JP5499283B2 - Electric actuator - Google Patents

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Description

本発明は、例えば流体配管における弁体を所定の角度範囲で回動することにより、流路断面積を連続的に変化させ、その弁体を流れる流体の流量を制御することのできる電動アクチュエータに関するものである。  The present invention relates to an electric actuator capable of continuously changing a cross-sectional area of a flow path by, for example, rotating a valve body in a fluid pipe within a predetermined angle range and controlling a flow rate of a fluid flowing through the valve body. Is.

従来、このような弁体を回動するための電動アクチュエータとして、弁体に接続され、所定の角度だけ回動するように内蔵したモータからの駆動力をその弁体に伝達する出力軸と、その出力軸の角度情報を得るためのポテンショメータのシャフトとが一対の歯車を介して連結された構成が知られていた(例えば、特許文献1参照)。  Conventionally, as an electric actuator for rotating such a valve body, an output shaft connected to the valve body and transmitting a driving force from a built-in motor so as to rotate by a predetermined angle to the valve body, There has been known a configuration in which a shaft of a potentiometer for obtaining angle information of the output shaft is connected through a pair of gears (see, for example, Patent Document 1).

この先行技術によれば、出力軸は、プレート状のベース部の下方で所定の間隔をおいて離間配置された一対の軸受部によりベース部の上下面に対して直交する方向に回動軸心を有するように取り付けられている。  According to this prior art, the output shaft is pivoted in a direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the base portion by a pair of bearing portions spaced apart from each other at a predetermined interval below the plate-like base portion. It is attached to have.

その出力軸は、一対の軸受部により回動可能に軸支されているが、一対の歯車を介してポテンショメータと連結させることにより、出力軸からポテンショメータに対して所望の減速又は増速の変換に対応して歯車比を適宜選択することができる。  The output shaft is pivotally supported by a pair of bearings, but can be connected to a potentiometer via a pair of gears to convert a desired deceleration or speed increase from the output shaft to the potentiometer. Correspondingly, the gear ratio can be appropriately selected.

これにより、出力軸が90°回転式と多回転式のいずれの場合であっても、一対の歯車を除いて電動アクチュエータを共用することができる。  As a result, the electric actuator can be shared except for the pair of gears, regardless of whether the output shaft is a 90 ° rotation type or a multi-rotation type.

さらに、一対の歯車を介さずに出力軸とポテンショメータを直結することにより、前述した一対の歯車から生じるバックラッシュが少なくなり弁体の回転角度の計測精度を改善した構成も知られていた(例えば、特許文献2参照)。  Furthermore, a configuration is also known in which the output shaft and the potentiometer are directly connected without using a pair of gears, thereby reducing the backlash generated from the pair of gears and improving the measurement accuracy of the rotation angle of the valve body (for example, , See Patent Document 2).

その従来の技術を、図5を参照しながら説明する。  The prior art will be described with reference to FIG.

図5において、電動コントロール弁101は、配管(図示せず)に設置されたボール弁102(バルブ)と、その開閉操作を行う電動操作ユニット103を有する。  In FIG. 5, the electric control valve 101 includes a ball valve 102 (valve) installed in a pipe (not shown) and an electric operation unit 103 that opens and closes the valve.

また、ボール弁102(二方弁)は、一端から他端に向かって流体が流動する本体121とその内部に固設された一対の弁座122と、外周面が弁座122に当接する略球体状の弁体123と、弁体123を約90°の範囲で回動する弁棒124を有している。  The ball valve 102 (two-way valve) includes a main body 121 in which a fluid flows from one end to the other end, a pair of valve seats 122 fixed to the inside, and an outer peripheral surface substantially in contact with the valve seat 122. A spherical valve body 123 and a valve rod 124 that rotates the valve body 123 within a range of about 90 ° are provided.

電動操作ユニット103は、一端側(下端)がそれと同軸に連結された出力軸131を有している。  The electric operation unit 103 has an output shaft 131 whose one end (lower end) is connected coaxially thereto.

また、出力軸131は、その中間部においてベース141に設けられた軸受133とプレート142に設けられた軸受134によりプレート142に回転自在に支持されている。  The output shaft 131 is rotatably supported on the plate 142 by a bearing 133 provided on the base 141 and a bearing 134 provided on the plate 142 at an intermediate portion thereof.

そして、モータ105の回転力が一乃至複数の減速歯車106a〜106eを介して出力軸131に固定された駆動歯車132に伝達されるため、モータ105の出力は増力されて出力軸131が回転駆動される。  Since the rotational force of the motor 105 is transmitted to the drive gear 132 fixed to the output shaft 131 via one or more reduction gears 106a to 106e, the output of the motor 105 is increased and the output shaft 131 is rotationally driven. Is done.

これにより、弁体123の開閉動作を円滑に行うことができる。  Thereby, the opening / closing operation | movement of the valve body 123 can be performed smoothly.

また、制御基板107は、プレート142に立設された複数(例えば、2つ)のステイ144で支持され、出力軸131は制御基板107を突き抜けるような長さを有する。  The control board 107 is supported by a plurality of (for example, two) stays 144 erected on the plate 142, and the output shaft 131 has a length that penetrates the control board 107.

さらに、出力軸131の反負荷側である一端側(上端)には、その回転角度を検出してバルブの全開位置及び全閉位置を含む現在開度に対応する角度データを取得するためのポテンショメータ109が直結されている。  Further, at one end (upper end) which is the non-load side of the output shaft 131, a potentiometer for detecting the rotation angle and obtaining angle data corresponding to the current opening including the fully open position and the fully closed position of the valve. 109 is directly connected.

これにより、前述したような一対の歯車から生じるバックラッシュがなくなるため、回転角度の検出精度を高めることができる。  Thereby, since the backlash which arises from a pair of gears as above-mentioned is lost, the detection accuracy of a rotation angle can be improved.

そして、ポテンショメータ109において、金属製摺接子の設けられた可変側端子は、出力軸131によって抵抗体の上を回動するため、その可変側端子を制御回路108に接続することにより、現在角度データに応じた電気信号を制御回路108に入力することができる。  In the potentiometer 109, the variable side terminal provided with the metal sliding contact is rotated on the resistor by the output shaft 131. Therefore, by connecting the variable side terminal to the control circuit 108, the current angle is obtained. An electrical signal corresponding to the data can be input to the control circuit 108.

さらに、回転角度を検出するためのシャフトを支持するベアリングを内蔵し、そのシャフトの回動と連動して抵抗体と連続的に摺接するブラシを有し、そのブラシの位置に応じた電圧出力により回転角度の検出を行う抵抗体式の回転センサも知られていた(例えば、特許文献3参照)。  In addition, it has a built-in bearing that supports the shaft for detecting the rotation angle, and has a brush that continuously slides on the resistor in conjunction with the rotation of the shaft. A resistor-type rotation sensor that detects a rotation angle has also been known (see, for example, Patent Document 3).

特開平5−141558号公報  Japanese Patent Laid-Open No. 5-141558 特開2009−115220号公報  JP 2009-115220 A 特開平6−185975号公報  JP-A-6-185975

しかしながら、従来技術のように出力軸の反負荷側にポテンショメータのシャフトが直結された構成の電動アクチュエータにおいては、弁体が閉じようとする動きが阻害されるような過負荷が出力軸に加わると、モータから出力軸に伝達された回転力が出力軸を傾かせようとする力として作用するため、出力軸の傾きがポテンショメータのシャフトの傾きにも直接影響し易いという課題を有していた。  However, in an electric actuator having a configuration in which the potentiometer shaft is directly connected to the non-load side of the output shaft as in the prior art, if an overload is applied to the output shaft so that the movement of the valve body to be blocked is hindered. Since the rotational force transmitted from the motor to the output shaft acts as a force for tilting the output shaft, there is a problem that the tilt of the output shaft tends to directly affect the tilt of the shaft of the potentiometer.

