JP2004308870A - Operation range setting mechanism for actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation range setting mechanism for an actuator having the relatively simple structure with a small number of parts items and to be fitted with one operation without using a tool and allowing to remove and to change the operation range. <P>SOLUTION: This operation range setting mechanism 30 is formed of a cam holder 36 to be fitted to an output shaft 26 of the actuator 26, a cam 37, a scale board 38, a closing switch 40 and an opening switch 41 arranged in a fitting plate 39 opposite to each other through the cam 37. The cam holder 36 and the cam 37 are turnably and disconnectably connected to each other by a snap-fit mechanism 46 formed of an engagement piece 45 and an engagement hole 46. Furthermore, the cam 37 is connected to the cam holder 36 freely to adjust angle thereof by a tilt mechanism 66 formed by engaging projecting bodies 54 and 64, which have a triangle cross section and radially formed in the peripheral part of a surface of a flange part of the cam holder 36 and the peripheral part of a lower surface of the cam 37, with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、建物内における空調設備の配管中を流れる温水、冷水、蒸気等の流体の流量を制御する電動弁等に用いられるアクチュエータの動作範囲設定機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
建物内における空調設備の配管中を流れる温水、冷水、蒸気等の流体の流量を制御するバタフライバルブ、ボールバルブ等の弁の開度調整を行う電動式のアクチュエータは、制御部からの駆動信号によって駆動する駆動モータと、この駆動モータによって回転する出力軸と、この出力軸の動作範囲(回動角度)を設定する動作範囲設定機構とを備え、前記出力軸の回転を弁軸に伝達することにより電動弁を開閉制御するように構成されている。
【0003】
アクチュエータの動作範囲設定機構は、電動弁が全閉、全開あるいは任意の開度位置になると、過度の開閉動作をしないように弁の開閉動作を停止させるためのもので、通常リミットスイッチと出力軸に取付けられるカムとを備え、このカムによってリミットスイッチをオン、オフさせてアクチュエータの弁駆動用制御回路を閉じたり開いたりすることにより、駆動弁を全閉、全開あるいは所定の開度位置に保持させるようにしている(例えば、特許文献1,2,3参照)。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見つけ出すことはできなかった。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−21555号公報
【特許文献2】
特開2000−104848号公報
【特許文献3】
特開平11−44379号公報
【0005】
上記した特開平8−21555号公報に記載されたバルブのアクチュエータは、リミットスイッチの位置を変更することによりカムによってスイッチのオン、オフするタイミングをずらしアクチュエータの動作範囲を変更するように構成したものである。具体的には、駆動モータの駆動軸の回転をギア列を介して主出力軸と副出力軸に順次伝達し、副出力軸に2つのストッパーカムを固定し、これらのストッパーカムの近傍位置に回動可能な移動機構を設け、この移動機構に各ストッパーカムによってオン、オフするリミットスイッチをそれぞれ取付けたものである。そして、動作範囲を変更するに当たっては、前記移動機構を回転させてリミットスイッチのストッパーカムに対する取付位置を変更するようにしている。
【0006】
一方、スイッチをカムに対して固定的に配置し、出力軸に対するカムの取付け角度を調整することにより、アクチュエータの動作範囲を変更するようにした動作範囲設定機構も知られている。
【0007】
図18(a)、(b)にカムの取付け角度を調整するようにした動作範囲設定機構の従来例を示す。図中において、全体を符号1で示すものはアクチュエータの動作範囲設定機構で、この動作範囲設定機構1は、駆動弁の全閉角(−45°)、全開角(45°)可変、全動作角固定(90°)タイプで、全閉、全開角の可変範囲が±5°の動作範囲設定機構を示している。2はアクチュエータの出力軸、3は出力軸2の端面に固定されたベースプレート、4は前記ベースプレート3に止めねじ5によって取付けられたカム、6,7はカム4を挟んで対向するようにプレート8に固定された閉側スイッチおよび開側スイッチである。カム4は、前記ベースプレート3に対して周方向に長い長孔9と止めねじ10とによって±5°の角度範囲で角度調整可能に取付けられている。
【0008】
図18(a)は駆動弁の全閉角を−45°、全開角を45°に設定した場合における中間開度時のカム4と、閉側スイッチ6、開側スイッチ7との位置関係を示している。この状態において、閉側スイッチ6と開側スイッチ7のローラ11,12は、カム4の大径部4aに乗り上げており、これらスイッチ6,7をオン状態に保持している。同図(b)は止めねじ10を緩めてカム4を開方向(反時計方向)に最大角度(+5°)回動させて駆動弁を全閉角−50°、全開角40°に変更した場合における中間開度時のカム4と、閉側スイッチ6、開側スイッチ7との位置関係を示している。なお、カム4を閉方向(時計方向)に最大角度(−5°)回動させた場合は、駆動弁を全閉角−40°、全開角50°に変更することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平8−21555号公報に記載されたバルブのアクチュエータは、動作範囲設定機構を構成する部品の数が多く、機構が複雑で高価になるという問題があった。特に、駆動モータの駆動軸の回転を主出力軸と副出力軸にギア列を介して伝達しているため、多くのギアが必要となり、これらのバックラッシュが角度設定に影響して高精度な角度設定が難しい。また、取付け、取外し作業および動作範囲の変更操作も煩わしく長時間を要する。さらに、カムの周りに移動機構を回動させるためのスペースを確保しておく必要があるなど多くの問題があった。
【0010】
図18に示した動作範囲設定機構1では、動作範囲を変更する際に、作業者が長孔9の範囲内でカム板4を目検討で回動させて調整しているため、最大角度(±5°)より小さい所望の角度に調整する時には何度回動させたかを正確に確認することが難しい。さらに、動作範囲の変更時に止めねじ10をドライバー等の工具によって緩めて調整する必要がある。
【0011】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で部品点数が少なく何らの工具を用いずにワンタッチで取付け、取外し作業および動作範囲の変更作業を行うことができるようにしたアクチュエータの動作範囲設定機構を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第1の発明は、アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、前記カムホルダと前記カムをスナップフィット機構とチルト機構とによって連結することにより、前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に構成したものである。
【0013】
第2の発明は、アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、前記カムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記各スイッチをオン、オフさせる突部を一体に突設し、前記カムホルダの前記鍔部と前記カムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記カムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したものである。
【0014】
