バルブ駆動用アクチュエータ
【課題】増締め操作領域を確保しつつバルブとの取付け部分をコンパクトに形成してバルブ取付け後の全体高さを低くでき、しかも、部品点数を少なくしてバルブ取付け時の作業工数を小さくできるバルブ駆動用アクチュエータを提供する。
【解決手段】往復動するピストンロッド７の直線運動を回転運動に変換する回転変換機構６を内蔵したハウジング１の少なくとも一方側にシリンダユニット２を設けたバルブ駆動用アクチュエータである。このバルブ駆動用アクチュエータは、ハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａで形成される空間領域Ｓにおいて、バルブ取付面１３と増締め操作領域Ｔを有するブラケット１２とがハウジング下面１ａに一体に垂下形成されている。
【解決手段】往復動するピストンロッド７の直線運動を回転運動に変換する回転変換機構６を内蔵したハウジング１の少なくとも一方側にシリンダユニット２を設けたバルブ駆動用アクチュエータである。このバルブ駆動用アクチュエータは、ハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａで形成される空間領域Ｓにおいて、バルブ取付面１３と増締め操作領域Ｔを有するブラケット１２とがハウジング下面１ａに一体に垂下形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、単作動型のみならず複作動型の空気圧式アクチュエータに好適で、バルブ用グランド部の増締め機能も有効に発揮されるバルブ駆動用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガスプラント等の大流量のガス供給ラインの大型のボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁を操作する場合、一般的には単作動型や複作動型の空気圧式アクチュエータが用いられることが多い。単作動型のアクチュエータは、ピストンを内蔵したシリンダ部、スコッチヨーク等の変換装置を内蔵したハウジング、スプリングを内蔵したスプリングスプリングユニットを有し、シリンダ部によりピストンロッドを往運動させ、スプリングスプリングユニットによりピストンロッドを復運動させて、このピストンロッドの往復動をハウジングの変換装置で出力軸の回転運動に変換するようになっている。一方、複作動型の空気圧式アクチュエータは、圧縮空気でピストンロッドの往復動の双方の動作を行うことにより出力軸の回転運動に変換するようになっている。何れのアクチュエータの場合にも、回転弁との組付け後にはこの回転弁の内部に装着されているグランドパッキンを増締めする必要が生じる。このため、通常、ハウジングと回転弁とは、増締め操作空間を確保するためにブラケットを介して固定され、更に、アクチュエータの出力軸と回転弁のステムとはコネクタ部材を介して接続されている。
【０００３】
この種の空気圧式アクチュエータとして、例えば、特許文献１に圧力空気作動式の駆動装置が開示され、この駆動装置を用いて回転弁の弁体を回動する場合が記載されている。
同文献１においては、駆動装置と回転弁とが断面略コ字形のブラケット部材を介して固定され、このブラケット部材の内方に回転弁のステムが挿入され、このステムは、コネクタ部材を介して駆動装置の出力軸と接続されている。ステムと弁本体との間にはパッキンが挿入されており、このパッキンによりステム周りのシール状態が保たれている。パッキンは、グランドボルトによりグランド部材を介して増締め可能になっている。グランドボルトやグランド部材は、ブラケット部材の下方からアクチュエータ側に内挿され、このブラケット部材の内方に配置される。このようなブラケット部材としては、断面ロ字形のものが使用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０２０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような構造のアクチュエータにおいて、増締め空間用のブラケット部材は、その上部にアクチュエータを取付けるためのアクチュエータ取付面を有し、また、その下部には回転弁（バルブ）を取付けるためのバルブ取付面を有する形状であるため高さ寸法が大きくなり、これらの取付面を設けたことにより重量も重くなっていた。更に、各取付面にアクチュエータ本体並びにバルブを取付けるためのボルト・ナットが必要になるために部品点数が多くなり、このボルト・ナットを用いてアクチュエータをバルブに取付けるときの作業工数も大になっていた。
【０００６】
しかも、この空気圧式アクチュエータは、ブラケット部材の内方にコネクタ部材を配置して回転弁のステムとアクチュエータの出力軸とを接続する構造であるため、コネクタ部材の配置を考慮してブラケット部材の高さを大きく設定しなければならず、その結果、このアクチュエータとバルブとを組合わせたときの高さがより大きくなっていた。このコネクタ部材を用いてアクチュエータをバルブに取付ける場合、先ず、ブラケット部材を回転弁に取付け、この回転弁のステムにコネクタ部材を装着した上で駆動装置をブラケット部材の上面に取付けなければならないために作業工数が大きくなる。
上述したブラケット部材及びコネクタ部材を用いた場合、アクチュエータが大型、例えば、出力５０００Ｎ−ｍ（約５００ｋｇ−ｍ）以上のアクチュエータであるときにより上記の傾向が顕著になる。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、増締め操作領域を確保しつつバルブとの取付け部分をコンパクトに形成してバルブ取付け後の全体高さを低くでき、しかも、部品点数を少なくしてバルブ取付け時の作業工数を小さくできるバルブ駆動用アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、往復動するピストンロッドの直線運動を回転運動に変換する回転変換機構を内蔵したハウジングの少なくとも一方側にシリンダユニットを設けたバルブ駆動用アクチュエータであって、ハウジングの下部とシリンダユニットの内方端面で形成される空間領域に、バルブ取付面と増締め操作領域を有するブラケットをハウジングの下面に一体に垂下形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ハウジングの両側に空気圧シリンダユニットとスプリングユニットを配設するバルブ駆動用アクチュエータで、ピストンロッドの軸心位置で、かつハウジングの下面には、シリンダユニットとスプリングユニットの内方端面に固定する一対の脚部を垂下形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、脚部の下端にバルブ取付面を連設してブラケットを上向き断面コ次形状に形成し、このバルブ取付面をピストンロッド側の位置とは反対方向に突設形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、バルブ取付面には、脚部側より偏心した位置にバルブグランド挿入用の挿入口を形成して増締め操作領域を広くしたバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、脚部側のハウジングの底部角部にテーパ部を形成して増締め操作領域を確保したバルブ駆動用アクチュエータである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によると、バルブの取付け部分をコンパクトに形成できることで増締め操作領域を確保しつつバルブ取付け後の全体高さを低くでき、大型のバルブ駆動用アクチュエータであってもコンパクトなブラケットを一体に製作できることで全体高さを低く抑えることができる。