JP4526842B2 - Valve drive unit with manual operation mechanism - Google Patents
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Description
本発明は手動操作機構付きバルブ用駆動装置に関し、特に、弁体の開閉操作を手動で行う場合に、軽い操作力で円滑に行い得る手動操作機構付きバルブ用駆動装置に関する。 The present invention relates to a manually operated mechanism valved drive device, in particular, when the opening and closing operation of the valve body manually, smoothly relates manual operating mechanism with valve driving apparatus capable of performing a light operation force.
ボールバルブやバタフライバルブには、電動や空油圧等のアクチュエータを接続して、弁体であるボールやジスクを自動的に回転させて流路の開閉又は流量制御を行う、いわゆる自動弁が普及しており、電動アクチュエータの場合、モータの回転力は歯車減速機構を介して大きな駆動力に変換した上で、弁体に接続された弁棒に伝達するようにしている。このアクチュエータには、停電時やメンテナンス時に手動によって弁体の開閉操作を行えるように手動操作機構を設けている（例えば、特許文献１又は２参照。）。 For ball valves and butterfly valves, so-called automatic valves are widely used, which are connected to actuators such as electric or pneumatic hydraulics to automatically rotate the ball or disk, which is the valve body, to open / close the flow path or control the flow rate. In the case of an electric actuator, the rotational force of the motor is converted into a large driving force via a gear reduction mechanism and then transmitted to a valve rod connected to the valve element. The actuator is provided with a manual operation mechanism so that the valve body can be manually opened and closed during a power failure or maintenance (see, for example, Patent Document 1 or 2).
例えば、特許第２７８７４０２号公報（特許文献１）に記載の弁駆動用アクチュエータは、電動操作時には、モータの駆動力が減速歯車列を介してクラッチギヤに伝達され、さらにウォーム軸及びウォーム歯車を介して弁棒を回転することにより、弁体を自動で開閉操作する一方、手動操作時には、クラッチギヤを上記減速歯車列から切り離した上で、ハンドルの操作力をクラッチギヤに伝達し、ウォーム軸及びウォーム歯車を介して弁棒を回転することにより、弁体を手動で開閉操作するようにしている。 For example, in the valve drive actuator described in Japanese Patent No. 2787402 (Patent Document 1), during electric operation, the driving force of the motor is transmitted to the clutch gear via the reduction gear train, and further via the worm shaft and worm gear. By rotating the valve stem, the valve body is automatically opened and closed.At the time of manual operation, the clutch gear is disconnected from the reduction gear train, and the operating force of the handle is transmitted to the clutch gear. The valve element is manually opened and closed by rotating the valve stem via the worm gear.
また、実開平６−５９６７７号公報（特許文献２）に記載の電動バルブは、電動操作時にはモータの駆動力が減速機を介してウォーム及びウォームホイールに伝達されて弁駆動軸を回転することにより、ボール弁体を自動で開閉作動する一方、手動操作時にはウォームの軸の先端部に手動ハンドルや六角レンチを取り付け、手動ハンドル等の操作力をウォーム及びウォームホイールを介して弁棒を回転することにより、ボール弁体を手動で開閉操作するようにしている。手動操作が必要な際に手動ハンドル等を装着する構造なので、電動操作時はアクチュエータの外方に手動ハンドルが突出することなく、コンパクトなアクチュエータが得られる。
しかしながら、上記いずれのアクチュエータも、ウォームギヤ等の減速機構を介して弁体を操作するようにしており、減速機構の摩擦抵抗によって弁体を中間開度にて保持することができるが、この摩擦抵抗力は弁体を流体圧に抗して中間開度で保持するために高いものとなっていることから、手動操作時にもこの摩擦抵抗力に抗してバルブを操作しなければならず、手動操作力が大きいものとなっていた。 However, in any of the above actuators, the valve body is operated via a speed reduction mechanism such as a worm gear, and the valve body can be held at an intermediate opening degree by the friction resistance of the speed reduction mechanism. Since the force is high to hold the valve body against the fluid pressure at an intermediate opening, the valve must be operated against this frictional resistance even during manual operation. The operating force was great.
手動操作力を大きくするために、アクチュエータに付設する手動操作ハンドルの径を大きくしてもよいが、この場合、手動操作ハンドルがアクチュエータの外方に大きく突出してしまう。一方、手動操作の都度、手動操作ハンドルをアクチュエータに取り付けるようにしてもよいが、手動操作ハンドルの形状は各メーカによって異なっており、紛失した場合にはアクチュエータの手動操作が困難になるおそれがある。 In order to increase the manual operation force, the diameter of the manual operation handle attached to the actuator may be increased. However, in this case, the manual operation handle protrudes outward from the actuator. On the other hand, the manual operation handle may be attached to the actuator each time manual operation is performed, but the shape of the manual operation handle differs depending on the manufacturer, and if it is lost, manual operation of the actuator may be difficult. .
