(57)【要約】【課題】ボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁などに搭載するためのバルブ用アクチュエータであって、電線の端子台への配線作業性を向上させると共に、アクチュエータとバルブとの組付け作業性を向上させ、長期に亘り、安全に使用することができ、コンパクト化、並びに各種バルブへの共通化とコストの削減化を可能としたバルブ用アクチュエータを提供すること。【解決手段】ベース体２に配置されたモータ３等の電気部品の電線１７と、外部の電源等の電線１８を電気的に接続する端子台１２を内蔵した端子ボックス１３を、ベース体２の下面で、かつ、モータ３の下方位置に配設したバルブ用アクチュエータである。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース体と、該ベース体に配設されたモータと、該モータからの回転力を、出力軸に減速して伝達する減速機構からなるバルブ用アクチュエータにおいて、前記ベース体に配置されたモータ等の電気部品の電線と、外部の電源等の電線を電気的に接続する端子台を内蔵した端子ボックスを、ベース体の下面で、かつ、モータの下方位置に配設したことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
【請求項２】
ベース体の下面から端子ボックスの下面までの寸法をＡ、ベース体の下面からバルブのアクチュエータ固定用ブラケットのボルト座面までの寸法をＢとした場合、Ａ＜Ｂとなるように設定した請求項１に記載のバルブ用アクチュエータ。
【請求項３】
ベース体と、該ベース体に配設されたモータと、該モータからの回転力を、出力軸に減速して伝達する減速機構からなるバルブ用アクチュエータにおいて、端子ボックス本体に傾斜角度を有する端子台取付部を形成し、該取付部に端子台を傾斜状態に配置したことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
【請求項４】
蓋体で被蓋する端子ボックス本体の開口部又はその近傍位置に、傾斜角度を有する端子台取付部を形成し、該取付部を介して、電気部品側結線部と電線管側結線部を有する端子台を傾斜状態に配置し、電線管側結線部のみを前記開口部より斜め状態に露出して設けた請求項３に記載のバルブ用アクチュエータ。
【請求項５】
前記端子ボックス本体の下方位置に、電源等の外部からの電線を引き入れ、端子台に接続するための電線管接続口を設けた請求項３又は４に記載の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、ボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁などに搭載されるバルブ用アクチュエータに関し、電線の端子台への配線作業性の向上と、アクチュエータとバルブとの組付け作業性を向上させたコンパクトなバルブ用アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクチュエータの駆動には、電動モータ、リミットスイッチ、コンデンサ等の電気部品への電力供給が必要であり、この電力を供給するため、アクチュエータには、外部に設置されている電源等からの電線を接続するための端子台を設ける必要がある。例えば、図９に示すように、アクチュエータ本体４０のベース体４１上に、電動モータ４２、リミットスイッチ４３、コンデンサ４４等の電気部品と共に、電動モータ４２等の電気部品の電線４５と、外部の電源等の電線４６を電気的に接続する端子台４７を配置している。
【０００３】
しかし、端子台４７をベース体４１上に配設すると、電源や制御盤からの電線４６の配線作業時に、アクチュエータ本体４０からカバー４８を取り外さなければならないため、配線作業が面倒になり、また、配線作業終了後、アクチュエータ本体４０にカバー４８を取り付ける際、アクチュエータ本体４０とカバー４８との間に装着されるＯリング５０を正確に装着しないと、アクチュエータ内部の気密性が損なわれるおそれがあった。
【０００４】