しかも、部品点数を少なくできるため、バルブ取付け時における作業工数を小さく抑えてバルブを容易に取付けることが可能になる。更に、バルブに対してアクチュエータの向きを９０°振り配置させてバルブの回転方向を変えて配置することも容易であり、また、単作動型、複作動型の何れの形式の空圧式アクチュエータにも好適である。アクチュエータ内の回転変換機構としては、スコッチヨーク機構以外にも、ラック・ピニオン機構、ギア機構などの各種の変換機構も採用することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によると、脚部をハウジングの下面に垂下形成し、この脚部にシリンダユニットとスプリングユニットの内方端面を固定することで、ハウジングの高さを抑制したコンパクトな大きさに設けることができる。これにより、ブラケットをアクチュエータのうち最も大径であるシリンダユニットから下方側に突出することも抑え、バルブ取付け後の全体高さを低く抑えることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によると、ブラケットの内方に挿入されたバルブの弁軸に対して、非ピストンロッド側には脚部が無いことからバルブ取付け用の増締め操作領域を確保でき、この増締め操作領域から増締め機能を有効に発揮できる。更に、バルブに対してアクチュエータの向きを９０°回転させた状態で配置した場合にも、増締め作業を円滑に行うこともできる。
また、ピストンロッドの下方に脚部を形成していることで、アクチュエータの出力軸を中心とする回転モーメントを支持し、ブラケットの強度の確保と、増締め操作領域の確保とのバランスを最適な状態に確保できる。
【００１６】
請求項４に係る発明によると、脚部からバルブグランド挿入用の挿入口を偏心させることで増締め操作領域を広く確保でき、狭い作業空間であっても増締め作業を容易に実施できる。
【００１７】
請求項５に係る発明によると、ハウジングの底部角部に設けたテーパ部により増締め操作領域を上下方向に広く確保することができ、この増締め操作領域により増締めを容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のバルブ駆動用アクチュエータを示した一部切欠き正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図４】図１のバルブ駆動用アクチュエータを９０°振り配置した一部切欠き正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ拡大断面図である。
【図６】図４のＤ−Ｄ拡大断面図である。
【図７】（ａ）はブラケットの斜視図である。（ｂ）はブラケットの側面図である。
【図８】バルブ本体を示した一部省略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明におけるバルブ駆動用アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のバルブ駆動用アクチュエータの一部切欠き正面図、図２は、図１のＡ−Ａ拡大断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ拡大断面図を示している。図８においては、バルブ駆動用アクチュエータが取付けられるバルブ本体を示している。
【００２０】
本発明のバルブ駆動用アクチュエータ（以下、アクチュエータ）は、図８に示したバルブ本体４に搭載され、このバルブ本体４の弁軸５を回動させて図示しない弁体を制御可能になっている。このアクチュエータは、単作動型、複作動型の何れの作動型式であってもよいが、本実施形態ではアクチュエータをスプリングリターン型の単作動型アクチュエータとする場合を述べる。この単作動型アクチュエータは、図に示すように、ハウジング１、空気圧シリンダユニット２、スプリングユニット３を有し、これらが一体化された構造になっている。
【００２１】
アクチュエータのハウジング１において、その内部には後述する回転変換機構６が内蔵され、この回転変換機構６により往復動するピストンロッド７の直線運動が回転運動に変換される。ハウジング１の少なくとも一方側にはシリンダユニット２が設けられ、ハウジング１の他方側にはスプリングユニット３が設けられている。このように本実施形態では、アクチュエータの両側に空気圧シリンダユニット２、スプリングユニット３が配設されているが、スプリングユニット３を省略した構造の複作動型とすることもできる。
【００２２】
ハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａとの間には空間領域Ｓが形成され、この空間領域Ｓにはブラケット１２が設けられている。ブラケット１２は、ハウジング１の下面１ａに一体に垂下形成され、バルブ取付面１３、脚部１４を有する中空凹状を呈しており、この形状により増締め操作領域Ｔが形成されている。
【００２３】
図２に示すように、バルブ取付面１３は、脚部１４の下端に連設するようにブラケット１２の底面側に設けられ、このバルブ取付面１３と脚部１４とによりブラケット１２が上向き断面コ字形状に形成される。図５に示すように、バルブ取付面１３は、環状部１５、脚部との接続部１６とにより構成され、このうち環状部１５がピストンロッド７側（脚部形成側）の位置とは反対方向に突設形成されている。この環状部１５にはバルブ取付け用ボルト５０のボルト孔１７、バルブ本体４に形成されたグランド部２０挿入用の挿入口１９がそれぞれ形成されている。
【００２４】
ここで、バルブ本体４のグランド部２０とは、図８におけるバルブ本体４と弁軸５との間をシールする図示しないグランドパッキンを押圧するバルブグランド２１、このバルブグランド２１を押圧するためにバルブ本体４にねじ込まれるグランドボルト・ナット２２、弁軸５の頭部２３を合わせたものを対象とする。このようにバルブ本体４は、グランドパッキン構造の弁軸シール部位を有し、このバルブ本体４の上面側にはバルブ取付面１３に取付け可能な取付座２４が弁軸５を中心に形成されている。このバルブ本体４は、ボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁の態様を呈している。
【００２５】
図５において、挿入口１９は、バルブ取付面１３の脚部１４側より環状部１５側に偏心した位置に形成されている。この挿入口１９からバルブグランド２１を挿入してバルブ本体４を取付ける場合、固着用ボルト５０を締付ける。
【００２６】
図７（ａ）、図７（ｂ）において、ブラケットの脚部１４は、ピストンロッド７の軸心位置におけるハウジング１の下面１ａに一対に垂下形成されて対向配置され、この脚部１４によりブラケット１２がシリンダユニット２とスプリングユニット３の内方端面２ａ、３ａに固定される。図７に示すように、脚部１４におけるシリンダユニット２、スプリングユニット３への各当接端面側には加工面を有する取付座部５１が形成され、この取付座部５１に各ユニット２、３をボルト５０で固定するためのボルト孔５２が形成されている。このようにボルト孔５２は、ハウジング１の回転変換機構６を収納する収納部位よりも外側の下方側に形成されている。一方、ハウジング１の収納部位よりも外側の上方側には突起状の頂部５３が形成され、この頂部５３にもボルト孔５１と平行にボルト孔５４が形成されている。ブラケット１２は、これらのボルト孔５２、５４を介してシリンダユニット２、スプリングユニット３にボルト５０で固定可能になっている。
【００２７】
脚部１４は、図２、図７に示すように、バルブ取付面１３の環状部１５、より具体的には挿入口１９に対してピストンロッド７側に偏心配置されている。これによりブラケット１２の内方に挿入された弁軸５に対して、非ピストンロッド側には脚部１４が形成されないようになっている。
【００２８】