本発明は、上記の課題点に鑑み、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、停電時やメンテナンス時などにおいて、弁体の手動操作を軽い操作力で円滑に行い得ることができ、手動操作ハンドルを付設した場合であっても、装置全体をコンパクト化することができる操作性に優れた手動操作機構付きバルブ用駆動装置と手動操作ハンドルを提供することにある。 The present invention has been developed as a result of diligent research in view of the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to smoothly perform manual operation of the valve body with a light operating force during a power failure or maintenance. The present invention is to provide a valve operating device with a manual operation mechanism and a manual operation handle that are excellent in operability and can be made compact even when a manual operation handle is attached. .
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、電動モータ、減速機構や手動操作軸等の内部構成部品をカバー本体に内蔵したバルブ用駆動装置であって、前記手動操作軸をカバー本体の上部に突出させ、この突出部位に手動用の円形状ハンドル本体を軸着し、このハンドル本体の軸着位置より偏芯した位置に、前記手動操作軸の軸芯に対して平行に上面から下方へ向けて六角孔を形成し、この六角孔にＬ形の六角レンチを着脱させ、前記六角孔に装着した六角レンチを回転させてハンドル本体を手動操作可能とした手動操作機構付きバルブ用駆動装置である。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a valve drive device in which internal components such as an electric motor, a speed reduction mechanism, and a manual operation shaft are built in a cover body, and covers the manual operation shaft . Projected to the upper part of the main body, a circular handle main body for manual operation is pivotally attached to the projecting portion , and the upper surface is parallel to the axis of the manual operation shaft at a position eccentric from the axial attachment position of the handle main body. For valves with a manual operation mechanism that forms a hexagonal hole from the bottom, attaches and detaches an L-shaped hexagon wrench to the hexagonal hole, and rotates the hexagon wrench attached to the hexagonal hole to enable manual operation of the handle body. It is a drive device.
請求項２に係る発明は、前記ハンドル本体の軸着部位には、手動操作軸の頂部に形成した切欠面部（例えば、二面部）を嵌合する係合孔を形成し、この係合孔に前記切欠面部を部分的に係合させる係合突部を形成した手動操作機構付きバルブ用駆動装置である。 According to a second aspect of the present invention, an engagement hole for fitting a notch surface portion (for example, two surface portions) formed on the top portion of the manual operation shaft is formed in the shaft attachment portion of the handle body. It is a valve drive device with a manual operation mechanism in which an engagement protrusion for partially engaging the notch surface portion is formed.
請求項１に係る発明によると、停電時やメンテナンス時などの電力供給停止時において、手動操作トルクが重い場合、ハンドル本体の軸着位置より偏芯した位置に六角孔を設け、この六角孔に六角レンチを着脱させ、この六角レンチでハンドル本体を回転操作することで、軽い操作力で、かつ、限られたスペース内でも弁体の開閉操作を容易に行うことができる手動操作機構付きバルブ用駆動装置を提供することが可能となる。さらに、手動操作ハンドルのみで操作する場合に比して、軽い操作力で手動操作を行うことができると共に、六角レンチを、六角孔に対して角度を変えて適宜の状態で装着することができるので、狭いスペースや暗い場所などのように操作し難い環境条件下においても容易に手動作業を行うことができる。 According to the invention of claim 1, at the time of stoppage of power supply, such as during power failure or maintenance, if manual operation torque is heavy, the hexagonal hole provided at a position eccentric from the shaft fixing position of the handle body, to the hexagonal hole For valves with a manual operation mechanism that can be easily opened and closed even in a limited space by attaching and removing a hexagon wrench and rotating the handle body with this hexagon wrench . A drive device can be provided. Furthermore, compared with the case of operating with only the manual operation handle , the manual operation can be performed with a light operation force, and the hexagon wrench can be mounted in an appropriate state by changing the angle with respect to the hexagon hole. Therefore, the manual operation can be easily performed even under an environmental condition that is difficult to operate such as a narrow space or a dark place .
請求項２に係る発明によると、手動操作時に所定の回転トルク以上に過剰なトルクが発生した場合、手動操作軸の切欠面部によって、ハンドル本体の係合孔に形成した係合突部を破断させる構造とすることで、手動操作時の過剰なトルクが駆動装置の内部構成部品に伝達されることを防ぎ、これら部品を確実に保護することが可能となる。さらに、破損したハンドルを交換するのみで修理が完了するので、作業性、経済性にも優れた手動操作機構付きバルブ用駆動装置を提供することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, when an excessive torque exceeding a predetermined rotational torque is generated during the manual operation, the engagement protrusion formed in the engagement hole of the handle body is broken by the notch surface portion of the manual operation shaft. By adopting a structure, it is possible to prevent excessive torque during manual operation from being transmitted to the internal components of the drive device, and to reliably protect these components. Furthermore, since the repair is completed only by replacing the damaged handle, it is possible to provide a valve drive device with a manual operation mechanism that is excellent in workability and economy.
