(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも負荷トルクに応じて軸方向へ所定量移動する回動軸を有する弁操作装置の装置ケースに固定されるスイッチベースと、当該スイッチベースに前記回動軸と直交する向きで回動自在に軸支される略軸状体で形成され、一端部が前記スイッチベースへの軸支部分に対して偏心して回転軸外周の一部に係合し、回転軸の軸方向変位を略軸状体の回動変位に変換するクランク軸と、当該クランク軸の他端部からクランク軸に対する径方向へ所定寸法延出させて配設されるスイッチ切替部と、前記クランク軸近傍に取付けられ、クランク軸に対する接線方向への変位により開閉状態を切替える可動部を有するスイッチと、前記クランク軸に所定角度回動自在且つ前記スイッチの可動部に接触可能に取付けられ、前記スイッチの可動部に接触する向きに付勢され、前記クランク軸の回動に伴って移動する前記スイッチ切替部の軌道上に一部が位置してスイッチ切替部に接触可能なスイッチ押圧レバーとを備え、前記弁操作装置の回動軸の所定負荷トルクに基づく軸方向移動に伴って前記クランク軸が所定角度回動すると、前記スイッチの可動部を付勢により押圧している前記スイッチ押圧レバーがクランク軸と共に移動した前記スイッチ切替部に押されて回動し、スイッチ押圧レバーがスイッチから離れる向きに移動してスイッチの可動部を押圧状態から解放し、スイッチの可動部が前記押圧方向と逆向きに動いてスイッチの開閉状態が切り替る仕組みであるトルクスイッチにおいて、
前記スイッチ押圧レバーが前記スイッチの可動部を解放している状態で、前記クランク軸が前記回動方向と逆方向に所定角度回動するまでスイッチ押圧レバーをスイッチ側への付勢に抗して拘束し、スイッチを押圧しない状態を保つスイッチ保持手段を備え、
当該スイッチ保持手段が、前記クランク軸と平行な軸を中心に回動自在に軸支され且つ回動に伴う回動中心から所定寸法離れた一端部の移動の軌道が前記スイッチ押圧レバーの前記スイッチに向う移動の軌道と略直交する所定の配置で前記スイッチベースに配設されてなり、前記スイッチ押圧レバーがスイッチの可動部を解放している状態で、所定の付勢力を与えられて回動し、前記一端部をスイッチ押圧レバーに接触係合させてスイッチ押圧レバーのスイッチ側への移動を拘束すると共に、前記クランク軸が前記逆方向に前記所定角度回動した状態で、付勢力の向きと逆方向に回動され、スイッチ押圧レバーから一端部を離してスイッチ押圧レバーの拘束を解くスイッチ保持レバーであることを
特徴とするトルクスイッチ。
【請求項２】
前記請求項１に記載のトルクスイッチにおいて、
前記スイッチ切替部近傍で前記クランク軸と一体に配設される保持レバー解放体を備えると共に、
前記スイッチ保持レバーが、前記一端部をスイッチ押圧レバーに接触係合させている状態で、前記保持レバー解放体のクランク軸回動に伴う移動の軌道上に少なくとも一部を位置させてなり、
前記スイッチ押圧レバーが前記スイッチの可動部を解放している状態から前記クランク軸が前記逆方向に回動すると、前記保持レバー解放体が前記スイッチ保持レバーの一部に接触し、前記クランク軸が前記逆方向に前記所定角度回動した状態で保持レバー解放体が前記スイッチ保持レバーの一部を保持レバー解放体の軌道から外れる位置まで押しのけてスイッチ保持レバーを前記一端部がスイッチ押圧レバーから離れる位置まで回動させることを
特徴とするトルクスイッチ。
【請求項３】
前記請求項２に記載のトルクスイッチにおいて、
前記保持レバー解放体が、クランク軸と平行をなす略円柱状のピンとして配設されると共に、
前記スイッチ保持レバーが、前記保持レバー解放体の移動の軌道上に位置する部分として、前記クランク軸と平行な略円筒体のローラを回動自在に配設されてなり、
前記保持レバー解放体の周側面が前記スイッチ保持レバーのローラの周側面に接触することを
特徴とするトルクスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁操作装置において負荷トルク状態に応じて適切に動作切替を行うトルクスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体を給送する管路に配設される弁においては、開閉操作機構として手動機構の他、電動機を用いる遠隔操作機構が一般的となっている。こうした電動機を用いた弁操作機構では、従来から、全閉時に締切り状態を完全にするため、弁の閉位置において弁座面の力が増大し、操作部の駆動トルクが定められた値以上になった時に、トルクスイッチを動作させて電動機を停止させ、弁の閉止動作を停止させるトルクストップ（トルクシーティング）方式が採用されている。
【０００３】
