(57)【要約】  ロータリーバルブ本体に取り付けるよう構成されたアダプタープレートと、一または複数の遊星歯車サブアセンブリーを有し、各遊星歯車サブアセンブリーが太陽歯車、輪歯車および複数の遊星歯車を含んでなるトルク増倍器アセンブリーと、磁気結合した２セットの磁石を含む磁気アクチュエーターアセンブリーと、シャフトとを有するロータリーバルブアダプターアセンブリー。磁気アクチュエーターアセンブリーは、トルク増倍器アセンブリーと接続して協調動作して、磁気アクチュエーターアセンブリーの磁石が回転すると第１の遊星歯車サブアセンブリーの太陽歯車を回転させ、遊星歯車群を輪歯車に沿って移動させる。第１の遊星歯車サブアセンブリーの保持体が回転すると第２の遊星歯車サブアセンブリーの太陽歯車を回転させる。第２の遊星歯車サブアセンブリーの保持体が回転すると前記シャフトも回転することで、バルブを開閉させる。
2015502507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ロータリーバルブ本体に取り付けるよう構成されたアダプタープレートと、
（ｂ）一または複数の遊星歯車サブアセンブリーを有し、各遊星歯車サブアセンブリーが太陽歯車、輪歯車および複数の遊星歯車を含んでなる、トルク増倍器アセンブリーと、
（ｃ）磁気結合した２セットの磁石を含む磁気アクチュエーターアセンブリーと、
（ｄ）２つの端部を有するシャフトと
を有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、
前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、前記トルク増倍器アセンブリーと接続して協調動作して、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの前記磁石が回転すると第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させることで前記遊星歯車群を前記輪歯車に沿って移動させ、
各遊星歯車サブアセンブリーの前記遊星歯車群は、保持体の内側または外側に配置され、前記遊星歯車群が前記輪歯車に沿って移動すると前記保持体を回転させ、
前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させ、
前記シャフトの一方の端部が前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延びて、前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると前記シャフトも回転することで、バルブを開閉させる、ロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２】
上部エンクロージャーと、前記遊星歯車サブアセンブリーを含む下部エンクロージャーとをさらに有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、前記上部エンクロージャーが、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第１の部分を含むとともに駆動部ハウジングの内側に嵌合し、当該駆動部ハウジングは前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第２の部分を含むことを特徴とする請求項１のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３】
前記上部エンクロージャーは円板状底部を有し、前記駆動部ハウジングは、前記上部エンクロージャーの前記円板状底部の上部で回転する底部を有することを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項４】
前記駆動部ハウジングが上部を有し、当該駆動部ハウジングの上部に取り付けられた駆動部キャップをさらに有する請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項５】
前記駆動部ハウジングにアクチュエータースポークにより接続されたアクチュエーターホイールをさらに有し、当該アクチュエーターホイールが回動されると前記駆動部ハウジングが回転することを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項６】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、複数の内側磁石を含み前記上部エンクロージャー内に嵌合する従動部支持手段と、前記内側磁石と磁気的に結合される複数の外側磁石を含む駆動部支持手段とを有し、前記駆動部支持手段内の前記外側磁石が回転すると、前記従動部支持手段内の前記内側磁石も回転し、前記駆動部ハウジングが前記駆動部支持手段を囲繞していることを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項７】
前記上部エンクロージャーの一部が前記内側磁石と外側磁石の間に配置されていることを特徴とする請求項６のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項８】
２つの端部を有する第１の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記従動部支持手段の中に延び、その他方の端部が前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びていることを特徴とする請求項６のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項９】
２つの端部を有する第２の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延び、その他方の端部が前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びていることを特徴とする請求項８のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１０】
各遊星歯車サブアセンブリーの輪歯車は前記下部エンクロージャーの中に固定されて保持されていることを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１１】
前記シャフトの周りに環状シールをさらに有し、当該環状シールが前記上部エンクロージャーと前記下部エンクロージャーによって完全に密封されていることを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１２】
前記バルブ本体と前記アダプタープレートとの間にバルブ−アダプタープレートシールをさらに有する請求項１のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１３】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、モーターアクチュエーターアセンブリーを有することを特徴とする請求項２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１４】
前記モーターアクチュエーターアセンブリーが、クラッチと、モーター歯車と、モーター取付ブラケットと、モーター輪歯車と、モーターとを有し、当該モーターが前記モーター歯車を回動させると、前記モーター輪歯車と係合し、それを回転させることを特徴とする請求項１３のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１５】
前記モーター輪歯車は、外側磁石を含む駆動部ハウジングに取り付けられており、前記モーター輪歯車が回転すると、前記駆動部ハウジングも回転させることを特徴とする請求項１４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１６】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、放射状駆動部磁石支持手段により保持された複数の放射状駆動部磁石と、放射状従動部磁石支持手段により保持された複数の放射状従動部磁石とを有することを特徴とする請求項１のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１７】
前記放射状駆動部磁石支持手段内の前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石支持手段内の前記放射状従動部磁石が、上部エンクロージャーの内部に、当該上部エンクロージャーの一部がそれらの間にくるように、一列に配置され、前記放射状駆動部磁石が前記放射状従動部磁石と磁気的に結合していることを特徴とする請求項１６のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１８】
前記放射状駆動部磁石支持手段は前記上部エンクロージャーの上部に挿入され、前記放射状従動部磁石支持手段は、前記上部エンクロージャーの下部に挿入されていることを特徴とする請求項１７のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項１９】
前記上部エンクロージャーの上部に配置された放射状駆動部磁石キャップをさらに有し、当該放射状駆動部磁石キャップにアクチュエータースポークによりホイールアクチュエーターが取り付けられ、当該ホイールアクチュエーターが回動されると前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石が回転することを特徴とする請求項１７のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２０】