そこで、端子台を、電動モータ、リミットスイッチ、コンデンサ等の電気部品とは別の場所に配置するものとして、アクチュエータ本体の側部に設けた端子ボックス内に端子台を配置したものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平７−４２８９０号公報（第３頁、第７図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開平７−４２８９０号公報は、アクチュエータ本体の側部に端子ボックスを設けるので、アクチュエータが大きくなってしまい、アクチュエータの設置スペースを広く確保しなければならなかった。
また、配管に接続されたバルブをメンテナンスする際、作業者がアクチュエータ本体の側部に張り出した端子ボックスを足場にして作業を行うこともしばしばあり、端子ボックス損傷の一因となっていた。
さらに、アクチュエータ本体と端子ボックスの嵌合面が垂直方向となっているので、嵌合面に装着されたガスケットが劣化した場合、嵌合面に生じた隙間から雨水等がアクチュエータ本体に浸入するおそれがあり、また、電源や制御盤からの電線を結束した制御線を端子ボックスのカバーに固定しているので、端子ボックスのカバーを制御線にぶら下げた状態で配線作業を行わなければならず、作業に支障があった。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みて開発に至ったものであり、その目的とするところは、ボールバルブ、バタフライバルブ等の回転弁などに搭載するためのバルブ用アクチュエータであって、電線の端子台への配線作業性を向上させると共に、アクチュエータとバルブとの組付け作業性を向上させ、長期に亘り、安全に使用することができ、コンパクト化、並びに各種バルブへの共通化とコストの削減化を可能としたバルブ用アクチュエータを提供することにある。
【０００８】
【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、ベース体と、該ベース体に配設されたモータと、該モータからの回転力を、出力軸に減速して伝達する減速機構からなるバルブ用アクチュエータにおいて、前記ベース体に配置されたモータ等の電気部品の電線と、外部の電源等の電線を電気的に接続する端子台を内蔵した端子ボックスを、ベース体の下面で、かつ、モータの下方位置に配設したバルブ用アクチュエータである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ベース体の下面から端子ボックスの下面までの寸法をＡ、ベース体の下面からバルブのアクチュエータ固定用ブラケットのボルト座面までの寸法をＢとした場合、Ａ＜Ｂとなるように設定したバルブ用アクチュエータである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、ベース体と、該ベース体に配設されたモータと、該モータからの回転力を、出力軸に減速して伝達する減速機構からなるバルブ用アクチュエータにおいて、端子ボックス本体に傾斜角度を有する端子台取付部を形成し、該取付部に端子台を傾斜状態に配置したバルブ用アクチュエータである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、蓋体で被蓋する端子ボックス本体の開口部又はその近傍位置に、傾斜角度を有する端子台取付部を形成し、該取付部を介して、電気部品側結線部と電線管側結線部を有する端子台を傾斜状態に配置し、電線管側結線部のみを前記開口部より斜め状態に露出して設けたバルブ用アクチュエータである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記端子ボックス本体の下方位置に、電源等の外部からの電線を引き入れ、端子台に接続するための電線管接続口を設けたバルブ用アクチュエータである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明におけるバルブ用アクチュエータの一実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施形態では、その一例として、内接噛合遊星歯車減速機構を内蔵したバルブ用アクチュエータに適用して説明する。
