JP3138531U

JP3138531U - 電動アクチュエータ

Info

Publication number: JP3138531U
Application number: JP2007008174U
Authority: JP
Inventors: 富雄平中; 英明北野
Original assignee: Shimadzu Emit Co Ltd
Current assignee: Shimadzu Emit Co Ltd
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2017-10-24

Abstract

【課題】外部電力から供給された電力を蓄電手段に蓄積しておき、蓄積しておいた電力により駆動される電動アクチュエータにおいて、充電に要する時間を短縮するとともに、バッテリの液漏れ等による不具合の発生を防止する。
【解決手段】電動アクチュエータに、電力の供給を受けて弁を全開位置から全閉位置へ、及びその逆方向へ駆動可能なアクチュエータ本体１と、外部電源たる太陽電池２から電力の供給を受けて電力を蓄積するとともに蓄積した電力を前記アクチュエータ本体１に供給可能なコンデンサ３とを具備させるとともに、前記コンデンサ３に蓄積した電力のみによりアクチュエータ本体１を駆動可能な構成を採用する。
【選択図】図１

Description

本考案は、太陽電池等の外部電源から電力の供給を受けて開閉動作を行う電動アクチュエータに関する。

従来、太陽電池等の外部電源から電力の供給を受ける機器において、例えば太陽電池から電力の供給を受ける機器における夜間等、外部電力からの電力の供給が途絶えた際にも機器を作動させるようにすべく、機器を外部電源から供給を受けた電力を蓄積する二次電池を具備させる構成が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１０−２７４６８０号公報

ところで、特許文献１記載の構成においては、太陽電池により発電した電力を二次電池に蓄積しておくようにしているが、一般に二次電池の充電には時間を要することが多い。また、屋外に設置するガスタンクやパイプラインなどに設ける弁を駆動するアクチュエータにこのような構成を採用すると、バッテリの液漏れ等に伴い機器自体が故障する不具合や、バッテリから漏れた液が弁やガスタンクやパイプラインを構成するパイプ等に達する不具合が発生しうる。さらに、このような構成においてはバッテリへの過充電を防止すべく過充電防止回路を別途設ける必要があり、特に小型のアクチュエータにおいては設置スペースが問題となる。

本考案は、以上に述べた課題を解決すべく構成するものである。

すなわち本考案に係る電動アクチュエータは、電力の供給を受けて弁を全開位置から全閉位置へ、及びその逆方向へ駆動可能なアクチュエータ本体と、外部電源から電力の供給を受けて電力を蓄積するとともに蓄積した電力を前記アクチュエータ本体に供給可能なコンデンサとを具備するとともに、前記コンデンサに蓄積した電力のみによりアクチュエータ本体を駆動可能であることを特徴とする。

このようなものであれば、バッテリでなくコンデンサにアクチュエータの駆動電力を蓄積するようにしているので、充電に要する時間を短縮できるとともに、液漏れ等が起こりえず、さらに充電制御器に代えてコンデンサ両極間の電圧を制御する機構のみを設ければよいので、設置スペースの節減を図ることもできる。

特に、前記コンデンサが太陽電池から電力の供給を受けるとともに、前記コンデンサの両極に接続してなり弁を全閉位置から全開位置へ移動させる方向に電流を流す第一状態及び弁を全開位置から全閉位置へ移動させる方向に電流を流す第二状態を選択的にとるスイッチをさらに具備するものであって、前記スイッチが両極間の電圧が所定値を下回った際に第一状態から第二状態に、又はその逆方向に変化するものであれば、昼間には弁を全開位置又は全閉位置として太陽電池からの電力をコンデンサに蓄積しておき、夜間に太陽光が減少した際にスイッチの状態を変化させ、弁を全開位置から全閉位置に、又はその逆に移動させるべく電動アクチュエータを駆動するようにできる。

さらに、弁を開放又は閉止する命令信号を出力するセンサ部をさらに具備するとともに、前記スイッチが、前記命令信号をセンサが出力した際に第一状態から第二状態に、又はその逆方向に変化するものであれば、通常は弁を全開位置に配しつつ、地震等弁を閉止させるべき事態が発生したことを受けてセンサ部が命令信号を発した際に弁を全閉位置に移動させるべくアクチュエータを駆動する態様等にも対応できる。

特に、前記センサ部が、振動を検知して信号を出力する振動センサと、この振動センサから信号の出力があった際に弁を閉止する命令信号を出力する信号出力部と具備するものであれば、地震等による振動を受けて弁を係止する態様に非常に好適に対応できる。

本考案に係る電動アクチュエータは、バッテリでなくコンデンサにアクチュエータ本体の駆動電力を蓄積するようにしているので、充電に要する時間を短縮できるとともに、液漏れ等が起こりえず、さらに充電制御器に代えてコンデンサ両極間の電圧を制御する機構のみを設ければよいので、設置スペースの節減を図ることもできる。

