(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを内蔵したアクチュエータの出力軸を弁開度規制用の円筒形カムの嵌入孔に回転自在に嵌入し、前記出力軸の下端とバルブ用ステムの上端を筒形状のリング部材内に嵌入させ、かつ当該出力軸とバルブ用ステムを切離自在に連結し、このリング部材はスプリングを介して前記出力軸の軸心方向へ弾発付勢させると共に、前記リング部材の上方部分を前記円筒形カムに回動不能で、かつ上下動自在に係合し、前記リング部材を前記スプリングに抗して押下げて出力軸とステムを切り離したときも、前記と同様にリング部材の上方部分を前記円筒形カムに回動不能で、かつ上下動自在に係合させるように構成したことを特徴とする手動機構付きバルブ用アクチュエータ。
【請求項２】
前記円筒形カムに形成した案内溝に、アクチュエータのベース体に固着した位置決めピンを案内自在に係合した請求項１に記載の手動機構付きバルブ用アクチュエータ。
【請求項３】
前記円筒形カムの嵌入孔内周に形成した係合突部にリング部材の上方に形成した係合溝を常時回動不能で、上下動自在に係合させた請求項１又は２に記載の手動機構付きバルブ用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動機構付きバルブ用アクチュエータに関し、特に、手指で簡単に手動操作可能とし、しかも、アクチュエータとの連結復帰が確実に行い得られるようにした手動機構付きバルブ用アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアクチュエータには、電動や空油圧等を駆動源とする駆動方式があり、この駆動源によってバルブを開閉又は制御する自動弁が多く用いられている。ところが、例えば、停電時やアクチュエータの故障時或はその他の緊急時の際に、バルブを手動操作によって開閉制御する必要がある。
【０００３】
そこで、一般に、アクチュエータには、手動操作する各種の機構が付設されており、例えば、電動モータのシャフトを直接、スパナなどで回動する方式、又は、電動モータのシャフトとバルブ用ステムをクラッチ機構を介して切り離した状態でスパナ等の工具によりステムを回動操作する方式などが提案されている（実開昭５４−９２４３７号、実開昭５０−９８２９号公報等参照）。
【０００４】
また、電動モータのシャフトとは別の手動操作用の専用軸を設け、この専用軸をクラッチ機構を介してシャフトと切り離し、この専用軸を操作棒や工具等により手動操作する方式も提案されている（実開昭６０−１６０７４号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の各種の方式によると、次のような課題点を有している。即ち、電動モータのシャフトを直接回動する方式は、バルブの操作力が小さくても手動操作力が大きくなり、そのため、操作用のスパナ等の工具を必要としている。
また、クラッチ機構を用いた従来方式は、何れの方式もスパナ等の工具が不可欠であり、しかも、別構造のクラッチ機構を必要としているため、構造が複雑になり、コンパクト化の点に課題を有していた。
【０００６】
本発明は、従来のアクチュエータが持っていた課題点を解決するために開発したもので、その目的とするところは、構造が簡単でコンパクトであり、スパナ等の工具を用いることなく、手指で簡単に操作を可能とし、また、手動開閉の位置が容易に確認できると共に、手動操作後の自動復帰が円滑にできるようにしたことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電動モータを内蔵したアクチュエータの出力軸を弁開度規制用の円筒形カムの嵌入孔に回転自在に嵌入し、前記出力軸の下端とバルブ用ステムの上端を筒形状のリング部材内に嵌入させ、かつ当該出力軸とバルブ用ステムを切離自在に連結し、このリング部材はスプリングを介して前記出力軸の軸心方向へ弾発付勢させると共に、前記リング部材の上方部分を前記円筒形カムに回動不能で、かつ上下動自在に係合し、前記リング部材を前記スプリングに抗して押下げて出力軸とステムを切り離したときも、前記と同様にリング部材の上方部分を前記円筒形カムに回動不能で、かつ上下動自在に係合させるように構成した手動機構付きバルブ用アクチュエータである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記円筒形カムに形成した案内溝に、アクチュエータのベース体に固着した位置決めピンを案内自在に係合した。
請求項３に係る発明は、前記円筒形カムの嵌入孔内周に形成した係合突部にリング部材の上方に形成した係合溝を常時回動不能で、上下動自在に係合させた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における手動機構付きアクチュエータの各例を図面に従って説明する。
【００１０】
図１〜図９は、本発明の一実施形態を示したものである。
図１において、１はアクチュエータであり、このアクチュエータ１のハウジングは、ベース２にカバー２ａをＯリング２ｂを介して構成されている。
