(57)【要約】    【課題】水中に配置したときの浸水を防止でき、かつ小型化を図ることのできる弁駆動用アクチュエータの提供。    【解決手段】モータ６と、モータ６を収容するケーシング７と、モータ６の駆動力をケーシング７の外部に出力する出力軸８とを備える。ケーシング７の内部空間を、水に弱い部品を収容する内室１０と、その周囲を取り囲むセンサ室１１とに分割する。ケーシング７に浸水した水をまずセンサ室１１に溜めて、内室１０に浸水するのを遅らせる。センサ室１１に溜まった水が内室１０に浸水する前に、センサ室１１に設けたセンサ９でケーシング７への浸水を検出する。浸水阻止用の専用の空気室を不要にして、弁駆動用アクチュエータ１の小型化を図る。【選択図】  図２
2008121777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液中に配置されて弁を開閉駆動する弁駆動用アクチュエータであって、
前記弁を開閉する駆動力を供給するモータと、該モータを収容するケーシングと、前記モータの駆動力をケーシングの外部に出力する出力軸とを備え、
前記ケーシングの内部空間が内室とその周囲を取り囲む外室とに分割されると共に、ケーシングの外部から外室への浸液を阻止する第一次止液構造と、前記外室から内室への浸液を阻止する第二次止液構造とが設けられ、前記外室に、ケーシングへの浸液を検出するセンサが設けられたことを特徴とする弁駆動用アクチュエータ。
【請求項２】
前記内室が複数の分室に分割されると共に、分室間の液の出入りを阻止する第三次止液構造が設けられ、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルが配線され、各分室に浸液するまでの時間が電気ケーブルの配線方向に沿って順に長くされたことを特徴とする請求項１に記載の弁駆動用アクチュエータ。
【請求項３】
前記モータは、内室と外室とを仕切る仕切壁に取り付けられて外室に配置され、内室に配線された電気ケーブルに、前記仕切壁を貫通して電気接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の弁駆動用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中に配置されて弁を開閉駆動する弁駆動用アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、貨物用船舶は、バラスト水を給排水して浮力を調整するための複数のバラストタンクを備え、各バラストタンクに、原油などの貨物の無積載時にバラスト水を給水して、貨物の積載時にバラスト水を排水することにより、船体を安定させている。
【０００３】
バラスト水は、港湾などで海水を取水して使用され、海水の取水口から幹管及びこれから分岐する枝管を介して各バラストタンクに給水又は排水され、また、枝管に設けられた弁を個別に開閉することにより、バラストタンクごとに給水又は排水されるようになっている。
【０００４】
幹管及び枝管は、貨物用の積載スペースを損なわないようバラストタンク内に配設されることが多く、この場合、バラストタンク内に、各バラストタンク内の枝管に設けられた弁及びこれを開閉する弁駆動用アクチュエータも配置される。この弁駆動用アクチュエータには、油圧シリンダによる油圧駆動を採用することが多かったが、その油がバラストタンク内に漏れ出してバラスト水としての海水を汚すおそれがあるため、油圧駆動に代えて電動駆動の弁駆動用アクチュエータの採用が求められている。
【０００５】
ただ、電動駆動の弁駆動用アクチュエータを水中に配置して使用するには、モータなどの電機部品への浸水を防止する必要があり、しかも、枝管に装備されるような弁駆動用アクチュエータは、容易に水中から引き出すことができないため、より高い防水性が求められる。
【０００６】
このような水中に配置されて弁を開閉駆動する弁駆動用アクチュエータとして、例えば特許文献１は、そのモータをケーシングに内装すると共に、ケーシング内への浸水を阻止するようにした弁駆動用アクチュエータを開示している。
【０００７】
