JP2009121663A - 電動バルブ用アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】停電等による通電制御不能の場合、バルブを開放または閉鎖させるゼンマイバネをユニット化し、アクチュエータ本体の外部に配置して、従来技術の問題点の解決と減速終段部の軸受剛性アップを図る電動バルブ用アクチュエータを提供することを目的とする。
【構成】アクチュエータ本体の外部にゼンマイユニットを配置し、軸方向荷重を受ける軸受部を防水のパッキンの受け部とすることを特徴とする。
【効果】ゼンマイユニットおよびアクチュエータの組立性やメンテナンスが容易となる。
通常の電動開閉バルブ用アクチュエータを、最小限の改造で容易に提供可能となる。
軸受けの剛性アップが可能となる。
【選択図】図2
【構成】アクチュエータ本体の外部にゼンマイユニットを配置し、軸方向荷重を受ける軸受部を防水のパッキンの受け部とすることを特徴とする。
【効果】ゼンマイユニットおよびアクチュエータの組立性やメンテナンスが容易となる。
通常の電動開閉バルブ用アクチュエータを、最小限の改造で容易に提供可能となる。
軸受けの剛性アップが可能となる。
【選択図】図2
Description
本発明は、モータの駆動により弁体の開閉制御を行うバルブ用アクチュエータに関し、特に停電等により通電制御が不可能となったときに自動的にバルブを開放または閉鎖させる機能を有する電動バルブ用アクチュエータに関するものである。
従来のアクチュエータHは、図11の全体構造に示されるように、モータと減速体と出力軸と各種センサーとゼンマイバネなど、大凡の機能部が一対のケーシング35・36内に配設された構成となっている。
また、図10図に示されるように、ウオーム減速方式を採用したバルブ用アクチュエータBにおいて、ウオーム軸33は手動回転のためにケーシング5の外部に露出しており、露出部には防水対策が講じられ、その構造は図8に示すように、ウオーム軸33を支持しているボールベアリング6aと防水のためのOリングa12・Oリングb13・フランジ14・ネジ15にて構成され、該Oリングb13の配設のガイド溝Dは該ケーシング5に形成されている。
従来のアクチュエータHおいて、ゼンマイバネ34は一対のケーシング35・36の中に、様々な機能要素と共に納められており、その組み付けは、通電遮断時に巻き戻しを行えるだけの開放力が必要であり、その開放力は該ゼンマイバネ34が噛合するバルブAの弁体回転力と減速体37およびそれに噛合するモータ38の回転子まで回転させるだけの大きな戻り力となり、その確保のために該ゼンマイバネ34を一定量巻き込みながら(蓄圧)固定する必要があり、危険を伴う作業となる。前述のような作業条件のため、周囲に配設されている機能要素にも注意が必要で、組み付けには慎重を要する問題を抱えている。
また、現場の装置などに組み込まれ、ゼンマイバネ34関連部などに不具合が生じた場合、前述の組み付け性などにより、取り付け現場での修理が困難な場合が多く、実機を装置から外しての修理が必要となり、システムダウンの時間と費用が大きな障害となる問題を抱えている。
また、現場の装置などに組み込まれ、ゼンマイバネ34関連部などに不具合が生じた場合、前述の組み付け性などにより、取り付け現場での修理が困難な場合が多く、実機を装置から外しての修理が必要となり、システムダウンの時間と費用が大きな障害となる問題を抱えている。
ウオーム減速方式を採用したバルブ用アクチュエータBにおいて、ウオーム軸33を支持しているボールベアリング6には、実働時絶えず大きな軸方向荷重Gが加わり、寿命などの問題を抱えている。従来は、図8図に示されるように、前述パッキン13の配設のガイド溝Dは、前述ケーシング5にボールベアリング6aと縁Eを挟んだ位置に配設しており、限られた配置スペース内でのボールベアリング6a選択に注意が要求され、与えられたスペース内でのボールベアリング6aの安全向上を図るために、より負荷能力を上げたいとの問題を抱えている。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために、アクチュエータの組み付けにおける危険性の低減や作業の容易性とゼンマイ部の交換修理など、現場の装置から取り外さなくても行えるように減速構造を平歯車減速体とウオーム減速方式とし、且つゼンマイバネをユニット化して基本構造体の外部に配置することにより目的を達成、また、ウオーム軸を支持しているボールベアリングの負荷能力アップを図るために新規防水構造を採用し可能とした電動バルブ用アクチュエータを提供するものである。