第3の発明は、アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられる第1、第2のカムと、これらのカムを介して対向するように固定配置され対応するカムによってそれぞれオン、オフする第1、第2のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、前記第1、第2のカムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記第1、第2のスイッチをそれぞれオン、オフさせる突部を一体に突設し、前記カムホルダの前記鍔部の表裏面に前記第1、第2のカムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記第1、第2のカムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記第1、第2カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したものである。
【0015】
第1、第2、第3の発明においては、スナップフィット機構によってカムホルダとカムを連結しているので、カムをカムホルダに固定するためのねじを必要とせず、ワンタッチで取付けたり取り外したりすることができる。
第2、第3の発明においては、互いに噛み合う突条体によってチルト機構を構成しているので、カムを回転させて突条体の噛合い状態を変えると、突条体の幅(ピッチ)に相当する角度ずつ動作範囲を変更することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るアクチュエータを備えたバルブの正面図、図2は同アクチュエータの動作範囲設定機構の一実施の形態を示す分解斜視図、図3はカムホルダの正面図、図4は同カムホルダの平面図、図5は同カムホルダの底面図、図6は図4のVI−VI線断面図、図7は図5のA矢視拡大図である。図8はカムの平面図、図9は同カムの側面図、図10は同カムの底面図、図11は図8のB矢視拡大図、図12はリンクの回転角と出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示す図表、図13は出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示すグラフ、図14(a)〜(d)は閉側スイッチの動作を説明するための図である。本実施の形態は、建物内の空調設備の配管中を流れる流体の流量制御を行う電動式駆動弁に用いられるアクチュエータに適用した例について説明する。
【0017】
図1および図2において、全体を符号20で示すものは直動型の駆動弁で、この駆動弁20は流体の流路を形成する弁本体21と、この弁本体21内に上下動自在に組み込まれ、上端が外部に突出する弁軸22と、この弁軸22の内端に取付けられ弁本体21内の流路を開閉制御する弁プラグ23等で構成され、前記弁軸22の外端がクランク機構24を介してアクチュエータ25の出力軸26に連結されている。この駆動弁20の開度は、全閉角−80°、全開角80°、全動作角160°で、アクチュエータ25による全閉角と全開角の調整可能な角度範囲は±5°で1°ずつ調整される。クランク機構24は第1、第2のリンク24A,24Bとからなり、出力軸26の回転を直線運動に変換して弁軸22に伝達する。
【0018】
この場合、本実施の形態では、アクチュエータ25によって開閉制御される駆動弁として弁軸22が直線往復運動する直動型の駆動弁20に適用した例を示しているため、このような直動型駆動弁20においては全閉、全開状態を直接角度で表示することはできない。しかし、弁軸22のリフト量は、出力軸26(第1のリンク24A)の回転角度θ、第1のリンク24Aの回動支点P ,P 間の距離Rおよび第2のリンク24Bの回動支点P ,P 間の距離Lによって決まるため(図12および図13参照)、ここでは出力軸26の動作角を駆動弁20の全閉角、全開角として説明する。なお、ボール弁やバタフライ弁等の回転型駆動弁に適用した場合は、クランク機構24を必要としないため、弁軸22と出力軸26をカップリングによって直接連結すればよい。
【0019】
前記アクチュエータ25は、駆動弁20の上部に設けたフレーム27上に設置される筐体28と、この筐体28の開口部を覆う図示を省略したカバーと、前記筐体28内に配設された駆動モータ29と、この駆動モータ29によって正逆回転される前記出力軸26と、この出力軸26の動作範囲を±5°の範囲で可変設定する動作範囲設定機構30と、端子台31と、図示を省略した回路基板等を備えている。前記出力軸26の一端26Aは前記筐体28の外部に突出しており、前記第1のリンク24Aが固定されている。前記出力軸26の他端部26Bは、周面に互いに対向する平坦面が形成されることにより断面形状が長円形(小判型)を呈しており、この他端部26Bに前記動作範囲設定機構30を構成する複数の部品のうちの一部が取付けられている。
【0020】
前記動作範囲設定機構30は、前記出力軸26の他端部26Bに嵌合され止めねじ33によって固定されるカムホルダ36と、このカムホルダ36に対して着脱可能に取付けられるカム37および目盛板38と、取付板39に前記カム37を介して対向するように固定された2つのリミットスイッチ(全閉スイッチ、全開スイッチ)40,41とで構成されている。
【0021】
図2〜図7において、前記カムホルダ36は、合成樹脂の射出成形によって一体に形成された筒状の本体36A(36A−1,36A−2)と、この本体36Aの長さ方向中間部の外周面に一体に突設された円板状の鍔部36Bとで構成されている。本体36Aは、前記出力軸26の他端部26Bに嵌合する基端部36A−1が断面円形で、前記カム37が取付けられる部分よりも先端部36A−2が断面長円形(小判型)に形成されている。このため、先端部36A−2は互いに平行に対向する平坦面42を有している。一方、基端部36A−1の内部には、前記出力軸26の他端部26Bに設けた平坦面43に密接する互いに平行に対向した一対の回転防止壁44(図6)が一体に突設されている。
【0022】
前記鍔部36Bの表面には、弾性を有する一対の係合片45が一体に突設されている。これらの係合片45は、前記カムホルダ36の先端部36A−2を介して背中合わせに対向するように周方向に180°ずらして突設されており、先端には側断面形状が三角形の爪45aが一体に突設されている。
【0023】
また、本実施の形態におけるカムホルダ36は、後述する全動作角が90°タイプの動作範囲設定機構に対して共通部品として使用されるものであるため、鍔部36Bの下面側にも同様に一対の係合片47が一体に垂設されている。これらの係合片47は、カムホルダ36の基端部36A−1を介して背中合わせに対向するように下方に向かって一体に垂設されており、その下端には側断面形状が三角形の爪47aが一体に突設されている。そして、表面側の係合片45と裏面側の係合片47とは、カムホルダ36の周方向に90°ずらして交互に設けられている。
【0024】
さらに、前記鍔部36Bの表裏面の外周縁部には、突条体54,55がそれぞれ形成されている。これらの突条体54,55は、鍔部36Bの表裏面に取付けられるカムのチルト機構をそれぞれ構成するもので、鍔部36Bの全周にわたって放射状に、言い換えれば周方向に一定の間隔をおいて径方向に延在するように複数個形成された断面三角形の突条体で構成されている。このため、突条体54,55は、外端の幅が最大で鍔部36Bの中心に向かって徐々に細くなるように形成されている。このような突条体54,55は、カムホルダ36の成形と同時またはローレット加工等によって形成することができ、外周端のピッチが例えば0.241mm、高さが0.2mm程度で、360本形成されることにより1つの突条体で1°の角度調整を可能にしている。
【0025】
図2および図8〜図11において、前記カム37は、合成樹脂の成形品によって円板状に形成され、中心に前記カムホルダ36の基端部36−1の先端部分に嵌合する円形の中心孔60を有している。また、カム37は、前記鍔部36Bの表面側に突設されている2つの係合片45が係入する2つの係合孔61と大径のカム部を構成する突部62を有している。係合孔61は、前記中心孔60を介して対向するように180°ずらして形成されている。また、係合孔61は、カム37の周方向に長い円弧状の長孔に形成されており、この係合孔61と前記カムホルダ36の係合片45とで前記カム37をカムホルダ36に対して着脱可能かつ一定角度回動可能に連結する前記スナップフィット機構46を構成している。係合孔61によるカム37の回動可能な角度は最大で10°で、これにより動作範囲設定機構30による駆動弁20の全閉角、全開角の可変範囲を±5°としている。したがって、全閉角は−85°〜−75°、全開角は75°〜85°の角度範囲で可変設定される。
【0026】
前記突部62は、カム37の外周面の一部に径方向および裏面側に向かって一体に突設された平面視形状が略台形状の突起からなり、対称に傾斜する左右両側面62a,62bと、これら両側面62a,62bを接続する円弧状のカム面62cとを有している。さらにカム37の裏面外周縁部には、前記カムホルダ36の鍔部36Bの表面側に設けた突条体54に対応して複数本の突条体64が全周にわたって放射状に形成されている。この突条体64は、前記突条体54と形状大きさ、ピッチおよび数が同じで、互いに噛合することにより前記カム37のカムホルダ36に対する角度調整を可能にするチルト機構66を構成している。突条体54と64の噛合い状態は、前記スナップフィット機構46によるカムホルダ36とカム37との結合力によって維持されており、カム37を手で回して突条体54と64の噛合い状態を変えると、カムホルダ36に対するカム37のチルト角が突条体54と64の噛合いを1つずらす毎に1°ずつ調整される。そして、前記突部62の表面中央には、出力軸26の動作角を指示する指針67が設けられている。
【0027】
図2において、前記目盛板38は、円板状に形成されて中央に前記カムホルダ36の先端部36A−2に嵌合し得る長円形の嵌合孔70を有し、その孔縁には前記平坦面42に食い込むことにより目盛板38の抜けを防止する合計4つの舌片状係止片71が互いに二つずつ対向するように中心に向かって突設されている。また、目盛板38の表面には、駆動弁20の全閉角と全開角を表示する目盛線72a,72bと、基準線72cが表示されている。
【0028】
