(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの回転軸に連結される出力軸をハウジング内に設けたモータの動力によって正逆回転させてバルブを開又は閉し、モータの動力によって変形させたコイルバネの弾力によって出力軸を回転させてバルブを閉又は開するバルブ用アクチュエータであって、前記ハウジング内に設けた保持板に円弧状孔を形成し、この円弧状孔には、一端を固定したコイルバネの自由端を挿通し、このコイルバネの自由端に前記出力軸の回転とともに旋回するシャフトを当接し、このシャフトの旋回によって前記自由端を前記円弧状孔の一方の内側面の当接部まで巻き上げて前記自由端を前記当接部に当接させて自由端の移動を規制し、かつ前記コイルバネに蓄えられた弾力によって前記自由端と共に前記シャフトを前記円弧状孔の他方の内側面の当接位置まで押し戻した状態で前記自由端を他方の当接部に当接させて自由端の移動を規制し、前記シャフトに押し戻される力をなくすと共に、非通電時に前記出力軸の手動操作部を手動回転させる場合、前記自由端を他方の当接部に当接させた状態で、かつ前記シャフトに押し戻される力がなくなった位置から前記シャフトを９０°旋回させたときに当接する位置に手動操作用のストッパを設け、このストッパの位置から前記自由端を他方の当接部に当接させた状態でシャフトに押し戻される力がなくなった位置までのシャフトの旋回範囲で、非通電時に前記出力軸の手動操作部を手動回転させてバルブを開又は閉に手動操作可能に設けたことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
【請求項２】
前記モータは、動力源となるモータ部と、前記出力軸と連結される駆動軸に、モータ部の動力を伝達するクラッチ部とを備えた請求項１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、通電時にコイルバネに蓄えた弾性エネルギによって、非通電時にバルブを閉又は開するバルブ用アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非通電時に弾性体の弾力によりバルブを閉するアクチュエータは、実開平６−１９５１号公報に記載されているように、バルブを開すると共に、モータによってスプリングを変形させ、バルブが全開したときに、モータのブレーキ機構によって、変形したスプリングの状態を保持し、非通電時に、ブレーキ機構の規制が解除されたスプリングが弾力によってバルブを閉する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造のアクチュエータで、非通電時に手動操作を行う場合、出力軸に連結されているモータ軸も回転させることになるので、モータ軸（モータの回転子）を回転させる抵抗があり、更に、スプリングの両端が固定されているので、どちらの方向に出力軸を回転させても必ずスプリングの弾力が付加されるため、手動操作が困難であった。
【０００４】
本発明は、上述した従来の課題を解決するため、鋭意研究の結果、開発に至ったものであり、その目的とするところは、非通電時における手動操作を容易にしたバルブ用アクチュエータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、バルブの回転軸に連結される出力軸をハウジング内に設けたモータの動力によって正逆回転させてバルブを開又は閉し、モータの動力によって変形させたコイルバネの弾力によって出力軸を回転させてバルブを閉又は開するバルブ用アクチュエータであって、前記ハウジング内に設けた保持板に円弧状孔を形成し、この円弧状孔には、一端を固定したコイルバネの自由端を挿通し、このコイルバネの自由端に前記出力軸の回転とともに旋回するシャフトを当接し、このシャフトの旋回によって前記自由端を前記円弧状孔の一方の内側面の当接部まで巻き上げて前記自由端を前記当接部に当接させて自由端の移動を規制し、かつ前記コイルバネに蓄えられた弾力によって前記自由端と共に前記シャフトを前記円弧状孔の他方の内側面の当接位置まで押し戻した状態で前記自由端を他方の当接部に当接させて自由端の移動を規制し、前記シャフトに押し戻される力をなくすと共に、非通電時に前記出力軸の手動操作部を手動回転させる場合、前記自由端を他方の当接部に当接させた状態で、かつ前記シャフトに押し戻される力がなくなった位置から前記シャフトを９０°旋回させたときに当接する位置に手動操作用のストッパを設け、このストッパの位置から前記自由端を他方の当接部に当接させた状態でシャフトに押し戻される力がなくなった位置までのシャフトの旋回範囲で、非通電時に前記出力軸の手動操作部を手動回転させてバルブを開又は閉に手動操作可能に設けたバルブ用アクチュエータである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