CN1213754A - 阀驱动用致动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的阀驱动用致动装置,将控制零件集中收容在备有防爆、防水盖16的箱7内,使装置本身小型化。该阀驱动用致动装置在箱7内隔开地并排配置若干个安装板14,把旋转传递机构20安装在安装板14上,同时,把由转矩开关27和限位开关28构成的开关单元3组装在旋转传递机构20内,实现小型化。在相邻安装板14之间,安装构成旋转传递机构20的一部分的减速装置26,并且,分别安装构成转矩开关27的开关机构27A和微型开关29、构成限位开关28的开关机构28A和微型开关30。

Description

阀驱动用致动装置

本发明涉及手动、电动切换式阀驱动用致动装置，用于驱动控制水渠、净水场、排水处理系统、温度调节系统、各种控制系统、发电站等中的流路流体的闸门、阀门、水门等的阀。

在净水场、发电站等各种场所内的流路上，设有阀驱动用致动装置。目前，该装置从人工操作转向采用控制器控制的中央信息系统化。向上位的计算机送数据，以进行检测阀驱动用致动装置的阀驱动致动装置，其设备大型化，在阀驱动用致动装置产生异常情况时，必须到现场进行维修检查，检查作业价格高，而且维修费用等也高。通常，阀控制器本身几乎都没有检查功能，使用者必须亲赴阀驱动用致动装置的设置场所，进行定期检查，存在着检查不准确并且检查费用高的问题。

在阀驱动用致动装置中，用中央信息系统进行全部的控制处理时，装置大型化，并且构造复杂，所以，用内藏式计算机进行一部分的信息处理、即采用所谓的进行分散处理的系统。阀驱动用致动装置中，作为流路控制的基本信息，是设在流路中的各种闸门、阀体等的阀开度、流量、流速等。用于控制阀开度调节的驱动机构，各种形式的电动式阀驱动用致动装置是公知的，例如，日本特开昭62-292978号公报、日本特开昭64-49778号公报所公开的。

为了用控制器控制阀驱动用致动装置，采用转矩开关、限位开关等各种控制零件的装置是公知的，例如，日本特开昭64-79407号公报、日本实公平5-37373号公报、日本实公平6-35343号公报所公开的。另外，在阀驱动用致动装置中，把阀开度指示计等收容在箱体内，防止该箱体内揭露的技术也是公知的，例如，日本特开平8-114275号公报所公开的。

上述阀驱动用致动装置，为了能进行分散处理，在阀驱动用致动装置内部，具有计算回路即计算控制器。可负担控制系统的一部分。能极简单且正确地自动设定阀开闭时间、即阀开闭速度等的开闭控制，实现自动控制，但是，构成组装在阀驱动用致动装置内的控制器的转矩开关、限位开关、指示装置等各种控制零件，分别收容在不同的箱体内，必须把这些各种箱体收容在备有防爆、防水用盖的箱内，因此，装置本身不得不大型化，不能使阀驱动用致动装置小型化。

另外，现有的阀驱动用致动装置中，把阀开度指示计用的减速装置组装在旋转传递机构内，减速装置的旋转减速比，要求大幅度变更。即，使阀上下移动的旋转轴的转数，例如从1转变到100转，把该变化的旋转轴的转数作为指示装置指针的旋转角度，例如，必须减速为0°至270°。因此，组装入阀驱动用致动装置的减速装置，其旋转减速比要求达到1/2至1/2000左右。

但是，组装在现有阀驱动用致动装置中的减速装置，不能对应于上述减速比(1/2至1/2000)，因此，要准备多个减速比为1/2、1/4、1/8至1/2000的减速装置。根据所要求的减速比选择减速装置。另外，在减速装置之中，要求输出轴的旋转方向朝正反两方向旋转的两种型式。因此，要准备旋转方向相反的型式，根据输出轴旋转方向的要求进行选择。减速装置要求有各种型式，而制造厂家由于要准备不同种类的减速装置，存在着压库量大的问题。

现有技术中，图17(C)(D)所示动力传递装置中的啮合离合器是公知的。该啮合离合器由筒体91和套筒96构成。筒体91固定在旋转轴上，且端面上备有卡爪齿94。套筒96可在旋转轴上滑动，且端面上备有与筒体91的卡爪齿94啮合的卡爪齿92。套筒96的齿沟93的宽度与筒体91的齿沟95的宽度，分别大于卡爪齿92和卡爪齿94的宽度，这样，在筒体91旋转时，套筒96滑动，并且卡爪齿92与卡爪齿94容易啮合，在两者的卡爪齿92与卡爪齿94之间，设有游隙。

但是，图17(C)(D)所示啮合离合器，套筒96的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94从图17(C)状态到(D)状态啮合时，套筒96的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94之间，由于两者卡爪齿之间有游隙，所以，冲击力作用到卡爪齿92与卡爪齿94之间，卡爪齿92、94产生折损或裂缝，而且，在每次正反旋转时，冲击作用在卡爪齿92和卡爪齿94上，产生噪音并可能产生折损，影响啮合离合器本身的耐久性。

在现有阀驱动用致动装置中，设有内藏式控制器，为了使控制器动作，使用很多传感器、微型开关等电气零件，必须把这些电气零件安装在安装本体上并且定位，例如，用螺丝等把微型开关本体固定在壳体等的安装本体上，把微型开关的配线、导线锡焊在微型开关上，或用螺丝安装固定。

但是，用锡焊或螺丝固定的方式把微型开关准确定位在预定位置上时，该作业很麻烦而且费时间，并且配线也复杂，不容易得到小型化的安装构造。

另外，上述阀驱动用致动装置，为了能进行分散处理，在阀驱动用致动装置内部，具有计算回路即计算控制器。可负担控制系统的一部分。能极简单且正确地自动设定阀开闭时间、即阀开闭速度等的开闭控制，实现自动控制。

