(57)【要約】  復帰部材と、バルブステム延長部と、エネルギー蓄積部材と、ロックアセンブリとを有するフェイルセーフ機構である。バルブステム延長部は、電気アクチュエータによって駆動されるとともに、復帰部材を第１の方向に駆動し、かつ復帰部材によって第２の方向に駆動されるように構成される。エネルギー蓄積部材は、電気アクチュエータがバルブステム延長部に復帰部材を第１の方向に駆動させるときにエネルギーを蓄積し、また電力の遮断により復帰部材がバルブステム延長部を第２の方向に駆動させるときに、蓄積されたエネルギーを解放するように構成されている。ロックアセンブリは、電気アクチュエータに電力が供給されている間、バルブステム延長部が復帰部材からは独立して、かつエネルギー蓄積部材からの影響もなくバルブとともに回転するように、復帰部材をコック位置に保持するように構成される。
2010537278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェイルセーフ位置を有し、電気アクチュエータによって位置決めされるバルブのためのフェイルセーフ機構であって：
復帰部材と；
前記バルブに動作可能に結合され、前記電気アクチュエータによって駆動されるバルブステム延長部であって、前記復帰部材をコック位置へ向かう第１の方向へ駆動するように構成され、且つ前記復帰部材により第２の方向へ駆動され、よって前記バルブを前記フェイルセーフ位置へ向けて移動させるように構成されるバルブステム延長部と；
前記復帰部材とアンカーとの間に動作可能に接続されるエネルギー蓄積部材であって、前記電気アクチュエータが前記バルブステム延長部をして、前記復帰部材を前記第１の方向に駆動させるときに、エネルギーを蓄積するように構成され、且つ電力の遮断により前記復帰部材が前記バルブステム延長部材と前記バルブとを前記第２の方向へ駆動するときに、中に蓄積した前記エネルギーを解放するように構成されるエネルギー蓄積部材と；
前記電気アクチュエータに電力が供給されている間、前記バルブステム延長部が前記バルブとともに、前記復帰部材からは独立して、かつ前記エネルギー蓄積部材からの影響を受けずに回転するように、前記復帰部材を前記コック位置に保持するよう構成されるロックアセンブリとを備える；
フェイルセーフ機構。
【請求項２】
前記ロックアセンブリは、電力が遮断すると、前記復帰部材を前記コック位置から解放するよう構成される、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項３】
前記復帰部材と前記バルブステム延長部とは、溝とピンとの相互作用により互いに係合しており、
前記エネルギー蓄積部材は複数の細長い引張スプリングを備えている、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項４】
前記フェイルセーフ機構は取付プレートをさらに含み、
前記取付プレートが、前記復帰部材および前記バルブステム延長部と同一面上にあり、かつアンカーを提供する、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積部材は細長い引張スプリングであり、前記細長い引張スプリングは、前記第復帰部材が前記コック位置へ向けて動くにつれて、引き伸ばされるように構成されている、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項６】
前記復帰部材は、非円形周縁を有する第１のディスクであり、
前記バルブステム延長部は、円形周縁を有する第２のディスクである、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項７】
前記ロックアセンブリが電気ソレノイドを含む、
請求項１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項８】
前記ロックアセンブリは、レバー枢動アームと復帰スプリングとを含み、前記復帰スプリングは、前記レバー回動枢動アームの一端を前記電気ソレノイドに向けて付勢する、
請求項７に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項９】
前記フェイルセーフ機構は、前記電気ソレノイドを支持するブラケットアセンブリをさらに含み、前記ブラケットアセンブリは、前記復帰部材が前記コック位置を越えて回転することを阻止するストップタブと、前記バルブの最大ストップ量を識別するポジションスイッチとを含む、
