JP4244285B2

JP4244285B2 - 自動制御用モータの動力伝達機構

Info

Publication number: JP4244285B2
Application number: JP2002200927A
Authority: JP
Inventors: 富夫緒方; 正一小西
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP2004044646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動制御用モータの動力伝達機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調設備、化学プラント設備等における自動制御の一つに、ダクトに設置したダンパーの開閉制御があり、いわゆるモジュトロールモータを使用した方式と、二位置制御型モータを使用した方式が主として多用されてきたが、近年、二位置制御型モータを使用した方式が構造的に簡素で、低コストであることから主流になりつつある。
【０００３】
この二位置制御型の自動制御用モータを用いたダンパー開閉機構は、図５に示すように、ダンパー２１が設置されたダクト２０の側面に制御用モータ３０を取り付け、ダンパー２１に例えば２つ設置された上下のダンパー翼２３、２４の一方のシャフト２３ａを制御用モータ３０の回転部３１の取付穴３１ａに固定すると共に、両シャフト２３ａ、２４ａ間に連結棒２５を固定して、回転部３１の回転駆動力（回転範囲は約０°〜９０°の範囲で設定した二位置間）をこれらシャフト２３ａ、２４ａに直接伝える構造となっている。
【０００４】
ところで、この制御用モータは低コストであるものの、ダンパーの回転軸に直接取り付ける目的で開発されているため、モジュトロールモータのような多目的性がなく、応用範囲が限定される問題があった。
【０００５】
従来、二位置制御型の自動制御用モータの応用を目的として、図６に示すような動力伝達機構が考えられている。この動力伝達機構は、制御用モータ３０の回転部３１の取付穴３１ａに軸棒３２を貫通させて取り付け、該軸棒３２に第１アーム３３を固定し、一端を軸支した支持軸３４に第２アーム３５を固定し、第１、第２のアーム３３、３５間にリンク３６をピン結合して四節リンクとすると共に、第２アーム３５に取り付け金具３７を介して位置調整可能に駆動リンク３８を枢着したものである。取り付け金具３７は、第２アーム３５の長穴３５ａを介して該アーム３５の所望位置にボルトナット固定され、この取り付け金具３７に駆動リンク３８がピン結合される。駆動リンク３８の下端には、直線状に往復動可能に支持された移動体、たとえば給水器の流量制御弁が取り付けられる。
【０００６】
制御用モータ３０の回転部３１を設定した二位置間で左向きに一方向に回転すると、軸棒３２により第１アーム３３と、これにリンク３６で連結された第２アーム３５が同方向に揺動され、第２アーム３５に連結された駆動リンク３８が下がる。また、逆にその状態から回転部３１を右向きに逆方向に回転すると、駆動リンク３８が上がる。これにより、駆動リンク３８に結合された流量制御弁の弁体が上下に昇降されて、流路の流量制御あるいは開閉制御が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す動力伝達機構は、第１、第２アーム３３、３５とリンク３６とをピン結合した四節リンク機構という複雑な構造を必要とし、またピン結合部が多いため、ピン結合部の隙間による変位量のずれが多くなって、微妙な制御が困難で、モータの入力変位と制御対象の出力変位のゲインが一定でなくなる可能性もある。
【０００８】
このようなことから、従来は、二位置制御型の自動制御用モータは直結駆動のダンパー開閉制御のみ使用され、空調設備や化学プラント設備等における自動制御設備の広範囲の場所での使用はなく、自動制御設備のコスト低減が十分にできない一因にもなっていた。
【０００９】
また該制御用モータをダンパー開閉制御に用いる場合、ダンパー翼の全閉と全開だけではなく、開度の上下限を制限した使用も多々あるが、この場合、モータの電気信号上の規制を与えることが必要になる。しかし、そのためには電気制御信号出力系に特別な装置を必要とし、調整には自動制御の専門知識を有する者が必要になる。このため自動制御機器の設置現場での対応力の低下と、試運転調整上のコスト増を招く原因にもなっていた。
