(57)【要約】      （修正有）【課題】保守点検を要する電動弁駆動装置の設置状態のまま、ステムナットの摩耗量を容易に測定する測定方法と装置。【解決手段】ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動した後、ステムの駆動方向を逆方向に反転して、ステムを駆動するに際し、ステムナットと協動するドライブスリーブ１６の回転に伴い、距離検出センサ４３に対して検出距離を漸次に変化させる部位と、ステムナットと協動するドライブスリーブ１６の軸線方向の先端に、ドライブスリーブ１６のガタ成分を検出する部位を備えた治具３４を、ドライブスリーブ１６の先端部に装着し、かつステムが動き出すのを検出する手段を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体を開閉駆動するステムに螺合し、ステムの軸線方向両側でスラストラジアル軸受されて回転するステムナットを備えた電動式又は手動式の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法であって、
ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動するステップと、
前記ステップにおけるステムの移動方向とは逆方向にステムを駆動し、そのステムの逆方向駆動時に、ステムナットと協動するドライブスリーブの逆回り回転角度を検出するステップと、
同じく、ステムの逆方向駆動時に、ステムナットと協動するドライブスリーブの軸線方向のガタ成分を検出するステップと
同じく、ステムの逆方向駆動時に、ステムの動きだしを検出するステップと、
前記回転角度の検出値と、前記ガタ成分の検出値と、前記動きだしの検出値から、ステムナットの摩耗量を検出するステップ
とを備えることを特徴とする弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法。
【請求項２】
ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動するステップが、手動ハンドル操作によって、次のステップの開始点を微調整される請求項１記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法。
【請求項３】
ステムの駆動方向とは逆方向に、ステムを駆動するステップが、手動ハンドル操作によって、緩やかな速度で調整される請求項１または２記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法。
【請求項４】
ドライブスリーブの回転角度を検出するステップが、ドライブスリーブの先端に止着された治具の傾斜面と光学距離測定センサの間の距離測定による請求項１〜３いづれかに記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法。
【請求項５】
ドライブスリーブの回転角度を検出するステップが、ドライブスリーブを回転させる手動ハンドルに止着されたジャイロセンサによる回転角度検出である請求項１〜３いずれかに記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法。
【請求項６】
ステムの動きだしを検出するステップが、ステムが露出した部分に止着した反射体と光学距離測定センサの間の距離測定による請求項１〜５いづれかに記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法
【請求項７】
回転角度の検出値と、ガタ成分の検出値と、動きだしの検出値から、ステムナットの摩耗量を検出するステップが、各検出値の値を、それぞれが共通する経過時間軸上にプロットして、何れかの値が特徴的変化を示す部所を基点にして、歯面の切り替わり、ドライブスリーブの軸線方向のガタ吸収、ドライブスリーブの空転区間から、求めるようにしてなる請求項１〜６いづれかに記載の電動弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法
【請求項８】
ドライブスリーブの回転角度に対応したガタ成分を含む値を、共通する経過時間軸に合わせて予め検出し、ガタ成分に回転角度を含まない値と時間軸上で合成して、歯面の切り替わり、ドライブスリーブの軸線方向のガタ吸収、ドライブスリーブの空転区間の各検出値を求めるようにした請求項７記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗測定装置。
【請求項９】
弁体を開閉駆動するステムに螺合し、ステムの軸線方向両側でスラストラジアル軸受されて回転するステムナットを備えた弁駆動装置において、
ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動した後、ステムの駆動方向を逆方向に反転して、ステムを駆動するに際し、ステムナットと協動するドライブスリーブの空転区間を検出するステムの移動検出センサと、
ドライブスリーブの空転区間において、ドライブスリーブの軸線方向の移動量を検出するドライブスリーブ移動量検出手段と、
同じくドライブスリーブの空転区間において、ドライブスリーブの回転方向の回転量を検出するドライブスリーブ回転量検出手段と、
を具備し、ドライブスリーブの空転区間におけるドライブスリーブの軸線方向移動量と回転量からステムナットの摩耗量を検出するようにしたことを特徴とする弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【請求項１０】
距離検出センサに対して検出距離を漸次に変化させる部位が、ドライブスリーブの軸線方向に延びる円筒状の上面を斜めに裁断した斜面である請求項９記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【請求項１１】