前記閉側スイッチ40と開側スイッチ41は3端子のローラ付きリミットスイッチからなり、前記取付板39に前記カム37を介して互いに対向するように固定されている。
【0029】
このような構造からなる動作範囲設定機構30を組み立てるには、先ずクラッチを外して出力軸26を駆動モータ29に対して回転自在にする。次に、カムホルダ36の基端部36A−1を出力軸26の他端部26Bに嵌合して止めねじ33によって固定する。次に、カムホルダ36とカム37をスナップフィット機構46とチルト機構66とによって着脱可能かつ角度調整可能に連結する。すなわち、カム37をカムホルダ36の先端部36A−2側から基端部36A−1の先端部分に嵌合して一対の係合片45を係合孔61に係入する。そして、カム37を鍔部36Bの表面に押し付けて突条体54と64を互いに噛合させると、係合片45が係合孔61から突出して爪45aがカム37の表面に係合し、カムホルダ36とカム37が着脱可能かつ角度調整可能に連結する。
【0030】
次に、目盛板38をカムホルダ36の先端部36A−2に嵌合し、基準線72cとカム37の指針67が一致するようにカム37を回転させる。指針67と基準線72cを一致させた場合は、駆動弁20の開度を全閉角−80°、全開角80°に設定したことを意味し、可変範囲±5°以内で全閉角と全開角を変更する場合、例えば全閉角−85°、全開角75°に設定する場合は指針67と基準線72cとが一致した状態からカム37を開方向に5°回動させる。このときの角度変更は、突条体54,64の噛合い状態を1つずらすと1°調整することができるため、カム37を回動させて突条体54,64の噛合い状態をずらしたときの指先が感じるクリック感を数えることにより調整角度を正確に知ることが可能である。
【0031】
次に、閉側スイッチ40と開側スイッチ41を取付板39にカム37を介して対向するように所定の位置にそれぞれ固定し、これらスイッチ40,41が全閉時と全開時にカム37によってオン、オフするか否かを確認する。この確認作業は、先ず出力軸26を手で回転させてカム37の突部62を閉側スイッチ40と開側スイッチ41の中間に位置させる。図14(a)はこの状態を示す。この状態は、弁軸22のリフト量が半分で、弁開度50%の状態(出力軸26の回転角=0°)である。このとき、閉側スイッチ40と開側スイッチ41は、カム37と接触しておらず、ともにオフの状態を維持している。
【0032】
次に、弁開度50%の状態より出力軸26を閉方向に回動させていく。例えば出力軸26が閉方向に75.02°回動すると、突部62の左側面62aが閉側スイッチ40のローラ80に接触して押圧し始める(図14(b)、(c))。そして、出力軸26が80°回動すると、ローラ80が同図(d)に示すように突部62のカム面62cに乗り上げる直前で閉側スイッチ40がONする。したがって、これにより駆動弁20が全閉状態(弁開度0%)になったことを確認することができる。反対に、弁開度50%の状態から出力軸26を反時計方向に80°回動させたときは、開側スイッチ41のローラ81が突部62の右側面62bからカム面62cに乗り上げる直前で開側スイッチ41がONする。したがって、これにより駆動弁20が全開状態(弁開度100%)になったことを確認することができる。閉側スイッチ40と開側スイッチ41のオンするタイミングがずれている場合は、上記したリンク機構24の回動支点P ,P 間の距離Rと第2のリンク24Bの回動支点P ,P 間の距離Lを調整する。
【0033】
このように本発明における動作範囲設定機構30においては、カム37をカムホルダ36に嵌合して鍔部36Bに押し付けるとカムホルダ36とカム37が係合片45と係合孔61とからなるスナップフィット機構46によって分離可能に結合するので、止めねじ、ドライバ等を必要とせず、カムホルダ36に対するカム37の取付け作業が簡単で短時間に行うことができる。また、取り外すときには、係合部45の爪45aを指先で押圧してカム37との係合状態を解除すると、スナップフィット機構46による結合状態から解放されるため、このときもドライバ等の工具を用いることなくカム37をカムホルダ36から容易に取り外すことができる。
【0034】
また、カム37をカムホルダ36に対して突条体54と64との噛合によるチルト機構66によって角度調整可能に連結しているので、カム37を指先で回して突条体54,64どうしの噛合い状態をずらすとカム37の取付け角度が変化し、出力軸26の動作範囲を簡単に変更することができる。また、突条体54と64の噛合い状態を1つずらすと1°調整することができるため、ずらしたときの指先に伝わるクリック感の数を数えることにより何度変更したかを正確に知ることができる。
【0035】
図15は本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図、図16(a)、(b)、(c)はカムの平面図、正面図、底面図およびB矢視拡大図である。図17は弁開度50%時のカムとスイッチの位置関係を示す図である。なお、上記した実施例と同一または同様の部材については同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
この実施の形態は、全閉、全開、全動作角可変タイプの回転型駆動弁(例えば、ボールバルブやバタフライバルブ)に適用される動作範囲設定機構の例を示すもので、上記した実施の形態とは第1、第2のカム90,91を有し、これらのカム90,91をカムホルダ36の鍔部36Bの表面側と裏面側にそれぞれ取付けた点、および全閉角−45°、全開角45°、全動作角(可変)90°、可変範囲±30°が異なるだけで、その他の構造は同一である。
【0036】
前記第1、第2のカム90,91は、全く同一形状で、第1のカム90が下面側を下にして鍔部36Bの上面にスナップフィット機構46によって着脱可能に取付けられ、第2のカム91が上下逆にして鍔部36Bの下面にスナップフィット機構46によって着脱可能に取付けられる。また、第1、第2のカム90,91は、前記鍔部36Bに対して突条体54と64、55と64どうしの噛合によるチルト機構46,48によってそれぞれ角度調整可能に連結されている。
【0037】
第1のカム90は円板状に形成されており、このカム90には中心孔60と、一対の係合孔(長孔)61と、大径部を構成する突部93と、指針67を有している。突部93は、平面視形状が左右非対称な略平行四辺形状に形成されることにより、略平行に傾斜した2つの側面94a,94bと、これら両側面94a,94bを接続する円弧状のカム面94cとを有している。2つの側面94a,94bは第1のカム90を表面側を上にして鍔部36B上に設置すると閉方向に傾いており、開方向への回動によって右側の側面94bが開側スイッチ41のローラ81に接触してこれを押圧すると、ローラ81がカム面94cに乗り上げて開側スイッチ41をオンさせるように構成されている。
【0038】
一方、第2のカム91は第1のカム90と同一形状ではあるが上下反転されて鍔部36Bの下面側に取付けられるため、突部93の右側面94bが図17に示すように左側に位置しており、出力軸が閉方向に回動したとき閉側スイッチ40のローラ80に接触して押圧する。このため、ローラ80がカム面94cに乗り上げ閉側スイッチ40をオンさせるように構成されている。
【0039】
駆動弁の全閉角と全開角を変更する場合は、第1、第2のカム90,91を閉方向または開方向にそれぞれ所要の角度回して調整すればよい。第1のカム90のみを回動させた場合は、全閉角のみを−75°〜−15°の範囲で可変設定することができ、第2のカム91のみを回動させた場合は、全開角のみを同じく15°〜75°の範囲で可変設定することができ、第1、第2のカム90,91を回動させた場合は全閉角を−75°〜−15°、全開角を15°〜75°の範囲で可変設定することができる。すなわち、個々独立に角度調整可能な第1、第2のカム90,91を備えているので、全閉、全開、全動作角可変タイプの動作範囲設定機構を提供することができる。
【0040】
なお、上記した実施の形態では、カムホルダ36に係合片45,47を突設し、カム37に長孔61を形成した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、この逆であってもよい。
また、上記した実施の形態では空調設備の電動式駆動弁に適用したが、これに限らず例えば燃焼装置やダクトの排気口を開閉するダンパに用いることも可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアクチュエータの動作範囲設定機構は、カムホルダとカムをスナップフィット機構によって着脱可能に結合するとともに、チルト機構によってカムをカムホルダに対して角度調整可能に連結したので、ドライバ、ねじ等を用いる必要がなく、カムホルダに対するカムの組付け、取外し作業および動作範囲の変更作業が容易で短時間に行うことができる。
また、スナップフィット機構を爪を有する係合片と長孔とで構成し、チルト機構をカムホルダとカムに設けられ互いに噛合する突条体で構成したので、これら両機構の構造もきわめて簡単で、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアクチュエータを備えたバルブの正面図である。
【図2】同アクチュエータの動作範囲設定機構の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図3】カムホルダの正面図である。
【図4】同カムホルダの平面図である。
【図5】同カムホルダの底面図である。
【図6】図4のVI−VI線断面図である。
【図7】図5のA矢視拡大図である。
【図8】カムの平面図である。
【図9】同カムの側面図である。
【図10】同カムの底面図である。
【図11】図8のB矢視拡大図である。
【図12】リンクの回転角と出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示す図である。
