JP2013170592A - バルブコントロールと電動ゲート及び電動弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ11と、モータ11の駆動力を外部機器に伝える動力伝達手段12と、モータ11が作動中、動力伝達手段12に一定以上の負荷が生じた際にモータ11を停止させるトルクリミッタ13と、動力伝達手段12を介して外部機器に動力を与える手動ハンドル14とを有するバルブコントロール10において、手動ハンドル14と一体的に回転する可動体と、動力伝達手段12に連結されたトルク伝動部材と、可動体とトルク伝動部材の間に摩擦力を生じさせる摩擦力発生部材とを備え、手動ハンドル14から可動体に与えられるトルクが、可動体とトルク伝動部材の間の摩擦力を超える際に、トルク伝動部材及び動力伝達手段12と可動体との一体性は解かれる。
【選択図】図1
Description
特許文献1、2には、バルブコントロール内に所定以上のトルクが生じると、モータの回転力の伝達を遮断し、モータの作動は継続するものの、モータの回転力が外部機器に伝わらなくする技術が記載されている。
しかし、特許文献1、2のバルブコントロールでは、モータの状態からバルブコントロールに異常が生じているのを検知することはできない。
バルブコントロールを遠隔操作する現場においては、モータの作動状態を遠隔で知得できる仕組みが標準的に採用されているので、作業者は、モータの作動状態からバルブコントロールの異常の有無を知ることが可能である。
動力伝達手段に連結されるハンドルを設けることで、モータが電動モータであって、その電動モータへ電力が供給できないときや、モータに不具合が生じモータが作動しないときにも外部機器の作動が可能であり、緊急時の対応に有効である。
従って、例えば、ハンドルを複数人で回す等のハンドル操作によって所定以上のトルクが発生した場合に、外部機器への力の伝達を止めることはできなかった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、ハンドル操作によって所定以上の負荷が生じた際に外部機器への力の伝達を制限するバルブコントロールと、そのバルブコントロールを用いた電動ゲート及び電動弁を提供することを目的とする。
図1、図2に示すように、本発明の一実施の形態に係るバルブコントロール10は、モータ11と、モータ11の駆動力を外部機器に伝える動力伝達手段12と、モータ11が作動中、動力伝達手段12に一定以上の負荷が生じた際にモータ11を停止させるトルクリミッタ13と、動力伝達手段12を介して外部機器に動力を与える手動ハンドル14とを有している。
出力軸15から動力を伝えられて作動する外部機器には、図3に示すゲート機構(開閉機構Aの一例)16や図4に示すバタフライ機構(開閉機構Bの一例)17があり、ゲート機構16やバタフライ機構17は、出力軸15から伝えられる動力によって流路の開閉を行う。
そして、ウォーム28に噛み合っているウォームホイル30が、出力軸15を内包し、内側に雌ねじが形成されたスリーブ31に固定されている。スリーブ31はベアリングハウジング32に回転可能に取り付けられ、シャフト29と共にウォーム28が回転すると、スリーブ31は出力軸15を中心にして回転する。
従って、モータ11が作動して回転軸25が回転することにより発生する回転力は、ギア26、27、シャフト29、ウォーム28及びウォームホイル30を介してスリーブ31に伝わりスリーブ31を回転する。そして、スリーブ31が回転すると、スリーブ31の雌ねじに噛み合った出力軸15は、昇降体19と共に昇降することになる。
また、本実施の形態では、動力伝達手段12は、主として、出力軸15、ギア26、27、ウォーム28、シャフト29、ウォームホイル30、スリーブ31及びベアリングハウジング32によって構成されている。
なお、電動弁21では、出力軸15は昇降しない。
本実施の形態では、トルクリミッタ13は、シャフト29の位置によって、動力伝達手段12に所定以上の負荷が生じているか否かを判定する。
モータ11が作動中、昇降体19の昇降動作が妨げられた状態で、スリーブ31と共にウォームホイル30を回動するには、昇降体19の昇降動作が妨げられていない状態に比べ、大きな力が必要となる。そして、ウォームホイル30に噛み合っているウォーム28に所定以上の負荷が発生すると、シャフト29は、ばね材34の付勢力に反して、ばね材34の付勢力の向きとは反対向き(即ちモータ11から離れる向き)に移動する。