距離検出センサに対して検出距離を漸次に変化させる部位が、ドライブスリーブの軸線方向と直交する径方向に、角度当りの径の増加率を一定にして、周方向の径を螺旋状にした面である請求項１０記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【請求項１２】
ガタ成分を検出する部位が、ステムナットの軸線と直交する平面をなしている請求項９記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【請求項１３】
距離検出センサに対して検出距離を漸次変化させる傾斜面部位と、ガタ成分を検出する平面部位を、ドライブスリーブの上端に着脱自在の摩耗量測定治具とした、請求項１１及び１２記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【請求項１４】
摩耗量測定治具における検出距離を漸次変化させる傾斜面部位と、ガタ成分を検出する平面部位を、互いに係合離脱自在にして、ドライブスリーブの上端に着脱自在の摩耗量測定治具とした、請求項１３記載の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式弁駆動装置及び手動式弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量を、保守点検時に、容易にかつ正確に検出するようにしたステムナットの摩耗量測定方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式又は手動式の弁駆動装置を備えた弁装置は、通常、弁体に連結した鋼製のステムに切設した雄ねじに、雌ねじを切設した黄銅製のステムナットを螺合し、そのステムナットを、適宜の回転伝達機構を途中に介在させて、電動モータもしくは手動ハンドルにより回転して、ステムを昇降させるようになっている。
ステムナットは、長期間使用すると、軟質のステムナットの雌ねじが次第に摩耗するので、雌ねじが摩耗限界に達する以前に、ステムナットを交換する必要がある。そのため、電動式及び手動式いずれの弁駆動装置においても、保守点検に際しては、ステムナットの摩耗量を測定しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１５８８６１号公報
【特許文献２】特開平４−２９６２６８号公報
【特許文献３】特開平９−５０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、ステムナットの全長を長くして、その一部に設けた切欠部を外部に露出させ、摩耗の程度を目視しするものが開示されている。
これは、使用可能な限度を超えて摩耗したたステムナットであっても、その摩耗量は微少であるため、目視により正確に判定することは困難であり、また大型プラントにおいては、しばしば、弁装置を大型機器の上方や下方あるいは裏側に設けることがあり、このような場合、目視が困難である。
【０００５】
上記特許文献２には、ウオームの回転数を、アブソリュート型ロータリーエンコーダによって検出し、ステムが所定の基準位置を通過する際のエンコーダの出力を監視して、経時的に変化するエンコーダの出力値により、ステムナットの摩耗量を検出する手段が開示されている。
この手段は、電動弁駆動装置を新設する場合には効果的に実施しうるが、既設の電動弁駆動装置に組み込むことは困難であり、電動弁駆動装置全体を交換しなければならず、さらにステムが所定の基準位置を通過した際でなければ摩耗量を検知できない。また、手動式の弁駆動装置には適用できない。
【０００６】
特許文献３には、ステムナットの駆動開始時期を、ドライブスリーブと駆動ウオーム部が継合するハンマーブロー時の音響信号をもって取得して、その時点からステムが駆動開始するまでの時間をタイマーで計測して、その時間の長さを、摩耗する前の新規設定時の時間と比較して、ステムナットが空転している時間を求めて、ステムナットの摩耗量を計測する手段が開示されている。
この手段は、電動弁駆動装置を新設したときの計測時間、またはステムナット交換時の計測時間を履歴値として必要とし、かつハンマーブロー時の音響信号の取得に動弁駆動装置毎に個体差があって、未知の電動弁駆動装置の保守に適しないとともに、ドラブスリーブを手動ハンドルで回転させる手動式の弁駆動装置においては、ステムナットの空転時間が安定しないので適用できない。
【０００７】
また、従来からの慣用技術として、摩耗したステムナットを一旦取外して、その歯形を、印象材（型取り材）や、接着テープなどに写し取り、その型取りした歯形の寸法を実測して摩耗量を計っているが、ステムナットには多量のグリスが付着していて、型取りしにくく、しかも正確な計測もし難く、そのため、保守点検データとして信頼性に欠けると共に、型取りしたサンプルを保存するとすれば、データの保存性も悪く、特に、ステムナットを装着したまま、計測できない欠点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、既設の電動又は手動式の弁駆動装置の保守点検において、予め保守点検対象の弁駆動装置の履歴データを保有することなく、対象弁駆動装置の設置状態のまま、ステムナットの摩耗量を容易に測定する測定方法と装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、上記課題は、次の各項のようにして解決される。
（１）  
弁体を開閉駆動するステムに螺合し、ステムの軸線方向両側でスラストラジアル軸受されて回転するステムナットを備えた電動式又は手動式の弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法であって、
ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動するステップと、