こうした従来の弁操作機構に用いられているトルクスイッチの一例を図８ないし図１１に示す。この図８は従来のトルクスイッチを用いる弁操作装置の断面図、図９は従来のトルクスイッチを用いる弁操作装置の他の断面図、図１０は従来のトルクスイッチの正面図、図１１は従来のトルクスイッチの側面図を示す。
【０００４】
前記各図において従来のトルクスイッチ１１０を用いる弁操作装置１００は、管路中に配設される弁（図示を省略）と組合わせて用いられる装置であり、前記弁に隣接させて配設される装置ケース１０１と、この装置ケース１０１内に回動自在に配設される略筒状のスリーブ１０２と、このスリーブ１０２内に軸方向摺動可能に一部挿入されてスリーブ１０２と一体で回動可能に配設される略筒状体で形成され、前記弁の弁軸端部（図示を省略）を内側に螺合させてなるステムブッシュ１０３と、前記スリーブ１０２外周に回動自在に配設されるウォームホイール１０４と、このウォームホイール１０４の近傍の前記スリーブ１０２外周に軸方向摺動自在且つスリーブ１０２と一体に回動可能に配設され、スリーブ１０２上を移動して手回し用ハンドル１０８とスリーブ１０２との連動、又はウォームホイール１０４とスリーブ１０２との連動を切替え可能とするクラッチ１０５と、前記装置ケース１０１に回動自在に配設され、軸方向中間位置にウォームホイール１０４に噛合するウォーム１０６ａを形成されてなるウォーム軸１０６と、前記装置ケース１０１外側に配設されて前記ウォーム軸１０６を駆動する電動機１０７とを備える構成である。
【０００５】
前記ウォーム軸１０６は、前記装置ケース１０１に軸受１０１ａを介して回動自在に軸支されると共に軸方向に所定範囲移動自在とされてなり、ウォーム１０６ａに対し一端側には電動機１０７から駆動力を受ける歯車１０６ｂを配設されると共に、軸上の二箇所から鍔状に突出して間にトルクスイッチ１１０端部を係合させるトルク検出部１０６ｃを形成され、さらに、他端側にはウォームホイール１０４からの負荷トルクで軸全体が中立位置から軸方向にずれた場合にずれと反対方向の付勢力を与えるトルクスプリング１０６ｄを配設される構成である。
【０００６】
そして、従来のトルクスイッチ１１０は、前記弁操作装置１００の装置ケース１０１内部に支持固定されるスイッチベース１１１と、このスイッチベース１１１に前記ウォーム軸１０６と直交する向きで回動自在に軸支され、前記スイッチベース１１１への軸支部分に対して偏心した一端部を前記ウォーム軸１０６のトルク検出部１０６ｃに係合させてウォーム軸１０６の軸方向の動きに合わせて回動するクランク軸１１２と、このクランク軸１１２の他端側に略鍔状に形成され、クランク軸１１２を中心とする所定径位置に円弧状の長孔（図４（Ａ）参照；長孔１３ａ）を有する目盛板１１３と、この目盛板１１３の長孔に位置調整自在に配設されるスイッチ切替用螺子１１４と、前記クランク軸１１２に回動自在に取付けられ、ねじりばね１１５で所定回動方向に付勢されてなるスイッチ押圧レバー１１６と、前記スイッチベース１１１に取付けられる前記電動機１０７制御用のスイッチ１１７とを備える構成である。前記スイッチ押圧レバー１１６は、ねじりばね１１５により前記クランク軸１１２に対しスイッチ１１７に近付く向きに付勢され、他から拘束力を受けない限りスイッチ１１７の可動部１１７ａを押圧してスイッチ１１７の開閉いずれかの状態を保持する。
【０００７】
上記した従来のトルクスイッチの動作について説明する。弁を開放状態から閉止させた場合など、弁軸と一体に回動するウォームホイール１０４が回転できない状態になると、電動機１０７から駆動力を受けて回転を続けているウォーム軸１０６のウォーム１０６ａが負荷トルクの上昇でウォームホイール１０４に対しウォーム回転方向と逆向きの力を受け、ウォーム軸１０６全体がトルクスプリング１０６ｄによる付勢力を受けながら負荷トルクに応じた距離だけ軸方向に移動する。ウォーム軸１０６が軸方向に移動すると、ウォーム軸１０６に係合するトルクスイッチ１１０のクランク軸１１２及び目盛板１１３がスイッチベース１１１に対し回転し、ウォーム軸１０６の変位が回動変位に置換えられる。
【０００８】
あらかじめ作動限度として設定した負荷トルクに対応する軸方向位置までウォーム軸１０６が移動すると、クランク軸１１２もこの負荷トルクに対応した所定角度まで回転し、目盛板１１３に取付けられたスイッチ切替用螺子１１４がスイッチ押圧レバー１１６に接触してスイッチ押圧レバー１１６を押し、スイッチ押圧レバー１１６がスイッチ１１７の可動部１１７ａを解放し、スイッチ１１７の開閉状態が入れ替る。こうしてトルクスイッチ１１０のスイッチ１１７が作動することで電動機１０７の回動を適切に停止制御できる。
【０００９】
