(57)【要約】【課題】開閉操作時、ウォームホイールが設定された全閉位置や全開位置に到達する前に、ウォームホイールの端面が位置ずれしたストッパに当接するといった不具合を防止できるバルブ開閉用ウォーム減速機を提供する。【解決手段】ケース９内に、全閉位置Ｓまで回転したウォームホイール８の閉側端面１０ａに対して一定間隔Ｔをあけて対向する閉側ストッパ１２と、全開位置Ｏまで回転したウォームホイール８の開側端面１０ｂに対して一定間隔Ｔをあけて対向する開側ストッパ１３とが設けられ、閉側ストッパ１２に、閉側ストッパ１２から全閉位置Ｓに停止したウォームホイール８の閉側端面１０ａまでの間隔を検出する閉側の近接スイッチ１８が設けられ、開側ストッパ１３に、開側ストッパ１３から全開位置Ｏに停止したウォームホイール８の開側端面１０ｂまでの間隔を検出する開側の近接スイッチ１９が設けられている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、互いに歯合するウォームとウォームホイールとが設けられ、上記ウォームホイールにバルブの弁棒が連動連結されたバルブ開閉用のウォーム減速機であって、
上記ウォームホイールは、バルブの開閉方向に沿って回転自在で、回転方向における端部に端面を有し、且つバルブの開閉区間に応じて停止位置が設定され、上記ケース内に、上記停止位置まで回転したウォームホイールの端面に対して一定間隔をあけて回転方向側から対向するストッパが設けられ、ストッパから上記停止位置に停止したウォームホイールの端面までの間隔を検出する検出装置が設けられていることを特徴とするバルブ開閉用ウォーム減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バタフライ弁等のバルブの開閉に用いられるウォーム減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バタフライ弁においては、弁棒を約９０°回転することによって弁体を全開・全閉している。この場合、図４に示すように、上記弁棒５１の端部はウォーム減速機５２に連動連結され、モータ５３によってウォーム入力軸５４を回転することにより、ウォーム５５とウォームホイール５６とが回転し、弁棒５１が回転して弁体が開閉される。上記ウォームホイール５６の歯部は回転方向において円弧状に形成され、さらに、ウォームホイール５６は、回転方向における一端に閉側端面５６ａを有するとともに、他端に開側端面５６ｂを有している。
【０００３】
また、図４，図５（ａ）に示すように、ウォーム減速機５２の内部には、全閉位置Ｓまで回転したウォームホイール５６の閉側端面５６ａに対して一定間隔Ｔをあけて対向するねじ込式の閉側ストッパ５８と、全開位置Ｏまで回転したウォームホイール５６の開側端面５６ｂに対して一定間隔Ｔをあけて対向するねじ込式の開側ストッパ５９とが設けられている。
【０００４】
すなわち、上記閉側ストッパ５８の外周には雄ねじが形成され、この閉側ストッパ５８はウォーム減速機５２のケース６０に形成されたねじ孔６１にねじ込まれており、一端部がねじ孔６１から突出している。また、上記ねじ孔６１には、閉側ストッパ５８の他端部側を一端部側に向けて押圧する緩み止め部材６２と固定用プラグ６３とがねじ込まれて閉側ストッパ５８の他端側に位置している。
【０００５】
また、上記開側ストッパ５９も、閉側ストッパ５８と同様に構成され、閉側ストッパ５８と同様に設けられている。
さらに、ウォーム減速機５２には、図４の実線で示すようにウォームホイール５６が全閉位置Ｓまで回転したことを検出する閉側リミットスイッチ（図示せず）と、図４の仮想線で示すようにウォームホイール５６が全開位置Ｏまで回転したことを検出する開側リミットスイッチ（図示せず）とが設けられている。
【０００６】
これによると、バタフライ弁を全閉する場合、モータ５３を作動させてウォーム入力軸５４を一方向に回転させる。これにより、ウォーム５５が回転してウォームホイール５６が閉方向に回転し、このウォームホイール５６が全閉位置Ｓまで回転すると、閉側リミットスイッチがオフからオンに切替り、モータ５３が停止する。これにより、図５（ａ）に示すように、ウォームホイール５６が全閉位置Ｓに停止し、弁体が全閉する。この際、ウォームホイール５６の閉側端面５６ａと閉側ストッパ５８との間には一定間隔Ｔが形成されている。
