(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して弁体を開閉駆動する弁体駆動部と該弁体駆動部の弁体側から前記ウォームの軸方向に作用する反力に応じて伸縮するスプリングカートリッジとを備えた電動弁において、
前記スプリングカートリッジを外部から圧縮してその圧縮力と圧縮量を同時に計測するバネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を、アダプタを介して前記弁体駆動部に取付けるように構成するとともに、
前記バネ圧縮機構が、前記アダプタに取付けられる基体と、前記基体に対してその軸方向へ進退動可能に組付けられたプッシャと、前記プッシャをその軸方向に押圧し該プッシャを介して前記スプリングカートリッジを圧縮する圧縮手段と、前記プッシャに作用する軸力を前記スプリングカートリッジに対する圧縮力として計測する圧縮力計測手段と、前記プッシャの軸方向変位を前記スプリングカートリッジの圧縮量として計測する圧縮量計測手段とからなる一体構造であって、
前記圧縮力計測手段が、前記電動弁の作動に伴って前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力と、前記電動弁の停止状態において前記圧縮手段の圧縮によって前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の双方を計測し得る構成であるとともに、
前記圧縮量計測手段が、前記圧縮手段の圧縮に伴う前記スプリングカートリッジの圧縮量を検出するリニアゲージと、前記プッシャの軸心部を貫通して摺動可能に配置されその一端が前記ウォームと一体的に移動する中間軸に当接された連動棒と該連動棒の他端に連結され前記電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジの圧縮量を前記連動棒の移動量として計測する差動変位計とで構成されていることを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧縮手段が油圧駆動機構で構成されていることを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記油圧駆動機構が手動操作によって作動される構成であることを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記油圧駆動機構が電動操作によって作動される構成であることを特徴とする電動弁診断装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記油圧駆動機構が前記電動弁の作動状態における前記ウォームの作動特性に対応した圧縮特性で前記スプリングカートリッジを圧縮するように構成されていることを特徴とする電動弁診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクに関する診断を行うバネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段等の電動弁診断用機器が利用できる診断用アダプタを備えた電動弁診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、弁装置として、その用途、使用条件、操作条件等に応じて種々の形状、大きさ、構造のものが提案され、且つ使用されている。このような多種多様の弁装置の中でも、工業プラントとか発電プラント等の大型施設で且つ大型の配管設備をもつものにおいては主として大型の弁装置が使用されている。そして、このような大型の弁装置には、その操作性、作動の確実性等を考慮して、電動力で開閉操作を行う電動弁が採用されるのが通例である。
【０００３】
このような電動弁、配管内通路を開閉する弁体と、モータ又は人力により回転駆動されるウォームと、該ウォームの回転力を受けて前記弁体を開閉作動させる弁体駆動部と、前記ウォームに発生する推力に応じて伸縮する皿バネを規定の圧縮力で圧縮した状態（このときの圧縮力を「張込荷重」という）で組み込んだスプリングカートリッジを備え、前記回転力を前記弁体駆動部に付与して弁体を開閉作動させる一方、前記スプリングカートリッジの圧縮量が予め設定した圧縮量（設定トルクに対応）に達した時点でトルクスイッチによって前記モータを停止させることで、弁体の適切な開閉保持力による信頼性の高い弁機能の確保と、過大な駆動力の回避による各部の損傷の未然防止、及びモータの過負荷防止を実現している。
【０００４】
ところで、電動弁において、本来の機能を長期に亘って維持するためには、各種の診断項目についてそれぞれ診断を行うことが必要であるが、その中でも、弁体の全開・全閉状態において適切な開閉保持力が確保されているかどうか、換言すれば、スプリングカートリッジの圧縮力（トルクに比例）又は圧縮量（圧縮力に対応、即ち、トルクに対応）が適正状態に維持されているかどうか、という設定トルクに関する診断は最も重要な診断項目の一つである。
【０００５】
しかし、スプリングカートリッジのバネ特性（圧縮力と圧縮量との対応関係）は、経時変化、例えば、皿バネの磨耗とか座り直し、あるいはスプリングカートリッジの端部に設けられたナットの緩み等が原因となって、変化するものであるため、適時に設定トルクを診断し、その適否を判断することが必要である。係る設定トルクの診断手法としては、従来から種々の手法が提案されており、その代表的なものとして、一つは以下の特許文献１の（段落「００２１」〜「００３１」、図１〜図４）に示されるような「トルクセンサ外付法」であり、他の一つは以下の特許文献２の（段落「００２８」〜「００３６」、図１、図２）に示されるような「バネ圧縮法」であって、これらは共に、診断作業に際して、スプリングカートリッジの外端側にトルクに関与する情報、即ち、スプリングカートリッジの圧縮力と圧縮量を計測する計測手段を取付け、この計測手段により取得された情報に基づいて、設定トルクを代表とする電動弁のトルクに関する診断を行うものである。
【０００６】
なおここに、前記特許文献１は、特許第２９８２０９０号公報であり、また特許文献２は、特開平７―３１０８４５号公報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示される「トルクセンサ外付法」は、電動弁に適用されたもので、スプリングカートリッジの外端側に、該スプリングカートリッジに掛かる圧縮力を検出する圧縮力検出手段と該スプリングカートリッジの圧縮量、即ち、ウォームの移動量を検出する移動量検出手段を取付け、電動弁を作動させた状態で、移動量検出手段で検出されたスプリングカートリッジの圧縮量と圧縮力検出手段で検出された圧縮力との関係に基づいて該スプリングカートリッジのバネ特性を求め、これによって設定トルクの適否を診断するものである。
【０００８】
ところが、このような「トルクセンサ外付法」では、電動弁に付設される装置が大掛かりなものとなることから作業性が悪く、しかも電動弁を作動させた状態で計測作業を行うことから、作業時期の調整が必要である等の問題があった。また、トルクスイッチが作動したときの設定トルク値を診断するにあたり、弁棒への必要以上の荷重が掛かることを防止する等の観点から、診断のためにトルクスイッチを作動させることが許されないプラントもある。
【０００９】
一方、特許文献２に示される「バネ圧縮法」は、電動弁に適用されたもので、トルクバランスばね（前記スプリングカートリッジに相当する）の外端（即ち、トルクバランスばねの反ウォーム側の端部）側に荷重計と位置検出手段及び圧縮手段を取付け、電動弁の作動停止状態下で、前記圧縮手段によって前記トルクバランスばねの皿バネを圧縮し、その場合における前記トルクバランスばねに対する圧縮力を前記荷重計で、また前記トルクバランスばねの圧縮量を前記位置検出手段で、それぞれ計測するものである。
【００１０】
ところが、この「バネ圧縮法」では、電動弁に対して、荷重計と位置検出手段及び圧縮手段等を設置するが、その場合、個々の電動弁について前記荷重計等の設置を可能とすべく所要の改造を施す必要があること、前記荷重計等を各電動弁間で共用することが難しく各電動弁個々に製作することが必要であること、さらに、前記荷重計等は各電動弁個々に校正して設置しなければならないことから手間がかかること、等のことから、診断作業に伴うコストが高くつくという問題があった。
【００１１】
また、前記荷重計は、ハウジング内に配置されたトルクバランスばねのバネ受けとウォームの軸線方向に位置調整可能として前記ハウジングに設けた支持体の間において前記支持体に支持されており、前記荷重計による荷重計測に際しては、前記支持体等の細かい位置調整を必要とすることから、計測作業が煩雑で作業性が悪いという問題があった。また、前記荷重計は、位置の移動が可能として、限られたスペースに配置されるため、前記荷重計の形状や機能が大きく制限され、前記トルクバランスばねに作用する圧縮力の計測に際して、各種の測定方式を自由に選定することが困難であった。
【００１２】
さらに、前記何れの方法も、スプリングカートリッジ単体での特性を測定することができない構成であるが、特に、大型の電動弁のスプリングカートリッジの特性は、重量とか作業スペース等を考慮して、スプリングカートリッジ単体で測定する必要がある場合もあり、このような場合には対応できない。
【００１３】
そこで、本願発明は、電動弁診断時に、電動弁に対してバネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を取付け可能とし、アダプタを介することで、バネ圧縮機構等の着脱の容易化と電動弁間での共用化を可能とし、以って高精度の診断を安価に実現し得るようにした電動弁診断装置を提供することを主たる目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１５】
本願発明の第１の態様における電動弁診断装置では、回転駆動力が付与されたウォームの回転駆動力を利用して弁体を開閉駆動する弁体駆動部と該弁体駆動部の弁体側から前記ウォームの軸方向に作用する反力に応じて伸縮するスプリングカートリッジとを備えた電動弁において、前記スプリングカートリッジを外部から圧縮してその圧縮力と圧縮量を同時に計測するバネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を、アダプタを介して前記弁体駆動部に取付けるように構成するとともに、前記バネ圧縮機構が、前記アダプタに取付けられる基体と、前記基体に対してその軸方向へ進退動可能に組付けられたプッシャと、前記プッシャをその軸方向に押圧し該プッシャを介して前記スプリングカートリッジを圧縮する圧縮手段と、前記プッシャに作用する軸力を前記スプリングカートリッジに対する圧縮力として計測する圧縮力計測手段と、前記プッシャの軸方向変位を前記スプリングカートリッジの圧縮量として計測する圧縮量計測手段とからなる一体構造であって、前記圧縮力計測手段が、前記電動弁の作動に伴って前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力と、前記電動弁の停止状態において前記圧縮手段の圧縮によって前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の双方を計測し得る構成とするとともに、前記圧縮量計測手段を、前記圧縮手段の圧縮に伴う前記スプリングカートリッジの圧縮量を検出するリニアゲージと、前記プッシャの軸心部を貫通して摺動可能に配置されその一端が前記ウォームと一体的に移動する中間軸に当接された連動棒と該連動棒の他端に連結され前記電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジの圧縮量を前記連動棒の移動量として計測する差動変位計とで構成したことを特徴としている。
