JPH0587263A - 回転弁操作用の携帯電動アクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転弁の開閉操作を行なう電動アクチュエー
タを携帯式とし且つ回転弁の開閉操作を確実に行えるよ
うにする。 【構成】 直流モータの動力で軸回りに回転する出力軸
を備えたアクチュエータ本体に，回転弁の弁棒と係合す
る回転ジヨイントを備えた取付けカバーを，該出力軸と
回転ジヨイントとが連結するように，取外し可能に取り
付け，回転弁との相対回転を係止する手段および回転弁
側に設けた開度保持具の係合を解く手段を該取付けカバ
ーに設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，全開位置と全閉位置と
に９０度回転する弁体をもつ回転弁を，全開位置と全閉
位置に確実に回転操作させるための携帯用電動アクチュ
エータに関する。

【０００２】

【従来の技術】バタフライ弁やボール弁等のように弁体
が９０度回転することによって流路の遮断と全開を行な
う回転弁は，特に流体が液体である配管系に多く使用さ
れている。かような回転弁は頻繁に開閉動作を必要とす
る管路に挿入されることも多いが，逆にめったに開閉動
作が行われないような管路に挿入されることもある。

【０００３】後者のような開閉動作が不定期または長期
にわたる回転弁では，開閉弁の機能を正確に果たすこと
はもとより，長期にわたって開または閉の状態を確実に
維持することも必要となる。

【０００４】従来より，かような回転弁は，弁箱の外側
に設けられたボンネット内に一端が弁体に接続された弁
棒を配置し，この弁棒を軸回りに９０度回転することに
よって弁体を流路遮断位置と全開位置に回転させるよう
にするのが一般であり，手動の場合には，弁棒にレバー
を取り付け，このレバーを管軸方向にすれば全開，管軸
と直角方向にすれば全閉となるように弁体の回転位置が
定まるようにするのが普通である。また，電動アクチュ
エータをボンネットの上に取り付けておき，操作信号を
このアクチュエータに送信することによって全閉位置と
全開位置に弁棒を電動式に操作するものもある。

【０００５】図１は，この電動式アクチュエータの従来
例を示したものである。１は弁箱，２はシートリング，
３は円盤状の弁体を示す。弁箱１の外側にはボンネット
４が取り付けられ，このボンネット４内に弁棒５が挿入
されている。弁棒５は弁体３に一端が固定されており，
この弁棒５を軸回りに９０度回転することによって，弁
体３が流路遮断位置と全開位置（図はこの状態を示す）
に回転する。弁体３はボール弁であってもよい。かよう
な回転弁において，ボンネット４の外側端にトップフラ
ンジ６を固定し，このトップフランジ６に電動式アクチ
ュエータＭＡが設置される。すなわち，アクチュエータ
ＭＡ側の取付け用フランジＦＦと弁側のトップフランジ
６とが固定されると共に，内部では弁棒５がジヨイント
Ｊを介して出力軸に連結され，回転弁とアクチュエータ
とは一体化される。そして駆動用電源および制御信号用
の配線が行われる。アクチュエータ自体は各種の機種が
知られているが，流量制御が調整可能に任意に行える開
度制御機構を備えたものが普及している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】管路内の流体圧は弁体
に作用するが，該流体圧によって全閉位置或いは全開位
置にある弁体がその位置から変位するようなことは避け
ねばならない。開閉動作がめったに行われない回転弁で
は全閉位置または全開位置に使用期間中確実に保持して
いなければならない。特に高圧流体が流れる管路ではこ
の変位が問題となる。また，回転弁の開閉操作は弁体に
作用する流体圧力よりも大きな駆動力を必要とするが，
この流体圧力に抗して全閉または全開の位置に確実に操
作できることが望ましい。

【０００７】前記の手動レバーによる場合には開閉位置
に誤差が生じることがあり，これが原因で管路内流体の
圧力によって変位が徐々に増大するおそれがある。ま
た，流体圧力が高い管路では大きな駆動力を必要とし，
開閉位置に確実に操作し難いときもある。