更に、着脱孔は、孔径の異なる六角孔で、この六角孔に対応する六角レンチを用いることにより、さらに作業性を向上させ、汎用性に優れた手動操作ハンドルを提供することが可能となり、特に、一般の各種の六角レンチを選択して、六角孔に装着できるため、作業性はもとより経済性にも優れたバルブの手動操作ハンドルを得ることができる。 Furthermore , the attachment / detachment hole is a hexagonal hole with a different hole diameter. By using a hexagonal wrench corresponding to this hexagonal hole, it becomes possible to further improve the workability and provide a versatile manual operation handle. Since various general hexagonal wrench can be selected and installed in the hexagonal hole, it is possible to obtain a valve manual operation handle that is excellent in workability and economical efficiency.
本発明における手動操作機構付きバルブ用駆動装置とバルブの手動操作ハンドルの実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、電動モータ、減速機構や手動操作軸の内部構成部品をカバー本体に内蔵したバルブ用駆動装置であって、前記手動操作軸の上端部（本例では、突出部位）に手動用のハンドル本体を固着し、このハンドル本体の固着位置より偏芯した位置に着脱部を設け、この着脱部に操作部材を着脱させ、この操作部材でハンドル本体を手動操作可能としており、停電時やメンテナンス時などの電力供給停止時であって、手動操作トルクが重い場合には、前記操作部材でハンドル本体を手動操作することで、弁体の開閉操作を簡単に行い得ることを特徴としている。以下に、一例として内接噛合遊星歯車減速機構を内蔵したバルブ用駆動装置に適用して説明する。
An embodiment of a valve drive device with a manual operation mechanism and a manual operation handle of a valve according to the present invention will be described based on the drawings.
The present invention is a valve drive device in which internal components of an electric motor, a speed reduction mechanism, and a manual operation shaft are built in a cover body, and a manual drive shaft is provided on an upper end portion (a protruding portion in this example) of the manual operation shaft. The handle body is fixed, and an attaching / detaching portion is provided at a position eccentric from the fixing position of the handle body, and an operating member is attached to and detached from the attaching / detaching portion so that the handle body can be manually operated. When the power supply is stopped, such as when the manual operation torque is heavy, the valve body can be easily opened and closed by manually operating the handle body with the operation member. In the following, description will be made by applying the present invention to a valve drive device incorporating an intermeshing planetary gear reduction mechanism as an example.
図１は、本発明の手動操作機構付きバルブ用駆動装置の一例を示した断面図であり、図２は、図１における一部省略平面図である。図１及び図２に示すように、本例における手動操作機構付きバルブ用駆動装置１（以下、本装置１という）は、カバー本体２と、該カバー本体２内に配設された電動モータ３と、該電動モータ３の回転軸に設けたピニオンギヤ４と噛合する中間歯車５と、該中間歯車５と噛合する歯車であって、出力軸と同軸上に配設された入力歯車６と、前記電動モータ３からの回転力を中間歯車５、入力歯車６を介して伝達される内接噛合遊星歯車減速機構７と、該歯車減速機構７を介して減速された回転力により回転する出力軸８と、該出力軸８の上部に延設した制御軸９に設けたカム部材１０と、該カム部材１０によりオン・オフ操作される弁開度検出部材１１、及び手動操作機構１２とからなり、後述する手動操作機構１２は、前記入力歯車６と噛合したギヤ部１３を有する手動基軸１４と、前記カバー本体２に形成された挿通孔２ａにより上下動自在に支持された手動操作軸１５と、該手動操作軸１５の上端部に設けた、本例ではアルミダイカスト製の手動操作ハンドル１６とから構成されている。