特許文献１の弁駆動用アクチュエータ（駆動部）は、水中に配置して弁体を開閉するためのものであり、そのモータを、ベースとカバーとからなるケーシングに内装している。さらに、ベースのうちの弁板駆動軸やケーブルが貫通する部分をシールすると共に、ベースに隔壁板を組みつけて、ベースと隔壁板との間に有圧の空気室を形成することにより、ケーシング内への浸水を阻止している。
【特許文献１】特開平６−２８８４８４号公報（段落番号０００５、０００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１のように、ケーシングの壁面に沿って隔壁板を組み付けて、浸水を阻止するための空気室を形成した構造は、隔壁板及び空気室の分だけ、弁駆動用アクチュエータが大型化しやすい。
【０００９】
本発明は、水中などの液中に配置したときの浸液を防止でき、かつ小型化を図ることのできる弁駆動用アクチュエータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る弁駆動用アクチュエータは、液中に配置して弁を開閉駆動するためのものであり、弁を開閉する駆動力を供給するモータと、このモータを収容するケーシングと、モータの駆動力をケーシングの外部に出力する出力軸とを備えたものである。さらに、ケーシングの内部空間を内室とその周囲を取り囲む外室とに分割すると共に、ケーシングの外部から外室への浸液を阻止する第一次止液構造と、外室から内室への浸液を阻止する第二次止液構造とを設け、外室に、ケーシングへの浸液を検出するセンサを設けている。
【００１１】
上記構成によれば、ケーシングの内部空間を内室とこれを取り囲む外室とに分割するので、出力軸が貫通する部位などから一時的にケーシング内に浸液したとしても、その液をまず外室に溜めて、そこからさらに内室に浸液するのを遅らせることができる。これにより、内室に配置した電機部品などの液に弱い部品への浸液を十分に遅らせることができ、しかも、外室に設けた漏液センサなどのセンサがケーシングへの浸液を検出するので、外室に溜まった液が内室に浸液する前に、それを検知することができる。
【００１２】
さらに、内室を取り囲むように外室を設けるので、出力軸の貫通部以外にも、ケーブルの貫通部や組み立てたケーシングの接続部など、あらゆる部位から浸液した液を外室に溜めることができ、しかも、浸液阻止用の専用の空気室を不要にできるので、この空気室及び隔壁板を省略する分、弁駆動用アクチュエータの小型化を図ることができる。
【００１３】
また、内室を複数の分室に分割すると共に、分室間の液の出入りを阻止する第三次止液構造を設け、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルを配線することにより、各分室に浸液するまでの時間を電気ケーブルの配線方向に沿って順に長くするようにすることもできる。
【００１４】
この構成によれば、外室から内室の一部の分室への直接の浸液を阻止し、その一部の分室へは、他の分室から電気ケーブルの貫通部を介してのみ浸液するようにできるので、電気ケーブルに沿って順に浸液を遅らせて、液に弱い部品ほど、より確実に浸液を防止することができる。つまり、電気ケーブルの貫通部は、他の部位よりも比較的に浸液しやすい部位であるが、各分室同士を区切る隔壁を貫通して電気ケーブルを配線するので、他の分室から電気ケーブルを配線された分室は、外室から直接配線する場合よりも、その浸液を遅らせることができる。
【００１５】
電機部品などの液に弱い部品を全て内室に配置することもできるが、電機部品のうちのモータを外室に配置して、外室のスペースを有効に利用するようにしてもよい。この場合、モータを内室と外室とを仕切る仕切壁に取り付けて外室に配置し、内室に配線した電気ケーブルに、仕切壁を貫通して電気接続すれば、モータを外室に配置しつつ、液に弱い配線部分への浸液を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、ケーシングの内部空間を内室とこれを取り囲む外室とに分割して、ケーシング内に浸液した液をまず外室に溜めると共に、それをセンサで検知するので、内室に配置した電機部品などの液に弱い部品への浸液を防止することができ、かつ弁駆動用アクチュエータの小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る弁駆動用アクチュエータの実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る弁駆動用アクチュエータを備えたバラストタンクの給排水用配管図、図２は弁駆動用アクチュエータを示す模式図である。