一方、閉止状態から弁を開放させる場合など、電動機を前記と逆向きに起動させる際には、電動機１０７を作動させてウォーム軸１０６を前記と逆向きの弁開放方向に回転させると、ウォーム軸１０６は駆動力を受けて前記と逆の軸方向に移動し、クランク軸１１２は移動に伴って回転し、ねじりばね１１５から付勢力を受けるスイッチ押圧レバー１１６は目盛板１１３及びスイッチ切替用螺子１１４の移動に伴ってスイッチ１１７側に移動し、スイッチ押圧レバー１１６がスイッチ１１７の可動部１１７ａを押圧し、スイッチ１１７を元の状態に復帰させる。そのままクランク軸１１２が回転すると、スイッチ１１７を押圧して停止したスイッチ押圧レバー１１６からスイッチ切替用螺子１１４が離れて移動する。このように、従来のトルクスイッチ１１０では、電動機１０７でウォーム軸１０６の回転駆動を行って弁を開閉し、最終的に弁が閉止位置又は開放の限界位置まで移動した場合に、スイッチ１１７を作動させて電動機１０７を確実に停止させられ、過負荷による悪影響を防げる。
【００１０】
また、弁においては、操作機構と弁軸が一体の場合、高温の流体を給送する管路で弁を温まった状態で閉じると、高温流体が流れ込まないことによる弁下流側の温度低下で弁軸の収縮が起り、弁体と弁座の密着力が低下してトラブルの原因になることがある。こうした現象を防ぐために、従来から、弁軸を弁閉鎖側に付勢する緩衝ばねを操作機構に内蔵し、温度低下による弁軸の収縮が起きても弁体を弁座に押付けて密着させる仕組みが使用されている。前記従来の弁操作装置１００においては、弁軸と一体のステムブッシュ１０２を弁閉止状態で常に弁閉止方向に付勢する緩衝ばね１０９を装置ケース１０１内に配設し、閉止状態で温度低下による弁軸の収縮が起きても緩衝ばね１０９による付勢でステムブッシュ１０２を介して弁軸に弁閉止方向の力を与え、弁体を弁座に押付けることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトルクスイッチは以上のように構成されていたが、前記した弁全閉後の弁軸収縮が生じて緩衝ばね１０９により弁軸が弁閉止側に若干移動すると、ウォームホイール１０４も弁閉止方向に少し回動してウォーム軸１０６の負荷トルクを減少させ、トルクスプリング１０６ｄの付勢力でウォーム軸１０６が中立側に多少戻ることから、トルクスイッチ１１０のクランク軸１１２がこの動きにそのまま反応し、スイッチ１１７を元の状態に復帰させることとなる。この時、電動機１０７が再び閉止方向へ回り出してしまうことに加え、弁操作をコンピュータ制御としている場合、弁閉止状態でも電動機１０７が作動しているということで異常と判断され、制御上問題があるという課題を有した。
【００１２】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、弁軸収縮に伴う負荷トルク減少で電動機が誤動作する等のトラブルを防ぎ、弁操作機構の信頼性を向上させる弁操作装置のトルクスイッチを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るトルクスイッチは、少なくとも負荷トルクに応じて軸方向へ所定量移動する回動軸を有する弁操作装置の装置ケースに固定されるスイッチベースと、当該スイッチベースに前記回動軸と直交する向きで回動自在に軸支される略軸状体で形成され、一端部が前記スイッチベースへの軸支部分に対して偏心して回転軸外周の一部に係合し、回転軸の軸方向変位を略軸状体の回動変位に変換するクランク軸と、当該クランク軸の他端部からクランク軸に対する径方向へ所定寸法延出させて配設されるスイッチ切替部と、前記クランク軸近傍に取付けられ、クランク軸に対する接線方向への変位により開閉状態を切替える可動部を有するスイッチと、前記クランク軸に所定角度回動自在且つ前記スイッチの可動部に接触可能に取付けられ、前記スイッチの可動部に接触する向きに付勢され、前記クランク軸の回動に伴って移動する前記スイッチ切替部の軌道上に一部が位置してスイッチ切替部に接触可能なスイッチ押圧レバーとを備え、前記弁操作装置の回動軸の所定負荷トルクに基づく軸方向移動に伴って前記クランク軸が所定角度回動すると、前記スイッチの可動部を付勢により押圧している前記スイッチ押圧レバーがクランク軸と共に移動した前記スイッチ切替部に押されて回動し、スイッチ押圧レバーがスイッチから離れる向きに移動してスイッチの可動部を押圧状態から解放し、スイッチの可動部が前記押圧方向と逆向きに動いてスイッチの開閉状態が切り替る仕組みであるトルクスイッチにおいて、前記スイッチ押圧レバーが前記スイッチの可動部を解放している状態で、前記クランク軸が前記回動方向と逆方向に所定角度回動するまでスイッチ押圧レバーをスイッチ側への付勢に抗して拘束し、スイッチを押圧しない状態