図１乃至図３に示すように、本発明のバルブ用アクチュエータ１は、ベース体２と、該ベース体２上に配設された電動モータ３と、該電動モータ３の回転軸に設けられたピニオンギヤ４と、該ピニオンギヤ４と噛合する中間歯車５と、該中間歯車５と噛合する歯車であって、出力軸と同軸上に配設された入力歯車６と、前記電動モータ３からの回転力を前記中間歯車５、入力歯車６を介して伝達される内接噛合遊星歯車減速機構７と、該歯車減速機構７を介して減速された回転力により回転する出力軸８と、該出力軸８の上部に延設した制御軸８ａに設けたカム９と、該カム９により交互に開閉操作される一対のリミットスイッチ１０，１０と、コンデンサ１１等からなり、前記ベース体２の下面であって、電動モータ３の下方位置には端子台１２を内蔵した端子ボックス１３を配設している。
【００１４】
本例では、前記出力軸８の上部に、該出力軸８より小径である制御軸８ａを一体又は別体に延設して設けており、該制御軸８ａの径を電動モータ３からの回転力、即ち、出力トルクの大きさに関係なく、一定の径とすることにより、該制御軸８ａに設けられるカム９を共通部品とすると共に、該カム９とリミットスイッチ１０との相対位置を一定に維持することを可能にして、リミットスイッチ１０等からなる弁開度検出部材を共通部品とするように設けている。
【００１５】
図３に示すように、前記ベース体２の下面であって、電動モータ３の下方位置であると共に、前記歯車減速機構７の側方位置のスペース（以下、端子ボックス取付位置２ａ）に端子ボックス１３を配設しており、該端子ボックス１３は、異なる出力のアクチュエータであっても共用できるモジュール部品としている。
【００１６】
図３に示すように、ベース体２の下面から端子ボックス１３の下面までの寸法をＡ、ベース体２の下面からアクチュエータ固定用ブラケット１４のボルト座面１５までの寸法をＢとした場合、Ａ＜Ｂとなるように設定して、バルブ本体（図示しない）との組付作業の効率性を確保している。
【００１７】
図３及び図４に示すように、蓋体１６（図３参照）により被蓋される端子ボックス本体１３の開口部１３ａには、１５°〜４５°（好ましくは約３０°）の傾斜角度を有する端子台取付部１３ｂ，１３ｂを形成しており、該端子台取付部１３ｂ，１３ｂに、ベース体２に配設された電動モータ３等の電気部品からの電線１７と、電源等（図示しない）の外部からの電線１８を電気的に接続する２つの端子台１２，１２を、ネジ等の固定部材１９を介して配置している。
図４に示すように、前記端子台取付部１３ｂに取り付けられた端子台１２は、開口部１３ａに対して、傾斜した状態で配置される。
【００１８】
本例における端子台取付部１３ｂは二段に設けられ、これに２つの端子台１２，１２を設け、これらの端子台１２には、電線挿入口を６個設けているが、これに限定されることなく、端子台取付部１３ｂは一段又は複数段に、端子台１２も一個又は複数個に、電線挿入口も適宜の数設けるものとし、これらの数は、実施に応じて適宜に決定するものとする。
なお、本例では、傾斜角度を有した板状の端子台取付部１３ｂに端子台１２を配置しているが、これに限定されることなく、端子台１２を傾斜状態に配置可能な適宜構造のものでもよく、傾斜角度も前述した角度に限定されるものではない。
【００１９】
前記端子台１２は、ベース体２上に配設された電動モータ３等の電気部品の電線１７と、電源等（図示しない）の外部の電線１８を電気的に接続する樹脂製の中継端子台であり、その構造は、図５に示すように、ベース体２上に配設された電動モータ３等の電気部品の電線１７を挿入する電気部品側の電線挿入口１２ａと、電源等（図示しない）の外部の電線１８を挿入する電線管側の電線挿入口１２ｂとを連通して形成しており、該電線挿入口１２ａ，１２ｂの内面には、導電金具２０が装着されている。
また、前記電気部品側の電線挿入口１２ａと直交する上方位置に、結線ビス２１を内蔵した筒状の電気部品側結線部１２ｃと、前記電線管側の電線挿入口１２ｂと直交する上方位置に、結線ビス２１を内蔵した筒状の電線管側結線部１２ｄが形成されている。この結線ビス２１は、導電金具２０に螺入自在に設けており、また、結線ビス２１の下方位置には電線押し板２２を設けている。
【００２０】