請求項７に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１０】
電気アクチュエータによって、開位置および閉位置へ、ならびに両位置間を駆動されるバルブステムを有するバルブ用フェイルセーフ機構であって：
取付プレートと；
前記取付プレートに対して回転可能であり、前記バルブステムに動作可能に接続された連結ディスクであって、前記電気アクチュエータによって回転駆動される、連結ディスクと；
前記連結ディスクと選択的に係合可能な切り欠きディスクであって、前記連結ディスクと係合したときに、前記連結ディスクによって回転駆動される、切り欠きディスクと；
前記切り欠きディスクと前記取付プレートとに作動可能に結合されたエネルギー蓄積部材であって、前記切り欠きディスクが前記電気アクチュエータによって前記連結ディスクを介してコック位置へ向けて回転駆動されたときにエネルギーを蓄積する、エネルギー蓄積部材と；
前記取付プレートに取り付けられたロックアセンブリであって、前記電気アクチュエータが電力の遮断に遭うまでは、前記切り欠きディスクを前記コック位置にロックするロックアセンブリとを備える；
フェイルセーフ機構。
【請求項１１】
前記ロックアセンブリは、前記電力の遮断時、前記切り欠きディスクを前記コック位置から解放するよう構成される、
請求項１０に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１２】
前記切り欠きディスクは前記連結ディスクと係合して、前記切り欠きディスクが前記コック位置から開放されたときに、前記エネルギー蓄積部材に蓄積された前記エネルギーを用いて前記連結ディスクを回転駆動することが可能である、
請求項１１に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１３】
前記連結ディスクは、前記切り欠きディスクによって駆動されるときに、前記バルブをフェイルセーフ位置に駆動することが可能である、
請求項１２に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１４】
前記切り欠きディスクが前記コック位置にロックされた後には、前記連結ディスクが、前記切り欠きディスクからは独立して回転する、
請求項１０に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１５】
前記切り欠きディスクが前記コック位置にあるときは、前記連結ディスクは前記切り欠きディスクから独立して回転する、
請求項１０に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１６】
アクチュエータによって、開位置および閉位置へ、ならびに両位置の間を回転駆動されるバルブのためのフェイルセーフ機構であって：
取付プレートと；
前記取付プレートに対して回転可能であるとともに前記アクチュエータによって回転駆動される連結ディスクと；
前記連結ディスクと選択的に係合可能であり、前記連結ディスクに係合されると前記連結ディスクによって回転駆動される切り欠きディスクと；
前記切り欠きディスクおよび取付プレートに動作可能に結合され、前記切り欠きディスクが前記連結ディスクによってコック位置へ向けて回転駆動されたときにエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部材と；
前記取付プレートに取り付けられるロックアセンブリであって、
前記アクチュエータが、前記エネルギー蓄積部材からの影響を受けずに自由に前記バルブを前記開位置および閉位置へ、ならびに両位置の間を回転駆動できるように構成され、
前記コック位置へ解放可能に前記切り欠きディスクを固定するとともに、前記アクチュエータへの電力の遮断時、前記切り欠きディスクを前記コック位置から解放して前記バルブをフェイルセーフ位置に駆動するように構成される、ロックアセンブリとを備える；
フェイルセーフ機構。
【請求項１７】
前記ロックアセンブリは、前記連結ディスクが前記切り欠きディスクから自由に回転可能なように、前記切り欠きディスクを前記コック位置に解放可能にロックするように構成され；