前記ステップにおけるステムの移動方向とは逆方向にステムを駆動し、そのステムの逆方向駆動時に、ステムナットと協動するドライブスリーブの逆回り回転角度を検出するステップと、
同じく、ステムの逆方向駆動時に、ステムナットと協動するドライブスリーブの軸線方向のガタ成分を検出するステップと
同じく、ステムの逆方向駆動時に、ステムの動きだしを検出するステップと、
前記回転角度の検出値と、前記ガタ成分の検出値と、前記動きだしの検出値から、ステムナットの摩耗量を検出するステップとを備える。
【００１０】
このような構成とすると、既設の電動弁駆動装置の保守点検に際して、点検を要する電動弁駆動装置の履歴データを要することなく、検査に特殊な技能や熟練をようすることなく、容易に摩耗量の検出を行うことができる。
【００１１】
（２）上記(１)項において、ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動するステップが、手動ハンドル操作によって、次のステップの開始点を微調整される。
【００１２】
このような構成とすると、保守点検に際して、安全性のために、動力電源を遮断された状態であっても、安全に摩耗量の検出ができる。
【００１３】
（３）上記(１)または（２）項において、ステムの駆動方向とは逆方向に、ステムを駆動するステップが、手動ハンドル操作によって、緩やかな速度で調整される。
【００１４】
このような構成とすると、駆動方向の逆転操作を、ステムに衝撃を与えることなく、穏やかに進めることができ、計測値にバラツキが少なくなり、安定した計測が行える。
【００１５】
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、ドライブスリーブの回転角度を検出するステップが、ドライブスリーブの先端に止着された治具の傾斜面と光学距離測定センサの間の距離測定による。
【００１６】
このような構成とすると、検査に特殊な技能や熟練を要することなく、容易に摩耗量の検出を行うことができる。
【００１７】
（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、ドライブスリーブの回転角度を検出するステップが、ドライブスリーブを回転させる手動ハンドルに止着されたジャイロセンサによる回転角度検出である。
【００１８】
このような構成とすると、グランドパッキン部付近に露出しているステムに、比較的容易に接近できるので、保守点検の作業性がよくなる。
【００１９】
（６）上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、ステムの動きだしを検出するステップが、ステムが露出した部分に止着した反射体と光学距離測定センサの間の距離測定による
【００２０】
このような構成とすると、信号処理手段として、汎用的なリニアアンプと、汎用的なデータロガーと、汎用的な波形プロッターなどで簡便に構成でき、特殊なプログラムや高度処理を行う高価なシステムを必要としなく、安易な処理システムで安価に摩耗量の検出ができる。
【００２１】
（７）上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、回転角度の検出値と、ガタ成分の検出値と、動きだしの検出値から、ステムナットの摩耗量を検出するステップが、各検出値の値を、それぞれが共通する経過時間軸上にプロットして、何れかの値が特徴的変化を示す部所を基点にして、歯面の切り替わり、ドライブスリーブの軸線方向のガタ吸収、ドライブスリーブの空転区間から、求めるようにする。
【００２２】
このような構成とすると、各検出値をデジタルメモリに記録しておいてから、共通する経過時間を示すタイムスタンプから、ステップ５の計算が容易に行える。
【００２３】
（８）上記(７)項において、ドライブスリーブの回転角度に対応したガタ成分を含む値を、共通する経過時間軸に合わせて予め検出し、ガタ成分に回転角度を含まない値と時間軸上で合成して、歯面の切り替わり、ドライブスリーブの軸線方向のガタ吸収、ドライブスリーブの空転区間の各検出値を求める。
【００２４】
このような構成とすると、ドライブスリーブの回転角度を検出する作業と、型成分を検出する作業を別々に、異なる時間帯で作業でき、検出センサを共通して使用できるので、作業用具の種類や数を少なくするとともに、高価な検出センサの数を少なくすることができる。
【００２５】
（９）弁体を開閉駆動するステムに螺合し、ステムの軸線方向両側でスラストラジアル軸受されて回転するステムナットを備えた弁駆動装置において、
ステムを弁開閉いずれかの方向に一旦駆動した後、ステムの駆動方向を逆方向に反転して、ステムを駆動するに際し、ステムナットと協動するドライブスリーブの空転区間を検出するステムの移動検出センサと、
ドライブスリーブの空転区間において、ドライブスリーブの軸線方向の移動量を検出するドライブスリーブ移動量検出手段と、
同じくドライブスリーブの空転区間において、ドライブスリーブの回転方向の回転量を検出するドライブスリーブ回転量検出手段と、
を具備し、ドライブスリーブの空転区間におけるドライブスリーブの軸線方向移動量と回転量からステムナットの摩耗量を検出する。
【００２６】
このような構成とすると、既設の電動弁駆動装置の保守点検に際して、点検を要する電動弁駆動装置の履歴データを要することなく、検査に特殊な技能や熟練をようすることなく、容易に摩耗量の検出を行うことができる。また検査に必要な機材を特殊なものとすることなく、汎用の機材で安価に構成することができる。
【００２７】
（１０）上記(９)項において、距離検出センサに対して検出距離を漸次に変化させる部位が、ドライブスリーブの軸線方向に延びる円筒状の上面を斜めに裁断した斜面である。
【００２８】
このような構成とすると、比較的空きスペースの大きな、ステム直上の空間を利用することができる。