本発明に係る電動バルブ用アクチュエータは、バルブの弁体の回転軸に結合される出力軸を可逆回転モータの駆動によりバルブを開閉するバルブ用アクチュエータにおいて、その駆動系を平歯車減速体とウオーム減速方式の減速構造として、ウオーム軸一端にゼンマイユニットを係合する連結穴を設ける。以上を基本構造として纏めた場合はゼンマイ無しの電動専用の開閉バルブ用アクチュエータを構成する。一方ゼンマイは、ケーシングに挿入した軸受に、ウオーム固着シャフトと連結する軸端とゼンマイの装着溝をもつシャフトにゼンマイを挿入して該軸受に装着し、そのゼンマイの外側固定端に固定軸を挿入してケーシングに装着し、更にケーシングの開放側から取り付け板をケーシングと固定軸に固定し、ゼンマイバネをユニット化する。ユニット化することにより、ゼンマイむき出しの組み付けと異なり、組み付けの安全化が図れる。
前述のバルブ用アクチュエータにおいて、ウオーム軸のゼンマイユニットを連結する側のケーシング外側にゼンマイユニット用のフランジをパッキンと共に装着し、防水のためのユニット用パッキンを挟みゼンマイユニットを装着することでバルブ用アクチュエータとゼンマイバネを完全に分離化することを特徴とするものである。
また、ウオーム固着シャフトを支持するボールベアリング部の防水構造において、パッキンのガイド溝をケーシングとボールベアリングの外径部に設け、従来の縁部が不要となるため、径大のボールベアリング(負荷能力をアップ)を使用することができることを特徴とする。
前述のバルブ用アクチュエータにおいて、ウオーム軸のゼンマイユニットを連結する側のケーシング外側にゼンマイユニット用のフランジをパッキンと共に装着し、防水のためのユニット用パッキンを挟みゼンマイユニットを装着することでバルブ用アクチュエータとゼンマイバネを完全に分離化することを特徴とするものである。
また、ウオーム固着シャフトを支持するボールベアリング部の防水構造において、パッキンのガイド溝をケーシングとボールベアリングの外径部に設け、従来の縁部が不要となるため、径大のボールベアリング(負荷能力をアップ)を使用することができることを特徴とする。
従来例のバルブを開閉する駆動系を平歯車減速とウオーム減速を併用したバルブ用アクチュエータにおいて、アクチュエータとゼンマイバネをユニット化し、それぞれ完全に分離した方式で、ウオーム軸端にゼンマイユニットを連結する穴を設け、アクチュエータの外部よりゼンマイユニットの装着が可能な構成で、ゼンマイバネをカバーリングしてユニット化を図り、該アクチュエータの外側より装着する。装着するさいは、ゼンマイバネの戻り力を確保するためにユニットを手動で一定量回転させながら巻き込み(蓄圧)固定する。その戻り力は、平歯車またはインターナルギヤ系にゼンマイバネを連動した場合と比較し、大きい減速比のウオーム軸に連動させるため(低減速比の部位に連動される)、戻り力は大きくはならない。よって組み付け時の危険性は、前述のユニット化とあいまって、大きく回避され組み付け作業の容易性が増す。また、機能要素外に単独で配設されることにより、アクチュエータの内部組み付けも容易となる。
且つ、ゼンマイバネ系の故障などによる修理においても、装置からバルブ用アクチュエータを取り外すことなく、ゼンマイユニットの交換など現場で行える。
一方、ウオーム軸を支持する部位の防水方式は、ボールベアリングの外径とケーシングの間に縁なしでパッキンのガイド溝を設けることで、縁の分ボールベアリングを大きくすることが可能となる。
且つ、ゼンマイバネ系の故障などによる修理においても、装置からバルブ用アクチュエータを取り外すことなく、ゼンマイユニットの交換など現場で行える。
一方、ウオーム軸を支持する部位の防水方式は、ボールベアリングの外径とケーシングの間に縁なしでパッキンのガイド溝を設けることで、縁の分ボールベアリングを大きくすることが可能となる。
本発明にあっては、アクチュエータとゼンマイバネ系を完全に分離した方式であり、その駆動系を平歯車減速とウオーム減速を併用したバルブ用アクチュエータにおいて、シャフト4にウオーム3と平歯車減速体2と噛合する歯車を固着し、該シャフト組をケーシング5の装着穴に挿入して、ケーシング5の外側よりボールベアリング6を圧入して該シャフト組を支持し、その支持されたシャフト組にモータ(モータと電磁ブレーキ組)1に平歯車減速体2を装着した減速体組の歯車を噛合させ、ケーシング5に固定する。