【０００７】
また、万一、上記閉側リミットスイッチが故障して、ウォームホイール５６が全閉位置Ｓで停止せずにさらに閉側へ回転した場合、ウォームホイール５６の閉側端面５６ａが閉側ストッパ５８の一端部に当接するため、ウォームホイール５６のこれ以上の閉側への回転は阻止される。
【０００８】
同様に、バタフライ弁を全開する場合、モータ５３を作動させてウォーム入力軸５４を他方向に回転させる。これにより、ウォーム５５が回転してウォームホイール５６が開方向に回転し、このウォームホイール５６が全開位置Ｏまで回転すると、開側リミットスイッチがオフからオンに切替り、モータ５３が停止する。これにより、図４の仮想線で示すように、ウォームホイール５６が全開位置Ｏに停止し、弁体が全開する。この際、ウォームホイール５６の開側端面５６ｂと開側ストッパ５９との間には一定間隔Ｔが形成されている。
【０００９】
また、万一、上記開側リミットスイッチが故障して、ウォームホイール５６が全開位置Ｏで停止せずにさらに開側へ回転した場合、ウォームホイール５６の開側端面５６ｂが開側ストッパ５９の一端部に当接するため、ウォームホイール５６のこれ以上の開側への回転は阻止される。
【００１０】
尚、バタフライ弁の据付け時等において、作業者がドライバー等を用いて、閉側ストッパ５８をねじ孔６１に対して回転させ、閉側ストッパ５８の取付位置を調節した後、緩み止め部材６２と固定用プラグ６３とをねじ孔６１にねじ込んでいる。また、開側ストッパ５９についても、閉側ストッパ５８と同様である。このように、据付け時等において上記両ストッパ５８，５９の取付位置を調節する必要があるため、閉側ストッパ５８と開側ストッパ５９とはねじ込み式に構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、図５（ｂ）に示すように、周囲の振動等によって、閉側ストッパ５８が、回転して緩み、ウォームホイール５６の全閉位置Ｓに向かって次第に突出してしまい、閉側ストッパ５８の取付位置が正規の位置（図５（ａ）参照）からずれるといった不具合が生じた。このような不具合の発生により、全閉操作時、ウォームホイール５６が全閉位置Ｓに到達する前に、閉側端面５６ａが閉側ストッパ５８の一端部に当接してしまい、弁体を全閉位置Ｓまで回転することができないといった問題が生じた。
【００１２】
また、同様に、開側ストッパ５９が、回転して緩み、ウォームホイール５６の全開位置Ｏに向かって次第に突出してしまい、開側ストッパ５９の取付位置が正規の位置からずれるといった不具合が生じた。このような不具合の発生により、全開操作時、ウォームホイール５６が全開位置Ｏに到達する前に、開側端面５６ｂが開側ストッパ５９の一端部に当接してしまい、弁体を全開位置Ｏまで回転することができないといった問題が生じた。
【００１３】
本発明は、開閉操作時、ウォームホイールが設定された停止位置（例えば全閉位置や全開位置等）に到達する前に、ウォームホイールの端面が位置ずれしたストッパに当接してしまうといった不具合を防止することが可能なバルブ開閉用ウォーム減速機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ケース内に、互いに歯合するウォームとウォームホイールとが設けられ、上記ウォームホイールにバルブの弁棒が連動連結されたバルブ開閉用のウォーム減速機であって、上記ウォームホイールは、バルブの開閉方向に沿って回転自在で、回転方向における端部に端面を有し、且つバルブの開閉区間に応じて停止位置が設定され、上記ケース内に、上記停止位置まで回転したウォームホイールの端面に対して一定間隔をあけて回転方向側から対向するストッパが設けられ、ストッパから上記停止位置に停止したウォームホイールの端面までの間隔を検出する検出装置が設けられているものである。
【００１５】
これによると、バルブを所定の開度に開閉する際、ウォームホイールが停止位置まで回転して、ウォームホイールの端面とストッパとの間に一定間隔が形成される。
【００１６】