【００２９】
（１１）上記(９)項において、距離検出センサに対して検出距離を漸次に変化させる部位が、ドライブスリーブの軸線方向と直交する径方向に、角度当りの径の増加率を一定にして、周方向の径を螺旋状にした面である。
【００３０】
このような構成とすると、ステムの軸線方向上方に、検査機材を設置する空間が無い場合に、ステムの軸線と直交する側方に光学距離検出センサを設置することができる。
【００３１】
（１２）上記(９)項において、ガタ成分を検出する部位が、ステムナットの軸線と直交する平面をなしている。
【００３２】
このような構成とすると、ドライブスリーブの微少なガタ成分を、ガタ成分のベクトルと直交する平面を、ガタ成分を検出する部位として使用するため、対雑音比を大きくして、高感度にガタ成分を検出できる。
【００３３】
（１３）上記(１１)および（１２）項において、距離検出センサに対して検出距離を漸次変化させる傾斜面部位と、ガタ成分を検出する平面部位を、ドライブスリーブの上端に着脱自在の摩耗量測定治具とした。
【００３４】
このような構成とすると、測定準備が簡単になるとともに、検出結果に、測定誤差や作業者の個人差が現れにくくなり、信頼性の高い安定した検査が行える。
【００３５】
（１４）上記(１３)項において、摩耗量測定治具における検出距離を漸次変化させる傾斜面部位と、ガタ成分を検出する平面部位を、互いに係合離脱自在にして、ドライブスリーブの上端に着脱自在の摩耗量測定治具とした。
【００３６】
このような構成とすると、測定対象となる弁駆動装置の仕様や形状に柔軟に対応でき、現場の状況に合わせた幾通りかの測定状況の中から、速やかに最適の検査夫行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、既設の電動弁駆動装置の保守点検において、予め保守点検対象の電動弁駆動装置の履歴データを保有することなく、対象電動弁駆動装置の設置状態のまま、ステムナットの摩耗量を容易に測定することができるとともに、検査に特殊な技能や熟練を要することなく、容易に摩耗量の検出を行うことができる。
また、信号処理手段として、汎用的なリニアアンプと、汎用的なデータロガーと、汎用的な波形プロッターなどで簡便に構成でき、特殊なプログラムや高度処理を行う高価なシステムを必要としなく、安易な処理システムで安価に摩耗量の検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の要部構成を説明するための、電動弁駆動装置の上部におけるステム上端の駆動部周辺を切欠して示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施要領の一例を示すもので、図１に示す電動弁駆動装置の上方に、本発明を実施するのに専ら使用する摩耗量計測治具を装着した状態における、ステムを駆動するステム駆動ユニットの縦断面図である。
【図３】本発明の実施に専ら使用する摩耗量測定治具の一例を示す外観斜視図である。
【図４】図３に示す摩耗量測定治具を使用し、ステムの摩耗量を検出する実施要領の一例を示す、ステム上端要部破断図である。
【図５】本発明の実施要領の一例を示す、ステムの移動を検出する要領を示すグランドパッキン部の斜視図である。
【図６】図２〜図５に示す実施要領に基づいて、一旦ドライブスリーブを開弁方向に回転操作した後に、ドライブスリーブを逆転して閉弁操作した時の、各光学距離測定センサの測定データを時間軸上に表したグラフである。
【図７】同じく、一旦ドライブスリーブを閉弁方向に回転操作した後に、ドライブスリーブを逆転して開弁操作した時の、各光学距離測定センサの測定データを時間軸上に表したグラフである。
【図８】別な実施要領を示す、図４と同様のステム上端要部破断図である。
【図９】本発明の実施に専ら使用する摩耗測定治具の別な実施形態を示す、外観斜視図である。
【図１０】本発明の別な実施に使用される、摩耗測定治具の外観分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施に使用される手動式弁駆動装置の一部を切欠して示す斜視図である。
【図１２】図１０に示す摩耗測定治具を、図１１の手動式弁駆動装置に適用して、本発明の実施要領を示す、手動式弁駆動装置の上部縦断面図である。
【図１３】同じく、図１０に示す摩耗測定治具を、図１１の手動式弁駆動装置に適用して、本発明の実施要領を示す、手動式弁駆動装置の上部縦断面図である
【図１４】図１２の状態で測定された、各光学距離測定センサの測定データを時間軸上に表したグラフである。
【図１５】図１３の状態で測定された、各光学距離測定センサの測定データを時間軸上に表したグラフである。
【図１６】図１２の状態で測定された、各光学距離測定センサの測定データと、図１１において仮想線で示す手動ハンドルに設けた光学ジャイロ式回転角度検出センサの測定データを、時間軸上に重ねて表したグラフである。
【図１７】本発明の別な実施要領を示す、別な手動式弁駆動装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、電動式の電動弁駆動装置１の上部におけるステム２上端の駆動部周辺を切欠して示す外観斜視図である。
【００４０】
電動弁駆動装置１は、下方に設けた弁装置３における弁体４を、上下に駆動して、弁装置３を開閉制御する。
【００４１】
弁体４の上方には、弁体４を上下に駆動するためのステム２が連結され、そのステム２の上端は、弁装置３の弁室５と外部を密に遮断するグランドパッキン部６を通過して、弁装置３の上方に延びている。
【００４２】
弁装置３の上方グランドパッキン部６には、グランドパッキン押え７が設けられて、弁室５から延びてきているステム２の周囲に、グランドパッキン（図示略）を圧接している。
【００４３】