【０００８】一方，前記のような電動式アクチュエータ
で開閉動作する場合には，個々の回転弁にそれぞれアク
チュエータを設置することが必要となる。しかし，めっ
たに開閉操作しないものにまでそれぞれ取り付けておく
のは不経済である。

【０００９】したがって，携帯用で且つ電動式に確実に
開閉操作ができるアクチュエータが存在すれば，前記の
ような問題は解決できる。本発明はこの問題の解決を目
的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，電動モ
ータ動力で軸回りに回転する出力軸を備えたアクチュエ
ータ本体に，回転弁の弁棒と係合する回転ジヨイントを
備えた取付けカバーを，該出力軸と回転ジヨイントとが
連結するように，取外し可能に取り付け，回転弁との相
対回転を係止する手段および回転弁側に設けた開度保持
具の係合を解く手段を該取付けカバーに設置してなる，
回転弁操作用の携帯電動アクチュエータを提供する。

【００１１】

【実施例】図２は回転弁に対して本発明の携帯用アクチ
ュエータを近づけた状態を示す図である。回転弁は図１
と同じバタフライ弁を示す。但し，この回転弁には後述
のように開度保持具であるヒンジレバー8a,8bを備えて
いる。本発明に従うアクチュエータは，電動モータ９で
軸回りに回転する出力軸10を備えたアクチュエータ本体
11に，回転弁の弁棒５にジヨイントさせるための回転ジ
ヨイント12を備えた取付けカバー13を，出力軸10と回転
ジヨイント12とが連結するように，取外し可能に取り付
け，回転弁との相対回転を係止する手段14および回転弁
側に設けた開度保持具８の係合を解く手段15を取付けカ
バー13に設置してある。

【００１２】図３は，該アクチュエータの内部構造の詳
細を示したものである。アクチュエータ本体11は, 主本
体17と複本体18とに分割され, 複本体18の側に取付けカ
バー13がボルト19によって取外し可能に取付けられる。
主本体17と複本体18もボルト20によって取外し可能に接
続されている。主本体17内には電動モータ９，充電式バ
ッテリー22, 電源切換装置23およびリミットスイッチ24
が装着される。電動モータ９の回転軸25は複本体18内に
突出している。複本体18内には，そのほぼ中央に出力軸
10が取付けされ，この出力軸10が電動モータ９の回転軸
25と減速ギヤ26を介して連結されている。

【００１３】減速ギヤ26には位置検出ギヤ27が連結さ
れ，この位置検出ギヤ27の検出軸28に取付けたカム29と
30がリミットスイッチ24の接点とコンタクトするように
なっている。これによってカム29と30の相対角度を調整
することによって，出力軸10の回転量が調節できる。通
常は，出力軸10の回転量は90度となるようにカム29と30
の位置を調整しておく。始動にあたっては, アクチュエ
ータ本体11を弁側にセットした後, アクチュエータ上部
の押しボタン31を押す。これによって電源が投入され出
力軸10が回転する。回転中はカム29または30がリミット
スイッチ24を押しており，９０度回転後にカム29または
30が離れ，リミットスイッチ24が切れて回転は自動的に
停止する。

【００１４】このように構成されたアクチュエータ本体
11に対して取付けカバー13を取外し可能に取付けるので
あるが，この取付けカバー13の側には回転ジヨイント12
が回転可能に挿入されており，回転ジヨイント12と本体
側の出力軸10とを連結部材32によって係合させる。これ
によって，出力軸10の回転は回転ジヨイント12にそのま
ま伝達される。

【００１５】回転ジヨイント12には，操作対象とする回
転弁の角形弁棒５の径に相当する角形の穴33が穿ってあ
り，この穴33に弁棒５を挿入することによって，回転ジ
ヨイント12の回転は弁棒５に伝達される。