【００１０】
従って本発明の課題は、二位置制御型などの自動制御用モータの動力を簡単な構造でかつ小さい変位量のずれで移動体に伝達して、移動体を移動制御することを可能とした自動制御用モータの動力伝達機構を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の自動制御用モータの動力伝達機構は、自動制御用モータの回転部に貫通させて取り付けられ、両端が前記モータを設置した支持台に軸支された軸棒と、前記回転部に一端が取り付けられ、他端に前記軸棒に当接する穴部を有する揺動アームと、前記揺動アームに位置調整自在に軸支された取付部材と、一端が前記取付部材に軸支され、他端が直線状に移動可能に支持された移動体に軸支された駆動リンクとからなることを特徴とする。また本発明によれば、前記揺動アームは、軸棒の方向に延びた長穴を有し、前記取付部材を前記長穴を介して前記揺動アームに位置調整自在に固定したことを特徴とする。また本発明によれば、前記移動体は上下動して流路の流量制御または開閉制御を行う。
【００１２】
【作用】
制御用モータの回転部を設定した二位置間で、一方向に回転すると、回転する軸棒と共に揺動アームが軸棒を中心として同方向に揺動し、揺動アームに取付金具を介して軸支した駆動リンクの上端が同方向に揺動して、駆動リンクの下端が例えば降下し、移動体が下方に移動される。そしてその状態から制御用モータの回転部を逆方向に回転すると、揺動アームおよび駆動リンクの逆方向の揺動により、移動体が上方に移動される。これにより、移動体の移動制御をすることができるが、駆動リンクを除けば１つの揺動部を有する構造で動力伝達機構を構成しているので、動力伝達機構の構造が簡単である。またピン結合部分が少ないので、制御用モータの動力を小さい変位量のずれで移動体に伝達して、移動制御することが可能になる。したがって、自動制御用モータの用途を拡大することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１４】
図１には、本発明の自動制御用モータの動力伝達機構を給水器の流量制御弁に適用した実施の形態が示されている。
【００１５】
本実施の形態の動力伝達機構は、自動制御用モータ１の回転部２に取り付けた軸棒３と、回転部２に取り付けた揺動アーム４と、揺動アーム４に取付金具７を介して位置調整自在に一端を取り付けた駆動リンク１２とを備え、駆動リンク１２に給水器の給水配管に介設した流量制御弁１４の弁棒１５が係合されている。流量制御弁１４は、図示しない玉型状の弁体が内蔵され、弁棒１５により弁体を上下移動する構造になっている。
【００１６】
制御用モータ１は、二位置制御型の自動制御用モータで、約０°〜９０°の範囲で設定した二位置間で回転する回転部２を備えている。該モータ１は、水平な支持台１０上に固定設置される。この支持台１０は、両側部にＬ字状に突出した１対の支持部１０ａを備えている。軸棒３は、モータ１の回転部２の中央の取付穴２ａを水平に貫通させると共に、取付穴２ａ内で回転部２に固定されている。モータ１の回転部２を貫通した軸棒３の両端は、支持台１０の１対の支持部１０ａに回転自在に支持されている。
【００１７】
揺動アーム４は、軸棒３と直交した面内で水平方向に延びる平行部４ａの一端部にモータ１の回転部２の側面と平行な２つの取付部４ｂを設けた略長方形の板金（厚み３ｍｍ以下）からなり、図２（ａ）に示すように、２つの取付部４ｂは、板金の一端部を内側、外側に二度折曲し、先端側の折曲部を打ち抜くことによって二股に形成されている。この二股の取付部４ｂに設けられた孔４ｂ１に、図１に示すように、モータ１の回転部２の端面から突出するＵボルトのねじ切りされた端部２ｂを嵌め、端部２ｂに取付部４ｂ上からナット２ｃを締結することにより、揺動アーム４がモータ１の回転部２に取り付けられる。なお、Ｕボルトは他端の曲部が回転部２内に、軸棒３を囲むように取り付けられている。
【００１８】
