JP2003302215A - ねじ摩耗量検出装置 - Google Patents
ねじ摩耗量検出装置Info
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- JP2003302215A JP2003302215A JP2002106134A JP2002106134A JP2003302215A JP 2003302215 A JP2003302215 A JP 2003302215A JP 2002106134 A JP2002106134 A JP 2002106134A JP 2002106134 A JP2002106134 A JP 2002106134A JP 2003302215 A JP2003302215 A JP 2003302215A
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- female screw
- screw
- rotation angle
- wear amount
- spindle
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- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 このねじ摩耗量検出装置は，雌ねじの摩耗量
に対応した雌ねじの回転角度の増加量を検出して雌ねじ
の摩耗量を検出し，構造そのものをシンプルに低コスト
で作製する。 【解決手段】 このねじ摩耗量検出装置は，スピンドル
１の上限位置を直線位置検出器６で検出し，その時の雌
ねじ１１の回転角度を検出する回転角度検出器７によっ
て検出する。このねじ摩耗量検出装置は，雌ねじ１１の
摩耗量に対応して発生する雄ねじ１０と雌ねじ１１との
間のギャップ分を，雌ねじ１１の回転角度の増分として
検出し，雌ねじ１１の摩耗量を検出する。
に対応した雌ねじの回転角度の増加量を検出して雌ねじ
の摩耗量を検出し，構造そのものをシンプルに低コスト
で作製する。 【解決手段】 このねじ摩耗量検出装置は，スピンドル
１の上限位置を直線位置検出器６で検出し，その時の雌
ねじ１１の回転角度を検出する回転角度検出器７によっ
て検出する。このねじ摩耗量検出装置は，雌ねじ１１の
摩耗量に対応して発生する雄ねじ１０と雌ねじ１１との
間のギャップ分を，雌ねじ１１の回転角度の増分として
検出し，雌ねじ１１の摩耗量を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，例えば，流路を
開閉するのに設けられた水門，扉体，ゲート，弁体等の
負荷体を上下移動させる電動バルブアクチュエータにお
いて，負荷体を支持するスピンドルを上下移動させるス
テムナットの雌ねじの摩耗量を検出するねじ摩耗量検出
装置に関する。
開閉するのに設けられた水門，扉体，ゲート，弁体等の
負荷体を上下移動させる電動バルブアクチュエータにお
いて，負荷体を支持するスピンドルを上下移動させるス
テムナットの雌ねじの摩耗量を検出するねじ摩耗量検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，水路，浄水場，発電所，河川等の
流体が流れる流路には，流路を開閉して流量を制御する
ためのゲート，水門，弁体等の負荷体が設けられ，該負
荷体を作動するため電動バルブアクチュエータが使用さ
れている。弁体を駆動するための電動バルブアクチュエ
ータは，コントローラを用いて制御する中央情報システ
ム化に向かうと共に，弁開閉の制御のうち簡単な一部の
制御を行うことができるコントローラを設けたもの，例
えば，特開平１１−１０７２５４号公報に開示されたも
のが知られている。
流体が流れる流路には，流路を開閉して流量を制御する
ためのゲート，水門，弁体等の負荷体が設けられ，該負
荷体を作動するため電動バルブアクチュエータが使用さ
れている。弁体を駆動するための電動バルブアクチュエ
ータは，コントローラを用いて制御する中央情報システ
ム化に向かうと共に，弁開閉の制御のうち簡単な一部の
制御を行うことができるコントローラを設けたもの，例
えば，特開平１１−１０７２５４号公報に開示されたも
のが知られている。
【０００３】従来，弁駆動用アクチュエータ装置におけ
るねじ摩耗量検出装置として，基準ねじを設けて使用す
るねじとのギャップを検出し，それによって雌ねじの摩
耗量を検出していた。或いは，ねじ摩耗量検出装置とし
て，ねじの負荷トルクカーブを検出し，ねじのギヤップ
の増加によるトルクの変化から雌ねじの摩耗量を計算し
て求めていた。
るねじ摩耗量検出装置として，基準ねじを設けて使用す
るねじとのギャップを検出し，それによって雌ねじの摩
耗量を検出していた。或いは，ねじ摩耗量検出装置とし
て，ねじの負荷トルクカーブを検出し，ねじのギヤップ
の増加によるトルクの変化から雌ねじの摩耗量を計算し
て求めていた。
【０００４】例えば，スピンドル駆動装置において，基
準ねじを設けて雌ねじの摩耗量を検出するものとして実
公平８−９６０３号公報に開示されたものが知られてい
る。該雌ねじ摩耗量検出装置は，ハウジングに回転可能
に取り付けられたスリーブ，該スリーブにスプライン嵌
合した雌ねじ部材，該雌ねじ部材に噛合し且つ軸方向に
移動可能な雄ねじ付きスピンドル，該スピンドルの負荷
がかからない状態で前記スピンドルに回転可能に取り付
けられ且つ前記雌ねじ部材と一体に回転すると共に前記
雌ねじ部材の摩耗量に対応する軸方向の移動に従って軸
方向下向きに移動可能なモデル雌ねじ，該モデル雌ねじ
の外周に形成された環状溝に嵌入するベアリングを取り
付け且つ前記ハウジングに固定されたガイドピンに案内
されて前記モデル雌ねじの軸方向の移動に対応して軸方
向にのみ移動できる移動ブロック，及び前記雌ねじ部材
の雌ねじの摩耗量に対応する前記移動ブロックの移動距
離を検出する差動変圧器でなる移動量センサーから構成
されているものである。