【００１６】
ここで、前記アダプタは、前記バネ圧縮機構を前記弁体駆動部に取付ける際において、該弁体駆動部側の構造を変更することなく該弁体駆動部側と前記バネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段側の寸法を調整する機能をもつものであって、前記弁体駆動部側に着脱自在に取付けられる。
【００１７】
また、前記基体は、前記アダプタを介して前記支持冶具又は前記弁体駆動部への取付け部になると同時に、前記バネ圧縮機構全体の基礎部分となり、前記プッシャをその軸方向へ進退動可能に支持する。このプッシャによって前記スプリングカートリッジを圧縮することで、前記スプリングカートリッジの圧縮力と圧縮量が前記圧縮力計測手段と前記圧縮量計測手段で計測され、これら計測値から前記スプリングカートリッジのバネ特性が取得される。
【００１８】
さらに、閉作動時と開作動時において前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の作用方向（前記スプリングカートリッジの圧縮方向）は一定ではなく、閉作動時に前記スプリングカートリッジの軸方向の一方側へ圧縮力が作用し、開作動時には他方側へ圧縮力が作用するものと、開作動時に前記スプリングカートリッジの軸方向の一方側へ圧縮力が作用し、閉作動時には他方側へ圧縮力が作用するものとが存在する。従って、同一の電動弁については、閉作動時と開作動時のそれぞれにおいて前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の作用方向は対向する関係にある。
【００１９】
そして、これら何れの構成の電動弁であっても、この発明のように、前記電動弁の停止状態において前記圧縮手段によって前記スプリングカートリッジを圧縮する場合には、該圧縮手段による前記スプリングカートリッジの圧縮方向に対して、前記電動弁の作動状態における前記スプリングカートリッジの圧縮方向が対向するように、これら両者の圧縮方向が設定される。即ち、例えば、前記電動弁の停止状態において、前記圧縮手段による前記スプリングカートリッジの圧縮方向が前記一方側であって該一方側からの圧縮時の圧縮力を計測するときには、前記電動弁の作動状態においては前記スプリングカートリッジが前記他方側から圧縮される場合の圧縮力を計測するように構成される。
【００２０】
また、前記圧縮手段の圧縮に伴う前記スプリングカートリッジの圧縮量は前記リニアゲージで、前記電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジの圧縮量は前記差動変位計で、それぞれ計測される。
【００２１】
本願の第２の態様では、前記第１の態様の電動弁診断装置において、前記圧縮手段を油圧駆動機構で構成したことを特徴としている。
【００２３】
ここで、前記油圧駆動機構としては、直線変位する油圧シリンダを用いたシリンダ機構と、回転変位する油圧モータを用いたモータ機構が考えられるが、前記スプリングカートリッジに対してその軸方向に圧縮力を作用させるという油圧駆動機構の目的からして、シリンダ機構を採用するのが好適である。但し、モータ機構であっても、例えば、ラック・ピニオン機構とかクランク機構を介在させて回転変位を直線変位に変換することでシリンダ機構と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
本願の第３の態様では、前記第２の態様の電動弁診断装置において、前記油圧駆動機構を手動操作によって作動する構成としたことを特徴としている。
【００２５】
ここで、前記油圧駆動機構へ作動油を供給する油圧ポンプとして、手動式（手押し式あるいは足踏み式）の油圧ポンプが採用される。
【００２６】
本願の第４の態様では、前記第２の態様の電動弁診断装置において、前記油圧駆動機構を電動操作によって作動する構成としたことを特徴としている。
【００２７】
ここで、前記油圧駆動機構へ作動油を供給する油圧ポンプとして、電動式の油圧ポンプが採用される。
【００２８】
本願の第５の態様では、前記第４の態様の電動弁診断装置において、前記油圧駆動機構を、前記電動弁の作動状態における前記ウォームの作動特性に対応した圧縮特性で前記スプリングカートリッジを圧縮するように構成したことを特徴としている。
【００２９】
ここで、前記油圧駆動機構が電動操作によって作動される構成であることから、その作動特性を電気的に制御することができる。このため、前記油圧駆動機構を、予め記憶保持しておいた前記スプリングカートリッジの圧縮特性（圧縮力又は圧縮量の時間的な変化）に対応するように制御して、前記スプリングカートリッジを圧縮させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明に係る電動弁診断装置によれば、以下のような特有の効果が得られる。
【００３１】
（イ）本願発明の第１の態様の電動弁診断装置によれば、前記バネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を、アダプタを介して前記弁体駆動部に取付ける構成であることから、これらの取付けに際して前記弁体駆動部側の改造等を必要とせず、このため、少なくとも前記スプリングカートリッジ部分の構造が同一仕様である電動弁間においては前記バネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を共用することができ、例えば従来のように電動弁毎に専用のバネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を備えることが必要な場合に比して、電動弁の診断に伴う経費の削減、即ち、診断コストの低減を図ることができる。
【００３２】
また、前記バネ圧縮機構又はウォーム移動量計測手段を、アダプタを介して前記弁体駆動部に取付ける構成であることから、前記ウォーム移動量計測手段により計測される前記電動弁の作動状態下でのウォーム移動量、即ち、前記スプリングカートリッジの圧縮量と、前記バネ圧縮機構により計測される前記スプリングカートリッジのバネ特性データとに基づいて前記電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジの圧縮力（トルクに比例）を取得することで、設定トルク等のトルクに関する診断を行うことができ、特に、前記ウォーム移動量計測手段と前記バネ圧縮機構のアダプタを同一形状として共用可能とすることで、前記スプリングカートリッジの圧縮量を同一条件の下で寸法測定できるため、設定トルク等のトルクに関する診断を精度良く行うことができる。さらに、前記バネ圧縮機構とウォーム移動量計測手段のみならず各種の電動弁診断用機器のアダプタも共用可能とし該アダプタを介して取付けることで、電動弁の診断形態のバリエーションの拡大が可能となる。
【００３３】
さらに、この態様では、前記バネ圧縮機構を、前記アダプタに取付けられる基体と、前記基体に対してその軸方向へ進退動可能に組付けられたプッシャと、前記プッシャをその軸方向に押圧し該プッシャを介して前記スプリングカートリッジを圧縮する圧縮手段と、前記プッシャに作用する軸力を前記スプリングカートリッジに対する圧縮力として計測する圧縮力計測手段と、前記プッシャの軸方向変位を前記スプリングカートリッジの圧縮量として計測する圧縮量計測手段とからなる一体構造としているので、前記バネ圧縮機構の着脱に際しては、前記弁体駆動部又は支持冶具に対して該バネ圧縮機構を一体的に着脱することができ、例えば、複数の部材を組み付け、あるいは取り外す必要があるような場合に比して、電動弁の診断に伴う事前作業及び事後作業の簡略化が図れる。
【００３４】
また、前記圧縮手段が前記プッシャをその軸方向に押圧し該プッシャを介して前記スプリングカートリッジを圧縮する構成であり、さらに前記圧縮力計測手段が前記プッシャに作用する軸力を前記スプリングカートリッジに対する圧縮力として計測する構成であることから、前記圧縮力の計測に際しては、適宜にロードセルや油圧計を利用できるとともに、単に、前記圧縮手段によって前記プッシャをその軸方向に押圧すれば良く、例えば、従来のバネ圧縮機構（例えば、特許文献２）のように、荷重計による荷重計測に際して該荷重計を支持する支持体等の細かい位置調整を必要とするものに比して、計測作業を簡易且つ迅速に行うことができ、延いては電動弁診断作業における作業性が向上することになる。
【００３５】
さらに、前記圧縮力の計測に際しては、単に、前記圧縮手段によって前記プッシャをその軸方向に押圧することで、前記スプリングカートリッジの圧縮が開始された時点における荷重を真の張込荷重として正確に検出することができることから、例えば、特許文献２に示される従来のバネ圧縮機構のように、前記スプリングカートリッジが押圧されて僅かに縮小した時点で変位計をゼロ点にリセットする構成であって、図１４に示すように、真の張込荷重（即ち、スプリングカートリッジが押圧されて実際に縮小開始した時点の荷重）と荷重計によって計測される張込荷重（即ち、変位計のリセット時点における荷重）の間に誤差が生じる場合に比して、操作性及び計測精度が格段に向上することになる。
【００３６】
一方、この態様では、前記圧縮力計測手段を、前記電動弁の作動に伴って前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力と、前記電動弁の停止状態において前記圧縮手段の圧縮によって前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の双方を計測し得る構成としているので、前記電動弁の作動時において前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力を計測する圧縮力計測手段と、前記電動弁の停止状態において前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力を計測する圧縮力計測手段をそれぞれ個別に設ける場合に比して、部材点数の低減と構造の簡略化によるコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また、前記電動弁の作動に伴って前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力と、前記電動弁の停止状態において前記圧縮手段の圧縮によって前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力を単一の圧縮力計測手段によって計測することから、これら圧縮力間に検出誤差がなく、例えば、これら各圧縮力を個別の圧縮力計測手段によってそれぞれ個別に計測する場合のように圧縮力計測手段間に検出誤差が存在する場合に比して、高精度の計測が担保され、延いては信頼性の高い診断が実現される。