を保つスイッチ保持手段を備え、当該スイッチ保持手段が、前記クランク軸と平行な軸を中心に回動自在に軸支され且つ回動に伴う回動中心から所定寸法離れた一端部の移動の軌道が前記スイッチ押圧レバーの前記スイッチに向う移動の軌道と略直交する所定の配置で前記スイッチベースに配設されてなり、前記スイッチ押圧レバーがスイッチの可動部を解放している状態で、所定の付勢力を与えられて回動し、前記一端部をスイッチ押圧レバーに接触係合させてスイッチ押圧レバーのスイッチ側への移動を拘束すると共に、前記クランク軸が前記逆方向に前記所定角度回動した状態で、付勢力の向きと逆方向に回動され、スイッチ押圧レバーから一端部を離してスイッチ押圧レバーの拘束を解くスイッチ保持レバーであるものである。
【００１４】
このように本発明においては、スイッチの可動部を解放した状態となったスイッチ押圧レバーを拘束するスイッチ保持手段を配設し、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが押圧した状態からクランク軸が回動してスイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放した状態となった後、クランク軸が逆方向に回動し、スイッチ切替部も元の方向に移動してスイッチ押圧レバーが付勢力でスイッチ側に移動可能となっても、クランク軸が所定角度まで回動するまではスイッチ保持手段がスイッチ押圧レバーをスイッチ側へ動かないよう保持することにより、スイッチをスイッチ押圧レバーが解放している状態で弁の弁軸収縮などの理由で負荷トルクが減少した場合でも、クランク軸の逆方向への回動角度が前記所定角度より小さいかぎり、スイッチ押圧レバーがスイッチ側に戻らずスイッチの状態が保持され、弁操作装置の状態が確実に維持されてトラブルの発生がなく、信頼性を向上させられる。
【００１６】
詳細には、スイッチ保持手段としてのスイッチ保持レバーをスイッチベースに回動自在に配設し、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが押圧した状態からクランク軸が回動してスイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放するとスイッチ保持レバーの一端部がスイッチ押圧レバーに所定の方向から接触係合してスイッチ押圧レバーを拘束し、また、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放している状態からクランク軸が前記と逆方向に所定角度まで回動すると、スイッチ保持レバーの一端部がスイッチ押圧レバーから離れて拘束を解くことにより、スイッチ保持レバーがスイッチ押圧レバーに係合している間はスイッチ押圧レバーのスイッチ側へ向う付勢力をスイッチ保持レバーの一端部で受けてスイッチ押圧レバーを確実に保持でき、スイッチ押圧レバーからの力でスイッチ保持レバーが動かされることもなく、簡略な構造のスイッチ保持レバーでスイッチ押圧レバーの動作を適切に制御でき、信頼性を高められる。
【００１７】
また、本発明に係るトルクスイッチは必要に応じて、前記スイッチ切替部近傍で前記クランク軸と一体に配設される保持レバー解放体を備えると共に、前記スイッチ保持レバーが、前記一端部をスイッチ押圧レバーに接触係合させている状態で、前記保持レバー解放体のクランク軸回動に伴う移動の軌道上に少なくとも一部を位置させてなり、前記スイッチ押圧レバーが前記スイッチの可動部を解放している状態から前記クランク軸が前記逆方向に回動すると、前記保持レバー解放体が前記スイッチ保持レバーの一部に接触し、前記クランク軸が前記逆方向に前記所定角度回動した状態で保持レバー解放体が前記スイッチ保持レバーの一部を保持レバー解放体の軌道から外れる位置まで押しのけてスイッチ保持レバーを前記一端部がスイッチ押圧レバーから離れる位置まで回動させるものである。このように本発明においては、クランク軸と一体に保持レバー解放体を配設すると共に、スイッチ保持レバーの一部をスイッチ押圧レバーとスイッチ保持レバーの係合状態で保持レバー解放体の移動の軌道上に位置するよう形成し、クランク軸が前記逆方向に前記所定角度まで回動すると、保持レバー解放体が軌道上に位置するスイッチ保持レバーの一部を軌道外に押しのけることでスイッチ保持レバーを回動させ、スイッチ押圧レバーの拘束を解くことにより、保持レバー解放体を介してクランク軸の回動にそのまま対応させて直にスイッチ保持レバーを動かせることとなり、スイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除のタイミングをクランク軸の所定回転角度位置に合わせて適切にスイッチを復帰させられると共に、保持レバー解放体とスイッチ保持レバーからなる簡略な機構でスイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除を行えることとなり、部品点数を減らして低コスト化できる。