揺動アーム４の他端部には、軸棒３を受ける穴部５が設けられている。図では、穴部５は切り欠け形状であるが、穴状であってもよく、本明細書では、これらを総称して穴部と呼ぶ。この穴部５は、揺動アーム４の揺動中心となる軸棒３に揺動アーム４の他端部を支持させるためのもので、本例では、穴部５は他端部の側端から横長のＵ字状に形成されている。このＵ字状の穴部５は、軸棒３の外面にガタつきなく当接するように、穴部５の内側寄りの部分は、軸棒３の外面と同一の曲率を有している。該穴部５は、図２（ｂ）に示すように、揺動アーム４の他端部に下側から設けても、あるいは上側から設けてもよく、さらには軸棒３に嵌合する丸穴あるいは楕円穴であってもよい。
【００１９】
揺動アーム４の平行部４ａには、その長手方向に延びる長穴６が開設され、また取付金具７寄りの外面位置に、平行部４ａから外側に向けて起立するように突片４ｃが設けられている。取付金具７は、図３（ｂ）に示すように、その上端と長手方向の途中位置に回転部２の方向に垂直に起立するように上下のガイド片７ａ、７ｂが設けられ、また下のガイド片７ｂの直上の外面側の位置に突片７ｃが設けられている。図３では、取付金具７の本体の平板面から外方に垂直に板金を折り曲げて突片７ｃを形成しているが、別途金属片を溶接して突片７ｃを設けてもよい。この取付金具７の下端に駆動リンク１２の上端がピン１２ａによって軸支されている。
【００２０】
取付金具７の上下のガイド片７ａ、７ｂを揺動アーム４の平行部４ａ（軸棒３に直交した面内で水平に延びた部分の全体）の上端および下端に当て、ガイド片７ａ、７ｂで平行部４ａを挟持するようにして取付金具７を平行部４ａに沿って所望の位置に移動し、その位置で揺動アーム４の突片４ｃの孔４ｃ１と取付金具７の突片７ｃの孔７ｃ１に挿通したボルト８ａと、これに螺合したナット８ｂ、８ｃで突片４ｃを締め付け、ナット８ｄおよび図示しない裏側のナットで突片７ｃを締め付けることにより、取付金具７の位置を固定する。取付金具７はボルト８ａのねじ回転に応じて移動量の微調整が可能である。ついで揺動アーム４の長穴６を通って取付金具７の上部の孔７ｄに挿通したボルト９ａと、これに螺合したナット９ｂと図示しない裏側のナットとで取付金具７を締め付けて縦方向のずれを規制し、取付金具７を揺動アーム４に固定する。これにより、揺動アーム４に駆動リンク１２が該アーム４の長手方向上の位置を調整自在に軸支される。
【００２１】
前記の支持台１０には、取付金具７の下端位置近くにその幅より十分に長い駆動リンク１２の通路としての長方形の穴１１が開口されており、駆動リンク１２の上端は、この穴１１を下から通って取付金具７の下端に軸支される。駆動リンク１２の下端には、給水器の玉形水量制御弁１４の弁棒１５の上端がピン１２ｂにより軸支される。制御弁１３は、支持台１０の下面に設けた一対の支持アーム１３により支持台１０の下に保持されている。
【００２２】
上記の動力伝達機構によれば、制御用モータ１の回転部２を設定した二位置間で、左向きに一方向に回転すると、回転する軸棒３と共に揺動アーム４が軸棒３を中心として同方向に揺動して下がり、揺動アーム４に取付金具７を介して軸支した駆動リンク１２の上端が同方向に揺動して下がって、駆動リンク１２の下端が降下する。取付金具７と弁棒１５との間の距離は、駆動リンク１２によって変わらないので、制御弁１４内に上下方向に摺動自在に支持された弁棒１５は、駆動リンク１２が下がると下方に移動される。これにより、弁棒１５下端の弁体による流路の開度が設定値に狭まり、設定によっては全閉する。逆にその状態から回転部２を右向きに回転すると、駆動リンク１２が上り、弁棒１５が上昇して弁体による流路の開度が設定値に広がり、設定によっては全開する。以上により、流量制御弁１４の流量制御あるいは開閉制御が行われる。
【００２３】
制御用モータ１の設定した二位置間で、制御弁１４の流量を変更するには、揺動アーム４への取付金具７の固定を解いて、取付金具７を揺動アーム７の平行部４ａ上で所望位置に移動し、その位置に固定すればよい。揺動中心の軸棒３からの駆動リンク１２の上端位置（揺動半径）が変わるので、制御弁１４の流量を変更することができる。
【００２４】
本発明の他の実施の形態について示す。本実施の形態では、図４に示すように、自動制御用モータの動力伝達機構をギロチン式ダンパーのダンパー翼開閉制御に適用した。
【００２５】
