(57)【要約】      （修正有）【課題】潜水状態で使用可能な電動機器において、このような電動機器のメンテナンスを容易に行えるようにしつつ、確実に電動機器の防水を図る。【解決手段】電動機器本体たる電動アクチュエータ本体１と、この電動アクチュエータ本体１を上方から被覆する着脱可能なカバー３とを具備する電動アクチュエータＡにおいて、所定の潜水深さだけ潜水しカバー３内部の気体が圧縮されつつカバー３内部に水が侵入した際の水面とカバー３内部の収納空間３ｓの上端との間の距離が電動アクチュエータ本体１の高さ寸法を上回るようにカバー３の高さ寸法Ｈを設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機器本体と、この電動機器本体を上方から被覆する着脱可能なカバーとを具備するものであって、所定の潜水深さだけ潜水しカバー内部の気体が圧縮されつつカバー内部に水が侵入した際の水面とカバーの内部空間の上端との間の距離が電動機器本体の高さ寸法を上回るようにカバーの高さ寸法を設定していることを特徴とする電動機器。
【請求項２】
前記電動機器本体と前記カバーとの間に気体を遮断可能なスペーサを配している請求項１記載の電動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜水状態で使用可能な電動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば配管の開閉を行うための電動アクチュエータ等の電動機器を水中で使用可能にすべく、例えば、電動機器本体と、この電動機器本体を収納可能な気密室を内部に形成可能なハウジングと、このハウジングに取り付けてなり該ハウジングとの間で前記気密室を形成するための隔壁とを具備し、この気密室内に電動機器本体を収納する構成の電動機器が考えられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、前記特許文献１記載の電動機器の隔壁とハウジングとは雄ねじ部材を介して接続しているとともに、これらの間にはシール部を設けている。また、前記特許文献１記載の構成では、気密室内に周囲の水圧より高圧になるように不活性ガス等の気体を封入しているとともに、気密室の下方にスカート部を形成し、シール部が劣化しても、気密室内が周囲の水圧より高圧とであるので気密室内の気体がスカート部内に流出して気密室内の気圧と周囲の水圧とを平衡させるようにして防水を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−５８５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、常時水中で使用するのでなく、船底近傍の船倉等、非常時にのみ潜水するような箇所に特許文献１記載の構成を採用するのでは、気密室内に周囲の水圧より高圧になるように不活性ガス等の気体を封入する手間が煩雑に感じられることがある。そこで、非常時にのみ潜水するような箇所に用いる電動機器の防水をより簡単な構成により行うようにする要望が存在する。また、電動機器のメンテナンスを簡単に行うことができるようにすべく、電動機器を外部に露出可能にする要望も存在する。そこで、簡単な構成によりこのような要望に対応するべく、例えば、一方向に開口し内部に電気機器を収納可能なハウジングと、このハウジングに着脱可能に取り付けられて該ハウジングの開口を閉塞可能な隔壁と、これらハウジング及び隔壁の間に設けられるシール部と、これらハウジング及び隔壁を接続するとともに締着力により前記シール部を機能させるねじ部材とを具備するとともに、大気圧下でハウジングに電動機器を収納し、ねじ部材を用いて隔壁をハウジングにねじ止めする構成が考えられる。
【０００６】
しかし、前段で述べた構成により防水を行う場合、防水性能は実際に水中に配置しない限り知ることができない。すなわち、メンテナンス等のためにねじ部材を着脱する必要がある場合、安定して所望の防水性能を得ることができない。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決すること、すなわち簡単な構成で安定して所望の防水性能を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る電動機器は、前記課題を解決すべく、電動機器本体と、この電動機器本体を上方から被覆する着脱可能なカバーとを具備するものであって、所定の潜水深さだけ潜水しカバー内部の気体が圧縮されつつカバー内部に水が侵入した際の水面とカバーの内部空間の上端との間の距離が電動機器本体の高さ寸法を上回るようにカバーの高さ寸法を設定していることを特徴とする。