【００３８】
さらに、前記圧縮手段の圧縮に伴う前記スプリングカートリッジの圧縮量は前記リニアゲージで、前記電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジの圧縮量は前記差動変位計で、それぞれ計測されるので、前記圧縮力計測手段によって、前記電動弁の作動に伴う前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力と、前記圧縮手段の圧縮による前記スプリングカートリッジに作用する圧縮力の双方を計測し得ることとの相乗効果で、単一のバネ圧縮機構によって前記電動弁の開作動方向と閉作動方向の双方における前記スプリングカートリッジのバネ特性を取得できる。
【００３９】
（ロ）本願発明の第２の態様の電動弁診断装置によれば、前記（イ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が得られる。即ち、この態様では、前記圧縮手段を油圧駆動機構で構成しているので、例えば、前記圧縮手段を機械的な駆動機構で構成する場合に比して、より簡単な構成で倍力効果を得ることができ、前記スプリングカートリッジに対する必要圧縮力の確保が容易であり、それだけ診断作業の迅速化、確実性が担保される。
【００４０】
（ハ）本願発明の第３の態様の電動弁診断装置によれば、前記（ロ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が得られる。即ち、この態様では、前記油圧駆動機構を手動操作によって作動する構成としているので、例えば、電動操作方式とする場合に比して、前記油圧駆動機構そのものが安価なものとなり、延いてはバネ圧縮機構、さらには電動弁をより安価に提供できる。
【００４１】
（ニ）本願発明の第４の態様の電動弁診断装置によれば、前記（ロ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が得られる。即ち、この態様では、前記油圧駆動機構を電動操作によって作動する構成としているので、例えば、これを手動操作で作動するように構成した場合に比して、操作の簡易化が促進され、高い操作性をもつ電動弁を提供できる。
【００４２】
（ホ）本願発明の第５の態様の電動弁診断装置によれば、前記（ニ）に記載の効果に加えて次のような特有の効果が得られる。即ち、この態様では、前記油圧駆動機構を、前記電動弁の作動状態における前記ウォームの作動特性に対応した圧縮特性で前記スプリングカートリッジを圧縮するように構成しているので、例えば、前記油圧駆動機構の作動特性を、前記圧縮手段による前記スプリングカートリッジの圧縮特性が、前記電動弁の作動状態における実際の圧縮特性（例えば、圧縮速度）に対応するように制御することで、前記電動弁の実際の作動状態に適応した信頼性の高い診断が可能となる。即ち、電動弁の作動状態における前記スプリングカートリッジの実際の圧縮特性は、該スプリングカートリッジの圧縮変位に伴って生じる抵抗要因、例えば、スプリングカートリッジの圧縮速度に対応して変化する前記スプリングカートリッジ部分に充填されたグリースの粘性抵抗とか、前記スプリングカートリッジの皿バネ相互間の摺接抵抗とか、該皿バネと接触する外周部品と該皿バネの間の摺動抵抗等の影響が反映されたものであることから、前記圧縮手段による前記スプリングカートリッジの圧縮特性を、電動弁の作動状態における実際の圧縮特性に対応するように制御することで、前記電動弁の実際の作動状態に適応した極めて信頼性の高い診断が可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本願発明に係る電動弁診断装置を好適な実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【００４４】
図１には、通常運転時における電動弁の弁体駆動部を示しており、同図において符号１は弁棒、２は前記弁棒１にステムナット５を介して連結されたウォームホイール、３はウォームホイール２に噛合するウォームである。また、前記ウォーム３には、モータ軸１４がスプライン係合されており、該モータ軸１４の回転力を受けて前記ウォーム３が回転することで、前記ウォームホイール２及び前記ステムナット５を介して前記弁棒１が軸方向に昇降作動して弁体（図示省略）が開作動又は閉作動する。
【００４５】
また、前記ウォーム３の軸方向の一端側には、ウォーム軸４が一体的に連設されており、前記モータ軸１４は前記ウォーム３部分から前記ウォーム軸４部分に跨ってスプライン係合されている。従って、前記ウォーム３は、前記モータ軸１４に沿って前記ウォーム軸４と一体的に軸方向へ移動可能とされる。
【００４６】
さらに、前記ウォーム軸４の外周に設けられた周溝４ａには、トルクスイッチ１３の作動子が係入されている。このトルクスイッチ１３は、前記ウォーム３がその中立位置（即ち、前記スプリングカートリッジ８に張込荷重のみが作用し、該スプリングカートリッジ８を縮小させる方向に外力が作用していない状態における位置）からその軸方向の一方側（例えば、閉作動方向）又は他方側（例えば、開作動方向）へ択一的に移動し、これら各移動方向のそれぞれにおいてその移動量が所定値に達した時点で作動し，モータ停止信号を発して前記モータ軸１４の回転を停止させることで、前記弁棒１側に過大なトルクが伝達されるのを規制して電動弁の保護を図るように作用する。
【００４７】
前記ウォーム軸４の端部には、軸受１９が取付けられるとともに、該軸受１９を介して次述の可動軸６が相対回転自在に連結されている。この可動軸６は、前記軸受１９が内挿固定される大径筒部６ａと該大径筒部６ａに連続する小径筒部６ｂとを備えた異径筒体であって、前記ウォーム３の軸方向への移動に伴ってこれと一体的に軸方向へ移動するようになっている。また、前記可動軸６の小径筒部６ｂには、次述のスプリングカートリッジ８が取付けられている。
【００４８】
前記スプリングカートリッジ８は、前記ウォーム３を介して前記ウォームホイール２に所定のトルクを発生させるものであって、前記可動軸６の大径筒部６ａと小径筒部６ｂとの間の段差面側に配置された一方のワッシャ１０と前記小径筒部６ｂの端部に螺着されたナット７側に配置された他方のワッシャ１１との間に、複数の皿バネ９を交互に表裏対向させ且つ所要の張込荷重を付与した状態で取付けて構成される。尚、符号１２は、前記皿バネ９の最大圧縮変位量を規制するストッパである。
【００４９】
さらに、前記可動軸６と前記スプリングカートリッジ８は、前記弁体駆動部のケーシング１５に設けられた小径穴１６と大径穴１７に嵌挿されている。即ち、これら小径穴１６と大径穴１７は同軸上に、且つ該大径穴１７が前記ケーシング１５の端面１５a側に位置するように連設されており、前記可動軸６は前記小径穴部１６内に、前記スプリングカートリッジ８は前記大径穴１７内に、それぞれ嵌挿されている。そして、前記可動軸６は、前記小径穴部１６内で軸方向に移動可能に、また前記スプリングカートリッジ８は前記大径穴部１７内で伸縮可能となっている。尚、前記スプリングカートリッジ８の前記ワッシャ１０は、これが小径穴部１６と大径穴部１７の間の肩部１８に係合することで、前記ウォーム３側への移動が規制される。
【００５０】
一方、前記ケーシング１５の端面１５ａ上に開口する前記大径穴１７の端部には、フランジ部２０ａと筒部２０ｂを備えた鍔付き筒状のアダプタ２０が、該筒部２０ｂを前記大径穴１７に嵌挿せしめた状態で配置され、且つパッキンを介在させた状態でボルト２２により前記端面１５ａ上に締着固定されている。
【００５１】
さらに、前記アダプタ２０には、キャップ２１が取付けられている。このキャップ２１は、端面部２１ａと筒部２１ｂからなる有底鍔付筒状体であって、前記筒部２１ｂを前記アダプタ２０の軸方向外側からその内周開口に挿通させるとともに、前記端面部２１ａを前記アダプタ２０のフランジ部２０ａの外面上に衝合させ、これをボルト２３で締着することで、前記アダプタ２０に取付けられている。この場合、前記キャップ２１の筒部２１ｂの長さ寸法は、前記キャップ２１を前記アダプタ２０側に締着固定した状態において、前記筒部２１ｂの先端面が、前記スプリングカートリッジ８の前記ワッシャ１１に当接するように設定されている。
【００５２】
ここで、電動弁の作動を簡単に説明する。
【００５３】
電動弁の作動方向（即ち、開作動と閉作動）と前記スプリングカートリッジ８の圧縮方向（即ち、ウォーム３の移動方向）との間には、以下の二つの相関形態、即ち、
「第１の相関形態」    電動弁の開作動時には、前記ウォーム３が図１において左動して前記スプリングカートリッジ８がその軸方向外端側（即ち、前記ワッシャ１１側）から圧縮される一方、電動弁の閉作動時には、前記ウォーム３が図１において右動して前記スプリングカートリッジ８がその軸方向内端側（即ち、前記ワッシャ１０側）から圧縮される形態、
「第２の相関形態」    電動弁の開作動時には、前記ウォーム３が図１において右動して前記スプリングカートリッジ８がその軸方向内端側（即ち、前記ワッシャ１０側）から圧縮される一方、電動弁の閉作動時には、前記ウォーム３が図１において左動して前記スプリングカートリッジ８がその軸方向外端側（即ち、前記ワッシャ１１側）から圧縮される形態、
があり、この実施の形態では前記「第１の相関形態」を採用しているが、本願発明はこの「第１の相関形態」に限定されるものではなく、「第２の相関形態」にも同様に適用し得ることは言うまでもない。
【００５４】
例えば、電動弁を開状態から全閉位置まで閉作動させる場合には、モータを一方側に回転させて前記モータ軸１４によって前記ウォーム３を回転させる。このウォーム３の回転を受けて、前記ウォームホイール２が閉方向に回転し、該ウォームホイール２と一体的に回転する前記ステムナット５により前記弁棒１が降下方向に作動し、弁体の閉作動が開始される。この弁体の閉作動中は、前記弁棒１に掛かる負荷は小さく前記スプリングカートリッジ８を圧縮させるほどの反力を前記ウォーム軸４に与えない場合が多く、この場合は、前記ウォーム３は中立位置を維持したまま回転する。
【００５５】
前記弁体の降下が進行し、これがバルブシート（図示省略）に当接すると、該弁体はそれ以上には降下できないので、前記ウォームホイール２側に回転抵抗が発生し、その反力として前記ウォーム３に軸方向への推力が作用することになる。このウォーム３に作用する推力は、前記軸受１９及び前記可動軸６を介して前記スプリングカートリッジ８の前記ワッシャ１０に伝達され、該スプリングカートリッジ８は前記ナット７側へ付勢される。この場合、前記スプリングカートリッジ８の他端側の前記ワッシャ１１がキャップ２１の筒部２１ｂの先端面に当接してその移動が規制されていることから、該スプリングカートリッジ８に内蔵された前記皿バネ９には圧縮力が作用することになる。