以下、本考案の一実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る電動アクチュエータＡは、図１及び図２に示すように、電力の供給を受けて図示しないガスタンクやパイプライン等に設けた弁Ｖを全開位置から全閉位置へ、及びその逆方向へ駆動可能なアクチュエータ本体１と、外部電源たる太陽電池２から電力の供給を受けて電力を蓄積するとともに蓄積した電力を前記アクチュエータ本体１に供給可能なコンデンサ３と、弁Ｖを全閉位置から全開位置へ移動させる方向にアクチュエータ本体１を駆動させるべくコンデンサ３からの電流を流す第一状態及び弁Ｖを全開位置から全閉位置へ移動させる方向にアクチュエータ本体１を駆動させるべくコンデンサ３からの電流を流す第二状態を選択的にとるリレースイッチ４と、これら太陽電池２、コンデンサ３、及びリレースイッチ４を電気的に接続する給電回路５と、前記太陽電池２の両極間に接続してなるセンサ部たる振動センサ６とを具備する。ここで、前記図１にはリレースイッチ４が前記第一状態をとる際、前記図２にはリレースイッチ４が前記第二状態をとる際の回路図をそれぞれ示している。

アクチュエータ本体１は、前段で述べたように、前記弁Ｖを全開位置と全閉位置との間で移動させるべく前記弁Ｖに接続している。また、このアクチュエータ本体１は、モータＭにより弁Ｖを駆動する周知の構成を有する。また、このアクチュエータ本体１には第一及び第二の電極を設けていて、このモータＭに第一の電極から第二の電極に向かう電流を流した際には弁Ｖを全開位置に向け駆動するようにしているとともに、このモータＭに第二の電極から第一の電極に向かう電流を流した際には弁Ｖを全閉位置に向け駆動するようにしている。さらに本実施形態では、弁Ｖが全開位置又は全閉位置に達した後アクチュエータが作動し続けることを防ぐべくリミッタスイッチ１１ａ、１１ｂを設けている。

給電回路５は、太陽電池２の正極と前記アクチュエータ本体１の一方の電極とを接続する正極部５１と、太陽電池２の負極と前記アクチュエータ本体１の他方の電極とを接続する負極部５２を有する。前記正極部５１には、前記アクチュエータ本体１の第一の電極に接続する第一端子５１１及び前記アクチュエータ本体１の第二の電極に接続する第二端子５１２を設けている。また、この正極部５１には、電気の逆流を防ぐべく、ダイオードを設けている。一方、前記負極部５２には、前記アクチュエータ本体１の第一の電極に接続する第一端子５２１及び前記アクチュエータ本体１の第二の電極に接続する第二端子５２２を設けている。

太陽電池２は、光の照射を受け、光エネルギーを電気エネルギーに変換する周知の構成を有する。

コンデンサ３は、電気二重層コンデンサとして周知のものであり、一方の極を前記正極部に、他方の極を前記負極部に接続している。そして、このコンデンサ３に蓄積した電力を、アクチュエータ本体１に供給可能にしている。

前記リレースイッチ４は、前記太陽電池２の両極間の電圧が所定値を下回った場合に第二状態をとり、及び前記太陽電池２の両極間の電圧が所定値を上回った場合に第一状態をとる。さらに詳述すると、このリレースイッチは、前記太陽電池２の両極間に接続してなる電圧検知部４１と、この電圧検知部が検知した電圧が所定値以上であれば第一状態、その他の状態では第二状態をとるスイッチング部４２とを具備する。このスイッチング部は、前記正極部５１の第一端子５１１及び前記負極部５２の第一端子５２１のいずれかとアクチュエータ本体１の第一の電極とを選択的に接続する第一端子部と、前記正極部５１の第二端子５１２及び前記負極部５２の第二端子５２２のいずれかとアクチュエータ本体１の第一の電極とを選択的に接続する第二端子部とを有する。そして、前記第一状態では正極部５１の第一端子５１１とアクチュエータ本体１の第一の電極とを、また、負極部５２の第二端子５２２とアクチュエータ本体１の第二の電極とをそれぞれ接続し、弁Ｖを全開位置に向け駆動する方向に電流を流すようにしているとともに、前記第二状態では負極部５２の第一端子５２１とアクチュエータ本体１の第一の電極とを、また、正極部５１の第二端子５１２とアクチュエータ本体１の第二の電極とをそれぞれ接続し、弁Ｖを全閉位置に向け駆動する方向に電流を流すようにしている。

そして、前記振動センサ部６は、前記正極部５１とリレースイッチ４の電圧検知部４１との間に接続していて、振動を検知し検知信号を発する振動センサ本体と、この振動センサ本体が検知信号を発した際に命令信号を発して前記正極部５１とリレースイッチ４の電圧検知部４１との間の電気接続を切断し、弁Ｖを全閉位置に移動させるべく前記電圧検知部４１が検知する電圧を前記所定値以下にする機能を有する。

この電動アクチュエータＡの具体的な作用を以下に示す。

昼間は、太陽電池２により発電が行われ、発電された電力がコンデンサ３に蓄積される。このとき、リレースイッチ４は第一状態をとるが、通常はアクチュエータ本体１に接続した弁Ｖが全開位置に位置しているのでリミッタスイッチ１１ｂが作動している。