なお、本例における手動操作機構１２は一例であり、その構造は本例に限定されるものではない。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a valve drive device with a manual operation mechanism according to the present invention, and FIG. 2 is a partially omitted plan view of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the valve drive device 1 with a manual operation mechanism (hereinafter referred to as the present device 1) in this example includes a
図３は、手動操作ハンドルの拡大断面図であり、図４は、図３に示す手動操作ハンドルの底面図である。図３及び図４に示すように、前記ハンドル本体１６（本例では、円形状の回転操作ハンドル）の軸着部位には、手動操作軸１５の頂部に形成された切欠面部１５ａ（本例では、二面部）を嵌合する係合孔１６ａを形成しており、この係合孔１６ａには切欠面部１５ａを係合させる係合突部１６ｂを一体に形成している。本例では、断面略三角形の係合突部１６ｂを４つ形成しており、各係合突部１６ｂは、切欠面部（二面部）１５と、その上部で且つ各二面部における４つの軸方向縁１５ｅ付近で部分的に係合するようにしている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the manual operation handle, and FIG. 4 is a bottom view of the manual operation handle shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, a
手動操作時において、手動操作ハンドル１６に適切な操作トルクが加わっている場合には、上記切欠面部１５と係合突部１６ｂとの係合により、手動操作ハンドル１６によって手動操作軸１５を介して弁体Ｖを回転することができる。一方、手動操作ハンドル１６に過剰な操作トルクが加えられた場合、例えば、弁体Ｖが全閉又は全開状態にあるにもかかわらず、更に回転操作した場合には、手動操作軸１５の切欠面部１５ａによって、ハンドル本体１６の係合孔１６ａに形成された係合突部１６ｂを破断させる構造であり、手動操作時の過剰なトルクの伝達による内部構成部品、例えば、減速機構の各歯車や、手動操作軸、弁体Ｖの開度を規制するストッパ機構の破損を確実に防止する。なお、本実施形態では、切欠面部１５ａとして二面部を採用して説明するが、勿論、一面部などでもよく、例えば、一面部を採用する場合には、切欠面側に係合突部１６ｂを２つ形成するとよい。このように、係合突部１６ｂの形成される位置や、形状、個数は実施に応じて任意であり、過剰なトルクの伝達を確実に防止する構造であればよい。本実施形態では、この過剰トルクの伝達を防止する構造を採用して説明するが、勿論、この構造を採用しなくてもよい。
When an appropriate operation torque is applied to the
円形状のハンドル本体１６には、軸芯位置より偏位した位置に、適宜の孔径を有する大小２つの着脱孔１６ｃ，１６ｃを形成している。手動操作時において、特に手動操作トルクが重く、手動操作ハンドル１６のみでは弁体Ｖの開閉操作が困難な場合に、前記いずれかの着脱孔１６ｃ，１６ｃに、適宜の操作部材Ｄを装着して手動操作ハンドル１６を回転操作することで、弁体Ｖの開閉操作を容易に行い得る。本例では前記着脱孔１６ｃ，１６ｃは孔径の異なる六角孔であり、前記操作部材Ｄには市販の六角レンチを適用して説明するが、これに限定するものではなく、適宜の孔径を有する１つ又は複数の着脱孔１６ｃを設けてもよく、複数設ける場合にはその偏位位置をそれぞれ異ならせてもよく、また、着脱孔１６ｃの形状をそれぞれ異ならせてもよい。とりわけ、複数設ける場合の着脱孔１６ｃ，１６ｃは、それぞれ異なるサイズの六角レンチＤに対応するよう形成することにより、予め特定サイズの六角レンチＤを用意しておく必要がなく、手持ちの六角レンチＤを用いて、直ちに手動操作を行うことができる。
The
前記着脱孔１６ｃはハンドル本体１６の上面から下方へ形成されており、手動操作軸１５の軸芯に対して平行となっている。従って、軸方向に所定長さを有することで、装着した六角レンチＤを確実に支持することができ、着脱孔１６ｃに生ずる応力を分散させることで、着脱孔１６ｃを破損させることなく、手動による操作力を確実に手動操作軸１５に伝達することができる。なお、図中１６ｄは外周面に連続凹凸を形成した環状把持部であり、図中１６ｅは縮径部である。この縮径部１６ｅの孔部により、例えば、手動操作ハンドル１６を取り付けたバルブ用駆動装置が屋外で使用される場合であっても、着脱孔１６ｃ内に雨水等が溜まるのを防いでいる。
The attachment /
図５は、手動操作ハンドルの他例を示した底面図である。なお、同一部分は同一符号を付して説明する。同図に示すハンドル本体１６はアルミダイカスト製であり、上記した過剰トルクの伝達を防止する構造は有していない。図中１６ｆは切欠面部（本例では、二面部）を有した係合孔であり、この係合孔１６ｆに手動操作軸１５の頂部に形成された切欠面部１５ａ（本例では、二面部１５ａ）を嵌合させる。連続凹凸を形成した環状把持部１６ｄの内周面には円筒部１６ｇを形成しており、着脱孔１６ｃ，１６ｃはこの円柱部１６ｇを肉厚部としてハンドル本体１６の上面から下方へ形成され、手動操作軸１５の軸芯に対して平行となっている。