また、このアクチュエータ１内には、電動モータ３を設け、更に、この電動モータ３を駆動源として回転する出力軸４を設け、この出力軸４をベース２上に設けた円筒形カム５の嵌入孔９に嵌入させている。また、アクチュエータ１内には、円筒形カム５のスイッチ溝５ａ，５ｂに接離してオン・オフするマイクロスイッチ６ａ，６ｂを二段に配設している。このスイッチ溝５ａ，５ｂは、カム５の外周面に上下に略９０°の間隔で設けられている。
【００１１】
また、図６乃至図８に示すように、この円筒形カム５には、円弧状の案内溝（本例では略９０度の円弧状溝）７を形成し、この案内溝７にベース２に一体に設けた位置決めピン８を案内自在に係合して、カム５が略９０°の範囲で回転するように設けられている。
【００１２】
また、円筒形カム５の嵌入孔９の上端に段部５ｃを形成し、この段部５ｃに出力軸４の鍔部４ａを当接させて位置決めされ、更に、嵌入孔９の下方内周に後述する係合突部１０を形成している。なお、図中、１１は電源ケーブルである。
【００１３】
また、図１〜図４において、バルブボデー１２の軸装部１２ａの上端にフランジ部１３を設けており、本例では、特に、略９０°の回転によって開閉するボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁を用いている。このバルブは、図示しないボール等の弁体を回転させるステム１４を軸装部１２ａに軸装し、このステム１４は、シール材１４ａをインサート１４ｂで密封軸装されながら回転するように構成されている。
【００１４】
図５において、ステム１４の上端にやや長い割溝１５を形成し、この割溝１５に、逆Ｔ字形状で板状のキー１６の下部を上下動自在で回動不能状態に接続しており、このキー１６は、ステム１４の係合部１４ｃ上に装着したスプリング１７の弾発力で上方へ付勢されている。
【００１５】
また、図５、図９に示すように、このキー１６の下部に形成した係止部１６ａを筒形状のリング部材１８の下部に設けた操作用鍔部１９の係止溝２０に係合ロックさせ、キー１６の上方よりリング部材１８の嵌入孔１８ａに嵌入している。
【００１６】
この係止溝２０は、リング部材１８の軸心方向と交叉する方向に形成され、操作用鍔部１９の外方から確認できるので、この係止溝２０により外部からバルブの開閉状態を視認することができる。
このリング部材１８は、アクチュエータ１のベース２に形成した嵌合孔２１に上下動自在に嵌合するように設け、リング部材１８の鍔部１９の上面がベース２の下面に当接するように配設されて、スプリング１７の弾発力を規制している。
【００１７】
また、図３及び図４に示すように、リング部材１８と共にキー１６をステム１４の軸心方向へ押下げ可能に設け、更に、キー１６の上端と出力軸４の割溝４ｂを嵌入させて両者を回動不能状態に接続し、リング部材１８の押下げに伴って、キー１６が出力軸４の割溝４ｂから外れて接離するように構成されている。
【００１８】
また、図５において、リング部材１８の上方に形成した一対の係合溝２３を前記円筒形カム５の内周に形成した係合突部１０に常時回動不能で、上下動自在に係合させて、ステム１４の回転に伴ってキー１６とリング部材１８が回転し、円筒カム５も同時に回転してバルブの開閉位置が正確に確認できるように構成されている。
なお、図中２２は、フランジ部１３にアクチュエータ１を搭載するため固着用ボルトである。
【００１９】
次に、上記の実施形態における作用を説明する。
まず、図１、図２において、バルブの弁体が全閉状態で電動モータ３をオンさせると、出力軸４がキー１６を介してステム１４を略９０°回転させてバルブを全開状態にする。
このとき、マイクロスイッチ６ｂが作用して、電動モータ３をオフさせ、弁開動作を停止させると共に、弁開状態を示すランプ等（図示しない）を点灯させる。次に、電動モータ３を逆方向に略９０°回転させると、図１に示す位置に回動してバルブは全閉状態になる。
【００２０】
このとき、アクチュエータ１が停電や故障等の緊急時にバルブを手動で開閉する場合、図１において、リング部材１８を図中、ストローク（Ｓ）分だけ押し下げると、図３に示すように、スプリング１７に抗してキー１６は、ステム１４の割溝１５内を下降してキー１６の上端が出力軸４の割溝４ｂから外れる。
【００２１】
この状態を保持しながら、手指でリング部材１８の操作用鍔部１９を略９０°回転させると、出力軸４と切り離されたキー１６は、依然としてステム１４と連結されているので、小さい操作力で、そのまま回転でき、バルブを全閉から全開状態又は全開から全閉状態に操作できる。
【００２２】
このとき、リング部材１８の係合溝２３は、依然としてカム５の係合突部１０と係合しているので、カム５はリング部材１８と共に回転し、かつ、カム５の案内溝７を位置決めピン８が案内されながら、図８に示すように、案内溝７の端部に当接して停止する。
【００２３】
従って、案内溝７及び位置決めピン８が、手動操作時における弁開度規制部材となり、所定の９０°の範囲内で確実にバルブの回動操作が可能となる。また、バルブの弁体と円筒状カム５の位置は、常に同じ位置に連動して回転するので、リング部材１８によって、若しくは、円筒状カム５に接離するマイクロスイッチによっても、バルブの開閉位置を確実に確認可能となり、従来技術における出力軸とステムとの位置ずれに起因する弁開度の誤認を防ぐことができる。
【００２４】
