JP5575527B2

JP5575527B2 - Electric actuator

Info

Publication number: JP5575527B2
Application number: JP2010090839A
Authority: JP
Inventors: 順一小島; 仁唐沢
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-04-09
Also published as: JP2011220461A

Description

本発明は電動アクチュエータに係り、特に、リセットボタンにより容易に手動操作を行うことができるとともに、バルブの原点位置のリセットを確実に行うことを可能とした電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator, and more particularly to an electric actuator that can be easily manually operated by a reset button and can reliably reset the origin position of a valve.

従来から、回転バルブなどを電動により回転制御する電動アクチュエータが多く用いられており、この電動アクチュエータは、電動モータを回転駆動させて歯車機構を介してバルブの開閉軸を回転動作させることにより、バルブの開閉動作を行うようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, many electric actuators that electrically control rotation of a rotary valve or the like have been used. This electric actuator rotates a valve by opening and closing an opening / closing shaft of a valve via a gear mechanism by rotating the electric motor. Opening and closing operations are performed.

この場合に、バルブの開閉軸を手動で回転操作する必要がある場合があり、このような場合には、例えば、従来から、電動モータからの回転力を伝達する係合歯車と、出力軸に固定した固定歯車との噛合を係合歯車を常時ばねの弾性力により確保するとともに、手動操作時には、係合歯車をばねの付勢力に抗して移動させて噛合を解除することにより、出力軸を手動で回転操作することができるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。 In this case, it may be necessary to manually rotate the opening / closing shaft of the valve. In such a case, for example, conventionally, an engagement gear that transmits the rotational force from the electric motor and an output shaft are conventionally used. Engagement with the fixed fixed gear is ensured by the elastic force of the spring at all times, and at the time of manual operation, the engagement gear is moved against the biasing force of the spring to release the engagement so that the output shaft Has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).

また、このような電動アクチュエータにおいては、主電源が入った状態で、出力軸を手動で操作した場合に、ＣＰＵが記憶しているバルブの開度と手動操作後のバルブ開度との間でずれが生じてしまい、バルブの開閉角度制御を正常に行うことができなくなってしまうことから、外部から強制的にリセットする必要がある。この場合に、電動アクチュエータは劣悪な環境で使用される場合、保護等級（エンクロージャ性能）を上げる必要があるため、リセットボタンを設置する場合も、筐体内へのシール性を確保する構造とする必要があることから、新規にリセットボタンを設置するのではなく、手動操作用クラッチボタンと併用することが考えられている。 In such an electric actuator, when the output shaft is manually operated with the main power turned on, the valve opening between the valve stored by the CPU and the valve opening after the manual operation is set. Since the deviation occurs and the valve opening / closing angle control cannot be normally performed, it is necessary to forcibly reset from the outside. In this case, when the electric actuator is used in a poor environment, it is necessary to increase the degree of protection (enclosure performance). Therefore, even when a reset button is installed, it is necessary to have a structure that ensures a sealing property within the housing. Therefore, instead of installing a new reset button, it is considered to use it together with a manual operation clutch button.

このような技術としては、例えば、従来から、アクチュエータ本体の手動操作を行う際には、クラッチボタンを押し下げてクラッチロッドを介して中間ギヤの噛合を解除することにより、ギヤ機構が電動モータから切り離された状態となり、出力軸をギヤ機構の減速比に抗することなく手動操作することができ、このとき、マグネットが磁気センサに近接することによりこの磁束を磁気センサによって検知して、例えば、電動モータのパルス数を記憶しているＣＰＵ内部でリセット機能が働き、クラッチボタンを押し下げて手動操作を行った後に電動操作に復帰した際にパルス数を初期状態に戻すようにした技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。 For example, conventionally, when manual operation of the actuator body is performed, the gear mechanism is disconnected from the electric motor by depressing the clutch button and releasing the engagement of the intermediate gear via the clutch rod. In this state, the output shaft can be manually operated without resisting the reduction ratio of the gear mechanism. At this time, when the magnet approaches the magnetic sensor, this magnetic flux is detected by the magnetic sensor. A technology has been disclosed in which the reset function works inside the CPU that stores the number of pulses of the motor, and the number of pulses is returned to the initial state when the manual operation is performed by depressing the clutch button and then returning to the electric operation. (For example, refer to Patent Document 2).