２つの端部を有する遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記放射状従動部磁石支持手段の中に延び、その他方の端部が第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びていることを特徴とする請求項１６のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２１】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、モーターアクチュエーターアセンブリーを有することを特徴とする請求項１６のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２２】
前記モーターアクチュエーターアセンブリーが、モーターと、クラッチと、モーターカプラーとを有し、前記モーターが前記モーターカプラーを回転させ、前記モーターカプラーが、放射状駆動部磁石キャップに取り付けられているので、前記モーターカプラーが回転すると、前記放射状駆動部磁石キャップを前記モーターと同じ速度で回転させ、前記放射状駆動部磁石キャップが上部エンクロージャーに取り付けられ、前記上部エンクロージャーが、前記放射状駆動部磁石および放射状従動部磁石を含んでいることを特徴とする請求項２１のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２３】
（ａ）ロータリーバルブ本体に取り付けるよう構成されたアダプタープレートと、
（ｂ）太陽歯車、輪歯車および複数の遊星歯車を有する遊星歯車サブアセンブリーを有するトルク増倍器アセンブリーと、
（ｃ）磁気結合した２セットの磁石を含む磁気アクチュエーターアセンブリーと、
（ｄ）２つの端部を有するシャフトと
を有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、
前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、前記トルク増倍器アセンブリーと接続して協調動作して、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの前記磁石が回転すると前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させることで前記遊星歯車群を前記輪歯車に沿って移動させ、
前記遊星歯車サブアセンブリーの前記遊星歯車群は、保持体の内側または外側に配置され、前記遊星歯車群が前記輪歯車に沿って移動すると前記保持体を回転させ、
前記シャフトの一方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延びて、前記遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると前記シャフトも回転することで、バルブを開閉させる、ロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２４】
上部エンクロージャーと、前記遊星歯車サブアセンブリーを含む下部エンクロージャーとをさらに有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、前記上部エンクロージャーが、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第１の部分を含むとともに駆動部ハウジングの内側に嵌合し、当該駆動部ハウジングは前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第２の部分を含むことを特徴とする請求項２３のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２５】
前記上部エンクロージャーは円板状底部を有し、前記駆動部ハウジングは、前記上部エンクロージャーの前記円板状底部の上部で回転する底部を有することを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２６】
前記駆動部ハウジングが上部を有し、当該駆動部ハウジングの上部に取り付けられた駆動部キャップをさらに有する請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２７】
前記駆動部ハウジングにアクチュエータースポークにより接続されたアクチュエーターホイールをさらに有し、当該アクチュエーターホイールが回動されると前記駆動部ハウジングが回転することを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２８】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、複数の内側磁石を含み前記上部エンクロージャー内に嵌合する従動部支持手段と、前記内側磁石と磁気的に結合される複数の外側磁石を含む駆動部支持手段とを有し、前記駆動部支持手段内の前記外側磁石が回転すると、前記従動部支持手段内の前記内側磁石も回転し、前記駆動部ハウジングが前記駆動部支持手段を囲繞していることを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項２９】
前記上部エンクロージャーの一部が前記内側磁石と外側磁石の間に配置されていることを特徴とする請求項２８のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３０】
２つの端部を有する第１の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記従動部支持手段の中に延び、その他方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びていることを特徴とする請求項２８のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３１】
前記遊星歯車サブアセンブリーの輪歯車は前記下部エンクロージャーの中に固定されて保持されていることを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３２】
前記シャフトの周りに環状シールをさらに有し、当該環状シールが前記上部エンクロージャーと前記下部エンクロージャーによって完全に密封されていることを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３３】
前記バルブ本体と前記アダプタープレートとの間にバルブ−アダプタープレートシールをさらに有する請求項２３のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３４】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、モーターアクチュエーターアセンブリーを有することを特徴とする請求項２４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３５】
前記モーターアクチュエーターアセンブリーが、クラッチと、モーター歯車と、モーター取付ブラケットと、モーター輪歯車と、モーターとを有し、当該モーターが前記モーター歯車を回動させると、前記モーター輪歯車と係合し、それを回転させることを特徴とする請求項３４のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３６】
前記モーター輪歯車は、外側磁石を含む駆動部ハウジングに取り付けられており、前記モーター輪歯車が回転すると、前記駆動部ハウジングも回転させることを特徴とする請求項３５のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３７】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、放射状駆動部磁石支持手段により保持された複数の放射状駆動部磁石と、放射状従動部磁石支持手段により保持された複数の放射状従動部磁石とを有することを特徴とする請求項２３のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３８】
前記放射状駆動部磁石支持手段内の前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石支持手段内の前記放射状従動部磁石が、上部エンクロージャーの内部に、当該上部エンクロージャーの一部がそれらの間にくるように、一列に配置され、前記放射状駆動部磁石が前記放射状従動部磁石と磁気的に結合していることを特徴とする請求項３７のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項３９】
前記放射状駆動部磁石支持手段は前記上部エンクロージャーの上部に挿入され、前記放射状従動部磁石支持手段は、前記上部エンクロージャーの下部に挿入されていることを特徴とする請求項３８のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項４０】
前記上部エンクロージャーの上部に配置された放射状駆動部磁石キャップをさらに有し、当該放射状駆動部磁石キャップにアクチュエータースポークによりホイールアクチュエーターが取り付けられ、当該ホイールアクチュエーターが回動されると前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石が回転することを特徴とする請求項３８のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項４１】
２つの端部を有する遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記放射状従動部磁石支持手段の中に延び、その他方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びていることを特徴とする請求項３７のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項４２】
