(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁用線型ばね負荷式アクチュエータ（１０）であって、前記弁用線型ばね負荷式アクチュエータ（１０）は、
ハウジング（１４）と；
前記ハウジング（１４）に摺動可能に支持された作動スピンドル（１６）と；
前記ハウジング（１４）に連携したキャップ（２２）と；
前記ハウジング（１４）内に配置されていて、前記作動スピンドル（１６）にばね力をかけるように、前記キャップ（２２）と前記作動スピンドル（１６）で支持されるばね手段（３６）と；
前記ハウジング（１４）に付けたねじ山（２６）と前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）は、前記ハウジング（１４）内の前記ばね手段（３６）に予め負荷をかけるように前記ハウジング（１４）に前記キャップ（２２）をねじ留めするために協働しており；
を備えるものにおいて、
前記ハウジング（１４）に付けたねじ山（２６）と前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）の一方と連携する少なくとも１つのロック手段（４０）があり、前記ロック手段（４０）は協働する前記ハウジング（１４）に付けたねじ山（２６）のどの位置でも前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）をロックするように前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）を変形することが可能であり、
前記ロック手段（４０）は、前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）を２つのねじ山部分へと局部的に分離するように前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）を横方向に貫通するスロット（４２）と、前記スロット（４２）で分離された２つのねじ山を局部的に一体化するか、分離することができるように前記スロット（４２）と連携するねじ（４４）、を備えていることを特徴とする弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項２】
前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）に連携した２つの正反対の場所に位置したロック手段（４０）を特徴とする請求項１に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項３】
前記ロック手段（４０）は、
２つの正反対の場所にある前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）に、前記２つの正反対の場所の各々の２つのねじ山部分に前記キャップ（２２）に付けたねじ山（２４’、２４”）を局部的に分離するように、横方向に貫通する２つのスロット（４２）と；
前記分離された２つのねじ山部分を局部的に一体化するか、分離することが可能なように、前記２つのスロット（４２）の各々と連携する１つのねじ（４４）と；
を備えることを特徴とする請求項１に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項４】
前記スロット（４２）は前記キャップ（２２）内で第一部分（５４）と第二部分（５６）とを分割し、前記第一部分（５４）はその上に前記第一ねじ山部分（２４’）を有し、前記第二部分（５６）はその上に前記第二ねじ山部分（２４”）を有することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項５】
前記ねじ（４４）は、ヘッド（５８）と、ねじ込み脚端部（６２）を備えたねじ込みバレル（６０）を有し、；
前記ヘッド（５８）は前記２つの部分の第一部分（５４）に支持され、前記２つの部分の第一部分（５４）と前記スロット（４２）は前記ねじ込みバレル（６０）で横切られ；
前記第二部分（５６）は、前記ねじ（４４）をねじ込みすることによって前記２つの部分（５４、５６）を当接可能なように、前記ねじ込み脚端部（６２）が収容されるねじ込み孔を有する；
ことを特徴とする請求項４に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項６】
前記ねじ（４４）はねじ込みバレル（６０）とねじ込み脚端部（６２）とを有し、；
前記２つの部分の第一部分はねじ込み通し孔を有し、；
前記ねじ込みバレル（６０）は前記ねじ込み通し孔にねじ込みされ、前記スロット（４２）を横切り；
前記ねじ込み脚端部（６２）は、前記ねじ（４４）にねじ込みすることによって前記２つの部分を分離することができるように、前記第二部分に支持される；
ことを特徴とする請求項４に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項７】