ダンパー２１は、底壁にダンパー翼１８の下半部を収容する縦溝１９を備える。ダンパー翼１８は、その上端の幅方向中央位置に取り付けたロッド１６によって吊り下げられている。ダンパー２１の上壁には、ガイド筒１７が貫通して設置され、このガイド筒１７内にロッド１６を通すことにより、ロッド１６に吊り下げられたダンパー翼１８をガイド筒１７に沿って上下方向に昇降自在に設置している。ガイド筒１７を通って上方に突出したロッド１６の上端は、駆動リンク１２の下端にピン１２ａにより軸支されている。
【００２６】
動力伝達機構自体は、図１〜図３を参照して説明した前の実施の形態と同様であり、支持台１０上に設置された自動制御用モータ１の回転部２に取り付けた軸棒３と、回転部２に取り付けて両端を支持台１０の支持板１０ａに回転自在に支持させた揺動アーム４と、揺動アーム４に取付金具７を介して位置調整自在に一端を取り付けた駆動リンク１２とを備えてなる。支持台１０は、その下面に設けた１対の脚板１０ｃを介してダンパー２１上に固定設置されている。
【００２７】
本実施の形態によれば、制御用モータ１の回転部２を設定した二位置間で、右向きに一方向に回転すると、回転する軸棒３と共に揺動アーム４が軸棒３を中心として同方向に揺動して上がり、揺動アーム４に取付金具７を介して軸支した駆動リンク１２の上端が同方向に揺動して上がって、駆動リンク１２の下端が上昇するので、ロッド１６、したがってダンパー翼１８が上昇して、ダンパー翼１８によるダンパー２１の開度が設定値に狭まり、設定によっては全閉する。逆にその状態から回転部２を左向きに回転すると、駆動リンク１２が上り、ダンパー翼１８が上昇して、ダンパー２１の開度が設定値に広がり、設定によっては全開する。以上により、ダンパー２１の流量制御あるいは開閉制御が行われる。
【００２８】
以上のように、本発明では、二位置制御型などの自動制御用モータの動力伝達機構を、駆動リンクを除けば１つの揺動部を有する構造で構成したので、動力伝達機構の構造が簡単である。またピン結合部分が少ないので、制御用モータの動力を小さい変位量のずれで移動体に伝達して、移動制御することが可能になる。したがって、自動制御用モータの用途を拡大することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の自動制御用モータの動力伝達機構によれば、自動制御用モータの動力を簡単な構造でかつ小さい変位量のずれで移動体に伝達して、移動体を移動制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、自動制御用モータの動力伝達機構を流量制御弁の流量制御に適用したところを示す斜視図である。
【図２】図１の動力伝達機構の揺動アームを示す斜視図である。
【図３】図２の揺動アームに駆動リンクを取り付けるための取付金具およびその固定法を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】従来の自動制御用モータによるダンパーの開閉制御を示す斜視図である。
【図６】自動制御用モータを流量制御弁の流量制御に使用する際に従来適用が考えられている動力伝達機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
１自動制御用モータ
２回転部
３軸棒
４揺動アーム
４ｂ取付部
５穴部
６長穴
７取付金具
１０支持台
１１開口
１２駆動リンク
１４流量制御弁
１５弁棒
１６ロッド
１８ダンパー翼
２１ダンパー

Claims

自動制御用モータの回転部に貫通させて取り付けられ、両端が前記モータを設置した支持台に軸支された軸棒と、前記回転部に一端が取り付けられ、他端に前記軸棒に当接する穴部を有する揺動アームと、前記揺動アームに位置調整自在に軸支された取付部材と、一端が前記取付部材に軸支され、他端が直線状に移動可能に支持された移動体に軸支された駆動リンクとからなることを特徴とする自動制御用モータの動力伝達機構。
前記揺動アームは、軸棒の方向に延びた長穴を有し、前記取付部材を前記長穴を介して前記揺動アームに位置調整自在に固定したことを特徴とする請求項１記載の自動制御用モータの動力伝達機構。
前記移動体は上下動して流路の流量制御または開閉制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の自動制御用モータの動力伝達機構。