弁体４の開閉に際して、上下に移動してグランドパッキンと摺接するステム２の部分は、軸径を等径にしてあり、かつ弁体４が下方に下がって弁装置３を閉じた際に、グランドパッキン押え７より若干上位の所から上方のステム２の部分は、ステム２を上下に駆動する雄ねじ８が螺設されている。
【００４４】
ステム２が上方に延びる弁装置３の上部には、ステム２を上下に駆動する電動駆動ユニット９が設けられている。
【００４５】
弁装置３と電動駆動ユニット９は、連結支持体１０を間に挾んで強固に連結されている。
【００４６】
電動駆動ユニット９は、ステム２の軸線と直交して、電動モータ１１により正逆両方向に駆動される駆動軸１２を備えている。
【００４７】
駆動軸１２とステム２が直交する部分には、駆動軸１２にウオーム１３を、ステム２の軸線周りに、ウオーム１３と歯合するウオームホイール１４を設けてある。
【００４８】
ウオームホイール１４は、ステム２の軸線周りに形成したステム駆動ユニット１５におけるドライブスリーブ１６に、回転自在に遊嵌するとともに、所用の自由回転角度をもって、正逆両方の回転方向に係合しうるように軸着されている。
【００４９】
ステム駆動ユニット１５は、ドライブスリーブ１６の下端を、下向に加重を受けるように規制されたスラストラジアル軸受１７により、またドライブスリーブ１６の上端を、上向に加重を受けるように規制されたスラストラジアル軸受１８により、それぞれ電動駆動ユニット９のケーシング１９に、枢着されている。
【００５０】
なお、上方のスラストラジアル軸受１８は、ステム駆動ユニット１５の各部品を軸装した後、上方からケーシング１９の開口２０に嵌合されるエンドキャップ２１に装着されて、ケーシング１９に固定される。
【００５１】
ドライブスリーブ１６の内腔１６ａには、その内腔１６ａの内径より小径のステム２が挿通されており、その内腔１６ａとステム２の間に、ステムナット２２が設けられている。
【００５２】
ドライブスリーブ１６の内腔１６ａには、下端から上方へ向けて、全長の略１／３程度の所から、スプライン２３を上方に向けて刻設し、また上方の開口端部には、内腔１６ａを若干拡径して雌ねじ２４を螺設してある。
【００５３】
ステムナット２２における下端外周には、ドライブスリーブ１６の内腔１６ａに設けた雌型のスプライン２３に継合する雄型のスプライン２５を設けて、ドライブスリーブ１６と回転不能に係合されている。
【００５４】
ステムナット２２の上端は、ドライブスリーブ１６の上端より若干短くしてあり、その段差の部分に、ドライブスリーブ１６の上端内腔１６ａに設けた雌ねじ２４に螺合するロックナット２６を螺合して、ステムナット２２の上方への移動を規制し、これにより、ドライブスリーブ１６とステムナット２２は、強固に一体化して固定されている。
【００５５】
ステムナット２２の下方半分の内腔には、ステム２の雄ねじ８と螺合する雌ねじ２７を刻設してある。
【００５６】
ドライブスリーブ１６のほぼ中央には、ドライブスリーブ１６の外周にウオームホイール１４を回転自在に遊嵌し、そのウオームホイール１４の上端を、ドライブスリーブ１６の外周に突設したハンマーブロウ用係合突起１６ｃに当接して、ウオームホイール１４の上方移動を規制すると共に、ウオームホイール１４の下面２９に合わせて、ドライブスリーブ１６の下端外周を縮径して、その縮径段部１６ｄにスリーブ３１を嵌合し、そのスリーブ３１の下端をスラストラジアル軸受１７のインナー３０の上端に当接して、ドライブスリーブ１６の下方への移動を規制している。
【００５７】
ドライブスリーブ１６に突設した係合突起１６ｃは、ウオームホイール１４の上面に、前記係合突起１６ｃを挟むように１対設けた係合突起１４ａと、モータ１１の正逆転転換時に、間欠的にハンマーブロウ当接して、ウオームホイール１４とドライブスリーブ１６との回転を伝達する。
【００５８】
スリーブ３１の上端は、ドライブスリーブ１６の縮径段部１６ｄに当接するとともに、ウオームホイール１４の下面を支持して、下方への移動を規制している。
【００５９】
ドライブスリーブ１６の外側上端部は、上方のラジアルスラスト軸受１８のインナー３２に、下方から拡径段部３３を当接して、ドライブスリーブ１６の上方への移動を規制している。
【００６０】
これにより、ドライブスリーブ１６は、上下のラジアル軸受１７、１８の両インナー３０、３２の間に挟装されて、上下両方への移動が規制されることになり、このドライブスリーブ１６の上下移動を厳密に規制すると、ステム駆動ユニット１５の駆動動作に不具合を生じたり、不測の部分が摩耗したり、不整音を発生したりする。
【００６１】
よって、ドライブスリーブ１６は、上下方向への適度の移動を許容して装着され、この移動量を、通称ガタと称している。
【００６２】
このドライブスリーブのガタは、電動駆動ユニット９の新規装着時と長期使用した後とでは、各部品の摩耗などにより大きく異なり、その程度は、電動駆動ユニット９に固有の値をもち、推測や予測の不可能な値となっている。
【００６３】
本発明は、このドライブスリーブのガタの値を補正して正確に計測し、ステムナット２２における雌ねじ２７の眞の摩耗量を計測する方法と装置を提供するものである。
【００６４】
本発明を実施するに当り、ドライブスリーブ１６の上端１６ｂに、ステムナット２２の摩耗量計測用治具３４を装着する。
【００６５】
摩耗量計測治具３４は、図２及び図３に示す如く、上端周方向に傾斜面３５を設けた円筒部３６と、円筒部３６の下端に、上向水平面３７を設けたフランジ３８と、円筒部３６と軸芯を同じくし、フランジ３８の下面に設けた円筒部３９と、その円筒部３９の内腔周辺に突設した位置決め係合突起４０と、円筒部３９の下面に埋設した治具固定用永久磁石４１からなる。
【００６６】
摩耗量計測治具３４は、下面の位置決め突起４０を、電動駆動ユニット９の上端におけるロックナット２６の内径に、ガタつかない程度に緩く嵌合する径とし、ロックナット２６の内腔に嵌合して、ドライブスリーブ１６の上端１６ａまたはロックナット２６の上面に載置され、円筒部３９の下面の永久磁石４１が、ロックナット２６またはドライブスリーブ１６の上端に吸着して、当該治具３４は、ドライブスリーブ１６またはロックナットの上端に止着して使用する。