FIG. 5 is a bottom view showing another example of the manual operation handle. In addition, the same part attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol. The handle
円柱部１６ｇは、ハンドル本体１６の環状把持部１６ｄの内周面に接していることに加え、手動操作軸１５の上端部位を嵌め入れる筒部１６ｈにもリブ１６ｉを介して支持されているので、円柱部１６ｇ、ひいては着脱孔１６ｃの強度が確保されると共に、ハンドル本体１６の成形時には、溶融金属や樹脂等の手動操作ハンドル１６を成形する材料がリブ１６ｉの形成領域を介して、円柱部１６ｇの形成領域に注入されるので、円柱部１６ｇ、ひいては着脱孔１６ｃの成形性が確保される。従って、ハンドル本体１６の軸芯位置より偏位した位置に、適宜の孔径を有する１つ又は複数の着脱孔１６ｃを形成しても、その強度や成形性を確保することができる。
Since the cylindrical portion 16g is in contact with the inner peripheral surface of the annular
一方で、着脱孔１６ｃが形成された円柱部１６ｇはリブ１６ｉと共に、筒部１６ｈと環状把持部１６ｄとを支持するリブ群を形成するので、手動操作ハンドル１６の強度や成形性、とりわけ、環状把持部１６ｄの強度や成形性を相互に確保することができる。なお、図示するように、着脱孔１６ｃ，１６ｃが形成された円柱部１６ｇ，１６ｇを含むリブ群を直線位置に２ヶ所設けているが、これに限定するものではなく、例えば、適宜の孔径を有する複数の着脱孔１６ｃを等間隔（例えば、９０度毎）に設けて、円柱部１６ｇや環状把持部１６ｄの強度や成形性をより効果的なものとすることもできる。円柱部１６ｇを環状把持部１６ｄやリブ１６ｉで支えない場合には、ハンドル本体１６の天板部１６ｊのみで支えることになり、強度も成形性もよくない。なお、本例ではアルミダイカスト製の手動操作ハンドル１６の一例を示すものであって、その構造を限定するものではない。
On the other hand, the cylindrical portion 16g in which the attachment /
図６は、電動操作時における本装置の断面図であり、図７は、図６におけるＡ−Ａ線断面図である。前記手動基軸１４の上端部には、平面視六角形状の係止部１４ａが形成されており、前記手動操作軸１５の下部に一体又は別体に形成された円筒部１５ｂの下端部には、平面視十二角形状の嵌合孔１５ｃが形成されている。図６及び図７に示すように、電動操作（自動操作）時においては、前記手動基軸１４の係止部１４ａと、前記手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃとは嵌合することなく、手動操作軸１５の下部に形成された円筒部１５ｂ内に手動基軸１４が収納され、該手動基軸１４は、電動モータ３からの回転力が中間歯車５、入力歯車６を介して伝達され、円筒部１５ｂ内で空回りする。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the apparatus during an electric operation, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. A locking
図８は、手動操作時における本装置の断面図であり、図９は、図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。図８及び図９に示すように、手動操作時においては、手動操作ハンドル１６を介して手動操作軸１５を引き上げると、前記手動基軸１４の係止部１４ａと、前記手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃとが嵌合して手動操作が可能となる。なお、本例では平面視六角形状の係止部１４ａ、及び平面視十二角形状の嵌合孔１５ｃとしているが、これに限定するものではなく、確実に嵌合することができる形状のものであればよく、また、他例として、手動操作軸１５に係止部（図示しない）を形成し、手動基軸１４に嵌合部（図示しない）を形成して嵌合させるようにしてもよい。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the apparatus during manual operation, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, during manual operation, when the
カバー本体２に形成された挿通孔２ａの内周面には、溝部２ｂ，２ｃを形成しており、溝部２ｂに手動操作軸１５の外周面に設けた、本例ではＣ字形状の割りリング１７を嵌合させて、電動操作時における手動操作軸１５の位置保持をし、溝部２ｃに手動操作軸１５の外周面に設けた割りリング１７を嵌合させて、手動操作時における手動操作軸１５の位置保持をするようにしている。なお、１８はＯリングである。
図６及び図８に示すように、カバー本体２内には、電動モータ３等へ電力供給を行なう電源（図示しない）をオン・オフ操作するインターロックスイッチ（リミットスイッチ）１９を配設しており、手動操作軸１５の下部外周面に形成された突起部１５ｄにより、インターロックスイッチ１９の作動レバー１９ａが押圧されて作動するように設けている。これにより、手動操作軸１５の突起部１５ｄとインターロックスイッチ１９の作動レバー１９ａが離間している手動操作時、及びカバー本体２を取り外した状態においては、電力供給は確実に停止された状態とすることができる。