本发明的主要目的，是为了解决上述问题，提供阀驱动用致动装置，该装置中，把控制阀驱动用致动装置动作的控制零件集中收容在备有防爆、防水盖的箱内，而且把旋转传递机构的减速装置、限位开关和转矩开关直接安装在箱内的安装板间，不象现有技术那样分别收容在单独用的箱内，可减少装置本身的零件数目，使装置小型化，同时，使开关单元和与其相邻的端子单元的连接简单化。

另外，本发明的目的是提供一种阀驱动用致动装置，该装置中，只要选定旋转传递机构的减速齿轮组的减速齿轮数目，就可以大幅度地变更减速比，而且无论输出轴的旋转方向正反，都能容易变更。

另外，本发明的目的是提供一种阀驱动用致动装置，该装置备有驱动切换装置，在动力传递装置中，即使在一方筒体的旋转状态，套筒的卡爪齿也能顺利地与筒体的卡爪齿啮合，而且卡爪齿之间没有游隙，可消除卡爪彼此的冲击，提高啮合离合器的耐久性。

另外，本发明的目的是提供一种阀驱动用致动装置，该装置备有电气零件的安装构造。在把微型开关等电气零件固定到安装本体上时，利用印刷基板本身，能将该印刷基板高精度且迅速地安装到安装板上的预定位置(该安装板固定在安装本体上)，提高装卸作业性。

本发明的阀驱动用致动装置，备有主轴、旋转轴、驱动切换装置、旋转传递机构、开关单元和端子单元；上述主轴上安装着开闭调节流路的阀；上述旋转轴可旋转地安装在安装本体上，用于驱动主轴往复运动；上述驱动切换装置可切换为用手动转盘驱动旋转轴旋转的手动驱动机构。或用马达驱动旋转轴旋转的电动驱动机构；上述旋转传递机构将旋转轴的旋转减速后，传递给显示旋转轴转数的显示装置；上述开关单元包括组装在旋转传递机构内的转矩开关和限位开关；控制器控制开关单元，进行与阀有关的信息交换，上述端子单元将控制器与开关单元连接；其特征在于，收容旋转传递机构的箱内，隔开并排地配置着的若干个安装板安装在上述安装本体上，在相邻安装板之间，分别安装着构成旋转传递机构的一部分的减速装置、转矩开关和限位开关。

另外，在上述箱内的安装板上，安装着阀开度指示装置和遥控阀开度指示用发射器(発信器)。

上述箱上，分别设有收容上述开关单元和端子单元的防爆、防水用盖。

上述控制器由控制开关单元的至少包括磁性开关的电气零件构成，在上述安装本体上，安装着收容电气零件的筒状箱，该筒状箱备有防爆、防水用盖。

上述驱动切换装置，备有手动杆、由手动杆断接的啮合离合器和自动复位机构单元，该自动复位机构单元借助上述马达的旋转切换为电动驱动机构的驱动。

上述限位开关由开关机构和微型开关构成，上述转矩开关由开关机构和微型开关构成。

该阀驱动用致动装置，由于具有上述构造，旋转传递机构的开关单元组装入相邻安装板之间，可将旋转传递机构小型化，且安装简单，可将开关单元和端子单元收容在共同的箱内，同时，将设在旋转传递机构上的开关单元和端子单元用防爆、防水盖确实保持密封状态，而且整个装置小型化，可简单地连接邻接开关单元设置的控制器的电气零件。因此，该阀驱动用致动装置与已往装置相比，减少零部件数目，装置小型化，尤其是，在收容开关单元的箱内，将转矩开关和限位开关等控制零件配设于相邻安装板之间，构成最符合法规标准的构造。

上述减速装置，将上述旋转轴的旋转减速后传递给显示装置的阀开度指示计。备有输入侧旋转轴、输入齿轮、主轴、副轴、减速齿轮组、内齿轮、减速用输出齿轮、输出侧旋转轴；输入侧旋转轴与旋转轴的旋转对应地被驱动，并且可旋转地支承在上述安装板上；输入齿轮固定在输入侧旋转轴上；主轴可旋转地支承在安装板上，主轴上可旋转地安装着与输入齿轮啮合的减速用输入齿轮；副轴与主轴并列配置，可旋转地支承在安装板上，副轴上可旋转地安装着与减速输入齿轮啮合的减速用齿轮；减速齿轮组分别可旋转地安装在主轴和副轴上，并彼此啮合；内齿轮与减速齿轮组的最后级减速齿轮啮合，并分别固定在主轴和副轴上；减速用输出齿轮固定在主轴或副轴上；输出侧旋转轴可旋转地支承在安装板上，并安装着与减速用输出齿轮啮合的输出齿轮。

上述减速用输出齿轮的旋转方向，与朝旋转方向固定在主轴上时的输出齿轮的旋转方向、和朝旋转方向固定在副轴上时的输出齿轮的旋转方向相反。

把上述减速用输出齿轮朝旋转方向固定在主轴或副轴上的选择，由输出侧旋转轴要求的旋转方向决定。

从输入侧旋转轴到输出侧旋转轴的旋转减速比，由组装在主轴和副轴上的减速齿轮组的减速齿轮数调节。

由上述减速齿轮组的减速齿轮数形成的内齿轮与安装板之间的间隙，配置着轴环。

上述显示装置，由固定在安装板上的刻度板和安装在输出侧旋转轴上的指针构成。

上述减速用输入齿轮和减速齿轮组的减速用齿轮，具有形成为一体的输入侧大直径齿轮和输出侧小直径齿轮。

上述减速装置，由于具有以上构造，所以，从输入侧旋转轴到输出侧旋转轴的旋转减速比，可通过将组装在主轴和副轴上的减速齿轮组的减速齿轮数与减速比对应地变更，可大幅度地简单地得到所需的减速比。另外，将减速用输出齿轮固定在主轴或副轴上，可容易地变更输出齿轮的旋转方向，所以，不必准备其它种类的减速装置，只要准备多个减速齿轮组的减速用齿轮即可。可得到所需的减速比，并且也能对应输出齿轮的正反旋转方向，可减少减速装置的压库量，大幅度降低造价。