特許第２６８１５７３号公報Japanese Patent No. 2681573 特開２００６−１１２５０１号公報JP 2006-112501 A

しかしながら、一般に、歯車伝達機構は回転抵抗を低減させるために、潤滑剤などが塗布されており、汚れやすい環境にある。一方、制御基板は、汚れを嫌うため、歯車伝達機構と制御基板とは離れて実装されている。そのため、クラッチボタンを電動アクチュエータの底部に設置して、伝達ギアと出力ギアとの噛合を解除させながら、リセットボタンを操作するためには、従来の特許文献２に記載の技術をそのまま適用することは困難であるという問題を有している。 However, in general, the gear transmission mechanism is coated with a lubricant or the like in order to reduce rotational resistance, and is in an environment that is easily contaminated. On the other hand, since the control board dislikes dirt, the gear transmission mechanism and the control board are mounted separately. Therefore, in order to operate the reset button while installing the clutch button at the bottom of the electric actuator and releasing the meshing between the transmission gear and the output gear, the technique described in the conventional patent document 2 is applied as it is. Has the problem of being difficult.

また、前記特許文献２には、電動モータへの電力供給線上に接続された抵抗器をこの電動モータを支持する支持板に接触ないしは近接させて、抵抗器からの発熱を制御基板の支持板の面で放熱させて結露を防止するようにした技術も開示されている。この場合に、抵抗器の発熱により支持板を加熱した場合でも、出力軸への熱抵抗が大きく、確実に結露を防止することができず、また、熱抵抗を低減させるため、支持板と出力軸との間隙を小さく形成すると、耐電圧特性が低下してしまうという問題を有している。 Further, in Patent Document 2, a resistor connected on a power supply line to an electric motor is brought into contact with or close to a support plate that supports the electric motor, and heat generated from the resistor is generated on the support plate of the control board. Also disclosed is a technique for preventing condensation by dissipating heat on the surface. In this case, even when the support plate is heated by the heat generated by the resistor, the heat resistance to the output shaft is large, so that condensation cannot be reliably prevented, and the heat resistance is reduced. When the gap between the shaft and the shaft is made small, the withstand voltage characteristic is deteriorated.

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、リセットスイッチを潤滑剤による影響を受けることなく、適正に動作させることができ、しかも、手動操作を行う場合でも、少ないトルクで容易に操作することのできる電動アクチュエータを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and can appropriately operate the reset switch without being affected by the lubricant, and can be easily operated with a small torque even when manual operation is performed. An object of the present invention is to provide an electric actuator that can be used.

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転バルブに装着される基台と、
前記基台の内部に配置され電動モータを支持する支持板と、
前記支持板の下側に配置され、前記電動モータの回転力を前記回転バルブの回転軸に連結される出力軸に伝達させる歯車伝達機構と、
前記歯車伝達機構の中途部に配置され軸方向に移動して前記電動モータの回転力の伝達を解除するクラッチギアと、
前記支持板の上側に配置された制御基板と、
前記制御基板の下面に取付けられ、前記支持板を貫通して前記支持板の下面側に延在し前記クラッチギアにより押動動作される動作ピンを備えたリセットスイッチと、
前記クラッチギアを軸方向に移動させるリセットボタンと、
を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the object, an invention according to claim 1 includes a base attached to a rotary valve ;
A support plate disposed inside the base and supporting the electric motor;
A gear transmission mechanism disposed below the support plate and configured to transmit a rotational force of the electric motor to an output shaft coupled to a rotation shaft of the rotary valve;
A clutch gear that is arranged in the middle of the gear transmission mechanism and moves in the axial direction to release transmission of the rotational force of the electric motor;
A control board disposed above the support plate;
A reset switch having an operation pin attached to the lower surface of the control board, extending through the support plate to the lower surface side of the support plate, and operated to be pushed by the clutch gear;
A reset button for moving the clutch gear in the axial direction;
It is characterized by having.

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記クラッチギアを上昇させた場合に前記リセットスイッチの動作ピンを最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制する規制部材が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the clutch gear is raised, there is provided a regulating member that regulates the operation so that the operation pin of the reset switch is stopped at a position where it is not pushed all the way down. It is characterized by.

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記規制部材は、前記クラッチギアの回転軸に設けられたギアスペーサであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the restriction member is a gear spacer provided on a rotation shaft of the clutch gear.

請求項４に係る発明は、請求項２において、前記規制部材は、前記リセットボタンに設けられた位置規制部であることを特徴する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the restricting member is a position restricting portion provided on the reset button.