As shown in FIGS. 6 and 8, an interlock switch (limit switch) 19 for turning on / off a power source (not shown) for supplying power to the
また、カバー本体２は、ボルト等の取付部材（図示しない）を介してベース体１ａに装着されており、カバー本体２を取り外す場合、ボルト等の取付部材を取り外した後、カバー本体２を引き上げると、手動操作ハンドル１６の下面に形成された空隙部１６ｋにカバー本体２の挿通孔２ａの上端部位が嵌り、カバー本体２の引き上げと同時に手動操作軸１５が持ち上がり、手動基軸１４の係止部１４ａと手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃとの嵌合状態が解除され、カバー本体２、手動操作軸１５、及び手動操作ハンドル１６を同時に取り外すことができる構造となっている。
The
従って、手動基軸１４の係止部１４ａと手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃが嵌合していない電動操作時において、カバー本体２を引き上げた時、手動基軸１４の平面視六角形状の係止部１４ａと手動操作軸１５の平面視十二角形状の嵌合孔１５ｃとは嵌合することなく係止状態になるため、通電状態にある電動操作時においては、カバー本体２を取り外すことはできない。前記係止部１４ａと嵌合部１５ｃを嵌合させるためには、手動での嵌合を行わなければならず、手動操作状態、即ち、電力供給を停止した状態でなければ、カバー本体２を取り外すことはできない構造となっている。
Accordingly, when the cover
前記カバー本体２を取り付ける場合は、挿通孔２ａによって軸心を維持された手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃと、手動基軸１４の係止部１４ａとを嵌合させた後、ボルト等の取付部材を介してベース体１ａに取り付ける。嵌合孔１５ｃと係止部１４ａとが嵌合せず、手動操作軸１５の円筒部１５ｂの下端が手動基軸１４の上端に当接している状態の場合には、カバー本体２がベース体１ａ上に載置されないようにしており、取り付け作業者が嵌合孔１５ｃと係止部１４ａとが嵌合していないことを視認できるようにしている。また、本例では、制御軸９の上部に樹脂製の弁開度計２０を設けており、外側から該弁開度計２０を視認可能な透明又は半透明の樹脂製の弁開度計カバー２１を設けている。
When the
次に、本実施形態で採用した内接噛合遊星歯車減速機構７の一例について説明する。
図１に示すように、内接噛合遊星歯車減速機構７は、出力軸８と同軸上に配設されており、その構成は、入力歯車６が挿入固着される偏心体２２と、該偏心体２２を介して揺動回転可能に設けた外歯歯車２３と、ベース体１ａなどの固定側に固定され、前記外歯歯車２３と内接噛合する内歯歯車２４と、前記外歯歯車２３の揺動回転から自転回転を取り出して出力軸８に伝える回転伝達機構２５と、該回転伝達機構２５を介して連結された出力軸８とから構成されている。
Next, an example of the intermeshing planetary gear
As shown in FIG. 1, the intermeshing planetary gear
前記偏心体２２は、出力軸８に対し、ベアリング２６を介して相対回転可能に配置されており、図１０に示すように、偏心した偏心部２２ａの中心は出力軸８から偏心量ｅだけ偏心している。偏心体２２の偏心部２２ａ外周部位にはベアリング２７を設けており、該ベアリング２７を介して外歯歯車２３が回転自在に設けられている。外歯歯車２３は、外周にトロコイド系歯形２３ａを有しており、該外歯歯車２３と内接噛合する内歯歯車２４は、ベース体１ａに固定されており、外歯歯車２３と相隣接する内周に円弧歯形２４ａを有している。
The
また、前記回転伝達機構２５は、外歯歯車２３に形成された複数の内ピン孔２３ｂと、該内ピン孔２３ｂ内を遊嵌する内ピン２８と、該内ピン２８を一体又は別体に形成したピンフランジ２９とから構成されており、該ピンフランジ２９は、出力軸８に取付固定されている。
The
ベース体１ａ上に配設された電動モータ３が駆動すると、該電動モータ３の回転軸に設けられたピニオンギヤ４が回転すると共に、該ピニオンギヤ４と噛合する中間歯車５を介して、出力軸８と同軸上に配設された入力歯車６が回転する。該入力歯車６は、出力軸８と同軸上に配設された偏心体２２に取付固定されており、入力歯車６に伝達された回転力により、偏心体２２が回転する。偏心体２２の回転により、外歯歯車２３は出力軸８の周りで揺動回転をしようとするが、ベース体１ａ等の固定側に固定された内歯歯車２４によって回転が拘束され、該外歯歯車２３は前記内歯歯車２４に内接噛合しながら揺動する。
When the
例えば、外歯歯車２３の歯数をＮ、内歯歯車２４の歯数をＮ＋１とすると、歯数差は１となり、偏心体２２の１回転毎に外歯歯車２３はベース体１ａ等の固定側に固定された内歯歯車２４に対して１歯分ずれることになる。即ち、自転回転が生じる。このことは、偏心体２２の１回転が外歯歯車２３の−１／Ｎの回転に減速されたことになる。
For example, if the number of teeth of the
前記外歯歯車２３の回転は、該外歯歯車２３に形成された内ピン孔２３ｂ及び内ピン２８の隙間によって揺動成分が吸収され、自転回転が前記内ピン２８を介してピンフランジ２９へ伝達され、該ピンフランジ２９と連結された出力軸８へ伝達される。従って、外歯歯車２３の自転回転−１／Ｎの回転が出力軸８へ伝達されることになり、該出力軸８と連結された弁軸（図示しない）を回転させる。
As for the rotation of the