【０００９】
このような電動機器が潜水すると、カバー内部の気体の体積はボイル・シャルルの法則により水圧と大気圧との和に反比例して減少するが、潜水深さが所定以下であれば、内部の気体が圧縮されてカバー内部に水が侵入した際であっても、その際の水面とカバーの内部空間の上端との間の距離が電動機器の高さ寸法を上回るようにカバーの高さ寸法を設定しているので、電動機器本体が浸水することを防ぐことができる。すなわち、メンテナンスを行うべくカバーを着脱可能にした上で、特別なシール部材を用いることなく、電動機器本体をカバー内に収納する操作を大気圧下で行えるようにしつつ電動機器本体の浸水を防ぐことができる。
【００１０】
電動機器の防水をさらに効果的に行うには、前記電動機器本体と前記カバーとの間に気体を遮断可能なスペーサを配しているものが望ましい。このようなものであれば、前記スペーサの存在により、カバーの高さ寸法の増加を抑えつつカバー内部の水面をさらに低下させることができるからである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電動機器の構成によれば、カバー内部の気体が水圧を受けて圧縮された場合であっても、所定の潜水深さだけ潜水した際の水面とカバーの内部空間の上端との間の距離が電動機器の高さ寸法を上回るようにカバーの高さ寸法を設定しているので、メンテナンスを行うべくカバーを着脱可能にした上で、特別なシール部材を用いることなく、電動機器本体をカバー内に収納する操作を大気圧下で行えるようにしつつ確実に電動機器本体の浸水を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータの要部の縦断面を示す概略図。
【図２】同実施形態に係る電動アクチュエータが傾斜した場合を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について述べる。
【００１４】
本実施形態に係る電動機器は、図１に示すように、船舶内、より具体的には船底近傍の船倉に設けた配管のバルブ４を駆動する電動アクチュエータＡである。この電動アクチュエータＡを設けた船室は高さ３０ｍで、船舶が傾いた際、又は進行方向左側又は右側のうち一方側の船倉に積み荷が偏り船舶が傾くことが予想される際等に、別途設けた図示しない栓を開放することによりこの船倉に水が入りうるようにしている。
【００１５】
前記電動アクチュエータＡは、要部の縦断面図である前記図１に示すように、電力の供給を受けて駆動する電動機器本体たる電動アクチュエータ本体１と、このアクチュエータ本体１から動力の伝達を受けて先端部に接続した前記バルブ４に動力を伝達する出力軸たる弁軸２と、前記電動アクチュエータ本体１を上方から被覆する着脱可能なカバー３とを具備する。
【００１６】
前記電動アクチュエータ本体１は、図示は省略するが、モータと、前記モータからの動力を弁軸に伝達する減速機と、少なくともこれらモータ及び減速機を内部に収納する収納空間を有するハウジングと、このハウジングの収納空間を上方から隠蔽する蓋体とを具備する。すなわち、この種の電動アクチュエータのアクチュエータ本体として広く知られているものと同様の構成を有する。なお、本実施形態では、ケーブルを介して外気や水がここのアクチュエータ本体１に侵入することを防止ないし抑制すべく、この電動アクチュエータＡに電力を供給するための電力ケーブルや、この電動アクチュエータＡに各種制御信号を供給するための信号ケーブルの端末部分に樹脂コーティングを施している。
【００１７】
一方、前記カバー３は、本実施形態では各高さ位置での横断面形状が全て同一である有底の中空柱状体であり、下方にのみ開口するステンレス製のものである。さらに詳述すると、このカバー３は、上面を形成する矩形状ないし正方形状の上壁３ａと、この上壁３ａの各辺からそれぞれ垂下する側壁３ｂとを具備するとともに、これら上壁３ａ及び側壁３ｂにより区成される収納空間３ｓを内部に有する。
【００１８】