【図13】出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示すグラフである。
【図14】(a)〜(d)は閉側スイッチの動作を説明するための図である。
【図15】本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図16】(a)、(b)、(c)、(d)はカムの平面図、正面図、底面図およびB矢視拡大図である。
【図17】弁開度50%時のカムとスイッチの位置関係を示す図である。
【図18】(a)、(b)はカムの取付け角度を調整するようにした動作範囲設定機構の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
20…駆動弁、22…弁軸、25…アクチュエータ、26…出力軸、30…動作範囲設定機構、36…カムホルダ、36A…本体、36B…鍔部、37…カム、38…目盛板、45…係合片、46…スナップフィット機構、47…係合片、48…スナップフィット機構、54,55,61…係合孔(長孔)、62…突部、64…突条体、66…チルト機構、67…指針。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation range setting mechanism of an actuator used for an electric valve or the like that controls a flow rate of a fluid such as hot water, cold water, steam, or the like flowing in a pipe of an air conditioner in a building.
[0002]
[Prior art]
Electric actuators that adjust the opening of valves such as butterfly valves and ball valves that control the flow rate of fluids such as hot water, cold water, and steam flowing in the piping of air conditioning equipment in the building are driven by drive signals from the control unit. A drive motor to be driven, an output shaft rotated by the drive motor, and an operation range setting mechanism for setting an operation range (rotation angle) of the output shaft, and transmitting rotation of the output shaft to a valve shaft. Is configured to control the opening and closing of the motor-operated valve.
[0003]
The actuator operation range setting mechanism is used to stop the opening and closing operation of the valve so that it does not open and close excessively when the electric valve is fully closed, fully opened, or at an arbitrary opening position. The drive valve is fully closed, fully open, or held at a predetermined opening position by closing and opening the valve drive control circuit of the actuator by turning on and off the limit switch by the cam. (For example, see Patent Documents 1, 2, and 3). The applicant could not find prior art documents closely related to the present invention by the time of filing, except for the prior art documents specified in the prior art document information described in the present specification.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-21555
[Patent Document 2]
JP 2000-104848 A
[Patent Document 3]
JP-A-11-44379
[0005]
The valve actuator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-21555 is configured to change the operation range of the actuator by changing the switch on / off timing by a cam by changing the position of a limit switch. It is. Specifically, the rotation of the drive shaft of the drive motor is sequentially transmitted to the main output shaft and the sub output shaft via a gear train, and two stopper cams are fixed to the sub output shaft. A rotatable moving mechanism is provided, and a limit switch that is turned on and off by each stopper cam is attached to the moving mechanism. In changing the operation range, the moving mechanism is rotated to change the mounting position of the limit switch with respect to the stopper cam.
[0006]
On the other hand, there is also known an operation range setting mechanism in which a switch is fixedly arranged with respect to a cam and an operation range of an actuator is changed by adjusting a mounting angle of the cam with respect to an output shaft.
[0007]
FIGS. 18A and 18B show a conventional example of an operation range setting mechanism in which the mounting angle of a cam is adjusted. In the drawing, the reference numeral 1 designates an entire operation range setting mechanism for an actuator. The operation range setting mechanism 1 is capable of changing a fully closed angle (−45 °) and a fully open angle (45 °) of a drive valve and a full operation. The figure shows a fixed angle (90 °) type operation mechanism in which the variable range of the fully closed and fully opened angles is ± 5 °. 2 is an output shaft of the actuator, 3 is a base plate fixed to the end face of the output shaft 2, 4 is a cam attached to the base plate 3 by a set screw 5, and 6 and 7 are plates 8 opposed to each other with the cam 4 interposed therebetween. And a closed switch and an open switch which are fixed to the switch. The cam 4 is attached to the base plate 3 so as to be adjustable in an angle range of ± 5 ° by a long hole 9 and a set screw 10 which are long in the circumferential direction.