該シャフト4の軸端には、手動回転のために外部工具と係合する連結軸端7と他端には外部機器(ゼンマイユニット)と係合する連結穴8を設けてあり、連結軸端7はケーシング5の外側に突き出ており、連結穴8はケーシング5の内側に納められている。
ウオーム3には、弁体回転軸に係合する出力軸10に固着されたウオームホイール9が噛合させ、該出力軸10をケーシング5と取り付け板11にて、その軸端をボールベアリング(詳細構造未図示)で支持し、ウオーム3を固着しているシャフト4を支持しているボールベアリング6の防水は、Oリングa12・Oリングb13・フランジ14をネジ15で固定して行う。
その他、ケーシング5内に配設される他のメカ的な機能要素・電気的要素は未図示とし、装置と接続される電装部16は、ケーシング5の外部に防水を施されて装着される。
以下、パッキン17を挟んでカバー18を装着し、アクチュエータを構成する。
また、ゼンマイユニットCは、組み付け作業の容易性もありケーシング19にゼンマイバネ21を組み付けるシャフト24支持用のボールベアリング20を装着し、同シャフトには、同ゼンマイバネ用の装着溝22とアクチュエータのウオーム固着シャフトの連結穴8に挿入する連結軸端23が形成され、通電遮断時に巻き戻しを行う同ゼンマイバネを同装着溝に沿って装着し、該ボールベアリングに挿入する。次に、同ゼンマイバネの外側固定端25部に固定軸26を挿入しながら該ケーシングに軸端を挿入しつつ取り付け板27とネジ28にて固定したユニット構成となっている。
前記アクチュエータへの装着は、ウオーム固着シャフトの連結穴側の該ケーシング5の外側にパッキン13とユニット取り付け板29をネジ30で固定し、パッキン31を介し該ゼンマイユニットの該連結軸端をウオーム固着シャフトの連結穴に挿入しつつ、手動で一定量巻き込み(蓄圧)ネジ32で固定した電動バルブ用アクチュエータ。
尚、図10の通常アクチュエータBを改造する場合は、フランジ39を外してゼンマイユニットCの組み付け作業の工程へ移行する。
該シャフト4の軸端には、手動回転のために外部工具と係合する連結軸端7と他端には外部機器(ゼンマイユニット)と係合する連結穴8を設けてあり、連結軸端7はケーシング5の外側に突き出ており、連結穴8はケーシング5の内側に納められている。
ウオーム3には、弁体回転軸に係合する出力軸10に固着されたウオームホイール9が噛合させ、該出力軸10をケーシング5と取り付け板11にて、その軸端をボールベアリング(詳細構造未図示)で支持し、ウオーム3を固着しているシャフト4を支持しているボールベアリング6の防水は、Oリングa12・Oリングb13・フランジ14をネジ15で固定して行う。
その他、ケーシング5内に配設される他のメカ的な機能要素・電気的要素は未図示とし、装置と接続される電装部16は、ケーシング5の外部に防水を施されて装着される。
以下、パッキン17を挟んでカバー18を装着し、アクチュエータを構成する。
また、ゼンマイユニットCは、組み付け作業の容易性もありケーシング19にゼンマイバネ21を組み付けるシャフト24支持用のボールベアリング20を装着し、同シャフトには、同ゼンマイバネ用の装着溝22とアクチュエータのウオーム固着シャフトの連結穴8に挿入する連結軸端23が形成され、通電遮断時に巻き戻しを行う同ゼンマイバネを同装着溝に沿って装着し、該ボールベアリングに挿入する。次に、同ゼンマイバネの外側固定端25部に固定軸26を挿入しながら該ケーシングに軸端を挿入しつつ取り付け板27とネジ28にて固定したユニット構成となっている。
前記アクチュエータへの装着は、ウオーム固着シャフトの連結穴側の該ケーシング5の外側にパッキン13とユニット取り付け板29をネジ30で固定し、パッキン31を介し該ゼンマイユニットの該連結軸端をウオーム固着シャフトの連結穴に挿入しつつ、手動で一定量巻き込み(蓄圧)ネジ32で固定した電動バルブ用アクチュエータ。
尚、図10の通常アクチュエータBを改造する場合は、フランジ39を外してゼンマイユニットCの組み付け作業の工程へ移行する。
ウオームを固着したシャフトを支持しているボールベアリング6部の防水構成において、パッキン13のガイド溝Fをケーシング5と同ボールベアリングの外径部に形成し、従来の縁E部を無くすことにより、その分、同一スペース内での径大の同ボールベアリングが使用でき、負荷能力がアップする防水構造。
ゼンマイユニットおよびアクチュエータの組立性やメンテナンスが容易となる。