前記磁気アクチュエーターアセンブリーが、モーターアクチュエーターアセンブリーを有することを特徴とする請求項３７のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【請求項４３】
前記モーターアクチュエーターアセンブリーが、モーターと、クラッチと、モーターカプラーとを有し、前記モーターが前記モーターカプラーを回転させ、前記モーターカプラーが、放射状駆動部磁石キャップに取り付けられているので、前記モーターカプラーが回転すると、前記放射状駆動部磁石キャップを前記モーターと同じ速度で回転させ、前記放射状駆動部磁石キャップが上部エンクロージャーに取り付けられ、前記上部エンクロージャーが、前記放射状駆動部磁石および放射状従動部磁石を含んでいることを特徴とする請求項４２のロータリーバルブアダプターアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、２０１１年１２月３日に出願された米国特許出願第１３／３１０，７３３号に対する優先権を主張する。この出願の内容は、これにより、本開示中に参照により引用されるものとする。
【０００２】
［発明の背景］
１．発明の分野
本発明は、一般に、バルブの分野に関し、より具体的には、遊星歯車装置を有するロータリーバルブアダプターアセンブリーに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
磁気的なインターロックの使用によりステムリークを軽減するバルブアクチュエーターに対する特許出願が多数出願されている。これらのアクチュエーターチャンバーは、すべてのバルブに、動的シールを、バルブのステムの周囲に存在するように、囲繞させているか、シールを完全に不要とするものかのいずれかである。この動的シールは、パッキンないしメカニカルシールとして知られている。アクチュエーターチャンバーの外部から内部へ力を伝達するために磁気的なインターロックを用いることで、メカニカルステムアクチュエーターによるチャンバー壁の貫通を回避している。チャンバー壁の貫通は、チャンバーにとってそのそもそもの目的――動的シールをステムの周囲に囲繞させシールからの漏えいを防ぐためという目的――を無にするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
提案されている各種の磁気的なアクチュエーターに付随する問題は、磁石によって伝達される力の量がバルブを確実に正しく機能させるという目的に適合していないということである。アクチュエーターがバルブを開閉するのに適した力を供給するよう設計されている場合には、磁石結合が大きいために機能しなくなってしまう。現代の希土類の磁石、たとえばネオジム−鉄−ボロン磁石やサマリウム−コバルト磁石などを使用する場合でも、適切な力をバルブステムに伝達することを可能にするのは依然として困難である。磁石により供給される力は、メカニカルステムアクチュエーターが供給可能な力のほんの一部分（通常２０％未満）にすぎない。そのため、高い流体圧力、ドライシール、流路中のゴミなど、大きな力が必要となる状況下では、バルブの操作者が、バルブを開閉させることができることの確信が持てなくなる。
【０００５】
より大きな磁気結合を作り出すことにより力を増加させるのではなく、本発明では、内部磁気結合により供給される力を取り込んでそれを歯車による減速を通じて（すなわち、減速歯車を使用して）多段階的に増加させるために１セットの遊星歯車装置を組み込んでいる。例えば、遊星歯車アセンブリーを使用することにより、内部磁気カートリッジにより供給される回転運動を３倍に減速させると同時に、内部磁気カートリッジにより供給される力を３倍に増加させる。このことは、１２：１比の遊星歯車アセンブリーを使用する（すなわち、内歯リング１回転ごとに外側磁気カートリッジが１２回転する）ことによりバルブステムに対して１２倍の力を得ることができるか、その代りに、磁気結合の必要な力を１２分の１に低減させることができることを意味する。必要な力を低減することで、磁気結合の大きさまたは量を相応分減少させることにつながる。このような大きさの低減は、磁気結合がアクチュエーターの最も高価な部品であり、その大きさが一般にそのコストに比例するものであるため、望ましい。
【０００６】
遊星歯車アセンブリーを組み込むことによって、本発明は、最も厳しい条件で使用することができる磁気駆動バルブアクチュエーターを提供するものである。磁気駆動は、軽量装置用途のみに適合するものではもはやない。むしろ、動的シールが施されたステムを有するバルブのステムと同等のステムに対する回転力を供給する堅牢な代替品である。この革新は、化学プラントや精製機や塗料工場や製紙工場などのバルブがプラント自体の中心的な装備である現場において最も必要とされている。
【０００７】
磁気結合の力を増加させることおよび／または磁気結合の大きさを低減させることに加え、本発明には、バルブボンネットからの流体の漏れを完全に封じ込めるという利点がある。本発明は、ステムリークが外部環境汚染の脅威や近隣で作業する人員への安全性の脅威をもたらすような有害な流体または化学用途に用いられるバルブに結合されることが意図されている。もっとも低くみつもっても、ステムパッキンからの漏洩は、製品の損失を結果としてもたらすので、高くつく可能性がある。逸散排出は、米国内だけで、年に１２５０００メートルトン以上になる。この量のうち、バルブステムからの逸散排出の割合は、６０％から８５％の間と見積もられている。［参考文献１，２］
【０００８】
漏洩するバルブステムによる環境にもたらされる脅威は、漏洩する製品が逸散排出である、すなわち、漏洩ないしこぼれた製品が環境から回収できないものである場合、特に深刻である。逸散排出の例としては、パイプラインや精製装置のバルブから漏洩するメタンがあげられるが、この場合、メタンは、すぐに大気中に放出され、再捕獲することができない。他の例としては、海底油田掘削装置のバルブからの原油の漏洩があり、原油は海流に流されて取り戻すことはできない。
【０００９】
安全性の要求は年々厳しくなっている。有害な化学物質の近くで仕事をしなければならない人員―石油化学プラントの作業員など―は、漏洩するバルブステムから、特に、往復動するステムがバルブ本体から引っ込むときにバルブ内部の有害物質がステムを介して外部環境に送出されるような往復動するステムから、害を被りやすい。例えば、バルブが塩素を扱うものである場合、漏洩するステムが外部環境に塩素を送出し、塩素は空気中の水分と反応すると塩酸になる。この酸は、ステムを腐食するので、時が経つにつれステムを封止するのがますます困難となる。
【００１０】
上述の例は、漏洩しないバルブのニーズを例示するものである。本発明の磁気アクチュエーターは、以下により詳しく説明するが、ステム付ロータリーバルブの動的（ステム）シールを安全に囲繞することによって、このニーズに対応することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［発明の簡単な概要］
本発明は、ロータリーバルブ本体に取り付けるよう構成されたアダプタープレートと、一または複数の遊星歯車サブアセンブリーを有し、各遊星歯車サブアセンブリーが太陽歯車、輪歯車および複数の遊星歯車を含んでなる、トルク増倍器アセンブリーと、磁気結合した２セットの磁石を含む磁気アクチュエーターアセンブリーと、２つの端部を有するシャフトとを有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、前記トルク増倍器アセンブリーと接続して協調動作して、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの前記磁石が回転すると第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させることで前記遊星歯車群を前記輪歯車に沿って移動させ、各遊星歯車サブアセンブリーの前記遊星歯車群は、保持体の内側または外側に配置され、前記遊星歯車群が前記輪歯車に沿って移動すると前記保持体を回転させ、前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させ、前記シャフトの一方の端部が前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延びて、前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると前記シャフトも回転することで、バルブを開閉させる、ロータリーバルブアダプターアセンブリーである。
【００１２】
好ましい実施形態において、本発明は、上部エンクロージャーと、前記遊星歯車サブアセンブリーを含む下部エンクロージャーとをさらに有し、前記上部エンクロージャーが、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第１の部分を含むとともに駆動部ハウジングの内側に嵌合し、当該駆動部ハウジングは前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第２の部分を含む。好ましくは、前記上部エンクロージャーは円板状底部を有し、前記駆動部ハウジングは、前記上部エンクロージャーの前記円板状底部の上部で回転する底部を有する。前記駆動部ハウジングは、好ましくは、上部を有し、本発明は、当該駆動部ハウジングの上部に取り付けられた駆動部キャップをさらに有する。
【００１３】
好ましい実施形態において、本発明は、前記駆動部ハウジングにアクチュエータースポークにより接続されたアクチュエーターホイールをさらに有し、当該アクチュエーターホイールが回動されると前記駆動部ハウジングが回転する。好ましくは、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、複数の内側磁石を含み前記上部エンクロージャー内に嵌合する従動部支持手段と、前記内側磁石と磁気的に結合される複数の外側磁石を含む駆動部支持手段とを有し、前記駆動部支持手段内の前記外側磁石が回転すると、前記従動部支持手段内の前記内側磁石も回転し、前記駆動部ハウジングが前記駆動部支持手段を囲繞している。前記上部エンクロージャーの一部は、好ましくは、前記内側磁石と外側磁石の間に配置されている。