上述驱动切换装置，用手动切换杆切断啮合离合器，阀驱动用促动器被切换为手动操作；另外，通过马达的驱动，由自动复位机构单元使啮合离合器接续，阀驱动用致动装置被切换为电动驱动。

上述驱动切换装置，备有啮合离合器的套筒借助上述手动切换杆的操作，抵抗弹簧的弹力滑动移动，啮合离合器被切断，另外，由于马达的驱动，自动复位机构单元作动，上述手动切换杆对套筒的操作被解除，借助上述弹簧套筒滑动移动，啮合离合器被接合。

上述驱动切换装置，具有由筒体和套筒构成的动力传递装置的啮合离合器，上述筒体在固定于旋转轴的端面上有卡爪齿，上述套筒在旋转轴上滑动，并且具有与筒体的卡爪齿啮合的卡爪齿，上述啮合离合器中，一方的卡爪齿交替地形成低齿和高齿，另一方卡爪齿之间的齿沟，具有供上述低齿的卡爪齿和高齿的卡爪齿啮合的宽度，另一方卡爪齿，与低齿的卡爪齿和高齿的卡爪齿间的齿沟啮合，传递动力。

上述一方卡爪齿与另一方卡爪齿的啮合，是另一方卡爪齿直接与上述一方卡爪齿的低齿和高齿之间的齿沟啮合。

上述一方卡爪齿与另一方卡爪齿的啮合，是一方卡爪齿的齿端面抵接另一方低齿的卡爪齿的齿端面，通过一方卡爪齿与另一方卡爪齿的相对旋转，另一卡爪齿啮合在上述一方卡爪齿的低齿与高齿之间的齿沟内。

上述一方卡爪齿的齿沟宽度，与另一方卡爪齿的齿宽基本相同，在另一方卡爪齿啮合在上述一方卡爪齿的齿沟内的状态，在上述一方卡爪齿的齿沟与另一方卡爪齿之间，沿周方向基本上没有游隙。

组装在驱动切换装置上的啮合离合器，由于具有上述构造，所以，套筒的卡爪齿与筒体的卡爪齿之间的啮合能顺利实现，两者的卡爪齿之间基本上没有游隙，所以，进行正反旋转时冲击力都不作用到卡爪齿上，故卡爪齿不因冲击而折损、裂缝，具有耐久性。因此，在上述驱动切换装置中，进行用手动转盘驱动旋转轴旋转的手动驱动机构和用马达驱动旋转轴旋转的电动驱动机构的切换动作时，啮合离合器的卡爪齿之间不产生冲击，能级顺利地完成切换，提高耐久性，同时，与已往装置相比，减少零部件数目，实现小型化。

构成转矩开关和限位开关的电气零件，安装在备有插入部和止挡部的印刷基板上，插入部嵌合在相邻安装板之间，止挡部与安装板的端面抵接；在印刷基板上设有与电气零件连接的印刷配线，上述印刷基板由与安装板的接合孔接合着的夹具，将印刷基板的止挡部推压在安装板的端面，并固定在安装板上。

上述安装板上形成供印刷基板的插入部的侧部嵌合的插入槽，通过把上述印刷基板嵌合固定在插入槽内而定位在安装板上。

上述印刷基板的止挡部，由从插入部的侧面伸出的突出部构成。

上述电气零件，由微型开关本体和用印刷配线与微型开关本体连接的连接器构成。

设在微型开关本体上的作动片，由设在旋转轴上的凸轮作动，该旋转轴可旋转地安装在安装板之间。

电气零件，由于如上述地构成，所以，只要把设有微型开关等电气零件的印刷基板插入安装板上预定的定位槽内，用夹具固定，就可以把印刷基板定位安装到安装板的预定位置上，电气零件的安装作业极为简单迅速。由于能把电气零件简单地组装入开关单元，所以，使开关单元本身小型化，可将开关单元和端子单元收容在一个箱内。因此，本发明的电气零件安装构造，与已往电气零件安装构造不同，它不必用锡焊或螺丝安装，可将配线作业和微型开关等电气零件的安装作业简单化，没有烦杂的作业。另外，印刷基板按照规定的尺寸规格化，可大量生产，降低造价。