図５に示すように、傾斜状態に配置された端子台１２，１２の電線管側結線部１２ｄ，１２ｄは、端子ボックス本体１３の開口部１３ａから斜めに露出した状態で取付配置されている。
一方、上方に配置した端子台１２の電気部品側結線部１２ｃは、端子ボックス本体１３の上部枠体１３ｃの下面に位置し、また、下方に配置した端子台１２の電気部品側結線部１２ｃは、上方に配置した端子台１２の下面に位置している。
【００２１】
前記端子ボックス本体１３の前面は開口部１３ａであるため、端子ボックス１３をアクチュエータ本体１にガスケット２４を介してボルト２３で締付けて配設する際、開口部１３ａの上部枠体１３ｃが撓まないよう、端子台取付部１３ｂ両側の支柱１３ｄを、前記枠体１３ｃまで延設しており、また、端子台１２の取り付けに支障のない範囲で、前記枠体１３ｃの断面積を大きくして強度を上げている。
【００２２】
図６に示すように、端子ボックス本体１３の開口部側の底部には、電線管接続口１３ｅを設けており、該電線管接続口１３ｅを挿通して、電源等（図示しない）の外部からの電線１８を引き入れ、端子台１２に接続している。
また、図４及び図６に示すように、前記電線管接続口１３ｅから開口部１３ａにかけて、端子ボックス１６の底部の両端部位を断面傾斜状に切り欠き部１３ｆを形成しており、これにより、電源等（図示しない）の外部から引き入れた電線１８を、端子ボックス１３内で無理なく配線できるよう、スペースの増加を図っている。
また、バルブ本体（図示しない）との組付作業性と、電線管接続口１３ｅからの配線作業性を確保するため、端子ボックス底部の前後で、高さに違い（図３及び図５において、高さ寸法差Ｃ）を設けている。なお、電線管接続口１３ｅは、端子ボックス本体１３の開口部側の側面に設けてもよい。
【００２３】
次に、端子台１２及び端子ボックス１３の取付手順について説明する。
端子ボックス本体１３とベース体下面の端子ボックス取付位置２ａとの間にガスケット２４を装着し、六角穴付きボルト等の固定部材２３を、端子ボックス本体１３の雌ネジ部１３ｇとベース体２の下面の雌ネジ部（図示しない）に螺合固定して取り付ける。
図１及び図２に示すように、ベース体２に配設された電動モータ３等の電気部品に接続されている電線１７は、ベース体２の周縁部位に形成された配線収納溝２ｂを経由し、端子ボックス１３と連通した配線引出口２ｃを挿通して端子ボックス本体１３内に引き入れ、端子ボックス本体１３の開口部１３ａから外方へ引き出す。
引き出した電線１７は、端子台１２，１２の電気部品側の電線挿入口１２ａ，１２ａに挿入した後、電気部品側結線部１２ｃ，１２ｃ内の結線ビス２１をねじ込み、結線ビス２１の下端部で電線押し板２２を下方へ押圧し、該電線押し板２２と導電金具２０とで電線１７を挟持固定する。下方に位置する端子台１２から順に、ネジ等の固定部材１９を介して、端子台取付部１３ｂに取付配置する。
【００２４】
電源等の外部からの電線１８を端子台１２に接続する場合は、図７に示すように、端子ボックス本体１３の開口部側の底部に形成された電線管接続口１３ｅを挿通して電線１８を引き入れ、端子ボックス本体１３の開口部１３ａから端子台１２の前面に引き出す。
引き出した電線１８は、端子台１２，１２の電線管側の電線挿入口１２ｂ，１２ｂに挿入し、電線管側結線部１２ｄ，１２ｄ内の結線ビス２１をねじ込み、結線ビス２１の下端部で電線押し板２２を下方へ押圧し、該電線押し板２２と導電金具２０とで電線１８を挟持固定する。配線終了後、ガスケット２５を介して、蓋体１６で開口部１３ａを被蓋する。
なお、ベース体２に対する蓋体１６の張出し寸法は、図７に示すような電線１８と端子台１２との接続に必要な最小限の寸法としており、電線管接続口１３ｅの直径寸法よりも小さいものとしている。
【００２５】
次に、本実施形態において採用した内接噛合遊星歯車減速機構７について、図面に基づいて説明する。
図３に示すように、内接噛合遊星歯車減速機構７は、出力軸８と同軸上に配設されており、その構成は、入力歯車６が挿入固着される偏心体２６と、該偏心体２６を介して揺動回転可能に設けた外歯歯車２７と、ベース体２などの固定側に固定され、前記外歯歯車２７と内接噛合する内歯歯車２８と、前記外歯歯車２７の揺動回転から自転回転を取り出して出力軸８に伝える回転伝達機構２９と、該回転伝達機構２９を介して連結された出力軸８とから構成されている。