準ねじを設けて雌ねじの摩耗量を検出するものとして実
公平８−９６０３号公報に開示されたものが知られてい
る。該雌ねじ摩耗量検出装置は，ハウジングに回転可能
に取り付けられたスリーブ，該スリーブにスプライン嵌
合した雌ねじ部材，該雌ねじ部材に噛合し且つ軸方向に
移動可能な雄ねじ付きスピンドル，該スピンドルの負荷
がかからない状態で前記スピンドルに回転可能に取り付
けられ且つ前記雌ねじ部材と一体に回転すると共に前記
雌ねじ部材の摩耗量に対応する軸方向の移動に従って軸
方向下向きに移動可能なモデル雌ねじ，該モデル雌ねじ
の外周に形成された環状溝に嵌入するベアリングを取り
付け且つ前記ハウジングに固定されたガイドピンに案内
されて前記モデル雌ねじの軸方向の移動に対応して軸方
向にのみ移動できる移動ブロック，及び前記雌ねじ部材
の雌ねじの摩耗量に対応する前記移動ブロックの移動距
離を検出する差動変圧器でなる移動量センサーから構成
されているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
ように，基準ねじを用いてギャップを検出するタイプの
ねじ摩耗量検出装置は，基準ねじを高精度に作製しなけ
ればならないと共に，該基準ねじを組み込むため複雑な
構造を必要とし，コスト高になるという問題があった。
又は，ねじの負荷トルクカーブを検出し，ねじのギヤッ
プの増加によるトルクの変化から雌ねじの摩耗量を計算
するねじ摩耗量検出装置は，雌ねじの摩耗をトルク波形
で分析する場合に，正常時のトルク波形との間の相違が
分かりにくく，高精度に雌ねじの摩耗を検出できないと
いう問題があった。
ように，基準ねじを用いてギャップを検出するタイプの
ねじ摩耗量検出装置は，基準ねじを高精度に作製しなけ
ればならないと共に，該基準ねじを組み込むため複雑な
構造を必要とし，コスト高になるという問題があった。
又は，ねじの負荷トルクカーブを検出し，ねじのギヤッ
プの増加によるトルクの変化から雌ねじの摩耗量を計算
するねじ摩耗量検出装置は，雌ねじの摩耗をトルク波形
で分析する場合に，正常時のトルク波形との間の相違が
分かりにくく，高精度に雌ねじの摩耗を検出できないと
いう問題があった。
【０００６】また，従来のねじ摩耗量検出装置は，水
門，ゲートバルブ等の荷重が重い時には，通常の作動に
おいては電動減速機構を組み込んだ装置を使用しなけれ
ば，水門，ゲートバルブ等の荷重の上昇を行うのが困難
である。この解決策として，例えば，減速比を高くする
ことも可能であるが，高減速比のため，水門を上昇する
ための手動ハンドルの回転操作回数が多くなり，また，
上昇所要時間が長時間掛かることになる。逆に，水門の
下降時には，高減速比であるため，負荷側からの力が増
速機を介することになり，負荷操作伝動装置に組込まれ
る各部品を高速回転させることになる。
門，ゲートバルブ等の荷重が重い時には，通常の作動に
おいては電動減速機構を組み込んだ装置を使用しなけれ
ば，水門，ゲートバルブ等の荷重の上昇を行うのが困難
である。この解決策として，例えば，減速比を高くする
ことも可能であるが，高減速比のため，水門を上昇する
ための手動ハンドルの回転操作回数が多くなり，また，
上昇所要時間が長時間掛かることになる。逆に，水門の
下降時には，高減速比であるため，負荷側からの力が増
速機を介することになり，負荷操作伝動装置に組込まれ
る各部品を高速回転させることになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，水
門，扉体，バルブ，ゲート等の負荷体を操作するスピン
ドルをステムナットによって上下運動可能に支持し，雌
ねじの摩耗による摩耗量が雌ねじの回転角度の増分とし
て現れることに着眼し，スピンドルの上限位置とその時
の雌ねじの角度位置を検出し，ステムナットの雌ねじが
摩耗量分だけ空回りする雌ねじの回転角度をポテンショ
メータ等の回転角度検出器によって直接検出して雌ねじ
の摩耗量を検出し，構造そのものをシンプルに且つ高精
度に構成すると共に，コストを低減することができる電
動バルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検出装置を
提供することである。
門，扉体，バルブ，ゲート等の負荷体を操作するスピン
ドルをステムナットによって上下運動可能に支持し，雌
ねじの摩耗による摩耗量が雌ねじの回転角度の増分とし
て現れることに着眼し，スピンドルの上限位置とその時
の雌ねじの角度位置を検出し，ステムナットの雌ねじが
摩耗量分だけ空回りする雌ねじの回転角度をポテンショ
メータ等の回転角度検出器によって直接検出して雌ねじ
の摩耗量を検出し，構造そのものをシンプルに且つ高精
度に構成すると共に，コストを低減することができる電
動バルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検出装置を
提供することである。
【０００８】この発明は，流路を開閉するため配設され
た弁体等の負荷体が取り付けられてハウジングに上下移
動可能に支持されたスピンドル，該スピンドルに設けら
れた雄ねじに螺合する雌ねじを備え且つ前記ハウジング
に回転可能に支持されたステムナット，及び前記雌ねじ
を回転駆動して前記スピンドルを上下移動させるため前
記ステムナットに駆動装置からの回転を伝達する伝達装
置を有する電動バルブアクチュエータにおいて，前記ス
ピンドルの上限位置を検出する直線位置検出器及び前記
雌ねじの回転角度を検出する回転角度検出器を有し，前
記直線位置検出器によって検出された前記スピンドルの
前記上限位置に対応した前記回転角度検出器によって検
出された前記雌ねじの回転角度を記録し，前記雌ねじの
摩耗量で発生する前記雄ねじと前記雌ねじとの間のギャ
ップ分を，前記回転角度検出器によって前記雌ねじの増
加回転角度として検出し，前記雌ねじの前記増加回転角
度によって前記雌ねじの摩耗量を検出することを特徴と
するねじ摩耗量検出装置に関する。