【００１４】
好ましい実施形態において、本発明は、２つの端部を有する第１の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記従動部支持手段の中に延び、その他方の端部が前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びている。好ましくは、本発明は、２つの端部を有する第２の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延び、その他方の端部が前記第２の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びている。各遊星歯車サブアセンブリーの輪歯車は、好ましくは、前記下部エンクロージャーの中に固定されて保持されている。
【００１５】
好ましい実施形態において、本発明は、前記シャフトの周りに環状シールをさらに有し、当該環状シールが前記上部エンクロージャーと前記下部エンクロージャーによって完全に密封されている。好ましくは、本発明は、前記バルブ本体と前記アダプタープレートとの間にバルブ−アダプタープレートシールをさらに有する。前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、好ましくは、モーターアクチュエーターアセンブリーを有する。
【００１６】
好ましい実施形態において、前記モーターアクチュエーターアセンブリーは、クラッチと、モーター歯車と、モーター取付ブラケットと、モーター輪歯車と、モーターとを有し、当該モーターが前記モーター歯車を回動させると、前記モーター輪歯車と係合し、それを回転させる。好ましくは、前記モーター輪歯車は、外側磁石を含む駆動部ハウジングに取り付けられており、前記モーター輪歯車が回転すると、前記駆動部ハウジングも回転させる。
【００１７】
好ましい実施形態において、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、放射状駆動部磁石支持手段により保持された複数の放射状駆動部磁石と、放射状従動部磁石支持手段により保持された複数の放射状従動部磁石とを有する。好ましくは、前記放射状駆動部磁石支持手段内の前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石支持手段内の前記放射状従動部磁石が、上部エンクロージャーの内部に、当該上部エンクロージャーの一部がそれらの間にくるように、一列に配置され、前記放射状駆動部磁石が前記放射状従動部磁石と磁気的に結合している。前記放射状駆動部磁石支持手段は、好ましくは、前記上部エンクロージャーの上部に挿入され、前記放射状従動部磁石支持手段は、前記上部エンクロージャーの下部に挿入されている。
【００１８】
好ましい実施形態において、本発明は、前記上部エンクロージャーの上部に配置された放射状駆動部磁石キャップをさらに有し、当該放射状駆動部磁石キャップにアクチュエータースポークによりホイールアクチュエーターが取り付けられ、当該ホイールアクチュエーターが回動されると前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石が回転する。好ましくは、本発明は、２つの端部を有する遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記放射状従動部磁石支持手段の中に延び、その他方の端部が第１の遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びている。前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、好ましくは、モーターアクチュエーターアセンブリーを有する。
【００１９】
好ましい実施形態において、前記モーターアクチュエーターアセンブリーは、モーターと、クラッチと、モーターカプラーとを有し、前記モーターが前記モーターカプラーを回転させ、前記モーターカプラーが、放射状駆動部磁石キャップに取り付けられているので、前記モーターカプラーが回転すると、前記放射状駆動部磁石キャップを前記モーターと同じ速度で回転させ、前記放射状駆動部磁石キャップが上部エンクロージャーに取り付けられ、前記上部エンクロージャーが、前記放射状駆動部磁石および放射状従動部磁石を含んでいる。
【００２０】
好ましい実施形態において、本発明は、ロータリーバルブ本体に取り付けるよう構成されたアダプタープレートと、太陽歯車、輪歯車および複数の遊星歯車を有する遊星歯車サブアセンブリーを有するトルク増倍器アセンブリーと、磁気結合した２セットの磁石を含む磁気アクチュエーターアセンブリーと、２つの端部を有するシャフトとを有するロータリーバルブアダプターアセンブリーであって、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、前記トルク増倍器アセンブリーと接続して協調動作して、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの前記磁石が回転すると前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車を回転させることで前記遊星歯車群を前記輪歯車に沿って移動させ、前記遊星歯車サブアセンブリーの前記遊星歯車群は、保持体の内側または外側に配置され、前記遊星歯車群が前記輪歯車に沿って移動すると前記保持体を回転させ、前記シャフトの一方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体の中に延びて、前記遊星歯車サブアセンブリーの前記保持体が回転すると前記シャフトも回転することで、バルブを開閉させる、ロータリーバルブアダプターアセンブリーである。
【００２１】
好ましい実施形態において、本発明は、上部エンクロージャーと、前記遊星歯車サブアセンブリーを含む下部エンクロージャーとをさらに有し、前記上部エンクロージャーは、前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第１の部分を含むとともに駆動部ハウジングの内側に嵌合し、当該駆動部ハウジングは前記磁気アクチュエーターアセンブリーの第２の部分を含む。好ましくは、前記上部エンクロージャーは円板状底部を有し、前記駆動部ハウジングは、前記上部エンクロージャーの前記円板状底部の上部で回転する底部を有する。前記駆動部ハウジングは、好ましくは、上部を有し、本発明は、当該駆動部ハウジングの上部に取り付けられた駆動部キャップをさらに有する。
【００２２】
好ましい実施形態において、本発明は、前記駆動部ハウジングにアクチュエータースポークにより接続されたアクチュエーターホイールをさらに有し、当該アクチュエーターホイールが回動されると前記駆動部ハウジングが回転する。好ましくは、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、複数の内側磁石を含み前記上部エンクロージャー内に嵌合する従動部支持手段と、前記内側磁石と磁気的に結合される複数の外側磁石を含む駆動部支持手段とを有し、前記駆動部支持手段内の前記外側磁石が回転すると、前記従動部支持手段内の前記内側磁石も回転し、前記駆動部ハウジングが前記駆動部支持手段を囲繞している。前記上部エンクロージャーの一部は、好ましくは、前記内側磁石と外側磁石の間に配置されている。
【００２３】
好ましい実施形態において、本発明は、２つの端部を有する第１の遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記従動部支持手段の中に延び、その他方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びている。好ましくは、前記遊星歯車サブアセンブリーの輪歯車は、前記下部エンクロージャーの中に固定されて保持されている。
【００２４】
好ましい実施形態において、本発明は、前記シャフトの周りに環状シールをさらに有し、当該環状シールが前記上部エンクロージャーと前記下部エンクロージャーによって完全に密封されている。好ましくは、本発明は、前記バルブ本体と前記アダプタープレートとの間にバルブ−アダプタープレートシールをさらに有する。前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、好ましくは、モーターアクチュエーターアセンブリーを有する。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記モーターアクチュエーターアセンブリーは、クラッチと、モーター歯車と、モーター取付ブラケットと、モーター輪歯車と、モーターとを有し、当該モーターが前記モーター歯車を回動させると、前記モーター輪歯車と係合し、それを回転させる。好ましくは、前記モーター輪歯車は、外側磁石を含む駆動部ハウジングに取り付けられており、前記モーター輪歯車が回転すると、前記駆動部ハウジングも回転させる。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、放射状駆動部磁石支持手段により保持された複数の放射状駆動部磁石と、放射状従動部磁石支持手段により保持された複数の放射状従動部磁石とを有する。好ましくは、前記放射状駆動部磁石支持手段内の前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石支持手段内の前記放射状従動部磁石は、上部エンクロージャーの内部に、当該上部エンクロージャーの一部がそれらの間にくるように、一列に配置され、前記放射状駆動部磁石が前記放射状従動部磁石と磁気的に結合している。前記放射状駆動部磁石支持手段は、好ましくは、前記上部エンクロージャーの上部に挿入され、前記放射状従動部磁石支持手段は、好ましくは、前記上部エンクロージャーの下部に挿入されている。