图1是表示本发明阀驱动用致动装置的局部断面概略图；

图2是表示该阀驱动用致动装置的局部的正视图；

图3是表示图2所示阀驱动用致动装置的侧视图；

图4是表示图1所示阀驱动用致动装置的要部的断面图；

图5是图4所示阀驱动用致动装置的侧视断面图；

图6是表示图4所示阀驱动用致动装置的驱动切换装置的断面图；

图7是表示图4所示阀驱动用致动装置的开关单元的局部断面图；

图8是表示组装在图1所示阀驱动用致动装置内的阀开度指示计用减速装置的一减速比的断面图；

图9是表示变更图8所示阀开度指示计用减速装置的减速比状态的断面图；

图10是组装在图1所示阀驱动用致动装置中的动力传递机构的啮合离合器局部的部分展开图；

图11是说明图10所示动力传递机构中的啮合离合器作动程序的展开图；

图12是表示电气零件即微型开关一实施例的正视图；

图13是表示设在图12所示微型开关的印刷基板上的印刷配线一实施例的后视图；

图14是表示电气零件即微型开关安装构造的平面图；

图15是表示图14所示微型开关安装构造中，安装板与印刷基板关系的断面图；

图16是表示微型开关与作动凸轮关系的立体图；

图17是说明现有动力传递装置中的啮合离合器作动程序的部分展开图。

下面，参照附图说明本发明阀驱动用致动装置的一实施例。

先参照图1至图7，说明本发明阀驱动用致动装置的一实施例。

该实施例的阀驱动用致动装置，主要备有主轴1、阀21、控制器25、手动转盘12、马达11和主轴罩22。主轴1可往复动地安装在构成壳体5的安装本体6上。阀21安装在主轴1上，用于调节水路等流路57的流量。控制器25由构成控制零件的电气零件19构成，根据各种信息驱动控制主轴1，手动转盘12供手动地驱动主轴1。马达11用于自动地驱动主轴1。主轴罩22安装在安装本体6上，用于罩住主轴1。该阀驱动用致动装置，例如，进行分散处理的内藏式控制器25接受来自中央控制器的指令，通过控制器25的控制，驱动控制阀21，由阀21进行流路57的开闭调节，同时，用流量传感器(图未示)、限位开关28、转矩开关27等各传感器，检测阀21的作动状态、流路57的流速、流量等各种信息，接受了该各种信息的控制器25，控制阀21的开闭调节，使阀21的开闭成为与阀21、流路57的各信息最相应的状态。

该阀驱动用致动装置，主要由主轴1、旋转轴8、驱动切换装置2、旋转传递机构20、显示装置15、开关单元3、端子单元4和控制器25构成。主轴1构成阀杆，其上安装着用于调节流路57开闭的阀21。旋转轴8上安装着与旋转蜗轮9(该蜗轮9用于驱动主轴1往复运动)啮合的蜗杆10，并且可旋转地安装在安装本体6上。驱动切换装置2可切换为手动驱动机构或电动驱动机构，手动驱动机构是用手动转盘12驱动旋转轴8旋转，电动驱动机构是用马达11驱动旋转轴8旋转。旋转传递机构20将旋转轴8的旋转减速后传递给输出侧的旋转轴42。显示装置15用于显示旋转轴42的转数。开关单元3组装在旋转传递机构20内。端子单元4用于把控制阀21和流路57等各种信息的控制器与开关单元3连接。控制器25通过端子单元4控制开关单元3。

当要把驱动切换装置2切换为手动驱动机构时，操作手动切换杆18即可。切换为电动机构时，与马达11的旋转相应地、由自动复位机构单元32自动地切换。旋转轴8借助轴承63可旋转地支承在安装本体6、61上。被手动转盘12转动的旋转轴53，借助轴承64可旋转地支承在安装本体6上。被手动切换杆18转动的操作轴62，可旋转地支承在安装本体6上。旋转轴8、旋转轴53和操作轴62，相互并列配置，手动转盘12和手动切换杆18的操作，与驱动主轴1旋转的旋转轴8连动。旋转轴8由旋转轴8A和旋转轴8B构成。旋转轴8A上设有蜗杆10。旋转轴8B上由花键35嵌合着可滑动的套筒34。

套筒34的一端部，为构成啮合离合器的爪即卡爪齿，另一端部形成齿轮55。在旋转轴8B上，设有可旋转的自动复位机构单元32，该自动复位机构单元上设有啮合离合器31的另一方爪即卡爪齿。当啮合离合器31接合着时，套筒34的卡爪齿与自动复位机构单元32的卡爪齿处于啮合状态。在旋转轴8B上，设有可旋转的齿轮33，设在马达11输出轴72上的齿轮59与该齿轮33啮合。在自动复位机构单元32与齿轮33之间，夹设着缓冲部件60。设在操作轴62上的凸轮轭56与设在套筒34外周面上的沟槽65接合，用手动切换杆18使操作轴62旋转时，凸轮轭56旋转，使套筒34在旋转轴8上滑动，可使啮合离合器31离开。切换杆18使套筒34抵抗弹簧36的弹力而从啮合离合器31离开并滑动移动，套筒34的齿轮55与设在被手动转盘12旋转的旋转轴53上的齿轮54啮合。齿轮55与齿轮54啮合时，切换为用手动转盘12使旋转轴8旋转的手动驱动机构。

该阀驱动用致动装置，如图7所示，在收容着若干个安装板14的箱7内，收容着旋转传递机构20，上述若干个安装板14安装在安装本体6内并隔开地并排配置。在相邻安装板14之间，分别安装着减速装置26、构成开关单元3的至少转矩开关27和限位开关28，减少装置本身的零部件数目，使装置小型化。上述减速装置26构成传递旋转轴8的旋转的旋转传递机构20的一部分。

开关单元3由计数机构构成，收容在安装于安装本体6上的箱7内。开关单元3至少具有单元化的转矩开关27和限位开关28。转矩开关27用于检测旋转轴8的转矩。限位开关28用于检测阀21的往复运动上限和下限。转矩开关27由开关机构27A和2个微型开关29(图中仅示出1个)构成。开关机构27A用于检测旋转轴8的转矩，2个微型开关29设在转矩开关27上，用于检测阀开方向和阀闭方向的上限和下限的过转矩状态。另外，限位开关28由开关机构28A和2个微型开关30(图中仅示出1个)构成。开关机构28A用于检测阀21的往复移动的上限和下限，微型开关30用于检测阀21的往复移动的上限和下限。开关单元3除了具有上述电气零件外，还具有闪烁开关37(图4)、互锁开关66(图5)、开度遥控显示用发射器67构成的电位计等。另外，在收容开关单元3的箱7上，为了将其内部与外部隔离，设有防爆、防水用盖16。