【００１８】
また、本発明に係るトルクスイッチは必要に応じて、前記保持レバー解放体が、クランク軸と平行をなす略円柱状のピンとして配設されると共に、前記スイッチ保持レバーが、前記保持レバー解放体の移動の軌道上に位置する部分として、前記クランク軸と平行な略円筒体のローラを回動自在に配設されてなり、前記保持レバー解放体の周側面が前記スイッチ保持レバーのローラの周側面に接触するものである。このように本発明においては、保持レバー解放体をピンとして配設する一方、スイッチ保持レバーに回動自在なローラを配設し、ローラとピンの周側面同士で接触を行わせることにより、ローラとピンとの接触が転がり接触となって摩擦等の抵抗が減り、スイッチ保持レバー及びクランク軸をよりスムーズに動かせ、トルクスイッチの動作抵抗を小さくできると共に、摺動による摩耗が減少して耐久性が向上する。さらに、ローラとピンとの接触でロスがなく、クランク軸の回動角度とスイッチ保持レバーの回動角度を一対一に対応させられ、スイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除のタイミングをクランク軸の所定回転角度位置に厳密に合わせることができ、スイッチの復帰動作を正確に同期させられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチを図１〜図７に基づいて説明する。この図１は本実施の形態に係るトルクスイッチの正面図、図２は本実施の形態に係るトルクスイッチの一部省略正面図、図３は本実施の形態に係るトルクスイッチの側面図、図４（Ａ）は本実施の形態に係るトルクスイッチの平面図、図４（Ｂ）は図１のＡ−Ａ断面図、図５（Ａ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替用螺子とスイッチ押圧レバーとの接触状態の平面図、図５（Ｂ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替用螺子とスイッチ押圧レバーとの接触状態の要部概略説明図、図６（Ａ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替わり状態の平面図、図６（Ｂ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替わり状態の要部概略説明図、図７（Ａ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除途中の要部概略説明図、図７（Ｂ）は本実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除時点の要部概略説明図である。
【００２０】
前記各図に示すように、本実施の形態に係るトルクスイッチ１は、前記従来のトルクスイッチと同様、スイッチベース１１と、クランク軸１２と、前記スイッチ切替部としての目盛板１３及びスイッチ切替用螺子１４と、ねじりばね１５と、スイッチ押圧レバー１６と、スイッチ１７とを備える一方、異なる点として、前記目盛板１３の所定位置から前記クランク軸１２と平行に突出して目盛板１３と一体に形成される前記保持レバー解放体としての円筒形のピン１８と、前記スイッチベース１１に前記クランク軸１２と平行な軸中心で所定角度回動自在且つ前記スイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７との接触側部分に接触係合可能に取付けられるスイッチ保持レバー１９とを備える構成を有するものである。なお、本実施の形態に係るトルクスイッチ１を用いる弁操作装置は前記従来の場合と同様のものであり、説明を省略する。
【００２１】
前記スイッチ保持レバー１９は、前記スイッチベース１１に前記クランク軸１２と平行な軸を中心に回動自在に支持され、回動中心から所定寸法離れた目盛板１３寄りの部分に前記クランク軸１２と平行に突出する回動自在な円筒状のローラ１９ａを有すると共に、スイッチ押圧レバー１６がスイッチ１５から離れた状態でスイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７に面する側面に接触係合する前記一端部としての係合部１９ｂを形成されてなる構成であり、回動中心から所定寸法離れた前記係合部１９ｂの移動の軌道がスイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７に向う移動の軌道と略直交するようにスイッチベース１１のクランク軸１２を挟んで二箇所に配設されている。二つのスイッチ保持レバー１９の間には係合部１９ｂをスイッチ押圧レバー１６に近付ける回動方向に各スイッチ保持レバー１９を付勢するばね１９ｃが配設される。また、前記ローラ１９ａは係合部１９ｂがスイッチ押圧レバー１６と係合している状態で前記ピン１８のクランク軸１２の回動に伴う移動の軌道上に位置するよう配置されている。