このような内接噛合遊星歯車減速機構７は、コンパクトな構造で高減速比が得られることから、本実施形態における上記歯車減速機構７を用いた手動操作機構付きバルブ用駆動装置は、弁体を中間開度で保持する必要のある流量制御用バルブ（例えば、バタフライバルブ）に好適な駆動装置である。更に、中間開度での弁体保持性を向上させるには、上記歯車減速機構７における各部品間の接触摩擦係数を高くすればよいが、この場合、入力歯車６に与える回転トルクを大きくしなければならないため、駆動装置を手動操作する際には、大きい手動操作力が必要となる。
Since such an intermeshing planetary
次に、上記の実施形態の作用を説明する。
本発明の手動操作機構付きバルブ用駆動装置１は、電動操作時においては、前記手動基軸１４の係止部１４ａと、前記手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃとは嵌合することなく、手動操作軸１５の下部に形成された円筒部１５ｂ内に収納された手動基軸１４は、電動モータ３からの回転力が伝達され円筒部１５ｂ内を空回りするが、手動操作軸１５、手動操作ハンドル１６には回転力が伝達されないので不用意に回転することがなく、操作上、作業上の安全性を確保することができる。電動操作時は、電動モータ３からの回転力を内接噛合遊星歯車減速機構７を介して出力軸８に伝達することにより、出力軸８に接続された弁体Ｖを開閉操作する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
The valve drive device 1 with a manual operation mechanism of the present invention can be operated manually without engaging the engaging
手動操作にする場合は、手動操作ハンドル１６を介して手動操作軸１５を引き上げるとその引き上げに連動して、押圧状態（電源オン）にあった手動操作軸１５の突起部１５ｄと、インターロックスイッチ１９の作動レバー１９ａとが離間して押圧状態が解除され、電源からの電力供給が停止（電源オフ）されると共に、前記手動基軸１４の係止部１４ａと、前記手動操作軸１５の嵌合孔１５ｃとが嵌合して手動操作が可能となる。これにより、手動操作軸１５の回転力を内接噛合遊星歯車減速機構７を介して出力軸８に伝達可能となり、出力軸８に接続された弁体Ｖを開閉操作する。従って、直ちに手動による弁体Ｖの開閉操作を行うことができる。
In the case of manual operation, when the
手動操作時において、特に手動操作トルクが重い場合には、手動操作ハンドル１６の着脱孔１６ｃに、本例では市販の六角レンチＤを装着し、この六角レンチＤを把持して回転操作する。図１１に示すように、着脱孔１６ｃは手動操作ハンドル１６の固着位置より偏芯した位置（偏位距離ｔ）に形成されているので、同図中（ａ）で示すように、手動操作ハンドル１６の中心（手動操作軸１５の軸芯）と着脱孔１６ｃを結ぶ延長線上に六角レンチＤの把持部を一致させて装着した場合、六角レンチＤを介して手動操作を行う際の回転モーメントは、中心からの偏位距離ｔと六角レンチＤの把持位置との距離に基づいたものとなるので、手動操作ハンドル１６のみで操作する場合に比べて、軽い操作力で手動操作を行うことができる。すなわち、同図中（ａ）において、手動操作ハンドル１６のみで操作する場合には、環状把持部１６ｄの最小径ｒに基づく回転モーメントとなるのに対し、六角レンチＤの端部を把持して操作する場合には、手動操作ハンドル１６の中心から六角レンチＤの端部までの実質上の長さ（突出量）Ｌａ（Ｌａ＞ｒ＞ｔ）に基づく回転モーメントにより、軽い操作力で弁体Ｖの手動開閉を行うことができる。
During manual operation, particularly when the manual operation torque is heavy, a commercially available hexagon wrench D is mounted in the attachment /
同図中（ａ）〜（ｃ）に示すように、六角レンチＤは着脱孔１６ｃに対して適宜状態で装着することができる。同図中（ｂ）において、手動操作ハンドル１６の中心（手動操作軸１５の軸芯）から六角レンチＤの端部までの実質上の長さ（突出量）Ｌｂは、同図中（ａ）における手動操作ハンドル１６の中心（手動操作軸１５の軸芯）から六角レンチＤの端部までの実質上の長さ（突出量）Ｌａより六角レンチＤが手動操作ハンドル１６の平面領域に投影される長さ分短いものとなるので、手動操作に必要なスペースを小さくすることができる。（ｂ）において手動操作を行う際の回転モーメントは、（ａ）に比して小さくなるものの、Ｌｂ＞ｒの関係を有していることから、手動操作ハンドル１６のみで操作する場合よりも軽い操作力で手動操作を行うことができる。
As shown to (a)-(c) in the figure, the hexagon wrench D can be suitably mounted | worn with respect to the attachment /
また、バルブ用駆動装置に手動操作ハンドル１６を付設する場合であっても、弁体Ｖの開閉に必要な最大操作力は、六角レンチＤを装着した際の回転モーメントに基づいて得ればよいことから、ハンドル本体１６の径を必要最小限の大きさに抑えることができるので、装置本体の大きさをコンパクト化することができる。バルブ用駆動装置１の取り付けスペースが狭い場合には、上記したように、六角レンチＤを着脱孔１６ｃに対して適宜状態で装着することにより、手動操作ハンドル１６の中心（手動操作軸１５の軸芯）から六角レンチＤの端部までの実質上の長さ（突出量）を短くすることができ、取り付けスペースが狭い場合にも十分に対応することができる。