また、前記バルブ４は、配管の中途に設けられ上流側及び下流側を連通する空間を内部に有する弁箱５と、この弁箱５の内部空間に配してなるとともに、前記弁軸２に駆動されて配管の上流側と下流側とを連通する開放位置とこの弁板の上流側から下流側への流れを遮断する閉止位置との間で９０度回転可能な弁板６とを具備する。前記弁箱５には、カバー取付部５ａを設けている。そして、このカバー取付部５ａ及びカバー３の下端部に取付具７を係合させることにより、カバー３をバルブ４に取り付けるようにしている。また、弁板６と弁箱５との間には、弁板６を閉止位置に配した際に流れを確実に遮断させるべく、Ｏリング５ｂを設けている。
【００１９】
さらに本実施形態では、前記カバー３の内部空間３ｓ、より具体的には電動アクチュエータ本体１とカバー３との間にスペーサ８を設けている。このスペーサ８は、本実施形態では、発泡スチロールにより形成され、電動アクチュエータ本体１を完全に被覆しているとともに、上端はカバー３の上壁３ａに接している。また、側端は全周にわたってカバー３の側壁３ｂに接している。ここで本実施形態では、前記電動アクチュエータ本体１の体積Ｖａとこのスペーサ８の体積Ｖｓとの和は、カバー３の容積Ｖｃの３分の２に設定している。すなわち、カバー３の上端からこのスペーサ８の下端までの寸法ｄ１は、カバー３の上端からカバー３の高さ寸法Ｈの３分の２だけ離間した位置である。また、このスペーサ８は、第１スペーサ要素８ａと第２スペーサ要素８ｂとからなる半割構造を有し、これら第１スペーサ要素８ａと第２スペーサ要素８ｂとの間に形成される空間内に電動アクチュエータ本体１を収納するようにしている。その際、電動アクチュエータ本体１の下端をスペーサ８の下端よりも上方に位置させている。そして、このスペーサ８の前記空間内に電動アクチュエータ本体１を収納した状態でカバー３を上方から装着するようにしている。
【００２０】
しかして本実施形態では、このカバー３は、所定の潜水深さＤだけ潜水し内部の気体が圧縮された際に、電動アクチュエータ本体１の全体を水面よりも上に位置させることができる程度の高さ寸法Ｈを有する。
【００２１】
具体的には、Ｄ（ｍ）だけ潜水した際のカバー３の収納空間３ｓの上端から水面までの高さｈは以下のようにして求められる。
【００２２】
まず、カバー３内部の気圧Ｐ（ｋｇｗ／ｍ2）は、以下の式（１）により求められる。
【００２３】
Ｐ＝Ｄ／１０＋１  （１）
一方、このカバー３の高さ寸法をＨ（ｍ）、このカバー３の容積をＶｃ（ｍ）、電動アクチュエータ本体１の体積をＶａ（ｍ）、スペーサ８の体積をＶｓ（ｍ）とすると、大気圧下でのカバー３内部の気体の体積Ｖｏ（ｍ3）は、以下の式（２）により求められる。
【００２４】
Ｖｏ＝Ｖｃ−（Ｖａ＋Ｖｓ）  （２）
ここで、潜水深さＤ（ｍ）だけ潜水した場合の気体の体積Ｖｐ（ｍ3）は、ボイル・シャルルの法則に従い、カバー３内部の気圧Ｐに反比例する。すなわち、以下の式（３）により求められる。
【００２５】
Ｖｐ＝Ｖｏ／Ｐ  （３）
従って、カバー３内部の浸水する部分の体積Ｖｗ（ｍ3）は、以下の式（４）により求められる。
【００２６】
Ｖｗ＝Ｖｏ−Ｖｐ
＝（１−１／Ｐ）Ｖｏ
＝｛Ｖｃ−（Ｖａ＋Ｖｓ）｝（１−１／Ｐ）  （４）
すなわち、このカバー３の断面積をＡ＝Ｖｃ／Ｈ（ｍ2）とすると、浸水高さｈ（ｍ）は、以下の式（５）により求められる。
【００２７】
ｈ＝Ｖｗ／Ａ
＝｛Ｖｃ−（Ｖａ＋Ｖｓ）｝（１−１／Ｐ）Ｈ／Ｖｃ
＝｛１−（Ｖａ＋Ｖｓ）／Ｖｃ｝（１−１／Ｐ）Ｈ（ｍ）  （５）
なお、以上の計算において、弁軸２の体積及び温度変化は無視できるほど小さいものとしている。
【００２８】
ここで、浸水高さｈは、電動アクチュエータ本体１の体積Ｖａに対するカバー３の容積Ｖｃの比率が低い、すなわち電動アクチュエータ本体１とカバー３との間の隙間が小さいほど低くなる。また、カバーの容積Ｖｃに対する穴埋め部材の体積Ｖｓの比率が高くなるほど浸水高さｈは低くなる。
【００２９】
例えば、本実施形態では、潜水深さＤの最大値は３０ｍであり、上述したように電動アクチュエータ本体１の体積Ｖａとスペーサ８の容積Ｖｓとの和がカバー３の容積Ｖｃの３分の２であるので、浸水高さｈの最大値はカバー３の高さ寸法Ｈの４分の１である。すなわち、電動アクチュエータＡが３０ｍだけ潜水した際の水面からカバー３内部の収納空間３ｓの上端までの距離ｄ３は、カバー３の上端からカバー３の高さ寸法Ｈの４分の３である。これに対して、本実施形態では、上述したように、カバー３の上端からスペーサ８の下端までの距離ｄ１はカバー３の高さ寸法Ｈの３分の２である。すなわち３０ｍだけ潜水した場合であってもスペーサ８の全体が水面よりも上方に位置している。そして、前述したように、カバー３の上端から電動アクチュエータ本体１の下端までの距離ｄ２はカバー３の上端からスペーサ８の下端までの距離ｄ１よりも短い。すなわち、電動アクチュエータ本体１はスペーサ８の下端よりもさらに上方に位置する。ここで、本実施形態では、図２に示すように電動アクチュエータＡが所定角度傾斜した場合であってもスペーサ８の下端よりも水面が下方に位置するようにすべく、スペーサ８の下面が水平である際にスペーサ８の下面と水面との間に圧縮された気体が充満した空間が形成されるようにカバー３の高さ寸法を設定している。