前記電力の遮断に遭い、前記ロックアセンブリが前記切り欠きディスクを前記コック位置から解放したときに、前記エネルギー蓄積部材内の前記エネルギーが、前記切り欠きディスクを前記コック位置から離れるように駆動するために用いられ、それにより前記切り欠きディスクが前記連結ディスクを駆動することにより、前記バルブを前記フェイルセーフ位置へ駆動する、
請求項１６に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１８】
前記連結ディスクは、周縁に沿って上面に形成された円弧状チャネルを有し、前記切り欠きディスクは、前記円弧状チャネルの内へ延びるピンを含む、
請求項１６に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項１９】
前記ピンの第１および第２の部分は前記切り欠きディスクのほぼ両側から突出し、前記ピンの第１の部分は前記エネルギー蓄積部材に動作可能に結合され、前記ピンの第２の部分は前記円弧状チャネルを通って移動し、前記円弧状チャネルの端壁部と係合可能である、
請求項１８に記載のフェイルセーフ機構。
【請求項２０】
前記取付プレートが前記バルブ内に配設される、
請求項１９に記載のフェイルセーフ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の機構は、一般には電動バルブシステムに関し、より詳細にはフェイルセーフ機構を有する電動バルブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動バルブを用いて流体（例えば、気体または液体）の流れを制御し、絞ることができる。場合にもよるが、このような電動バルブは、例えば米国特許６，５７２，０７６号、第６，４３１，３１７号、第６，２７６，６６４号、第５，９１５，６６８号、第４，２８９，０３８号、再発行特許第３０，１３５号、第４，１１３，０６３号および第４，０９０，５８９号に開示されているフェイルセーフシステムを含んでいる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
バルブ用フェイルセーフ機構が提供される。このフェイルセーフ機構は、その作動中、先ずエネルギー蓄積位置まで駆動されて、その位置に保たれる。その後、バルブはフェイルセーフ機構を駆動させることなく作動状態を取ることができるので、常用運転の間、所要の駆動電力を減らすことになる。電力が遮断されると、フェイルセーフ機構が解放されて、バルブをそのフェイルセーフ位置まで駆動する。
【０００４】
一実施の形態において、バルブ用フェイルセーフ機構は電気アクチュエータにより位置決めされる。フェイルセーフ機構は、第１ディスク、第２ディスク、エネルギー蓄積部材、およびロックアセンブリを含む。第２ディスクは、電気アクチュエータへ作動可能に結合されて、電気アクチュエータにより駆動される。また第２ディスクは、第１ディスクを第１の方向に駆動するように、そして第１ディスクによって第２の方向に駆動されるように構成される。エネルギー蓄積部材は、第１ディスクと係留点との間に作動可能に結合される。またエネルギー蓄積部材は、電気アクチュエータが第２ディスクをして第１ディスクを第１の方向に駆動させるときにエネルギーを蓄積し、この蓄積したエネルギーを解放することにより第１ディスクをして第２ディスクを第２の方向に駆動させることができるように構成される。ロックアセンブリは、第２ディスクが第１ディスクから独立して回動するように、かつエネルギー蓄積部材の影響を受けないように、第１ディスクをコック位置（掛け金が掛かった位置、エネルギー蓄積位置）に保つべく構成される。
【０００５】
別の実施の形態では、電気アクチュエータによって開位置および閉位置に駆動され、ならびに両位置間を駆動されるバルブ用フェイルセーフ機構が提供される。このフェイルセーフ機構は、取付プレート、連結ディスク（coupled  disk  被結合ディスク）、切り欠きディスク（segmented  disk  セグメント状ディスク）、エネルギー蓄積部材、およびロック機構を含む。連結ディスクは取付プレートに対して回転可能であり、電気アクチュエータにより回転駆動される。切り欠きディスクは、連結ディスクと選択的に係合可能であり、連結ディスクに係合されると、連結ディスクにより回転駆動される。エネルギー蓄積部材は、切り欠きディスクと取付プレートとへ作動可能に結合されている。エネルギー蓄積部材は、切り欠きディスクが電気アクチュエータにより、連結ディスクを介してコック位置へ向けて回転駆動されるときに、エネルギーを蓄積する。ロックアセンブリは取付プレートに取り付けられる。ロックアセンブリは、電気アクチュエータが電力の遮断に遭うまでは、切り欠きディスクをコック位置にロックする。