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記クラッチギアは、前記電動モータの駆動ギアに噛合されるものであり、前記リセットスイッチは、前記駆動ギアから最も離れた位置に配置されることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the clutch gear is engaged with a drive gear of the electric motor, and the reset switch is connected to the drive gear. It is arranged at the most distant position.

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項において、前記電動モータの駆動制御を行う制御部をさらに備え、前記制御部は、リセットスイッチの動作により前記バルブの全閉位置における原点復帰処理を行うとともに、この原点復帰処理を行う際に、電動モータを通常の原点復帰動作より遅い速度で前記駆動ギアの数歯分だけ回転駆動制御するものであることを特徴とする。 An invention according to a sixth aspect further includes a control unit that performs drive control of the electric motor according to any one of the first to fifth aspects, wherein the control unit is configured to control all of the valves by an operation of a reset switch. The origin return process in the closed position is performed, and when the origin return process is performed, the electric motor is rotationally controlled by the number of teeth of the drive gear at a speed slower than the normal origin return operation. To do.

請求項１に係る発明によれば、リセットスイッチを制御基板の下面側に配置するとともに、その動作ピンを支持板の下面側に延在させるようにしているので、支持板の下面側に配置された歯車伝達機構に塗布される潤滑剤の影響を受けることがなく、リセットスイッチの適正な動作を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the reset switch is disposed on the lower surface side of the control board and the operation pin extends to the lower surface side of the support plate. The proper operation of the reset switch can be ensured without being affected by the lubricant applied to the gear transmission mechanism.

請求項２に係る発明によれば、クラッチギアを上昇させた場合にリセットスイッチの動作ピンを最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制する規制部材を設けるようにしているので、リセットスイッチを限界まで押し上げ操作した場合でも、手動操作トルクを低減させて容易に手動操作を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, since the restriction member is provided to restrict the operation pin of the reset switch so as to stop at the position where the operation pin of the reset switch is not pushed all the way down when the clutch gear is raised. Even when the push-up operation is performed to the limit, the manual operation can be easily performed by reducing the manual operation torque.

請求項３に係る発明によれば、規制部材をクラッチギアの回転軸に設けられたギアスペーサとしているので、このギアスペーサにより、リセットスイッチを限界まで押し上げ操作した場合でも、手動操作トルクを低減させて容易に手動操作を行うことができる。 According to the invention of claim 3, since the regulating member is a gear spacer provided on the rotating shaft of the clutch gear, even when the reset switch is pushed up to the limit by this gear spacer, the manual operation torque is reduced. Manual operation can be performed easily.

請求項４に係る発明によれば、規制部材をリセットボタンに設けられた位置規制部としているので、この位置規制部により、リセットスイッチを限界まで押し上げ操作した場合でも、手動操作トルクを低減させて容易に手動操作を行うことができる。であることを特徴する。 According to the invention of claim 4, since the restricting member is a position restricting portion provided on the reset button, the position restricting portion reduces the manual operation torque even when the reset switch is pushed up to the limit. Manual operation can be easily performed. It is characterized by being.

請求項５に係る発明によれば、クラッチギアを電動モータの駆動ギアに噛合させ、リセットスイッチをクラッチギアの外周部分であって駆動ギアから最も離れた位置に配置するようにしているので、高速で回転する駆動ギアから飛散する潤滑剤による影響も最小限に止めることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the clutch gear is engaged with the drive gear of the electric motor, and the reset switch is arranged at the outermost part of the clutch gear at the position farthest from the drive gear. The influence of the lubricant scattered from the rotating drive gear can be minimized.

請求項６に係る発明によれば、制御部により、原点復帰処理を行う際に、電動モータを通常の原点復帰動作より遅い速度で駆動ギアの数歯分だけ回転駆動制御するようにしているので、リセットボタンを復帰させたときに、クラッチギアと駆動ギアとがうまく噛合しない場合でも、駆動ギアの回転によりクラッチギアを適正に噛合させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the origin return process is performed by the control unit, the electric motor is rotationally driven and controlled by the number of teeth of the drive gear at a speed slower than the normal origin return operation. Even when the clutch gear and the drive gear do not mesh well when the reset button is returned, the clutch gear can be meshed properly by the rotation of the drive gear.