【００１６】一方，取付けカバー13には，回転弁との相
対回転を係止する手段14 (図例では４本のスタッド）お
よび回転弁側に設けた開度保持具の係合を解く手段15
（図例では回転ジヨイント12の外側に設けられたスリー
ブ）が設けてある。これらは，回転弁側の部材に応じて
適宜取替られるものである。

【００１７】回転弁との相対回転を係止する手段として
の４本のスタッド14は，回転弁の固定部材であるトップ
フランジに設けた４個のボルト穴（後述の図６や図８に
示すボルト穴35) に差し込まれ, これによって本アクチ
ュエータと回転弁との相対回転が規制される。また，回
転弁側に設けた開度保持具の係合を解く手段としてのス
リーブ15は，回転弁側の開度保持具であるヒンジレバー
8a,8bを支軸回りに回動動作させる。この動作状態を図
４に示した。

【００１８】図４に見られるように，スタッド14をトッ
プフランジ36のボルト穴に差し込んだ状態では，スリー
ブ15の先端がヒンジレバー8a,8bを押さえることによっ
て支軸 (ピン)40a,40bの回りに回動させ，これによって
ヒンジレバー8a,8bの係合が解かれる。以下に，この回
転弁側の構造例について説明する。

【００１９】図５は，図１と同様のバタフライ弁に開度
保持具（ヒンジレバー8a,8b）を取付けた例を示してい
る。１は弁箱，２はシートリング，３は円盤状の弁体で
ある。弁箱１の外側にはボンネット４が取り付けられ，
このボンネット４内に弁棒５が挿入されている。弁棒５
は弁体３に一端が固定されており，この弁棒５を軸回り
に９０度回転することによって，弁体３が流路遮断位置
と全開位置（図はこの状態を示す）に回転する。ボンネ
ット４の外側端にはトップフランジ36が固定されてい
る。

【００２０】図６は，図５のトップフランジ36の部分を
平面的に見た図であり，図示のようにトップフランジ36
は方形（四方形）の外形を有し，その中央部に設けた円
形開口部に，弁棒５と一体的に回転するデイスクプレー
ト37が摺動可能に装着されている。トップフランジ36は
ボンネット４の外側端に固定され，デイスクプレート37
は，その中心の角穴に角型弁棒５が嵌入されることによ
って，弁棒５と一体的に回転する。

【００２１】したがって，デイスクプレート37をトップ
フランジ36に対して相対的に９０度回転することによっ
て，弁棒５もそれに伴って回転し，弁箱１内の弁体３が
全閉位置と全開位置に回転する。この全閉位置と全開位
置に保持するためにヒンジレバー8a,8bがデイスクプレ
ート37に取り付けられている。

【００２２】ヒンジレバー8a,8bは，図７の断面に示す
ように，先端にトップフランジ36の方形縁部に係止する
鉤部39a,39bをもつ逆ヘ字型の折り曲げ片からなり，そ
の折り曲げ点が，デイスクプレート７に取り付けたピン
40a,40bによってヒンジ接合されている。

【００２３】図６〜７ではヒンジレバー8a,8bの鉤部39
a,39bがトップフランジ36の縁部に係止した状態を示す
が，図５の破線で示すように，また図８と図９に示すよ
うに，該ピン40a,40bを支点としてヒンジレバー8a,8bを
跳ね上げると鉤部39a,39bの係止が解け，デイスクプレ
ート37はトップフランジ36に対して相対回転ができるよ
うになる。この状態で弁棒５を９０度回転して，隣の縁
部に鉤部39a,39bを係止させればその状態で弁体が保持
されることになる。すなわち，トップフランジ36は正四
辺形の外形を有しているので，ヒンジレバー8a,8bの鉤
部39a,39bが係止する位置では丁度９０度の回転位置と
なる。