端子单元4与开关单元3相邻地安装在安装本体6上。收容端子单元4的箱7上，为了将内部与外部隔离，设有防爆、防水用盖17。端子单元4构成电源端子，该电源端子由输入侧端子68和输出侧端子69构成。输入侧端子68将开关单元3的各电气零件与控制器25连接。输出侧端子69通过印刷基板70与开关单元3连接。输入侧端子68和输出侧端子69在端子本体71内构成为密封状态。

构成壳体5的安装本体6上，安装着收容控制器25的筒状箱23。控制器25由电气零件19构成，该电气零件19至少包含控制开关单元3的磁性开关。筒状箱23设有防爆、防水用盖58，用于将其内部与外部隔离。控制器25与端子单元4的一端连接，进行与开关单元3的各种电气零件的信息交换，将阀21控制在最适当状态。

驱动切换装置2备有啮合离合器31和自动复位机构单元32。啮合离合器31借助手动切换杆18而离合。自动复位机构单元32借助马达11的旋转，切换为电动驱动机构的驱动。驱动切换装置2，通常被自动复位机构单元32设定为由马达11驱动的状态，操作者因要进行阀驱动用致动装置的检查维修等，用手动操作阀驱动用致动装置时，可操作手动转盘12，通过手动切换杆18进行切换。

该阀驱动用致动装置，被马达11驱动时为如下情形。马达11被接受了各种信息的控制器25的指令旋转。马达11的驱动，通过齿轮59使安装在旋转轴8上的可旋转齿轮33旋转，使自动复位机构单元32作动。当自动复位机构单元因马达11的旋转而动作时，在弹簧36的弹力作用下，啮合离合器31接合，齿轮33的旋转被传递到套筒34，套筒34旋转。由于在套筒34的内周面形成有花键35，该套筒34的花键35与形成在旋转轴8上的花键35相互嵌合，所以，套筒34的旋转传递给旋转轴8。借助旋转轴8的旋转，安装在旋转轴8上的蜗杆10旋转，蜗杆10的旋转驱动设在主轴1上的蜗轮9旋转。借助旋转轴8的旋转，蜗杆10旋转，与蜗杆10啮合着的蜗轮9旋转。蜗轮9的旋转通过将旋转运动变换为上下运动的驱动力传送机构(图未示)，使阴螺纹24(图1)旋转，设有与阴螺纹24啮合的阳螺纹73的主轴1便上下移动。在主轴1的前端安装着阀21，阀21上下动时，流路57的开闭被调节。旋转轴8的旋转传递到旋转轴13。

该阀驱动用致动装置，通过检测旋转轴8的转数，可得到阀21的流路开闭状态或各种信息。与此相应地，驱动控制阀驱动用致动装置。旋转轴8的转数，通过齿轮机构38传递到旋转轴13。旋转轴13的旋转，通过齿轮机构40使输入侧旋转轴41旋转。在输入侧旋转轴41上固定着齿轮43，与输入侧旋转轴41同轴配置着的输出侧旋转轴42可旋转地支承在齿轮43上。设在输入侧旋转轴41上的齿轮43的旋转，传递到减速装置26的输入齿轮47，被减速装置26的若干个齿轮组49减速后，传递到减速装置26的输出齿轮48。输出齿轮48的旋转传递到输出侧旋转轴42的固定齿轮44，作为输出侧旋转轴42的旋转输出。

输出侧旋转轴42的端部，安装着指针45。若干个安装板14固定在箱7内，在这些安装板14其中的一块上，安装着刻度板46。通过设在防爆、防水用盖16上的透明板50可以看见刻度板46。指针45在刻度板46上旋转移动，可用目测阀21的开闭度。

旋转轴8的旋转力，通过齿轮机构38A和转矩轴39传递到旋转轴13A。旋转轴13A的旋转，通过齿轮机构51传递到转矩开关27的开关机构27A，由转矩开关27检测旋转轴8的转矩。转矩开关27的作动状态、即上限和上限的过转矩状态，通过微型开关29输入给控制器25。旋转轴8的旋转，通过齿轮机构38传递到旋转轴13。旋转轴13的旋转，通过齿轮机构40使输入侧旋转轴41旋转。输入侧旋转轴41的旋转，通过齿轮机构52传递到由计数机构构成的限位开关28的开关机构28A，由限位开关28检测旋转轴8的转数。限位开关28的作动状态，即上限和下限，通过微型开关30输入给控制器25。

该阀驱动用致动装置，用手动转盘12作动的情形如下：首先，为了使驱动切换装置2工作，使手动切换杆18旋转，使与套筒34嵌合着的凸轮轭56旋转。凸轮轭56的旋转使套筒34抵抗弹簧36的弹力，在旋转轴8上滑动移动，使套筒脱离啮合离合器31，解除与马达11的连动状态。另外，使凸轮轭56旋转，使套筒34滑动移动时，套筒34的齿轮55，与设在旋转轴53(该旋转轴53上安装着手动转盘12)上的齿轮54啮合。

通过上述操作，套筒34的齿轮55与设在旋转轴53上的齿轮54成为啮合状态后，使手动转盘12旋转时，旋转轴53就旋转，其旋转从齿轮54传递到齿轮55，使套筒34旋转。由于套筒34的旋转，旋转轴8就旋转。由于旋转轴8的旋转，蜗杆10就旋转，与蜗杆10啮合着的蜗轮9也旋转。由于蜗轮9的旋转，借助与上述同样的路径，阀21上下运动，流路57的开闭被调节。另一方面，旋转轴8的旋转传递到旋转轴13。旋转轴13的旋转，与上述同样地，使由指针等构成的显示装置15旋转，同时，可向转矩开关27和限位开关28传送信息。