また、図６、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、ハウジング１の脚部１４側の底部角部にはテーパ部５５が形成されている。このテーパ部５５により、グランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔがより広く確保される。
【００２９】
図３において、上述したハウジング１内部に設けられる回転変換機構６は、ピストンロッド７に固定されたピン８、スコッチヨーク９、出力軸１０を有するスコッチヨーク機構からなり、また、ハウジング１内には、ストッパボルト１１が設けられている。
【００３０】
ピストンロッド７は、ハウジング１に対して往復動可能に取付けられ、このピストンロッド７の所定位置には、その往復動の方向と直交する向きにピン８が突出して装着されている。本実施形態において、ピストンロッド７が後述するスプリング１８の弾性力に抗する向きに作動する場合を往動、スプリング１８の弾性力の向きに作動する場合を復動とする。
【００３１】
出力軸１０は、ピストンロッド７と直交する方向に回動自在で、ピストンロッド７に対してスコッチヨーク９の作動に必要な長さの分、側方に配置されている。この出力軸１０には、バルブ本体４の弁軸５を接続可能なステム嵌合部５６が形成されており、このステム嵌合部５６は、弁軸５の径に応じて予め加工することが可能になっている。ステム嵌合部５６には図示しないキーが装着可能になっており、このキーを介してステム嵌合部５６に弁軸５が固定される。出力軸１０は、スコッチヨーク９に挿着により固着されてこのスコッチヨーク９と一体に回転可能になっている。
【００３２】
スコッチヨーク９には凹状の係合部９ａが形成され、この係合部９ａはピン８に係合可能になっており、このピン８と係合部９ａとの係合によりピストンロッド７が往復動したときにスコッチヨーク９がピン８に押されて回転し、この回転によりスコッチヨーク９と一体に出力軸１０が回動するようになっている。このようにして、ピストンロッド７の往復動が回転変換機構６により出力軸１０の回動に変換される。
【００３３】
ストッパボルト１１は、回転時のスコッチヨーク９が当接可能な位置に螺合によってハウジング１に取付けられ、スコッチヨーク９の回転時にこのスコッチヨーク９がストッパボルト１１に当接して出力軸１０の回転範囲が規制される。ストッパボルト１１は、ハウジング１に対して螺入量が調節可能であり、これによってスコッチヨーク９の回転範囲を細かく調節できる。
【００３４】
図６に示すように、ハウジング１の底部側と出力軸１０との間にはベアリング５７、Ｏリングからなるシール部材５８が配設されている。ハウジング１におけるベアリング５７やシール部材５８の収納領域は下方に突出され、一方、ハウジング下面１ａはこの突出部位から底上げした位置に設けられている。このような構造に設けることで、ハウジング１をコンパクト化しつつブラケット１２の内方にシリンダユニット２やスプリングユニット３の締付け作業に必要な中空凹状部位が確保される。
【００３５】
一方、図３において、アクチュエータにおけるシリンダユニット２は、筒状のシリンダケース２５、円板状のピストン２６、エンドカバー２７、シリンダロッドガイド２８を有している。シリンダケース２５の開口両端にはエンドカバー２７、シリンダロッドガイド２８がそれぞれ取付けられ、これらの間にピストン２６が内蔵されている。
【００３６】
ピストン２６には、ナット部材２９により前記ピストンロッド７が固定され、このピストンロッド７は、シリンダロッドガイド２８に形成された貫通穴２８ａに装着されたベアリング３０、Ｏリング３１を介してシリンダユニット２に装着される。ピストン２６には２つの連通穴２６ａ、２６ａが形成され、この連通穴２６ａにもベアリング３０、Ｏリング３１が装着されている。シリンダロッドガイド２８には図示しない給排気口が設けられ、この給排気口から圧縮エアを給排気することでピストン２６がシリンダケース２５内を往復動し、この往復動によりピストン２６に一体に固定されたピストンロッド７が往復動するようになっている。なお、アクチュエータを複作動型とする場合には、給排気口からの圧縮エアの給排気によりピストンロッド２５を往復動させるようにすればよい。
【００３７】
シリンダユニット２の内部には２本のセンターバー３３、３３が設けられ、このセンターバー３３は、ピストンロッド７と平行に、エンドカバー２７側のセンターバー３３に形成された雄螺子３３ａとエンドカバー２７に形成された雌螺子２７ａとの螺着と、シリンダロッドガイド２８側の固着ナット３４の螺着により固着されている。前記ピストン２６は、このセンターバー３３に装着されて支持された状態でシリンダケース２５内を往復動する。
【００３８】
図３において、アクチュエータの他方側のスプリングユニット３は、筒状のスプリングケース３５と、円板状のスプリングロッドガイド３６、スプリングカバー３７を有し、スプリングケース３５の開口両端にスプリングロッドガイド３６、スプリングカバー３７がそれぞれ取付けられている。このスプリングユニット３内にはスプリングロッドガイド３６に形成された貫通穴３６ａに装着されたベアリング３０、Ｏリング３１を介してピストンロッド７が装入され、また、２つの略円板状のスプリングリテーナ３８である第１リテーナ３９、第２リテーナ４０を介してスプリング１８が内蔵されている。
【００３９】
第１リテーナ３９、第２リテーナ４０にはピストン２６と同様に２つの貫通穴３９ａ、４０ａがそれぞれ形成され、この貫通穴３９ａ、４０ａにはベアリング３０が装着されている。さらに、第１リテーナ３９の中央には取付穴３９ｂ、第２リテーナ４０の中央にはピストンロッド７の外径よりもやや大きい内径の穴部４０ｂが設けられ、第１リテーナ３９は、取付穴３９ｂより突出させたピストンロッド７端部に固定ナット４１により固定され、第２リテーナ４０は、第１リテーナ３９とスプリングロッドガイド３６との間に穴部４０ｂを介してピストンロッド７に摺動自在に装着されている。この装着構造により、第１リテーナ３９は、ピストンロッド７と一体にスプリングユニット３内を往復動自在になり、第２リテーナ４０は、第１リテーナ３９の往復動に応じてスプリング１８を拡縮しながらピストンロッド７を摺動する。何れのリテーナ３９、４０も、ベアリング３０を介してセンターバー４３に装着され、このセンターバー４３に対して摺動自在になっている。
【００４０】
スプリング１８は、大径スプリング４４、小径スプリング４５からなり、各スプリング４４、４５は２分割に分割されている。これによってスプリング１８（大径スプリング４４、小径スプリング４５）は、ピストンロッド７の往復動方向に直列に２組配置される。分割スプリング１８は、第１リテーナ３９と第２リテーナ４０との間、第２リテーナ４０とスプリングロッドガイド３６との間にそれぞれ装着され、この分割スプリング１８の間に第２リテーナ４０が配設される。この場合、４本のスプリング１８は、スプリングリテーナ３８で芯出しされながら保持されて倒れが防止された状態で設置されるため、ピストンロッド７のスムーズな作動が可能になっている。
【００４１】
これにより、スプリング１８は、スプリングリテーナ３８に外端面が当接した状態でこのスプリングリテーナ３８とハウジング１取付け側との間に弾発した状態で保持されている。
シリンダユニット２のシリンダ室に圧縮エアが給気された場合には、この圧縮エアによりピストン２６が往動し、ピストン２６と一体のピストンロッド７の往動によってスプリング１８が引き縮められてその弾性力が蓄勢される。このように、スプリング１８は、ピストンロッド７のシリンダユニット２との他側にピストンロッド７の往復動により拡縮可能な状態で内蔵されている。
【００４２】
センターバー４３は、スプリングユニット３の内部にピストンロッド７と平行に少なくとも２本配置され、このセンターバー４３、４３は、このセンターバー４３に形成された雄螺子４３ａとスプリングカバー３７に形成された雌螺子３７ａとの螺着と、スプリングロッドガイド３６側の固着ナット３４の螺着により固着されている。