【００３０】
そして、このような電動アクチュエータＡのメンテナンスは、カバー３を上方に引き上げて取り外し、スペーサ８の第１スペーサ要素８ａと第２スペーサ要素８ｂとを離間させて電動アクチュエータ本体１を外部に露出させ、前記電動アクチュエータ本体１の蓋体を取り外して行うようにしている。また、メンテナンス終了後は、前記電動アクチュエータ本体１の蓋体を前記ハウジングに装着した後、前記第１スペーサ要素８ａと第２スペーサ要素８ｂとの間に形成される空間内に電動アクチュエータ本体１を収納し、カバー３を上方から装着するようにしている。
【００３１】
すなわち、本実施形態に係る構成を採用すれば、電動アクチュエータＡが潜水した際にカバー３内部の気体が圧縮されて体積が減少し、カバー３内部に水が侵入した際であっても、潜水深さＤが所定以下、本実施形態では３０ｍ以下であれば、その際の水面とカバー３の収納空間３ｓの上端との間の距離が電動アクチュエータ本体１の高さ寸法を上回る、より正確には電動アクチュエータ本体１を収納した状態のスペーサ８の高さ寸法を上回るようにカバー３の高さ寸法Ｈを設定しているので、電動アクチュエータ本体１が浸水することを防ぐことができる。すなわち、メンテナンスを行うべくカバー３を着脱可能にした上で、特別なシール部材を用いることなく電動アクチュエータ本体１の浸水を防ぐことができる。
【００３２】
また、前記電動アクチュエータ本体１と前記カバー３との間に気体を遮断可能なスペーサ８を配しているので、前記スペーサ８の存在によりカバー３内部の気体の体積を小さくしつつ気体が存在する領域をカバー３内の収納空間３ｓの下部に設定し、電動アクチュエータＡが潜水した際の水面をさらに低下させることができる。従って、カバー３の高さ寸法Ｈの増加を抑えつつ、電動アクチュエータ本体１の浸水をさらに効果的に防ぐことができる。
【００３３】
そして、この電動アクチュエータＡのアクチュエータ本体１に接続しているケーブルの端末部分、具体的にはこの電動アクチュエータＡに電力を供給するための電力ケーブルや、この電動アクチュエータＡに各種制御信号を供給するための信号ケーブルの端末部分に樹脂コーティングを施しているので、このようなケーブルを介して外気や水がこのアクチュエータ本体１に侵入することを防止ないし抑制でき、従ってさらに効果的にアクチュエータ本体１の防水を図ることができる。
【００３４】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３５】
例えば、電動機器は電動アクチュエータに限らず、電力の供給を受けて作動する機器であれば、どのような機器であっても本発明の主な効果を全て得ることができる。
【００３６】
また、カバーの材質はステンレスに限らず、水の存在により錆や腐食が発生することがなく水より体積あたり質量が大きいものであれば任意に選択してよい。また、カバーの形状も、柱体である必要はなく、電動機器本体を収納可能なものであれば、所定の潜水深さだけ潜水した際の水面より電動機器本体を上方に位置付けることが可能な高さ寸法を有する限り任意に選択してよい。
【００３７】
さらに、穴埋め部材は発泡スチロールである必要はなく、電動機器本体の全体を被覆する必要もない。加えて、所定の潜水深さだけ潜水した際の水面より電動機器本体を上方に位置付けることが可能である限り、穴埋め部材は省略してもかまわない。
【００３８】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ…電動アクチュエータ（電動機器）
１…電動アクチュエータ本体（電動機器本体）
３…カバー
３ｓ…収納空間（カバーの内部空間）
８…スペーサ
ｄ３…水面からカバーの内部空間の上端までの距離
Ｈ…カバーの高さ寸法
【図１】
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【図２】
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