【００２６】
前記偏心体２６は、出力軸８に対し、ベアリング３０を介して相対回転可能に配置されており、図８に示すように、偏心した偏心部２６ａの中心は出力軸８から偏心量ｅだけ偏心している。
該偏心体２６の偏心部２６ａ外周部位にはベアリング３１を設けており、該ベアリング３１を介して外歯歯車２７が回転自在に設けられている。
該外歯歯車２７は、外周にトロコイド系歯形２７ａを有しており、該外歯歯車２７と内接噛合する内歯歯車２８は、ベース体２に固定されており、外歯歯車２７と相隣接する内周に円弧歯形２８ａを有している。
【００２７】
また、前記回転伝達機構２９は、外歯歯車２７に形成された複数の内ピン孔２７ｂと、該内ピン孔２７ｂ内を遊嵌する内ピン３２と、該内ピン３２を一体又は別体に形成したピンフランジ３３とから構成されており、該ピンフランジ３３は、出力軸８に取付固定されている。
【００２８】
ベース体２上に配設された電動モータ３が駆動すると、該電動モータ３の回転軸に設けられたピニオンギヤ４が回転すると共に、該ピニオンギヤ４と噛合する中間歯車５を介して、出力軸８と同軸上に配設された入力歯車６が回転する。該入力歯車６は、出力軸８と同軸上に配設された偏心体２６に取付固定されており、入力歯車６に伝達された回転力により、偏心体２６が回転する。
該偏心体２６の回転により、外歯歯車２７は出力軸８の周りで揺動回転をしようとするが、ベース体２等の固定側に固定された内歯歯車２８によって回転が拘束され、該外歯歯車２７は前記内歯歯車２８に内接噛合しながら揺動する。
【００２９】
例えば、外歯歯車２７の歯数をＮ、内歯歯車２８の歯数をＮ＋１とすると、歯数差は１となり、偏心体２６の１回転毎に外歯歯車２７はベース体２等の固定側に固定された内歯歯車２８に対して１歯分ずれることになる。即ち、自転回転が生じる。このことは、偏心体２６の１回転が外歯歯車２７の−１／Ｎの回転に減速されたことになる。
【００３０】
前記外歯歯車２７の回転は、該外歯歯車２７に形成された内ピン孔２７ｂ及び内ピン３２の隙間によって揺動成分が吸収され、自転回転が前記内ピン３２を介してピンフランジ３３へ伝達され、該ピンフランジ３３と連結された出力軸８へ伝達される。
したがって、外歯歯車２７の自転回転−１／Ｎの回転が出力軸８へ伝達されることになり、該出力軸８と連結された弁軸（図示しない）を回転させる。
【００３１】
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
本発明におけるバルブ用アクチュエータ１は、図示するように、ベース体２の下面であって、電動モータ３の下方位置であると共に、前記歯車減速機構７の側方位置の空きスペースに端子ボックス１３を設置することで、空きスペースを有効に利用することができ、アクチュエータ全体をコンパクトにすると共に、ベース体２の下面に端子ボックス１３を配設しているので、雨水等から端子ボックス１３を保護することができる。
【００３２】
また、電動モータ３の下方位置におけるベース体２の下面から端子ボックス１３の下面までの寸法をＡ、ベース体２の下面からアクチュエータ固定用ブラケット１４のボルト座面１５までの寸法をＢとした場合、Ａ＜Ｂとなるように、端子ボックス１３の高さ寸法を設定することで、アクチュエータ１とバルブ本体（図示しない）との組付け作業時に、六角レンチ等の工具が端子ボックス１３に接触することなく、効率的に組付け作業を行うことができる。
【００３３】
図示するように、端子台１２を傾斜状態（１５°〜４５°で、好ましくは３０°）で端子ボックス１３内に配置することで、前記したように端子ボックス１３の高さ寸法を抑えることができると共に、電線管側結線部１２ｄが上方へ傾斜した状態で開口部１３ａより露出し，電線管側結線部１２ｄ内の結線ビス２１の調整を上方から行うことができ、配線作業の効率性を向上させている。
【００３４】
一方、上方に配置した端子台１２の電気部品側結線部１２ｃは、端子ボックス本体１３の上部枠体１３ｃの下面に位置し、また、下方に配置した端子台１２の電気部品側結線部１２ｃは、上方に配置した端子台１２の下面に位置しているので、バルブ設置時における電線１８の配線作業時に、誤って電気部品側結線部１２ｃ，１２ｃ内の結線ビス２１を緩めてしまう事を防止している。
