JPH0577673U - バルブ用電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動アクチュエータの出力軸が９０度回転す
る形式の例えばボールバルブと、同出力軸が多回転して
弁体が直線変位する形式の例えばダイヤフラムバルブ等
の両形式バルブの電動アクチュエータのバルブ開度表示
手段の共用化を図る。 【構成】 このため、例えば、バルブ開度情報を得るた
めのポテンショメータ６を有する前記両形式のバルブに
おいて、このポテンショメータ６の軸上にバルブ開度表
示板１４を配設し、また、前記ポテンショメータ６を有
しないバルブにおいては、電動アクチュエータ１の出力
軸４から歯車７，８等により駆動力を伝達されるカム軸
１９上にバルブ開度表示板１４を配設した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、バルブ用電動アクチュエータのバルブ開度表示手段に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

図６に、従来のボールバルブを電気モータで駆動する電動ボールバルブの一例 のバルブ全開状態の縦断面図を、また図７に、図６のＺ₁ 方向矢視図を示す。両 図において、６０１は電動アクチュエータ、６０２はバルブ（本体）、６０３は ボンネットであり、アクチュエータ６０１とバルブ６０２とをボルト等により結 合している。６０４は、アクチュエータ６０１の出力軸、６０５はバルブ６０２ の出力軸であるバルブステム、６０６は継手であり、出力軸６０４とステム６０ ５とを相対回転不能に接続している。

【０００３】 次に、バルブ６０２について説明する。６０７は弁体としてのボールであり、 ９０度回転することによりバルブ６０２の開閉動作が行われ、図６ではその全開 状態が示されている。６０８はボール押え、６０９は、例えばポリテトラフルオ ロエチレン（ＰＴＦＥ）等より成るボールシートであり、ボール押え６０８と共 にボール６０７の円滑な回転動作を補助している。６１０はバルブボディ、６１ １はユニオンナット、６１２はフランジ受口、６１３はステムＯ−リング、６１ ４はボール押えＯ−リング、６１５はユニオンＯ−リングであり、これら各Ｏ− リングは水等の流体がバルブ６０２外へ漏出することを防止している。

【０００４】 次に、アクチュエータ６０１について説明する。６１６は駆動用モータ、６１ ７はギヤヘッド、６１８は一対の歯車列であり、これらによりバルブ６０２を駆 動する。６１９はポテンショメータであり、ボール６０７の動作角９０度をポテ ンショメータ６１９の動作範囲である３４０度になるように増速される。これは バルブ６０２の開度分解能を精度よく得られるようポテンショメータ６１９を動 作範囲全域に亘って使用するためである。６２１／６２２はそれぞれバルブの全 開／全閉の各位置情報を与えるための各リミットスイッチ、６２３／６２４はバ ルブ６０２がそれぞれ全開／全閉になった時にリミットスイッチ６２１／６２２ を動作させるための各カムである。６２５は表示板、６２６はその表示窓、６２ ７は下カバー、６２８は上カバー、６２９はパッキンであり、外部より水分等が 内部へ入らない構造となっている。

【０００５】 図６に図示したボールバルブは、バタフライバルブ等と共に、出力軸６０４が ９０度回転することにより全開・全閉動作が可能な、いわゆる９０度回転式バル ブである。なお、ポテンショメータ６１９は、バルブ６０２の開度情報を得るた めに必要であるが、単にバルブ６０２を全開・全閉の２位置で動作させるだけの 、いわゆるＯＮ−ＯＦＦ式に使用する場合にはポテンショメータ６１９は不必要 である。

【０００６】 図８はダイヤフラムバルブをモータで駆動する電動ダイヤフラムバルブの一例 の縦断面図で、バルブが全閉の状態を示しており、図９，図１０はそれぞれ図８ のＺ₂ −Ｚ₂ 線及びＺ₃ −Ｚ₃ 線の各部分断面矢視図である。また、図１１は、 図１０のＺ₄ 方向矢視図である。図８〜１１において、８０１は電動アクチュエ ータ、８０２はバルブ（本体）、８０３はボンネットであり、アクチュエータ８ ０１とバルブ８０２とをボルト等により結合している。８０４は、アクチュエー タ８０１の出力軸、８０５は、バルブ８０２の出力軸であるバルブステム、８０ ６はスリーブであり、出力軸８０５と連動して回転し、ステム８０５のおねじ部 ８０５ａと螺合するようにめねじ部が設けられている。８１１はＯ−リングであ る。

【０００７】 次に、バルブ８０２について説明する。８０７はバルブボディ、８０８は、前 記ＰＴＦＥ等よりなるダイヤフラム（膜），８０９は、例えばエチレンプロピレ ンゴム（ＥＰＤＭ）等より成る隔膜、８１０はコンプレッサであり、８０８〜８ １０はステム８０５と共にねじ締結あるいはピン等により一体的に結合されてい る。また、図９に示すように、コンプレッサ８１０とボンネット８０３とには凹 凸部８０３ａによる回り止めがあるため、ステム８０５，ダイヤフラム８０８， 隔膜８０９，コンプレッサ８１０は、スリーブ８０６の回転に対し、一体的に上 下動する。