【００１８】
弁駆動用アクチュエータ１は、例えば貨物用船舶のバラストタンク２の給排水用配管を開閉するためのものであり、複数のバラストタンク２の内部を通る幹管３から分岐する枝管４に設けられた弁５を個別に開閉駆動して、バラストタンク２ごとにバラスト水を給排水するよう、各バラストタンク２の内部に配置される。
【００１９】
この弁駆動用アクチュエータ１は、弁５を開閉する駆動力を供給するモータ６と、モータ６を収容するケーシング７と、モータ６の駆動力をケーシング７の外部に出力する出力軸８と、ケーシング７への浸水を検出するセンサ９とを備え、そのケーシング７の内部空間が内室１０と、内室１０の周囲を取り囲むと共にセンサ９を配置する外室としてのセンサ室１１とに分割され、かつ、ケーシング７の外部からセンサ室１１への浸水を阻止する第一次止水構造と、センサ室１１から内室１０への浸水を阻止する第二次止水構造とが設けられ、さらに、内室１０が分室としてのスイッチ室１２、ギヤ室１３及びコンデンサ室１４に分割され、分室間の水の出入りを阻止する第三次止水構造が設けられている。
【００２０】
モータ６は、センサ室１１に配置されると共に、内室１０とセンサ室１１とを仕切る仕切壁１５のうち、内室１０とギヤ室１３とを仕切る部位に取り付けられ、仕切壁１５をギヤ室１３側に貫通した回転軸１６が、ギヤ室１３に配置されてモータ６の回転を出力軸８に伝達するためのギヤ１７を回転させるようになっている。
【００２１】
モータ６の配線６ａは、仕切壁１５をギヤ室１３側に貫通し、センサ室１１から仕切壁１５を貫通してギヤ室１３に配線された電気ケーブル１８に電気接続されている。さらに、モータ６と仕切壁１５との境界に樹脂封入することにより、仕切壁１５を貫通するモータ６の回転軸１６及び配線６ａの周囲をシールすると共に、モータ６を確実に位置決めしている。
【００２２】
電気ケーブル１８は、水中コネクタ１９を介して外部の交流電源２０に接続されると共に、ケーシング７を内部に貫通してセンサ室１１に配置されたセンサ９に接続され、さらに、仕切壁１５を貫通してスイッチ室１２の内部で弁５の開閉度位置を検出するスイッチ２１ａ、２１ｂに接続され、また、仕切壁１５を貫通してギヤ室１３の内部からモータ６に接続され、分室同士を区切る隔壁２２ａ、２２ｂのうちのギヤ室１３とコンデンサ室１４とを区切る隔壁２２ａを貫通してコンデンサ室１４の内部でコンデンサ２３に接続されている。
【００２３】
ケーシング７は、上方が開放された容器状のベース２４の上部開口を、伏せた容器状のカバー２５で覆ってなり、その底部を貫通するように、出力軸８を受ける軸受け２６が形成されている。ケーシング７の天部には、円穴が形成されて出力軸８の回転角を示すインジケータ２７が嵌め込まれ、このインジケータ２７が連接軸２８を介して出力軸８の上端部に連接されている。連接軸２８は、スイッチ室１２を通過すると共に、スイッチ室１２を通る部位にスイッチ２１ａ、２１ｂを入切するカム（図示せず）が設けられている。
【００２４】
次に、弁駆動用アクチュエータ１の動作を説明する。図３は弁駆動用アクチュエータの電気回路図である。
【００２５】
まず、外部の操作スイッチ２９を「停止」から「開」に切り換えることにより、交流電源２０からの電流が配線３０ａを通り、コンデンサ２３で直流に変換されて、モータ６の回転軸１６を開方向に回転させる。
【００２６】
モータ６の回転軸１６の回転は、ギヤ１７を介してウォームシャフト３１及びウォームホイール３２に伝達され、このウォームシャフト３１及びウォームホイール３２で減速しつつ駆動軸８に伝達されて、弁５を開方向に駆動する。弁５の開度位置が上限に達すると、連接軸２８のカムが、配線３０ａに介設されたスイッチ２１ａをオフにして弁５の駆動を停止させる。なお、スイッチ２１ａは、弁５の開度位置が上限のときを除いて通常はオン状態である。