前記ばね手段（３６）は少なくとも１つのベルヴィルばねワッシャーを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記ハウジング内の流体作動ピストンアセンブリー（２８、２８’、２８”）を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の弁用線型ばね負荷式アクチュエータを有する弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁用線型ばね負荷式アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような線型ばね負荷式アクチュエータは、作動スピンドルを摺動可能に取り付けるハウジングを備えている。ハウジングねじ山にねじ留めされたキャップは、該ハウジングに配置されたばね手段に予め負荷をかけることができる。このばね手段は、例えば円筒状で螺旋状の圧縮ばね、あるいは多くは積層ベルヴィル（Belleville）ばねワッシャーを備えている。該ばね手段はキャップで支持され、ばね力をスピンドルに及ぼしている。このキャップは例えば、該キャップがハウジングねじ山下方に配置された肩部に支持されるまでハウジングにねじ留めされている。それでそのキャップは所定の締付けモーメントで固定され、それによりハウジング内でキャップが確実に固定される。この形式の線型ばね負荷式空気アクチュエータは、例えばＥＰ−Ａ−００３９０８１に開示されている。
アクチュエータのばね力は、例えば弁規格により調整される必要があろう。これはキャップとばね手段との間のワッシャーを多少挿入したり抜いたりして、ばね手段への負荷を多少変更することで行なわれるのが普通である。しかし、ワッシャーでばね力をそのように調整することは、むしろ複雑で、面倒である。実際、キャップを外す必要があり、１つ又は２つ以上のワッシャーを付加するか、外す必要があり、そしてまたキャップをハウジング内でねじ留めし、所定の締付けモーメントで締結される必要がある。その上、ワッシャーはばね力を高精度に調整できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その結果、ばね力を容易に高精度に調整できる線型ばね負荷式アクチュエータの強いニーズがある。
【０００４】
【解題を解決するための手段】
本発明によれば、このニーズは請求項１に係る線型ばね負荷式アクチュエータによって達成される。本発明によれば、弁用線型ばね負荷式アクチュエータは、ハウジングと、該ハウジングに摺動可能に支持された作動スピンドルとを備えている。キャップがこのハウジングと連携している。該ハウジングに配置されたばね手段は、キャップと該作動スピンドルで支持され、作動スピンドルにばね力を及ぼしている。ハウジングに付いたねじ山は、キャップをハウジングにねじ留めして、ハウジング内でばね手段に予め負荷を与える。本発明の重要な面によれば、１つのねじ山と連携する少なくとも１つのロック手段が、このねじ山を協働ねじ山のどの位置にも係止するようにこのねじ山を変形することができる。従って、肩部はこの協働ねじ山を係止するために、もはや無くてよい。言い換えれば、ハウジングに固定されるに至る肩部の深さまで、キャップをねじ留めしてはならない。実際、このロック手段のおかげで、該ロック手段に連携するねじ山が協働するねじ山のどの位置にも係止することができる。それによりキャップはハウジングねじ山のどの位置にも固定することができる。ハウジングねじ山のキャップの位置を変えると前記ハウジングのばね手段が圧縮されたり、延びたりする。従って、該ハウジングねじ山へのキャップのねじ留め、ねじ緩めだけでばね力を簡単に調整することができる。その上、ばね力は、予めの負荷を連続的に調整することができるため、高精度に調整可能である。所定のばね力を得たら、ロック手段を作動し、キャップを固定する。
【０００５】
ロック手段は該ハウジングねじ山又はキャップねじ山とあるいはそのその双方と連携することができる。しかしながら、コンパクトなアクチュエータを得るために、ロック手段とキャップねじ山だけとの連携が好ましい。それから、そのようなキャップにはキャップねじ山と連携するロック手段が二つ相対するように装備されることが好ましい。
好ましいロック手段は、ねじ山を２つのねじ山部分に局部的に分割するようにねじ山の１つに横方向に貫通するスロットを備えている。言い換えれば、該スロットで第一部分と第二部分が分けられている。この第一部分はその部分に第一ねじ山部分を有し、この第二部分はその部分に第二ねじ山部分を有する。ねじは、前記２つのねじ山部分を局部的に一体化するか、分離することが可能なようにスロットと連携する。従って、協働するねじ山の全ての位置において、ねじ山部分を該協働するねじ山に押し付けてそれらを係止することができる。第一の実施形態においては、そのねじがヘッドと、ねじ付き脚端部を備えたバレルとを有する。このヘッドは２つの部分の第一部分に支持され、この第一部分とスロットをバレルが横切る。第二部分は、ねじ込み脚端部が収容されるねじ込み孔を有して、それにより前記ねじをねじ込みすることによって２つの部分を当接することができる。第二の実施形態においては、ねじがねじ付きバレルと脚端部を有する。２つの部分の第一部分はねじ付き通し孔を有する。該ねじ付きバレルはこのねじ込み通し孔にねじ留めされ、スロットを横切る。脚端部は、ねじをねじ込んだ時に２つの部分を分離が可能であるように、第二部分に支持されている。
【０００６】
ばね手段が少なくとも１つのベルヴィル（Belleville）ばねワッシャーを備えることが好ましい。流体作動ピストンアセンブリーをハウジングに収容して、作動スピンドルを作動するよう、ばね手段でかけられたばね力を克服することができる。
本発明をここで添付図面を参照して実施例により説明する。
【０００７】
【発明の実施形態】