【００６７】
この、設置に際して、ロックナット２６の上端には、ロックナット２６を回転螺合する為の工具掛け溝が設けられているが、その溝の周辺は、凸凹に歪んでいるため、その歪み部を跨ぐ切欠き４２を、治具３４の下面に設けてある。
【００６８】
図４は、ドライブスリーブ１６の上端に治具３４を装着して、ステムナット２２の摩耗量を計測する状況を示すものである。
治具３４における円筒部３６の軸線に沿って上を向き、傾斜勾配（螺旋ピッチ）を一定とした傾斜面３５の上方に、光学距離測定センサ４３を、マグネットスタンド４４の支持アーム４５に固定して設ける。
【００６９】
また、同様に、治具３４におけるフランジ３８の上向水平面３７の垂直線上に、光学距離測定センサ４６を、マグネットスタンド４７の支持アーム４８に固定して設ける。
【００７０】
一方、グランドパッキン押え７の上方において、ステム２が露出するところに、ステム２の上下軸線方向の移動を検出するため、ステム２に一端をクランプしたクランパー４９の延出ロッド５０に、反射体５１の反射面５２を上向に固定し、この反射面５２の上方に、適宜の個処に止着されたマグネットスタンド５３の支持アーム５４へ、光学距離測定センサ５５を固定してある。
【００７１】
光学距離測定センサ４３、４６、５５は、測定用光源をレザー光線とし、受光センサをＣＣＤ受光素子とした、高精度で高分解能のものが適する。
【００７２】
摩耗検出測定は、次の手順で行われる。
ステップ１
ステム駆動ユニット１５における駆動軸１２を、弁体４を開弁する方向、または閉弁する方向のいずれかに回転して、ステム２を一旦駆動する。
なお、この駆動軸１２の駆動は、電動モータ１１によって駆動しても、図１に示す手動ハンドル５６を手動回転して駆動しても、いずれの手段によって駆動してもよいが、実施例においては、手動ハンドル５６による緩やかな駆動速度の方が好ましい。
このステップ１において、ドライブスリーブ１６の回転位置を、次の手順でドライブスリーブ１６を回転する方向に合わせる。すなわち、傾斜面３５の距離を測る光学距離測定センサ４３の計測スポットが、傾斜面３５の最上端斜面３５ａまたは最下端斜面３５ｂを通るように合わせ、かつ回転開始位置を、これから開弁操作するのか、もしくは閉弁操作するのかに応じて、最上端３５ａまたは最下端斜面３５ｂに合致させて、ドライブスリーブ１６を停止する。
このような微調整を含む作業には、上述の如く、手動ハンドル５６を操作して、ドライブスリーブ１６を回転させた方がよい。
ただし、このステップ１の調整作業においては、ドライブスリーブ１６の逆転操作を含ませないようにすることが重要である。
【００７３】
ステップ２
ステム２を前回とは逆方向に駆動し、ドライブスリーブ１６の回転に伴う、傾斜面３５と光学距離測定センサ４３の距離Ａと、水平面３７と光学距離測定センサ４６の距離Ｂを計測する。
【００７４】
ステップ３
前回のステップ２の継続中に、ステム２の上下移動を検出する反射体５１と光学距離測定センサ５５の距離を測定する。
【００７５】
ステップ４
光学距離測定センサ５５に、顕著な変化が現れたら、ステム２の駆動を停止して測定を終了する。
【００７６】
図６は、上記ステップ１において一旦開弁操作した後、ステップ２において逆方向の閉弁操作して、ステップ３、４において得られた各光学距離測定センサ４３、４６、５５測定データをグラフにしたものである。
【００７７】
図７は、上記ステップ１において一旦閉弁操作した後、ステップ２において逆方向の開弁操作して、ステップ３、４において得られた各光学距離測定センサ４３、４６、５５測定データをグラフにしたものである。
【００７８】
ステップ５
上記各ステツプを経て求められた光学距離測定センサ４３、４６、５５測定データから、ステムナット２２の摩耗量Ｗ（ｍｍ）は、以下の式１によって、計算される。
Ｗ（ｍｍ）＝｛Ｃ（Ａ−Ｂ）／３６０（度）｝×ｎ×ｐ    ……式１
ここで
Ｃ（度／ｍｍ）：螺旋リング（傾斜面３５）の傾き
ｎ  ：ステムネジ条数
Ｐ（ｍｍ）：ステムネジピッチ
Ａ（ｍｍ）：計測値
Ｂ（ｍｍ）：計測値
ステムナット摩耗率Ｒ（％）
Ｒ（％）＝Ｗ÷（Ｐ／２）
判定：歯幅の３０％以下の摩耗ならば良とする。
：３０％を超えたならば交換する。
【００７９】
図６、図７において、斜面の３５の高さを測る光学距離センサ４３の出力は、逆転開始点ａ１、歯面の切換え点ａ２、ドライブスリーブ空転終了点ａ３を通るグラフとなり、フランジ３９の高さを測る光学距離センサ４６の出力は、逆転開始位置ｂ１，歯面切換え点ｂ２、ドライブスリーブ空転終了点ｂ３を通るグラフとなり、ステム２の動きを検出する光学距離測定センサ５５の出力は、ドライブスリーブ１６の逆転開始位置（ステップ１において設定した回転開始位置で、初期状態では停止した状態にあり、前記センサ４３、４６、のａ１、ｂ１、に相当し、この両センサ４３、４６の各出力は、この逆転開始位置において、ゼロ値にプリセットされている。）ｃ１と、ステム２の移動開始位置ｃ３を通るグラフになっている。
【００８０】
なお、図６と図７においては、ステム２の駆動方向が逆になるので、ドライブスリーブ１６の自重により、歯面の切換えと、ドライブスリーブのガタ吸収区間の出現順序を逆にするが、本発明においては、この変動を無視して測定することができる。そして、この歯面切換え区間とガタ吸収区間が、ステム位置を検出するセンサ５５の検出点ｃ１とｃ３の区間を、ドライブスリーブ空転区間として検出される。
【００８１】
本発明においては、ドライブスリーブ１６の空転区間ｃ１〜ｃ３を正確に検出することにより、ガタ吸収区間と歯面切換え区間の合計を計測することができ、しかも、その空転区間のドライブスリーブ１６のガタの大きさをフランジ３８の高さ変動値＝Ｂとして計測し、かつ、ドライブスリーブ１６の空転区間の回転量を傾斜面３５の変動量＝Ａとして計測することにより、式１を適用してステムナットの摩耗量を測定することができる。