例えば、弁体と流体配管との間に異物が挟まった場合や弁体自体の変形等により弁体がスムーズに開閉しない、所謂過負荷の場合においては、弁体に接続された出力軸が回動し難くなった分、モータから一乃至複数の減速歯車を介して出力軸の回動の駆動力として伝達されるべき力の大部分が、減速歯車から出力軸に固定された駆動歯車に対してその出力軸を傾かせようとする力として作用する。  For example, when a foreign object is caught between the valve body and the fluid piping, or when the valve body does not open and close smoothly due to deformation of the valve body itself, so-called overload, the output shaft connected to the valve body rotates. Because of the difficulty of movement, most of the force to be transmitted from the motor via one or more reduction gears as the driving force for rotating the output shaft is applied to the drive gear fixed to the output shaft from the reduction gear. Acts as a force to tilt the output shaft.

一方、出力軸が滑らかに回動するように、あらかじめ出力軸と、それを軸支する一対の軸受部との間又はそれぞれの軸受部とその軸受部を格納する格納部との間の径方向にはそれぞれわずかな隙間が設定されているため、前述した状況になると一対の軸受部の軸受中心を結ぶ仮想直線に対して出力軸が傾く原因となっていた。  On the other hand, in order to smoothly rotate the output shaft, the radial direction between the output shaft and a pair of bearing portions that support it in advance or between each bearing portion and the storage portion that stores the bearing portion. Since a slight gap is set for each of the two, the output shaft is inclined with respect to a virtual straight line connecting the bearing centers of the pair of bearing portions in the above-described situation.

そして、ポテンショメータの本体は制御基板等に実装されしっかりと固定されているため、その本体に対しては出力軸に直結されたポテンショメータのシャフトにも同様の傾きが生じることとなる。  And since the main body of the potentiometer is mounted and firmly fixed on the control board or the like, the same inclination also occurs with respect to the main body of the potentiometer shaft directly connected to the output shaft.

したがって、出力軸が傾くとポテンショメータの本体下部の下面とシャフトを適正な角度(例えば略直角、以下同じ)で維持することが困難であった。  Therefore, when the output shaft is inclined, it is difficult to maintain the lower surface of the lower portion of the main body of the potentiometer and the shaft at an appropriate angle (for example, approximately right angle, the same applies hereinafter).

その結果、そのシャフトの傾きによりポテンショメータの本体の抵抗体とシャフトに連動したブラシとの摺接状態が変化し、正確な回転角度の計測精度が得られないという課題があった。  As a result, the sliding state of the resistor of the potentiometer body and the brush linked to the shaft changes due to the inclination of the shaft, and there is a problem that accurate rotation angle measurement accuracy cannot be obtained.

また、ポテンショメータが、抵抗式ではなく、磁気センサがシャフトに取り付けられた様式であっても、その本体とシャフトが適正な角度を保つことを前提として設計されているため、同様の課題があった。  In addition, even if the potentiometer is not a resistance type and the magnetic sensor is attached to the shaft, the potentiometer is designed on the assumption that the main body and the shaft maintain an appropriate angle. .

また、いずれの様式であっても、本体に対してそのシャフトはベアリングを介して摺動可能に取り付けられているため、出力軸が傾くとそれに直結されたシャフトもベアリングに対して偏心して片当たりするため、そのベアリングやシャフトに摩耗が生じ短寿命化する懸念も生じていた。  In any of the modes, the shaft is slidably attached to the main body via a bearing. Therefore, when the output shaft is tilted, the shaft directly connected to the shaft is also eccentric with respect to the bearing. For this reason, there has been a concern that the bearings and the shaft may be worn and the service life may be shortened.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、出力軸の傾きに応じて回転角検出装置を変位させることのできる保持具を備えた電動アクチエータを提供することを目的とする。The present invention is intended to solve the conventional problems, and an object thereof is to provide an electric activator Interview mediator having a holder which is capable of displacing the rotation angle detecting device according to the inclination of the output shaft.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電動アクチュエータは、ベース部と、そのベース部に対して直交する方向に回動または回転の軸心を有する出力軸と、ベース部の下方で出力軸を回動または回転可能に軸支するように所定の間隔をおいて離間配置された一対の軸受部と、出力軸の反負荷側に接続され、出力軸の回転変位を検出する回転角検出装置と、その回転角検出装置を支持する保持具とを備えた電動アクチュエータであって、保持具は、一対の軸受部の軸受中心を結ぶ仮想直線に対して出力軸が所定の角度以上に傾いた場合、その傾きに応じて変位する受動部と、その受動部と連動することにより、回転角検出装置の本体を変位させる装着部と、を有することを特徴としている。In order to solve the above-described conventional problems, an electric actuator according to the present invention includes a base portion, an output shaft having an axis of rotation or rotation in a direction orthogonal to the base portion, and an output below the base portion. Rotation angle detection that detects the rotational displacement of the output shaft connected to a pair of bearings spaced apart at a predetermined interval so as to pivotally or rotatably support the shaft and the output shaft on the non-load side a device, an electric activator Interview error over data that includes a holder for supporting the rotation angle detecting device, retainer, the output shaft is predetermined for the virtual straight line connecting the bearing centers of the pair of bearing portions It is characterized by having a passive part that displaces according to the inclination when tilted more than an angle, and a mounting part that displaces the main body of the rotation angle detecting device by interlocking with the passive part.

この構成によれば、弁体の閉じようとする動きを阻害するような過負荷が出力軸に加わり、モータから出力軸に伝達された回転力が出力軸を傾かせようとする力として作用しても、出力軸の傾きが回転角検出装置のシャフトの傾きに直接影響し難いという効果が得られる。  According to this configuration, an overload that impedes the movement of the valve body to close is applied to the output shaft, and the rotational force transmitted from the motor to the output shaft acts as a force to tilt the output shaft. However, the effect that the inclination of the output shaft does not directly affect the inclination of the shaft of the rotation angle detection device can be obtained.

つまり、モータから一乃至複数の減速歯車を介して出力軸の回動の駆動力として伝達されるべき力の大部分が、減速歯車から出力軸に固定された駆動歯車に対して出力軸を傾かせようとする力として作用し、出力軸が傾いてもその傾きの大きさに応じて回転角検出装置も変位するため、回転角検出装置の本体に対するシャフトの傾きが軽減される。  That is, most of the force that should be transmitted from the motor via one or more reduction gears as the driving force for rotation of the output shaft tilts the output shaft relative to the drive gear fixed to the output shaft from the reduction gear. Even if the output shaft is tilted, the rotation angle detecting device is displaced according to the magnitude of the tilt, so that the tilt of the shaft with respect to the main body of the rotation angle detecting device is reduced.

すなわち、回転角検出装置は、保持具により本体とシャフトの適正な角度を保ちながら保持される。  That is, the rotation angle detection device is held by the holder while maintaining an appropriate angle between the main body and the shaft.

その結果、回転角検出装置の本体の抵抗体とシャフトに連動したブラシとの摺接状態が変化することが少なくなるため、より正確な回転角度の計測精度が得られる。  As a result, the sliding contact state between the resistor of the main body of the rotation angle detection device and the brush interlocked with the shaft is less changed, so that more accurate measurement accuracy of the rotation angle can be obtained.

そして、シャフトが片当たりすることによるシャフトやベアリングの摩耗が少なくなり、短寿命化の懸念も少なくなる。  In addition, the wear of the shaft and the bearing due to the contact of the shaft with each other is reduced, and there is less concern about shortening the service life.

また、本発明の電動アクチュエータは、前記構成に加え、保持具の装着部は、受動部の変位に応じて、回転角検出装置の本体と、出力軸の反負荷側に接続された回転角検出装置のシャフトとの角度を、出力軸が所定の角度以上に傾く前の状態に保つように回転角検出装置の本体を変位させることが好ましい。  In addition to the above-described configuration, the electric actuator according to the present invention is configured such that the mounting portion of the holder has a rotation angle detection connected to the main body of the rotation angle detection device and the non-load side of the output shaft according to the displacement of the passive portion. It is preferable to displace the main body of the rotation angle detection device so that the angle with the shaft of the device is maintained in a state before the output shaft is tilted beyond a predetermined angle.