Even when the manual operation handle 16 is attached to the valve drive device, the maximum operation force required to open and close the valve body V may be obtained based on the rotational moment when the hexagon wrench D is attached. As a result, the diameter of the handle
手動操作時において、特に手動操作トルクが重い場合には、手動操作ハンドル１６の着脱孔１６ｃに六角レンチＤを装着し、この六角レンチＤを把持して回転操作するのであるが、既に弁体Ｖが全閉又は全開状態にあるにもかかわらず、更に回転操作した場合には、その荷重により係合突部１６ｂが破断して手動操作軸１５と手動操作ハンドル１６との係合状態が適正に維持されなくなり、この状態において回転操作は行えず、従って、それ以降、過剰なトルクが加えられることはない。
During manual operation, particularly when the manual operation torque is heavy, a hexagon wrench D is attached to the attachment /
駆動装置内に出力軸８を所定角度内に回転制御するためのストッパ機構を設けている場合、このストッパ機構に過剰なトルクが伝達されると、これら内部構成部品の破損を引き起こすことになるが、上記したように、本発明の手動操作ハンドル１６を用いることで、手動操作時の過剰なトルクがストッパ機構をはじめ、内部構成部品に伝達されることはなく、これらの部品を確実に保護することができる。また、破損した手動操作ハンドル１６を交換するのみで修理が完了し、再び手動操作ハンドル１６による手動操作を行うことができるので、手動操作ハンドル１６以外の部品（例えば、ピン等）を用いたり、取り外したりする必要なく、過剰なトルクの伝達を防ぎ、作業性、経済性にも優れた手動操作機構付きバルブ用駆動装置を実現することができる。
When a stopper mechanism for controlling the rotation of the
次に、本発明における手動操作機構付きバルブ用駆動装置の他例として、手動操作ハンドルを付設しない場合について説明する。なお、同一部分は同一符号を付して説明する。
図１２は、本発明の手動操作機構付きバルブ用駆動装置の他例を示した断面図である。同図に示すように、ハンドルとしての手動操作部は付設せず、カバー本体２内に手動操作軸１５に固定した回転体３０を内蔵し、この回転体３０の中心、即ち手動操作軸１５の軸芯から距離ｔだけ偏位した位置に、孔径の異なる着脱孔（着脱部）３０ａ，３０ａを形成した構造である。なお、符号１２ａは回転体３０を手動操作軸１５に固定するための止めネジであり、回転体３０の回転は手動操作軸１５を介して弁体Ｖに伝達される。符号３２はカバー本体２の内壁と回転体３０との間をシールするＯリングである。前記構成によれば、電動操作時には、バルブ用駆動装置の外方への突出部がなく、手動操作時にのみ、カバー本体２からキャップ（図示しない）を取り外して回転体３０を露出させ、カバー本体２の開口部３１から上記回転体３０の着脱孔３０ａに六角レンチＤを装着し、上記実施形態と同様の効果を得る。また、手動操作軸１５は別途のクラッチ構造（図示しない）を用いることにより、駆動装置の電動操作時において、モータ（図示しない）や減速機構（図示しない）と切り離すようにしてもよい。
Next, a case where a manual operation handle is not provided will be described as another example of the valve drive device with a manual operation mechanism in the present invention. In addition, the same part attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another example of the valve drive device with a manual operation mechanism of the present invention. As shown in the figure, a manual operation section as a handle is not provided, and a
空圧・油圧による駆動装置や手動ギヤのみからなる駆動装置など、あらゆる開閉弁に適用することが可能である。 The present invention can be applied to any on-off valve such as a pneumatic / hydraulic driving device or a driving device including only a manual gear.
１ 手動操作機構付きバルブ用駆動装置（本装置）
２ カバー本体
３ 電動モータ
７ 減速機構（内接噛合遊星歯車減速機構）
１５ 手動操作軸
１５ａ 切欠面部（二面部）
１６ 手動操作ハンドル
１６ａ，１６ｆ 係合孔
１６ｂ 係合突部
１６ｃ 着脱部（着脱孔）
３０ 回転体
３０ａ 着脱部（着脱孔）
Ｄ 操作部材（六角レンチ）
1 Valve drive device with manual operation mechanism (this device)
2 Cover
15
16
30
D Operation member (hexagon wrench)
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