た弁体等の負荷体が取り付けられてハウジングに上下移
動可能に支持されたスピンドル，該スピンドルに設けら
れた雄ねじに螺合する雌ねじを備え且つ前記ハウジング
に回転可能に支持されたステムナット，及び前記雌ねじ
を回転駆動して前記スピンドルを上下移動させるため前
記ステムナットに駆動装置からの回転を伝達する伝達装
置を有する電動バルブアクチュエータにおいて，前記ス
ピンドルの上限位置を検出する直線位置検出器及び前記
雌ねじの回転角度を検出する回転角度検出器を有し，前
記直線位置検出器によって検出された前記スピンドルの
前記上限位置に対応した前記回転角度検出器によって検
出された前記雌ねじの回転角度を記録し，前記雌ねじの
摩耗量で発生する前記雄ねじと前記雌ねじとの間のギャ
ップ分を，前記回転角度検出器によって前記雌ねじの増
加回転角度として検出し，前記雌ねじの前記増加回転角
度によって前記雌ねじの摩耗量を検出することを特徴と
するねじ摩耗量検出装置に関する。
【０００９】前記伝達装置は，前記ステムナットの外周
側に一体的に固定され且つ前記ハウジングに回転可能に
支持されたウォームホィール及び該ウォームホィールに
螺合し且つ前記ハウジングに回転可能に支持されたウォ
ームから構成されたウォームギヤを有するものである。
側に一体的に固定され且つ前記ハウジングに回転可能に
支持されたウォームホィール及び該ウォームホィールに
螺合し且つ前記ハウジングに回転可能に支持されたウォ
ームから構成されたウォームギヤを有するものである。
【００１０】このねじ摩耗量検出装置では，前記雌ねじ
の摩耗量をω，前記雌ねじのピッチをｐ及び前記雄ねじ
と前記雌ねじとの間に発生する前記ギャップ分に対応す
る前記雌ねじの回転角度の増加量をΔαで表すと，前記
雌ねじの摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）ｐで表される
ものである。
の摩耗量をω，前記雌ねじのピッチをｐ及び前記雄ねじ
と前記雌ねじとの間に発生する前記ギャップ分に対応す
る前記雌ねじの回転角度の増加量をΔαで表すと，前記
雌ねじの摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）ｐで表される
ものである。
【００１１】前記直線位置検出器は前記スピンドルの上
限位置を検出するリニアトランスで構成されている。更
に，前記直線位置検出器の前記リニアトランスは，その
検出端子が前記スピンドルの上端部に当接して前記ハウ
ジングに取り付けられている。
限位置を検出するリニアトランスで構成されている。更
に，前記直線位置検出器の前記リニアトランスは，その
検出端子が前記スピンドルの上端部に当接して前記ハウ
ジングに取り付けられている。
【００１２】前記回転角度検出器は，前記雌ねじの回転
角度を検出するポテンショメータで構成されている。更
に，前記回転角度検出器のポテンショメータは，その検
出端子が前記雌ねじに設けた摺動接点に摺接して前記ハ
ウジングに取り付けられている。
角度を検出するポテンショメータで構成されている。更
に，前記回転角度検出器のポテンショメータは，その検
出端子が前記雌ねじに設けた摺動接点に摺接して前記ハ
ウジングに取り付けられている。
【００１３】このねじ摩耗量検出装置は，上記のように
構成されているので，従来のような基準ねじを不要に
し，直線位置検出器によってスピンドルの上限位置を検
出すると共に，その時の回転角度検出器によって雌ねじ
の回転角度を検出して記録し，雌ねじの摩耗によって発
生する雄ねじと雌ねじとの間のギャップ分は，雌ねじの
回転角度の増加になって現れる。従って，雌ねじの回転
角度の増加量を３６０°で除して雌ねじのピッチを乗ず
ることによって雌ねじの摩耗量が検出される。即ち，こ
のねじ摩耗量検出装置は，雌ねじが摩耗していない状態
から雌ねじが摩耗することによって発生する雌ねじの回
転角度の増分から雌ねじの摩耗量を検出するものであっ
て，構造そのものがシンプルであり，低コストで作製す
ることができる。
構成されているので，従来のような基準ねじを不要に
し，直線位置検出器によってスピンドルの上限位置を検
出すると共に，その時の回転角度検出器によって雌ねじ
の回転角度を検出して記録し，雌ねじの摩耗によって発
生する雄ねじと雌ねじとの間のギャップ分は，雌ねじの
回転角度の増加になって現れる。従って，雌ねじの回転
角度の増加量を３６０°で除して雌ねじのピッチを乗ず
ることによって雌ねじの摩耗量が検出される。即ち，こ
のねじ摩耗量検出装置は，雌ねじが摩耗していない状態
から雌ねじが摩耗することによって発生する雌ねじの回
転角度の増分から雌ねじの摩耗量を検出するものであっ
て，構造そのものがシンプルであり，低コストで作製す
ることができる。
【００１４】このねじ摩耗量検出装置は，言い換えれ
ば，次のようにして雌ねじの摩耗量を検出することがで
きる。即ち，雌ねじの一方向への回転によってスピンド
ルを上昇させ，スピンドルが上限位置に到達する。その
時のスピンドルの上限位置を直線位置検出器によって検
出すると共に，回転角度検出器によって雌ねじの回転角
度位置を検出して記録する。次いで，スピンドルを下降
させる作動をし，雌ねじを逆転させるが，雌ねじに摩耗
が発生していると，雌ねじの摩耗量は雌ねじの下側の歯
面とスピンドルの雄ねじの上側の歯面との間にギャップ
が発生していることになり，所謂，バックラッシとして
の歯面間の遊びとして現れている。そこで，雌ねじを逆
転させると，歯面間のギャップ分だけ，雌ねじが空転す
ることになり，ギャップを埋める分だけ雌ねじが空転す
ると，雌ねじの回転力はスピンドルの雄ねじの伝達さ
れ，スピンドルの下降が開始される。スピンドルの下降
開始点は直線位置検出器によって検出することができる
ので，その時の雌ねじの回転角度位置を回転角度位置を
検出し，雌ねじの空転の回転角度Δαを計算すれば，そ
の量が雌ねじの摩耗量に相当することになり，Δαを３
６０°で除して雌ねじのピッチを乗ずれば，雌ねじの摩