また、万一、振動等によってストッパの取付位置が正規の位置からウォームホイールの回転方向にずれた場合、停止位置に停止したウォームホイールの端面とストッパとの間隔が一定間隔から変動する。したがって、検出装置によって検出される間隔が上記一定間隔から変化し、この検出に基づいて、作業者は、ストッパの取付位置が正規の位置からずれていることを容易に認識することができ、迅速にストッパの取付位置の修正を行うことができる。これにより、開閉操作時、ウォームホイールが停止位置に到達する前に、ウォームホイールの端面が位置ずれしたストッパに当接してしまうといった不具合を防止することができる。
【００１７】
また、万一、ウォームホイールが停止位置で停止せずに停止位置を越えてさらに回転した場合、ウォームホイールの端面がストッパに当接するため、ウォームホイールのこれ以上の回転は阻止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
例えば、図１，図３に示すように、バタフライ弁１においては、弁棒２を約９０°回転することによって弁体３を全閉・全開している。この場合、上記弁棒２の端部はウォーム減速機４に連動連結され、モータ５によってウォーム入力軸６を回転することにより、ウォーム７とウォームホイール８とが回転し、弁棒２が回転して弁体３が開閉される。
【００１９】
上記ウォーム入力軸６とウォーム７とウォームホイール８とはケース９内に設けられ、ウォーム７はウォーム入力軸６に取付けられてウォームホイール８と歯合している。また、上記弁棒２の端部はウォームホイール８に挿通されて連結され、上記ウォームホイール８は弁体３の開閉方向に沿って回転自在に構成されており、さらに、上記モータ５はウォーム入力軸６の一端に連結されている。
【００２０】
図１，図２に示すように、上記ウォームホイール８の外周歯部は回転方向において円弧状に形成されている。ウォームホイール８の回転方向における一端には鉄製の閉側突部８ａが形成され、この閉側突部８ａには閉側端面１０ａが形成されている。また、ウォームホイール８の回転方向における他端には鉄製の開側突部８ｂが形成され、この開側突部８ｂには開側端面１０ｂが形成されている。
【００２１】
尚、上記ウォームホイール８には、弁体３の全閉・全開に対応した全閉位置Ｓ（停止位置の一例）と全開位置Ｏ（停止位置の一例）とが設定されている。
また、ウォーム減速機４の内部には、全閉位置Ｓまで回転したウォームホイール８の閉側端面１０ａに対して一定間隔Ｔをあけて回転方向の閉側から対向する棒状でねじ込式の閉側ストッパ１２と、全開位置Ｏまで回転したウォームホイール８の開側端面１０ｂに対して一定間隔Ｔをあけて回転方向の開側から対向する棒状でねじ込式の開側ストッパ１３とが設けられている。
【００２２】
すなわち、上記閉側ストッパ１２の外周には雄ねじが形成され、この閉側ストッパ１２はケース９に形成されたねじ孔１４にねじ込まれており、一端部がねじ孔１４からケース９内に突出している。また、上記ねじ孔１４には、閉側ストッパ１２の他端部側を一端部側に向けて押圧する緩み止め部材１５と固定用プラグ１６とがねじ込まれて閉側ストッパ１２の他端側に位置している。
【００２３】
また、上記開側ストッパ１３も、閉側ストッパ１２と同様に構成され、閉側ストッパ１２と同様に設けられている。
上記閉側ストッパ１２の一端部には、閉側ストッパ１２から全閉位置Ｓに停止したウォームホイール８の閉側端面１０ａまでの間隔を検出する閉側の磁気近接スイッチ１８（検出装置の一例）が埋め込まれている。尚、閉側の磁気近接スイッチ１８は、閉側ストッパ１２の一端面に露出し、且つ、この一端面よりも奥に没入している。閉側ストッパ１２から全閉位置Ｓに停止したウォームホイール８の閉側端面１０ａまでの間隔が一定間隔Ｔよりも短縮した場合、閉側の磁気近接スイッチ１８がオンとなり、上記間隔が一定間隔Ｔ以上に拡大した場合、閉側の磁気近接スイッチ１８がオフとなる。
【００２４】
また、上記開側ストッパ１３の一端部には、開側ストッパ１３から全開位置Ｏに停止したウォームホイール８の開側端面１０ｂまでの間隔を検出する開側の磁気近接スイッチ１９（検出装置の一例）が埋め込まれている。尚、開側の磁気近接スイッチ１９は、開側ストッパ１３の一端面に露出し、且つ、この一端面よりも奥に没入している。開側ストッパ１３から全開位置Ｏに停止したウォームホイール８の開側端面１０ｂまでの間隔が一定間隔Ｔよりも短縮した場合、開側の磁気近接スイッチ１９がオンとなり、上記間隔が一定間隔Ｔ以上に拡大した場合、開側の磁気近接スイッチ１９がオフとなる。