【００４３】
上記のシリンダユニットやスプリングユニットは、上記以外の構造であってもよく、ハウジングの一方側或は双方側の脚部に固定可能であれば各種の構造を採用できる。
【００４４】
続いて、上述したアクチュエータをバルブ本体４に取付ける場合を説明する。ここで、アクチュエータをバルブ本体４に取付ける場合、バルブ本体４の流路の軸心Ｐ方向にピストンロッド７の軸心Ｏが平行になる向きと、軸心Ｐと軸心Ｏとが互いに直交する向きになる取付けが考えられる。このため、前者を正規の配置、後者を９０°振り配置とし、それぞれの場合について述べる。
【００４５】
アクチュエータを正規の配置に取付ける場合、シリンダユニット２やスプリングユニット３が接続されたアクチュエータのハウジング１を図８に示したバルブ本体４に上方から組み入れるようにする。具体的には、図６において、バルブ本体４のグランド部２０を、アクチュエータのハウジング１に一体に設けられたブラケット１２に形成した挿入口１９から内挿するように組み入れる。
【００４６】
このとき、ブラケット１２の内方に挿入された弁軸５を出力軸１０の下方から挿入して接続する。本実施形態では、前述したとおりキーにより弁軸５と出力軸１０とを接続することで、弁軸５の軸方向に対してアクチュエータを移動可能にしつつこの弁軸５と出力軸１０との回転方向の移動を規制するようになっているため、アクチュエータによる回転力が出力軸１０から弁軸５に確実に伝達される。
【００４７】
この状態で図１に示すようにピストンロッド７の軸心Ｏがバルブ本体４の流路の軸心Ｐに平行になるようにアクチュエータの向きを調整してバルブ本体４に装着し、ブラケット１２のバルブ取付面１３をバルブ本体４の取付座２４に載置させ、ボルト孔１７にボルト５０を螺着してアクチュエータをバルブ本体４に取付ける。
【００４８】
アクチュエータが正規配置によってバルブ本体４に取付けられた場合、このバルブ本体４のグランドボルト・ナット２２は、図２に示すように脚部１４と平行に配置された状態になる。従って、グランドボルト・ナット２２の増締め作業をレンチ等の工具５９を用いて脚部１４に干渉することなく行うことができる。
【００４９】
アクチュエータを９０°振り配置によりバルブ本体４に取付ける場合には、図４に示すように、バルブ本体４の流路軸心Ｐ方向に対してピストンロッド７が直交する向きになるように弁軸５と出力軸１０及びアクチュエータとバルブ本体４とを組付け、この状態で正規の配置と同様にバルブ取付面１３を取付座２４に載置させ、ボルト孔１７にボルト５０を螺着してアクチュエータをバルブ本体４に取付ける。
【００５０】
この９０°振り配置時には、図５に示すようにバルブ本体４のグランドボルト・ナット２２が脚部１４との対向位置に配置されることになる。このような配置の場合には、グランドボルト・ナット２２の増締め作業が脚部１４の干渉を受け易くなる。
【００５１】
しかし、本実施形態におけるアクチュエータでは、脚部１４がバルブ取付面の環状部１５、より具体的には、グランド挿入口１９に挿入されたバルブ本体４のグランド部２０に対して偏心配置し、脚部１４側より偏心した位置にバルブグランド挿入口１９を形成して増締め操作領域Ｔを広くしているので、弁軸５に対して非ピストンロッド側では平面視における角度αが約１８０°の範囲に亘って形成される。このため、この角度αをグランドボルト・ナット２２の増締め操作領域として確保して増締め作業を円滑に行うことができる。
【００５２】
また、図５において、弁軸５に対してピストンロッド７側におけるグランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔは、脚部１４が存在しているために平面視における角度βが約４０°程度の範囲に制限される。しかし、本実施形態においては、図６、図７に示すように、脚部１４側のハウジング１の底部角部にテーパ部５５を形成して増締め操作領域Ｔを広く確保しているので、このテーパ部５５を設けた開口側の斜め上方から増締め用の工具をグランドボルト・ナット２２に向けて挿入してこのグランドボルト・ナット２２を簡単に増締めできる。
【００５３】
本発明のバルブ駆動用アクチュエータは、上記したようにハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａで形成される空間領域Ｓに、バルブ取付面１３と増締め操作領域Ｔを有するブラケット１２をハウジング下面１ａに一体に垂下形成しているので、増締め操作領域Ｔを確保しつつ、アクチュエータ全体の高さ寸法を抑えてその重量も軽減できる。更に、ブラケット１２を一体化していることで部品点数を削減でき、バルブ本体４への取付けも容易になるため作業工数も少なくできる。
このとき、スコッチヨーク９に挿着された出力軸１０のステム嵌合部５６に弁軸５をキーで固定していることで、この出力軸１０と弁軸５とを接続するためのコネクタ等を用いる必要がないためバルブ本体４取付け後のアクチュエータの高さをより低く抑えることができると共に、ステム嵌合部５６に嵌合することで弁軸５を容易に接続できる。
【００５４】
しかも、このアクチュエータは、ピストンロッド７の軸心Ｏの位置でかつハウジング下面１ａに、シリンダユニット２とスプリングユニット３の内方端面２ａ、３ａへのボルト固定用の一対の脚部１４が垂下形成され、ハウジング１の収納部位よりも外側の脚部１４と頂部５３とを介してハウジング１にシリンダユニット２、スプリングユニット３をボルト５０で取付けているため、ハウジング１の高さをより低く抑制して一層コンパクトな大きさにできる。
【００５５】
更に、脚部１４を少なくともピストンロッド７の下方に形成することで、スコッチヨーク構造によって出力軸１０を中心にピストンロッド７に沿って生じる回転モーメントを支持することができる。この脚部１４の偏心構造により、ブラケット１２の強度の確保と、グランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔの確保とのバランスを最適な状態に保つ形状に設けることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ハウジング
１ａ 下面
２ シリンダユニット
２ａ 内方端面
３ スプリングユニット
３ａ 内方端面
６ 回転変換機構
７ ピストンロッド
１２ ブラケット
１３ バルブ取付面
１４ 脚部
１９ 挿入口
５５ テーパ部
Ｓ 空間領域
Ｔ 増締め操作領域
Ｐ、Ｏ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、単作動型のみならず複作動型の空気圧式アクチュエータに好適で、バルブ用グランド部の増締め機能も有効に発揮されるバルブ駆動用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガスプラント等の大流量のガス供給ラインの大型のボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁を操作する場合、一般的には単作動型や複作動型の空気圧式アクチュエータが用いられることが多い。単作動型のアクチュエータは、ピストンを内蔵したシリンダ部、スコッチヨーク等の変換装置を内蔵したハウジング、スプリングを内蔵したスプリングスプリングユニットを有し、シリンダ部によりピストンロッドを往運動させ、スプリングスプリングユニットによりピストンロッドを復運動させて、このピストンロッドの往復動をハウジングの変換装置で出力軸の回転運動に変換するようになっている。一方、複作動型の空気圧式アクチュエータは、圧縮空気でピストンロッドの往復動の双方の動作を行うことにより出力軸の回転運動に変換するようになっている。何れのアクチュエータの場合にも、回転弁との組付け後にはこの回転弁の内部に装着されているグランドパッキンを増締めする必要が生じる。このため、通常、ハウジングと回転弁とは、増締め操作空間を確保するためにブラケットを介して固定され、更に、アクチュエータの出力軸と回転弁のステムとはコネクタ部材を介して接続されている。