本発明に係る電動アクチュエータの実施形態におけるリセットボタンを操作していない状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which has not operated the reset button in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention. 本発明に係る電動アクチュエータの実施形態におけるリセットボタンを操作した状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which operated the reset button in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention. 本発明に係る電動アクチュエータの実施形態におけるリセットスイッチの動作ピンの動作状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation state of the operation pin of the reset switch in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention. 本発明に係る電動アクチュエータの実施形態における制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention. 本発明に係る電動アクチュエータの実施形態におけるリセット処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the reset process in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention. 本発明に係る電動アクチュエータの実施形態における規制部材の変形例を示す一部の縦断面図である。It is a partial longitudinal cross-sectional view which shows the modification of the control member in embodiment of the electric actuator which concerns on this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明に係る電動アクチュエータを電動アクチュエータに適用した場合の実施形態を示したものであり、図１に示すように、本発明に係る電動アクチュエータ１は、図示しない回転バルブに装着される基台２を備えており、この基台２の上方には、所定の空間が確保されるように基台２の上面を被覆するカバー部材３が着脱自在に装着されている。 FIG. 1 shows an embodiment in which the electric actuator according to the present invention is applied to an electric actuator. As shown in FIG. 1, the electric actuator 1 according to the present invention is mounted on a rotary valve (not shown). A base 2 is provided, and a cover member 3 that covers the upper surface of the base 2 is detachably mounted above the base 2 so as to ensure a predetermined space.

基台２の上方には、支持板４が基台２との間に所定間隙を有するように設置されており、支持板４の上面には、電動モータ５がその駆動軸６が支持板４の下面側に貫通するように搭載されている。電動モータ５の駆動軸６には、駆動ギア７が設けられており、この駆動ギア７には、２段ギアからなるクラッチギア８が噛合されている。そして、クラッチギア８には、２つの２段ギア９，９を介して出力ギア１０が噛合されている。これら駆動ギア７、クラッチギア８、２段ギア９および出力ギア１０により歯車伝達機構が構成されている。 A support plate 4 is installed above the base 2 so as to have a predetermined gap with the base 2. On the upper surface of the support plate 4, the electric motor 5 has its drive shaft 6 and the support plate 4. It is mounted so as to penetrate the lower surface side of the. A drive gear 7 is provided on the drive shaft 6 of the electric motor 5, and a clutch gear 8 composed of a two-stage gear is engaged with the drive gear 7. An output gear 10 is engaged with the clutch gear 8 via two two-stage gears 9 and 9. The drive gear 7, clutch gear 8, two-stage gear 9, and output gear 10 constitute a gear transmission mechanism.

出力ギア１０の中心部には、出力軸１１が一体に取付けられており、出力軸１１の下端部は、基台２の下面から外部に突出して図示しない回転バルブの回転軸に連結されるように構成されている。また、出力軸１１の上端部には、出力軸１１より小径とされた制御軸１２が同軸状に形成されている。 An output shaft 11 is integrally attached to the center portion of the output gear 10, and a lower end portion of the output shaft 11 protrudes from the lower surface of the base 2 to be connected to a rotation shaft of a rotary valve (not shown). It is configured. A control shaft 12 having a smaller diameter than the output shaft 11 is coaxially formed at the upper end portion of the output shaft 11.

支持板４の上面側には、所定の電気・電子部品が搭載された制御基板１３が支持板４に対して所定間隙を有するように取付けられており、制御基板１３の下面であって、クラッチギア８の外周部分に対応するとともに駆動ギア７から最も離れた位置には、リセットスイッチ１４がその動作ピン１５が支持板４の下面側に延出するように取付けられている。この動作ピン１５は、リセットスイッチ１４に内蔵されたコイルスプリング（図示せず）により突出する方向に付勢されており、リセットスイッチ１４は、動作ピン１５がコイルスプリングの付勢力に抗して押し込まれた状態でＯＮ動作され、コイルスプリングの付勢力により動作ピン１５が復帰した状態でＯＦＦ動作されるように構成されている。 On the upper surface side of the support plate 4, a control board 13 on which predetermined electric / electronic components are mounted is attached to the support plate 4 so as to have a predetermined gap. A reset switch 14 is attached at a position corresponding to the outer peripheral portion of the gear 8 and farthest from the drive gear 7 so that the operation pin 15 extends to the lower surface side of the support plate 4. The operation pin 15 is urged in a protruding direction by a coil spring (not shown) built in the reset switch 14, and the reset pin 14 is pushed against the urging force of the coil spring. It is configured to be turned on when the operation pin 15 is restored by the biasing force of the coil spring.