次いで、リング部材１８から手指を離すと、スプリング１７の付勢力でリング部材１８が上方に移動し、このときに、電動モータ３をオンさせると、出力軸４が回転し、キー１６の上端と出力軸４の割溝４ｂが一致したときに、キー１６の上端が出力軸４の割溝４ｂが嵌入されてキー１６と出力軸４が連結されるので、出力軸４の駆動力でキー１６を介してステム１４を回転させ、バルブの開閉を自動化させる状態への自動復帰が完了する。
【００２５】
従って、従来技術のように、手動操作後の自動復帰の際、予め出力軸の位置を把握した上で、ステムが同位置になるようにバルブを手動操作した後に、クラッチ機構を接続するといった煩わしい作業を必要としないので、簡単に自動復帰することができると共に、誤操作防止も図ることが可能となる。
【００２６】
また、案内溝７及び位置決めピン８は、電動モータ３が電源投入時における回動指向性のないものである場合（いわゆるシンクロナスモータ）には、モータの回転方向を定める部材として機能する。
【００２７】
図１０〜図１４は、本発明におけるバルブ用アクチュエータの他の実施形態を示したものである。
本例は、上記に述べた一実施形態と同一部分は、同一符号で示し、その作用効果も同一であるから、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００２８】
図１３において、リング部材２４は、リング部材１８の構造と異なり、下部に手動操作用のレバー２５を設けて、より操作性を向上させている。このリング部材２４は、その他の操作については、リング部材１８と同様である。
また、リング部材２４には、ベース２との間をシールするための装着溝２６を形成し、この装着溝２６にＯリング２７を装着してアクチュエータ内への水滴の浸入を防止している。
【００２９】
また、リング部材２４の上部には、カム５の係合突部１０と係合する係合溝２８を形成しており、更に、キー１６と係止部１６ａをリング部材２４に係合ロックするためにリング部材２４の内周に係止溝２９を形成している。
【００３０】
また、リング部材２４の下部に円筒部３０を設け、この円筒部３０内に、延設したインサート部材３１を内挿し、Ｏリング３２でバルブのステム１４の封止部上に配置したスプリング１７を密封シールすることによって、バルブの結露により発生した水滴がステム１４とインサート部材３１の間の凹部に溜まってしまう事態を回避するようにしている。
【００３１】
【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、従来品に比較して構造が簡単で、コンパクトであり、コスト的に有効な製品を提供することができ、スパナ等の工具を全く用いることなく、手指で簡易に手動操作することができるため、操作性が容易になり、手動操作時の弁体の開閉位置が容易に確認できる。
【００３２】
更に、手動操作時における上下動が確実に軸心方向に操作できるため、バルブの開閉が確実で、しかも、手動操作後のアクチュエータの出力軸との連結を自動的に確実に行うことができると共に、スイッチ用カムによって手動操作時も自動復帰時にも正確な回転操作や弁開度位置視認を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における手動機構付きアクチュエータの一例を示す部分縦断正面図である。
【図２】図１の一部切欠き側面図である。
【図３】図１のリング部材を押下げた状態を示す部分縦断正面図である。
【図４】図２のリング部材を押下げた状態を示す一部切欠き側面図である。
【図５】図１の手動機構の構成部品を分離した斜視図である。
【図６】図１に示したカムの平面図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図９】図１におけるリング部材とキーとの関係を示した断面図である。
【図１０】本発明における手動機構付きアクチュエータの他例を示す部分縦断面図である。
【図１１】図１０におけるリング部材を押下げた状態を示す縦断側面図である。
【図１２】図１０の平面図である。
【図１３】図１０の手動機構の構成部品を分離した斜視図である。
【図１４】図１０におけるリング部材の縦断面図である。
【符号の説明】
１  アクチュエータ
２  ベース
３  電動モータ
４  出力軸
４ｂ  割溝
５  円筒形カム
７  案内溝
８  位置決めピン
９  嵌入孔
１０  係合突部
１２  ボデー
１４  ステム
１５  割溝
１６  キー
１７  スプリング
１８、２４  リング部材
１９  操作用鍔部
２０  係止溝
２１  嵌合孔
２３  係合溝
２５  手動操作用レバー
３０  円筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003571260.tif 000008
【図８】
0003571260.tif 000009
【図９】
0003571260.tif 000010
【図１０】
0003571260.tif 000011
【図１１】
0003571260.tif 000012
【図１２】
0003571260.tif 000013
【図１３】
0003571260.tif 000014
【図１４】
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