これにより、回転角検出装置は、保持具により本体とシャフトの適正な角度を保ちながら保持される。  Thereby, a rotation angle detection apparatus is hold | maintained, maintaining the appropriate angle of a main body and a shaft with a holder.

その結果、回転角検出装置の本体の抵抗体とシャフトに連動したブラシとの摺接状態が変化することが少なくなるため、より正確な回転角度の計測精度が得られる。  As a result, the sliding contact state between the resistor of the main body of the rotation angle detection device and the brush interlocked with the shaft is less changed, so that more accurate measurement accuracy of the rotation angle can be obtained.

そして、シャフトが片当たりすることによるシャフトやベアリングの摩耗が少なくなり、短寿命化の懸念も少なくなる。  In addition, the wear of the shaft and the bearing due to the contact of the shaft with each other is reduced, and there is less concern about shortening the service life.

また、本発明の電動アクチュエータは、前記構成に加え、保持具は、ベース部に締結される締結部と、装着部と締結部の間を連結する弾性部材とを有し、その弾性部材の中間部分に受動部を備えたことが好ましい。  In addition to the above configuration, the electric actuator of the present invention includes a fastening portion fastened to the base portion, and an elastic member that connects between the mounting portion and the fastening portion, and an intermediate portion of the elastic member. It is preferable that the part is provided with a passive part.

この構成によれば、装着部と締結部とが弾性部材によって連結されているので、出力軸の傾きに応じて容易に装着部を変位させることができるのに加え、出力軸の過負荷が解消されれば傾きのない通常の状態に復元させることも容易となる。  According to this configuration, since the mounting portion and the fastening portion are connected by the elastic member, the mounting portion can be easily displaced according to the inclination of the output shaft, and overload of the output shaft is eliminated. If it is done, it will be easy to restore the normal state without inclination.

つまり、電動アクチュエータの作動時において、出力軸のわずかな傾きに応じて受動部を介し保持具が復元可能にたわむことにより、回転角検出装置は、本体とシャフトの適正な角度を保ちながら保持される。  In other words, during operation of the electric actuator, the rotation angle detector is held while maintaining the proper angle between the main body and the shaft by flexing the retainer so that it can be restored via the passive part according to the slight inclination of the output shaft. The

また、本発明の電動アクチュエータは、前記構成に加え、保持具は、少なくとも3箇所において折り曲げ部を有する平板状の金属部材から構成され、一方端の折り曲げ部が締結部を構成し、他方端の折り曲げ部が装着部を構成し、中間部分を開口した折り曲げ部が受動部を構成することが好ましい。  In the electric actuator of the present invention, in addition to the above-described configuration, the holder is formed of a flat metal member having a bent portion at at least three locations, the bent portion at one end forms a fastening portion, and the other end It is preferable that the bent portion constitutes the mounting portion, and the bent portion having the middle portion opened constitutes the passive portion.

この構成によれば、平板状の金属部材を所定の折り曲げ加工することで容易に簡素な保持具を製作できる。  According to this configuration, a simple holder can be easily manufactured by performing a predetermined bending process on a flat metal member.

また、受動部を構成するため、金属部材の中間部分を開口した折り曲げ部を設けたことにより、主平板が傾くようにたわむ方向の弾性だけでなく、主平板が捻れるような方向の弾性も得やすくなるため、出力軸の傾きに応じて受動部がより変位し易くなるという効果が得られる。  In addition, in order to constitute the passive portion, by providing a bent portion that opens the middle part of the metal member, not only the elasticity in the direction in which the main plate bends but also the elasticity in the direction in which the main plate twists. Since it becomes easy to obtain, the effect that it becomes easy to displace a passive part according to the inclination of an output shaft is acquired.

本発明の電動アクチュエータによれば、回転角検出装置の本体とシャフトの適正な角度を保ちながら保持できる保持具を備えた電動アクチエータを提供できる。According to the electric actuator of the present invention can provide an electric activator Interview mediator having a holder that can hold while maintaining the body and proper angular shaft of the rotation angle detecting device.

本発明の実施の形態における電動アクチュエータの部分断面図The fragmentary sectional view of the electric actuator in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における保持具の全体斜視図The whole perspective view of the holder in an embodiment of the invention 本発明の実施の形態における保持具の実装状態を示す部分断面図The fragmentary sectional view which shows the mounting state of the holder in embodiment of this invention (a)駆動歯車と減速歯車に対して保持具の受動部の変位する方向を示す概略平面図、(b)駆動歯車と減速歯車の噛み合い状態を示す部分拡大概略図(A) Schematic plan view showing the direction in which the passive portion of the holder is displaced with respect to the drive gear and the reduction gear, (b) Partial enlarged schematic view showing the meshing state of the drive gear and the reduction gear 従来の電動コントロール弁の断面図Cross section of conventional electric control valve

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。  Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

ここで、図1は、本発明の実施の形態における電動アクチュエータの部分断面図で、図2は、本発明の実施の形態における保持具の全体斜視図で、図3は、本発明の実施の形態における保持具の実装状態を示す部分断面図で、図4(a)は、駆動歯車と減速歯車に対して保持具の受動部の変位する方向を示す概略平面図で、図4(b)は、駆動歯車と減速歯車の噛み合い状態を示す部分拡大概略図である。  Here, FIG. 1 is a partial sectional view of the electric actuator according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall perspective view of the holder according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4A is a partial cross-sectional view showing a mounting state of the holder in the embodiment, and FIG. 4A is a schematic plan view showing a direction in which the passive portion of the holder is displaced with respect to the drive gear and the reduction gear, and FIG. These are the partial expansion schematics which show the meshing state of a drive gear and a reduction gear.

まず、図1で示したように、電動アクチュエータ10において、水平方向に広がるプレート状のベース部11は、水平方向に配置されている。  First, as shown in FIG. 1, in the electric actuator 10, the plate-like base portion 11 extending in the horizontal direction is arranged in the horizontal direction.

そして、ベース部11の外周部の段差部分と上カバー部13との間には、可撓性を有するガスケット12が挟み込まれているため、外部との密閉性が良好に保たれている。  And since the gasket 12 which has flexibility is inserted | pinched between the level | step-difference part of the outer peripheral part of the base part 11, and the upper cover part 13, the airtightness with the exterior is maintained favorable.

また、ベース部11は、例えばADC(アルミダイキャスト)又はS45C(炭素の添加量が0.45%の炭素鋼)等の比較的剛性の高い素材で形成されており、その上部に配置されたモータ14や下部に配置された減速歯車32(図4(a)参照)等が相互に連動するように所定の強度を有している。  The base portion 11 is formed of a relatively rigid material such as ADC (aluminum die-cast) or S45C (carbon steel with a carbon addition amount of 0.45%), and is disposed on the upper portion thereof. The motor 14 and the reduction gear 32 (see FIG. 4A) disposed at the lower portion have a predetermined strength so as to be interlocked with each other.

そして、ベース部11の中央からやや左側には丸い開口11a(図3参照)が形成され、ベース部11の上下面に対して直交する方向(垂直方向)に回動軸心を有する出力軸15が回動可能に挿通されている。  Then, a round opening 11a (see FIG. 3) is formed slightly on the left side from the center of the base portion 11, and the output shaft 15 has a rotation axis in a direction (vertical direction) perpendicular to the upper and lower surfaces of the base portion 11. Is rotatably inserted.

ここで、ケーブルコネクタ16に接続されたケーブル17の入力端子(図示せず)に対して、外部の交流電源から所定の電力が供給されると、その電力が2点鎖線で示した電源基板18を介して所定の電圧に変換された後にコントロールパネル19に供給される。  Here, when predetermined power is supplied from an external AC power source to an input terminal (not shown) of the cable 17 connected to the cable connector 16, the power is shown by a two-dot chain line. And then supplied to the control panel 19 after being converted to a predetermined voltage.

そうすると、モータ14は、外部からケーブル17とは異なる別ケーブル(図示せず)から入力される制御信号に応じて正転又は逆転の所定の回転駆動力を発生する。  If it does so, the motor 14 will generate | occur | produce the predetermined rotational drive force of forward rotation or reverse rotation according to the control signal input from another cable (not shown) different from the cable 17 from the outside.