また、制御基板１３の制御軸１２に対応する位置には、制御軸１２が貫通するための開口１６が形成されており、制御軸１２の外周には、制御軸１２の外周と開口１６の内周との隙間を埋めるセンサスペーサ１７が装着されている。このセンサスペーサ１７は、高絶縁抵抗および高伝熱特性を有する例えばＰＯＭ、ＰＰＳ、ポリアミドなどの樹脂により構成されている。また、制御基板１３の下面には、ヒータ１８が配設されており、このヒータ１８により、制御基板１３を加熱するとともに、センサスペーサ１７を介してヒータ１８の熱を制御軸１２および出力軸１１に伝達させてこの制御軸１２および出力軸１１の結露を防止するように構成されている。 In addition, an opening 16 through which the control shaft 12 passes is formed at a position corresponding to the control shaft 12 of the control board 13, and the outer periphery of the control shaft 12 and the inner periphery of the opening 16 are formed on the outer periphery of the control shaft 12. A sensor spacer 17 that fills the gap with the circumference is mounted. The sensor spacer 17 is made of a resin such as POM, PPS, or polyamide having high insulation resistance and high heat transfer characteristics. A heater 18 is disposed on the lower surface of the control board 13. The heater 18 heats the control board 13 and heats the heater 18 through the sensor spacer 17. To prevent condensation on the control shaft 12 and the output shaft 11.

また、制御軸１２の上端部には、センサヨーク１９が取付けられており、センサヨーク１９の制御基板１３の上面に対向する面には、マグネット２０が埋設されている。制御基板１３の上面には、マグネット２０に対向するように磁気センサ２１が配設されており、出力軸１１すなわち制御軸１２が回転することにより、センサヨーク１９のマグネット２０の移動を磁気センサ２１により検出することにより、出力軸１１の回転量を検出するように構成されている。そして、本実施形態においては、センサスペーサ１７は、センサヨーク１９のマグネット２０と磁気センサ２１との距離を規定する機能を有しており、センサスペーサ１７の長さ寸法を調整することにより、マグネット２０と磁気センサ２１との距離を調整することができるものである。 A sensor yoke 19 is attached to the upper end portion of the control shaft 12, and a magnet 20 is embedded in the surface of the sensor yoke 19 that faces the upper surface of the control board 13. A magnetic sensor 21 is disposed on the upper surface of the control board 13 so as to face the magnet 20. When the output shaft 11, that is, the control shaft 12 rotates, the movement of the magnet 20 of the sensor yoke 19 is controlled by the magnetic sensor 21. By detecting by this, the rotation amount of the output shaft 11 is detected. In the present embodiment, the sensor spacer 17 has a function of defining the distance between the magnet 20 of the sensor yoke 19 and the magnetic sensor 21. By adjusting the length of the sensor spacer 17, the magnet The distance between the magnetic sensor 20 and the magnetic sensor 21 can be adjusted.

また、クラッチギア８は、下端部が基台２の下面に、上端部が支持板４にそれぞれ支持されたギア支持軸２２により回転自在に支持されており、クラッチギア８は、ギア支持軸２２に沿って軸方向に移動自在とされている。ギア支持軸２２の外周であってクラッチギア８の上面側には、所定の高さ寸法を有する規制部材としてのギアスペーサ２３が配設されており、ギアスペーサ２３の上方には、ギア付勢ばね２４が配設されている。そして、図２に示すように、クラッチギア８は、上方に移動した際に、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を押し上げるように動作させてＯＮ動作されるものであり、本実施形態においては、ギアスペーサ２３の長さ寸法を調整することにより、クラッチギア８をギア付勢ばね２４が最も縮んだ状態まで上昇させた場合でも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制するものである。 The clutch gear 8 is rotatably supported by a gear support shaft 22 having a lower end portion supported on the lower surface of the base 2 and an upper end portion supported by the support plate 4. The clutch gear 8 is rotatably supported by the gear support shaft 22. It can be moved in the axial direction along. A gear spacer 23 as a restricting member having a predetermined height is disposed on the outer periphery of the gear support shaft 22 and on the upper surface side of the clutch gear 8, and a gear biasing force is provided above the gear spacer 23. A spring 24 is provided. As shown in FIG. 2, when the clutch gear 8 moves upward, the clutch gear 8 is operated so as to push up the operation pin 15 of the reset switch 14, and in this embodiment, the clutch gear 8 is turned on. By adjusting the length dimension of the spacer 23, even when the clutch gear 8 is raised to the state where the gear biasing spring 24 is most contracted, the operation pin 15 of the reset switch 14 is stopped at the position where it is not pushed all the way. It regulates so that.