[0008]
FIG. 18A shows the positional relationship between the cam 4, the closing switch 6, and the opening switch 7 at the time of the intermediate opening when the full closing angle of the drive valve is set to −45 ° and the full opening angle is set to 45 °. Is shown. In this state, the rollers 11 and 12 of the closing switch 6 and the opening switch 7 ride on the large-diameter portion 4a of the cam 4 and hold these switches 6 and 7 in the ON state. In FIG. 2B, the set screw 10 is loosened and the cam 4 is rotated in the opening direction (counterclockwise) by a maximum angle (+ 5 °) to change the drive valve to a full closing angle of −50 ° and a full opening angle of 40 °. 3 shows the positional relationship between the cam 4 and the close-side switch 6 and the open-side switch 7 at the time of the intermediate opening in the case. When the cam 4 is rotated in the closing direction (clockwise) by the maximum angle (−5 °), the drive valve can be changed to a fully closed angle of −40 ° and a fully open angle of 50 °.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The valve actuator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-21555 has a problem that the number of components constituting the operation range setting mechanism is large, and the mechanism is complicated and expensive. In particular, since the rotation of the drive shaft of the drive motor is transmitted to the main output shaft and the sub-output shaft via a gear train, many gears are required, and these backlashes affect the angle setting and have high precision. Angle setting is difficult. Also, the mounting and dismounting operations and the operation of changing the operation range are cumbersome and require a long time. Further, there are many problems such as a need to secure a space around the cam for rotating the moving mechanism.
[0010]
In the operation range setting mechanism 1 shown in FIG. 18, when changing the operation range, the operator rotates and adjusts the cam plate 4 within the range of the long hole 9 by eye examination. When the angle is adjusted to a desired angle smaller than (± 5 °), it is difficult to accurately confirm the number of rotations. Further, when changing the operation range, it is necessary to loosen the set screw 10 with a tool such as a screwdriver to perform adjustment.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object a relatively simple structure with a small number of parts, one-touch mounting without any tools, removal work and operation. An object of the present invention is to provide an operation range setting mechanism of an actuator capable of performing a range changing operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is an operation range setting mechanism for setting an operation range of an output shaft of an actuator, wherein a cam holder attached to the output shaft, a cam attached to the cam holder, A pair of switches that are fixedly disposed so as to face each other and are turned on and off by the cam, respectively, and a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening scale corresponding to an operation angle of the output shaft, By connecting the cam holder and the cam with a snap-fit mechanism and a tilt mechanism, the cam can be changed in angle by a predetermined angle with respect to the cam holder.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in an operation range setting mechanism for setting an operation range of an output shaft of an actuator, a cam holder mounted on the output shaft, a cam mounted on the cam holder, and fixedly arranged so as to face each other via the cam. A pair of switches each turned on and off by the cam, and a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening scale corresponding to the operating angle of the output shaft, wherein the cam holder is attached to the output shaft. The cam is formed into a ring shape which is fitted to the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder, and the cam is formed on a part of the outer peripheral surface. A protrusion for turning on and off each of the switches is integrally protruded, and the flange of the cam holder and the cam are snap-fitted with an engagement piece and a long hole into which the engagement piece is engaged. The cam holder is detachably and rotatably connected by a mechanism, and the cam is held by the cam holder by a tilt mechanism formed by a plurality of ridges formed radially on surfaces of the flange portion and the cam that are in close contact with each other and meshing with each other. Are connected so that the angle can be changed by a certain angle.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in an operation range setting mechanism for setting an operation range of an output shaft of an actuator, a cam holder attached to the output shaft, first and second cams attached to the cam holder, and via these cams. First and second switches which are fixedly arranged so as to face each other and are turned on and off by corresponding cams, respectively, and a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening degree scale corresponding to an operation angle of the output shaft. Wherein the cam holder comprises a cylindrical portion fitted to the output shaft, and a flange integrally provided on the outer periphery of the cylindrical portion, and the first and second cams are formed by a cylinder of the cam holder. A protrusion for turning on and off the first and second switches is integrally formed on a part of the outer peripheral surface so as to be fitted to the outer periphery of the outer periphery of the flange. The second , The second cam is detachably and rotatably coupled by a snap-fit mechanism including an engagement piece and an elongated hole into which the engagement piece is engaged, and the flange is connected to the first and second flanges. The first and second cams are connected to the cam holder so as to be able to change the angle by a predetermined angle by a tilt mechanism formed by a plurality of ridges formed radially on the surfaces of the cams which are in close contact with each other and meshing with each other. Things.
[0015]
In the first, second, and third inventions, since the cam holder and the cam are connected by the snap-fit mechanism, a screw for fixing the cam to the cam holder is not required, and the cam can be attached or detached with one touch. it can.
In the second and third inventions, since the tilt mechanism is constituted by the ridges that mesh with each other, when the cam is rotated to change the meshing state of the ridges, the width (pitch) of the ridges is reduced. The operation range can be changed by a corresponding angle.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 is a front view of a valve provided with an actuator according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of an operation range setting mechanism of the actuator, FIG. 3 is a front view of a cam holder, and FIG. 5, FIG. 5 is a bottom view of the same cam holder, FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 4, and FIG. 8 is a plan view of the cam, FIG. 9 is a side view of the cam, FIG. 10 is a bottom view of the cam, FIG. 11 is an enlarged view of FIG. 8 as viewed from the direction of the arrow B, and FIG. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the angle and the lift amount of the valve shaft, FIG. 13 is a graph showing the relationship between the operation angle of the output shaft and the lift amount of the valve shaft, and FIGS. FIG. In this embodiment, an example will be described in which the present invention is applied to an actuator used for an electric drive valve that controls a flow rate of a fluid flowing in a pipe of an air conditioner in a building.
[0017]
In FIGS. 1 and 2, what is indicated by reference numeral 20 is a direct-acting drive valve. The drive valve 20 has a valve body 21 that forms a fluid flow path, and is vertically movable within the valve body 21. The valve shaft 22 includes a valve shaft 22 having an upper end protruding outside, a valve plug 23 attached to the inner end of the valve shaft 22 and controlling opening and closing of a flow path in the valve body 21. Are connected to an output shaft 26 of an actuator 25 via a crank mechanism 24. The opening degree of the drive valve 20 is a full closing angle of −80 °, a full opening angle of 80 °, and a full operating angle of 160 °, and the adjustable angle range of the full closing angle and the full opening angle by the actuator 25 is ± 5 ° and 1 °. It is adjusted by one. The crank mechanism 24 includes first and second links 24A and 24B. The crank mechanism 24 converts the rotation of the output shaft 26 into a linear motion and transmits it to the valve shaft 22.
[0018]
In this case, the present embodiment shows an example in which the valve shaft 22 is applied to the direct drive valve 20 in which the valve shaft 22 linearly reciprocates as a drive valve that is controlled to be opened and closed by the actuator 25. In the drive valve 20, the fully closed and fully opened states cannot be displayed directly by angles. However, the lift amount of the valve shaft 22 depends on the rotation angle θ of the output shaft 26 (first link 24A) and the rotation fulcrum P of the first link 24A. 1 , P 2 Distance R and the pivot point P of the second link 24B 2 , P 3 Since the distance L is determined by the distance L (see FIGS. 12 and 13), the operation angle of the output shaft 26 will be described here as the fully closed angle and the fully opened angle of the drive valve 20. When the present invention is applied to a rotary drive valve such as a ball valve or a butterfly valve, the crankshaft 24 is not required, and the valve shaft 22 and the output shaft 26 may be directly connected by coupling.