【００２７】
好ましい実施形態において、本発明は、前記上部エンクロージャーの上部に配置された放射状駆動部磁石キャップをさらに有し、当該放射状駆動部磁石キャップにアクチュエータースポークによりホイールアクチュエーターが取り付けられ、当該ホイールアクチュエーターが回動されると前記放射状駆動部磁石および前記放射状従動部磁石が回転する。好ましくは、本発明は、２つの端部を有する遊星アダプターをさらに有し、その一方の端部が前記放射状従動部磁石支持手段の中に延び、その他方の端部が前記遊星歯車サブアセンブリーの前記太陽歯車の中に延びている。前記磁気アクチュエーターアセンブリーは、好ましくは、モーターアクチュエーターアセンブリーを有する。
【００２８】
好ましい実施形態において、前記モーターアクチュエーターアセンブリーは、モーターと、クラッチと、モーターカプラーとを有し、前記モーターが前記モーターカプラーを回転させ、前記モーターカプラーが、放射状駆動部磁石キャップに取り付けられているので、前記モーターカプラーが回転すると、前記放射状駆動部磁石キャップを前記モーターと同じ速度で回転させ、前記放射状駆動部磁石キャップが上部エンクロージャーに取り付けられ、前記上部エンクロージャーが、前記放射状駆動部磁石および放射状従動部磁石を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】完全に組み立てた状態で示す本発明の斜視図である。
【図２】完全に組み立てた状態で示す本発明の側面図である。
【図３】本発明の分解図である。
【図４】本発明のアダプタープレートアセンブリーの断面図である。
【図５】本発明のアダプタープレートアセンブリーの分解図である。
【図６】本発明のアクチュエーターアセンブリーの分解図である。
【図７】本発明のアクチュエーターアセンブリーの断面図である。
【図８】本発明のトルク増倍器アセンブリーの分解図である。
【図９】本発明のトルク増倍器アセンブリーの遊星歯車サブアセンブリーの分解図である。
【図１０】本発明のトルク増倍器アセンブリーの遊星歯車サブアセンブリーの断面図である。
【図１１】本発明のトルク増倍器アセンブリーの２つの遊星歯車サブアセンブリーおよび遊星アダプターの詳細斜視図である。
【図１２】本発明の内側磁石、従動部支持手段、遊星アダプター、遊星歯車サブアセンブリー、シャフトおよびボールの斜視図である。
【図１３】本発明のアクチュエーターアセンブリーおよびトルク増倍器アセンブリーの断面図である。
【図１４】完全に組み立てた状態で示す本発明のトリミングした断面図である。
【図１５】本発明の上部エンクロージャー、下部エンクロージャー、Ｏリング、バルブ本体、環状シール、バルブ−アダプタープレートシール、シャフトおよびアダプタープレートの詳細斜視図である。
【図１６】確動係止部を有するシャフトと確動係止部を有するアダプタープレートの斜視図である。
【図１７】バルブが開位置にあるときの、確動係止部を有するシャフトおよび確動係止部を有するアダプタープレートの詳細斜視図である。
【図１８】バルブが閉位置にあるときの、確動係止部を有するシャフトおよび確動係止部を有するアダプタープレートの詳細斜視図である。
【図１９】モーターアクチュエーターアセンブリーとともに示す本発明の斜視図である。
【図２０】本発明のモーターアクチュエーターアセンブリーの分解図である。
【図２１】本発明のモーターアクチュエーターアセンブリーの断面図である。
【図２２】バタフライバルブに取り付けて示す本発明の斜視図である。
【図２３】プラグバルブに取り付けて示す本発明の破断斜視図である。
【図２４】放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の斜視図である。
【図２５】放射状磁石アクチュエーションシステムの破断斜視図である。
【図２６】放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の分解図である。
【図２７】放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の断面図である。
【図２８】放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す、バタフライバルブ上の、本発明の斜視図である。
【図２９】放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す、プラグバルブ上の、本発明の斜視図である。
【図３０】放射状磁石アクチュエーションシステムおよびモーターアクチュエーターアセンブリーとともに示す、本発明の斜視図である。
【図３１】放射状磁石アクチュエーションシステムおよびモーターアクチュエーターアセンブリーとともに示す、本発明の分解図である。
【符号の説明】
【００３０】
［符号］
１      バルブ本体
２      左フランジ
３      右フランジ
４      トラニオンカバー
５      ボール
６      シャフト
６ａ    シャフト凹部
６ｂ    シャフト駆動部
７      トラニオン
８      アダプタープレート
８ａ    （アダプタープレートの）切抜穴
８ｂ    （アダプタープレートの切抜穴に入る）突出部
９      下部エンクロージャー
９ａ    （下部エンクロージャーの）畝部
１０    上部エンクロージャー
１０ａ  （上部エンクロージャーの）円板状底部
１１    駆動部ハウジング
１１ａ  （駆動部ハウジングの）底部
１２    駆動部支持手段
１３    駆動部キャップ
１４    外側磁石
１５    従動部支持手段
１５ａ  （従動部支持手段の）ソケット
１６    内側磁石
１７    保持体
１７ａ  （保持体の）ソケット
１７ｂ  （保持体の）孔
１８    遊星プレート
１８ａ  （遊星プレートの）孔
１８ｂ  （遊星プレートの）中央孔
１９    遊星アダプター
２０    遊星歯車
２０ａ  （遊星歯車の）軸
２１    太陽歯車
２２    輪歯車
２２ａ  （輪歯車の）雌ねじ
２２ｂ  （輪歯車の）溝
２３    台座
２４    ラバースプリングガスケット
２５    環状シール
２６    バルブ−アダプタープレートシール
２７    アクチュエータースポーク
２８    アクチュエーターホイール
２９    クラッチ
３０    モーター歯車
３１    モーター取付ブラケット
３２    モーター輪歯車
３３    モーター
３３ａ  （モーター３３に対応する）モーター駆動軸
３４    ボルト
３５    六角ナット
３７    Ｏリング
３９    駆動部キャップ
４０    スタッド
４１    アダプタープレートアセンブリー
４２    トルク増倍器アセンブリー
４３    円筒磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー
４４    遊星歯車サブアセンブリー
４５    バタフライバルブアセンブリー
４６    プラグバルブアセンブリー
４７    円筒磁石モーターアクチュエーターアセンブリー
４８    放射状磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー
４９    放射状駆動部磁石
５０    放射状従動部磁石
５１    上部エンクロージャー（放射状磁石を有する代替実施形態）
５２    バタフライバルブ本体
５３    バタフライディスク
５４    バタフライバルブカバー
５５    プラグバルブ本体
５６    プラグ
５７    プラグバルブカバー
５８    放射状駆動部磁石支持手段
５９    放射状駆動部磁石キャップ
６０    放射状従動部磁石支持手段
６１    放射状磁石モーターアクチュエーターアセンブリー
６２    モーター（放射状磁石を有する代替実施形態）
６２ａ  （モーター６２に対応する）モーター駆動軸
６３    モーターエンクロージャー
６４    上部エンクロージャー（モーターアクチュエーターを有する放射状磁石用の代替実施形態）
６５    モーター連結器
６６    止めねじ
６７    クラッチ（モーターアクチュエーターを有する放射状磁石用の代替実施形態）
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［発明の詳細な説明］
図１は、完全に組み立てた状態で示す本発明の斜視図である。この図は、バルブ本体１と、左フランジ２と、右フランジ３と、トラニオンカバー４を示す。左右のフランジ２，３は、バルブ本体１にボルト止めされていて、バルブを図示せぬ配管に接続させることを可能にしている。トラニオンカバー４は、図示せぬトラニオン７を収容している。本発明は、アダプタープレート８を含み、アダプタープレート８は、下部エンクロージャー９にボルト止めされており、バルブ本体１にもボルト止めされている（図２参照）。なお、アダプタープレート８は、下部エンクロージャー９と、別部品ではなく、一体とされ（すなわち同一部品とされ）ていてもよい。以下の図面に示すように、下部エンクロージャー９は、遊星歯車サブアセンブリー４４を含んでいる。
【００３２】
下部エンクロージャー９の方は、上部エンクロージャー１０にボルト止めされていて、上部エンクロージャー１０は図示せぬ円筒磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー４３の一部を含む。代替実施形態において、下部および上部エンクロージャー９，１０は、単一の部品である。上部エンクロージャー１０は駆動部ハウジング１１の内側に嵌合しており（図６および図１４参照）、駆動部ハウジング１１の底部１１ａは、上部エンクロージャー１０の円板状底部１０ａの上部で回転する。駆動部キャップ１３は、駆動部ハウジング１１の上部に取り付けられ、埃塵やごみが図示せぬ外側磁石１４に接触しないように駆動部ハウジング１１の上部を封止している。