耗量を検出することになる。
ば，次のようにして雌ねじの摩耗量を検出することがで
きる。即ち，雌ねじの一方向への回転によってスピンド
ルを上昇させ，スピンドルが上限位置に到達する。その
時のスピンドルの上限位置を直線位置検出器によって検
出すると共に，回転角度検出器によって雌ねじの回転角
度位置を検出して記録する。次いで，スピンドルを下降
させる作動をし，雌ねじを逆転させるが，雌ねじに摩耗
が発生していると，雌ねじの摩耗量は雌ねじの下側の歯
面とスピンドルの雄ねじの上側の歯面との間にギャップ
が発生していることになり，所謂，バックラッシとして
の歯面間の遊びとして現れている。そこで，雌ねじを逆
転させると，歯面間のギャップ分だけ，雌ねじが空転す
ることになり，ギャップを埋める分だけ雌ねじが空転す
ると，雌ねじの回転力はスピンドルの雄ねじの伝達さ
れ，スピンドルの下降が開始される。スピンドルの下降
開始点は直線位置検出器によって検出することができる
ので，その時の雌ねじの回転角度位置を回転角度位置を
検出し，雌ねじの空転の回転角度Δαを計算すれば，そ
の量が雌ねじの摩耗量に相当することになり，Δαを３
６０°で除して雌ねじのピッチを乗ずれば，雌ねじの摩
耗量を検出することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による電動バルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検
出装置の実施例を説明する。このねじ摩耗量検出装置を
組み込んだ電動バルブアクチュエータは，例えば，水
路，浄水場等の流路に配置され，該流路での流体の流れ
を制御するためゲート，水門，扉体，バルブ等の負荷体
である弁体５を備えたスピンドル１を上下駆動させるも
のであり，モータや手動ハンドル等の駆動装置からの回
転を伝達するウォームギヤを含む伝達装置２４を通じて
ステムナット２の雌ねじ１１を回転駆動し，雌ねじ１１
に螺合する雄ねじ１０を備えたスピンドル１を上下移動
させるものである。
による電動バルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検
出装置の実施例を説明する。このねじ摩耗量検出装置を
組み込んだ電動バルブアクチュエータは，例えば，水
路，浄水場等の流路に配置され，該流路での流体の流れ
を制御するためゲート，水門，扉体，バルブ等の負荷体
である弁体５を備えたスピンドル１を上下駆動させるも
のであり，モータや手動ハンドル等の駆動装置からの回
転を伝達するウォームギヤを含む伝達装置２４を通じて
ステムナット２の雌ねじ１１を回転駆動し，雌ねじ１１
に螺合する雄ねじ１０を備えたスピンドル１を上下移動
させるものである。
【００１６】電動バルブアクチュエータは，例えば，河
川，運河等の土手に基礎として築かれたスラブ上には，
１本又は複数のスピンドル１の上下運動を案内する減速
機等が組み込まれた伝達装置２４を有し，ハウジング３
内には，図示していないが，バルブ開度計ケース，バル
ブコントロールケース，スイッチケース等が収容されて
いる。また，電動バルブアクチュエータにおけるスピン
ドル１と噛み合う後述の雌ねじ１１の摩耗量を，電動バ
ルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検出装置からの
電気信号によって，水路，浄水場，水門等の現場に赴く
ことなく遠隔監視室で検出することができるように構成
されている。
川，運河等の土手に基礎として築かれたスラブ上には，
１本又は複数のスピンドル１の上下運動を案内する減速
機等が組み込まれた伝達装置２４を有し，ハウジング３
内には，図示していないが，バルブ開度計ケース，バル
ブコントロールケース，スイッチケース等が収容されて
いる。また，電動バルブアクチュエータにおけるスピン
ドル１と噛み合う後述の雌ねじ１１の摩耗量を，電動バ
ルブアクチュエータにおけるねじ摩耗量検出装置からの
電気信号によって，水路，浄水場，水門等の現場に赴く
ことなく遠隔監視室で検出することができるように構成
されている。
【００１７】このねじ摩耗量検出装置が組み込まれた電
動バルブアクチュエータは，ギヤケース等のハウジング
３内を，下端部にゲート，バルブ等の負荷体である弁体
５が取り付けられたスピンドル１が上下方向に往復移動
可能に取り付けられている。ハウジング３は，複数のハ
ウジング部材から成り，ステムナット２を回転可能に支
持するため，フランジ部２５や支持段部２６を設けてい
る。ハウジング３のフランジ部２５や支持段部２６に
は，スラスト軸受等の軸受２１が介在され，ハウジング
３に軸受２１を介してステムナット本体２０が回転可能
に配設されている。ステムナット本体２０の嵌合部１９
には，ステムナット２がスプラインやキーによって固定
されている。また，ステムナット本体２０の外周部には
ウォームギヤを構成するウォームホィール８がスプライ
ン，キー，圧入等によって固定されている。従って，電
動バルブアクチュエータは，ウォームホィール８，ステ
ムナット本体２０及びステムナット２が駆動装置から伝
達装置２４を通じて回転されるウォーム９によって一体
構造で回転される構造に構成されている。
動バルブアクチュエータは，ギヤケース等のハウジング
３内を，下端部にゲート，バルブ等の負荷体である弁体
５が取り付けられたスピンドル１が上下方向に往復移動
可能に取り付けられている。ハウジング３は，複数のハ
ウジング部材から成り，ステムナット２を回転可能に支
持するため，フランジ部２５や支持段部２６を設けてい
る。ハウジング３のフランジ部２５や支持段部２６に
は，スラスト軸受等の軸受２１が介在され，ハウジング
３に軸受２１を介してステムナット本体２０が回転可能
に配設されている。ステムナット本体２０の嵌合部１９
には，ステムナット２がスプラインやキーによって固定
されている。また，ステムナット本体２０の外周部には
ウォームギヤを構成するウォームホィール８がスプライ
