(57)【要約】【課題】外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けることによって、緊急時に任意にゼンマイバネの巻き戻させてバルブを閉鎖または開放させることができるバルブ用アクチュエータを提供すること。【解決手段】モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、非常時に該ゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、非通電時に該ゼンマイバネの巻き戻しを阻止し、外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けたことを特徴とする。【選択図】      図２
2004150620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、非常時に該ゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、非通電時に該ゼンマイバネの巻き戻しを阻止し、外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けたことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
【請求項２】
駆動部を収納するケーシング１１から突出するバルブＶのステムに連結される出力軸２を無励磁作動型電磁ブレーキ３１付きの可逆回転モータ３の駆動により正、逆９０度回転させてバルブを開閉するようにしたバルブ用アクチュエータ１において、前記モータ３の駆動により出力軸２と無関係に回転するインターナルギヤ４を回転軸５に枢支し、同インターナルギヤの内歯４２…４２と該回転軸５に固定された第１制御ギヤ６の外歯６１…６１とに共通して噛合する複数の遊星ギヤ７…７を回転軸５に枢支された第２制御ギヤ８にそれぞれピン７１にて枢支し、該ギヤ８に噛合する大径のギヤ８１を前記出力軸２に固定すると共に、前記回転軸５には回転軸５の回転により巻かれるゼンマイバネ９を設け、非通電時に該ゼンマイバネの回転軸５の回転を阻止し、外部からの遮断信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネ９の回転軸５の回転阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキ１０を設けたことを特徴とするバルブ用アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１、２記載のバルブ用アクチュエータにおいて、ケーシング１１内に、外部からの緊急信号により、非通電時に前記ゼンマイバネ９の回転軸５の回転を阻止する無励磁作動型電磁ブレーキ１０に通電させるためのバッテリーを設けたことを特徴とする請求項１、２記載のバルブ用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊急開閉機能を持たせたバルブ用アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、停電等の通電障害時にゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにした緊急開閉機能を持たせたバルブ用アクチュエータはあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種従来型のバルブ用アクチュエータにあっては、ゼンマイバネを巻き込んだ後、ゼンマイバネを巻き戻しを阻止する手段として、該ゼンマイバネの回転軸に連結されている励磁作動型電磁ブレーキに通電し、該ブレーキをロックさせる機構を採用していたため、停電等の通電障害が発生すると、自動的に励磁作動型電磁ブレーキへの通電が絶たれ、該ブレーキによるゼンマイバネの巻き戻し阻止作用が解除されてバルブは自動的に閉鎖または開放するものであった。
【０００４】
然しながら、停電等の通電障害が発生すると同時にゼンマイバネ巻き戻されてバルブが自動的に閉鎖または開放すると不都合な場合があり、また、電源の有無と関係なく緊急遮断が必要な場合には対処できないという問題点があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記問題点を解決するために、モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、非常時に該ゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、非通電時に該ゼンマイバネの巻き戻しを阻止し、外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けることによって、緊急時に任意にゼンマイバネを巻き戻させてバルブを閉鎖または開放させることができるバルブ用アクチュエータを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバルブ用アクチュエータは、モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、非常時に該ゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、非通電時に該ゼンマイバネの巻き戻しを阻止し、外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の作用】