【００２５】
さらに、ウォーム減速機４には、ウォームホイール８が全閉位置Ｓまで回転したことを検出する閉側リミットスイッチ（図示せず）と、ウォームホイール８が全開位置Ｏまで回転したことを検出する開側リミットスイッチ（図示せず）とが設けられている。
【００２６】
上記両磁気近接スイッチ１８，１９および上記両リミットスイッチから出力される検出信号は制御装置２２に送られ、制御装置２２は上記検出信号に基づいてモータ５と閉側警報器２３と開側警報器２４とを制御する。尚、磁気近接スイッチ１８，１９はそれぞれケーブル２５，２６を介して制御装置２２に接続されており、このうち、一方ケーブル２５は、閉側の磁気近接スイッチ１８から閉側ストッパ１２内と緩み止め部材１５内と固定用プラグ１６内とを貫通してケース９の外側へ引き出され制御装置２２に接続される。また、他方ケーブル２６は、開側の磁気近接スイッチ１９から開側ストッパ１３内と緩み止め部材１５内と固定用プラグ１６内とを貫通してケース９の外側へ引き出され制御装置２２に接続される。
【００２７】
以下、上記構成における作用を説明する。
図３の実線で示すように、バタフライ弁１を全閉する場合、モータ５を作動させてウォーム入力軸６を一方向に回転させる。これにより、ウォーム７が回転してウォームホイール８が閉方向に回転し、このウォームホイール８が全閉位置Ｓまで回転すると、閉側リミットスイッチがオフからオンに切替り、制御装置２２からの指令によりモータ５が停止する。これによって、図１の実線および図２の実線で示すように、ウォームホイール８が全閉位置Ｓに停止し、弁体３が全閉する。この際、ウォームホイール８の閉側端面１０ａと閉側ストッパ１２との間隔は一定間隔Ｔとなり、閉側の磁気近接スイッチ１８がオフとなり、さらに、開側の磁気近接スイッチ１９もオフとなる。
【００２８】
また、万一、振動等によって閉側ストッパ１２が回転して緩み、図２の仮想線で示すように、閉側ストッパ１２の取付位置が正規の位置から全閉位置Ｓ側（ウォームホイール８の開回転方向側）に向かってずれた場合、全閉位置Ｓに停止したウォームホイール８の閉側端面１０ａと閉側ストッパ１２との間隔が一定間隔Ｔよりも短縮される。これにより、閉側の磁気近接スイッチ１８がオフからオンに切替り、検出信号が閉側の磁気近接スイッチ１８から制御装置２２へ送られ、制御装置２２が閉側警報器２３を作動させる。これにより、作業者は、閉側ストッパ１２の取付位置が正規の位置から全閉位置Ｓ側（ウォームホイール８の開回転方向側）に向かってずれていることを容易に認識することができ、迅速に閉側ストッパ１２の取付位置の修正を行うことができる。これにより、全閉操作時、ウォームホイール８が全閉位置Ｓに到達する前に、ウォームホイール８の閉側端面１０ａが位置ずれした閉側ストッパ１２に当接してしまうといった不具合を防止することができる。
【００２９】
また、万一、上記閉側リミットスイッチが故障して、ウォームホイール８が全閉位置Ｓで停止せずに全閉位置Ｓを越えてさらに閉側へ回転した場合、ウォームホイール８の閉側端面１０ａが閉側ストッパ１２の一端部に当接するため、ウォームホイール８のこれ以上の閉側への回転は阻止される。
【００３０】
また、反対に、図３の仮想線で示すように、バタフライ弁１を全開する場合、モータ５を作動させてウォーム入力軸６を他方向に回転させる。これにより、ウォーム７が回転してウォームホイール８が開方向に回転し、このウォームホイール８が全開位置Ｏまで回転すると、開側リミットスイッチがオフからオンに切替り、制御装置２２からの指令によりモータ５が停止する。これによって、図１の仮想線で示すように、ウォームホイール８が全開位置Ｏに停止し、弁体３が全開する。この際、ウォームホイール８の開側端面１０ｂと開側ストッパ１３との間隔は一定間隔Ｔとなり、開側の磁気近接スイッチ１９がオフとなり、さらに、閉側の磁気近接スイッチ１８もオフとなる。
【００３１】