ン，キー，圧入等によって固定されている。従って，電
動バルブアクチュエータは，ウォームホィール８，ステ
ムナット本体２０及びステムナット２が駆動装置から伝
達装置２４を通じて回転されるウォーム９によって一体
構造で回転される構造に構成されている。
【００１８】電動バルブアクチュエータは，水路，浄水
場等の流路（図示せず）に接続したハウジング３に固定
された流路管１６，流路管１６の流路４を開閉するため
配設された弁体５が取り付けられ且つハウジング３に上
下移動可能に支持されたスピンドル１，スピンドル１に
設けられた雄ねじ１０に螺合する雌ねじ１１を備え且つ
ハウジング１に回転可能に支持されたステムナット２，
及び雌ねじ１１を回転駆動してスピンドル１を上下移動
させるためステムナット２に駆動装置（図示せず）から
の回転を伝達する伝達装置２４を有する。伝達装置２４
は，ステムナット２の外周側に一体的に固定され且つハ
ウジング３に回転可能に支持されたウォームホィール
８，及びウォームホィール８に螺合し且つハウジング３
に回転可能に支持されたウォーム９から構成されたウォ
ームギヤを有するものである。電動バルブアクチュエー
タでは，上記の構成によって，ステムナット２が回転す
ることに応じて，雌ねじ１１が回転し，雌ねじ１１の回
転によって雄ねじ１０が雌ねじ１１に沿って上下移動
し，スピンドル１が上下移動することになる。
場等の流路（図示せず）に接続したハウジング３に固定
された流路管１６，流路管１６の流路４を開閉するため
配設された弁体５が取り付けられ且つハウジング３に上
下移動可能に支持されたスピンドル１，スピンドル１に
設けられた雄ねじ１０に螺合する雌ねじ１１を備え且つ
ハウジング１に回転可能に支持されたステムナット２，
及び雌ねじ１１を回転駆動してスピンドル１を上下移動
させるためステムナット２に駆動装置（図示せず）から
の回転を伝達する伝達装置２４を有する。伝達装置２４
は，ステムナット２の外周側に一体的に固定され且つハ
ウジング３に回転可能に支持されたウォームホィール
８，及びウォームホィール８に螺合し且つハウジング３
に回転可能に支持されたウォーム９から構成されたウォ
ームギヤを有するものである。電動バルブアクチュエー
タでは，上記の構成によって，ステムナット２が回転す
ることに応じて，雌ねじ１１が回転し，雌ねじ１１の回
転によって雄ねじ１０が雌ねじ１１に沿って上下移動
し，スピンドル１が上下移動することになる。
【００１９】電動バルブアクチュエータにおいて，流路
管１６には，弁体５が嵌合する弁体嵌入部１８が形成さ
れており，弁体５が弁体嵌入部１８に嵌合することによ
って流路４が閉鎖され，図示のように，弁体５が上昇し
た位置では流路４は開放状態になる。ハウジング３に
は，流路４の水等の流体が伝動装置２４や雌ねじ１１へ
侵入しないようにシールするため，スピンドル１が挿通
するリング状のグランドパッキン１５がハウジング３の
支持段部２３に配設され，グランドパッキン１５が押さ
え部材２２でハウジング３に固定されている。
管１６には，弁体５が嵌合する弁体嵌入部１８が形成さ
れており，弁体５が弁体嵌入部１８に嵌合することによ
って流路４が閉鎖され，図示のように，弁体５が上昇し
た位置では流路４は開放状態になる。ハウジング３に
は，流路４の水等の流体が伝動装置２４や雌ねじ１１へ
侵入しないようにシールするため，スピンドル１が挿通
するリング状のグランドパッキン１５がハウジング３の
支持段部２３に配設され，グランドパッキン１５が押さ
え部材２２でハウジング３に固定されている。
【００２０】このねじ摩耗量検出装置は，特に，スピン
ドル１の上限位置からのスピンドル１の降下開始位置即
ち上限位置を検出するリニアトランス等の直線位置検出
器６，及び雌ねじ１１の回転角度を検出するポテンショ
メータ等の回転角度検出器７を有する。このねじ摩耗量
検出装置では，直線位置検出器６によって検出されたス
ピンドル１の上限位置に対応した回転角度検出器７によ
って検出された雌ねじ１１の回転角度をまず記録する。
次いで，雌ねじ１１の摩耗量で発生する雄ねじ１０と雌
ねじ１１との間のギャップ分を，回転角度検出器７によ
って雌ねじ１１の増加回転角度として検出し，雌ねじ１
１の増加回転角度によって雌ねじ１１の摩耗量を検出す
る。即ち，このねじ摩耗量検出装置は，直線位置検出器
６によって検出されたスピンドル１の上限位置即ち降下
開始位置に応じて回転角度検出器７による雌ねじ１１の
回転角度開始位置を検出し，次いで，雌ねじ１１の回転
角度開始位置からの雌ねじ１１の回転角度の増加分を検
出し，その回転角度の増加分を３６０°で除して雌ねじ
１１のピッチを乗ずることによって雌ねじ１１の摩耗量
を検出するものである。
ドル１の上限位置からのスピンドル１の降下開始位置即
ち上限位置を検出するリニアトランス等の直線位置検出
器６，及び雌ねじ１１の回転角度を検出するポテンショ
メータ等の回転角度検出器７を有する。このねじ摩耗量
検出装置では，直線位置検出器６によって検出されたス
ピンドル１の上限位置に対応した回転角度検出器７によ
って検出された雌ねじ１１の回転角度をまず記録する。
次いで，雌ねじ１１の摩耗量で発生する雄ねじ１０と雌
ねじ１１との間のギャップ分を，回転角度検出器７によ
って雌ねじ１１の増加回転角度として検出し，雌ねじ１
１の増加回転角度によって雌ねじ１１の摩耗量を検出す
る。即ち，このねじ摩耗量検出装置は，直線位置検出器
６によって検出されたスピンドル１の上限位置即ち降下
開始位置に応じて回転角度検出器７による雌ねじ１１の
回転角度開始位置を検出し，次いで，雌ねじ１１の回転
角度開始位置からの雌ねじ１１の回転角度の増加分を検
出し，その回転角度の増加分を３６０°で除して雌ねじ
１１のピッチを乗ずることによって雌ねじ１１の摩耗量
を検出するものである。
【００２１】このねじ摩耗量検出装置では，直線位置検
出器６は，スピンドル１の上限位置即ち下降開始位置を
検出するリニアトランスで構成されている。直線位置検