【００２４】ヒンジレバー8a,8bの跳ね上げ操作は，ヒ
ンジレバー8a,8bの後端に設けた押え片（ピン10a,10bの
位置から弁棒寄りに上向きに傾斜をもつ片）41a,41bを
下方に押え込めばよい。これを本アクチュエータでは前
述のスリーブ15によって行なう。また，トップフランジ
６には，ヒンジレバー8a,8bによって隠れる位置に弁体
の閉位置と開位置を表示する表示42と43を取り付けてお
き，ヒンジレバー8a,8bが例えば弁体を開位置で係止状
態としたときに，その開位置がヒンジレバー8a,8bによ
って隠れていない方の表示によって開位置を確認できる
ようにしておくのが便宜である。

【００２５】図10はデイスクプレート36とこれに取り付
けるヒンジレバー8a,8bの分解図であり，図11はそのＣ
−Ｃ矢視断面図である。図示のようにデイスクプレート
36の中央には角型弁棒を通す角穴45を有しており，この
角穴45の左右対象位置に切欠穴46a,46bが設けてある。
この切欠穴46a,46bの位置にヒンジレバー8a,8bを取り付
ける。図では片側 (左側) のヒンジレバー8bだけを示し
ているが，他方の8aも全く同様である。ヒンジレバー8b
は前述のように先端に鉤部39bをもつ逆ヘ型の折り曲げ
片からなり，その折り曲げ点をデイスクプレート36に支
軸したピン10bで回転可能に支持することによって，こ
のヒンジレバー8bが切欠穴46b内で回転可能に取り付け
られる。

【００２６】この取り付けは実際には次のようにして行
なう。デイスクプレート36の切欠穴46bに，デイスクプ
レートの半径方向と直交する方向にピン10bを懸け渡
す。このため，切欠穴46bの両縁部にピンの軸受けとな
る凹部48を設けておき，ヒンジレバー8bのピン穴19bに
ピン10bを通したうえ，突出するピン10bの両端を該凹部
48に載せ, その上から押え金具49を被せる。押え金具49
はデイスクプレート36にビスで接合する。これによっ
て，ヒンジレバー8bはピン10bを支点として切欠穴46b内
で自由に回転する。

【００２７】このように構成した回転弁の開度保持具に
よれば，弁体が全開位置と全閉位置のどちらか一方の位
置にヒンジレバーによって確実に保持される。弁棒の回
転操作にあたっては，ヒンジレバーを跳ね上げればよ
い。これは手動によって行なう場合には，別途に持ち歩
いている操作レバーを弁棒に嵌めるさいにヒンジレバー
後端の押え片41が押えられることによって，ヒンジレバ
ーが跳ね上がり，９０度回転したときに操作レバーを外
せば，ヒンジレバーの鉤部がトップフランジに係止す
る。

【００２８】本発明に従う前記の携帯電動アクチュエー
タを用いる場合には，先の図４に示したように，ヒンジ
レバー8a,8bが閉または開のどの位置にあろうとも円筒
状のスリーブ15がヒンジレバー8a,8bの押え片41a,41bを
押え込む。すなわち, 回転ジヨイント12の穴33に弁棒５
を差し込むさいに，スリーブ15の円形端部がヒンジレバ
ー8a,8bを跳ね上げる。この状態で弁棒５はトップフラ
ンジ36に対して回転自由となるから，回転ジヨイント12
の回転によって弁棒５が回転する。９０度回転して閉→
開または開→閉の所定位置までの回転動作が終えれば，
本アクチュエータを回転弁から引き離すさいに，ヒンジ
レバー8a,8bはその回転位置において自重で回動して倒
れ, 他方のトップフランジの縁部に係合し，その開度を
保持する。

【００２９】

【発明の効果】以上のように, 本発明によれば，開閉動
作は頻繁に行われないが，開度を正確に維持しておくこ
とが必要な回転弁の開閉操作を電動式に確実に行なえる
携帯式電動アクチュエータが提供される。

【００３０】本アクチュエータは回転弁のそれぞれに取
付けて置く必要がなく，一台あれば多数の回転弁の開閉
操作を行えるので非常に便利である。またサイズが異な
る弁に対しては取付けカバー部分の取り替えによって,
それぞれに対応することができる。