【０００６】
さらに別の実施の形態では、アクチュエータにより開位置および閉位置に、ならびに両位置間を回転駆動されるバルブ用フェイルセーフ機構が提供される。このフェイルセーフ機構は、取付プレート、連結ディスク、切り欠きディスク、エネルギー蓄積部材、およびロックアセンブリを含む。連結ディスクは取付プレートに対して回転可能であり、アクチュエータにより回転駆動される。切り欠きディスクは、連結ディスクと選択的に係合可能であり、連結ディスクに係合されると、連結ディスクにより回転駆動される。エネルギー蓄積部材は、切り欠きディスクと取付プレートとへ作動可能に結合されている。エネルギー蓄積部材は、切り欠きディスクが、連結ディスクによりコック位置へ向けて回転駆動されるときに、エネルギーを蓄積する。ロックアセンブリは取付プレートに取り付けられる。ロックアセンブリは、切り欠きディスクをコック位置に、解放可能にロックするように構成されている。このように構成されて、アクチュエータは、エネルギー蓄積部材から干渉されることなく、バルブを開位置および閉位置に、ならびに両位置間を自在に回転駆動する。また、ロックアセンブリは、アクチュエータへの電力が遮断されると、切り欠きディスクをコック位置から解放するように構成されている。
【０００７】
本発明の他の態様、目的及び利点は、添付図面を併せ見れば、以下の詳細説明により更に明らかになるであろう。
【０００８】
本明細書に組み込まれ、かつその一部を成す添付図面は、本発明のいくつかの態様を図示しており、詳細な説明とともに本発明の原理の解説に供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の教示に従うフェイルセーフ機構の例示の実施の形態の斜視図である。
【００１０】
【図２】図２は、図１のフェイルセーフ機構の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のフェイルセーフ機構は、ある好ましい実施の形態と関連付けて説明されるが、それら実施の形態に限定する意図はない。反対に、意図するところは、全ての代替物、変形、均等物を、特許請求の範囲に定義されているように本発明の精神と範囲内に含まれるものとして、カバーすることである。
【００１２】
バルブ用フェイルセーフ機構が提供される。このフェイルセーフ機構は、その作動中、先ずエネルギー蓄積位置まで駆動されてその位置に保たれる。その後、バルブはフェイルセーフ機構を駆動させることなく作動状態を取ることができるので、常用運転の間、所要の駆動電力を減らすことになる。電力が遮断されると、フェイルセーフ機構が解放され、バルブをそのフェイルセーフ位置まで駆動する。
【００１３】
図１にフェイルセーフ機構１０を図解する。さらに、このフェイルセーフ機構１０を、流体（例えば、気体や液体）の絞りに用いられる電動バルブとの併用に関係して説明することとする。しかし、他のフェイルセーフ機構を、バルブと併用する他の用途に使用してもよい。以下、さらに詳細に説明するように、フェイルセーフ機構１０は、電動バルブが効率的かつ安全に作動できるようにする。図１に示すように、フェイルセーフ機構は、切り欠きディスク（例えば復帰部材）１２、連結ディスク（例えばバルブステム延長部）１４、エネルギー蓄積部材１６、およびロックアセンブリ１８を備える。
【００１４】
図１の切り欠きディスク１２は、例えば電動バルブからのバルブステム２０上へ、軸受を介して取り付けられている。本明細書で用いられるように、電動バルブは、電気アクチュエータで駆動されても、電気液圧（油圧）アクチュエータで駆動されてもよい（本明細書では両アクチュエータを集合的に「電気アクチュエータ」と称する）。切り欠きディスク１２は、以下に説明するように動かないように制限されない限り、バルブステム２０を中心に時計方向または反時計方向へ自由に回転できる。図２に示す実施の形態では、切り欠きディスク１２は、上から見て非円形の周縁２２を有する。詳細には、切り欠きディスク１２は、中央部２８の対向両側に円弧部２４と細長い伸長部２６とを含む。
【００１５】