【００３３】
図１に示す実施形態において、バルブは、アクチュエーターホイール２８により作動される。アクチュエータースポーク２７がアクチュエーターホイール２８を駆動部ハウジング１１に接続している。さまざまなボルト３４、六角ナット３５およびスタッド４０も図１に示されているが、それらのすべてがさまざまな部品を接続する機能を有する。
【００３４】
図２は、完全に組み立てた状態で示す本発明の側面図である。この図には、本発明の主な３つのアセンブリーとして、アダプタープレートアセンブリー４１、トルク増倍器アセンブリー４２および円筒磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー４３が示されている。これらのさまざまなアセンブリーについては、分解して、以下の図面と関連付けて説明する。
【００３５】
図３は、本発明の分解図である。この図には、アダプタープレートアセンブリー４１、トルク増倍器アセンブリー４２および円筒磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー４３が示されている。この図に示されているように、これらの３つのアセンブリーは、本発明を完全に組み立てた状態で、一体にボルト止めされている。
【００３６】
図４は、本発明のアダプタープレートアセンブリーの断面図である。この図には、バルブ本体１、左フランジ２、右フランジ３およびトラニオンカバー４が示されている。同図には、さらに、ボール５、シャフト６、トラニオン７およびアダプタープレート８も示されている。この図では、以下に説明するように、ボールバルブ５を備えるものを示しているが、本発明は、あらゆる種類のロータリーバルブで動作するよう設計されている。シャフト６の一端はボール５の中に延びており、ボールを回転させる。好ましい実施形態において、ボール５はトラニオン７を中心に回転し、トラニオン７はトラニオンカバー４内で固定されている。代替的に、ボール４およびトラニオン７はトラニオンカバー４内でともに回転するものとすることもできる。
【００３７】
ボール台座２３は、ボール５の両側に配置されている。ボール台座２３の目的は、ボール５と左右のフランジ２，３の間を流体が漏れないよう封止（シール）することである。ラバースプリングガスケット２４は、各台座２３を囲繞し、フランジ２，３と台座２３の間の封止手段を提供している。ラバースプリングガスケット２４は、台座２３とボール５の間に正圧を与えるものでもある。環状シール２５は、シャフト６を囲繞し、バルブ本体１とアダプタープレート８の間に配置されている。環状シール２５の目的は、流体がバルブ本体１を出て図示せぬトルク増倍器アセンブリー４２に接触することのないようにすることである。また、環状シール２５は、バルブ本体１内の流体と上部および下部エンクロージャー９，１０内の流体の間の圧力を均等化するよう作用する。バルブ−アダプタープレートシール２６は、バルブ本体１とアダプタープレート８の間にガスケット（静的シール）を提供するものである。Ｏリング３７は、アダプタープレート８内の凹部の内側に配置され、アダプタープレート８と下部エンクロージャー９の間にガスケット（静的シール）として機能するものである。ボルト３４、六角ナット３５およびスタッド４０は、さまざまな部品を一体に固定する役割を果たすものである。
【００３８】
図５は、本発明のアダプタープレートアセンブリーの分解図である。この図には、図４と同じ部品、すなわち、左フランジ２、右フランジ３、トラニオンカバー５、ボール５、シャフト６およびトラニオン７が示されている。同図には、さらに、ボール５の両側に配置された台座２３と、ラバースプリングガスケット２４と、環状シール２５と、バルブ−アダプタープレートシール２６も示されている。ボルト３４、六角ナット３５およびスタッド４０が、さまざまな部品を一体に固定する役割を果たしている。
【００３９】
図６は、本発明の磁気アクチュエーターアセンブリーの分解図である。この図には、上部エンクロージャー１０、駆動部ハウジング１１および駆動部キャップ１３が示されている。図には、さらに、複数の内側磁石１６を保持する従動部支持手段１５も示されている。従動部支持手段１５は（内側磁石１６とともに）、上部エンクロージャー１０内に嵌合し、上部エンクロージャー１０は、駆動部ハウジング１１内に嵌合している。また、この図には、アクチュエーターホイール２８に接続されたアクチュエータースポーク２７も示されている。本発明は、完全に組み立てられた状態で、アクチュエータースポーク２７が駆動部ハウジング１１内にボルト止めされており、アクチュエーターホイール２８が回動されると、駆動部ハウジング１１も回転するようになっている。次の図に示されているように、駆動部ハウジング１１内には、外側磁石１４が収容されて従動部支持手段１５内の内側磁石１６と磁気結合させてある。上部エンクロージャー１０は、内側および外側磁石１６，１４の間の物理的障壁として作用するものであるが、これらの磁気結合を妨げるものではない。
【００４０】
したがって、駆動部ハウジング１１がアクチュエーターホイール２８により回転させられると、駆動部ハウジング１１内の外側磁石１４と従動部支持手段１５内の内側磁石１６との間の磁気結合により、従動部支持手段１５が駆動部ハウジング１１と同じ速度で回転する。上部エンクロージャー１０は、下部エンクロージャー９にボルト止めされている。
【００４１】
図７は、本発明の磁気アクチュエーターアセンブリーの断面図である。この図には、上部エンクロージャー１０、駆動部ハウジング１１および駆動部支持手段１２が示されている。駆動部ハウジング１１には、外側磁石１４および駆動部支持手段１２が入っている。図７には、外側磁石１４、従動部支持手段１５および内側磁石１６も示されている。この図には、どのように、内側磁石１６が従動部支持手段１５内に配列され、外側磁石１４が駆動部支持手段１２内に配列されているかが示されている。また、どのように上部エンクロージャー１０が内側１６および外側１４の磁石間に物理的な障壁として作用し、どのように駆動部ハウジング１１が駆動部支持手段１２および外側磁石１４を収容しているかも図示されている。
【００４２】
図８は、本発明のトルク増倍器アセンブリーの分解図である。トルク増倍器アセンブリー４２は、下部エンクロージャー９を含み、この下部エンクロージャー９は遊星歯車サブアセンブリー４４を収容している。Ｏリング３７が下部エンクロージャー９の上部にある凹部に配置されていて、下部および上部のエンクロージャー９，１０の間にガスケットを提供している。この図には、２つの遊星歯車サブアセンブリー４４が示されているが、本発明は遊星歯車サブアセンブリーの数に特に限定されない。実際、発明者は、好ましい実施形態としては、遊星歯車サブアセンブリーは１〜１０の任意の数を含むものとすることができると考えている。含まれる遊星歯車サブアセンブリーの数は、特定のバルブの適用例に対するトルクとスペースの要求により変動する。
【００４３】
遊星アダプター１９は、遊星歯車サブアセンブリー４４の中央に挿入されている。図８に示すように、遊星歯車サブアセンブリー毎に、遊星アダプター１９が備わっている。遊星アダプター１９の機能は、その詳細を図１１と関連付けて後述する。
【００４４】
図９は、本発明のトルク増倍器アセンブリーの遊星歯車サブアセンブリーの分解図である。この図に示されているように、各遊星歯車サブアセンブリー４４は、太陽歯車２１と、輪歯車２２と、３つの遊星歯車２０とからなる。好ましい実施形態においては、３つの遊星歯車がある（これが最も効率的な構成を示すからである）が、本発明は遊星歯車の数には、特に限定されない。輪歯車２２は、雌ねじ２２ａと、輪歯車の外側に設けられた一または複数の溝２２ｂとを含む。遊星歯車２０は保持体１７に嵌合（すなわちその内部または外面上に配置）されており、保持体１７は遊星プレート１８にボルト止めされている。各遊星歯車２０の軸２０ａが、遊星プレート１８の孔１８ａおよび保持体１７の孔１７ｂ（図中、３つの孔１７ｂのうち一つだけ示されている）に嵌合していることに留意されたい。
【００４５】
図１０は、本発明のトルク増倍器アセンブリーの遊星歯車サブアセンブリーの断面図である。この図には、完全に組み立てられた一つの遊星歯車サブアセンブリー４４が示されている。この図に示すように、太陽歯車２１が遊星歯車サブアセンブリーの中央に配置されており、３つの遊星歯車２０が太陽歯車２１の周りに配置され噛合し、太陽歯車２１が回転すると遊星歯車２０も回転するようになっている。遊星歯車２０が回転すると、輪歯車２２の内側「に沿って移動（walk）」し、それにより保持体１７を回転させる（図９参照、遊星歯車２０がどのように保持体１７に嵌合しているかが図示されている）。輪歯車２２の外側にある溝２２ｂは、下部エンクロージャー９の畝部９ａに対応し（図８参照）、輪歯車２２が下部エンクロージャー９の中で位置決め保持（すなわち、固定）されている。
【００４６】
図１１は、本発明のトルク増倍器アセンブリーの２つの遊星歯車サブアセンブリーおよび遊星アダプターの詳細斜視図である。上記のように、図示されている実施形態においては、トルク増倍器アセンブリー（図８参照）は、２つの遊星歯車サブアセンブリー４４と２つの遊星アダプター１９とを含んでいる。もっとも、本発明は、遊星歯車サブアセンブリーの数に特に限定はない。図１１に示されているように、各遊星歯車サブアセンブリー４４は、太陽歯車２１と、輪歯車２２と、３つの遊星歯車２０とを含む（図９および図１０も参照）。輪歯車２２は、輪歯車を下部エンクロージャー９に嵌合させる溝２２ｂを含む（図８参照）。これらの溝２２ｂは、下部エンクロージャー９の畝部９ａに対応する。このように、輪歯車２２は、下部エンクロージャー９の内側で保持され固定されている。
【００４７】