次に、モータ14の回転駆動力は、モータ14の回転軸(図示せず)に直結されたモータ歯車31(図4(a)参照)に伝達される。  Next, the rotational driving force of the motor 14 is transmitted to a motor gear 31 (see FIG. 4A) that is directly connected to a rotating shaft (not shown) of the motor 14.

次に、モータ歯車31の回転駆動力は、ベース部11の下方に配置された前述の減速歯車32(図4(a)参照)を介し、最終的に出力軸15に直結された駆動歯車30(図4(a)参照)に伝達される。  Next, the rotational driving force of the motor gear 31 is finally driven directly to the output shaft 15 via the reduction gear 32 (see FIG. 4A) disposed below the base portion 11. (See FIG. 4A).

その際、モータ14の回転駆動力は、モータ歯車31、減速歯車32及び駆動歯車30の組み合わせやそれらの歯車比に応じて所定のトルクまで増大され、最終的に出力軸15まで伝達される。  At that time, the rotational driving force of the motor 14 is increased to a predetermined torque in accordance with the combination of the motor gear 31, the reduction gear 32 and the driving gear 30 and the gear ratio thereof, and finally transmitted to the output shaft 15.

これにより、出力軸15の負荷側(図1では下方側)に接続される弁体(図示せず)等を回動する駆動力に変換される。  Thereby, it converts into the driving force which rotates the valve body (not shown) etc. which are connected to the load side (lower side in FIG. 1) of the output shaft 15.

一方、出力軸15の反負荷側(図1では上方側)には、回転角検出装置20のシャフト20a(図3参照)がカップリング部材28(図3参照)を介して接続(直結と称する)されているため、その出力軸15の回転角度の変位を精度良く検出できるようになっている。  On the other hand, the shaft 20a (see FIG. 3) of the rotation angle detection device 20 is connected to the non-load side (upper side in FIG. 1) of the output shaft 15 via a coupling member 28 (see FIG. 3) (referred to as direct connection). Therefore, the displacement of the rotation angle of the output shaft 15 can be accurately detected.

そして、回転角検出装置20は、シャフト20aの回転角度の変位に応じた電圧又は電流信号をコントロールパネル19に出力する。  Then, the rotation angle detection device 20 outputs a voltage or current signal corresponding to the displacement of the rotation angle of the shaft 20 a to the control panel 19.

次に、コントロールパネル19は、回転角検出装置20から出力された電圧又は電流信号と外部から別ケーブルを介して入力された制御信号に応じて、所定の処理がなされ、最終的に出力軸15の所望の回動制御を行っている。  Next, the control panel 19 performs predetermined processing according to the voltage or current signal output from the rotation angle detection device 20 and the control signal input from the outside via another cable, and finally the output shaft 15 The desired rotation control is performed.

また、コントロールパネル19の周囲は、絶縁カバー21で取り囲まれているので、起動中の振動などの影響による電気的かつ機械的な接触を未然に防止できるようになっている。  Further, since the periphery of the control panel 19 is surrounded by the insulating cover 21, it is possible to prevent electrical and mechanical contact due to the influence of vibration during startup.

ここで、破線で示した上下に並ぶ一対の軸受部22は、いずれもベース部11の下方に位置し、出力軸15の軸心がベース部11の上下面に対して直交する位置を確保できるように、例えば30mm〜100mmの所定の間隔をおいて離間配置されている。  Here, the pair of bearing portions 22 arranged in the vertical direction indicated by broken lines are both positioned below the base portion 11, and a position where the axis of the output shaft 15 is orthogonal to the upper and lower surfaces of the base portion 11 can be secured. Thus, for example, they are spaced apart at a predetermined interval of 30 mm to 100 mm.

これにより、出力軸15は、一対の軸受部22により、それらの軸受中心を結ぶ仮想直線L1(一点鎖線の直線)を回動軸心として、回動可能に軸支される。  Thus, the output shaft 15 is pivotally supported by the pair of bearing portions 22 so as to be rotatable about a virtual straight line L1 (a single-dot chain line) connecting the bearing centers.

一方、保持具25は、回転角検出装置20のシャフト20a(図3参照)が出力軸15の回動軸心上(仮想直線L1上)に位置するように回転角検出装置20の本体を支持している。  On the other hand, the holder 25 supports the main body of the rotation angle detection device 20 so that the shaft 20a (see FIG. 3) of the rotation angle detection device 20 is positioned on the rotation axis of the output shaft 15 (on the virtual straight line L1). doing.

また、保持具25の下部に位置する締結部25a(図2参照)は、横に並ぶ2つの固定ネジ26により2箇所がベース部11の上面に締結されている。  Further, two fastening portions 25 a (see FIG. 2) located at the lower portion of the holder 25 are fastened to the upper surface of the base portion 11 by two fixing screws 26 arranged side by side.

これにより、保持具25は、その長手方向(上下方向)が出力軸15の回動軸心(仮想直線L1)と平行になるようにベース部11の上部に固定される。  Thereby, the holder 25 is fixed to the upper part of the base part 11 so that the longitudinal direction (vertical direction) is parallel to the rotation axis of the output shaft 15 (virtual straight line L1).

以上の構成により、出力軸15の反負荷側と回転角検出装置20のシャフト20aを同軸心上で接続させることが可能となっている。  With the above configuration, it is possible to connect the non-load side of the output shaft 15 and the shaft 20a of the rotation angle detection device 20 on the same axis.

加えて、保持具25は、回転角検出装置20を、その本体とシャフト20aの適正な角度(例えば、略直角)を保ちながら保持している。  In addition, the holder 25 holds the rotation angle detection device 20 while maintaining an appropriate angle (for example, substantially right angle) between the main body and the shaft 20a.

その結果、回転角検出装置20の本体内の抵抗体とシャフト20aに連動したブラシとの摺接状態の変化が少なくなるため、シャフト20aの回転角度の変位を回転角検出装置20により精度良く検出できるようになっている。  As a result, since the change in the sliding contact state between the resistor in the main body of the rotation angle detection device 20 and the brush linked to the shaft 20a is reduced, the rotation angle detection device 20 accurately detects the displacement of the rotation angle of the shaft 20a. It can be done.

また、オペレータは、開度表示部23を観察することにより、出力軸15の開度の状態を容易に感知できる。  Further, the operator can easily sense the state of the opening degree of the output shaft 15 by observing the opening degree display unit 23.

これにより、オペレータは、外部から電力や制御信号が与えられない状態であっても、ベース部11の下方へ突出するように取り付けられた手動操作軸24を手動で回しながら出力軸15の開度を調整できる。  Thereby, even if the operator is in a state where no electric power or a control signal is given from the outside, the opening degree of the output shaft 15 while manually turning the manual operation shaft 24 attached so as to protrude downward from the base portion 11. Can be adjusted.

したがって、出力軸15の負荷側に接続された弁体のメンテナンスやトラブル処置にも容易に対応できる。  Therefore, it is possible to easily cope with maintenance and troubleshooting of the valve body connected to the load side of the output shaft 15.

次に、図2を参照して保持具25の基本構成について説明する。  Next, the basic configuration of the holder 25 will be described with reference to FIG.

まず、保持具25は、その長手方向(上下方向)の直交断面形状が、板厚が1.0〜2.6mmで、幅が20.0〜60.0mmの矩形となるよう、平板状の金属部材から構成されている。  First, the holder 25 has a flat plate shape so that the cross-sectional shape in the longitudinal direction (vertical direction) is a rectangle having a plate thickness of 1.0 to 2.6 mm and a width of 20.0 to 60.0 mm. It is comprised from the metal member.

そして、保持具25は、少なくとも3箇所において折り曲げ部を有し、下方端の折り曲げ部が締結部25aを構成し、上方端の折り曲げ部が回転角検出装置20の本体を装着する装着部25bを構成し、中間部分を開口した折り曲げ部が受動部25cを構成している。  And the holder 25 has a bending part in at least three places, the bending part of a lower end comprises the fastening part 25a, and the bending part of an upper end has the mounting part 25b which mounts the main body of the rotation angle detection apparatus 20. The bent part which comprises and opened the intermediate part comprises the passive part 25c.