切り欠きディスク１２の中央部２８には、バルブのバルブステム２０が貫通する中央開口部３０がある。円弧部２４は、円弧状側壁３４と半径方向内向きに延びる側壁３６との交差によって略画成される肩部３２を含む。円弧部２４は、半径方向内向きに延びるもう１つの側壁４０の一部により形成された当接部３８も画成する。図２の実施の形態に示すように、肩部３２と当接部３８とは、互いに周縁２２周りに約９０°離間している。このように、側壁３６と側壁４０は互いに略垂直を成す。だが、その他の配向構成であってもよい。
【００１６】
切り欠きディスク１２は、その細長い伸長部２６と円弧部２４のそれぞれの上に、係合ピン４２を支持している。図示の実施の形態において、係合ピン４２は切り欠きディスク１２を貫通して、切り欠きディスク１２の上下両面から突き出た単一ピンである。係合ピン４２は単一ピンとして描かれているものの、他の好適な構成であってもよい。例えば、係合ピン４２を上部分と下部分とに分割して、切り欠きディスク１２の上面と下面とに、それぞれ個別に固定してもよい。望ましければ、上下部分を同軸に整列させても、互いにオフセットさせてもよい。
【００１７】
図１に配向するように、連結ディスク１４は、切り欠きディスク１２より下に位置している。図１の実施の形態において、連結ディスク１４は円形の周縁４４を有し、かつバルブのバルブステム２０が貫通する中央開口部を有する。バルブステム２０に取り付けられると、連結ディスク１４は、切り欠きディスク１２と、互いに略同軸になる。切り欠きディスク１２がバルブステム２０を中心に自由に回転できるのに対し、連結ディスク１４はそうではない。連結ディスク１４はバルブステム２０に結合されて一緒に回転する。電気アクチュエータが開位置と閉位置との間でバルブを駆動しているとき、バルブステム２０は、図の配向のように、連結ディスク１４を略時計または反時計方向に駆動する。
【００１８】
図１の実施の形態において、連結ディスク１４と切り欠きディスク１２の両方が、取付プレート４８の中央開口部４６内に位置している。バルブの特定構成によっては、取付プレート４８が、バルブ内側に囲まれるフェイルセーフ機構の構成部品であっても、バルブ周囲に配設されるハウジングの一部であってもよい。図示のように、連結ディスク１４および切り欠きディスク１２は取付プレート４８と略同一面上にある。取付プレート４８を様々な好適形状に形成してもよい。さらに、切り欠きディスク１２や連結ディスク１４と同じく、取付プレート４８を１種類以上の異なる材料で構成してもよい。
【００１９】
図示のように、連結ディスク１４は、連結ディスク１４の上面より下方に延びるチャネル５０（すなわち溝）を含む。チャネル５０は、機械加工や他の手法で連結ディスク１４へ適切に形成してもよい。チャネル５０は、概ね、連結ディスク１４の対向両側で、その周縁４４に近接して配設される。以下、さらに詳細に説明するように、各チャネル５０の長さは、少なくとも、バルブの開位置から閉位置への移行およびその反対の移行に必要な回転量に略対応する。
【００２０】
各係合ピン４２の相互作用部分は、下に向いてチャネル５０うちの１つの中へ延びている。以下、さらに詳細に説明するように、切り欠きディスク１２にある係合ピン４２の接点部分は、折に触れ、連結ディスク１４のチャネル５０を移動できるようになっている。この移動があると、連結ディスク１４は、切り欠きディスク１２からは独立して自由に回転できる。しかし、それ以外では、係合ピン４２の相互作用部分はチャネル５０の端壁５２に係合している。こうなると、連結ディスク１４と切り欠きディスク１２とが互いに係合し、一方または他方の方向へ、全体として一緒に回転する。
【００２１】
図１に示す実施の形態において、エネルギー蓄積部材１６は複数の引張スプリング５４から構成されている。引張スプリング５４の一端は、一方の係合ピン４２の上方突出部分に結合される。引張スプリング５４の他端は、取付プレート４８に固定された係留部５６に結合される。取付プレート４８がバルブのハウジングの一部から形成される実施の形態では、各引張スプリング５４の他端は、ハウジングの適切な部分へ単に係留される。
【００２２】
図１において、引張スプリング５４は、延ばされたすなわち引き伸ばされた状態で示されている。従って、各引張スプリング５４は、以下、さらに詳細に説明するように、解放可能な蓄積エネルギーを含んでいる。延ばされた状態にある間、引張スプリング５４は、切り欠きディスク１２を全体として反時計方向へ回転するように付勢している。引張スプリング５４の引張力は、切り欠きディスク１２を、スプリングの非延び状態（スプリングの伸びていない状態）へ移るような回転を促す。しかし、図１に示す状態においては、切り欠きディスク１２は、ロックアセンブリ１８によって、位置が保たれるとともに回転を阻止される。