【０００３】
この種の空気圧式アクチュエータとして、例えば、特許文献１に圧力空気作動式の駆動装置が開示され、この駆動装置を用いて回転弁の弁体を回動する場合が記載されている。
同文献１においては、駆動装置と回転弁とが断面略コ字形のブラケット部材を介して固定され、このブラケット部材の内方に回転弁のステムが挿入され、このステムは、コネクタ部材を介して駆動装置の出力軸と接続されている。ステムと弁本体との間にはパッキンが挿入されており、このパッキンによりステム周りのシール状態が保たれている。パッキンは、グランドボルトによりグランド部材を介して増締め可能になっている。グランドボルトやグランド部材は、ブラケット部材の下方からアクチュエータ側に内挿され、このブラケット部材の内方に配置される。このようなブラケット部材としては、断面ロ字形のものが使用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０２０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような構造のアクチュエータにおいて、増締め空間用のブラケット部材は、その上部にアクチュエータを取付けるためのアクチュエータ取付面を有し、また、その下部には回転弁（バルブ）を取付けるためのバルブ取付面を有する形状であるため高さ寸法が大きくなり、これらの取付面を設けたことにより重量も重くなっていた。更に、各取付面にアクチュエータ本体並びにバルブを取付けるためのボルト・ナットが必要になるために部品点数が多くなり、このボルト・ナットを用いてアクチュエータをバルブに取付けるときの作業工数も大になっていた。
【０００６】
しかも、この空気圧式アクチュエータは、ブラケット部材の内方にコネクタ部材を配置して回転弁のステムとアクチュエータの出力軸とを接続する構造であるため、コネクタ部材の配置を考慮してブラケット部材の高さを大きく設定しなければならず、その結果、このアクチュエータとバルブとを組合わせたときの高さがより大きくなっていた。このコネクタ部材を用いてアクチュエータをバルブに取付ける場合、先ず、ブラケット部材を回転弁に取付け、この回転弁のステムにコネクタ部材を装着した上で駆動装置をブラケット部材の上面に取付けなければならないために作業工数が大きくなる。
上述したブラケット部材及びコネクタ部材を用いた場合、アクチュエータが大型、例えば、出力５０００Ｎ−ｍ（約５００ｋｇ−ｍ）以上のアクチュエータであるときにより上記の傾向が顕著になる。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、増締め操作領域を確保しつつバルブとの取付け部分をコンパクトに形成してバルブ取付け後の全体高さを低くでき、しかも、部品点数を少なくしてバルブ取付け時の作業工数を小さくできるバルブ駆動用アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、往復動するピストンロッドの直線運動を回転運動に変換する回転変換機構を内蔵したハウジングの少なくとも一方側にシリンダユニットを設けたバルブ駆動用アクチュエータであって、ハウジングの下部とシリンダユニットの内方端面で形成される空間領域に、バルブ取付面と増締め操作領域を有するブラケットをハウジングの下面に一体に垂下形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ハウジングの両側に空気圧シリンダユニットとスプリングユニットを配設するバルブ駆動用アクチュエータで、ピストンロッドの軸心位置で、かつハウジングの下面には、シリンダユニットとスプリングユニットの内方端面に固定する一対の脚部を垂下形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、脚部の下端にバルブ取付面を連設してブラケットを上向き断面コ次形状に形成し、このバルブ取付面をピストンロッド側の位置とは反対方向に突設形成したバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、バルブ取付面には、脚部側より偏心した位置にバルブグランド挿入用の挿入口を形成して増締め操作領域を広くしたバルブ駆動用アクチュエータである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、脚部側のハウジングの底部角部にテーパ部を形成して増締め操作領域を確保したバルブ駆動用アクチュエータである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によると、バルブの取付け部分をコンパクトに形成できることで増締め操作領域を確保しつつバルブ取付け後の全体高さを低くでき、大型のバルブ駆動用アクチュエータであってもコンパクトなブラケットを一体に製作できることで全体高さを低く抑えることができる。しかも、部品点数を少なくできるため、バルブ取付け時における作業工数を小さく抑えてバルブを容易に取付けることが可能になる。更に、バルブに対してアクチュエータの向きを９０°振り配置させてバルブの回転方向を変えて配置することも容易であり、また、単作動型、複作動型の何れの形式の空圧式アクチュエータにも好適である。アクチュエータ内の回転変換機構としては、スコッチヨーク機構以外にも、ラック・ピニオン機構、ギア機構などの各種の変換機構も採用することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によると、脚部をハウジングの下面に垂下形成し、この脚部にシリンダユニットとスプリングユニットの内方端面を固定することで、ハウジングの高さを抑制したコンパクトな大きさに設けることができる。これにより、ブラケットをアクチュエータのうち最も大径であるシリンダユニットから下方側に突出することも抑え、バルブ取付け後の全体高さを低く抑えることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によると、ブラケットの内方に挿入されたバルブの弁軸に対して、非ピストンロッド側には脚部が無いことからバルブ取付け用の増締め操作領域を確保でき、この増締め操作領域から増締め機能を有効に発揮できる。更に、バルブに対してアクチュエータの向きを９０°回転させた状態で配置した場合にも、増締め作業を円滑に行うこともできる。
また、ピストンロッドの下方に脚部を形成していることで、アクチュエータの出力軸を中心とする回転モーメントを支持し、ブラケットの強度の確保と、増締め操作領域の確保とのバランスを最適な状態に確保できる。
【００１６】
請求項４に係る発明によると、脚部からバルブグランド挿入用の挿入口を偏心させることで増締め操作領域を広く確保でき、狭い作業空間であっても増締め作業を容易に実施できる。
【００１７】
請求項５に係る発明によると、ハウジングの底部角部に設けたテーパ部により増締め操作領域を上下方向に広く確保することができ、この増締め操作領域により増締めを容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のバルブ駆動用アクチュエータを示した一部切欠き正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図４】図１のバルブ駆動用アクチュエータを９０°振り配置した一部切欠き正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ拡大断面図である。
【図６】図４のＤ−Ｄ拡大断面図である。
