細書および図面の熟読および理解によって当業者に想起されるであろう。添付の請求項またはその均等物の範囲内である限り、全てのそのような修正および改変を含むものと意図される。

Claims (27)

1. アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第１の位置と第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記第１の位置にあるとき、第１の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、第２の力を前記アクチュエータステムに印加し、
   前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第１の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、アクチュエータ。
2. 前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第１の位置にあるとき、前記第１の力を前記付勢部材から前記アクチュエータステムの前記第１の部分に伝達する、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記連結部は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、前記第２の力を前記アクチュエータ駆動部材から前記アクチュエータステムの前記第２の部分に伝達する、請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記第２の位置にあるとき、直接駆動を前記アクチュエータステムの前記第２の部分に提供する、請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記アクチュエータ駆動部材は、軸を中心として回転可能であるハンドルを備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
6. 前記アクチュエータステムの移動によって動作される弁と組み合わせた、請求項１に記載のアクチュエータ。
7. 前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、請求項６に記載のアクチュエータ。
8. 前記弁を開閉するように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、請求項６に記載のアクチュエータ。
9. 前記アクチュエータ駆動部材は、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように動作されることができる、請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、請求項３に記載のアクチュエータ。
11. 前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、請求項１に記載のアクチュエータ。
12. 前記付勢部材は、ばねを含む、請求項１１に記載のアクチュエータ。
13. 前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記アクチュエータ駆動部材位置と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、請求項１に記載のアクチュエータ。
14. 弁およびアクチュエータのアセンブリであって、前記弁および前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記弁の動作を制御するように接続されることができ、
    前記アセンブリは、弁開放位置および弁閉鎖位置を有する弁部材を備える弁を備え、
    前記アクチュエータは、前記弁開放位置に対応するアクチュエータステム第１の位置と、前記弁閉鎖位置に対応するアクチュエータステム第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記アクチュエータステム第１の位置と前記アクチュエータステム第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第１の位置にあるとき、第１の力を前記アクチュエータステムに印加する、付勢部材とを備え、前記アクチュエータ駆動部材は、前記アクチュエータステムが前記アクチュエータステム第２の位置にあるとき、第２の力を前記アクチュエータステムに印加し、
    前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の連結部とを備え、前記連結部は、前記付勢部材と前記第１の部分との間に螺合接続を備え、前記螺合接続は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、アセンブリ。
15. 前記アクチュエータステムは、前記弁閉鎖位置からオーバートラベルを提供する第３の位置に移動可能である、請求項１４に記載のアセンブリ。
16. 前記アクチュエータステムは、前記弁開放位置からオーバートラベルを提供する第４の位置に移動可能である、請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 前記付勢部材は、前記アクチュエータ駆動部材と前記アクチュエータステム位置との間にオーバートラベル状態を生じさせる、請求項１４に記載のアセンブリ。
18. 前記付勢部材は、ばねを含む、請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記弁は、ダイヤフラム弁を含む、請求項１４に記載のアセンブリ。
20. 前記アクチュエータは、前記弁開放位置と前記弁閉鎖位置との間で前記弁部材を移動させるように動作可能な空気圧アクチュエータを備える、請求項１４に記載のアセンブリ。
21. 前記アクチュエータ駆動部材は、手動で動作可能であり、前記空気圧アクチュエータの動作をオーバーライドするように使用されることができる、請求項２０に記載のアセンブリ。
22. 前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第１の部分と前記アクチュエータステムの前記第２の部分との間に螺合接続を提供する、請求項２に記載のアクチュエータ。
23. 前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、第１のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第１のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、請求項２２に記載のアクチュエータ。
24. 前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記アクチュエータステムの前記第１の部分と前記アクチュエータステムの前記第２の部分との間に螺合接続を提供する、請求項１４に記載のアセンブリ。
25. 前記アクチュエータステムの前記第２の部分は、第１のねじ山配向を伴って、前記アクチュエータ筐体に螺合連結され、前記連結部は、前記第１のねじ山配向と反対のねじ山配向を備える、請求項２４に記載のアセンブリ。
26. アクチュエータであって、前記アクチュエータは、第１の位置と第２の位置との間で移動可能なアクチュエータステムであって、前記アクチュエータステムは、第１の部分および第２の部分を備える、アクチュエータステムと、前記アクチュエータステムに連結され、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記アクチュエータステムを移動させる、アクチュエータ駆動部材と、前記アクチュエータステム第１の部分と前記アクチュエータステム第２の部分との間の螺合連結部であって、前記螺合連結部は、制御されたねじ山バックラッシュを備える、螺合連結部とを備える、アクチュエータ。
27. 開放および閉鎖位置を有する流動制御デバイスと組み合わせたアクチュエータであって、前記制御されたねじ山バックラッシュは、前記開放および閉鎖位置の一方または両方のための軸方向オーバートラベルを提供する、請求項２６に記載のアクチュエータ。