【００２３】
図１に示す実施の形態において、ロックアセンブリ１８は、一般にレバーアーム５８、電気ソレノイド６０、およびソレノイド復帰スプリング６２を含む。レバーアーム５８は、取付プレート４８から突き出る枢動ポスト６４に枢着されている。レバーアーム５８はその対向両側に端部６６、６８を含む。一端部６６は、切り欠きディスク１２の肩部３２に係合するように構成されている。端部６６が肩部３２に係合すると、切り欠きディスク１２は、引張スプリング５４の引きにもかかわらず、反時計方向への回転を阻止される。レバーアーム５８の他端部６８は、電気ソレノイド６０のアーマチャ７０に係合するように位置決めされている。
【００２４】
電気ソレノイド６０は、取付プレート４８へ動作可能に結合されている。図１の実施の形態において、電気ソレノイド６０はブラケットアセンブリ７２に固定されている。図示のように、ブラケットアセンブリ７２は、適切なコネクタ（例えば、ねじ、リベット、ボルトなど）を介して、取付プレート４８に固定されている。ブラケットアセンブリ７２とレバーアーム５８の両方が、上方に突出したマウント７４を含む。ソレノイド復帰スプリング６２は、両マウント７４へ動作可能に結合され、全体として両マウント間に延びている。電気ソレノイド６０のアーマチャ７０が、図１にみられるように延びると、ソレノイド復帰スプリング６２が引き伸ばされる。その結果、ソレノイド復帰スプリング６２が、レバーアーム５８の端部６８を、電気ソレノイド６０に向けて引こうとする。しかし、電気ソレノイド６０の延びたアーマチャ７０が、その実現を妨げる。しかしながら、電気ソレノイド６０のアーマチャ７０が延ばされていなければ、ソレノイド復帰スプリング６２がレバーアーム５８の端部６８を、電気ソレノイド６０へ向けて引くことができる。
【００２５】
図１および図２において、ロックアセンブリ１８は、ポジションスイッチ７６とストップタブ７８とをさらに含む。図１および図２に示す実施の形態において、ポジションスイッチ７６とストップタブ７８は、ブラケットアセンブリ７２に取り付けられている。しかし、他の実施の形態では、ポジションスイッチ７６とストップタブ７８は、取付プレート４８に直接結合しても、フェイルセーフ機構１０に関連するバルブハウジングに固定してもよい。
【００２６】
ポジションスイッチ７６のアームは、通常は、切り欠きディスク１２が充分に回転したときに、ポジションスイッチのアームが当接部３８の打撃を受けて、ポジションスイッチが付勢されるように、取付プレート４８の中央開口４６内へ向けて内側へ突き出ている。ポジションスイッチ７６が付勢されると、切り欠きディスク１２のポジションが知られ、それに対応してバルブのポジションが知られる。図１および図２に示す実施の形態において、切り欠きディスク１２の当接部３８がポジションスイッチ７６のアームを付勢したとき、バルブは略全開位置またはその近傍にある。しかし、別の実施の形態では、バルブが全閉位置またはその近傍にあってもよい。
【００２７】
ストップタブ７８は、取付プレート４８の中央開口４６内へ向けて内側に突き出ており、切り欠きディスク１２の回転に干渉可能である。たとえば、ストップタブ７８は、当接部３８と係合することによって、切り欠きディスク１２の時計方向への過回転（即ち、中央を越える回転）を阻止する。また、ストップタブ７８は、引張スプリング５４が相互に干渉するのを阻止する。ストップタブ７８は、図１および図２に示すように、連結ディスク１４の回転には干渉しない。
【００２８】
作動時に、フェイルセーフ機構１０を内蔵する電動バルブが電力供給されると、電気アクチュエータがバルブステム２０を介して連結ディスク１４を時計方向に駆動する。連結ディスク１４が回転すると、円弧溝５０の端部壁５２が、切り欠きディスク１２上から円弧溝内へ向けて突き出た係合ピン４２と係合する。この係合によって、連結ディスク１４が、切り欠きディスク１２を時計方向に駆動する。引張スプリング５４が切り欠きディスクに結合され、かつ取付プレート４８に固定されているので、切り欠きディスク１２が回転を続けるのに伴い、引張スプリング５４は引き伸ばされて、エネルギーを蓄積する。
【００２９】