【００３１】また，開度保持具を持たない弁に対しても
スリーブ15 (開度保持具の係合を解く手段) は，回転ジ
ヨイント12の回転動作に支障を与えないので，弁の開閉
操作に邪魔になることはない。したがって，開度保持具
を持たない弁に対しては全開と全閉位置への回転のみな
らず, カム29と30の相対角度の調節によって任意の回転
量にも調節が可能であるから，流量調節用のアクチュエ
ータとしても利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の回転弁用に固定されるアクチュエータの
例を示す全体図である。

【図２】本発明の携帯電動アクチュエータの例を示す全
体図である。

【図３】回転弁への装着前の状態を示した図２の携帯電
動アクチュエータの内部構造を示す略断面図である。

【図４】回転弁に装着した状態を示した以外は図３と同
様の略断面図である。

【図５】本発明のアクチュエータで操作する回転弁の例
を示す全体図である。

【図６】図５の回転弁のトップフランジ部分を示す平面
図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線矢視略断面図である。

【図８】ヒンジレバーが非係止状態にあるときの図６と
同様の平面図である。

【図９】図４のＢ−Ｂ線矢視略断面図である。

【図１０】トップフランジにヒンジレバーを装着するさ
いの分解図である。

【図１１】図６のＣ−Ｃ線矢視略断面図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ２ シートリング ３ 弁体 ４ ボンネット ５ 弁棒 ８ 回転弁の開度保持具（ヒンジレバー） ９ 電動モータ 10 出力軸 11 アクチュエータ本体 12 回転ジヨイント 13 取付けカバー 14 スタッド (回転弁との相対回転を係止する手段) 15 スリーブ (回転弁側の開度保持具の係合を解く手
段) 24 リミットスイッチ 26 減速ギヤ 27 位置検出ギヤ 33 回転ジヨイントに穿った弁棒と係合する穴 36 トップフランジ 37 デイスクプレート 39 ヒンジレバーの鉤部 40 ヒンジレバーの支軸ピン 41 ヒンジレバーの押え片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの動力で軸回りに回転する出
   力軸を備えたアクチュエータ本体に，回転弁の弁棒と係
   合する回転ジヨイントを備えた取付けカバーを，該出力
   軸と回転ジヨイントとが連結するように，取外し可能に
   取り付け，回転弁との相対回転を係止する手段および回
   転弁側に設けた開度保持具の係合を解く手段を該取付け
   カバーに設置してなる，回転弁操作用の携帯電動アクチ
   ュエータ。
2. 【請求項２】 アクチュエータの出力軸は，モータ軸に
   減速ギヤを介して連結され，この減速ギヤに位置検出ギ
   ヤが連結され，この位置検出ギヤとリミットスイッチと
   を連動させるようにした請求項１に記載の携帯電動アク
   チュエータ。
3. 【請求項３】 電動モータの電源は，アクチュエータ本
   体に装着される充電式バッテリーである請求項１または
   ２に記載の携帯電動アクチュエータ。
4. 【請求項４】 回転弁との相対回転を係止する手段は，
   回転弁のトップフランジに設けた複数個の穴にそれぞれ
   差し込まれる複数本のスタッドである請求項１，２また
   は３に記載の携帯電動アクチュエータ。
5. 【請求項５】 回転弁側に設けた開度保持具は，弁棒と
   一体的に回転するデイスクプレートに支軸されたヒンジ
   レバーであって，且つ回転弁の固定部材に係合する鉤部
   をもつヒンジレバーである請求項１，２，３または４に
   記載の携帯電動アクチュエータ。
6. 【請求項６】 回転弁側に設けた開度保持具の係合を解
   く手段は，回転ジヨイントの外側に同軸的に設けられた
   スリーブからなり，本アクチュエータの回転弁への装填
   操作時に，このスリーブが前記のヒンジレバーを支軸回
   りに回動動作させる請求項５に記載の携帯電動アクチュ
   エータ。