【０００８】 次に、アクチュエータ８０１について説明する。８１２は駆動用モータ、８１ ３はギヤヘッド、８１４は一対の歯車列であり、これらによりバルブ８０２を駆 動する。８１５は、ダイヤフラム８０８の位置すなわちバルブ８０２の開度情報 を与えるためのポテンショメータ、８１６は一対の歯車列であり、ポテンショメ ータ８１５の動作範囲で使用するために必要である。すなわち、ダイヤフラム８ ０８の直線上下変位をねじ部８０５ａにより出力軸８０４の回転変位に変換する が、出力軸８０４の全回転角がポテンショメータ８１５の動作範囲に対応しない ため、一対の歯車列８１６で調整する。例えば、ダイヤフラム８０８のストロー クを９mm、ねじ部８０５ａのピッチを３mmとすると、出力軸８０４の全回転角は ９／３＝３（回転）＝１０８０度となるが、ポテンショメータ８１５の動作範囲 は３４０度であるので、一対の歯車列８１６で３４０／１０８０≒１／３．２減 速することになる。８１７／８１８はそれぞれ全開／全閉位置情報を与えるため の各リミットスイッチ、８１９／８２０は、バルブ８０２がそれぞれ全開／全閉 になった時に各リミットスイッチ８１７／８１８を動作させるための各カム、８ ２１はカム軸、８２２はカム板、８２３／８２４はカム板止めＡ／Ｂ、８２５は 、カム板８２２の回転を防止するためのガイド棒、８２６は指針、８２７は表示 板である。８２８は下カバー、８２９は上カバー、８３０はパッキンであり、外 部より水分等が内部へ入らない構造となっている。

【０００９】 図８に図示したダイヤフラムバルブは、グローブバルブ，ゲートバルブ等と共 に、バルブの開閉動作が直線変位形のバルブであり、この直線変位をねじを使用 して回転変位に変換するのが一般的であり、この形式のバルブでは出力軸８０４ は多回転になる。なお、ポテンショメータ８１５は、バルブ８０２の開度情報を 得るために必要であるが、単にバルブ８０２を全開・全閉の２位置で動作させる だけのいわゆるＯＮ−ＯＦＦ式に使用する形式の場合には、ポテンショメータ８ １５は不必要である。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

図６に示したような出力軸が９０度回転する形式のバルブの電動アクチュエー タは従来多く製作されており、入手が容易で比較的安価である。従って、これら の９０度回転式アクチュエータを利用して図８に示すような弁体が直線変位する 形式のバルブ、すなわちダイヤフラムバルブ，グローブバルブあるいはゲートバ ルブ等をも駆動し得ると極めて好都合であるが、直線変位形式のバルブは、前記 のように出力軸が多回転するため、９０度回転式バルブのアクチュエータをその まま流用することができず、またバルブ開度表示方法も異なる。

【００１１】 以上のような不具合を解決する手段として、例えば特願平３−２９９１７２号 に出力軸が９０度回転するバルブのアクチュエータと、出力軸が多回転するバル ブのアクチュエータとを共用する方法が提案されている。しかしながら、この方 法にはバルブ開度表示手段に関する記載がない。

【００１２】 この考案は、以上のような局面にかんがみてなされたもので、前記従来技術の 問題点を補い、電動アクチュエータの出力軸が９０度回転する形式のバルブと、 前記出力軸が多回転する形式のバルブの電動アクチュエータのバルブ開度表示方 法を共用化し得る手段の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

このため、この考案においては、バルブの開度情報を得るためのポテンショメ ータを有するバルブにおいては、このポテンショメータの軸上にバルブ開度表示 手段を構成し、また、前記ポテンショメータを有しないバルブにおいては、バル ブ駆動用出力軸から歯車等により駆動力を伝達される軸上にバルブ開度表示手段 を構成し、あるいは、前記ポテンショメータの軸または前記出力軸から歯車等に より駆動力を伝達される軸からさらに歯車等により減速した軸上にバルブ開度表 示手段を構成することにより、前記目的を達成しようとするものである。

【００１４】

【作用】

以上のような本考案構成を利用することにより、例えば９０度回転式バルブ及 び多回転式バルブを、互いに改造する必要なしにバルブ開度表示手段の共用化を 計ることができ、また、部品点数の増加やコスト増を招くことなく簡単な構成で 実現することができる。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案を実施例に基づいて説明する。 図１に本考案に係る電動ボールバルブの一実施例の縦断面図、図２に、図１の Ｘ方向矢視図を示す。両図において、１は、バルブを駆動するための電動アクチ ュエータ、２は駆動用電気モータ、３はギヤヘッド、４はアクチュエータ１の出 力軸、５は、モータ２とギヤヘッド３からの駆動力を出力軸４に伝えるための一 対の歯車列、６は、出力軸４の回転位置あるいはバルブの開度情報を与えるため のポテンショメータ、７，８は、出力軸４の動作角をポテンショメータ６の動作 範囲に変換するための一対の歯車列、９／１０はそれぞれ全開／全閉の位置情報 を与えるための各リミットスイッチ、１１／１２はそれぞれ全開／全閉になった 時に各リミットスイッチ９／１０を動作させるための各カム、１３は、カム１１ ／１２とポテンショメータ６との軸を結合するカム軸、１４は、カム軸１３に取 付けられたバルブ開度表示板、１５は表示窓、１６は下カバー、１７は上カバー 、１８は外部からの水等の侵入を防止するためのパッキンである。