下面，参照图8和图9，说明组装在本发明阀驱动用致动装置中的减速装置26。

减速装置26把输入侧旋转轴41的旋转减速后，传递给输出侧旋转轴42。输入侧旋转轴41与使阀21(图1)在主轴1上上下移动的旋转轴8的旋转对应地驱动。如图6所示，旋转轴8的旋转通过齿轮机构38使旋转轴13旋转，旋转轴13的旋转通过齿轮机构40传递到输入侧旋转轴41。输出侧旋转轴42的旋转比例，作为阀开度传递给显示装置15的指针45。减速装置26备有输入侧旋转轴41、主轴80和副轴81。输入侧旋转轴41可旋转地支承在安装板14上。主轴80可旋转地支承在安装板14上，并与输入侧旋转轴41并排配置。副轴81可旋转地支承于安装板14上并与主轴80并排配置。

减速装置26由输入齿轮43、减速用输入齿轮47、减速用齿轮84、减速齿轮组49、内齿轮82、内齿轮83、减速用输出齿轮48和输出侧旋转轴42构成。输入齿轮43固定在输入侧旋转轴41上。减速用输入齿轮47可旋转地安装在主轴80上，并且与输入齿轮43啮合。减速用齿轮84可旋转地安装在副轴81上，并且与减速用输入齿轮47啮合。减速齿轮组49分别可旋转地支承在主轴80和副轴81上，并且相互啮合。内齿轮82与位于减速齿轮组最后级的减速用齿轮85啮合，并且固定在主轴80上。内齿轮83与内齿轮82啮合，并且固定在副轴81上。减速用输出齿轮48固定在主轴80或副轴81上。输出侧旋转轴42上安装着与减速用输出齿轮48啮合的输出齿轮44，并且可旋转地支承在安装板14上。

减速用输入齿轮47和减速用齿轮84、85，一体地形成有输入侧大直径齿轮87和输出侧小直径齿轮88。减速用输入齿轮47和减速用齿轮84、85，分别可旋转地安装在主轴80和副轴81上，在主轴80和副轴81上的相邻齿轮彼此相向旋转。减速用输出齿轮48的旋转输出方向，与朝旋转方向固定在主轴80上时的输出齿轮44的旋转方向、和朝旋转方向固定在副轴81上时的输出齿轮44的旋转方向相反。另外，把减速用输出齿轮48朝着旋转方向固定在主轴80或副轴81上的选择，由输出侧旋转轴42要求的旋转方向决定。

从输入侧旋转轴41到输出侧旋转轴42的旋转减速比，由可旋转地组装在主轴80和副轴81上的减速齿轮组49的减速齿轮84、85的数目决定。例如，在图8所示减速装置26中，减速齿轮组49的减速齿轮84的数目是2个，构成3级减速。而图9所示减速装置26中，减速齿轮组49的减速齿轮84的数目是8个，构成9级减速。因此，图9所示减速装置26，比图8所示减速装置26的减速比大。另外，因减速齿轮组49的减速齿轮84、85的数目而产生的内齿轮82、83与安装板14之间的间隙内，配置轴环86，可防止在减速齿轮组49内产生晃动。

减速用输出齿轮48与输出齿轮44之间的减速比，可事先准备各种组合，可选择减速用输出齿轮48与输出齿轮44之间的减速比，使得被减速齿轮组48减速的减速比与指针45的旋转角吻合。即，减速装置26的主要减速比，用减速齿轮组49的减速齿轮84、85进行，减速比的微调用减速用输出齿轮48和输出齿轮44之间的减速比进行。

因此，减速装置26中，输入侧旋转轴41的旋转，传递给在主轴80上可旋转的减速用输入齿轮47，接着，从减速用输入齿轮47传递给在主轴80和副轴81上可旋转的减速齿轮组49的减速用齿轮84、85，被减速齿轮组49减速至所需的减速比后被传递。然后，最终级减速用齿轮85的旋转，传递到固定在主轴80和副轴81上的内齿轮82、83。内齿轮82、83的旋转，使主轴80和副轴81旋转，接着，使固定在主轴80或副轴81上的减速用输出齿轮48旋转。减速用输出齿轮48的旋转，通过输出齿轮44，微调减速比后，传递给输出侧旋转轴42。

显示装置15由固定在安装板14上的刻度板46和安装在输出侧旋转轴42上的指针45构成。

下面，参照图10和图11，说明组装在本发明阀驱动用致动装置中的驱动切换装置2的动力传递装置的啮合离合器31。

啮合离合器31用于将固定在旋转轴8上的筒体91与在旋转轴8上滑动的套筒90之间的动力传递切断或接续。筒体91上，在其端面沿周方向交替形成低齿98的卡爪齿95和高齿97的卡爪齿94。在套筒90上，在其端面上形成与筒体91的卡爪齿94和95之间的齿沟96啮合的卡爪齿92。套筒90的卡爪齿92间的齿沟93，具有供低齿98的卡爪齿95和高齿97的卡爪齿94啮合的宽度，套筒90的卡爪齿92，与以低齿98的卡爪齿95与高齿97的卡爪齿94之间的齿沟96啮合的状态，传递动力。

啮合离合器31,2个卡爪齿92在径方向相向地设置在套筒90上，在筒体91上，分别各设置1个高卡爪齿94和1个低卡爪齿95。即，在筒体91上，分别设有与套筒90的卡爪齿92数目相同的高卡爪齿94和低卡爪齿95。