【００８２】
図６，７のグラフは、時間軸上に表されているが、この時間軸は一定の間隔で進むものではなく、ドライブスリーブ１６を、手動で回転させると、時間の進みは不均一になる。よってグラフの時間軸は測定した時刻を、各出力データで一致させたグラフであり、そのため、各センサの出力データを、データロガー等で測定して、同時にメモリーに記録しておき、ステップ５において式１を計算するとき、メモリーから読み出してステップ５を行うようにしてもよい。
【００８３】
図８は、別な実施要領を示すもので、治具３４における軸線に沿って上を向く傾斜面３５の上方に、複数の測定ポイントを設定できる光学距離測定センサ５７を設けて、に水平面３７の距離も同時に計測できるようにしたもので、測定データは、図６，図７と同一になる。
【００８４】
図９は、摩耗量計測治具３４とは異なる形状を示す摩耗量計測治具５８の例を示すものである。
摩耗量計測治具５８は、角度当りの径の増加率を一定にした螺旋状の拡径部５９を有し、その拡径部５９の周面６０を、回転角度を測る光学距離測定センサ６１に向けて、軸線と直交する横方向の距離を測定するようにして使用する。
【００８５】
図１０は、本発明に専ら使用される摩耗量計測治具６２の別な実施形態を示すものである。
【００８６】
図３の治具３４に比べて、実際に測定されるドライブスリーブの空転区間が、１／２回転以下であるので、回転角度を測る傾斜面６３を、治具３５の傾斜面３５の半分にして、全体の形状を円筒体を半割状にしたようになっている。
【００８７】
上部の傾斜面６３を形成する斜面部６４は、ドライブスリーブ１６との止着部６５と分離しうるようになっている。
【００８８】
止着部６５の上部には、拡径フランジ６６が設けられ、その拡径フランジ６６の外径と斜面部６４の外径を等しくしてあり、フランジ６６の上面６６ａには、縮径した凹み６７を、斜面部６４の下面には、凹み６７と緩く嵌合する縮径突起６８が設けられて、傾斜部６４と止着部６５とは、互いに係脱自在に填め合わさるようになっている。
【００８９】
フランジ６６の上面６６ａは、半円筒状の止着部６５の軸線と直交する平滑な平面になっており、前記治具３４のフランジ３８の水平部３７と同様の働きをする。
【００９０】
分割式の治具６２は、合成樹脂の成型物で、フランジ６６の凹み６７には、傾斜部６４の突起６８の先端と突き合わされる周辺部に、突起６８の先端に埋め込まれた適数の永久磁石６９と、互いに対応して吸着する適数の永久磁石７０が、埋め込まれている。
【００９１】
また、止着部６５の下端にも、ロックナット２６またはドライブスリーブの上端に吸着する適数の永久磁石７１が埋め込まれている。
【００９２】
図１１は、本発明を適用してステムナットの摩耗量を測定する対象となる手動式の弁駆動装置の一例を示すものである。
なお、弁装置３とステム駆動ユニット１５のケーシング１９を連結する連結支持体１０の部分は、図１、図２と同一なので、同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【００９３】
また、ステム２の動きを検出する検出センサ５５の取付け状態も図５と同一なので詳細な説明は省略する。
【００９４】
図１１に示す使用状態においては、弁装置２の上部において、グランドパッキン押さえ７から突出するステム２は、連結支持体１０に止着された手動式弁駆動装置７２の中央を貫通して、上端のステムカバー７３まで延びている。
【００９５】
図１２と図１３は、ステムカバー７３を取外して、図１０の摩耗量計測治具６２を装着したステムナットの摩耗量測定状態における動式弁駆動装置７２の中央縦断面図を示している。
【００９６】
図１２は、図１０に示す摩耗量計測治具６２における、止着部６５と斜面部６４と合体させて、ドライブスリーブ１６の上端に止着している状態である。
【００９７】
図１３は、止着部６５のみをドライブスリーブ１６の上端に止着している状態である。
【００９８】
動式弁駆動装置７２は、対のラジアルスラスト軸受１７、１８で枢支されたドライブスリーブ１６に止着したベベルギアー７４と、そのベベルギアー７４と軸線を直交して歯合し、手動ハンドル７５によって回転駆動される小径のベベルギアー７６によって、ステム２を上下方向に駆動するようになっている。
【００９９】
ドライブスリーブ１６の軸受構造は、前記図２に示す電動式のステム駆動ユニット１５とほぼ同様であるので、それの詳細な説明は省略する。
図１３は、図１２の状態に対して、摩耗量計測治具６２における傾斜部６４を止着部６５から取外して、２度目の計測を行う状態を示している。
【０１００】
図１４は、図１２の状態の各センサ４３、５５の各測定値を、測定作業の経過時間に沿ってグラフ化したものである。
【０１０１】
図１５は、図１３の状態の各センサ４３、５５の各測定値を、測定作業の経過時間に沿ってグラフ化したものである。
【０１０２】
図１４におけるステップ１の逆転を行わせるために定めた停止点ａ１、ｃ１、および、図１５におけるステップ１の逆転を行わせるために定めた停止点ｂ１、ｃ１においては、センサ４３の出力信号は、ゼロ値にプリセットしてある。
【０１０３】
その後、図１４、図１５のいずれにおいても、ハンドル７５を手動で回転して、ドライブスリーブ１６を逆転方向に回転させて、センサ５５に特徴的な変化が得られるまで逆転を進め、ステム２の動き出しの確認が得られるような変化が、センサ５５に出力されると、回転を停止してもよい。
【０１０４】
以上の如く、図１４に示す傾斜部６４を用いた測定作業では、センサ４３の出力に、ドライブスリーブの空転区間において、歯面の切換区間とガタ吸収区間にドライブスリーブ１６が移動した値＝Ａを計測することができる。
【０１０５】