バルブを緊急時に閉鎖または開放したい場合に、ゼンマイバネを蓄圧状態で保持している無励磁作動型電磁ブレーキに通電指令することによってゼンマイバネは巻き戻され、バルブは閉鎖または開放される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面について具体的に説明する。
図１は、本発明アクチュエータをバルブに取り付けた状態を表わす側面図、図２は、同アクチュエータの内部構造を表わす斜視図、図３は、同アクチュエータの駆動部を制御する非通電状態における電気回路図、図４は、同アクチュエータの駆動部を制御するバルブ開放動作状態における電気回路図、図５は、同アクチュエータの駆動部を制御するバルブ閉鎖動作状態における電気回路図、図６は、同アクチュエータの駆動部を制御するバルブの緊急閉鎖状態における電気回路図である。
【０００９】
１は、本発明のバルブ用アクチュエータであって、駆動部を収納し、保護するケーシング１１に適宜支持され、ケーシング１１下端から突出する出力軸２がバルブＶのステムにカップリングを介して一直線上に接続されている。
【００１０】
３は、上記出力軸２をバルブＶが開閉する方向に回転させる無励磁作動型電磁ブレーキ３１付きの可逆回転モータであって、ケーシング１１内部を上下に仕切る仕切板に固定されている。
【００１１】
３２は、前記モータ３のロータと直結のギヤに噛合するギヤで、上記出力軸２に出力軸１２の回転とは無関係に枢支され、ギヤ３２と一体の小径のギヤ３２ａに後述するインターナルギヤの外歯が噛合している。
【００１２】
４は、前記ギヤ３２ａに噛合する外歯４１…４１と内歯４２…４２を有するインターナルギヤで、後述するゼンマイバネを巻くための回転軸５に枢支されている。
【００１３】
６は、前記回転軸５に固定された第１制御ギヤで、後述する第２制御ギヤとで出力軸２の回転と回転軸５の回転を制御する。
【００１４】
７…７は、前記インターナルギヤの内歯４２…４２と前記第１制御ギヤ６の外歯６１…６１に共通して噛合する遊星ギヤで、回転軸５の下方に枢支された第２制御ギヤ８にそれぞれピン７１にて枢支されており、第２制御ギヤ８は前記出力軸２に固定されたギヤ８１に噛合している。
【００１５】
９は、内端が前記回転軸５に固定され、外端がケーシング１１の一部に固定されるゼンマイバネで、回転軸５の回転により巻かれるようになっている。
【００１６】
１０は、前記回転軸５の回転を制御する無励磁作動型電磁ブレーキで、回転軸５に固定のギヤを含む減速ギヤ群によって連結されている。
【００１７】
図２において、２ａは前記出力軸２に固定されたカムで、ケーシング１１の一部に固定されたストッパー２ｂによって出力軸２の回転が規制されるようになっている。
【００１８】
図３、４、５の図中、ＬＳ１、ＬＳ２は、出力軸２に固定のカム（図示せず）によってトリガーが蹴られて接点がＯＮ、ＯＦＦするマイクロスイッチで、バルブＶの開閉状態を検知してモータ３への通電制御を行う。
【００１９】
また、ＬＳＲは、回転軸５に固定のカム（図示せず）によってトリガーが蹴られて接点がＯＮ、ＯＦＦするマイクロスイッチで、ゼンマイバネ９が巻かれているか否かを検知する作用をする。
【００２０】
次に、本発明の上記構成に従い、図示する実施例について本発明アクチュエータの作用並びに効果について具体的に説明する。
【００２１】
ゼンマイバネ９が巻かれている状態で、且つ、バルブＶが閉鎖している非通電状態において、モータ３にバルブＶが開放する方向に通電する（図４の状態）と、リレーＲ１が励磁して接点Ｒ１−１がｏｎとなってモータ３の回転を阻止している無励磁作動型電磁ブレーキ３１の回転阻止作用が解除され、モータ３のロータの回転によりギヤ３２、３２ａが回転し、該ギヤ３２ａに外歯４１…４１が噛合するインターナルギヤ４が回転軸５と無関係に回転する。
【００２２】
このとき回転軸５は無励磁作動型電磁ブレーキ１０によって固定状態であるので、同回転軸５に固定された第１制御ギヤ６に噛合する遊星ギヤ７…７は自転できない状態になっているので、遊星ギヤ７…７は第１制御ギヤ６の周りを公転することになる。
【００２３】
遊星ギヤ７…７の公転によって第２制御ギヤ８が回転してこの第２制御ギヤ８に噛合する前記出力軸２に固定される大径のギヤ８１が回転し、出力軸２が回転してバルブは開放方向に回転する。
【００２４】
バルブＶが全開放したとき、マイクロスイッチＬＳ１がこの状態を検知してモータ３への通電を遮断し、モータ３は回転を停止してバルブＶは全開放状態を保持する。
【００２５】
上述のようにゼンマイバネ９の蓄圧状態つまり回転軸５の固定状態にあっては、モータ３の回転力は全て遊星ギヤ７…７を介して第２制御ギヤ８に伝達されることになるので、バルブの開放状態においてスイッチを図５のように切り換えてモータ３を逆回転させると、全てのギヤが前述の回転方向とは逆方向に回転してバルブＶは閉鎖し、バルブＶが全閉鎖したとき、マイクロスイッチＬＳ２がこの状態を検知してモータ３への通電を遮断し、モータ３は回転を停止してバルブＶは全閉鎖状態を保持する。
【００２６】
爾後、モータ３の正、逆回転によりバルブＶはゼンマイバネ９の蓄圧状態の儘開閉動作するものである。
【００２７】