【図７】（ａ）はブラケットの斜視図である。（ｂ）はブラケットの側面図である。
【図８】バルブ本体を示した一部省略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明におけるバルブ駆動用アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のバルブ駆動用アクチュエータの一部切欠き正面図、図２は、図１のＡ−Ａ拡大断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ拡大断面図を示している。図８においては、バルブ駆動用アクチュエータが取付けられるバルブ本体を示している。
【００２０】
本発明のバルブ駆動用アクチュエータ（以下、アクチュエータ）は、図８に示したバルブ本体４に搭載され、このバルブ本体４の弁軸５を回動させて図示しない弁体を制御可能になっている。このアクチュエータは、単作動型、複作動型の何れの作動型式であってもよいが、本実施形態ではアクチュエータをスプリングリターン型の単作動型アクチュエータとする場合を述べる。この単作動型アクチュエータは、図に示すように、ハウジング１、空気圧シリンダユニット２、スプリングユニット３を有し、これらが一体化された構造になっている。
【００２１】
アクチュエータのハウジング１において、その内部には後述する回転変換機構６が内蔵され、この回転変換機構６により往復動するピストンロッド７の直線運動が回転運動に変換される。ハウジング１の少なくとも一方側にはシリンダユニット２が設けられ、ハウジング１の他方側にはスプリングユニット３が設けられている。このように本実施形態では、アクチュエータの両側に空気圧シリンダユニット２、スプリングユニット３が配設されているが、スプリングユニット３を省略した構造の複作動型とすることもできる。
【００２２】
ハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａとの間には空間領域Ｓが形成され、この空間領域Ｓにはブラケット１２が設けられている。ブラケット１２は、ハウジング１の下面１ａに一体に垂下形成され、バルブ取付面１３、脚部１４を有する中空凹状を呈しており、この形状により増締め操作領域Ｔが形成されている。
【００２３】
図２に示すように、バルブ取付面１３は、脚部１４の下端に連設するようにブラケット１２の底面側に設けられ、このバルブ取付面１３と脚部１４とによりブラケット１２が上向き断面コ字形状に形成される。図５に示すように、バルブ取付面１３は、環状部１５、脚部との接続部１６とにより構成され、このうち環状部１５がピストンロッド７側（脚部形成側）の位置とは反対方向に突設形成されている。この環状部１５にはバルブ取付け用ボルト５０のボルト孔１７、バルブ本体４に形成されたグランド部２０挿入用の挿入口１９がそれぞれ形成されている。
【００２４】
ここで、バルブ本体４のグランド部２０とは、図８におけるバルブ本体４と弁軸５との間をシールする図示しないグランドパッキンを押圧するバルブグランド２１、このバルブグランド２１を押圧するためにバルブ本体４にねじ込まれるグランドボルト・ナット２２、弁軸５の頭部２３を合わせたものを対象とする。このようにバルブ本体４は、グランドパッキン構造の弁軸シール部位を有し、このバルブ本体４の上面側にはバルブ取付面１３に取付け可能な取付座２４が弁軸５を中心に形成されている。このバルブ本体４は、ボールバルブやバタフライバルブ等の回転弁の態様を呈している。
【００２５】
図５において、挿入口１９は、バルブ取付面１３の脚部１４側より環状部１５側に偏心した位置に形成されている。この挿入口１９からバルブグランド２１を挿入してバルブ本体４を取付ける場合、固着用ボルト５０を締付ける。
【００２６】
図７（ａ）、図７（ｂ）において、ブラケットの脚部１４は、ピストンロッド７の軸心位置におけるハウジング１の下面１ａに一対に垂下形成されて対向配置され、この脚部１４によりブラケット１２がシリンダユニット２とスプリングユニット３の内方端面２ａ、３ａに固定される。図７に示すように、脚部１４におけるシリンダユニット２、スプリングユニット３への各当接端面側には加工面を有する取付座部５１が形成され、この取付座部５１に各ユニット２、３をボルト５０で固定するためのボルト孔５２が形成されている。このようにボルト孔５２は、ハウジング１の回転変換機構６を収納する収納部位よりも外側の下方側に形成されている。一方、ハウジング１の収納部位よりも外側の上方側には突起状の頂部５３が形成され、この頂部５３にもボルト孔５１と平行にボルト孔５４が形成されている。ブラケット１２は、これらのボルト孔５２、５４を介してシリンダユニット２、スプリングユニット３にボルト５０で固定可能になっている。
【００２７】
脚部１４は、図２、図７に示すように、バルブ取付面１３の環状部１５、より具体的には挿入口１９に対してピストンロッド７側に偏心配置されている。これによりブラケット１２の内方に挿入された弁軸５に対して、非ピストンロッド側には脚部１４が形成されないようになっている。
【００２８】
また、図６、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、ハウジング１の脚部１４側の底部角部にはテーパ部５５が形成されている。このテーパ部５５により、グランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔがより広く確保される。
【００２９】
図３において、上述したハウジング１内部に設けられる回転変換機構６は、ピストンロッド７に固定されたピン８、スコッチヨーク９、出力軸１０を有するスコッチヨーク機構からなり、また、ハウジング１内には、ストッパボルト１１が設けられている。
【００３０】
ピストンロッド７は、ハウジング１に対して往復動可能に取付けられ、このピストンロッド７の所定位置には、その往復動の方向と直交する向きにピン８が突出して装着されている。本実施形態において、ピストンロッド７が後述するスプリング１８の弾性力に抗する向きに作動する場合を往動、スプリング１８の弾性力の向きに作動する場合を復動とする。
【００３１】
出力軸１０は、ピストンロッド７と直交する方向に回動自在で、ピストンロッド７に対してスコッチヨーク９の作動に必要な長さの分、側方に配置されている。この出力軸１０には、バルブ本体４の弁軸５を接続可能なステム嵌合部５６が形成されており、このステム嵌合部５６は、弁軸５の径に応じて予め加工することが可能になっている。ステム嵌合部５６には図示しないキーが装着可能になっており、このキーを介してステム嵌合部５６に弁軸５が固定される。出力軸１０は、スコッチヨーク９に挿着により固着されてこのスコッチヨーク９と一体に回転可能になっている。
【００３２】
スコッチヨーク９には凹状の係合部９ａが形成され、この係合部９ａはピン８に係合可能になっており、このピン８と係合部９ａとの係合によりピストンロッド７が往復動したときにスコッチヨーク９がピン８に押されて回転し、この回転によりスコッチヨーク９と一体に出力軸１０が回動するようになっている。このようにして、ピストンロッド７の往復動が回転変換機構６により出力軸１０の回動に変換される。
【００３３】
ストッパボルト１１は、回転時のスコッチヨーク９が当接可能な位置に螺合によってハウジング１に取付けられ、スコッチヨーク９の回転時にこのスコッチヨーク９がストッパボルト１１に当接して出力軸１０の回転範囲が規制される。ストッパボルト１１は、ハウジング１に対して螺入量が調節可能であり、これによってスコッチヨーク９の回転範囲を細かく調節できる。
【００３４】