日没後は、太陽電池２の発電量が低下し、この太陽電池２の両極間の電圧が低下する。前記リレースイッチ４の電圧検知部４１が検知する電圧が所定値以下となると、このリレースイッチ４が第二状態に変化し、コンデンサ３に蓄積された電力がアクチュエータ本体１に供給される。その際、電流は弁Ｖを全閉位置側に駆動する方向に流れる。そして、前記弁Ｖが全閉位置に移動すると、リミッタスイッチ１１ａが作動して弁Ｖのそれ以上の移動が中止される。ここで、アクチュエータ本体１には、コンデンサ３に蓄積した電力のみが供給される。

日の出時刻以後は、太陽電池２の発電量が再び増大し、この太陽電池２の両極間の電圧が上昇する。前記リレースイッチ４の電圧検知部４１が検知する電圧が所定値以上となると、このリレースイッチ４が第一状態に変化し、太陽電池４からの電力及びコンデンサ３に蓄積された電力がアクチュエータ本体１に供給される。その際、電流は弁Ｖを全開位置側に駆動する方向に流れる。そして、前記弁Ｖが全開位置に移動すると、リミッタスイッチ１１ｂが作動して弁Ｖのそれ以上の移動が中止される。

以上に述べたように、本実施形態に係る電動アクチュエータＡの構成によれば、バッテリでなくコンデンサ３にアクチュエータ本体１の駆動電力を蓄積するようにしているので、充電に要する時間を短縮できるとともに、バッテリの液漏れに起因する不具合の発生を防止できる。さらに、充電制御器に代えてコンデンサ３の両極間の電圧を制御する機構のみを設ければよいので、このような電動アクチュエータＡの設置スペースの節減を図ることもできる。

また、前記コンデンサ３が太陽電池２から電力の供給を受けるとともに、前記リレースイッチ４をこの太陽電池２の両極に接続し、電圧が所定値を下回った際に前記リレースイッチが第一状態から第二状態に変化するので、昼間には弁Ｖを全開位置として太陽電池２からの電力をコンデンサ３に蓄積しておき、夜間に太陽光が減少した際にリレースイッチ４の状態を変化させ、弁Ｖを全開位置から全閉位置に移動させるべくコンデンサ３に蓄積した電力によりアクチュエータ本体１を駆動できる。

さらに、振動を検知して信号を出力する振動センサ部６を具備するとともに、この振動センサ部６から命令信号の出力があった際に前記リレースイッチ４を第一状態から第二状態に変化させるようにしているので、通常は弁Ｖを全開位置に配しつつ、地震等により振動センサ部６から命令信号の出力があった際に弁Ｖを全閉位置に移動させるべくアクチュエータ本体１を駆動する態様等にも対応できる。

なお、本考案は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、外部電源としては、太陽電池だけでなく、商用電源や、別途設けた発電機等を採用してもよい。

また、昼間に弁を閉止しておき、夜間に開放する構成の電動アクチュエータに本考案の構成を採用してもよい。

さらに、センサ部には、振動センサだけでなく、落雷や火災等が発生した際に警報信号を受信し、警報信号を受信した際に外部電源からの電力の供給を停止する機能を有するセンサを設けてもよい。一方、センサ部は必ずしも設けなくともよい。

その他、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本考案の一実施形態に係る電動アクチュエータを示す回路図。同実施形態に係る電動アクチュエータを示す回路図。

符号の説明

Ａ…電動アクチュエータ
１…アクチュエータ本体
２…太陽電池（外部電源）
３…コンデンサ
４…スイッチ
６…振動センサ部（センサ部）

Claims

電力の供給を受けて弁を全開位置から全閉位置へ、及びその逆方向へ駆動可能なアクチュエータ本体と、外部電源から電力の供給を受けて電力を蓄積するとともに蓄積した電力を前記アクチュエータ本体に供給可能なコンデンサとを具備するとともに、前記コンデンサに蓄積した電力のみによりアクチュエータ本体を駆動可能であることを特徴とする電動アクチュエータ。
前記コンデンサが太陽電池から電力の供給を受けるとともに、前記コンデンサの両極に接続してなり弁を全閉位置から全開位置へ移動させる方向に電流を流す第一状態及び弁を全開位置から全閉位置へ移動させる方向に電流を流す第二状態を選択的にとるスイッチをさらに具備するものであって、前記スイッチが両極間の電圧が所定値を下回った際に第一状態から第二状態に、又はその逆方向に変化するものであることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータ。
弁を開放又は閉止する命令信号を出力するセンサ部をさらに具備するとともに、前記スイッチが、前記命令信号をセンサが出力した際に第一状態から第二状態に、又はその逆方向に変化することを特徴とする請求項２記載の電動アクチュエータ。
前記センサ部が、振動を検知して信号を出力する振動センサと、この振動センサから信号の出力があった際に弁を閉止する命令信号を出力する信号出力部と具備することを特徴とする請求項３記載の電動アクチュエータ。