ボルト３４は、保持体１７を各遊星歯車サブアセンブリー４４の遊星プレート１８に固定している。遊星アダプター１９の一方の端部は、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７のソケット１７ａに嵌合して、遊星アダプター１９が保持体１７とともに回転するようになっている。遊星アダプター１９の他方の端部は、第２遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１の中央に挿入されている。遊星アダプター１９の両端部は、好ましくは、太陽歯車２１が遊星アダプター１９上で回転するのではなくそれと一緒に回転するように、六角形状となっている。したがって、第２（図１１，下部）遊星歯車サブアセンブリー２０上の太陽歯車２１は、遊星アダプター１９と同じ速度で回転し、この遊星アダプター１９は、第１遊星歯車サブアセンブリー２０の保持体１７と同じ速度で回転する。遊星プレート１８の中央にある孔１８ｂは、六角形状ではなく、円形であるので、遊星プレート１８は遊星アダプター１９を中心に回転可能である。
【００４８】
図１２は、本発明の内側磁石、従動部支持手段、遊星アダプター、遊星歯車サブアセンブリー、シャフトおよびボールの斜視図である。この図に示されているように、内側磁石１６を収容する従動部支持手段１５と、第１遊星歯車サブアセンブリー４４との間に配置された遊星アダプター１９がある。この遊星アダプター１９の一方の端部が従動部支持手段１５のソケット１５ａ（図１３参照）の中に嵌合し、遊星アダプター１９が従動部支持手段１５とともに回転するようになっている。遊星アダプター１９の第２の端部は、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の図示せぬ太陽歯車２１の中央に挿入され、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１を従動部支持手段１５と同じ速度で回転させる。
【００４９】
シャフト６の一方の端部は、第２（図１２の下部）遊星歯車サブアセンブリー４４上の図示せぬ保持体１７の中に挿入され、シャフトが保持体１７と同じ速度で回転するようになっている。シャフト６の他方の端部は、ボール５の中に挿入されていることで、ボール５に物理的に最も近接した（最も近い）遊星歯車サブアセンブリー４４（すなわち、トルク増倍器アセンブリー４２の一連の遊星歯車サブアセンブリーにおける最後の遊星歯車サブアセンブリー４４）の保持体１７とともにボールを回転させる。
【００５０】
外側および内側の磁石１４，１６の間の磁気的なインターロックのおかげで、従動部支持手段１５および内側磁石１６は駆動部ハウジング１１、駆動部支持手段１２、駆動部キャップ１３および外側磁石１４と同じ速度で回転し、これらはみな、ホイールアクチュエーター２８と同じ速度で回転する。第１遊星アダプター１９は、従動部支持手段１５と同じ速度で回転する。すると、遊星アダプター１９が、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１を遊星アダプター１９と同じ速度で回転させる。上記のように、太陽歯車２１の回転は、遊星歯車２０を、輪歯車２２の内側を中心に回転させる。遊星歯車２０は、太陽歯車２１が回転する速度より遅い速度で、太陽歯車２１の周りを回転する。この減速は、太陽歯車２１の大きさと輪歯車２２の大きさとの比に基づく（換言すれば、遊星歯車２０が太陽歯車２１と輪歯車２２の間の距離を埋める寸法なので、太陽歯車２１に対する遊星歯車２０の大きさに基づく）。トルクは、太陽歯車２１と遊星歯車２０の間のエネルギーの移動とともに増加する。
【００５１】
輪歯車２２は回転しないが、保持体１７は、遊星歯車２０が太陽歯車２１の周りを回転する速度と同じ速度で回転する。したがって、保持体１７は、太陽歯車２１の速度よりも遅い速度で回転する。第１遊星歯車サブアセンブリー４４および第２遊星歯車サブアセンブリー４４の間の遊星アダプター１９は、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７と同じ速度で回転し、第２遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１を同じ速度で回転させる。（第２遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１は、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の遊星歯車２０により減速されるので、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１よりも回転速度が遅い。このことは、トルク増倍器アセンブリー４２の各遊星歯車サブアセンブリーについて同様に当てはまる。）今度は、第２遊星歯車サブアセンブリー４４の遊星歯車２０が第２遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７を、２つの遊星歯車サブアセンブリー４４の間の遊星アダプター１９の速度よりも遅い（かつ、第１遊星歯車サブアセンブリーの保持体１７の速度よりも遅い）速度で回転させる。
【００５２】
上述のように、太陽歯車２１から第２遊星歯車サブアセンブリー４４の遊星歯車２０へのエネルギーの移動に伴いトルクは上昇する。好ましい実施形態において、各遊星歯車サブアセンブリーに対するトルク増倍比は、だいたい３．５：１である。２つの遊星歯車サブアセンブリーでは、ホイールアクチュエーター２８からボール５へのトルク増倍比は、１２．２５（すなわち３．５×３．５）である。減速はトルク増加に等しい。たとえば、トルク増加が１２．２５であれば、減速も１２．２５である。
【００５３】
図１３は、本発明のアクチュエーターアセンブリーおよびトルク増倍器アセンブリーの断面図である。アクチュエーターホイール２８は、図示せぬアクチュエータースポーク２７を介して駆動部ハウジング１１に接続しており、駆動部ハウジング１１は駆動部支持手段１２を含み、駆動部支持手段は、外側磁石１４を収容している（図７参照）。上部エンクロージャー１０は、外側および内側の磁石１４，１６の間に配置されている。第１遊星歯車サブアセンブリー４４の遊星アダプター１９は、従動部支持手段１５内のソケット１５ａの中に嵌合している。図１３の下半分に、下部エンクロージャー９内に搭載されている２つの遊星歯車サブアセンブリー４４が示されている。また、図には、２つの遊星アダプターが互いにどのように一列に配列されているかも示されている。図示せぬシャフト６が、第２遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７内のソケット１７ａの中に挿入されている。
【００５４】
本明細書中に用いられている「第１遊星歯車サブアセンブリー」という用語は、従動部支持手段と直接（遊星アダプター１９を介して）接続して協調動作する遊星歯車サブアセンブリーを指し、「第２遊星歯車サブアセンブリー」という用語は、ボール５と直接（シャフトを介して）接続して協調動作する遊星歯車サブアセンブリーを指す。任意の数の遊星歯車サブアセンブリーがあってよく、それぞれが、図１３に示されている方式で（すなわち、一方の端部が手前の衛星歯車サブアセンブリーの保持体の中に挿入され、他方の端部が次の遊星歯車サブアセンブリーの太陽歯車の中に挿入される遊星アダプター１９を介して）他と接続して協調動作するものとなるだろう。請求項１に記載されているように、第１遊星歯車サブアセンブリーの保持体の回転は、第１および第２の遊星歯車サブアセンブリーの間に他の遊星歯車サブアセンブリーがいくつあるか、あるいはまったくないか、にかかわらず、――第２遊星歯車サブアセンブリーの太陽歯車を第１および第２の遊星歯車サブアセンブリーの間の遊星アダプターを介して直接に、あるいは、他の遊星歯車サブアセンブリーおよびその遊星アダプターを介して間接に――回転させる。
【００５５】
図１４は、完全に組み立てた状態で示す本発明のトリミングした断面図である。この図に示されているすべての部品は、前の図面に関連して言及され、および／または、説明されている。
【００５６】
図１５は、本発明の上部エンクロージャー、下部エンクロージャー、Ｏリング、バルブ本体、環状シール、バルブ−アダプタープレートシール、シャフトおよびアダプタープレートの詳細斜視図である。この図に示されているすべての部品は、前の図面に関連して言及され、および／または、説明されている。この図には、輪歯車２２を位置決め保持している下部エンクロージャー９の畝部９ａ（畝部９ａは輪歯車２２の溝２２ｂに嵌合している）が明確に示されている。また、この図には、図示せぬ第２遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７の中に嵌合するシャフト６の端部も示されている。この図は、環状シール２５およびアダプタープレートシール２６の詳細図を提供するものである。シャフト６が回転しているので、環状シール２５は動的シールであるが、上部および下部のエンクロージャー９，１０が、なんらかの排気が外部環境に逃げることを防止しているので、完全に密封されてもいる。環状シール２５は、本発明において唯一の動的シールである。
【００５７】
図１６は、確動係止部を有するシャフトと確動係止部を有するアダプタープレートの斜視図である。この図に示されているように、アダプタープレート８は、アダプタープレート８の中央に切抜穴８ａを有し、そこにシャフト６が挿入されている（図１５も参照）。好ましい実施形態において、この切抜穴８ａは、シャフト６の一方の端部にある凹部６ａと互いに作用しあう突出部８ｂを有する。シャフト凹部６ａとアダプタープレート突出部８ｂとの間の相互作用により、図示せぬボール５が９０度を超えて回転することがないようになっている。シャフト６の凹部６ａと同じ端部にある駆動部６ｂは、第２遊星歯車サブアセンブリー４４の保持体１７の中に延びている（図１４参照）。
駆動部
【００５８】
図１７は、バルブが開位置にあるときの、確動係止部を有するシャフトおよび確動係止部を有するアダプタープレートの詳細斜視図である。図１８は、バルブが閉位置にあるときの、確動係止部を有するシャフトおよび確動係止部を有するアダプタープレートの詳細斜視図である。これら２枚の図面は、動作時の確動係止部（すなわち、シャフト凹部６ａおよびアダプタープレート突出部８ａ）を示す図である。