【００１６】 また、図３は本考案に係る電動ダイヤフラムバルブの一実施例の縦断面図であ る。同図において、バルブ部，ボンネット部は前記従来例の図８，９に、またア クチュエータ部は、前記実施例の図１，２と基本的に同じであり、異なるのは歯 車７，８の取付位置であり、歯車７はポテンショメータ６に結合され、歯車８は 出力軸４に結合されている点である。ここにおいて、図１及び図３におけるこの 考案に係る電動アクチュエータ１は次のように使用する。ダイヤフラムバルブの 出力軸４の全回転角を３（回転）、ポテンショメータ６の使用範囲を３４０度と すると、ボールバルブの全回転角は９０度であるから、歯車７，８の歯車比ｉは ｉ² ＝１０８０／９０ よりｉ≒３．５となるように決定すればよい。この場合は、ダイヤフラムバルブ のストロークの調整はねじのピッチまたは条数を変更することにより可能となる 。また両方式ともポテンショメータ６の使用範囲は同一であるから、ポテンショ メータ６の軸上に取付けた表示板１４によりバルブ開度表示の共用化が可能とな る。

【００１７】 （第２実施例） 図４に、本考案に係る第２実施例の電動ボールバルブの縦断面図を示す。図４ ではポテンショメータを使用しない場合、すなわちバルブの開度情報は不必要な 、単にバルブを全開・全閉の２位置まで動作させるだけのＯＮ−ＯＦＦ形式の弁 の図例である。１９は、カム１１／１２を動作させるため、出力軸４からの駆動 力を歯車７，８を介して伝えるためのカム軸、２０はカム軸１７を支持するため の中間軸である。他は基本的に第１実施例の図１，図２と同様である。本実施例 のようにポテンショメータを使用しない場合でも、図４に示す構成をとれば、図 １に示したバルブ開度表示は可能である。

【００１８】 （第３実施例） 図５に、本考案に係る第３実施例の電動ボール弁の縦断面図を示す。同図にお いて、２１，２２は歯車、２３は表示板用軸、２４は表示板用軸取付板、２５は 軸受である。図１，２に示したバルブ開度表示方法においては、開度表示範囲は ポテンショメータ６の使用範囲となり、固定化されてしまう。この問題点を解決 するためには、図５に示すように、開度表示板１４をポテンショメータ６の軸上 に構成するのではなく、その軸からさらに希望の開度表示範囲が得られるように 歯車２１，２２で減速し、歯車２２の軸上に開度表示板１４を配設すればよい。

【００１９】

【考案の効果】 以上、説明したように、この考案によれば、例えば、９０度回転式バルブ及び 多回転式バルブのバルブ開度表示手段を、互いに改造する必要なしに共用化する ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例の電動ボールバルブの縦断面図

【図２】 図１のＸ方向矢視図

【図３】 一実施例の電動ダイヤフラムバルブの縦断面
図

【図４】 第２実施例の電動ボールバルブの縦断面図

【図５】 第３実施例の電動ボールバルブの縦断面図

【図６】 従来の電動ボールバルブの一例の縦断面図

【図７】 図６のＺ₁ 方向矢視図

【図８】 従来の電動ダイヤフラムバルブの一例の縦断
面図

【図９】 図８のＺ₂ −Ｚ₂ 線部分断面矢視図

【図１０】 図８のＺ₃ −Ｚ₃ 線部分断面矢視図

【図１１】 図１０のＺ₄ 方向矢視図

【符号の説明】

１ 電動アクチュエータ ４ 出力軸 ６ ポテンショメータ ７，８，２１，２２ 歯車 １４ バルブ開度表示板 １９ カム軸

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの開度情報を得るためのポテンシ
   ョメータの軸上にバルブ開度表示手段を構成したことを
   特徴とするバルブ用電動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 バルブ駆動用出力軸から歯車等によって
   駆動力に伝達される軸上にバルブ開度表示手段を構成し
   たことを特徴とするバルブ用電動アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記ポテンショメータの軸あるいは前記
   出力軸から歯車等により駆動力を伝達される軸からさら
   に歯車等により減速した軸上にバルブ開度表示手段を構
   成したことを特徴とする請求項１または２のいずれか記
   載のバルブ用電動アクチュエータ。