出器６のリニアトランスは，ハウジング３に取り付けら
れ，検出端子１２がスピンドル１の上端部１７に当接し
た状態になっている。また，回転角度検出器７は，雌ね
じ１１の回転角度を検出するポテンショメータで構成さ
れている。回転角度検出器７のポテンショメータは，ハ
ウジング３に取り付けられ，検出端子１４が雌ねじ１１
に設けた摺動接点１３に摺接し，雌ねじ１１の回転角度
を検出ように構成されている。
出器６は，スピンドル１の上限位置即ち下降開始位置を
検出するリニアトランスで構成されている。直線位置検
出器６のリニアトランスは，ハウジング３に取り付けら
れ，検出端子１２がスピンドル１の上端部１７に当接し
た状態になっている。また，回転角度検出器７は，雌ね
じ１１の回転角度を検出するポテンショメータで構成さ
れている。回転角度検出器７のポテンショメータは，ハ
ウジング３に取り付けられ，検出端子１４が雌ねじ１１
に設けた摺動接点１３に摺接し，雌ねじ１１の回転角度
を検出ように構成されている。
【００２２】このねじ摩耗量検出装置は，雌ねじ１１の
摩耗量をω，雌ねじ１１のピッチをｐ，及び雄ねじ１０
と雌ねじ１１との間に発生するギャップに対応する雌ね
じ１１の回転角度の増加量をΔαとすると，雌ねじ１１
の摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）ｐで表されるもので
ある。即ち，手動ハンドル，モータ等の駆動装置の駆動
によって伝達装置２４を介して雌ねじ１１が１回転（３
６０°）することによって，雌ねじ１１が摩耗していな
いとすると，雌ねじ１１の回転と同時に雄ねじ１０に沿
ってスピンドル１が下降し，スピンドル１は雌ねじ１１
と噛み合う雄ねじ１０の１ピッチ分だけ下降することに
なる。ところが，雌ねじ１１は，雄ねじ１０に比較して
軟質金属であるので，雄ねじ１０の摩耗はほとんど発生
せず，雌ねじ１１が摩耗する状態である。
摩耗量をω，雌ねじ１１のピッチをｐ，及び雄ねじ１０
と雌ねじ１１との間に発生するギャップに対応する雌ね
じ１１の回転角度の増加量をΔαとすると，雌ねじ１１
の摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）ｐで表されるもので
ある。即ち，手動ハンドル，モータ等の駆動装置の駆動
によって伝達装置２４を介して雌ねじ１１が１回転（３
６０°）することによって，雌ねじ１１が摩耗していな
いとすると，雌ねじ１１の回転と同時に雄ねじ１０に沿
ってスピンドル１が下降し，スピンドル１は雌ねじ１１
と噛み合う雄ねじ１０の１ピッチ分だけ下降することに
なる。ところが，雌ねじ１１は，雄ねじ１０に比較して
軟質金属であるので，雄ねじ１０の摩耗はほとんど発生
せず，雌ねじ１１が摩耗する状態である。
【００２３】このねじ摩耗量検出装置について，雌ねじ
１１が摩耗していない状態は，雄ねじ１０の歯面と雌ね
じ１１の歯面との間にはギャップが存在していない状態
であるが，雌ねじ１１が摩耗した場合には，雄ねじ１０
の歯面と雌ねじ１１の歯面との間にはギャップが発生す
る。このギャップ分は，雌ねじ１１の摩耗量であり，雌
ねじ１１の回転角度の増加分になって現れる。言い換え
ると，雌ねじ１１によってスピンドル１を上限位置に到
達させた時にスピンドル１の上限位置は直線位置検出器
６によって検出でき，その時の雌ねじ１１の回転角度位
置を回転角度検出器７で検出して記録し，雌ねじ１１が
ギャップ分だけ移動する間は，雌ねじ１１は空転して雄
ねじ１０には伝達力が作用せず，スピンドル１は下降を
開始しないが，その空転時に回転した雌ねじ１１の回転
角度が雌ねじ１１の回転角度の増加分になり，雌ねじ１
１がギャップ分を空転して移動した後には，スピンドル
１は雄ねじ１０を介して下降を開始することになり，そ
の時点は直線位置検出器６で検出することができる。従
って，このねじ摩耗量検出装置では，雌ねじ１１がギャ
ップ分だけ空転移動する回転角度が，雌ねじ１１の摩耗
量に相当することになる。
１１が摩耗していない状態は，雄ねじ１０の歯面と雌ね
じ１１の歯面との間にはギャップが存在していない状態
であるが，雌ねじ１１が摩耗した場合には，雄ねじ１０
の歯面と雌ねじ１１の歯面との間にはギャップが発生す
る。このギャップ分は，雌ねじ１１の摩耗量であり，雌
ねじ１１の回転角度の増加分になって現れる。言い換え
ると，雌ねじ１１によってスピンドル１を上限位置に到
達させた時にスピンドル１の上限位置は直線位置検出器
６によって検出でき，その時の雌ねじ１１の回転角度位
置を回転角度検出器７で検出して記録し，雌ねじ１１が
ギャップ分だけ移動する間は，雌ねじ１１は空転して雄
ねじ１０には伝達力が作用せず，スピンドル１は下降を
開始しないが，その空転時に回転した雌ねじ１１の回転
角度が雌ねじ１１の回転角度の増加分になり，雌ねじ１
１がギャップ分を空転して移動した後には，スピンドル
１は雄ねじ１０を介して下降を開始することになり，そ
の時点は直線位置検出器６で検出することができる。従
って，このねじ摩耗量検出装置では，雌ねじ１１がギャ
ップ分だけ空転移動する回転角度が，雌ねじ１１の摩耗
量に相当することになる。
【００２４】そこで，このねじ摩耗量検出装置は，雌ね
じ１１の回転角度をαとすると，雌ねじ１１が摩耗した
場合には，雌ねじ１１の摩耗量ωに応じた分だけ，雌ね
じ１１の回転角度の増加量Δαとして現れることにな
り，この増加量Δαを雌ねじ１１の１ピッチを長さｐで
示すと，雌ねじ１１の摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）
ｐで表されることになる。
じ１１の回転角度をαとすると，雌ねじ１１が摩耗した
場合には，雌ねじ１１の摩耗量ωに応じた分だけ，雌ね
じ１１の回転角度の増加量Δαとして現れることにな
り，この増加量Δαを雌ねじ１１の１ピッチを長さｐで
示すと，雌ねじ１１の摩耗量は，ω＝（Δα／３６０）
ｐで表されることになる。
【００２５】