【００５６】
この場合、前記スプリングカートリッジ８は所定の張込荷重をもって縮装されているので、該スプリングカートリッジ８に作用する前記推力がこの張込荷重に達するまでの間は、前記スプリングカートリッジ８は圧縮変位することなくそのまま当初の圧縮形態（張込荷重を生ぜしめたときの形態）を維持する。そして、前記ウォーム３から前記スプリングカートリッジ８側に作用する推力が次第に上昇しこれが張込荷重を越えると、前記スプリングカートリッジ８（実際的には前記皿バネ９）が圧縮変位を始め、このスプリングカートリッジ８の圧縮変位に伴って前記ウォーム３は前記キャップ２１側へ向かって移動する。このウォーム３の移動中は前記弁棒１に作用する軸力が増大し、前記弁体のバルブシートへの押し付け力が増加する。
【００５７】
前記ウォーム３の移動量（即ち、前記皿バネ９の圧縮量）が所定量に達すると、前記トルクスイッチ１３が作動してモータの運転が停止され、これ以上に前記弁棒１側へ過大なトルクが入力するのが阻止され、これによって電動弁の保護が図られるとともに、前記モータの運転が停止された時点に作用するトルクによって、前記弁体はバルブシート側に押し付けられた状態に保持され、該バルブシートとの間におけるシール性が確保される。
【００５８】
一方、前記弁体を、閉状態から全開方向に開作動させる場合には、前記ウォーム３の移動方向及び前記スプリングカートリッジ８の圧縮方向が共に逆方向となる他は、上述の閉作動時の動作に対して逆動作であるので、ここでの説明は省略する。尚、開作動時には、前記ワッシャ１０が前記肩部１８によって拘束されていることから、前記スプリングカートリッジ８は、前記ウォーム３の移動に伴って前記ナット７側から圧縮力を受けることになる。
【００５９】
以上のように、前記電動弁においてその弁体がシートタッチした後における追加的なトルクの入力は、該弁体の全閉状態及び全開状態での保持性能の確保等の電動弁の信頼性の向上という点において重要な意味をもつものである。従って、前記ウォームホイール２に作用するトルクを常時適正に維持するように、前記トルクスイッチ１３が作動する時点の前記スプリングカートリッジ８の圧縮量又は圧縮力を測定し、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量と圧縮力（トルクに比例）との対応関係（即ち、バネ特性）に基づいて設定トルクを診断することは、前記電動弁のトルクに関する各種の診断項目の中でも最も重要なものの一つである。このため、適宜、バネ特性を校正しておくことは、電動弁の診断において極めて重要である。このようなトルクの適正維持を実現するために、次述の各実施の形態に示すような診断装置を用いた診断手法が採用される。以下、この電動弁診断装置を用いた診断手法を図２以下に基づいて具体的に説明する。
【００６０】
尚、以下に説明する電動弁は、「バネ圧縮機構」を備えたもので、上述の「バネ圧縮法」又は「トルクセンサ外付法」に相当する診断手法を採用したものである。
【００６１】
Ｉ：第１の実施の形態
図２には、図１に示した電動弁の弁体駆動部に、前記キャップ２１に代えて、電動弁診断装置の主体部を構成する第１の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１を取付けたものを示している。このバネ圧縮機構Ｘ１は、診断時毎に前記弁体駆動部に仮設されるのみでなく、該弁体駆動部に常設することも可能な構造とされている。尚、弁体駆動部側の構成等については、既述の図１に係る説明を援用し、ここでの説明は省略する。
【００６２】
前記バネ圧縮機構Ｘ１は、次述のように、前記アダプタ２０に着脱自在に締着固定される基体３１と、該基体３１の軸心部分に取付けられるプッシャ３５と、該プッシャ３５の端部に配置されるシリンダ構成体４５とを備えている。
【００６３】
前記基体３１は、その軸心部に小径穴３２を形成した厚肉円板状の基部３１ａと、該基部３１ａの一端側に連続した筒状体であってその内周側を大径穴３３とした筒部３１ｂと、前記基部３１ａの端部に設けられた第１のフランジ部３１ｃと、前記筒部３１ｂの端部に設けられた第２のフランジ部３１ｄを備えた両鍔付き有底筒状形態とされる。また、前記基体３１の前記筒部３１ｂの一側には、軸方向に延びるスリット状の開口３４が形成されている。
【００６４】
そして、前記基体３１は、前記第１のフランジ部３１ｃを前記アダプタ２０のフランジ部２０ａに衝合させ且つボルト５５によって締着することで前記アダプタ２０側に着脱自在に取付けられる。
【００６５】
前記プッシャ３５は、前記アダプタ２０の筒部２０ｂの内側に嵌挿可能な径寸法を持つ有底筒状の筒部３６と、該筒部３６の底部中心位置に連続し且つここから反筒部３６側に向けてその軸方向に延設されたロッド状の軸部３７とを備え、これらを一体形成して成る。前記軸部３７の軸方向中間位置には、円形鍔状のガイド部３８が付設されている。そして、前記軸部３７の前記ガイド部３８よりも前記筒部３６寄りの部位は、前記基体３１側の前記小径穴３２に摺動可能に嵌挿されている。
【００６６】
また、前記軸部３７の前記ガイド部３８部分は、前記基体３１の大径穴３３に摺動可能に嵌挿されている。さらに、前記軸部３７の前記ガイド部３８よりも外端寄りの部分は、シリンダロッドとして機能するものであって、その端部外周にはパッキン５２が嵌装されている。尚、前記プッシャ３５の寸法設定については後述する。
【００６７】
また、前記軸部３７の前記ガイド部３８の外周面の一側には、径方向外側に向けて延出する突片状の延設部３９が設けられており、該延設部３９は前記基体３１側の前記開口３４を通して外方へ延出している。
【００６８】
前記シリンダ構成体４５は、Ｌ字状に屈曲形成されたブロック体で構成され、その一方側の端部寄り位置には幅広の環状凹溝でなる嵌合固定部４７が形成されるとともにその軸心部には端面に開口して軸方向に延びる深穴状の摺動穴４４が形成されている。この摺動穴４４には、前記プッシャ３５の軸部３７の端部が前記パッキン５２を介在させた状態で摺動自在に嵌挿され、該摺動穴４４と前記軸部３７の端部で油圧シリンダが構成される。尚、この摺動穴４４の底部と前記プッシャ３５の軸部３７の端部との間に圧力室４０が形成される。
【００６９】
さらに、前記シリンダ構成体４５の他方側の端部には、操作ハンドル５１を備えた手動式の油圧ポンプ５０が取付けられるとともに、該シリンダ構成体４５内には、該油圧ポンプ５０の吐出口（図示省略）と前記圧力室４０とを連通させる油路４６が形成されている。
【００７０】
また、前記シリンダ構成体４５の前記嵌合固定部４７部分には、ロードセル４１（特許請求の範囲中の「圧縮力計測手段」に該当する）が固着されている。そして、前記シリンダ構成体４５は、前記ロードセル４１をボルト５６によって前記基体３１の第２のフランジ部３１ｄに締結することで、該ロードセル４１を介して前記基体３１側に固定されている。
【００７１】
さらに、前記ロードセル４１には、ブラケット４８を介してリニアゲージ４２（特許請求の範囲中の「圧縮量計測手段」に該当する）が取付けられるとともに、該リニアゲージ４２の作動子４３は前記延設部３９に当接されている。
【００７２】
ここで、前記プッシャ３５は、図２に示すように、これに設けられた前記ガイド部３８が前記シリンダ構成体４５の前記嵌合固定部４７側の端面４５ａに当接することで後退方向における位置規制がなされるが、この位置規制状態における前記アダプタ２０の上面から前記プッシャ３５の前記筒部３６の先端面までの距離は、図１における前記アダプタ２０の上面から前記キャップ２１の筒部２１ｂの先端面までの距離に概略合致するように、該距離よりもやや短い寸法に設定されている。このような寸法設定をしても、以下に述べるように、計測上において何ら支障がなく、しかも簡易な操作で前記スプリングカートリッジ８のバネ特性を取得できる。
【００７３】
即ち、この実施の形態のものでは、前記ケーシング１５に前記アダプタ２０を介して前記バネ圧縮機構Ｘ１を組み付けた状態において、前記プッシャ３５の筒部３６の先端面と前記スプリングカートリッジ８側の前記ワッシャ１１の間に、前記寸法設定に起因して、隙間が存在していたとしても、油圧駆動によって前記プッシャ３５を前方へ押し出せば、該プッシャ３５が前記隙間分だけ移動した後に、該プッシャ３５の筒部３６の先端面が前記ワッシャ１１に当接し、その時点から前記スプリングカートリッジ８に圧縮力がかけられ、その圧縮力が予め設定された張込荷重を越えると前記スプリングカートリッジ８の圧縮変位が開始される。
【００７４】
これを、図８を参照してさらに説明する。図８において、横軸に前記スプリングカートリッジ８の圧縮量（「ＴＳＣ圧縮量」と略記する）とプッシャ移動量をとり、縦軸にスプリングカートリッジ８に作用する圧縮力をとる。ここで、前記プッシャ３５の初期位置を「点ａ」とするとともに、該プッシャ３５の筒部３６の先端面が前記スプリングカートリッジ８側の前記ワッシャ１１に当接する位置を「点ｂ」とすると、「点ａ〜点ｂ」の間隔Ａが、前記隙間に相当する。
【００７５】
前記プッシャ３５が初期位置「点ａ」から前方へ押し出され、その先端面が前記ワッシャ１１に当接するまで（「点ａから「点ｂ」への範囲Ａ）、該プッシャ３５は移動するが、前記スプリングカートリッジ８の圧縮力及び圧縮量には何等変化が無い。そして、前記プッシャ３５の先端面が「点ｂ」に達してこれが前記ワッシャ１１に当接すると、前記プッシャ３５は、油圧による押圧力が前記スプリングカートリッジ８の張込荷重に対応する値（「点ｃ」に対応する圧縮力）となるまでその位置（即ち、「点ｂ」）で停止し、その間（「点ｂから「点ｃ」への間）は、スプリングカートリッジ８の圧縮力のみが増大変化し、圧縮量には何ら変化がない。
【００７６】
前記押圧力が増加してこれが張込荷重に対応する値（「点ｃ」）に達し、さらに増大すると、前記プッシャ３５が前記スプリングカートリッジ８を圧縮変位させながら移動し（この場合、前記プッシャ３５の移動量と前記スプリングカートリッジ８の圧縮量が一致している）、これに伴って前記スプリングカートリッジ８の圧縮量と圧縮力がともに増大変化し（「点ｃ」から「点ｄ」まで）、トルク曲線が取得される。
【００７７】
そして、本来的に、前記バネ圧縮機構Ｘ１を使用した計測によって取得したいのは、前記スプリングカートリッジ８のバネ特性（又は、トルク曲線）であって、これは図８の曲線（点ｂから点ｃ、さらに点ｄに至る曲線）を参照することで容易且つ確実に取得でき、例えば、計測開始時に、前記プッシャ３５の先端面が前記ワッシャ１１に当接するように、該プッシャ３５の位置調整を行うような必要は全く無い。従って、例えば、特許文献２に開示された従来のバネ圧縮機構のように、荷重計の形状や機能が大きく制限されるとともに、計測に際して細かな位置調整を必要とするものに比して、計測作業性が格段に向上することになる。
【００７８】
以上のことからして、図１に示したように前記キャップ２１を取付けた通常運転時と、図２に示したように前記基体３１（即ち、前記バネ圧縮機構Ｘ１）を取付けた診断作業時の双方において、前記スプリングカートリッジ８を同一条件の下で作動させることが可能となる。