図１は本発明に従う線型ばね負荷式アクチュエータ１０の縦断面図である。このアクチュエータ１０は弁１２に接続されている。アクチュエータ１０は、ハウジング１４と、このハウジング１４に摺動可能に支持された作動スピンドル１６とを備えている。この作動スピンドル１６は、弁１２内部で弁座２０を開閉するように弁プラグ１８の作動を可能にする。キャップ２２はハウジング１４と連携し、キャップ２２とハウジング１４は、ハウジング１４にキャップ２２をねじ留めするために、協働するねじ山、すなわちキャップねじ山２４’、２４”と、ハウジングねじ山２６とを有する。３つのピストンアセンブリー２８、２８’及び２８”がハウジング１４内部に積層されており、第一ピストンアセンブリー２８はキャップ２２に近くに配置されている。各ピストンアセンブリー２８、２８’及び２８”は、ハウジング内で摺動可能なピストン３０、３０’及び３０”と、ハウジング１４に固定された仕切り３２、３２’及び３２”を有し、弁１２近くの第三ピストンアセンブリー２８”の仕切り３２”はハウジング１４の壁である。ピストン３０、３０’及び３０”と各ピストンアセンブリー２８、２８’及び２８”の仕切り３２、３２’及び３２”との間のスペースが圧力室３４、３４’及び３４”を構成する。ピストン３０、３０’及び３０”は作動スピンドル１６に沿って離間しており、該作動スピンドル１６と一体である。ばね手段３６、例えばベルヴィル（Belleville）ばねによる積層ばねワッシャーがハウジング１４に配置されている。積層ばねワッシャーはキャップ２２と第一ピストンアセンブリー２８のピストン３０に支持されている。キャップ２２は積層ばねワッシャーに予め負荷をかける。第一ピストンアセンブリー２８のピストン３０が作動スピンドル１６と一体であるため、積層ばねワッシャーがこのピストン３０にかけるばね力が作動スピンドル１６に伝えられる。その結果として、弁プラグ１８が弁座２０に対して付勢され、弁１２が閉鎖する。通路手段３８が作動スピンドル１６内に配置され、加圧流体、例えば圧縮空気等が圧力室３４、３４’及び３４”内に導入される。弁１２の開きは加圧流体を圧力室３４、３４’及び３４”内に導入してばね力に打ち勝つのに十分な圧力をピストン３０、３０’及び３０”にかけることによって可能である。
【０００８】
２つのロック手段４０が、キャップ２２内で正反対に位置している。各ロック手段４０はキャップねじ山２４’、２４”と連携し、協働するねじ山、すなわちハウジングねじ山２６のどの位置にも該ねじ山２４’、２４”を係止させるようにキャップねじ山２４’２４”を変形することが可能である。これは、積層ばねワッシャーが、ハウジングねじ山２６にキャップ２２をねじ留めあるいは緩めすることにより多少圧縮されることを意味している。所定のばね力を得たら、ロック手段４０を作動してキャップ２２を固定する。
【０００９】
図２及び図３で分かるように、各ロック手段４０はスロット４２と該スロット４２に連携するねじ４４とを備えている。スロット４２はキャップねじ山２４’、２４”に横方向に通っている。図３で破線４６で示されたスロット４２の後方部が、キャップ２２の内側に積層ベルヴィルばねワッシャーの上部を収容する円筒窪み４８に接している。スロット４２は、キャップねじ山２４’、２４”を２つの部分２４’及び２４”に局部的に分離し、上部分５４と下部分５６を分けている。上部分５４はその上に上キャップねじ山部分２４’を有し、下部分５４はその上に下キャップねじ山部分２４”を有する。ねじ４４はねじヘッド５８、ねじバレル６０及びねじ込み脚端部６２を有する。該ねじ４４はスロット４２に垂直に配置され、窪み６４内に入れられたねじヘッド５８は上部分５４に支持される。窪み６４はねじヘッド５８を保護し、上方からのねじ留めを可能にする。ねじバレル６０は、上部分５４とスロット４２を横切る。下部分５６は、ねじ込み脚端部６２がねじ留めされるねじ込み孔を有する。ねじ４４を締めると、双方の部分５４、５６が一体化される。その結果として、上及び下キャップねじ山部分２４’、２４”はそれぞれハウジングねじ山２６に係止し、それによりキャップ２２の固定が行なわれる。
【００１０】
図に示していない本発明の線型ばね負荷式アクチュエータの他の実施形態においては、２つのロック手段が上記キャップねじ山に同様に連携している。この実施形態では、ねじがねじ付きバレルと脚端部を有する。上部分には、ねじ付きバレルがねじ留めされるねじ付き通し孔がある。ねじ付きバレルはスロットを横切り、脚端部は下部で支持される。ねじをねじ込むと、２つの部分間の距離が増大し、スロットの厚さが増大する。上下キャップねじ山がハウジングねじ山に係止し、キャップが固定される。
ロック手段を作動すると、キャップねじ山、そして恐らくハウジングねじ山に生じる変形が概略弾性変形であることに注目する必要がある。しかし、ロック手段は、該ねじ山の塑性変形を引き起こすように設計することもできる。それで、キャップはハウジングに固定されたままになり、ばね力がユーザーにより変えることができない。これは、アクチュエータには必ず必要な安全機能を設けた線型ばね負荷式アクチュエータの分野で有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従う線型ばね負荷式アクチュエータの縦断面図である。
【図２】  図１の詳細部Ａの図である。
【図３】  図１の線型ばね負荷式アクチュエータの上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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