【００２７】
また、外部の操作スイッチ２９を「閉」に切り換えることにより、交流電源２０の電流が配線３０ｂを通り、コンデンサ２３で直流に変換されて、モータ６の回転軸１６を閉方向に回転させる。この閉方向駆動における動作は、電流が配線３０ｂ及びスイッチ２１ｂを通る点と、モータ６から弁５に至るまでの各回転部材の回転方向が反対である点とを除いて、開方向駆動と同じである。
【００２８】
なお、ウォームシャフト３１には、ケーシング７を内外に貫通して設けられたハンドル３３が接続され、手動による出力軸８の回転操作を可能にしている。また、図３において、３４は端子台、３５はサーマルプロテクタ、３６はヒューズである。
【００２９】
ここで、弁駆動用アクチュエータ１の止水機能を説明する。まず、外部からケーシング７への浸水を第一次止水構造が阻止し、ケーシング７自体への浸水を遅らせる。第一次止水構造は、出力軸８と軸受け２６との隙間や、電気ケーブル１８の貫通部、インジケータ２７と円穴との隙間、ハンドル３３の貫通部、ベース２４とカバー２５との接続部などからの浸水を阻止するものであり、Ｏ−リングやシートパッキン、ケーブルクランプ３７、ポティング処理、シートガスケットなどを採用可能である。
【００３０】
次いで、ケーシング７に浸水した水は、直ぐに内室１０に浸水することがないようセンサ室１１に溜められる。しかも、センサ室１１にある程度の量の水が溜まったとしても、第二次止水構造により、センサ室１１から内室１０への浸水を阻止して、内室１０への浸水を遅らせる。第二次止水構造は、ウォームシャフト３１の貫通部や電気ケーブル１８の貫通部であり、第一次止水構造と同様のものを採用可能である。
【００３１】
また、センサ室１１に溜められた水をセンサ９が検出することにより、センサ室１１の水が内室１０に浸水する前に、その浸水異常出力をする。なお、センサ９は、漏水センサなどである。
【００３２】
さらに、内室１０のうち、コンデンサ室１４へはセンサ室１１から直接浸水することがなく、一旦ギヤ室１３に浸水してから電気ケーブル１８に沿ってコンデンサ室１４に浸水する分、その浸水に至るまでの時間が最も長くされる。
【００３３】
上記構成によれば、ケーシング７の内部空間を内室１０とセンサ室１１とに分割するので、ケーシング７の内部に浸水したとしても、内室１０に配置したモータ６の配線６ａやスイッチ２１ａ、２１ｂ、コンデンサ２３などの水に弱い部位への浸水を十分に遅らせることができる。しかも、内室１０をスイッチ室１２、ギヤ室１３及びコンデンサ室１４に分割しているので、例えばギヤ室１３に浸水したとしても、そこからコンデンサ室１４に浸水するのを防止することができる。
【００３４】
さらに、センサ室１１に配置したセンサ９が、ケーシング７への浸水を検出するので、内室１０に浸水する前に、注意や警告などの信号を発し、水を汲み出したり、ハンドル３３による手動操作に切り換えたりすることができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、弁駆動用アクチュエータ１は、バラスト水などの水中に配置して使用するだけでなく、水以外の液中に配置して使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る弁駆動用アクチュエータを備えたバラストタンクの給排水用配管図
【図２】弁駆動用アクチュエータを示す模式図
【図３】弁駆動用アクチュエータの電気回路図
【符号の説明】
【００３７】
１    弁駆動用アクチュエータ
６    モータ
７    ケーシング
８    出力軸
９    センサ
１０  内室
１１  センサ室
１２  スイッチ室
１３  ギヤ室
１４  コンデンサ室
１５  仕切壁
１８  電気ケーブル
【図１】
2008121777.tif 000003
【図２】
2008121777.tif 000004
【図３】
2008121777.tif 000005