[0019]
The actuator 25 includes a housing 28 installed on a frame 27 provided above the drive valve 20, a cover (not shown) covering an opening of the housing 28, and the actuator 25 is provided in the housing 28. A drive motor 29, the output shaft 26 rotated forward and reverse by the drive motor 29, an operation range setting mechanism 30 for variably setting an operation range of the output shaft 26 within a range of ± 5 °, and a terminal block 31. , A circuit board and the like not shown. One end 26A of the output shaft 26 projects outside the housing 28, and the first link 24A is fixed. The other end 26B of the output shaft 26 has an oblong (oval) cross-sectional shape by forming flat surfaces facing each other on the peripheral surface, and the operating range setting mechanism is attached to the other end 26B. A part of a plurality of parts constituting the part 30 is attached.
[0020]
The operation range setting mechanism 30 includes a cam holder 36 fitted to the other end 26B of the output shaft 26 and fixed by a set screw 33, a cam 37 and a scale plate 38 detachably attached to the cam holder 36. , And two limit switches (fully closed switch, fully open switch) 40 and 41 fixed to the mounting plate 39 via the cam 37.
[0021]
2 to 7, the cam holder 36 has a cylindrical main body 36A (36A) integrally formed by injection molding of a synthetic resin. -1 , 36A -2 ) And a disk-shaped flange 36B integrally protruding from the outer peripheral surface of the longitudinally intermediate portion of the main body 36A. The main body 36A has a base end portion 36A fitted to the other end portion 26B of the output shaft 26. -1 Are circular in cross section, and a tip portion 36A is larger than a portion to which the cam 37 is attached. -2 Are formed in an oval cross section (oval shape). For this reason, the tip portion 36A -2 Have flat surfaces 42 facing each other in parallel. On the other hand, the base end 36A -1 , A pair of parallel anti-rotation walls 44 (FIG. 6) protruding from the flat surface 43 provided on the other end portion 26B of the output shaft 26 and facing each other in parallel.
[0022]
A pair of elastic engaging pieces 45 are integrally provided on the surface of the flange 36B. These engaging pieces 45 are provided at the distal end portions 36A of the cam holder 36. -2 The protruding member is provided so as to be shifted 180 ° in the circumferential direction so as to face back to back via a vial, and a claw 45a having a triangular side cross-sectional shape is integrally protruded from the tip.
[0023]
In addition, since the cam holder 36 in the present embodiment is used as a common component for an operation range setting mechanism having a 90-degree full operation angle, which will be described later, a pair of cam holders 36 are similarly provided on the lower surface side of the flange 36B. Are vertically provided integrally. These engagement pieces 47 are provided at the base end 36A of the cam holder 36. -1 The hook 47a is integrally and downwardly provided downward so as to face back to back with a claw 47a having a triangular side cross-sectional shape integrally formed at the lower end thereof. The engagement pieces 45 on the front side and the engagement pieces 47 on the back side are alternately provided by being shifted by 90 ° in the circumferential direction of the cam holder 36.
[0024]
Further, ridges 54 and 55 are formed on the outer peripheral edges of the front and back surfaces of the flange 36B, respectively. These ridges 54 and 55 constitute a tilt mechanism of a cam attached to the front and back surfaces of the flange 36B, respectively, and are arranged radially over the entire circumference of the flange 36B, in other words, at regular intervals in the circumferential direction. And a plurality of ridges having a triangular cross section formed so as to extend in the radial direction. For this reason, the ridges 54 and 55 are formed such that the width of the outer end is maximum and gradually narrows toward the center of the flange 36B. Such ridges 54 and 55 can be formed simultaneously with molding of the cam holder 36 or by knurling or the like. The pitch of the outer peripheral end is, for example, 0.241 mm, the height is about 0.2 mm, and 360 ridges are formed. This allows one ridge to adjust the angle of 1 °.
[0025]
2 and 8 to 11, the cam 37 is formed in a disk shape by a molded product of a synthetic resin, and the base 37 of the cam holder 36 is provided at the center. -1 Has a circular center hole 60 that fits into the front end portion. The cam 37 has two engaging holes 61 into which two engaging pieces 45 protruding from the front side of the flange portion 36B are engaged, and a projecting portion 62 forming a large-diameter cam portion. ing. The engagement holes 61 are formed so as to be shifted by 180 ° so as to face each other with the center hole 60 interposed therebetween. The engaging hole 61 is formed as a long hole in the shape of an arc that is long in the circumferential direction of the cam 37, and the cam 37 is connected to the cam holder 36 with the engaging hole 61 and the engaging piece 45 of the cam holder 36. The snap-fit mechanism 46 which is detachably connected to be rotatable at a certain angle is constituted. The rotatable angle of the cam 37 by the engagement hole 61 is 10 ° at the maximum, and thereby the variable range of the fully closed angle and the fully open angle of the drive valve 20 by the operation range setting mechanism 30 is ± 5 °. Accordingly, the fully closed angle is variably set in the range of -85 ° to -75 °, and the fully open angle is variably set in the range of 75 ° to 85 °.
[0026]
The protruding portion 62 is composed of a substantially trapezoidal projection in a plan view, which is integrally provided on a part of the outer peripheral surface of the cam 37 toward the radial direction and the rear surface side. 62b, and an arc-shaped cam surface 62c connecting the both side surfaces 62a and 62b. Further, a plurality of ridges 64 are radially formed on the outer peripheral edge of the rear surface of the cam 37 corresponding to the ridges 54 provided on the front side of the flange 36B of the cam holder 36 over the entire circumference. The ridges 64 have the same shape, size, pitch and number as the ridges 54, and constitute a tilt mechanism 66 that meshes with each other to enable the angle adjustment of the cam 37 with respect to the cam holder 36. . The meshing state of the ridges 54 and 64 is maintained by the coupling force between the cam holder 36 and the cam 37 by the snap-fit mechanism 46, and the cam 37 is manually turned to mesh the ridges 54 and 64. Is changed, the tilt angle of the cam 37 with respect to the cam holder 36 is adjusted by 1 ° each time the engagement between the ridges 54 and 64 is shifted by one. At the center of the surface of the protrusion 62, a pointer 67 for indicating the operation angle of the output shaft 26 is provided.
[0027]
In FIG. 2, the scale plate 38 is formed in a disk shape and has a front end portion 36 </ b> A of the cam holder 36 in the center. -2 There is a total of four tongue-shaped locking pieces 71 at the edge of the hole, which bite into the flat surface 42 to prevent the scale plate 38 from coming off. It protrudes toward the center so as to face each other. Also, on the surface of the scale plate 38, scale lines 72a and 72b indicating the fully closed angle and the fully opened angle of the drive valve 20, and a reference line 72c are displayed.
[0028]
The close-side switch 40 and the open-side switch 41 are three-terminal limit switches with rollers, and are fixed to the mounting plate 39 so as to face each other via the cam 37.