通常の電動開閉バルブ用アクチュエータを、最小限の改造で容易に提供可能となる。
通常の電動開閉バルブ用アクチュエータを、最小限の改造で容易に提供可能となる。
A バルブ 12 Oリングa 31 パッキン
B 電動バルブアクチュエータ 13 Oリングb 32 ネジ
C ゼンマイユニット 14 フランジ 33 ウオーム軸
D ガイド溝 15 ネジ 34 ゼンマイバネ
E 縁 16 電装部 35 ケーシング
F ガイド溝 17 パッキン 36 ケーシング
G 軸方向荷重 18 カバー 37 減速体
H アクチュエータ 19 ケーシング 38 モータ
1 モータ 20 ボールベアリング 39 フランジ
2 平歯車減速体 21 ゼンマイバネ
3 ウオーム 22 装着溝
4 シャフト 23 連結軸端
5 ケーシング 24 シャフト
6 ボールベアリング 25 固定端
7 連結軸端 26 固定軸
8 連結穴 27 取り付け板
9 ウオームホイール 28 ネジ
10 出力軸 29 ユニット取り付け板
11 取り付け板 30 ネジ
B 電動バルブアクチュエータ 13 Oリングb 32 ネジ
C ゼンマイユニット 14 フランジ 33 ウオーム軸
D ガイド溝 15 ネジ 34 ゼンマイバネ
E 縁 16 電装部 35 ケーシング
F ガイド溝 17 パッキン 36 ケーシング
G 軸方向荷重 18 カバー 37 減速体
H アクチュエータ 19 ケーシング 38 モータ
1 モータ 20 ボールベアリング 39 フランジ
2 平歯車減速体 21 ゼンマイバネ
3 ウオーム 22 装着溝
4 シャフト 23 連結軸端
5 ケーシング 24 シャフト
6 ボールベアリング 25 固定端
7 連結軸端 26 固定軸
8 連結穴 27 取り付け板
9 ウオームホイール 28 ネジ
10 出力軸 29 ユニット取り付け板
11 取り付け板 30 ネジ
Claims (2)
- バルブAの弁体の回転軸に連結される電動バルブ用アクチュエータB本体は、モータ1に平歯車減速体2を装着し、ウオーム3が固着されたシャフト4に連結し、同シャフトは、ケーシング5の両側面にてボールベアリング6により支持され、手動回転のために同ケーシングの外部にハンドル等と係合する連結軸端7が突き出ており、他端には外部機器と係合する連結穴8が設けられて同ケーシングの内部に納まる構造とし、該ウオームは、ウオームホイール9に噛合し、同ウオームホイールにはバルブの弁体回転軸に係合される出力軸10が装着され、該ケーシングと取り付け板11にて、軸両端をボールベアリング(未図示)で支持する。前記シャフト4を支持している該ボールベアリング部には、防水のためにOリングa12・Oリングb13・フランジ14がネジ15により該ケーシングの外側から装着され、制御用の電装部16(詳細構造未図示)は、防水対策を施して該ケーシングに装着され、該ケーシングには、防水のためのパッキン17とカバー18が装着される。
ゼンマイユニットCは、ケーシング19にボールベアリング20を装着し、ゼンマイバネ21用の装着溝22とウオーム固着シャフトの該連結穴に挿入する連結軸端23をもつシャフト24に、通電遮断時に巻き戻しを行う該ゼンマイバネを溝に沿って装着し、該ボールベアリング部に挿入すると共に、該ゼンマイバネの外側固定端25部に固定軸26を挿入し、該ケーシングに軸端を装着し、取り付け板27とネジ28で固定する。
電動バルブ用アクチュエータB本体への装着は、ユニット取り付け板29をウオーム装着シャフトの連結穴8側の該ケーシング5外側にOリングb13を挟みネジ30で固定し、パッキン31を介して該ゼンマイユニットCの連結軸端23をウオーム装着シャフトの該連結穴8に挿入し、ネジ32で該ゼンマイユニットCを固定することを特徴とした電動バルブ用アクチュエータ。 - 外部に開放された防水のためのシール方法において、パッキンのガイド溝Dをケーシング5とボールベアリング6の外径部で形成し、同一スペース内でのボールベアリングのランクをアップし、負荷能力をあげることを特徴とした電動バルブ用アクチュエータ。
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- 2007-11-15 JP JP2007321354A patent/JP2009121663A/ja active Pending
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