【発明の効果】この発明によるねじ摩耗量検出装置は，
上記のように構成されているので，雌ねじの摩耗によっ
て発生する雌ねじの回転角度の増分によって雌ねじの摩
耗量を検出できるので，従来のような雌ねじの摩耗を検
出するための基準ねじを不要にし，構造そのものがシン
プルになり，雌ねじの摩耗量が高精度に検出できると共
に，低コストに作製することができる。このねじ摩耗量
検出装置は，例えば，雌ねじの摩耗量を電気量に変換
し，ゲート，水門等の現場から離れた所，即ち，現場か
ら遠く離れた遠隔操作盤において検知することができ，
それによって，雌ねじの摩耗量を事前にキャッチし，所
定の摩耗量以上になれば，雌ねじを備えたステムナット
を交換し，雌ねじのねじ山の脱落によってスピンドルが
落下するような事故を未然に防止でき，安全性を確保で
きる。
上記のように構成されているので，雌ねじの摩耗によっ
て発生する雌ねじの回転角度の増分によって雌ねじの摩
耗量を検出できるので，従来のような雌ねじの摩耗を検
出するための基準ねじを不要にし，構造そのものがシン
プルになり，雌ねじの摩耗量が高精度に検出できると共
に，低コストに作製することができる。このねじ摩耗量
検出装置は，例えば，雌ねじの摩耗量を電気量に変換
し，ゲート，水門等の現場から離れた所，即ち，現場か
ら遠く離れた遠隔操作盤において検知することができ，
それによって，雌ねじの摩耗量を事前にキャッチし，所
定の摩耗量以上になれば，雌ねじを備えたステムナット
を交換し，雌ねじのねじ山の脱落によってスピンドルが
落下するような事故を未然に防止でき，安全性を確保で
きる。
【図１】この発明によるねじ摩耗量検出装置の一実施例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
１ スピンドル
２ ステムナット
３ ハウジング
４ 流路
５ 弁体（負荷体）
６ 直線位置検出器（リニアトランス）
７ 回転角度検出器（ポテンショメータ）
８ ウォームホィール
９ ウォーム
１０ 雄ねじ
１１ 雌ねじ
１２ リニアトランスの検出端子
１３ 摺動接点
１４ ポテンショメータの検出端子
１６ 流路管
１７ スピンドルの上端部
２０ ステムナット本体
２４ 伝達装置（ウォームギヤ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｂ 5/00 Ｇ０１Ｂ 5/00 Ｗ
Ｆターム(参考） 2F062 AA07 AA12 AA15 AA81 BC61
BC62 BC63 CC26 EE04 EE07
EE23 EE63 FF13 FF17 GG46
GG64 GG66 HH21
2F069 AA02 AA24 AA83 DD26 GG01
GG06 GG59 SS08 SS13 SS22
3H062 BB33 CC01 FF08 HH03 HH07
3H066 BA38
Claims (7)
- 【請求項１】 流路を開閉するため配設された弁体等の
負荷体が取り付けられてハウジングに上下移動可能に支
持されたスピンドル，該スピンドルに設けられた雄ねじ
に螺合する雌ねじを備え且つ前記ハウジングに回転可能
に支持されたステムナット，及び前記雌ねじを回転駆動
して前記スピンドルを上下移動させるため前記ステムナ
ットに駆動装置からの回転を伝達する伝達装置を有する
電動バルブアクチュエータにおいて，前記スピンドルの
上限位置を検出する直線位置検出器及び前記雌ねじの回
転角度を検出する回転角度検出器を有し，前記直線位置
検出器によって検出された前記スピンドルの前記上限位
置に対応した前記回転角度検出器によって検出された前
記雌ねじの回転角度を記録し，前記雌ねじの摩耗量で発
生する前記雄ねじと前記雌ねじとの間のギャップ分を，
前記回転角度検出器によって前記雌ねじの増加回転角度
として検出し，前記雌ねじの前記増加回転角度によって
前記雌ねじの摩耗量を検出することを特徴とするねじ摩
耗量検出装置。 - 【請求項２】 前記伝達装置は，前記ステムナットの外
周側に一体的に固定され且つ前記ハウジングに回転可能
に支持されたウォームホィール及び該ウォームホィール
に螺合し且つ前記ハウジングに回転可能に支持されたウ
ォームから構成されたウォームギヤを有することを特徴
とする請求項１に記載のねじ摩耗量検出装置。 - 【請求項３】 前記雌ねじの摩耗量をω，前記雌ねじの
ピッチをｐ及び前記雄ねじと前記雌ねじとの間に発生す
る前記ギャップ分に対応する前記雌ねじの回転角度の増
加量をΔαとすると，前記雌ねじの摩耗量はω＝（Δα
／３６０）ｐで表されることを特徴とする請求項１又は
２に記載のねじ摩耗量検出装置。 - 【請求項４】 前記直線位置検出器は前記スピンドルの
上限位置を検出するリニアトランスで構成されているこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のね
じ摩耗量検出装置。 - 【請求項５】 前記直線位置検出器の前記リニアトラン
スは，その検出端子が前記スピンドルの上端に当接して
前記ハウジングに取り付けられていることから成る請求
項４に記載のねじ摩耗量検出装置。 - 【請求項６】 前記回転角度検出器は，前記雌ねじの回
転角度を検出するポテンショメータで構成されているこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のね
じ摩耗量検出装置。 - 【請求項７】 前記回転角度検出器のポテンショメータ
は，その検出端子が前記雌ねじに設けた摺動接点に摺接
して前記ハウジングに取り付けられていることを特徴と