[0029]
To assemble the operation range setting mechanism 30 having such a structure, first, the clutch is disengaged and the output shaft 26 is made rotatable with respect to the drive motor 29. Next, the base end portion 36A of the cam holder 36 -1 Is fitted to the other end 26 </ b> B of the output shaft 26 and is fixed by a set screw 33. Next, the cam holder 36 and the cam 37 are connected by a snap-fit mechanism 46 and a tilt mechanism 66 so as to be detachable and angle-adjustable. That is, the cam 37 is connected to the distal end portion 36A of the cam holder 36. -2 36A from the side -1 And a pair of engaging pieces 45 are engaged with the engaging holes 61. Then, when the cam 37 is pressed against the surface of the flange portion 36B to engage the ridges 54 and 64 with each other, the engaging piece 45 protrudes from the engaging hole 61 and the claw 45a engages with the surface of the cam 37, and the cam holder The cam 36 and the cam 36 are detachably connected and can be adjusted in angle.
[0030]
Next, the scale plate 38 is connected to the tip 36A of the cam holder 36. -2 And the cam 37 is rotated such that the reference line 72c and the pointer 67 of the cam 37 coincide with each other. When the pointer 67 and the reference line 72c coincide with each other, it means that the opening degree of the drive valve 20 is set to the full closing angle −80 ° and the full opening angle 80 °. When changing the fully open angle, for example, when setting the fully closed angle to -85 ° and the fully open angle to 75 °, the cam 37 is rotated by 5 ° in the opening direction from the state where the hands 67 and the reference line 72c coincide. The angle change at this time can be adjusted by 1 ° by shifting the meshing state of the ridges 54, 64 by one, so that the cam 37 is rotated to shift the meshing state of the ridges 54, 64. It is possible to accurately know the adjustment angle by counting the click feeling felt by the fingertip when touching.
[0031]
Next, the close-side switch 40 and the open-side switch 41 are respectively fixed to predetermined positions so as to face the mounting plate 39 via the cam 37, and these switches 40 and 41 are turned on by the cam 37 when fully closed and fully open. , Confirm whether to turn off. In this checking operation, first, the output shaft 26 is manually rotated to position the protrusion 62 of the cam 37 between the close switch 40 and the open switch 41. FIG. 14A shows this state. In this state, the lift amount of the valve shaft 22 is half and the valve opening is 50% (the rotation angle of the output shaft 26 is 0 °). At this time, the closing switch 40 and the opening switch 41 are not in contact with the cam 37, and both are kept off.
[0032]
Next, the output shaft 26 is rotated in the closing direction from the state where the valve opening is 50%. For example, when the output shaft 26 rotates 75.02 ° in the closing direction, the left side surface 62a of the protrusion 62 comes into contact with the roller 80 of the closing switch 40 and starts pressing (FIGS. 14B and 14C). When the output shaft 26 rotates by 80 °, the closing switch 40 is turned on immediately before the roller 80 rides on the cam surface 62c of the projection 62 as shown in FIG. Therefore, it can be confirmed that the drive valve 20 is in the fully closed state (valve opening degree 0%). Conversely, when the output shaft 26 is rotated counterclockwise by 80 ° from the state in which the valve opening is 50%, the roller 81 of the open switch 41 immediately before riding on the cam surface 62c from the right side surface 62b of the projection 62. The opening switch 41 is turned ON. Accordingly, it is possible to confirm that the drive valve 20 is fully opened (the valve opening degree is 100%). If the timing at which the close switch 40 and the open switch 41 are turned on is off, the rotation fulcrum P 1 , P 2 Between the distance R and the pivot point P of the second link 24B 2 , P 3 Adjust the distance L between them.
[0033]
As described above, in the operation range setting mechanism 30 according to the present invention, when the cam 37 is fitted into the cam holder 36 and pressed against the flange 36B, the cam holder 36 and the cam 37 are snap-fitted with the engagement piece 45 and the engagement hole 61. Since the coupling is separable by the mechanism 46, the work of attaching the cam 37 to the cam holder 36 can be performed easily and in a short time without the need for a set screw, a driver, and the like. Also, when removing, when the engagement with the cam 37 is released by pressing the claw 45a of the engagement portion 45 with a fingertip, the engagement with the cam 37 is released from the coupling state by the snap-fit mechanism 46. The cam 37 can be easily removed from the cam holder 36 without using it.
[0034]
In addition, since the cam 37 is connected to the cam holder 36 so that the angle can be adjusted by the tilt mechanism 66 formed by the engagement between the ridges 54 and 64, the cam 37 is turned with a fingertip to engage the ridges 54 and 64 with each other. If the position is shifted, the mounting angle of the cam 37 changes, and the operating range of the output shaft 26 can be easily changed. In addition, since the meshing state between the ridges 54 and 64 can be adjusted by 1 ° by shifting the mesh by one, the number of click sensations transmitted to the fingertip when the ridges 54 and 64 are shifted can be counted to know exactly how many changes have been made. be able to.
[0035]
FIG. 15 is an exploded perspective view showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 16 (a), (b) and (c) are a plan view, a front view, a bottom view and an enlarged view of arrow B of the cam. FIG. 17 is a diagram showing the positional relationship between the cam and the switch when the valve opening is 50%. The same or similar members as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
This embodiment shows an example of an operation range setting mechanism applied to a rotary drive valve (for example, a ball valve or a butterfly valve) of a fully-closed, fully-opened, or fully-operated variable angle type. Has first and second cams 90 and 91, these cams 90 and 91 are respectively attached to the front side and the back side of the flange 36B of the cam holder 36, and the fully closed angle is -45 ° and the fully opened state. The other structures are the same except that the angle is 45 °, the total operating angle (variable) is 90 °, and the variable range is ± 30 °.
[0036]
The first and second cams 90 and 91 have exactly the same shape, and the first cam 90 is detachably attached to the upper surface of the flange portion 36B with the lower surface side down by the snap-fit mechanism 46. The cam 91 is turned upside down and detachably attached to the lower surface of the flange 36B by the snap fit mechanism 46. The first and second cams 90 and 91 are connected to the flange 36B by tilt mechanisms 46 and 48 formed by engagement of the ridges 54 and 64 and 55 and 64 so as to be adjustable in angle. .
[0037]
The first cam 90 is formed in a disc shape. The cam 90 has a center hole 60, a pair of engagement holes (elongated holes) 61, a projection 93 constituting a large diameter portion, and a pointer 67. have. The projecting portion 93 is formed in a substantially parallelogram shape having a left-right asymmetric shape in a plan view, so that two side surfaces 94 a and 94 b inclined substantially in parallel and an arc-shaped cam surface connecting the two side surfaces 94 a and 94 b are formed. 94c. The two side surfaces 94a and 94b are inclined in the closing direction when the first cam 90 is installed on the flange portion 36B with the front side facing up, and the right side surface 94b is turned by the turning in the opening direction. When the roller 81 contacts and presses the roller 81, the roller 81 rides on the cam surface 94c to turn on the open switch 41.
[0038]
On the other hand, the second cam 91 has the same shape as the first cam 90 but is turned upside down and attached to the lower surface side of the flange 36B, so that the right side surface 94b of the projection 93 is on the left side as shown in FIG. When the output shaft rotates in the closing direction, the output shaft contacts and presses the roller 80 of the closing switch 40. For this reason, the roller 80 rides on the cam surface 94c to turn on the close-side switch 40.