【００２２】
次に、前記構成に基づくトルクスイッチの動作について説明する。
弁を開放状態から閉止させた場合など、弁軸と一体に回動するウォームホイール１０４が回転できない状態になると、従来と同様、電動機１０７から駆動力を受ける前記回動軸としてのウォーム軸１０６が負荷トルクの上昇でウォームホイール１０４に対しウォーム回転方向と逆向きの力を受け、ウォーム軸１０６全体が負荷トルクに応じた距離だけ軸方向に移動する。ウォーム軸１０６の移動に伴い、トルクスイッチ１のクランク軸１２及び目盛板１３がスイッチベース１１に対し回転し、ウォーム軸１０６の変位が回動変位に置換えられる。
【００２３】
あらかじめ作動限度として設定した負荷トルクに対応する軸方向位置までウォーム軸１０６が移動すると、クランク軸１２もこの負荷トルクに対応した所定角度まで回転し、目盛板１３に取付けられたスイッチ切替用螺子１４がスイッチ押圧レバー１６に接触して（図５参照）スイッチ押圧レバー１６を押し、スイッチ押圧レバー１６がスイッチ１７の可動部１７ａを解放して、スイッチ１７の開閉状態が入れ替る（図６参照）。このスイッチ１７の作動で電動機１０７が停止する。このスイッチ押圧レバー１６がスイッチ１７の可動部１７ａを解放する際、スイッチ押圧レバー１６の移動でスイッチ保持レバー１９の係合部１９ｂとスイッチ押圧レバー１６側面との接触が外れることから、ばね１９ｃで付勢されているスイッチ保持レバー１９がスイッチ押圧レバー１６とスイッチ１７との間に係合部１９ｂを進入させ、スイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７に面する側面に係合部１９ｂが接触した状態で係合する（図６参照）。こうしてスイッチ押圧レバー１６がスイッチ保持レバー１９によりスイッチ１７の可動部１７ａを解放した状態で拘束保持される。
【００２４】
一方、閉止状態から弁を開放させる場合など、電動機を前記と逆向きに起動させる際には、電動機１０７を作動させてウォーム軸１０６を前記と逆向きの弁開放方向に回転させると、ウォーム軸１０６は駆動力を受けて前記と逆の軸方向に移動し、クランク軸１２は移動に伴って回転する。この時、スイッチ保持レバー１９の先端部がスイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７側の側面に接触してスイッチ押圧レバー１６を拘束していることから、スイッチ押圧レバー１６は目盛板１３及びスイッチ切替用螺子１４の移動に伴って動くことはなく、スイッチ１７側への移動もない。
【００２５】
電動機１０７によるウォーム軸１０６の駆動で負荷トルクが減少し、ウォーム軸１０６が中立位置に近付くと、クランク軸１２と共に回動する目盛板１３から突出しているピン１８が、このピン１８の軌道上に存在するスイッチ保持レバー１９のローラ１９ａに接触し、転がり接触しながらローラ１９ａを押しのけつつ移動する状態となり、スイッチ保持レバー１９がスイッチ押圧レバー１６から離れる方向に動く（図７（Ａ）参照）。スイッチ保持レバー１９がピン１８に押される形で付勢に抗して回転し、スイッチ保持レバー１９の係合部１９ｂがスイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７側の側面から離れると（図７（Ｂ）参照）、スイッチ保持レバー１９の接触によるスイッチ押圧レバー１６の運動の拘束がなくなるため、ねじりばね１５から付勢力を受けるスイッチ押圧レバー１６はスイッチ１７へ向けて移動可能となり、スイッチ押圧レバー１６は移動してスイッチ１７の可動部１７ａを押圧し、スイッチ１７を元の状態に復帰させる（図４参照）。この後、クランク軸１２の回動に伴ってピン１８がスイッチ保持レバー１９のローラ１９ａから離れると、スイッチ保持レバー１９は付勢によってスイッチ押圧レバー１６側に回動し、スイッチ保持レバー１９の係合部１９ｂがスイッチ押圧レバー１６の側面に接触した状態となる。
【００２６】