ここで、受動部25cは、装着部25bと締結部25aとの中間部分に備えられているが、弾性部材である主平板25dに一体的に形成されている。  Here, although the passive part 25c is provided in the intermediate part of the mounting part 25b and the fastening part 25a, it is integrally formed in the main flat plate 25d which is an elastic member.

また、これら3つの折り曲げ部は、長手方向(上下方向)に伸張する主平板25dに対していずれも略直角に折り曲げられ、その付け根部分は塑性変形されているので、いずれにおいてもその折り曲げ角度が保たれている。  Further, these three bent portions are all bent at a substantially right angle with respect to the main flat plate 25d extending in the longitudinal direction (vertical direction), and the base portion thereof is plastically deformed. It is kept.

なお、装着部25bと受動部25cは、同一の方向に折り曲げられているが、締結部25aは、その方向に対して真反対の方向に折り曲げられている。  The mounting portion 25b and the passive portion 25c are bent in the same direction, but the fastening portion 25a is bent in a direction opposite to the direction.

特に、受動部25cは、装着部25bと締結部25aを連結する主平板26dの一部分が上向きのコの字状に切断され、その部分が主平板25dから切り離され直角に折り曲げられるため、その折り曲げ加工と同時に矩形の開口部25eが形成される。  In particular, the passive portion 25c has a portion of the main flat plate 26d that connects the mounting portion 25b and the fastening portion 25a cut into an upward U-shape, and that portion is cut off from the main flat plate 25d and bent at a right angle. A rectangular opening 25e is formed simultaneously with the processing.

この開口部25eを形成することにより、主平板25dの幅方向の両側に、その直交断面形状における幅方向の長さと板厚方向の長さの比が1:1〜3:1の範囲となる矩形の連結部25fが設けられることになる。  By forming the opening 25e, the ratio of the length in the width direction and the length in the plate thickness direction in the orthogonal cross-sectional shape is in the range of 1: 1 to 3: 1 on both sides in the width direction of the main flat plate 25d. A rectangular connecting portion 25f is provided.

そして、締結部25aには、前述した固定ネジ26(図1及び図3参照)が挿通される締め孔25gが2箇所に形成されている。  The fastening portion 25a is formed with two fastening holes 25g through which the aforementioned fixing screws 26 (see FIGS. 1 and 3) are inserted.

さらに、装着部25bには、回転角検出装置20の本体を嵌挿するための円形開口部25hが設けられ、受動部25cには、例えば割りブッシュ等の摺接部材27(図3参照)を圧入するための円形開口部25iが設けられている。  Furthermore, the mounting portion 25b is provided with a circular opening 25h for fitting the main body of the rotation angle detection device 20, and the passive portion 25c is provided with a sliding contact member 27 (see FIG. 3) such as a split bush. A circular opening 25i for press-fitting is provided.

なお、保持具25の金属素材としては、例えばSECC(亜鉛めっき)鋼板やばね用ステンレス鋼が好ましく、このような金属素材を選択することにより、主平板25dと連結部25fにおいて所定の弾性が得られるとともに、孔空けや折り曲げ等のプレス加工も容易となっている。  The metal material of the holder 25 is preferably a SECC (galvanized) steel plate or stainless steel for springs, and by selecting such a metal material, a predetermined elasticity is obtained in the main flat plate 25d and the connecting portion 25f. In addition, press working such as drilling and bending is easy.

また、保持具25に対して出力軸15を傾かせるような比較的大きな力が作用しても弾性部材としての機能を有効に発揮できる。  Further, even if a relatively large force that tilts the output shaft 15 acts on the holder 25, the function as an elastic member can be effectively exhibited.

換言すれば、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、出力軸15の傾きに応じて受動部25cが変位し、受動部25cと連動する装着部25bを変位させることができる。  In other words, when the output shaft 15 is inclined more than a predetermined angle, the passive portion 25c is displaced according to the inclination of the output shaft 15, and the mounting portion 25b interlocked with the passive portion 25c can be displaced.

加えて、出力軸15を傾かせる力が解除される(過負荷が解消される)と、倒れのない自然の状態に復元させることも容易となる。  In addition, when the force for tilting the output shaft 15 is released (overload is eliminated), it is easy to restore the natural state without falling down.

すなわち、装着部25bは、受動部25cと連動することにより、主平板25dの弾性変形により締結部25aを支点として振り子の動作のように受動部25cと同じ方向に変位し、出力軸15を傾かせる力が解除される(過負荷が解消される)と主平板25dの復元力により変位前の元の位置に自然に戻る。  In other words, the mounting portion 25b is displaced in the same direction as the passive portion 25c as the pendulum operates with the fastening portion 25a as a fulcrum by the elastic deformation of the main plate 25d by interlocking with the passive portion 25c, and the output shaft 15 is tilted. When the applied force is released (overload is eliminated), the restoring force of the main flat plate 25d naturally returns to the original position before the displacement.

また、前述したように受動部25cは、装着部25bと締結部25aとの間を連結する弾性部材である主平板25dの中間部分を開口した折り曲げ部により構成されている。  Further, as described above, the passive portion 25c is constituted by a bent portion that opens an intermediate portion of the main flat plate 25d that is an elastic member that connects the mounting portion 25b and the fastening portion 25a.

したがって、主平板25dは、その幅方向の両側に、弾性部材の連結部25fも有することになり、主平板25dが倒れるように傾く方向だけでなく、主平板25dが長手方向(上下方向)を仮想中心軸として捻れるような方向の弾性も得やすくなる。  Accordingly, the main flat plate 25d also has connecting portions 25f of elastic members on both sides in the width direction, so that the main flat plate 25d has a longitudinal direction (vertical direction) as well as a direction in which the main flat plate 25d tilts. It is also easy to obtain elasticity in a direction that twists as a virtual central axis.

これにより、保持具25が平板状の金属部材であっても、弾性を有する方向の範囲が拡がり、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、その傾きに応じて受動部25cが変位し易くなるという効果が得られる。  Thereby, even if the holder 25 is a flat metal member, when the range of the elastic direction is expanded and the output shaft 15 is inclined at a predetermined angle or more, the passive portion 25c is displaced according to the inclination. The effect that it becomes easy is acquired.

以上述べたように、出力軸15に過負荷が与えられると、モータ14から減速歯車32を介して出力軸15を回動する駆動力として伝達されるべき力の大部分が、減速歯車32から出力軸15に固定された駆動歯車30に対して出力軸15を傾かせようとする力として作用する。  As described above, when an overload is applied to the output shaft 15, most of the force to be transmitted from the motor 14 as the driving force for rotating the output shaft 15 via the reduction gear 32 is from the reduction gear 32. This acts as a force for tilting the output shaft 15 with respect to the drive gear 30 fixed to the output shaft 15.

そして、出力軸15が所定の角度以上に傾いたとしても、受動部25cと連動して装着部25bが変位するため、その傾きに応じてその回転角検出装置20の本体を変位させることができる。  Even when the output shaft 15 is tilted by a predetermined angle or more, the mounting portion 25b is displaced in conjunction with the passive portion 25c, so that the main body of the rotation angle detecting device 20 can be displaced according to the tilt. .

これにより、回転角検出装置20の本体に対するシャフト20a(図3参照)の傾きが軽減される。  Thereby, the inclination of the shaft 20a (refer FIG. 3) with respect to the main body of the rotation angle detection apparatus 20 is reduced.

つまり、電動アクチュエータ10の作動時において、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、その傾きに応じて受動部25cを介し保持具25の主平板25dが復元可能にたわむことにより、回転角検出装置20は、保持具25により、本体とシャフト20aが適正な角度を保ちながら保持される。  In other words, when the electric actuator 10 is actuated, when the output shaft 15 is inclined at a predetermined angle or more, the main plate 25d of the holder 25 bends reversibly via the passive portion 25c according to the inclination, thereby rotating the rotation angle. The detection device 20 is held by the holder 25 while maintaining a proper angle between the main body and the shaft 20a.