[0039]
When changing the fully closed angle and the fully opened angle of the drive valve, the first and second cams 90 and 91 may be adjusted by turning the cams 90 and 91 by a required angle in the closing direction or the opening direction, respectively. When only the first cam 90 is rotated, only the full closing angle can be variably set in the range of −75 ° to −15 °, and when only the second cam 91 is rotated, Only the fully open angle can be variably set within the range of 15 ° to 75 °, and when the first and second cams 90 and 91 are rotated, the fully closed angle is −75 ° to −15 °, The angle can be variably set within a range of 15 ° to 75 °. That is, since the first and second cams 90 and 91, each of which can independently adjust the angle, are provided, it is possible to provide an operation range setting mechanism of a fully-closed, fully-opened, and all-operable-angle variable type.
[0040]
In the above-described embodiment, an example is shown in which the engagement pieces 45 and 47 are protruded from the cam holder 36 and the elongated holes 61 are formed in the cam 37. However, the present invention is not limited to this. And vice versa.
In the above-described embodiment, the present invention is applied to an electric drive valve of an air conditioner. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a combustion device or a damper that opens and closes an exhaust port of a duct.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the operating range setting mechanism of the actuator according to the present invention is configured such that the cam holder and the cam are detachably connected by the snap-fit mechanism, and the cam is connected to the cam holder by the tilt mechanism so as to be adjustable in angle. It is not necessary to use screws, etc., and the assembling, removing, and changing of the operation range of the cam with respect to the cam holder can be easily and quickly performed.
Also, since the snap-fit mechanism is constituted by an engagement piece having a claw and a long hole, and the tilt mechanism is constituted by a ridge provided on the cam holder and the cam and meshing with each other, the structure of both these mechanisms is extremely simple, The number of parts can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a valve provided with an actuator according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of an operation range setting mechanism of the actuator.
FIG. 3 is a front view of a cam holder.
FIG. 4 is a plan view of the cam holder.
FIG. 5 is a bottom view of the cam holder.
FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4;
FIG. 7 is an enlarged view as viewed in the direction of arrow A in FIG. 5;
FIG. 8 is a plan view of a cam.
FIG. 9 is a side view of the cam.
FIG. 10 is a bottom view of the cam.
FIG. 11 is an enlarged view as viewed in the direction of arrow B in FIG. 8;
FIG. 12 is a diagram showing a relationship among a rotation angle of a link, an operation angle of an output shaft, and a lift of a valve shaft.
FIG. 13 is a graph showing a relationship between an operation angle of an output shaft and a lift amount of a valve shaft.
FIGS. 14A to 14D are diagrams for explaining the operation of the closing switch.
FIG. 15 is an exploded perspective view showing another embodiment of the present invention.
FIGS. 16 (a), (b), (c) and (d) are a plan view, a front view, a bottom view and an enlarged view of arrow B of the cam.
FIG. 17 is a diagram showing a positional relationship between a cam and a switch when the valve opening is 50%.
FIGS. 18 (a) and (b) are plan views showing a conventional example of an operation range setting mechanism for adjusting a mounting angle of a cam.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 20: drive valve, 22: valve shaft, 25: actuator, 26: output shaft, 30: operation range setting mechanism, 36: cam holder, 36A: main body, 36B: flange, 37: cam, 38: scale plate, 45: Engaging piece, 46: snap-fit mechanism, 47: engaging piece, 48: snap-fit mechanism, 54, 55, 61: engaging hole (long hole), 62: protruding part, 64: protruding body, 66: tilt Mechanism, 67 ... pointer.

Claims (3)

アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、
前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、
前記カムホルダと前記カムをスナップフィット機構とチルト機構とによって連結することにより、前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に構成したことを特徴とするアクチュエータの動作範囲設定機構。
In the operation range setting mechanism that sets the operation range of the output shaft of the actuator,
A cam holder attached to the output shaft, a cam attached to the cam holder, a pair of switches fixedly arranged to face each other via the cam and turned on and off by the cam, respectively; and the output shaft attached to the cam holder. And a scale plate on which an opening scale corresponding to the operation angle of is displayed.
An operation range setting mechanism for an actuator, wherein the cam holder and the cam are connected by a snap-fit mechanism and a tilt mechanism so that the angle of the cam can be changed by a predetermined angle with respect to the cam holder.
アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、
前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、
前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、
前記カムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記各スイッチをオン、オフさせる突部を一体に突設し、
前記カムホルダの前記鍔部と前記カムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記カムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したことを特徴とするアクチュエータの動作範囲設定機構。
In the operation range setting mechanism that sets the operation range of the output shaft of the actuator,
A cam holder attached to the output shaft, a cam attached to the cam holder, a pair of switches fixedly arranged to face each other via the cam and turned on and off by the cam, respectively; and the output shaft attached to the cam holder. And a scale plate on which an opening scale corresponding to the operation angle of is displayed.
The cam holder comprises a tubular portion fitted to the output shaft, and a flange integrally provided on the outer periphery of the tubular portion,
The cam is formed in a ring shape that fits on the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder, and a part that turns on and off the respective switches on a part of the outer peripheral surface is integrally provided, and a projection is provided.
The flange and the cam of the cam holder are detachably and rotatably coupled to each other by a snap-fit mechanism including an engagement piece and an elongated hole into which the engagement piece is engaged. The cam is connected to the cam holder by a tilt mechanism constituted by a plurality of ridges formed radially on the surfaces in contact with each other and meshing with each other so as to be able to change the angle by a predetermined angle. Operating range setting mechanism.
アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、
前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられる第1、第2のカムと、これらのカムを介して対向するように固定配置され対応するカムによってそれぞれオン、オフする第1、第2のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、
前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、
前記第1、第2のカムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記第1、第2のスイッチをそれぞれオン、オフさせる突部を一体に突設し、
前記カムホルダの前記鍔部の表裏面に前記第1、第2のカムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記第1、第2のカムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記第1、第2カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したことを特徴とするアクチュエータの動作範囲設定機構。
In the operation range setting mechanism that sets the operation range of the output shaft of the actuator,
A cam holder attached to the output shaft, first and second cams attached to the cam holder, and first and second cams fixedly arranged to face each other via these cams and turned on and off by corresponding cams, respectively. Switch, and a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening scale corresponding to the operating angle of the output shaft,
The cam holder comprises a tubular portion fitted to the output shaft, and a flange integrally provided on the outer periphery of the tubular portion,
The first and second cams are formed in a ring shape that fits around the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder, and a projection that turns on and off the first and second switches respectively is integrated with a part of the outer peripheral surface. Protruding into
The first and second cams are detachably and rotatably coupled to the front and back surfaces of the flange portion of the cam holder by a snap fit mechanism including an engagement piece and an elongated hole into which the engagement piece is engaged. In addition, the first and second cams are tilted by a tilt mechanism formed by a plurality of ridges formed radially on the surfaces of the flange portion and the first and second cams that are in close contact with each other and meshing with each other. An operation range setting mechanism for an actuator, wherein the mechanism is connected to the cam holder so that the angle can be changed by a predetermined angle.
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