これにより、弁閉止に際して前記したスイッチ１７の作動で電動機１０７が停止し、且つスイッチ押圧レバー１６がスイッチ保持レバー１９によりスイッチ１７から離れた状態で保持された状態で、温度低下等による弁軸収縮が生じて緩衝ばね１０９により弁軸が弁閉止側に若干移動し、これに伴うウォームホイール１０４の回動で負荷トルクの低下したウォーム軸１０６が多少動く事態が起っても、この場合のウォーム軸１０６の移動量は中立位置まで達することのないわずかなものであることから、トルクスイッチ１のクランク軸１２はウォーム軸１０６に対応して回転するものの、前記スイッチ保持レバー１９がスイッチ押圧レバー１６をスイッチ１５復帰側に回動しないよう確実に保持することとなり、スイッチ１７を元の状態に復帰させることもなく、電動機１０７が再び閉止方向へ回り出すのを防ぐことができる。
【００２７】
このように、本実施の形態に係るトルクスイッチでは、スイッチ押圧レバー１６を拘束するスイッチ保持レバー１９を配設し、設定された負荷トルクでスイッチ１７が作動して電動機１０７が停止するのと同時に、スイッチ保持レバー１９がスイッチ押圧レバー１６をスイッチ１７の可動部１７ａを解放した状態で保持すると共に、トルク減少時にはピン１８でスイッチ保持レバー１９を動かしてスイッチ押圧レバー１６の保持を解除することから、スイッチ押圧レバー１６のスイッチ１７に対する解放又は押圧のタイミングを負荷トルクの増大時と減少時とで異ならせることができ、弁軸収縮等によるトルク微減時にスイッチ押圧レバー１６を対応させないようにしてスイッチ１７の復帰を防ぐことができ、弁操作機構がコンピュータ制御の場合に誤って異常と判断される事態を減らして制御系の信頼性を大幅に高めることができる。
【００２８】
なお、前記実施の形態に係るトルクスイッチにおいては、保持レバー解放体としてのピン１８がスイッチ保持レバー１９のローラ１９ａと転がり接触しながらスイッチ保持レバー１９をスイッチ押圧レバー１６との係合解除方向に動かす構成としているが、これに限らず、スイッチ保持レバー１９側のピン１８との接触部位を固定接触子とし、ピン１８と摺動させつつスイッチ保持レバー１９を動かす構成とすることもできる。
【００２９】
また、前記実施の形態に係るトルクスイッチにおいては、スイッチ切替用螺子１４、スイッチ押圧レバー１６、スイッチ１７、ピン１８、及びスイッチ保持レバー１９をそれぞれクランク軸１２に対し対称に二つ配設し、弁操作装置のウォーム軸１０６の開方向と閉方向の回動それぞれについて所定の負荷トルクに対するスイッチ動作を行う構成としているが、この他、前記各部品を一つずつ配設し、ウォーム軸１０６の開方向又は閉方向のいずれか一方の回動について用いる構成としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スイッチの可動部を解放した状態となったスイッチ押圧レバーを拘束するスイッチ保持手段を配設し、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが押圧した状態からクランク軸が回動してスイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放した状態となった後、クランク軸が逆方向に回動し、スイッチ切替部も元の方向に移動してスイッチ押圧レバーが付勢力でスイッチ側に移動可能となっても、クランク軸が所定角度まで回動するまではスイッチ保持手段がスイッチ押圧レバーをスイッチ側へ動かないよう保持することにより、スイッチをスイッチ押圧レバーが解放している状態で弁の弁軸収縮などの理由で負荷トルクが減少した場合でも、クランク軸の逆方向への回動角度が前記所定角度より小さいかぎり、スイッチ押圧レバーがスイッチ側に戻らずスイッチの状態が保持され、弁操作装置の状態が確実に維持されてトラブルの発生がなく、信頼性を向上させられるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明によれば、スイッチ保持手段としてのスイッチ保持レバーをスイッチベースに回動自在に配設し、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが押圧した状態からクランク軸が回動してスイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放するとスイッチ保持レバーの一端部がスイッチ押圧レバーに所定の方向から接触係合してスイッチ押圧レバーを拘束し、また、スイッチの可動部をスイッチ押圧レバーが解放している状態からクランク軸が前記と逆方向に所定角度まで回動すると、スイッチ保持レバーの一端部がスイッチ押圧レバーから離れて拘束を解くことにより、スイッチ保持レバーがスイッチ押圧レバーに係合している間はスイッチ押圧レバーのスイッチ側へ向う付勢力をスイッチ保持レバーの一端部で受けてスイッチ押圧レバーを確実に保持でき、スイッチ押圧レバーからの力でスイッチ保持レバーが動かされることもなく、簡略な構造のスイッチ保持レバーでスイッチ押圧レバーの動作を適切に制御でき、信頼性を高められるという効果を有する。