【００３５】
前記端子台１２を端子ボックス本体１３の開口部中央に上下に並列して配置することで、電線管接続口１３ｅから引き入れた電線１８の配線作業を効率よく行うことができると共に、端子ボックス１３の横巾寸法、奥行き寸法を抑えることができる。
さらに、端子ボックス１３の蓋体１６は、ベース体２に対する張出し寸法が小さいので、アクチュエータ全体をコンパクトにすることができると共に、配管やバルブのメンテナンス時における端子ボックスの損傷を防止することができる。
【００３６】
さらに、前記電線管接続口１３ｅは、端子ボックス本体１３の底部の開口部側に設けられているので、配線作業の効率性をさらに向上させると共に、端子ボックス本体１３の開口部側に、端子台１２、電線管接続口１３ｅを設けているので、端子ボックス１３内部にスペースを確保することができ、配線作業を容易に行えるように電線１７，１８を長くしても、これを端子ボックス１３内部に収納してベース体２上方に張り出さないようにすることが可能であり、また、リレー等の電気部品等を内蔵することも可能である。
【００３７】
ベース体２に配設された電動モータ３からの回転力を減速して出力軸８へ伝達する手段として、内接噛合遊星歯車減速機構７を出力軸８と同軸上に配設することで、ベース体２上にも、その他の電気部品等を配設するための有効スペースを確保することができ、しかも、小さなスペースで大きな減速比を得ることが可能なアクチュエータとすることができる。
【００３８】
【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、ベース体の下面であって、例えば、モータの下方位置の空きスペースに端子ボックスを配設することで、アクチュエータ全体をコンパクトにすることができ、各種のアクチュエータのサイズに対応し、モジュール化することが可能となった。
【００３９】
端子台を傾斜状態に配置したので、端子ボックス全体をコンパクトにすることができると共に、配線作業の効率性を向上させることが可能となった。
【００４０】
配線作業時に、アクチュエータカバーを取り外すことがないので、カム部材に接触して、正確な弁の開閉操作ができなくなるという問題等を解消し、配線作業の効率性をさらに向上させることができると共に、アクチュエータとバルブとの組付け作業性に支障がなく、配線作業性とバルブとの組付け作業性を両立しながら、各種のアクチュエータのサイズに対応し、モジュール化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるバルブ用アクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明におけるバルブ用アクチュエータの分離斜視図である。
【図３】本発明におけるバルブ用アクチュエータの断面図である。
【図４】端子ボックスと端子台の分離斜視図である。
【図５】端子台を配設した端子ボックスの断面図である。
【図６】端子台を配設した端子ボックスの平面図である。
【図７】端子台を配設した端子ボックスの正面図である。
【図８】図３におけるＤ−Ｄ線断面説明図である。
【図９】従来例を示した参考斜視図である。
【符号の説明】
１  バルブ用アクチュエータ
２  ベース体
３  モータ
８  出力軸
１２  端子台
１２ｃ  電気部品側結線部
１２ｄ  電線管側結線部
１３  端子ボックス
１３ａ  開口部
１３ｂ  端子台取付部
１３ｅ  電線管接続口
１４  アクチュエータ固定用ブラケット
１５  ボルト座面
１６  蓋体
１７，１８  電線
【図１】
2004293681.tif 000003
【図２】
2004293681.tif 000004
【図３】
2004293681.tif 000005
【図４】
2004293681.tif 000006
【図５】
2004293681.tif 000007
【図６】
2004293681.tif 000008
【図７】
2004293681.tif 000009
【図８】
2004293681.tif 000010
【図９】
2004293681.tif 000011