【００７９】
なお、上述のように、前記アダプタ２０の上面から前記プッシャ３５の筒部３６の先端面までの距離を、前記アダプタ２０の上面から前記キャップ２１の筒部２１ｂの先端面までの距離に概略合致するように、該距離よりもやや短い寸法に設定していても、例えば、これら両者間の寸法差だけ前記プッシャ３５を押し出して固定保持するようにすれば、前記バネ圧縮機構Ｘ１を前記ケーシング１５側に常設し、そのまま電動弁を運転することも可能となるものである。
【００８０】
このように構成された前記バネ圧縮機構Ｘ１は、その構成要素の全て、即ち、前記基体３１とプッシャ３５とシリンダ構成体４５とロードセル４１及びリニアゲージ４２が一体化されてなり、この一体化状態のまま前記アダプタ２０を介して電動弁の前記ケーシング１５側に着脱される。
【００８１】
この場合、前記ロードセル４１は、その内周側が前記シリンダ構成体４５の前記嵌合固定部４７に嵌合されてこれと一体化され、またその外周側が前記基体３１の第２のフランジ部３１ｄに締結されてこれと一体化されることで、これらシリンダ構成体４５と基体３１の間に固定的に配置されているため、センサ部（荷重計等）の移動に起因する信号ノイズの発生等を抑制でき、信頼性の高いセンサ信号を取得できる。
【００８２】
尚、この実施形態では、前記プッシャ３５が特許請求の範囲中の「圧縮手段」に該当し、また前記プッシャ３５と前記シリンダ構成体４５及び前記油圧ポンプ５０によって特許請求の範囲中の「油圧駆動機構」が構成されている。
【００８３】
続いて、前記バネ圧縮機構Ｘ１を使用して行われる電動弁の診断手法について説明する。
【００８４】
前記バネ圧縮機構Ｘ１を使用して電動弁の診断を行う場合には、先ず、図１に示した状態において、前記スプリングカートリッジ８の圧縮力が張込荷重以下の状態で電動弁の運転を停止させ、前記キャップ２１を前記アダプタ２０から取り外す。しかる後、前記バネ圧縮機構Ｘ１を前記アダプタ２０側に組み付ける。即ち、前記プッシャ３５の前記筒部３６を前記アダプタ２０の筒部２０ｂの内周側に嵌挿させるとともに、前記基体３１を前記アダプタ２０の上面に衝合させ、さらにこの基体３１をボルト５５によって前記アダプタ２０側に締結する。これで、前記バネ圧縮機構Ｘ１の前記アダプタ２０側、即ち、前記ケーシング１５側への取付けが完了する。
【００８５】
この状態で、前記操作ハンドル５１を操作して前記油圧ポンプ５０から前記油路４６を通して前記圧力室４０に作動油を圧送する。前記圧力室４０に作動油が圧送されることで、前記プッシャ３５は前方へ押し出される方向に付勢される。そして、前記プッシャ３５に掛かる油圧による押し出し方向への付勢力が、前記スプリングカートリッジ８の張込荷重に対応する圧縮力に達し、さらにこれを上回ると、前記スプリングカートリッジ８は前記プッシャ３５に押されて圧縮され、縮小変化する。
【００８６】
このとき、前記スプリングカートリッジ８に付加されている圧縮力は、前記基体３１と前記シリンダ構成体４５とが前記ロードセル４１を介して連結されていることから、前記基体３１と前記シリンダ構成体４５の間に作用する軸方向力として前記ロードセル４１によって計測される。また、これと同時に、前記リニアゲージ４２によって、前記プッシャ３５の移動量が前記スプリングカートリッジ８の圧縮量として計測される。
【００８７】
従って、前記ロードセル４と前記リニアゲージ４２によってそれぞれ計測された前記スプリングカートリッジ８の圧縮力と圧縮量から、前記スプリングカートリッジ８のバネ特性（又は、スプリングカートリッジ８の圧縮量とトルクの関係を示すトルク曲線）を取得することができる。このバネ特性を参照することで、例えば、前記スプリングカートリッジ８の現在の張込荷重と前回の診断時における張込荷重とを対比し、前記スプリングカートリッジ８の経時変化の度合いとか変化傾向、さらには前記スプリングカートリッジ８の交換時期を予測することができる。
【００８８】
また、このようにして取得した前記スプリングカートリッジ８の圧縮力と圧縮量に基づくバネ特性をデータベースとして保有しておけば、以後の診断においては、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量のみを計測し、前記データベースを参照して電動弁の作動状態下での前記スプリングカートリッジ８の圧縮力（トルクに比例）を読み出すこともでき、設定トルク等のトルクに関する診断作業の簡略化、迅速化が実現される。特に、前記ウォーム移動量計測手段と前記バネ圧縮機構Ｘ１のアダプタ２０を同一形状として共用可能とすることで、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量を同一条件下で寸法測定できるため、設定トルク等のトルクに関する診断を精度良く行うことができる。
【００８９】
このバネ圧縮機構Ｘ１は、前記アダプタ２０を介して前記ケーシング１５側に取付けられるものであるため、該バネ圧縮機構Ｘ１の取付けに際して前記スプリングカートリッジ８を含む前記弁体駆動部側の改造、改変等を行う必要は無く、例えば、従来のようにこれらの改造、改変等を必要とする場合に比して、診断作業の簡易化、診断コストの低減が図れる。
【００９０】
また、前記スプリングカートリッジ８を含む前記弁体駆動部側の改造、改変等が不要であることから、少なくとも前記スプリングカートリッ８部分の構造が同一仕様である電動弁間においては前記バネ圧縮機構Ｘ１を共用することができ、例えば従来のように電動弁毎に専用のバネ圧縮機構を備えることが必要な場合に比して、電動弁の診断に伴う経費の削減、即ち、診断コストの低減を図ることができる。
【００９１】
尚、この実施形態においては、上記ロードセル４によって前記スプリングカートリッジ８に作用している圧縮力を計測するようにしているが、該圧縮力の計測手法としては、このようなロードセル４を用いる手法に限定されるものではなく、例えば、前記圧力室４０内の油圧の計測によって行うこともできる。即ち、前記スプリングカートリッジ８に作用する圧縮力は、該スプリングカートリッジ８に対する前記プッシャ３５側の押圧力によって生じるものであり、且つ、この押圧力は前記プッシャ３５側の受圧面積（即ち、前記プッシャ３５における前記軸部３７の端部の断面積）と、前記圧力室４０内の油圧との積として求められるものであることから、該油圧を計測し、これに基づいて前記圧縮力を求めることができる。具体的には、前記バネ圧縮機構Ｘ１に、前記ロードセル４に代えて、油圧計（図示省略）を取付け、該油圧計によって前記圧力室４０内の油圧、あるいは前記油路４６内の油圧を計測すればよい。また、このような前記圧力室４０内の油圧の計測による圧縮力取得手法は後述の各実施形態においても同様に適用できるものである。
【００９２】
ＩＩ：第２の実施の形態
図３には、図１に示した電動弁の弁体駆動部に、前記キャップ２１に代えて電動弁診断装置の主体部を構成する第２の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ２を取付けたものを示している。尚、弁体駆動部側の構成等については、既述の図１に係る説明を援用し、ここでの説明は省略する。
【００９３】
この実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ２は、上述の第１の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１と基本構造を同じにするものであって、これと異なる点は、該バネ圧縮機構Ｘ１に「トルクセンサ外付法」の機能を付加した点である。従って、前記バネ圧縮機構Ｘ１の各構成要素と同一の構成要素には図２に付した符号と同じ符号を付すとともに、前記第１の実施の形態における該当説明を援用することで、ここでの説明を省略し、前記相違点についてのみ詳述する。
【００９４】
この実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ２は、上述のように前記第１の実施形態のバネ圧縮機構Ｘ１に「トルクセンサ外付法」の機能を付加したものであって、前記スプリングカートリッジ８の電動弁閉作動方向におけるバネ特性と開作動方向におけるバネ特性を単一のバネ圧縮機構Ｘ２によって取得し、より高精度の診断を可能とするものである。
【００９５】
即ち、前記プッシャ３５の軸心部から前記シリンダ構成体４５の軸心部を貫通させて小径の連動棒６１を摺動可能に配置すると共に、該連動棒６１の一端には受部６２を設け、該受部６２を前記可動軸６の小径筒部６ｂの先端に当接させている。また、前記連動棒６１の他端側にバネ受け６３を設けるとともに、その端部を前記シリンダ構成体４５側に取付けられた差動変位計６０に連結させている。そして、前記バネ受け６３と前記差動変位計６０の間に縮装したバネ６４によって、前記連動棒６１を常時前記可動軸６側に押圧付勢している。尚、符号５３,５４は、前記連動棒６１の貫通部分をシールするパッキンである。
【００９６】
このバネ圧縮機構Ｘ２を使用しての電動弁の診断であるが、電動弁の運転を停止させた状態で、前記油圧ポンプ５０を作動させて前記プッシャ３５により前記スプリングカートリッジ８を圧縮させてその圧縮力と圧縮量を前記ロードセル４１とリニアゲージ４２で計測するのは、前記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００９７】
一方、電動弁を運転させた状態での計測は次のようにして行われる。即ち、電動弁を運転させた状態で前記ウォーム３が閉作動方向（図３の右方向）へ移動した場合、このウォーム３の移動に伴ってこれと一体的に前記可動軸６が移動する。このとき、前記スプリングカートリッジ８は、前記ワッシャ１１側の端部が前記バネ圧縮機構Ｘ２の前記プッシャ３５によって移動規制がなされているので、前記ワッシャ１０側から圧縮される。このとき、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量は、前記可動軸６の変位を前記差動変位計６０によって計測することで取得される。
【００９８】
これに対して、前記スプリングカートリッジ８に作用する圧縮力は、前記ワッシャ１１から前記プッシャ３５に伝達され、さらに該プッシャ３５の前記ガイド部３８から前記シリンダ構成体４５に伝達されることで、該シリンダ構成体４５と前記基体３１との間の荷重として前記ロードセル４１によって計測される。このようにして前記ロードセル４１と差動変位計６０によってそれぞれ計測される前記スプリングカートリッジ８の圧縮力と圧縮量に基づいて電動弁の閉作動方向のバネ特性が取得される。
【００９９】
従って、この実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ２によれば、前記スプリングカートリッジ８のバネ特性として、電動弁の開作動方向のバネ特性と閉作動方向のバネ特性の双方が取得できるので、これら両方向のバネ特性をデータベース化し、以後、このデータベースに基づいて電動弁の診断を行うことで、前記第１の実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ１による場合よりも、さらに高精度で信頼性の高い診断が実現される。