モータ11は遠隔の図示しないオペレーション端末に接続され、オペレーション端末は、モータ11の状態を検知可能なため、作動していたモータ11が停止すると、オペレーション端末は、モータ11が停止された旨を検知する。従って、オペレーション端末を操作していたオペレータは、オペレーション端末を通じて、モータ11が停止したことを知得し、電動ゲート18に異常が生じているのを知ることができる。
位置検出器35は、シャフト29の回転数から昇降体19の位置を算出し、モータ11が作動中に、昇降体19が予め定めた上限位置又は下限位置に到達したのを検知してモータ11を停止する。
なお、トルクリミッタ13や位置検出器35等は、図3に示すケーシング36内に配置されている。
また、スライドブロック38は、シャフト29を中心に回転可能である。
スライドブロック38は、クラッチ部44を有し、可動体43は、そのクラッチ部44に噛み合うように設計されたクラッチ部材である。本実施の形態では、スライドブロック38のクラッチ部44と可動体43にギア式クラッチが採用されている。
スライドブロック38は、モータ11から遠ざかる位置に配置されることで、そのクラッチ部44を可動体43に噛み合わせて、可動体43に連結され、可動体43をスライドブロック38を介して手動ハンドル14に連結する。可動体43は、手動ハンドル14に連結されることによって、手動ハンドル14と一体的に回転する。
従って、手動ハンドル14と可動体43は、スライドブロック38の位置によって、連結状態及び非連結状態が切り換え可能である。
可動体43は孔あきプレート46、47の間に設けられ、可動体43の一側は孔あきプレート47に接したライニング50に密着し、可動体43の他側は孔あきプレート46に接したライニング49に密着している。
また、皿ばね48は、摩擦力発生部材であるばね部材の一例であり、可動体43とトルク伝動部材52の間に摩擦力を生じさせる。
皿ばね48が孔あきプレート45、46、47及び可動体43を付勢するそれぞれの力の大きさは、ナット51の締め付け位置によって調整される。
ライニング49、50は、セミメタリック系、カーボンメタリック系、メタリック系等の材質によって形成でき、本実施の形態では、金属粉、アラミド繊維、樹脂等を混合したノンアスベストによって形成されている。
ライニング49、50は、それぞれ可動体43と孔あきプレート46の間の摩擦力の大きさ及び可動体43と孔あきプレート47の間の摩擦力の大きさを調整して、可動体43から孔あきプレート46へ伝えられるトルク及び可動体43から孔あきプレート47へ伝えられるトルクをそれぞれ調節するために設けられている。
可動体43が回転中、可動体43と孔あきプレート46の間及び可動体43と孔あきプレート47の間には、可動体43の回転方向に摩擦力が生じている。
手動ハンドル14から可動体43に与えられるトルク(回転力)が、可動体43と孔あきプレート46の間の摩擦力及び可動体43と孔あきプレート47の間の摩擦力(静止摩擦力)以下の際、可動体43と孔あきプレート46、47、ボス42及びシャフト29は一体となって回転する(即ち、手動ハンドル14及び動力伝達手段12は、一体となって作動する)。
そして、手動ハンドル14から可動体43に与えるトルクの大きさが、可動体43と孔あきプレート46の間及び可動体43と孔あきプレート47の間に生じている摩擦力(静止摩擦力)以下の際、可動体43と孔あきプレート46、47、ボス42及びシャフト29は一体となって回転し、あるいは、一体となって静止した状態になる。
従って、動力伝達手段12やゲート機構16等に生じる負荷は制限され、動力伝達手段12や昇降体19等に破損が生じるのを防ぐことができる。
具体的には、手動ハンドル14から可動体43に与えられるトルクが所定の大きさ以下の場合、手動ハンドル14から可動体43に与えられるトルクは、制限されることなく、動力伝達手段12に伝達され、手動ハンドル14及び可動体43とボス42、孔あきプレート46、47及び動力伝達手段12とは一体となって作動する。
そして、手動ハンドル14から可動体43に与えられるトルクが所定の大きさを超えた場合、可動体43から動力伝達手段12に与えられるトルクは制限され、手動ハンドル14及び可動体43と、ボス42、孔あきプレート46、47及び動力伝達手段12とは独立して作動可能な状態になる。
手動ハンドル14と可動体43が非連結状態にされ、ブラケット54がスライドブロック38と共にモータ11に近づいた位置に配置されると、インターロック機構53は、モータ11を作動可能な状態にする。