図６に示すように、ハウジング１の底部側と出力軸１０との間にはベアリング５７、Ｏリングからなるシール部材５８が配設されている。ハウジング１におけるベアリング５７やシール部材５８の収納領域は下方に突出され、一方、ハウジング下面１ａはこの突出部位から底上げした位置に設けられている。このような構造に設けることで、ハウジング１をコンパクト化しつつブラケット１２の内方にシリンダユニット２やスプリングユニット３の締付け作業に必要な中空凹状部位が確保される。
【００３５】
一方、図３において、アクチュエータにおけるシリンダユニット２は、筒状のシリンダケース２５、円板状のピストン２６、エンドカバー２７、シリンダロッドガイド２８を有している。シリンダケース２５の開口両端にはエンドカバー２７、シリンダロッドガイド２８がそれぞれ取付けられ、これらの間にピストン２６が内蔵されている。
【００３６】
ピストン２６には、ナット部材２９により前記ピストンロッド７が固定され、このピストンロッド７は、シリンダロッドガイド２８に形成された貫通穴２８ａに装着されたベアリング３０、Ｏリング３１を介してシリンダユニット２に装着される。ピストン２６には２つの連通穴２６ａ、２６ａが形成され、この連通穴２６ａにもベアリング３０、Ｏリング３１が装着されている。シリンダロッドガイド２８には図示しない給排気口が設けられ、この給排気口から圧縮エアを給排気することでピストン２６がシリンダケース２５内を往復動し、この往復動によりピストン２６に一体に固定されたピストンロッド７が往復動するようになっている。なお、アクチュエータを複作動型とする場合には、給排気口からの圧縮エアの給排気によりピストンロッド２５を往復動させるようにすればよい。
【００３７】
シリンダユニット２の内部には２本のセンターバー３３、３３が設けられ、このセンターバー３３は、ピストンロッド７と平行に、エンドカバー２７側のセンターバー３３に形成された雄螺子３３ａとエンドカバー２７に形成された雌螺子２７ａとの螺着と、シリンダロッドガイド２８側の固着ナット３４の螺着により固着されている。前記ピストン２６は、このセンターバー３３に装着されて支持された状態でシリンダケース２５内を往復動する。
【００３８】
図３において、アクチュエータの他方側のスプリングユニット３は、筒状のスプリングケース３５と、円板状のスプリングロッドガイド３６、スプリングカバー３７を有し、スプリングケース３５の開口両端にスプリングロッドガイド３６、スプリングカバー３７がそれぞれ取付けられている。このスプリングユニット３内にはスプリングロッドガイド３６に形成された貫通穴３６ａに装着されたベアリング３０、Ｏリング３１を介してピストンロッド７が装入され、また、２つの略円板状のスプリングリテーナ３８である第１リテーナ３９、第２リテーナ４０を介してスプリング１８が内蔵されている。
【００３９】
第１リテーナ３９、第２リテーナ４０にはピストン２６と同様に２つの貫通穴３９ａ、４０ａがそれぞれ形成され、この貫通穴３９ａ、４０ａにはベアリング３０が装着されている。さらに、第１リテーナ３９の中央には取付穴３９ｂ、第２リテーナ４０の中央にはピストンロッド７の外径よりもやや大きい内径の穴部４０ｂが設けられ、第１リテーナ３９は、取付穴３９ｂより突出させたピストンロッド７端部に固定ナット４１により固定され、第２リテーナ４０は、第１リテーナ３９とスプリングロッドガイド３６との間に穴部４０ｂを介してピストンロッド７に摺動自在に装着されている。この装着構造により、第１リテーナ３９は、ピストンロッド７と一体にスプリングユニット３内を往復動自在になり、第２リテーナ４０は、第１リテーナ３９の往復動に応じてスプリング１８を拡縮しながらピストンロッド７を摺動する。何れのリテーナ３９、４０も、ベアリング３０を介してセンターバー４３に装着され、このセンターバー４３に対して摺動自在になっている。
【００４０】
スプリング１８は、大径スプリング４４、小径スプリング４５からなり、各スプリング４４、４５は２分割に分割されている。これによってスプリング１８（大径スプリング４４、小径スプリング４５）は、ピストンロッド７の往復動方向に直列に２組配置される。分割スプリング１８は、第１リテーナ３９と第２リテーナ４０との間、第２リテーナ４０とスプリングロッドガイド３６との間にそれぞれ装着され、この分割スプリング１８の間に第２リテーナ４０が配設される。この場合、４本のスプリング１８は、スプリングリテーナ３８で芯出しされながら保持されて倒れが防止された状態で設置されるため、ピストンロッド７のスムーズな作動が可能になっている。
【００４１】
これにより、スプリング１８は、スプリングリテーナ３８に外端面が当接した状態でこのスプリングリテーナ３８とハウジング１取付け側との間に弾発した状態で保持されている。
シリンダユニット２のシリンダ室に圧縮エアが給気された場合には、この圧縮エアによりピストン２６が往動し、ピストン２６と一体のピストンロッド７の往動によってスプリング１８が引き縮められてその弾性力が蓄勢される。このように、スプリング１８は、ピストンロッド７のシリンダユニット２との他側にピストンロッド７の往復動により拡縮可能な状態で内蔵されている。
【００４２】
センターバー４３は、スプリングユニット３の内部にピストンロッド７と平行に少なくとも２本配置され、このセンターバー４３、４３は、このセンターバー４３に形成された雄螺子４３ａとスプリングカバー３７に形成された雌螺子３７ａとの螺着と、スプリングロッドガイド３６側の固着ナット３４の螺着により固着されている。
【００４３】
上記のシリンダユニットやスプリングユニットは、上記以外の構造であってもよく、ハウジングの一方側或は双方側の脚部に固定可能であれば各種の構造を採用できる。
【００４４】
続いて、上述したアクチュエータをバルブ本体４に取付ける場合を説明する。ここで、アクチュエータをバルブ本体４に取付ける場合、バルブ本体４の流路の軸心Ｐ方向にピストンロッド７の軸心Ｏが平行になる向きと、軸心Ｐと軸心Ｏとが互いに直交する向きになる取付けが考えられる。このため、前者を正規の配置、後者を９０°振り配置とし、それぞれの場合について述べる。
【００４５】
アクチュエータを正規の配置に取付ける場合、シリンダユニット２やスプリングユニット３が接続されたアクチュエータのハウジング１を図８に示したバルブ本体４に上方から組み入れるようにする。具体的には、図６において、バルブ本体４のグランド部２０を、アクチュエータのハウジング１に一体に設けられたブラケット１２に形成した挿入口１９から内挿するように組み入れる。
【００４６】
このとき、ブラケット１２の内方に挿入された弁軸５を出力軸１０の下方から挿入して接続する。本実施形態では、前述したとおりキーにより弁軸５と出力軸１０とを接続することで、弁軸５の軸方向に対してアクチュエータを移動可能にしつつこの弁軸５と出力軸１０との回転方向の移動を規制するようになっているため、アクチュエータによる回転力が出力軸１０から弁軸５に確実に伝達される。
【００４７】
この状態で図１に示すようにピストンロッド７の軸心Ｏがバルブ本体４の流路の軸心Ｐに平行になるようにアクチュエータの向きを調整してバルブ本体４に装着し、ブラケット１２のバルブ取付面１３をバルブ本体４の取付座２４に載置させ、ボルト孔１７にボルト５０を螺着してアクチュエータをバルブ本体４に取付ける。
【００４８】
アクチュエータが正規配置によってバルブ本体４に取付けられた場合、このバルブ本体４のグランドボルト・ナット２２は、図２に示すように脚部１４と平行に配置された状態になる。従って、グランドボルト・ナット２２の増締め作業をレンチ等の工具５９を用いて脚部１４に干渉することなく行うことができる。
【００４９】
アクチュエータを９０°振り配置によりバルブ本体４に取付ける場合には、図４に示すように、バルブ本体４の流路軸心Ｐ方向に対してピストンロッド７が直交する向きになるように弁軸５と出力軸１０及びアクチュエータとバルブ本体４とを組付け、この状態で正規の配置と同様にバルブ取付面１３を取付座２４に載置させ、ボルト孔１７にボルト５０を螺着してアクチュエータをバルブ本体４に取付ける。