する請求項６に記載のねじ摩耗量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106134A JP2003302215A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | ねじ摩耗量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002106134A JP2003302215A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | ねじ摩耗量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003302215A true JP2003302215A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29390547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002106134A Pending JP2003302215A (ja) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | ねじ摩耗量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003302215A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010414A1 (fr) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Konica Minolta Opto, Inc. | Oscillateur de coupe, unité de coupe oscillante, appareil d'usinage, moule de façonnage et dispositif optique |
| KR100866099B1 (ko) | 2007-04-23 | 2008-10-30 | 차형규 | 밸브 액츄에이터 구동장치 |
| JP2010261587A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-11-18 | Nippon Gear Co Ltd | 弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法と装置 |
| EP2433086A1 (en) * | 2009-05-20 | 2012-03-28 | Tiap Ab | Method and system for evaluating a play |
| CN105697865A (zh) * | 2014-11-24 | 2016-06-22 | 天津二十冶建设有限公司 | 一种快速现场调整角行程执行机构阀门的方法 |
| CN106017256A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 吴中区横泾嘉运模具厂 | 电磁阀阀体螺纹测试机 |
| US10739123B2 (en) * | 2017-06-07 | 2020-08-11 | Carter Reames, Jr. | Stem nut thread wear analysis apparatus and method |
-
2002
- 2002-04-09 JP JP2002106134A patent/JP2003302215A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010414A1 (fr) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Konica Minolta Opto, Inc. | Oscillateur de coupe, unité de coupe oscillante, appareil d'usinage, moule de façonnage et dispositif optique |
| JPWO2008010414A1 (ja) * | 2006-07-21 | 2009-12-17 | コニカミノルタオプト株式会社 | 切削用振動体、振動切削ユニット、加工装置、成形金型、及び光学素子 |
| KR100866099B1 (ko) | 2007-04-23 | 2008-10-30 | 차형규 | 밸브 액츄에이터 구동장치 |
| JP2010261587A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-11-18 | Nippon Gear Co Ltd | 弁駆動装置におけるステムナットの摩耗量測定方法と装置 |
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| EP2433086A4 (en) * | 2009-05-20 | 2017-03-29 | Tiap Ab | Method and system for evaluating a play |
| CN105697865A (zh) * | 2014-11-24 | 2016-06-22 | 天津二十冶建设有限公司 | 一种快速现场调整角行程执行机构阀门的方法 |
| CN106017256A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 吴中区横泾嘉运模具厂 | 电磁阀阀体螺纹测试机 |
| CN106017256B (zh) * | 2016-07-11 | 2018-11-20 | 扬州市双龙工业设备安装有限公司 | 电磁阀阀体螺纹测试机 |
| US10739123B2 (en) * | 2017-06-07 | 2020-08-11 | Carter Reames, Jr. | Stem nut thread wear analysis apparatus and method |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061206 |
|
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