、モータは、動力源となるモータ部と、前記出力軸と連結される駆動軸に、モータ部の動力を伝達するクラッチ部とを備えたバルブ用アクチュエータである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１に示すアクチュエータ１は、動力源であるモータ２を保持板８の上面に固定すると共に、モータ２の駆動軸２２を、保持板８を貫通させて減速ギヤ４に噛み合わせ、更にこの減速ギヤ４と、バルブの回転軸（図示せず）に連結する出力軸３に設けられた出力ギヤ３ａとを噛み合わせ、両者をハウジング１０とハウジング１０開口端に固定する保持板８とで軸支し、コイルバネ５を収容したバネケース６を保持板８の上面に固定すると共に、コイルバネ５の自由端５ａを保持板８に形成した円弧状孔９に挿通して、出力軸３から突設したシャフト７に当接し、カバー１１の上面から出力軸３の上端部に形成した手動操作部３ｂを突出させ、カバー１１をハウジング１０上部に固定している。また、バルブが全開、全閉した時にオフとなる開閉リミットスイッチが備えられている。
【０００８】
図３に示すように、このモータ２は、動力源となるモータ部２０と、モータ部２０の動力を駆動軸２２に伝達するクラッチ部２１とを一体的に内蔵しており、クラッチ部２１を貫通して突出するモータ軸２０ａの先端には、駆動軸２２が回動自在かつ軸方向に沿ってスライド可能に設けられ、クラッチ部２１内を貫通するモータ軸２０ａのモータ部２０寄りには、強磁性材料から成る略リング形状のクラッチ板２３が固定されている。
【０００９】
クラッチ部２１内では、クラッチ部２１内に挿入された駆動軸２２の嵌合端部２２ｂに、強磁性材料から成る略リング形状の可動クラッチ板２４が固定され、この可動クラッチ板２４とモータ軸２０ａに固定されたクラッチ板２３との間に、スプリング２５が介在され、両クラッチ板２３，２４の周囲を包囲するようにして、コイル２６が設置され、そして、このクラッチ部２１の端面には、可動クラッチ板２４のスライドを規制すると共に、駆動軸２２を回動かつスライド自在に軸支するリング部材２７が設けられている。
【００１０】
また、クラッチ部２１より突出した駆動軸２２の端部には、減速ギヤ４と噛み合うギヤ部２２ａが形成されている。なお、この駆動軸２２がモータ軸２０ａより離脱しないように、モータ軸２０ａの先端にリング（図示せず）を固定しても良い。
【００１１】
なお、クラッチ部２１は、上記電磁クラッチに限定されず、他の形式の電磁クラッチを用いても良い。
【００１２】
出力軸３は、下端部に図示しないバルブの回転軸と連結する連結部３ｃが設けられ、上端部に非通電時にバルブを開閉するための手動操作部３ｂが設けられ、更に、途中に、減速ギヤ４と噛み合う出力ギヤ３ａと、コイルバネ５を巻き上げるシャフト７が設けられている。なお、手動操作部としてレバーを用いても良く、この場合、レバーの一端を操作可能にカバー１１から突出させ、他端を出力軸３に固定すれば良い。
【００１３】
コイルバネ５は、保持板８に固定したバネケース６内に収容されており、一端はバネケース６に嵌入固定され、他端はバネケース６の開口端より突出して保持板８の円弧状孔９に挿入されている。
【００１４】
保持板８は、ハウジング１０の開口端の端面形状と略同じ板状で、ハウジング１０開口端に嵌合固定され、モータ２の駆動軸２２を貫通する貫通孔８２、減速ギヤ４の一端を軸支する軸孔８４、出力軸３を回動自在に貫通する軸通孔８３及びコイルバネ５の自由端５ａを挿通する円弧状孔９が設けられている。また、保持板８の軸孔８４、軸通孔８３と対向するハウジング１０の各位置に、減速ギヤ４の他端を軸支する軸穴１４と、出力軸３を回動自在に貫通する軸通孔１３が設けられている。
【００１５】
円弧状孔９は、挿通したコイルバネ５の自由端５ａが、出力軸３の回転と共に旋回できるように、保持板８に形成され、かつ、バルブを閉又は開する位置まで出力軸３が回転したとき、自由端５ａが円弧状孔９の内側面の当接部９aに当接するように形成されており、この内側面がコイルバネ５の自由端５ａの移動を規制する当接部９a、９bとなる。
【００１６】
以下、上述したバルブ用アクチュエータの作用を説明する。なお、バルブが全閉し、シャフト７が図２に示す矢印Ｂの位置の状態を初期状態とする。この時、閉リミットスイッチはオフ、開リミットスイッチはオンの状態である。
【００１７】
まず、主電源を入れ、バルブ開閉スイッチを「開」にすると、モータ部２０、クラッチ部２１とに電圧が印加される。電圧が印加されたモータ部２０では、モータ軸２０ａが回転し、クラッチ部２１では、コイル２６に電圧が印加され、可動クラッチ板２４が、クラッチ板２３に吸引されて、スプリング２５の弾力に抗して、モータ軸２０ａに沿って移動し、両クラッチ板２３，２４が一体となって回転し、可動クラッチ板２４に固定された駆動軸２２が回転する。