バルブＶの開放状態において、地震等の災害が発生してメイン電源が停電したときは全て非通電状態であるので、ゼンマイバネ９を制御する無励磁型電磁ブレーキ１０は回転軸５をロックした儘であるが、制御盤（図示せず）からターミナルＳ１、Ｓ２間に指令信号を送信すると、無励磁型電磁ブレーキ１０は通電されて回転軸５のロックを解除する。この指令信号は直接直流電流を通じてもよいが、ケーシング１１内にバッテリーを内蔵させ、制御盤（図示せず）からの微弱な電気信号でバッテリーから通電させるようにしてもよいものである。
【００２８】
上記回転軸５のロック解除により、ゼンマイバネ９はその復元力によって巻き戻され回転軸５はその復元力によって回転し始めるが、非通電時には無励磁作動型電磁ブレーキ３１がモータ３の回転を阻止しているので、上記インターナルギヤ４は回転が阻止されて固定状態にあるため、第１制御ギヤ６の回転により遊星ギヤ７…７はインターナルギヤ４の内歯４２…４２に噛み合いながら遊星回転し、第２制御ギヤ８が回転してバルブＶは閉鎖する。
【００２９】
制御盤（図示せず）からターミナルＳ１、Ｓ２間に指令信号を送信しているときは、リレーＲ６が働き、その接点Ｒ６−１が開路し、モータ３への通電を遮断しているので、その間に通電障害が解消してもモータ３が駆動することがない。
【００３０】
ゼンマイバネ９が巻き戻されると、図３のようにマイクロスイッチＬＳＲがＯＦＦとなり、リレーＲ５が作動してその接点Ｒ５−２がＯＮとなるので、通電障害の解消後、ターミナルＴ３、Ｔ４から電磁ブレーキ１０に通電されて無励磁作動型電磁ブレーキ１０はロック解除状態となる。
【００３１】
無励磁作動型電磁ブレーキ１０がロック解除状態となると、モータ３がターミナルＴ３、Ｔ４からリレー５の接点Ｒ５−１の接点を介して通電され、バルブが閉鎖する方向に回転し始める。
【００３２】
モータ３がバルブが閉鎖する方向に回転しようとするとき、出力軸２はカム２ａがストッパー２ａに当接してその方向への回転が阻止されており、ギヤ８１に噛合する第２制御ギヤ８は固定状態となっている。
【００３３】
従って、モータ３の回転はギヤ３２、３２ａからインターナルギヤ４に伝達され、内歯４１…４１に噛合する遊星ギヤ７…７が回転する。
【００３４】
遊星ギヤ７…７が枢支される第２制御ギヤ８は前述のように固定状態となっているので、公転せず、自転して遊星ギヤ７…７が噛合するギヤ６が回転し、ギヤ６が固定される回転軸５がゼンマイバネ９を巻き込む方向に回転する。
【００３５】
ゼンマイバネ９が充分巻き込まれると、マイクロスイッチＬＳＲがゼンマイバネの巻き込み完了を検知してその接点をＯＮとし、リレーＲ５が作動してその接点Ｒ５−１、Ｒ５−２を共にＯＦＦとするので、モータ３の回転が停止すると同時に無励磁作動型電磁ブレーキ１０がロック状態になって、ゼンマイバネ９が蓄圧状態に保持される。
【００３６】
また、バルブの開放動作中に緊急にバルブを閉鎖したい場合、制御盤（図示せず）からターミナルＳ１、Ｓ２間に指令信号を送信してやれば、無励磁型電磁ブレーキ１０は通電されて回転軸５のロックを解除し、前述の動作によってバルブは緊急閉鎖するものである。
【００３７】
爾後、バルブの開閉動作毎に上記作動を反復するものである。
【００３８】
上述の実施例は緊急時にバルブを閉鎖させることについての説明であったが、緊急時にバルブを開放させたい場合は、バルブ開放時にゼンマイバネが巻かれるようにアクチュエータの構造を変更しておけばよいものである。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るバルブ用アクチュエータによれば、モータの駆動によりバルブを開閉する際にゼンマイバネを巻き込んでおき、非常時に該ゼンマイバネの復元力によってバルブを閉鎖または開放するようにしたバルブ用アクチュエータにおいて、非通電時に該ゼンマイバネの巻き戻しを阻止し、外部からの緊急信号により通電したときのみ前記ゼンマイバネの巻き戻しの阻止作用を解除する無励磁作動型電磁ブレーキを設けたものであるから、緊急時に任意にゼンマイバネの巻き戻させてバルブを閉鎖または開放させることができるようになったもので、停電等の通電障害が発生すると同時にゼンマイバネ巻き戻されてバルブが自動的に閉鎖または開放するという不都合なことが解消され、また、電源の有無と関係なく緊急閉鎖または開放が必要な場合でも充分対処できるという優れた効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明アクチュエータをバルブに取り付けた状態を表わす側面図である。
【図２】同アクチュエータの内部構造を表わす斜視図である。
【図３】同アクチュエータの駆動部を制御する非通電状態における電気回路図である。
【図４】同アクチュエータの駆動部を制御するバルブ開放動作状態における電気回路図である。
【図５】同アクチュエータの駆動部を制御するバルブ閉鎖動作状態における電気回路図である。
【図６】同アクチュエータの駆動部を制御するバルブの緊急閉鎖状態における電気回路図である。
【符号の説明】
１          アクチュエータ
１１        ケーシング
２          出力軸
３          モータ
４          インターナルギヤ
５          回転軸
６          第１制御ギヤ
７          遊星ギヤ
８          第２制御ギヤ
９          ゼンマイバネ
１０          無励磁作動型電磁ブレーキ
【図１】
2004150620.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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