従って、手動ハンドル14と可動体43が非連結状態のとき、モータ11は、作動して動力伝達手段12に回転力を与えることができる。
このため、手動ハンドル14と可動体43が連結されている状態では、モータ11は停止状態となり、手動ハンドル14を回転している際に、モータ11の駆動力が動力伝達手段12及びトルク伝動部材52を介して手動ハンドル14に伝えられるのを防止している。
この仕組みによって、オペレータが手動ハンドル14を操作中に、手動ハンドル14にモータ11の駆動力が与えられるのを確実に防ぐことができ、安全の観点上有効である。
例えば、可動体及びトルク伝動部材を付勢するばね部材は、皿ばねに限定されず、コイルばねであってもよい。
Claims (6)
- モータと、前記モータの駆動力を外部機器に伝える動力伝達手段と、前記モータが作動中、前記動力伝達手段に一定以上の負荷が生じた際に該モータを停止させるトルクリミッタと、前記動力伝達手段を介して前記外部機器に動力を与える手動ハンドルとを有するバルブコントロールにおいて、
前記手動ハンドルと一体的に回転する可動体と、前記動力伝達手段に連結されたトルク伝動部材と、前記可動体と前記トルク伝動部材の間に摩擦力を生じさせる摩擦力発生部材とを備え、前記手動ハンドルから前記可動体に与えられるトルクが、該可動体と前記トルク伝動部材の間の摩擦力以下の際に、該トルク伝動部材及び前記動力伝達手段と該可動体とは一体となって作動し、該手動ハンドルから該可動体に与えられるトルクが、該可動体と該トルク伝動部材の間の摩擦力を超える際には、該トルク伝動部材及び該動力伝達手段と該可動体との一体性は解かれることを特徴とするバルブコントロール。 - 請求項1記載のバルブコントロールにおいて、前記摩擦力発生部材は、前記可動体及び前記トルク伝動部材を付勢するばね部材であることを特徴とするバルブコントロール。
- 請求項2記載のバルブコントロールにおいて、前記ばね部材が前記可動体及び前記トルク伝動部材を付勢する力の大きさを、締め付け位置によって調整するナットが設けられることを特徴とするバルブコントロール。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のバルブコントロールにおいて、前記手動ハンドルと前記可動体は、連結状態及び非連結状態が切り換え可能であり、前記手動ハンドルと前記可動体が非連結状態で前記モータを作動可能にし、該手動ハンドルと該可動体が連結状態で該モータを停止するインターロック機構が設けられることを特徴とするバルブコントロール。
- 流路を開閉する昇降体を備えた開閉機構Aと、モータと、前記モータの駆動力を前記開閉機構Aに伝える動力伝達手段と、前記モータが作動中、前記動力伝達手段に一定以上の負荷が生じた際に該モータを停止させるトルクリミッタと、前記動力伝達手段を介して前記開閉機構Aに動力を与える手動ハンドルとを有する電動ゲートにおいて、
前記手動ハンドルと一体的に回転する可動体と、前記動力伝達手段に連結されたトルク伝動部材と、前記可動体と前記トルク伝動部材の間に摩擦力を生じさせる摩擦力発生部材とを備え、前記手動ハンドルから前記可動体に与えられるトルクが、該可動体と前記トルク伝動部材の間の摩擦力以下の際に、該トルク伝動部材及び前記動力伝達手段と該可動体とは一体となって作動し、該手動ハンドルから該可動体に与えられるトルクが、該可動体と該トルク伝動部材の間の摩擦力を超える際には、該トルク伝動部材及び該動力伝達手段と該可動体との一体性は解かれることを特徴とする電動ゲート。 - 流路を開閉する回動体を備えた開閉機構Bと、モータと、前記モータの駆動力を前記開閉機構Bに伝える動力伝達手段と、前記モータが作動中、前記動力伝達手段に一定以上の負荷が生じた際に該モータを停止させるトルクリミッタと、前記動力伝達手段を介して前記開閉機構Bに動力を与える手動ハンドルとを有する電動弁において、
前記手動ハンドルと一体的に回転する可動体と、前記動力伝達手段に連結されたトルク伝動部材と、前記可動体と前記トルク伝動部材の間に摩擦力を生じさせる摩擦力発生部材とを備え、前記手動ハンドルから前記可動体に与えられるトルクが、該可動体と前記トルク伝動部材の間の摩擦力以下の際に、該トルク伝動部材及び前記動力伝達手段と該可動体とは一体となって作動し、該手動ハンドルから該可動体に与えられるトルクが、該可動体と該トルク伝動部材の間の摩擦力を超える際には、該トルク伝動部材及び該動力伝達手段と該可動体との一体性は解かれることを特徴とする電動弁。
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