【００５９】
図１９は、モーターアクチュエーターアセンブリーとともに示す本発明の斜視図である。この実施形態では、アクチュエーターホイール２８に代えて、クラッチ２９、モーター歯車３０、モーター取付ブラケット３１、モーター輪歯車３２およびモーター３３を有する円筒磁石モーターアクチュエーターアセンブリー４７を用いている。クラッチ２９の目的は、モーター３３をモーター歯車３０に条件付きで取り付けることである。モーター取付ブラケット３１の目的は、モーター３３を上部エンクロージャー１０に取り付け、モーター歯車３０をモーター輪歯車３２に対して正しく位置決めすることが確実にできるようにすることである。モーター３３がモーター歯車３０を回し、モーター歯車３０がモーター輪歯車３２に噛合してそれを回転させる。
【００６０】
図２０は、本発明のモーターアクチュエーターアセンブリーの分解図である。この図に示されているように、モーター輪歯車３２は、好ましくは、駆動部ハウジング１１の底部１１ａにボルト止めされている。外側磁石１４（図示していないが駆動部ハウジング１１の内側に配置されている）と内側磁石１６（図示していないが上部エンクロージャー１０の内側に配置されている）の間の磁気結合は上記同様である。この実施形態では、輪歯車３２が駆動部ハウジング１１を（そして、したがって、外側磁石１４を）回転させる。駆動部キャップ３９は、図１９および図２０に示されているように、モーター取付ブラケット３１を上部エンクロージャー１０に直接ボルト止めすることができるように、特殊な形状となっている（すなわち、中央に比較的大きな穴があいている）。
【００６１】
図２１は、本発明のモーターアクチュエーターアセンブリーの断面図である。上部エンクロージャー１０にモーターブラケット３１を固定するボルト３４は、上部エンクロージャー１０の内部に貫通していないことに留意されたい。上部エンクロージャー１０の目的は、（前記）シャフト６において動的シールからのあらゆる排出を封じ込めることであり、したがって、上部エンクロージャー１０に穴を開けてしまうことは、回避されるべきことである。
【００６２】
図２２は、バタフライバルブに取り付けて示す本発明の斜視図であり、図２３は、プラグバルブに取り付けて示す本発明の破断斜視図である。上述の実施形態はすべてボールバルブを備えるものを示したが、本発明は、上述のように、あらゆる種類のロータリーバルブとともに利用することができる。図２２において、本発明は、バタフライバルブアセンブリー４５とともに示されている。バタフライバルブアセンブリーは、バタフライバルブ本体５２、バタフライディスク５３およびバタフライバルブカバー５４を有する。図２３において、本発明は、プラグバルブアセンブリー４６とともに示されている。プラグバルブアセンブリー４６は、プラグバルブ本体５５、プラグ５６およびプラグバルブカバー５７を有する。本発明はロータリーバルブの特定のタイプに限定されるものではない。
【００６３】
図２４〜２７は、本発明の代替実施形態を示す図であり、前述の実施形態とは磁気構成の異なるものを示している。これらの図には、放射状磁石ホイールアクチュエーターアセンブリー４８が示されている。この実施形態においては、内側磁石１６が従動部支持手段１５の中に収容され、従動部支持手段１５が上部エンクロージャー１０の中に嵌合し、上部エンクロージャー１０が外側磁石１４を含む駆動部支持手段１２を収容する駆動部ハウジング１１の中に嵌合する（すなわち、内側磁石の配列は基本的に外側磁石の配列の内側に配置されている）のではなく、放射状駆動部磁石支持手段５８によって保持された放射状駆動部磁石４９および放射状従動部磁石支持手段６０によって保持された放射状従動部磁石５０が積層され（すなわち、上部エンクロージャー５１内に一列に配置され）、上部エンクロージャー５１の一部がその間に挟まっている。
【００６４】
図２４は、放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の斜視図である。この実施形態においては、放射状駆動部磁石キャップ５９が前記実施形態の駆動部キャップ１３の代わりに設けられている。また、上部エンクロージャー５１が前記した上部エンクロージャー１０の代わりに設けられている。
【００６５】
図２５は、放射状磁石アクチュエーションシステムの破断斜視図である。この図に示されているように、放射状駆動部磁石４９は、放射状駆動部磁石支持手段５８に収容されている。放射状駆動部磁石支持手段５８は、上部エンクロージャー５１の上部の中に挿入されている。（この上部エンクロージャー５１は、前記実施形態との関連で説明した上部エンクロージャー１０とは異なる形状であることに留意されたい。）放射状従動部磁石５０は放射状従動部磁石支持手段６０の内部に収容されている。放射状従動部磁石支持手段６０は上部エンクロージャー５１の下部の中に挿入されているが、上部エンクロージャー５１の一部は、内側および外側の放射状磁石４９，５０の間の物理的障壁となっている（図２７参照）。
【００６６】
この実施形態では、ホイールアクチュエーター２８は放射状駆動部磁石キャップ５９にアクチュエータースポーク２７によって取り付けられている。ホイールアクチュエーター２８が回されると、放射状駆動部磁石キャップ５９が回転し、放射状駆動部磁石支持手段５８の中の放射状駆動部磁石４９を同様に回転させる。放射状駆動部磁石および放射状従動部磁石の間の磁気結合により、放射状従動部磁石支持手段６０も同様に回転する。第１遊星歯車サブアセンブリー４４から延びる遊星アダプター１９の一方の端部は放射状従動部磁石支持手段６０内の図示せぬソケットの中に挿入されており、遊星アダプター１９の他方の端部は、第１遊星歯車サブアセンブリーの図示せぬ太陽歯車２１の中に挿入されている（図２７参照）。このように、放射状従動部磁石支持手段６０が回転すると、第１遊星歯車サブアセンブリー４４の太陽歯車２１も回転する。発明の他のすべての特徴は、前記同様である。
【００６７】
図２６は、放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の分解図である。この図に示されているように、上部エンクロージャー５１は、下部エンクロージャー９にボルト止めされている。上部および下部のエンクロージャー５１，９は固定され動かない。ホイールアクチュエーター２８、アクチュエータースポーク２７、放射状駆動部磁石キャップ５９、放射状駆動部磁石支持手段５８、放射状駆動部磁石４９、放射状従動部磁石支持手段６０および放射状従動部磁石５０だけが、アクチュエーターアセンブリー内で回転する部品である。図２７は、放射状磁石アクチュエーションシステムとともに示す本発明の断面図である。
【００６８】
図２８は、上述の放射状磁石アクチュエーションシステムを有する本発明の斜視図であり、バタフライバルブに取り付けられた状態を示す。図２９は、上述の放射状磁石アクチュエーションシステムを有する本発明の破断斜視図であり、プラグバルブに取り付けられた状態を示す。上述のように、本発明の実施形態は、どれも、ロータリーバルブの任意の種類とともに用いることができる。
【００６９】
図３０および３１は、モーターアクチュエーターアセンブリーを有する放射状磁石アクチュエーションシステムを示す。図３０および図３１に示されている放射状磁石モーターアクチュエーターアセンブリー６１は、放射状磁石で機能するよう特に設計されているので図１９〜２１に示されている円筒磁石モーターアクチュエーターアセンブリー４７とは異なっている。図３０および３１において、モーター駆動軸６２ａは、クラッチ６７を介して条件付きで、放射状駆動部磁石４９に接続されている。一方、図１９〜２１においては、モーター駆動軸３３ａは、クラッチ３９と一組の歯車３０，３２を介して、外側磁石１４に接続されている。図３０および３１において、モーター６２はクラッチ６７にボルト３４で取り付けられており、クラッチ６７は、モーター連結器６５に止めねじ６６で取り付けられている。モーター連結器６５は、放射状駆動部磁石キャップ５９にボルト３４で取り付けられている。放射状駆動部磁石４９は上部エンクロージャー６４内に収容されており、上部エンクロージャー６４は放射状駆動部磁石キャップ５９にボルト止めされているので、放射状駆動部磁石４９は、モーター６２と同じ速度で回転する。モーターエンクロージャー６３によって、モーターが埃塵やごみ等から確実に保護されるとともに、モーターとクラッチのための取付ポイントが提供される。
【００７０】
図３０および３１に示されている実施形態、―すなわち、放射状磁石アクチュエーションシステムがモーターアクチュエーターアセンブリーと連結している形態―は、モーターが直接放射状駆動部磁石に連結されるので、図２０に示されているタイプの輪歯車３２は必要がなくなるので、好ましい実施形態である。後者の実施形態は、アクチュエーターの外側に余分な歯車の組を必要とするのでコスト高となり、さらに、輪歯車３２が外部環境に露出するので、何らかの方法で、腐食や埃塵やごみから保護する必要がある（その点の配慮は、図３０および３１に示されている実施形態には存在しない）。
【００７１】
本発明の好ましい実施形態を図示し、説明してきたが、当業者にとっては、本発明のより広い側面から逸脱することなく多くの変更や修正が可能であることは明らかであろう。添付の特許請求の範囲は、したがって、そのようなすべての変更や修正を、本発明の真の精神と範囲に含まれるものとしてカバーするものであることが意図されている。
【００７２】
［参考文献］
１．ショー，Ｍ．（Shaw, M）著，『バルブ・ワールド』（Valve World），第５巻，第４号（２０００年）３２〜３５頁。
２．ハサウェイ，Ｎ．（Hathaway, N.）著，『バルブ・ワールド』（Valve World），第２巻，第１号（１９９７年）４１頁。
【図１】
2015502507.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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2015502507.tif 000035