また、万一、振動等によって開側ストッパ１３が回転して緩み、開側ストッパ１３の取付位置が正規の位置から全開位置Ｏ側（ウォームホイール８の閉回転方向側）に向かってずれた場合、全開位置Ｏに停止したウォームホイール８の開側端面１０ｂと開側ストッパ１３との間隔が一定間隔Ｔよりも短縮される。これにより、開側の磁気近接スイッチ１９がオフからオンに切替り、検出信号が開側の磁気近接スイッチ１９から制御装置２２へ送られ、制御装置２２が開側警報器２４を作動させる。これにより、作業者は、開側ストッパ１３の取付位置が正規の位置から全開位置Ｏ側（ウォームホイール８の閉回転方向側）に向かってずれていることを容易に認識することができ、迅速に開側ストッパ１３の取付位置の修正を行うことができる。これにより、全開操作時、ウォームホイール８が全開位置Ｏに到達する前に、ウォームホイール８の開側端面１０ｂが位置ずれした開側ストッパ１３に当接してしまうといった不具合を防止することができる。
【００３２】
また、万一、上記開側リミットスイッチが故障して、ウォームホイール８が全開位置Ｏで停止せずに全開位置Ｏを越えてさらに開側へ回転した場合、ウォームホイール８の開側端面１０ｂが開側ストッパ１３の一端部に当接するため、ウォームホイール８のこれ以上の開側への回転は阻止される。
【００３３】
上記実施の形態では、バルブの一例としてバタフライ弁１を挙げたが、バタフライ弁１以外の形式のバルブであってもよい。
上記実施の形態では、検出装置の一例として磁気近接スイッチ１８，１９を用いたが、光電スイッチ等を用いてもよい。
【００３４】
上記実施の形態では、バタフライ弁１の弁体３の開閉区間に応じた停止位置として、全閉位置Ｓ（開度０％）と全開位置Ｏ（開度１００％）とを設定し、ウォームホイール８を全閉位置Ｓと全開位置Ｏとに停止しているが、全閉位置Ｓと全開位置Ｏとの中間位置を停止位置として設定してもよい。
【００３５】
上記実施の形態では、ケース９内に閉側ストッパ１２と開側ストッパ１３とを設けているが、閉側ストッパ１２と開側ストッパ１３とのいずれか片方のみを設けてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、万一、振動等によってストッパの取付位置が正規の位置からウォームホイールの回転方向にずれた場合、停止位置に停止したウォームホイールの端面とストッパとの間隔が一定間隔から変動する。したがって、検出装置によって検出される間隔が上記一定間隔から変化し、この検出に基づいて、作業者は、ストッパの取付位置が正規の位置からずれていることを容易に認識することができ、迅速にストッパの取付位置の修正を行うことができる。これにより、開閉操作時、ウォームホイールが停止位置に到達する前に、ウォームホイールの端面が位置ずれしたストッパに当接してしまうといった不具合を防止することができる。
【００３７】
また、万一、ウォームホイールが停止位置で停止せずに停止位置を越えてさらに回転した場合、ウォームホイールの端面がストッパに当接するため、ウォームホイールのこれ以上の回転は阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるバルブ開閉用ウォーム減速機の断面図である。
【図２】同、バルブ開閉用ウォーム減速機の閉側ストッパの一端部の拡大断面図である。
【図３】同、バルブ開閉用ウォーム減速機を備えたバタフライ弁の概略断面図である。
【図４】従来のバルブ開閉用ウォーム減速機の断面図である。
【図５】従来のバルブ開閉用ウォーム減速機の閉側ストッパの一端部の拡大断面図であり、（ａ）は閉側ストッパの取付位置が正規の位置にある場合を示し、（ｂ）は閉側ストッパの取付位置が正規の位置からずれた場合を示す。
【符号の説明】
１　　バタフライ弁
２　　弁棒
４　　ウォーム減速機
７　　ウォーム
８　　ウォームホイール
９　　ケース
１０ａ　　閉側端面
１０ｂ　　開側端面
１２　　閉側ストッパ
１３　　開側ストッパ
１８　　閉側の磁気近接スイッチ（検出装置）
１９　　開側の磁気近接スイッチ（検出装置）
Ｏ　　全開位置（停止位置）
Ｓ　　全閉位置（停止位置）
Ｔ　　一定間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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