なお、本実施の形態における回転角検出装置20の本体とシャフト20aの適正な角度とは、出力軸15が所定の角度以上に傾く前の状態における角度であって、本体下面とシャフト20aの回動軸心との角度が略直角となる角度である。  Note that the appropriate angle between the main body of the rotation angle detection device 20 and the shaft 20a in the present embodiment is an angle before the output shaft 15 is inclined more than a predetermined angle, and the rotation between the lower surface of the main body and the shaft 20a. This is an angle at which the angle with the axis of movement is substantially a right angle.

次に、図3を参照し、保持具25の実装状態とその作用について詳細に説明する。  Next, with reference to FIG. 3, the mounting state of the holder 25 and its operation will be described in detail.

ここで、保持具25の断面をハッチングで示したが、保持具25は、下方に位置する締結部25aの下面がベース部11の上面と接触した状態で、2つの締め孔25g(図2参照)に挿通された固定ネジ26により強固にベース部11に締結されている。  Here, although the cross section of the holder 25 is shown by hatching, the holder 25 has two fastening holes 25g (see FIG. 2) in a state where the lower surface of the fastening portion 25a positioned below is in contact with the upper surface of the base portion 11. ) Is firmly fastened to the base portion 11 by a fixing screw 26 inserted therethrough.

その結果、保持具25は、その長手方向(上下方向)が出力軸15の回動軸心と平行になるようにベース部11の上部に立設される。  As a result, the holder 25 is erected on the upper portion of the base portion 11 so that its longitudinal direction (vertical direction) is parallel to the rotational axis of the output shaft 15.

一方、上方に位置する装着部25bの円形開口部25h(図2参照)には、回転角検出装置20の本体下部20bが嵌挿された状態で、雄ねじ部20cにナット20dが螺合されて締め付けられている。  On the other hand, a nut 20d is screwed into the male screw portion 20c in a state where the main body lower portion 20b of the rotation angle detecting device 20 is fitted and inserted into the circular opening portion 25h (see FIG. 2) of the mounting portion 25b positioned above. It is tightened.

その際、回転角検出装置20の本体とナット20dとの間に、装着部25bとその真下に嵌挿されるゆるみ止め用のワッシャ類が併せて挟着されるため、回転角検出装置20が装着部25bに対して強固に締結される。  At that time, since the mounting portion 25b and the locking washers fitted under the mounting portion 25b are sandwiched between the main body of the rotation angle detection device 20 and the nut 20d, the rotation angle detection device 20 is mounted. Fastened to the portion 25b.

また、受動部25cには、前述したように円形開口部25i(図2参照)が予め形成され、その円形開口部25iに、例えば下方端に鍔の付いた割りブッシュ等の摺接部材27が圧入により嵌合されている。  Further, as described above, the circular opening 25i (see FIG. 2) is formed in the passive portion 25c in advance, and a sliding contact member 27 such as a split bush with a hook at the lower end is formed in the circular opening 25i. It is fitted by press fitting.

また、回転角検出装置20の本体下部20bから突出したシャフト20aの下方端面と、出力軸15の反負荷側の上方端面とを当接させ、シャフト20aと出力軸15のそれぞれをセットビス(図示せず)でカップリング部材28に固定することにより、シャフト20aと出力軸15が同じ回動軸心上で接続(直結ともいう)される。  Further, the lower end surface of the shaft 20a protruding from the lower body portion 20b of the rotation angle detection device 20 is brought into contact with the upper end surface on the opposite side of the output shaft 15, and the shaft 20a and the output shaft 15 are set screws (see FIG. (Not shown), the shaft 20a and the output shaft 15 are connected (also referred to as direct connection) on the same rotational axis.

さらに、カップリング部材28の中央からやや下がった部分には、上下方向の位置を規制するためのCリング29がその外周凹部に嵌挿されている。  Furthermore, a C-ring 29 for restricting the position in the vertical direction is inserted into the outer peripheral recess of the part slightly lowered from the center of the coupling member 28.

そして、カップリング部材28は、摺接部材27の内周側に摺接するように配置されている。  The coupling member 28 is disposed so as to be in sliding contact with the inner peripheral side of the sliding contact member 27.

ここで、例えば摺接部材27を構成する割りブッシュの全長を7mm、内径をφ12mmと設定すれば、その内径とカップリング部材28の外径との寸法差を1μm〜22μmに設定するのが好ましい。  Here, for example, if the total length of the split bush constituting the sliding contact member 27 is set to 7 mm and the inner diameter is set to φ12 mm, the dimensional difference between the inner diameter and the outer diameter of the coupling member 28 is preferably set to 1 μm to 22 μm. .

通常、出力軸15は、一対の軸受部22と出力軸15との公差等により0.08度〜0.8度の範囲で傾くと想定されるが、これは摺接部材27の下端部が例えば矢印Mの方向に約40μm〜400μmの長さで変位するのに相当する。  Usually, the output shaft 15 is assumed to be inclined in a range of 0.08 to 0.8 degrees due to a tolerance between the pair of bearing portions 22 and the output shaft 15. For example, it corresponds to displacement in the direction of arrow M by a length of about 40 μm to 400 μm.

このため、摺接部材27の内径とカップリング部材28の外径との寸法差を上述した範囲に設定することにより、出力軸15の傾きが0.08度〜0.8度の範囲であっても、その傾きに応じて受動部25cを十分に変位させることが可能となっている。  For this reason, by setting the dimensional difference between the inner diameter of the sliding contact member 27 and the outer diameter of the coupling member 28 in the above-described range, the inclination of the output shaft 15 is in the range of 0.08 to 0.8 degrees. However, the passive portion 25c can be sufficiently displaced according to the inclination.

また、保持具25において、締結部25aから装着部25bまでの全高Hを50mmと設定すれば、その全高に対して締結部25aから受動部25cまでの高さhは、全高Hの50%〜70%の範囲に設定するのが好ましい。  Moreover, in the holder 25, if the total height H from the fastening portion 25a to the mounting portion 25b is set to 50 mm, the height h from the fastening portion 25a to the passive portion 25c is 50% to the total height H with respect to the total height. It is preferable to set it in the range of 70%.

この範囲であれば、保持具25において受動部25cと装着部25bは、主平板25dの弾性変形により締結部25aを支点として振り子の動作のように同一方向に変位するが、出力軸15を傾かせる力が解除される(過負荷が解消される)と主平板25dの復元力により変位前の元の位置に自然に戻る。  Within this range, in the holder 25, the passive portion 25c and the mounting portion 25b are displaced in the same direction as the operation of the pendulum with the fastening portion 25a as a fulcrum by the elastic deformation of the main flat plate 25d, but the output shaft 15 is tilted. When the applied force is released (overload is eliminated), the restoring force of the main flat plate 25d naturally returns to the original position before the displacement.

なお、本図でも明らかなように、出力軸15が例えば矢印Mで示した方向に倒れるように傾くと、カップリング部材28も同じ方向に変位して、カップリング部材28と摺接部材27が摺接(滑りながら接触)するため、出力軸15を傾かせる力によって受動部25cもほぼ同じ方向に変位する。  As is apparent from this figure, when the output shaft 15 is tilted so as to fall in the direction indicated by the arrow M, for example, the coupling member 28 is also displaced in the same direction, and the coupling member 28 and the sliding member 27 are moved. Because of the sliding contact (contact while sliding), the passive portion 25c is also displaced in substantially the same direction by the force that tilts the output shaft 15.

なお、両者間の摺接がスムーズに行われるためには、摺接部材27の素材として、モリブデンコーティング剤や銅系ポーラス材等を選択するのが好ましく、カップリング部材28の素材としてはそれよりも硬度の高いSS400、S45C等の炭素鋼を選択するのが好ましい。  For smooth sliding contact between the two, it is preferable to select a molybdenum coating agent or a copper-based porous material as a material for the sliding contact member 27, and a material for the coupling member 28 is more preferable than that. It is preferable to select carbon steel such as SS400 and S45C having high hardness.