【０１００】
また、この実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ２によれば、前記ロードセル４１が、電動弁の作動に伴って前記スプリングカートリッ８に作用する圧縮力と、電動弁の停止状態において前記プッシャ３５によって前記スプリングカートリッジ８に作用する圧縮力の双方を計測し得る構成であることから、例えば、これらをそれぞれ個別の手段を設けて計測する場合に比して、省力化及び部材点数の低減と構造の簡略化によるコストダウンを図ることができる。
【０１０１】
尚、前記以外の作用効果については、前記第１の実施の形態の場合と同様であるので、ここでの説明を省略し、第１の実施の形態の該当説明を援用する。
【０１０２】
ＩＩＩ：第３の実施の形態
図４には、電動弁の弁体駆動部に、電動弁診断装置の主体部を構成する第３の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ３を取付けた状態を示している。このバネ圧縮機構Ｘ３は、前記第１の実施形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１の展開例として位置付けられるものであって、前記第１の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１においては加圧源として手動式の油圧ポンプ５０を備えていたのに対して、この実施形態のバネ圧縮機構Ｘ３においては加圧源としてモータを内蔵した電動式の油圧ポンプ５７を備えた点であり、これ以外の部分の構成等は全て第１の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１の場合と同様である。従って、前記バネ圧縮機構Ｘ１の各構成要素と同一の構成要素には図２に付した符号と同じ符号を付すとともに、前記第１の実施の形態における該当説明を援用することで、ここでの説明を省略し、前記相違点についてのみ詳述する。
【０１０３】
この実施の形態のバネ圧縮機構Ｘ３では、前記油圧ポンプ５７を電動式としたことのメリットを最大限に生かすために、コントロールユニット５８を備え、前記バネ圧縮機構Ｘ３による前記スプリングカートリッジ８の圧縮特性を、予め記憶保持しておいた前記スプリングカートリッジ８側の圧縮特性（圧縮力又は圧縮量の時間的な変化）に対応させるようにしている。
【０１０４】
即ち、電動弁の作動時において前記スプリングカートリッジ８の圧縮特性を取得してこれを前記コントロールユニット５８に入力し、ここに記憶保持させる。そして、電動弁を停止させた状態で前記バネ圧縮機構Ｘ３を用いて診断を行う場合には、前記コントロールユニット５８から、予め記憶していた前記スプリングカートリッジ８の圧縮特性を読み出し、前記ロードセル４１又は前記リニアゲージ４２で計測される前記スプリングカートリッジ８の圧縮力又は圧縮量の時間的な変化が、前記スプリングカートリッジ８の圧縮特性に合うように、前記コントロールユニット５８によって、前記油圧ポンプ５７を駆動するモータの回転数（即ち、前記油圧ポンプ５７からの作動油の吐出量に対応）を制御する。
【０１０５】
このように構成することで、前記バネ圧縮機構Ｘ３による前記スプリングカートリッジ８の圧縮力及び圧縮量の時間的な変化が、実際の電動弁の作動状態における前記スプリングカートリッジ８の圧縮特性に適応した状態の下で行われることから、計測値の信頼性が高く、より高精度の診断が可能となる。
【０１０６】
尚、この実施の形態では、前記第１の実施の形態に係るバネ圧縮機構Ｘ１を基礎とし、該バネ圧縮機構Ｘ１において備えられていた手動式の油圧ポンプ５０に代えて電動式の油圧ポンプ５７を備えた構成をもつ前記バネ圧縮機構Ｘ３を例にとって説明したが、係る構成に限定されるものではなく、他の実施の形態では、例えば、「トルクセンサ外付法」を付加した前記第２の実施の形態に係る前記バネ圧縮機構Ｘ２を基礎とし、これに備えられていた手動式の油圧ポンプ５０に代えて電動式の油圧ポンプ５７を備えた構成をもつものにおいても適用できるものである。
【０１０７】
ＩＶ：第４の実施の形態
図５には、前記電動弁に備えられていた前記スプリングカートリッジ８を該電動弁から取り外して、次述の支持冶具６６に取付け、この状態で、前記第１の実施の形態に係る前記バネ圧縮機構Ｘ１を用いて前記スプリングカートリッジ８の圧縮力と圧縮量を計測してそのバネ特性を取得するものを示している。
【０１０８】
即ち、この実施の形態は、例えば、スペース的な制約から前記スプリングカートリッジ８を電動弁に取付けたままでは前記バネ圧縮機構Ｘ１を使用して計測を行うことが困難であるような場合とか、現在使用されているスプリングカートリッジ８の経時変化によって該スプリングカートリッジ８を交換する必要が生じた場合に備えて予め交換用のスプリングカートリッジ８のバネ特性を取得しておくような場合に好適な構成である。そして、この場合においても、前記アダプタ２０を備え、これを介してバネ圧縮機構Ｘ１を支持冶具６６に取付けることで、スプリングカートリッジ８の構造が同一仕様の電動弁に対して該バネ圧縮機構Ｘ１を共用し得るようにしたものである。
【０１０９】
前記支持冶具６６は、基本的には前記電動弁の弁体駆動部と同様の構成を持つように製作されたものであって、所定大きさのブロック体に、前記電動弁の弁体駆動部に設けられた前記小径穴１６及び大径穴１７と同一の小径部６７と大径部６８を形成するとともに、該大径部６８が開口するフランジ部６９には前記アダプタ２０がボルト２２によって締着固定されている。
【０１１０】
そして、このアダプタ２０に前記バネ圧縮機構Ｘ１を取付け、これをボルト５５によって該アダプタ２０側（即ち、前記支持冶具６６側）に取付ける。この支持冶具６６への取付け状態において、前記バネ圧縮機構Ｘ１の前記油圧ポンプ５０を作動させて、前記プッシャ３５によって前記スプリングカートリッジ８を圧縮し、そのときの圧縮力及び圧縮量を前記ロードセル４１及びリニアゲージ４２によってそれぞれ計測し、これら計測値に基づいて前記スプリングカートリッジ８のバネ特性を取得し、電動弁の診断に供する。尚、ここでは、前記バネ圧縮機構Ｘ１の各構成要素と同一の構成要素には図２に付した符号と同じ符号を図５に付すとともに、前記第１の実施の形態における該当説明を援用することで、ここでの説明を省略する。
【０１１１】
この実施の形態の前記バネ圧縮機構Ｘ１においては、前記電動弁から取り出された単体状態の前記スプリングカートリッジ８を前記支持冶具６６に取付けるとともに、該支持冶具６６のフランジ部６９に前記アダプタ２０を介して前記バネ圧縮機構Ｘ１を取付けているので、前記スプリングカートリッジ８を前記バネ圧縮機構Ｘ１によって外部から圧縮し、その圧縮力と圧縮量を計測し、これに基づいて該スプリングカートリッジ８のバネ特性を取得することができ、例えば、前記スプリングカートリッジ８を電動弁に組み付けた状態では計測ができないような条件下における診断作業においても高精度のバネ特性を取得できる。
【０１１２】
また、この実施の形態においては、前記バネ圧縮機構Ｘ１が前記アダプタ２０を介して前記支持冶具６６に取付けられる構成であることから、支持冶具６６の改造等をせずとも、前記スプリングカートリッジ８の構造が同一仕様であれば、これら各スプリングカートリッジ８に対して前記バネ圧縮機構Ｘ１を共用することができる。
さらに、前記アダプタ２０は、前記バネ圧縮機構Ｘ１を前記支持冶具６６に取付ける際において、該支持冶具６６側の構造を変更することなく該支持冶具６６側と前記バネ圧縮機構Ｘ１側の寸法を調整する機能をもつものであり、また前記支持冶具６６は、前記スプリングカートリッジ８を前記弁体駆動部への組み付け状態と同じ条件で組み付け得るように構成されるものであることから、同一構造のアダプタ２０を前記支持冶具６６と前記弁体駆動部の双方に共用することができ、アダプタ２０の共用化による診断コストの低減が期待できる。
【０１１３】
Ｖ：第５の実施の形態
図６には、前記アダプタ２０をバネ圧縮機構以外の診断用機器の取付けに利用した例として、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量を計測するレーザセンサ７０を、次述の支持筒体７１を介して取付けたものを示している。
【０１１４】
前記支持筒体７１は、その軸方向の一端側を、前記アダプタ２０の内周側に嵌挿可能で且つその先端面が前記スプリングカートリッジ８の前記ワッシャ１１に当接可能な小径筒部７１ａとする一方、その他端側を、センサ取付台７２を介して前記レーザセンサ７０が取付けられる大径筒部７１ｂとし、さらに該小径筒部７１ａと大径筒部７１ｂの連続部位には径方向外側に延出するフランジ部７１ｃを設けた鍔付き異径直筒体で構成される。
【０１１５】
そして、前記支持筒体７１は、その小径筒部７１ａを前記アダプタ２０の内周側に挿通させてその先端面を前記スプリングカートリッジ８側の前記ワッシャ１１に当接させ、この状態で前記フランジ部７１ｃをボルト２３によって前記アダプタ２０側に締結することで前記ケーシング１５に固定される。この支持筒体７１の前記ケーシング１５への取付け状態においては、前記レーザセンサ７０の検知部が前記支持筒体７１の内側空間を通して前記可動軸６の先端に取付けられた前記ナット７の頂面に臨んでおり、前記レーザセンサ７０は電動弁の作動に伴って移動する前記可動軸６の移動量、即ち、前記スプリングカートリッジ８の圧縮量を前記ナット７の移動量として計測する。
【０１１６】
このように、前記ケーシング１５側に取付けられた前記アダプタ２０を介して前記レーザセンサ７０を取付ける構成とすることで、前記スプリングカートリッジ８を含む前記弁体駆動部側の改造等を行うことなく、前記各バネ圧縮機構Ｘ１〜Ｘ３と前記レーザセンサ７０とを弁体駆動部に対して選択的に取付けることが可能となる。その結果、例えば、予めスプリングカートリッジの圧縮量と圧縮力を計測にて取得しこれら両者の相関関係、即ち、トルク曲線をデータベースとして保有しておけば、次回以降の診断作業に際しては、前記レーザセンサ７０によってスプリングカートリッジの圧縮量のみを計測すれば、その計測圧縮量に対応する圧縮力を取得し、トルク曲線の校正を行なうことができ、設定トルク等のトルクに関する診断作業の簡易化及び迅速化を図ることができる。
【０１１７】
ＶＩ：第６の実施の形態
図７には、前記アダプタ２０をバネ圧縮機構以外の診断用機器の取付けに利用した他の例として、前記レーザセンサ７０に変えて、差動変位計８０を、次述の支持筒体８１を介して取付けたものを示している。
【０１１８】
前記支持筒体８１は、その軸方向の一端側を、前記アダプタ２０の内周側に嵌挿可能で且つその先端面が前記スプリングカートリッジ８の前記ワッシャ１１に当接可能な大径筒部８１ａとする一方、その他端側を、前記差動変位計８０が取付けられる小径筒部８１ｂとし、さらに該大径筒部８１ａと小径筒部８１ｂの連続部位には径方向外側に延出するフランジ部８１ｃを設けた鍔付き異径直筒体で構成される。