【００５０】
この９０°振り配置時には、図５に示すようにバルブ本体４のグランドボルト・ナット２２が脚部１４との対向位置に配置されることになる。このような配置の場合には、グランドボルト・ナット２２の増締め作業が脚部１４の干渉を受け易くなる。
【００５１】
しかし、本実施形態におけるアクチュエータでは、脚部１４がバルブ取付面の環状部１５、より具体的には、グランド挿入口１９に挿入されたバルブ本体４のグランド部２０に対して偏心配置し、脚部１４側より偏心した位置にバルブグランド挿入口１９を形成して増締め操作領域Ｔを広くしているので、弁軸５に対して非ピストンロッド側では平面視における角度αが約１８０°の範囲に亘って形成される。このため、この角度αをグランドボルト・ナット２２の増締め操作領域として確保して増締め作業を円滑に行うことができる。
【００５２】
また、図５において、弁軸５に対してピストンロッド７側におけるグランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔは、脚部１４が存在しているために平面視における角度βが約４０°程度の範囲に制限される。しかし、本実施形態においては、図６、図７に示すように、脚部１４側のハウジング１の底部角部にテーパ部５５を形成して増締め操作領域Ｔを広く確保しているので、このテーパ部５５を設けた開口側の斜め上方から増締め用の工具をグランドボルト・ナット２２に向けて挿入してこのグランドボルト・ナット２２を簡単に増締めできる。
【００５３】
本発明のバルブ駆動用アクチュエータは、上記したようにハウジング１の下部とシリンダユニット２の内方端面２ａで形成される空間領域Ｓに、バルブ取付面１３と増締め操作領域Ｔを有するブラケット１２をハウジング下面１ａに一体に垂下形成しているので、増締め操作領域Ｔを確保しつつ、アクチュエータ全体の高さ寸法を抑えてその重量も軽減できる。更に、ブラケット１２を一体化していることで部品点数を削減でき、バルブ本体４への取付けも容易になるため作業工数も少なくできる。
このとき、スコッチヨーク９に挿着された出力軸１０のステム嵌合部５６に弁軸５をキーで固定していることで、この出力軸１０と弁軸５とを接続するためのコネクタ等を用いる必要がないためバルブ本体４取付け後のアクチュエータの高さをより低く抑えることができると共に、ステム嵌合部５６に嵌合することで弁軸５を容易に接続できる。
【００５４】
しかも、このアクチュエータは、ピストンロッド７の軸心Ｏの位置でかつハウジング下面１ａに、シリンダユニット２とスプリングユニット３の内方端面２ａ、３ａへのボルト固定用の一対の脚部１４が垂下形成され、ハウジング１の収納部位よりも外側の脚部１４と頂部５３とを介してハウジング１にシリンダユニット２、スプリングユニット３をボルト５０で取付けているため、ハウジング１の高さをより低く抑制して一層コンパクトな大きさにできる。
【００５５】
更に、脚部１４を少なくともピストンロッド７の下方に形成することで、スコッチヨーク構造によって出力軸１０を中心にピストンロッド７に沿って生じる回転モーメントを支持することができる。この脚部１４の偏心構造により、ブラケット１２の強度の確保と、グランドボルト・ナット２２の増締め操作領域Ｔの確保とのバランスを最適な状態に保つ形状に設けることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ハウジング
１ａ 下面
２ シリンダユニット
２ａ 内方端面
３ スプリングユニット
３ａ 内方端面
６ 回転変換機構
７ ピストンロッド
１２ ブラケット
１３ バルブ取付面
１４ 脚部
１９ 挿入口
５５ テーパ部
Ｓ 空間領域
Ｔ 増締め操作領域
Ｐ、Ｏ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動するピストンロッドの直線運動を回転運動に変換する回転変換機構を内蔵したハウジングの少なくとも一方側にシリンダユニットを設けたバルブ駆動用アクチュエータであって、前記ハウジングの下部と前記シリンダユニットの内方端面で形成される空間領域に、バルブ取付面と増締め操作領域を有するブラケットを前記ハウジングの下面に一体に垂下形成したことを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項２】
前記ハウジングの両側に空気圧シリンダユニットとスプリングユニットを配設するバルブ駆動用アクチュエータで、前記ピストンロッドの軸心位置で、かつ前記ハウジングの下面には、前記シリンダユニットとスプリングユニットの内方端面に固定する一対の脚部を垂下形成した請求項１に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項３】
前記脚部の下端にバルブ取付面を連設して前記ブラケットを上向き断面コ次形状に形成し、このバルブ取付面を前記ピストンロッド側の位置とは反対方向に突設形成した請求項１又は２に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項４】
前記バルブ取付面には、脚部側より偏心した位置にバルブグランド挿入用の挿入口を形成して増締め操作領域を広くした請求項３に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項５】
前記脚部側の前記ハウジングの底部角部にテーパ部を形成して増締め操作領域を確保した請求項３に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項１】
往復動するピストンロッドの直線運動を回転運動に変換する回転変換機構を内蔵したハウジングの少なくとも一方側にシリンダユニットを設けたバルブ駆動用アクチュエータであって、前記ハウジングの下部と前記シリンダユニットの内方端面で形成される空間領域に、バルブ取付面と増締め操作領域を有するブラケットを前記ハウジングの下面に一体に垂下形成したことを特徴とするバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項２】
前記ハウジングの両側に空気圧シリンダユニットとスプリングユニットを配設するバルブ駆動用アクチュエータで、前記ピストンロッドの軸心位置で、かつ前記ハウジングの下面には、前記シリンダユニットとスプリングユニットの内方端面に固定する一対の脚部を垂下形成した請求項１に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項３】
前記脚部の下端にバルブ取付面を連設して前記ブラケットを上向き断面コ次形状に形成し、このバルブ取付面を前記ピストンロッド側の位置とは反対方向に突設形成した請求項１又は２に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項４】
前記バルブ取付面には、脚部側より偏心した位置にバルブグランド挿入用の挿入口を形成して増締め操作領域を広くした請求項３に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【請求項５】
前記脚部側の前記ハウジングの底部角部にテーパ部を形成して増締め操作領域を確保した請求項３に記載のバルブ駆動用アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９２９２７（Ｐ２０１２−９２９２７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１９９１（Ｐ２０１０−２４１９９１）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
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