切り欠きディスク１２は、バルブが全開位置（または、バルブの構成によっては全閉位置）になるまで回転し、当接部３８は、ポジションスイッチ７６に係合し、一実施の形態ではストップタブ７８に係合する。このとき、電気ソレノイド６０が作動する。作動した電気ソレノイド６０は、ソレノイド復帰スプリング６２による偏倚に打ち勝って、レバーアーム５８の端部６８が電気ソレノイドから押し出されるまで、アーマチャを延ばす。レバーアーム５８が枢動（回動）すると、レバーアーム５８の他端部６６が切り欠きディスク１２の肩部３２を受け止めて、図１および図２に示すように切り欠きディスク１２を「コック」位置に保持する。切り欠きディスク１２がコック位置に保持される間、切り欠きディスク１２の回転中に引張スプリング５４へ加えられたエネルギーは保持される。
【００３０】
切り欠きディスク１２がコック位置に掛けられた後は、連結ディスク１４は、バルブが作動すると、時計方向および反時計方向の両方向にバルブステム２０とともに動く。連結ディスク１４が回転すると、切り欠きディスク１２上のピン４２が、チャネル５０内を前後に移動する。従って、連結ディスク１４は、セグメント状ディスク切り欠きディスク１２から独立して回転可能である。また、連結ディスク１４は、切り欠きディスク１２がロックアセンブリ１８によってコック位置に保持されるので、引張スプリング５４からの影響を受けることもない。その結果、コストが低く電力消費も少ない、小型電気アクチュエータを用いて、バルブ常用運転中にバルブ（と連結ディスク１４と）を駆動することができる。
【００３１】
バルブを駆動する電気アクチュエータ（および／または電気ソレノイド６０）への電力遮断時、ロックアセンブリ１８が切り欠きディスク１２を解放する。具体的には、電気ソレノイド６０のアーマチャ７０が後退する。そうなると、ソレノイド復帰スプリング６２がレバーアーム５８の端部６８を電気ソレノイド６０へ向けて引き、それに応答してレバーアーム５８が枢動し、レバーアーム５８の端部６６が、切り欠きディスク１２の肩部３２から解放される。ここで用いられるように、電力の遮断は、きわめて短い電力消失であっても、より相当な期間にわたる電力消失であってもよい。
【００３２】
切り欠きディスク１２がロックアセンブリ１８によって係合から解放されたときに、引張スプリング５４が収縮して、蓄積エネルギーを解放する。その結果、引張スプリング５４が、切り欠きディスク１２を反時計方向に回転させる。切り欠きディスク１２が回転すると、係合ピン４２が、連結ディスク１４内のチャネル５０を通って、チャネルの端壁５２に係合するまで移動する。その後、ピン４２と端壁５２との相互作用によって、切り欠きディスク１２は、連結ディスク１４を、引張スプリング５４の蓄積されたエネルギーがスプリングをそれらが収縮（すなわち、伸びていない）状態になるような反時計方向に駆動する。連結ディスク１４がバルブステム２０に固定されているので、対応して、バルブはフェイルセーフ位置（例えば、流体の通過が禁止または阻止される閉位置）へ駆動される。
【００３３】
電動バルブへの電力が復旧すると、電気アクチュエータは、再びフェイルセーフ機構１０を再び元の位置へ戻すことができる。具体的には、切り欠きディスク１２を先に述べたロック位置へ駆動する。その後、バルブは、引張スプリング５４からの抵抗を受けることなく作動可能になり、結果的に、より少ない電力でバルブを駆動できる、あるいは、同一電力でバルブをより速く駆動できる。このことから分かるように、フェイルセーフ機構１０により、バルブを、より低コストの、常用運転中は、より少ない電力しか必要としない、小型電気アクチュエータで運転することが可能になる。
【００３４】
本明細書中で引用する公報、特許出願および特許を含むすべての文献は、各文献を個々に、具体的に示し、引用して組み込むかのように、また、その全体を本明細書に記載するかのように、引用して組み込まれる。
【００３５】
本発明の説明に関連して（特に以下の請求項に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限らない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
【００３６】
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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