【０１１９】
前記小径筒部８１ｂの軸芯部には、ロッド状の作動子８２が貫通配置されるとともに、該作動子８２の一端は前記可動軸６の外端に対して当接可能とされる一方、該作動子８２の他端は、前記小径筒部８１ｂの外端部に取付けられた前記差動変位計８０に連結されている。また、前記作動子８２は、バネ８３によって常時、前記大径筒部８１ａ側へ押圧付勢されている。
【０１２０】
そして、前記支持筒体８１は、その大径筒部８１ａを前記アダプタ２０の内周側に挿通させてその先端面を前記スプリングカートリッジ８側の前記ワッシャ１１に当接させ、この状態で前記フランジ部８１ｃをボルト２３によって前記アダプタ２０側に締結することで前記ケーシング１５に固定される。この支持筒体８１の前記ケーシング１５への取付け状態においては、前記作動子８２は、前記バネ８３の付勢力によって前記可動軸６の外端に対して当接されており、可動軸６の軸方向変位に追従してこれと一体的に軸方向へ移動する。この作動子８２の軸方向変位が前記差動変位計８０によって前記スプリングカートリッジの圧縮量として計測される。
【０１２１】
このように、前記ケーシング１５側に取付けられた前記アダプタ２０を介して前記差動変位計８０を取付ける構成とすることで、前記スプリングカートリッジ８を含む前記弁体駆動部側の改造等を行うことなく、前記各バネ圧縮機構Ｘ１〜Ｘ３と前記差動変位計８０とを弁体駆動部に対して選択的に取付けることが可能となる。その結果、前記レーザセンサ７０の場合と同様に、例えば、予めスプリングカートリッジの圧縮量と圧縮力を計測にて取得しこれら両者の相関関係、即ち、トルク曲線をデータベースとして保有しておけば、次回以降の診断作業に際しては、前記差動変位計８０によってスプリングカートリッジの圧縮量のみを計測すれば、その計測圧縮量に対応する圧縮力を取得し、トルク曲線の校正を行なうことができ、設定トルク等のトルクに関する診断作業の簡易化及び迅速化を図ることができる。
【０１２２】
ＶＩＩ：第７の実施の形態
図９には、図１に示したものと同様の構成をもつ電動弁の弁体駆動部に、油漏れ防止機能を持つアダプタ２０を介してキャップ２１を取付けた、電動弁の運転状態を示している。また、図１０には、上記キャップ２１に代えてバネ圧縮機構Ｘ４を取り付けた電動弁診断時の状態を示している。尚、前記アダプタ２０及び前記キャップ２１以外の前記スプリングカートリッジ８側の各部材の構成は図１に示した第１の実施形態の場合と同様であるので、これら各部材には図１の各部材に対応させて同一の符号を付すことで、ここでの具体的な構造等の説明を省略する。
【０１２３】
ところで、このように前記アダプタ２０を、油漏れ防止機能をもつ構成とした趣旨は以下の通りである。
【０１２４】
即ち、図１５に示すように、電動弁の弁体駆動部においては、ケーシング１０２に設けた嵌挿孔１０８内に、複数の皿バネ１１０を前後一対のワッシャ１０４，１０５で挟んだ状態で可動軸１１１の小径部分１１１ａに取り付けてなるスプリングカートリッジ１０３が嵌挿されるとともに、前記嵌挿孔１０８の端部には、本体部１０１ａと円筒部１０１ｂ及びフランジ部１０１ｃを備えた一体型のキャップ１０１が、前記円筒部１０１ｂを前記嵌挿孔１０８に嵌挿させた状態で前記フランジ部１０１ｃを前記ケーシング１０２の端面１０２ａにボルト１０６で締着することで取り付けられている。前記キャップ１０１の取付け状態においては、前記円筒部１０１ｂの先端面が前記スプリングカートリッジ１０３側の前記ワッシャ１０５に当接しており、これによって前記スプリングカートリッジ１０３の一端側が位置決めされ、該スプリングカートリッジ１０３の軸方向外方側（図中右方向）への圧縮が可能となっている。
【０１２５】
そして、前記スプリングカートリッジ１０３の装着部分には、グリース等の高粘性潤滑油が充填封入されているが、電動弁の通常運転時には、前記キャップ１０１が取付けられていることから該キャップ１０１によって潤滑油の外部への漏出が防止されている。即ち、前記キャップ１０１は、前記スプリングカートリッジ１０３の位置決め機能と潤滑油漏出防止機能をもつものである。
【０１２６】
しかし、電動弁の診断作業を行う場合には、前記キャップ１０１を弁体駆動部から取り外し、これに代えてバネ圧縮機構等の診断用機器を弁体駆動部に取付けるため、この診断用機器の着脱時には前記キャップ１０１による潤滑油の漏出防止作用が消滅し、前記スプリングカートリッジ１０３側から外部へ潤滑油が漏出することが考えられる。この場合、潤滑油は比較的高粘性で流動性が低いため、キャップ１０１の取り外しによって一気に漏出するようなことはないものの、時間の経過とともに流れ出し、電動弁周辺を汚損し、作業上の安全性とか作業環境が損なわれる等の問題を生じるとともに、診断作業完了時点での潤滑油の補充量が多くなり、診断コストの上昇を招来する等の問題がある。
【０１２７】
また、このような電動弁からの潤滑油の漏出は、特に、原子力発電所の放射線管理区域の電動弁では、漏油への放射性物質の付着や放射性廃棄物の増加につながる恐れもある。
【０１２８】
このような事情に鑑み、この実施形態では、前記アダプタ２０に油漏れ防止機能をもたせたものである。
【０１２９】
この実施の形態では、図９及び図１０に示すように、前記アダプタ２０を、フランジ部２０ａと筒部２０ｂを備えた鍔付き筒状形体とするとともに、該筒部２０ｂの外端部には、丸孔２７を該筒部２０ｂの軸心から上方へオフセットさせて形成した壁を一体に設け、この壁の前記丸孔２７より下側部分を堰体２６としている。
【０１３０】
さらに、前記アダプタ２０の内側には、有底筒状形態をもつ中間体２５が、その底壁２５ａを前記アダプタ２０の前記堰体２６側に向けた状態で、摺動可能に収容されている。また、この中間体２５の底壁２５ａには、該中間体２５の軸心上に位置するようにして、丸穴で構成される開口２５ｂが形成されている。この開口２５ｂは、次述の第８の実施の形態のように前記アダプタ２０を介してウォーム移動量計測手段としての差動変位計を取付ける場合においてはその作動子の挿通孔として利用され、第９の実施形態のように前記アダプタ２０を介してウォーム移動量計測手段としてのレーザセンサを取付ける場合においてはレーザ光の投射孔として利用される。
【０１３１】
そして、前記中間体２５は、前記アダプタ２０の内側に収容されるが、その場合、該中間体２５の底壁２５ａの肩部が、前記アダプタ２０の前記堰体２６の肩部に当接することで、該アダプタ２０に対する軸方向の一方側（即ち、前記堰体２６側）への位置決め（相対移動の制限）がなされる。
【０１３２】
一方、前記中間体２５は、前記アダプタ２０に対してその軸方向の他方側（前記中間体２５が前記アダプタ２０に対してその軸方向内側へ抜け出る方向）には相対移動が可能とされている。
【０１３３】
前記アダプタ２０は、その内部に前記中間体２５を組込んだ状態で一体的にケーシング１５側に組付けられ、ボルト２２により該ケーシング１５の端面１５ａ上に締着固定される。
【０１３４】
そして、電動弁の通常運転時には、図９に示すように、前記アダプタ２０の外端側には、前記堰体２６を覆うように、キャップ２１が螺合固定される。このキャップ２１を取り付けた状態では、該キャップ２１によって前記スプリングカートリッジ８の外端側が完全に閉塞されるため、この状態で電動弁が運転されても、該スプリングカートリッジ８部分に充填された潤滑油が外部へ漏出することはない。
【０１３５】
一方、例えば、電動弁の設定トルクの診断を行うべく、図１０に示すように、前記アダプタ２０にバネ圧縮機構Ｘ４を取り付ける場合には、それに先立って、前記キャップ２１を前記アダプタ２０から取り外すことが必要である。この場合、前記キャップ２１の取り外しによって該キャップ２１による油漏れ防止機能が消滅するため、前記スプリングカートリッジ８部分に充填された潤滑油が外部へ漏れ出るおそれがある。
【０１３６】
係る場合、この実施の形態のものでは、前記アダプタ２０の外端側に、前記堰体２６が存在しているため、該堰体２６がその堰止機能を発揮し、前記スプリングカートリッジ８部分に充填された潤滑油が前記アダプタ２０を通って外部へ漏れ出るのが防止される。この場合、前記潤滑油が高粘性であることから、前記堰体２６に前記開口２７が設けられていたとしても、この開口２７からの漏出は極めて少なく抑えられる。
【０１３７】
この結果、潤滑油の漏出による電動弁周辺の汚損が未然に防止され、作業上の安全性と良好な作業環境の確保が担保される。また、潤滑油の漏出が無い分だけ、作業完了後に補充充填される潤滑油量が減少し、延いては電動弁診断に伴う経費削減が促進される。
【０１３８】
また、潤滑油の漏出防止を、構造が簡単で且つ安価な構成の堰体によって行うようにしていることから、例えば、高度のシール性をもつ軸封構造を使用するような場合に比して、潤滑油の漏出防止に伴う経費が低減され極めて経済的である。
【０１３９】
さらに、前記中間体２５が前記アダプタ２０側に設けられていることによって、次のような効果が得られる。
【０１４０】
第１に、前記中間体２５が前記アダプタ２０側に設けられているので、該中間体２５と前記スプリングカートリッジ８との相対位置関係は、前記アダプタ２０に前記キャップ２１を取付けて使用される通常の電動弁の運転状態時と、前記アダプタ２０に前記バネ圧縮機構Ｘ４を取付けて使用される電動弁の診断状態時の双方において同一であって、運転時と同一条件の下で電動弁の診断を行うことができることから、実際の運転状態に対応した信頼性の高い高精度の診断が実現される。
【０１４１】
第２に、前記中間体２５が、診断時に前記アダプタ２０に取付けられる前記バネ圧縮機構Ｘ４側には存在しないことから、例えば、前記バネ圧縮機構Ｘ４側に前記中間体２５が設けられる構成の場合に比して、該バネ圧縮機構Ｘ４の構造が簡略化され、その結果、前記バネ圧縮機構Ｘ４の小型軽量化及び製作コストの低廉化が促進され、延いては小型軽量化に基づく診断作業における作業性の向上及び作業コストの低減が可能となる。
【０１４２】
また、前記アダプタ２０は、前記中間体２５を内蔵し、これら両者で複数の異なる機能を分担するようになっている。即ち、前記アダプタ２０は、それ自体によって弁体駆動部に対する前記バネ圧縮機構Ｘ４の取付機能と、前記スプリングカートリッジ８側からの潤滑油の漏出防止機能を実現する一方、前記中間体２５は、前記スプリングカートリッジ８の一端の位置決め機能を実現するものである。
【０１４３】
このような機能分担の結果、以下のような特有の作用効果が得られる。即ち、第１に、前記中間体２５は、図１５に示す従来のキャップ１０１と同様に、前記スプリングカートリッジ８の位置決め機能をもつものであるが、該キャップ１０１が比較的大型で且つ鍛造一体成形品で構成されるのに対して、小形で且つ切削加工によってより高精度に成形でき、例えば、前記アダプタ２０の着脱を伴う前記スプリングカートリッジ８の交換時等においては、前記中間体２５による前記スプリングカートリッジ８の位置決め状態をより高精度に再現することができる。この結果、前記スプリングカートリッジ８部分におけるガタ量の管理が容易となり、延いては電動弁の診断精度の向上が期待できる。
【０１４４】