【００１８】
これに伴って、減速ギヤ４、出力ギヤ３ａ及び出力軸３が回転し、この出力軸３に連結したバルブの回転軸が開方向に回転する。この時、出力軸３に設けたシャフト７は、コイルバネ５の弾力に抗して、コイルバネ５の自由端５ａを、円弧状孔９内に沿って移動させる。また、閉リミットスイッチはオンになる。
【００１９】
そして、シャフト７が図２に示す矢印Ａの位置に達し、バルブが全開すると、開リミットスイッチがオフとなり、モータ軸２０ａが停止すると共に、クラッチ板２３及び可動クラッチ板２４を介して、モータ軸２０ａに連結された駆動軸２２が停止する。この時、変形されたコイルバネ５には、弾性エネルギが蓄えられる。
【００２０】
次に、バルブ開閉スイッチを「閉」にすると、クラッチ部２１への電圧供給が遮断されて、可動クラッチ板２４をクラッチ板２３に吸着させていた磁気吸引力がなくなり、スプリング２５の弾力によって、可動クラッチ板２４がクラッチ板２３から離されるので、駆動軸２２がフリーとなる一方で、シャフト７がコイルバネ５の弾力によって閉方向に押し戻され、出力軸３に連結したバルブの回転軸が閉方向に回転する。
【００２１】
そして、シャフト７が図２に示す矢印Ｂの位置に達して、バルブが全閉すると、出力軸３に設けたシャフト７を押していたコイルバネ５の自由端５ａが、円弧状孔９の当接部９bに当接し、シャフト７に加わる力がなくなると同時に、出力軸３が停止する。これと共に、閉リミットスイッチがオフとなって、クラッチ部２１に再び電圧が印加され、可動クラッチ板２４がクラッチ板２３に吸引され、両クラッチ板２３，２４を介して、駆動軸２２と停止しているモータ軸２０ａとが連結され、バルブの全閉状態が保持される。
【００２２】
また、バルブが全開状態の時、停電などにより非通電状態になった場合、バルブ開閉スイッチを「閉」にした場合と略同様で、クラッチ部２１への電圧供給が遮断されて、駆動軸２２がフリーとなり、コイルバネ５の弾力によってシャフト７が押し戻され、出力軸３に連結したバルブの回転軸が閉方向に回転する。そして、バルブが全閉した時、出力軸３に設けたシャフト７を押していたコイルバネ５の自由端５ａが円弧状孔９の当接部９bに当接し、シャフト７に加わる力がなくなり、バルブが全閉する。
【００２３】
更に、非通電時においてバルブを開する場合、モータ部２０で回転させる方向とは逆、即ち、コイルバネ５の弾力により回転する方向（図２に示す矢印Ｂから矢印Ｃの方向）に、出力軸３の上端部の手動操作部３ｂを回転させる。このように、コイルバネ５の弾力に抗して回転軸を回転させる必要がないので、手動操作が容易である。
【００２４】
そして、シャフト７が、図２示す矢印Ｃの位置に達すると、２点鎖線で示すストッパー１２に当接するので、全閉状態から９０度より回転することはなく、また、この位置まで出力軸３を回転させれば、バルブは全開する。
【００２５】
手動操作でバルブを閉する場合は、コイルバネ５の弾力に対抗する方向（図２に示す矢印Ｃから矢印Ｂの方向）に、出力軸３の手動操作部３ｂを回転させれば良い。このとき、コイルバネ５の自由端５ａは、円弧状孔９の当接部９bに当接されているので、バルブが全閉するまでコイルバネ５の影響を受けることはなく、手動操作が容易である。
【００２６】
従って、非通電時に、図２に示す矢印Ｂから矢印Ｃまでの範囲において行う手動操作では、コイルバネ５の弾力とは無関係にバルブの開閉を行うことができ、かつ、モータ２の回転子を回転させるための回転力を必要としないので、小さい力でバルブを回転させることができる。
【００２７】
なお、バルブが全開している状態を初期状態とした場合は、上述した作用とはバルブの開閉が逆となる。更に、手動操作で全開又は半開位置のまま放置していても、通電することにより自動復帰する。
【００２８】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によれば、災害時の停電などによる非通電状態でも、迅速かつ容易にバルブを手動で開閉し、水漏れ、ガス漏れなどの二次災害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバルブ用アクチュエータの実施の一形態を示す概略断面図である。
【図２】上記バルブ用アクチュエータの保持板の一例を示す概略平面図である。
【図３】上記バルブ用アクチュエータのモータの概略部分断面図である。
【符号の説明】
１  アクチュエータ
２  モータ
２ｂ  駆動軸
３  出力軸
３b  手動操作部
５  コイルバネ
５ａ  自由端
７  シャフト
８  保持板
９  円弧状孔
９a、９b  当接部
１０  ハウジング
１２  ストッパー
２０  モータ部
【図１】
0003910246.tif 000002
【図２】
0003910246.tif 000003
【図３】
0003910246.tif 000004