【００３２】
また、本発明によれば、クランク軸と一体に保持レバー解放体を配設すると共に、スイッチ保持レバーの一部をスイッチ押圧レバーとスイッチ保持レバーの係合状態で保持レバー解放体の移動の軌道上に位置するよう形成し、クランク軸が前記逆方向に前記所定角度まで回動すると、保持レバー解放体が軌道上に位置するスイッチ保持レバーの一部を軌道外に押しのけることでスイッチ保持レバーを回動させ、スイッチ押圧レバーの拘束を解くことにより、保持レバー解放体を介してクランク軸の回動にそのまま対応させて直にスイッチ保持レバーを動かせることとなり、スイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除のタイミングをクランク軸の所定回転角度位置に合わせて適切にスイッチを復帰させられると共に、保持レバー解放体とスイッチ保持レバーからなる簡略な機構でスイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除を行えることとなり、部品点数を減らして低コスト化できるという効果を有する。
【００３３】
また、本発明によれば、保持レバー解放体をピンとして配設する一方、スイッチ保持レバーに回動自在なローラを配設し、ローラとピンの周側面同士で接触を行わせることにより、ローラとピンとの接触が転がり接触となって摩擦等の抵抗が減り、スイッチ保持レバー及びクランク軸をよりスムーズに動かせ、トルクスイッチの動作抵抗を小さくできると共に、摺動による摩耗が減少して耐久性が向上するという効果を有する。さらに、ローラとピンとの接触でロスがなく、クランク軸の回動角度とスイッチ保持レバーの回動角度を一対一に対応させられ、スイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除のタイミングをクランク軸の所定回転角度位置に厳密に合わせることができ、スイッチの復帰動作を正確に同期させられるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチの正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチの一部省略正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチの側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチの平面図及び図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替用螺子とスイッチ押圧レバーとの接触状態の平面図及び要部概略説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ切替わり状態の平面図及び要部概略説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るトルクスイッチにおけるスイッチ保持レバーとスイッチ押圧レバーとの係合解除途中及び係合解除時点の要部概略説明図である。
【図８】従来のトルクスイッチを用いる弁操作装置の断面図である。
【図９】従来のトルクスイッチを用いる弁操作装置の他の断面図である。
【図１０】従来のトルクスイッチの正面図である。
【図１１】従来のトルクスイッチの側面図である。
【符号の説明】
１、１１０      トルクスイッチ
１１、１１１    スイッチベース
１２、１１２    クランク軸
１３、１１３    目盛板
１３ａ          長孔
１４、１１４    スイッチ切替用螺子
１５、１１５    ねじりばね
１６、１１６    スイッチ押圧レバー
１７、１１７    スイッチ
１７ａ、１１７ａ  可動部
１８      ピン
１９      スイッチ保持レバー
１９ａ    ローラ
１９ｂ    係合部
１９ｃ    ばね
１００    弁操作装置
１０１    装置ケース
１０１ａ  軸受
１０２    スリーブ
１０３    ステムブッシュ
１０４    ウォームホイール
１０５    クラッチ
１０６    ウォーム軸
１０６ａ  ウォーム
１０６ｂ  歯車
１０６ｃ  トルク検出部
１０６ｄ  トルクスプリング
１０７    電動機
１０８    手回し用ハンドル
１０９    緩衝ばね
【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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