第２に、電動弁の診断に際しては、前記アダプタ２０から前記キャップ２１を取り外し、これに代えて前記バネ圧縮機構Ｘ４を取り付けるが、この場合、このキャップ２１は前記アダプタ２０及び中間体２５とは別体とされ、通常運転時において潤滑油の漏出防止機能を発揮すれば足りるものであって、例えば、図１５に示す従来のキャップ１０１のように潤滑油の漏出防止機能とスプリングカートリッジ１０３の位置決め機能を併有した一体構成のものに比して、小形軽量でその取り扱いが容易であることから、作業性が向上し、作業コストの低減が図られる。
【０１４５】
ここで、図１０を参照して、電動弁の設定トルクの診断を行うべく、前記アダプタ２０から前記キャップ２１を取り外し、これに代えて、バネ圧縮機構Ｘ４を取り付けた状態における構造等を簡単に説明する。このバネ圧縮機構Ｘ４は、前記第１の実施形態におけるバネ圧縮機構Ｘ１（図２参照）と基本構成を同じにするもので、これと異なる点は、前記アダプタ２０に前記堰体２６が一体的に設けられているとともに、該アダプタ２０の内側には前記中間体２５が備えられており、しかもこの中間体２５が前記バネ圧縮機構Ｘ１における前記プッシャ３５の筒部３６と同様の働きを為すことから、該プッシャ３５の構造が簡略化されている点である。
【０１４６】
前記バネ圧縮機構Ｘ４は、前記アダプタ２０に着脱自在に締着固定される基体３１と、該基体３１の軸心部分に取付けられるプッシャ３５と、該プッシャ３５の端部に配置されるシリンダ構成体４５とを備えて構成される。
【０１４７】
前記基体３１は、その軸心部に小径穴３２を形成した厚肉円板状の基部３１ａと、該基部３１ａの一端側に連続した筒状体であってその内周側を大径穴３３とした筒部３１ｂと、前記基部３１ａの端部に設けられた第１のフランジ部３１ｃと、前記筒部３１ｂの端部に設けられた第２のフランジ部３１ｄを備えた両鍔付き有底筒状形態とされる。また、前記基体３１の前記筒部３１ｂの一側には、軸方向に延びるスリット状の開口３４が形成されている。
【０１４８】
前記プッシャ３５は、ロッド状の軸部３７を備えるとともに、該軸部３７の先端部には、前記アダプタ２０側の前記中間体２５の底壁２５ａに当接される円板状の当接部３７ａを設けている。また、前記軸部３７の軸方向中間位置には、円形鍔状のガイド部３８が付設されている。そして、前記軸部３７の前記ガイド部３８よりも前記当接部３７ａ寄りの部位は、前記基体３１側の前記小径穴３２に摺動可能に嵌挿されている。
【０１４９】
また、前記軸部３７の前記ガイド部３８部分は、前記基体３１の大径穴３３に摺動可能に嵌挿されている。さらに、前記軸部３７の前記ガイド部３８よりも外端寄りの部分は、シリンダロッドとして機能するものであって、その端部外周にはパッキン５２が嵌装されている。
【０１５０】
そして、前記アダプタ２０を介して前記バネ圧縮機構Ｘ４を取付ける場合には、前記プッシャ３５の先端側の前記当接部３７ａを、前記アダプタ２０の前記開口２７を通して前記中間体２５側に差し入れ、該当接部３７ａを該中間体２５の底壁２５ａに当接させる。
【０１５１】
尚、前記プッシャ３５以外の各部材の構成及び作用は前記第１の実施形態のバネ圧縮機構Ｘ１の場合と同様であるので、これらについては第１の実施の形態における該当説明を援用することとし、ここでの説明を省略する。
【０１５２】
この実施の形態のものにおいては、前記バネ圧縮機構Ｘ４が作動され、前記プッシャ３５が前方へ押し出されると、このプッシャ３５の変位が、該プッシャ３５の前記当接部３７ａを介して前記中間体２５に伝達され、該中間体２５が前記スプリングカートリッジ８側へ移動されることで該スプリングカートリッジ８が圧縮される。
【０１５３】
そして、このとき、前記スプリングカートリッジ８に付加されている圧縮力は、前記ロードセル４１によって計測される。また、これと同時に、前記リニアゲージ４２によって、前記プッシャ３５の移動量が前記スプリングカートリッジ８の圧縮量として計測される。このように、それぞれ計測された前記スプリングカートリッジ８の圧縮力と圧縮量から、前記スプリングカートリッジ８のバネ特性（又は、スプリングカートリッジ８の圧縮量とトルクの関係を示すトルク曲線）を取得することができ、さらに、このバネ特性を参照することで、例えば、前記スプリングカートリッジ８の現在の張込荷重と前回の診断時における張込荷重とを対比し、前記スプリングカートリッジ８の経時変化の度合いとか変化傾向、さらには前記スプリングカートリッジ８の交換時期を予測することができることは前記第１の実施の形態の場合と同じである。
【０１５４】
ＶＩＩＩ：第８の実施の形態
図１２には、図１に示したものと同様の構成をもつ電動弁の弁体駆動部に、油漏れ防止機能を持つアダプタ２０を介してバネ圧縮機構Ｘ５を装着した状態を示している。このバネ圧縮機構Ｘ５は、前記第７の実施の形態の図１０に示したバネ圧縮機構Ｘ４に、第２の実施の形態の図３に示した差動変位計６０を付設した構成をもつものであって、前記差動変位計６０の連動棒６１の先端に設けられた受部６２を、前記アダプタ２０の丸孔２７及び前記中間体２５の底壁２５ａに設けられた開口２５ｂをそれぞれ通して前記スプリングカートリッジ８側へ突出させ、前記可動軸６の端面に当接させている。即ち、この実施形態では、前記アダプタ２０の丸孔２７及び前記中間体２５の開口２５ｂは共に、前記差動変位計６０の連動棒６１及び受部６２の挿通孔として利用されている。
【０１５５】
尚、前記バネ圧縮機構Ｘ５の構成及び作用効果は、上述の第２の実施の形態及び第７の実施の形態の場合と同様であるため、図１２の各構成部材には、図３及び図１０に記載の各部材を対応させてこれらと同一の符号を付し、第２の実施の形態及び第７の実施の形態の該当説明を援用することで、ここでの具体的な構造等の説明は省略する。
【０１５６】
ＩＸ：第９の実施の形態
図１３には、図１に示したものと同様の構成をもつ電動弁の弁体駆動部に、油漏れ防止機能を持つアダプタ２０を介して、第５の実施の形態の図６に示したレーザセンサ７０を装着した状態を示している。そして、このレーザセンサ７０においては、該レーザセンサ７０から投射されるレーザ光を、前記アダプタ２０の丸孔２７及び前記中間体２５の底壁２５ａに設けられた開口２５ｂをそれぞれ通して、前記スプリングカートリッジ８側の前記ナット７の頂面に照射するようにしている。即ち、この実施形態では、前記アダプタ２０の丸孔２７及び前記中間体２５の開口２５ｂは共に、前記レーザセンサ７０から投射されるレーザ光の投射孔として利用されている。
【０１５７】
尚、前記レーザセンサ７０の構成及び作用効果は、上述の第５の実施形態の場合と同様であるため、図１３の各構成部材には、図６に記載の各部材を対応させてこれらと同一の符号を付し、第５の実施の形態の該当説明を援用することで、ここでの具体的な構造等の説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】通常運転状態における電動弁の弁体駆動部の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示した弁体駆動部に本願発明の第１の実施の形態に係る電動弁診断装置の主体部を構成するバネ圧縮機構を装着した状態を示す断面図である。
【図３】図１に示した弁体駆動部に本願発明の第２の実施の形態に係る電動弁診断装置の主体部を構成するバネ圧縮機構を装着した状態を示す断面図である。
【図４】図１に示した弁体駆動部に本願発明の第３の実施の形態に係る電動弁診断装置の主体部を構成するバネ圧縮機構を装着した状態を示す断面図である。
【図５】弁体駆動部から取り出したスプリングカートリッジを、バネ圧縮機構を使用して診断する状態を示す断面図である。
【図６】弁体駆動部にレーザセンサを装着した状態を示す断面図である。
【図７】弁体駆動部に差動変位計を装着した状態を示す断面図である。
【図８】スプリングカートリッジのバネ特性取得手法の説明図である。
【図９】通常運転状態における油漏れ防止機能をもつアダプタを備えた弁体駆動部の構造を示す断面図である。
【図１０】油漏れ防止機能をもつアダプタを介して弁体駆動部にバネ圧縮機構を装着した状態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視図である。
【図１２】油漏れ防止機能をもつアダプタを介して弁体駆動部に差動変位計を備えたバネ圧縮機構を装着した状態を示す断面図である。
【図１３】油漏れ防止機能をもつアダプタを介して弁体駆動部にレーザセンサを装着した状態を示す断面図である。
【図１４】従来のバネ圧縮機構を用いたバネ特性取得手法の説明図である。
【図１５】従来のスプリングカートリッジ部分の構造図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１      ・・弁棒
２      ・・ウォームホイール
３      ・・ウォーム
４      ・・ウォーム軸
５      ・・ステムナット
６      ・・可動軸
７      ・・ナット
８      ・・スプリングカートリッジ
９      ・・皿バネ
１０    ・・ワッシャ
１１    ・・ワッシャ
１２    ・・ストッパ
１３    ・・トルクスイッチ
１４    ・・モータ軸
１５    ・・ケーシング
１６    ・・小径穴
１７    ・・大径穴
１８    ・・肩部
１９    ・・軸受
２０    ・・アダプタ
２１    ・・キャップ
２２    ・・ボルト
２３    ・・ボルト
２５    ・・中間体
２６    ・・堰体
２７    ・・丸孔
３１    ・・基体
３２    ・・小径穴
３３    ・・大径穴
３４    ・・開口
３５    ・・プッシャ
３６    ・・筒部
３７    ・・軸部
３８    ・・ガイド部
３９    ・・延設部
４０    ・・圧力室
４１    ・・ロードセル
４２    ・・リニアゲージ
４３    ・・作動子
４４    ・・摺動穴
４５    ・・シリンダ構成体
４６    ・・油路
４７    ・・嵌合固定部
４８    ・・ブラケット
５０    ・・油圧ポンプ
５１    ・・操作ハンドル
５２    ・・パッキン
５３    ・・パッキン
５４    ・・パッキン
５５    ・・ボルト
５７    ・・油圧ポンプ
５８    ・・コントロールユニット
６０    ・・差動変位計
６１    ・・連動棒
６２    ・・受部
６３    ・・バネ受け
６４    ・・バネ
６６    ・・支持冶具
６７    ・・小径部
６８    ・・大径部
６９    ・・フランジ部
７０    ・・レーザセンサ
７１    ・・支持筒体
７２    ・・センサ取付台
８０    ・・差動変位計
８１    ・・支持筒体
８２    ・・作動子
８３    ・・バネ
Ｘ１    ・・バネ圧縮機構
Ｘ２    ・・バネ圧縮機構
Ｘ３    ・・バネ圧縮機構
Ｘ４    ・・バネ圧縮機構
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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