在啮合离合器31中，当套筒90和筒体91如图10所示地以隔开状态设置时，套筒90的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94、95的啮合，是用手动等使套筒90在旋转轴8上滑动移动，如图11(B)所示，套筒90的卡爪齿92直接与筒体91的低齿98的卡爪齿95和高齿97的卡爪齿94之间的齿沟96啮合，或者如图11(A)所示地，套筒90的卡爪齿92的齿端面99A与筒体91的低齿98的卡爪齿95的齿端面99B抵接，借助套筒90与筒体91相对旋转，如图11(B)所示，套筒90的卡爪齿92与筒体91的低齿98的卡爪齿95和高齿97的卡爪齿94之间的齿沟96啮合。

因此，啮合离合器31中，当套筒90的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94、95啮合时，套筒90的卡爪齿92顺利地插入宽度大的筒体91的高齿97的卡爪齿94之间，然后，如图11(B)所示，两者啮合位置一致地直接啮合，或者如图11(A)所示，套筒90的齿端面99A先与筒体91的低齿98的齿端面99B抵接后，套筒90与筒体91相对旋转，如图11(B)所示地相互啮合，套筒90的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94、95之间的冲击得到缓和，而且，两者切实且顺利地成为啮合状态。

套筒90的卡爪齿92的齿宽，与筒体91的低齿98的卡爪齿95和高齿97的卡爪齿94之间的齿沟96的宽度基本相同。因此，在套筒90的卡爪齿92与上述齿沟96啮合着的状态，套筒90的卡爪齿92与筒体91的卡爪齿94、95的齿沟96之间，在周方向成为基本没有游隙的状态。因此，即使套筒90和筒体91逆转，在卡爪齿92与卡爪齿94、95之间也不产生冲击，卡爪齿92、94、95不会产生折损、裂缝等的损伤，可提高耐久性。

下面，参照图12至图16，说明组装在本发明阀驱动用致动装置中的电气零件的安装构造。

由转矩开关27和限位开关28构成开关单元3，构成开关单元3的电气零件，分别安装在彼此相邻的安装板14之间，收容在构成安装本体6的箱7内，可减少装置本身的零部件，实现小型化。

开关单元3至少具有单元化的转矩开关27和限位开关28。转矩开关27用于检测旋转轴8的转矩，限位开关28用于检测阀21往复移动的上限和下限。转矩开关27由开关机构27A和2个微型开关29(图中仅示出1个)构成。开关机构27A用于检测旋转轴8的转矩，2个微型开关29设在转矩开关27上，用于检测阀开方向和阀闭方向的上限和下限的过转矩状态。另外，限位开关28由开关机构28A和2个微型开关30(图中仅示出1个)构成。开关机构28A是计数机构，用于检测阀21往复移动的上限和下限，微型开关30用于检测阀21的往复移动的上限和下限。开关单元3除了具有上述电气零件外，还具有闪烁开关37(图4)、互锁开关66(图5)、开度遥控显示用发射器67构成的电位计等。另外，在收容开关单元3的箱7上，为了将其内部与外部隔离，设有防爆、防水用盖16。

该阀驱动用致动装置，将作为电气零件的微型开关100(相当于图7的微型开关29、30)组装在开关单元3内。微型开关100如图12和图13所示，由安装在印刷基板103上的微型开关本体101、连接器102和印刷在印刷基板103背面的印刷配线108构成。印刷配线108具有连接微型开关本体101与连接器102的功能。微型开关本体101如图16所示，具有构成作动片的辊109和弹簧体110。辊109与设在旋转轴114(该旋转轴114可旋转地安装在安装板14上)上的凸轮115相接时，抵抗弹簧体110的弹力而移动，将印刷基板103的印刷配线108接通，产生电气信号。

印刷基板103备有插入部105和止挡部106。插入部105嵌合于若干安装板14之间，这些安装板14以隔开状态配置在安装本体6上，止挡部106与安装板14的端面111抵接。印刷基板103上形成从插入部105两侧面伸出的突出部104，突出部104的端面与安装板14的端面111抵接，构成止挡部106。

该阀驱动用致动装置中，为了把印刷基板103固定于安装板14之间，采用了夹具107。夹具107以夹持住印刷基板103的状态，将两端的接合部116分别嵌合到形成在安装板14上接合孔117内，将止挡部106推抵在安装板14的端面111上，将印刷基板103弹性地固定在安装板14上。

为了固定印刷基板103，在安装板14上的预定位置形成插入沟槽112。印刷基板103的插入部105的侧部，与安装板14的插入沟槽112嵌合，并用夹具107固定，这样，印刷基板103被定位在安装基板14上。因此，微型开关100的定位，只要将印刷基板103的插入部105插入安装板14的插入沟槽112内，再用夹具107把印刷基板103固定在安装板14上，便能准确而迅速地定位。

Claims (25)

1．阀驱动用致动装置，备有主轴、旋转轴、驱动切换装置、旋转传递机构、开关单元和端子单元；上述主轴上安装着开闭调节流路的阀；上述旋转轴可旋转地安装在安装本体上，用于驱动主轴往复运动；上述驱动切换装置可切换为用手动转盘驱动旋转轴旋转的手动驱动机构或用马达驱动旋转轴旋转的电动驱动机构；上述旋转传递机构将旋转轴的旋转减速后，传递给显示旋转轴的转数的显示装置；上述开关单元包括组装在旋转传递机构内的转矩开关和限位开关；控制器控制开关单元，进行与阀有关的信息交换，上述端子单元将控制器与开关单元连接；其特征在于，收容旋转传递机构的箱内，隔开并排地配置着的若干个安装板安装在上述安装本体上，在相邻安装板之间，分别安装着构成旋转传递机构的一部分的减速装置、转矩开关和限位开关。

2．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，在上述箱内的安装板上，安装着阀开度指示装置和遥控阀开度指示用发射器。

3．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，在箱上分别设有收容上述开关单元和端子单元的防爆、防水用盖。