以上のような構成にすることにより、一対の軸受部22の軸受中心を結ぶ仮想直線L1(図1参照)に対して、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、出力軸15の傾きに応じて受動部25cが変位し、その変位に応じて装着部25bも連動して変位する。  With the configuration as described above, when the output shaft 15 is inclined at a predetermined angle or more with respect to a virtual straight line L1 (see FIG. 1) connecting the bearing centers of the pair of bearing portions 22, the output shaft 15 is inclined. Accordingly, the passive portion 25c is displaced, and the mounting portion 25b is displaced in conjunction with the displacement.

すなわち、電動アクチュエータ10の作動時において、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、その出力軸15を傾かせようとする力がカップリング部材28から摺接部材27に作用し、その傾きの大きさや方向に応じて受動部25cを介し保持具25の主平板25dが倒れる方向や捻れる方向へ弾性変形するため、装着部25bも受動部25cとほぼ同じ方向に変位する。  That is, when the electric actuator 10 is actuated, if the output shaft 15 is tilted by a predetermined angle or more, a force for tilting the output shaft 15 acts on the sliding contact member 27 from the coupling member 28, and the tilt Since the main plate 25d of the holder 25 is elastically deformed in the direction of tilting or twisting via the passive part 25c according to the size and direction of the mounting part 25b, the mounting part 25b is also displaced in substantially the same direction as the passive part 25c.

これにより、保持具は、回転角検出装置20を、その本体とシャフト20aの適正な角度を保ちながら保持できる。  Thereby, the holder can hold | maintain the rotation angle detection apparatus 20, maintaining the appropriate angle of the main body and the shaft 20a.

次に、図4(a)、(b)を参照して、前述した出力軸15に固定された駆動歯車30とそれに噛み合う減速歯車32の配置に対する受動部25cの変位する方向を説明する。  Next, with reference to FIGS. 4A and 4B, the direction in which the passive portion 25c is displaced with respect to the arrangement of the drive gear 30 fixed to the output shaft 15 and the reduction gear 32 meshing therewith will be described.

本図においては、出力軸15に固定された駆動歯車30とそれと噛み合う減速歯車32は、いずれも平歯車であって、それらと受動部25cの変位方向の位置関係を上方から見た概略図で示している。  In this figure, the drive gear 30 fixed to the output shaft 15 and the reduction gear 32 that meshes with the drive gear 30 are both spur gears, and are schematic views of the positional relationship in the displacement direction of the passive portion 25c as viewed from above. Show.

図4(a)で示したように、例えば図示しない弁体が閉じられる際においては、モータ14の回転軸に直結されたモータ歯車31は矢印で示した時計方向に回転し、その回転駆動力は、反時計方向に回転する減速歯車32を介し、出力軸15の駆動歯車30を時計方向に回動する駆動力として伝達される。  As shown in FIG. 4A, for example, when a valve body (not shown) is closed, the motor gear 31 directly connected to the rotating shaft of the motor 14 rotates in the clockwise direction indicated by the arrow, and its rotational driving force. Is transmitted as a driving force for rotating the drive gear 30 of the output shaft 15 in the clockwise direction via the reduction gear 32 rotating in the counterclockwise direction.

ここで、一点鎖線で示した仮想直線L2は、駆動歯車30と減速歯車32のそれぞれの軸心を同一直交断面上で結ぶ直線であり、この仮想直線L2に対し、受動部25cの変位する方向を矢印Tで示した。  Here, the imaginary straight line L2 indicated by the alternate long and short dash line is a straight line connecting the axes of the drive gear 30 and the reduction gear 32 on the same orthogonal cross section, and the direction in which the passive portion 25c is displaced with respect to the imaginary straight line L2. Is indicated by an arrow T.

これらモータ歯車31、減速歯車32及び駆動歯車30は、いずれも図1で示した一対の軸受部22に挟まれた空間に配置されているため、出力軸16の負荷側に弁体を介して過負荷が加わると、モータ14から出力軸15に伝達された回転力が出力軸15を傾かせようとする力として作用するため、出力軸15の負荷側を支点とした傾きが生じる。  Since the motor gear 31, the reduction gear 32, and the drive gear 30 are all disposed in a space sandwiched between the pair of bearing portions 22 shown in FIG. 1, a valve element is interposed on the load side of the output shaft 16. When an overload is applied, the rotational force transmitted from the motor 14 to the output shaft 15 acts as a force for tilting the output shaft 15, so that an inclination with the load side of the output shaft 15 as a fulcrum occurs.

ここで、仮想直線L2を基準とした場合に、出力軸15の傾きによる受動部25cの変位方向(矢印Tの方向)の角度θは、最大で図4(b)で示した反時計回りの減速歯車32とそれと噛み合う時計回りの駆動歯車30の噛み合い圧力角α(仮想直線L2と直線L3の間の角度)に相当するため、0度から噛み合い圧力角αの範囲に収まる。  Here, when the virtual straight line L2 is used as a reference, the angle θ in the displacement direction (the direction of the arrow T) of the passive portion 25c due to the inclination of the output shaft 15 is counterclockwise as shown in FIG. Since this corresponds to the meshing pressure angle α (angle between the virtual straight line L2 and the straight line L3) of the reduction gear 32 and the clockwise driving gear 30 meshing therewith, it falls within the range of the meshing pressure angle α from 0 degrees.

なお、噛み合い圧力角αとは、歯面の一点(普通はピッチ点)において、その半径線と歯形への接線(直線L3)とのなす角であって、これを図4(b)に示している。  The meshing pressure angle α is an angle formed by a radius line and a tangent to the tooth profile (straight line L3) at one point (usually a pitch point) of the tooth surface, which is shown in FIG. 4 (b). ing.

つまり、平歯車の場合であれば、噛み合い圧力角αは20度であるため、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合における受動部25cの変位方向の角度θは、0度から20度の範囲に存在することになる。  That is, in the case of a spur gear, since the meshing pressure angle α is 20 degrees, the angle θ in the displacement direction of the passive portion 25c when the output shaft 15 is inclined at a predetermined angle or more is 0 degrees to 20 degrees. Will exist in the range.

一方、保持具25においては、二点鎖線で示した直線L4に沿った方向において、最も効率よく、倒れるように傾く方向の弾性が得られる。  On the other hand, in the holder 25, elasticity in the direction of tilting so as to fall down is obtained most efficiently in the direction along the straight line L4 indicated by the two-dot chain line.

しかしながら、前述したように主平板25dの中間部分に開口部25eが形成され、その幅方向の両側に連結部25fを有するため、主平板25dが捻れる方向の弾性も得られ易くなっているため、矢印Tの方向においても十分な弾性を有している。  However, as described above, the opening 25e is formed in the middle portion of the main flat plate 25d, and the connecting portions 25f are provided on both sides in the width direction, so that it is easy to obtain elasticity in the direction in which the main flat plate 25d is twisted. In the direction of arrow T, it has sufficient elasticity.

以上のように、モータ14から減速歯車32を介して出力軸15の回動の駆動力として伝達されるべき力の大部分が、減速歯車32から出力軸15に固定された駆動歯車30に対して出力軸15を傾かせようとする力として作用し、出力軸15が所定の角度以上に傾いた場合、その傾きに応じて、効率よく受動部25cを変位させることができる。  As described above, most of the force to be transmitted from the motor 14 via the reduction gear 32 as the driving force for rotating the output shaft 15 is applied to the drive gear 30 fixed to the output shaft 15 from the reduction gear 32. When the output shaft 15 acts as a force to tilt the output shaft 15 and the output shaft 15 tilts more than a predetermined angle, the passive portion 25c can be efficiently displaced according to the tilt.

したがって、保持具25は、回転角検出装置20を、その本体とシャフト20aの適正な角度を保ちながら保持できるため、その分だけ回転角検出装置20の本体に対するシャフト20aの傾きが軽減される。  Therefore, since the holder 25 can hold the rotation angle detection device 20 while maintaining an appropriate angle between the main body and the shaft 20a, the inclination of the shaft 20a with respect to the main body of the rotation angle detection device 20 is reduced accordingly.