同様に、図１５に示す傾斜部６４を外した測定作業では、同じセンサ４３の出力に、ドライブスリーブの空転区間において、ドライブスリーブ１６のガタ成分に相当する値＝Ｂを計測することができる。
【０１０６】
この測定された値＝Ａと値Ｂは、その値のみをステップ５において、式１に当てはめて、ステムナット２２の雌ねじの摩耗量を算出したり、使用限界を判定したりする。
【０１０７】
図１６は、図１４におけるドライブスリーブ１６の空転区間の回転角度を、傾斜部６４を用いずに、別な手段で計測するようにした、別な実施要領を示すものである。
【０１０８】
傾斜部６４を用いないため、摩耗量計測治具６２の設定は、図１２と同じく、傾斜部６４を外した状態で設置する。
【０１０９】
この場合、手動ハンドル７５とドライブスリーブ１６は、ベベルギア−７４、７６を介して、直結的に転結され、両ベベルギア−７４、７６の歯数比を考慮すれば、手動ハンドル７５の回転角度を測ることにより、ドライブスリーブの空転区間の回転角度を測ることができる。
【０１１０】
図１１には、手動ハンドル７５に、仮想線で示す光学式ジャイロセンサ７７を、手動ハンドル７５の回転軸線回りの回転角度を計測できるように、ジャイロセンサ７７の角度検出方向を合致させて、手動ハンドル７５上に固定してある。
【０１１１】
ジャイロセンサ７７は、角度検出用のプローブと、制御ユニット(図示略)からなり、図示のジャイロセンサ７７は、角度検出プローブを示している。
【０１１２】
また、ジャイロセンサ７７の制御ユニットにおいては、角度検出開始点をプリセットでき、図１６の逆転開始点ａ１において、ゼロ値にプリセットしている。
【０１１３】
さらに、両ベベルギア−７４、７６の歯数比によっては、空転区間内に手動ハンドルが複数回転することもあるが、ジャイロセンサ７７は、多回転の計測もできる。
【０１１４】
図１６は、手動ハンドル７５にジャイロセンサ７７を取り付けるとともに、摩耗量計測治具６２の斜面部６４を外し、１回の検出作業で、ドライブスリーブ空転区間のドライブスリーブ１６の回転角度値＝Ａと、ドライブスリーブ１６のガタ値＝Ｂを、一緒に検出できるグラフを示している。
【０１１５】
図１７は、手動ハンドル７８が、ステム２の軸線と同軸に設けられた電動式弁駆動装置７９に、本発明を適用する例を示す図である。
【０１１６】
この手動回転可能な状態で、手動ハンドル７８にジャイロセンサ７７を取付けて、図１６と同様な測定を行う。なお、この際には、ステムケース７３を外し、摩耗量計測治具６２を、図１３と同様に、斜面部６４を外して、ドライブスリーブの上端に連結して、光学距離測定センサ４３をセットする。
【符号の説明】
【０１１７】
１    電動弁駆動装置
２    ステム
３    弁装置
４    弁体
５    弁室
６    グランドパッキン部
７    グランドパッキン押え
８    雄ねじ
９    電動駆動ユニット
１０    連結支持体
１１    電動モータ
１２    駆動軸
１３    ウオーム
１４    ウオームホイール
１５    ステム駆動ユニット
１６    ドライブスリーブ
１６ａ  内腔
１６ｂ  上端
１７    スラストラジアル軸受
１８    スラストラジアル軸受
１９    ケーシング
２０    開口
２１    エンドキャップ
２２    ステムナット
２３    スプライン
２４    雌ねじ
２５    スプライン
２６    ロックナット
２７    雌ねじ
２８    段部
２９    下面
３０    インナー
３１    スリーブ
３２    インナー
３３    拡径段部
３４    摩耗量計測用治具
３５    傾斜面
３６    円筒部
３７    水平面
３８    フランジ
３９    円筒部
４０    係合突起
４１    永久磁石
４２    切欠き
４３    光学距離測定センサ
４４    マグネットスタンド
４５    支持アーム
４６    光学距離測定センサ
４７    マグネットスタンド
４８    アーム
４９    クランパー
５０    延出ロッド
５１    反射体
５２    反射面
５３    マグネットスタンド
５４    支持アーム
５５    光学距離測定センサ
５６    手動ハンドル
５７    光学距離測定センサ
５８    摩耗量計測治具
５９    拡径部
６０    周面
６１    光学距離測定センサ
６２    摩耗量計測治具
６３    傾斜面
６４    斜面部
６５    止着部
６６    拡径フランジ
６７    凹み
６８    縮径突起
６９    永久磁石
７０    永久磁石
７１    永久磁石
７２    手動式弁駆動装置
７３    ステムカバー
７４    ベベルギアー
７５    手動ハンドル
７６    ベベルギアー
７７    ジャイロセンサ
７８    手動ハンドル
【図１】
2010261587.tif 000003
【図２】
2010261587.tif 000004
【図３】
2010261587.tif 000005
【図４】
2010261587.tif 000006
【図５】
2010261587.tif 000007
【図６】
2010261587.tif 000008
【図７】
2010261587.tif 000009
【図８】
2010261587.tif 000010
【図９】
2010261587.tif 000011
【図１０】
2010261587.tif 000012
【図１１】
2010261587.tif 000013
【図１２】
2010261587.tif 000014
【図１３】
2010261587.tif 000015
【図１４】
2010261587.tif 000016
【図１５】
2010261587.tif 000017
【図１６】
2010261587.tif 000018
【図１７】
2010261587.tif 000019