4．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述控制器由控制开关单元的至少包括磁性开关的电气零件构成，在上述安装本体上，安装着收容电气零件的筒状箱，该筒状箱备有防爆、防水用盖。

5．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述驱动切换装置，备有手动杆、由手动杆断接的啮合离合器和自动复位机构单元，该自动复位机构单元借助上述马达的旋转切换为电动驱动机构的驱动。

6．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述限位开关由开关机构和微型开关构成，上述转矩开关由开关机构和微型开关构成。

7．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，将上述旋转轴的旋转减速后传递给显示装置的阀开度指示计的减速装置，备有输入侧旋转轴、输入齿轮、主轴、副轴、减速齿轮组、内齿轮、减速用输出齿轮、输出侧旋转轴；输入侧旋转轴与旋转轴的旋转对应地被驱动，并且可旋转地支承在上述安装板上；输入齿轮固定在输入侧旋转轴上；主轴可旋转地支承在安装板上，主轴上可旋转地安装着与输入齿轮啮合的减速用输入齿轮；副轴与主轴并列配置，可旋转地支承在安装板上，副轴上可旋转地安装着与减速输入齿轮啮合的减速用齿轮；减速齿轮组分别可旋转地安装在主轴和副轴上，并彼此啮合；内齿轮与减速齿轮组的最后级减速齿轮啮合，并分别固定在主轴和副轴上；减速用输出齿轮固定在主轴或副轴上；输出侧旋转轴可旋转地支承在安装板上，并安装着与减速用输出齿轮啮合的输出齿轮。

8．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述减速用输出齿轮的旋转方向，与朝旋转方向固定在主轴上时的输出齿轮的旋转方向、和朝旋转方向固定在副轴上时的输出齿轮的旋转方向相反。

9．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，把上述减速用输出齿轮朝旋转方向固定在主轴或副轴上的选择，由输出侧旋转轴要求的旋转方向决定。

10．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，从输入侧旋转轴到输出侧旋转轴的旋转减速比，由组装在主轴和副轴上的减速齿轮组的减速齿轮数调节。

11．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述减速装置中，主要的旋转减速比，通过减速齿轮组的减速齿轮数的选择达到，微调节的旋转减速比，通过减速用输出齿轮与输出齿轮的减速比的选择达到。

12．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，由上述减速齿轮组的减速齿轮数产生的内齿轮与安装板之间的间隙中，配置着轴环。

13．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述显示装置，由固定在安装板上的刻度板和安装在输出侧旋转轴上的指针构成。

14．如权利要求7所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述减速用输入齿轮和减速齿轮组的减速用齿轮，具有形成为一体的输入侧大直径齿轮和输出侧小直径齿轮。

15．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述驱动切换装置，用手动切换杆切断啮合离合器，阀驱动用致动装置被切换为手动操作；另外，通过马达的驱动，由自动复位机构单元使啮合离合器接续，阀驱动用致动装置被切换为电动驱动。

16．如权利要求15所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，借助上述手动切换杆的操作，备有啮合离合器的套筒抵抗弹簧的弹力滑动移动，啮合离合器被切断，另外，由于马达的驱动，自动复位机构单元作动，上述手动切换杆对套筒的操作被解除，借助上述弹簧套筒滑动移动，啮合离合器被接合。

17．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述驱动切换装置，具有由筒体和套筒构成的动力传递装置的啮合离合器，上述筒体在固定于旋转轴的端面上有卡爪齿，上述套筒在旋转轴上滑动，并且具有与筒体的卡爪齿啮合的卡爪齿，上述啮合离合器中，一方的卡爪齿交替地形成低齿和高齿，另一方卡爪齿之间的齿沟，具有供上述低齿的卡爪齿和高齿的卡爪齿啮合的宽度，另一方卡爪齿，与低齿的卡爪齿和高齿的卡爪齿间的齿沟啮合，传递动力。

18．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述一方卡爪齿与另一方卡爪齿的啮合，是另一方卡爪齿直接与上述一方卡爪齿的低齿和高齿之间的齿沟啮合。

19．如权利要求18所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述一方卡爪齿与另一方卡爪齿的啮合，是另一方卡爪齿的齿端面抵接一方低齿的卡爪齿的齿端面，通过一方卡爪齿与另一方卡爪齿的相对旋转，另一卡爪齿啮合在上述一方卡爪齿的低齿与高齿之间的齿沟内。

20．如权利要求18所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述一方卡爪齿的齿沟宽度，与另一方卡爪齿的齿宽基本相同，在另一方卡爪齿啮合在上述一方卡爪齿的齿沟内的状态，在上述一方卡爪齿的齿沟与另一方卡爪齿之间，沿周方向基本上没有游隙。

21．如权利要求1所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，构成转矩开关和限位开关的电气零件，安装在备有插入部和止挡部的印刷基板上，插入部嵌合在相邻安装板之间，止挡部与安装板的端面抵接；在印刷基板上设有与电气零件连接的印刷配线，上述印刷基板由与安装板的接合孔接合着的夹具，将印刷基板的止挡部推压于安装板的端面，并固定在安装板上。

22．如权利要求21所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述安装板上形成供印刷基板的插入部的侧部嵌合的插入槽，通过把上述印刷基板嵌合固定在插入槽内而定位在安装板上。

23．如权利要求21所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述印刷基板的止挡部，由从插入部的侧面伸出的突出部构成。

24．如权利要求21所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，上述电气零件，由微型开关本体和用印刷配线与微型开关本体连接的连接器构成。

25．如权利要求24所述的阀驱动用致动装置，其特征在于，设在微型开关本体上的作动片，由设在旋转轴上的凸轮作动，该旋转轴可旋转地安装在安装板之间。

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