その結果、回転角検出装置20の本体の抵抗体とシャフト20aに連動したブラシとの摺接状態が変化することが少なくなるため、より正確な回転角度の計測精度が得られる。  As a result, the sliding contact state between the resistor of the main body of the rotation angle detection device 20 and the brush linked to the shaft 20a is less changed, so that more accurate measurement accuracy of the rotation angle can be obtained.

また、シャフト20aが片当たりすることによるシャフト20aやベアリング(図示せず)の摩耗が少なくなり、短寿命化の懸念も少なくなる。  Further, the wear of the shaft 20a and the bearing (not shown) due to the contact of the shaft 20a with each other is reduced, and there is less concern about shortening the service life.

なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変形が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的な手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態の変形例についても本発明の技術的範囲に含まれるものとする。  The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. The technical scope disclosed in different embodiments, respectively. Modifications of the embodiment obtained by appropriately combining the means are also included in the technical scope of the present invention.

例えば、本実施の形態の説明においては、ボールバルブ等のバルブステム90°回転形の場合について説明したが、ダイヤフラムバルブ等のバルブステム多回転形に適用することができる。  For example, in the description of the present embodiment, the case of a valve stem 90 ° rotation type such as a ball valve has been described, but the present invention can be applied to a valve stem multi-rotation type such as a diaphragm valve.

そのため、出力軸が回動又は回転のいずれの動作であっても適用可能である。  Therefore, the present invention can be applied regardless of whether the output shaft rotates or rotates.

また、出力軸の反負荷側に回転角検出装置のシャフトを接続する方法として、前述したようにカップリング部材のような接合金具を介して出力軸とシャフトを連結する以外に、例えばかしめ、溶接、接着など他のあらゆる方法を用いてもよい。  Further, as a method of connecting the shaft of the rotation angle detection device to the non-load side of the output shaft, in addition to connecting the output shaft and the shaft via a joint fitting such as a coupling member as described above, for example, caulking, welding Any other method such as bonding may be used.

また、本実施の形態における保持具の装着部、受動部及び締結部は、いずれも長手方向(上下方向)に伸張する保持具の主平板に対していずれも略直角に折り曲げられ、全体として一体成形されているが、それぞれを別部材で構成し、接合金具、かしめ、溶接、接着などの方法で連結してもよい。  In addition, the mounting portion, the passive portion, and the fastening portion of the holder in the present embodiment are all bent at a substantially right angle with respect to the main plate of the holder that extends in the longitudinal direction (vertical direction), and are integrated as a whole. Although formed, each may be constituted by a separate member and connected by a method such as a joint fitting, caulking, welding, or adhesion.

さらには、本実施の形態における保持具は、平板状の金属部材の事例で説明したが、所望の効果が得られるのであれば、それ以外の形状や樹脂などの素材であってもよいし、その一方端が必ずしもベース部に締結される必要もない。  Furthermore, the holder in the present embodiment has been described in the case of a flat metal member. However, as long as a desired effect can be obtained, other shapes and materials such as resin may be used. One end thereof does not necessarily have to be fastened to the base portion.

本発明にかかる電動アクチュエータは、例えば流体配管における弁体を所定の角度範囲で回動することにより、流路断面積を連続的に変化させ、その弁体を流れる流体の流量を制御することのできる電動アクチュエータとして有用である。  The electric actuator according to the present invention controls the flow rate of the fluid flowing through the valve body by continuously changing the cross-sectional area of the flow path, for example, by rotating the valve body in the fluid piping within a predetermined angle range. It is useful as an electric actuator that can be used.

10 電動アクチュエータ
11 ベース部
11a 開口
12 ガスケット
13 上カバー部
14 モータ
15 出力軸
16 ケーブルコネクタ
17 ケーブル
18 電源基板
19 コントロールパネル
20 回転角検出装置
20a シャフト
20b 本体下部
20c 雄ねじ部
20d ナット
21 絶縁カバー
22 一対の軸受部
23 開度表示部
24 手動操作軸
25 保持具
25a 締結部
25b 装着部
25c 受動部
25d 主平板
26e 開口部
25f 連結部
25g 締め孔
25h、25i 円形開口部
26 固定ネジ
27 摺接部材
28 カップリング部材
29 Cリング
30 駆動歯車
31 モータ歯車
32 減速歯車
M、T 矢印
L1、L2 仮想直線
L3、L4 直線
H 全高
h 高さ
θ 角度
α 噛み合い圧力角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric actuator 11 Base part 11a Opening 12 Gasket 13 Upper cover part 14 Motor 15 Output shaft 16 Cable connector 17 Cable 18 Power supply board 19 Control panel 20 Rotation angle detection apparatus 20a Shaft 20b Main body lower part 20c Male thread part 20d Nut 21 Insulating cover 22 A pair Bearing part 23 opening display part 24 manual operation shaft 25 holder 25a fastening part 25b attachment part 25c passive part 25d main plate 26e opening part 25f coupling part 25g fastening hole 25h, 25i circular opening part 26 fixing screw 27 sliding member 28 Coupling member 29 C ring 30 Drive gear 31 Motor gear 32 Reduction gear M, T Arrows L1, L2 Virtual straight line L3, L4 Straight line H Overall height h Height θ Angle α Engagement pressure angle

Claims (2)

ベース部と、そのベース部に対して直交する方向に回動または回転の軸心を有する出力軸と、前記ベース部の下方で前記出力軸を回動または回転可能に軸支するように所定の間隔をおいて離間配置された一対の軸受部と、前記出力軸の反負荷側に接続され、前記出力軸の回転変位を検出する回転角検出装置と、その回転角検出装置を支持する保持具とを備えた電動アクチェータであって、
前記保持具は、
前記一対の軸受部の軸受中心を結ぶ仮想直線に対して前記出力軸が所定の角度以上に傾いた場合、その傾きに応じて変位する受動部と、その受動部と連動することにより、前記回転角検出装置の本体を変位させる装着部と、を有し、
前記ベース部に締結される締結部と、前記装着部と前記締結部の間を連結する弾性部材とを有し、その弾性部材の中間部分に前記受動部を備え、
少なくとも3箇所において折り曲げ部を有する平板状の金属部材から構成され、一方端の折り曲げ部が前記締結部を構成し、他方端の折り曲げ部が前記装着部を構成し、中間部分を開口した折り曲げ部が前記受動部を構成すること、
を特徴とする電動アクチュエータ。
A base portion, an output shaft having an axis of rotation or rotation in a direction orthogonal to the base portion, and a predetermined portion so as to pivotally or rotatably rotate the output shaft below the base portion. A pair of bearing portions spaced apart from each other, a rotation angle detection device that is connected to the non-load side of the output shaft and detects the rotational displacement of the output shaft, and a holder that supports the rotation angle detection device An electric actuator with
The holder is
When the output shaft is inclined at a predetermined angle or more with respect to a virtual straight line connecting the bearing centers of the pair of bearing portions, the rotation is performed by interlocking with a passive portion that is displaced according to the inclination and the passive portion. A mounting part for displacing the main body of the angle detection device,
A fastening portion fastened to the base portion, and an elastic member that connects between the mounting portion and the fastening portion, and includes the passive portion at an intermediate portion of the elastic member;
A bent portion comprising a flat metal member having bent portions at at least three locations, the bent portion at one end forming the fastening portion, the bent portion at the other end forming the mounting portion, and the intermediate portion being opened. Constituting the passive part,
Electric actuator characterized by
前記保持具の前記装着部は、前記受動部の変位に応じて、前記回転角検出装置の本体と、前記出力軸の反負荷側に接続された前記回転角検出装置のシャフトとの角度を、前記出力軸が前記所定の角度以上に傾く前の状態に保つように前記回転角検出装置の本体を変位させ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。The mounting portion of the holder is configured to determine an angle between a main body of the rotation angle detection device and a shaft of the rotation angle detection device connected to a non-load side of the output shaft according to the displacement of the passive portion. The electric actuator according to claim 1, wherein the main body of the rotation angle detecting device is displaced so that the output shaft is maintained in a state before being tilted more than the predetermined angle.
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