また、基台２の下面側には、リセットボタン２５が上下方向に移動自在に設けられており、リセットボタン２５には、基台２の下面を貫通して基台２の内部上方に延在するリセット軸２６が一体に取付けられている。リセット軸２６の基台２の下面外側外周には、リセット付勢ばね２７が配設されている。そして、リセットボタン２５をリセット付勢ばね２７の付勢力に抗して上方に押し上げ操作した際に、リセット軸２６の上端部でクラッチギア８の下面を上方に押し上げ動作させるように構成されており、リセットボタン２５の押し上げ操作をやめると、リセット軸２６は、リセット付勢ばね２７の付勢力により下方に復帰してＯＦＦ動作されるとともに、クラッチギア８は、ギア付勢ばね２４の付勢力により元の位置に復帰するように構成されている。 A reset button 25 is provided on the lower surface side of the base 2 so as to be movable in the vertical direction. The reset button 25 penetrates the lower surface of the base 2 and extends upward inside the base 2. A reset shaft 26 is integrally attached. A reset urging spring 27 is disposed on the outer periphery of the lower surface of the base 2 of the reset shaft 26. When the reset button 25 is pushed upward against the urging force of the reset urging spring 27, the lower surface of the clutch gear 8 is pushed upward at the upper end of the reset shaft 26. When the push-up operation of the reset button 25 is stopped, the reset shaft 26 is returned downward by the urging force of the reset urging spring 27 and turned off, and the clutch gear 8 is urged by the urging force of the gear urging spring 24. It is configured to return to the original position.

次に、本実施形態における制御構成について、図４を参照して説明する。 Next, the control configuration in the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態においては、電動アクチュエータ１は、制御部３０を備えており、この制御部３０は、電動モータ５の駆動制御を行うように構成されている。また、制御部３０には、リセットスイッチ１４の動作信号が入力されるとともに、磁気センサ２１の検出信号が入力されるように構成されており、また、制御部３０には、所定の時間をカウントするカウンタ３１が接続されている。 In the present embodiment, the electric actuator 1 includes a control unit 30, and the control unit 30 is configured to perform drive control of the electric motor 5. The control unit 30 is configured to receive an operation signal of the reset switch 14 and a detection signal of the magnetic sensor 21. The control unit 30 counts a predetermined time. Counter 31 is connected.

そして、本実施形態においては、制御部３０は、バルブの開信号または閉信号に基づいて電動モータ５を回転駆動して出力軸１１を回転駆動させることにより、磁気センサ２１による検出信号に基づいてバルブを所定の開度に開閉制御するように構成されている。そして、リセットスイッチ１４がＯＮ動作されて手動操作が行われた場合は、本実施形態においては、制御部３０は、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作されてから、電動モータ５をバルブの閉方向に動作させる原点復帰動作を行うように制御するものであるが、本実施形態においては、制御部は、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作されたら、まず、電動モータ５を通常の原点復帰動作より遅い速度で駆動ギア７の数歯分だけ駆動するように構成されている。これは、リセットボタン２５を操作してクラッチギア８と駆動ギア７との噛合が解除され、手動操作後にリセットボタン２５を復帰させた場合に、駆動ギア７にクラッチギア８がうまく噛合しないことがある。そのため、原点復帰動作を行う際に、電動モータ５を通常の原点復帰動作より遅い速度で駆動ギア７の数歯分だけ回転駆動させることにより、駆動ギア７が回転してクラッチギア８を適正に噛合させることができるものである。なお、前記実施形態においては、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作されてから、電動モータ５を駆動制御するようにしているが、これに変えて、リセットスイッチ１４がＯＮ動作された際に、電動モータ５をバルブの閉方向に動作させるようにしてもよい。 In the present embodiment, the control unit 30 rotates the electric motor 5 based on the valve open signal or the close signal to drive the output shaft 11 to rotate, based on the detection signal from the magnetic sensor 21. The valve is configured to open and close to a predetermined opening degree. When the reset switch 14 is turned on and a manual operation is performed, in this embodiment, the control unit 30 operates the electric motor 5 in the valve closing direction after the reset switch 14 is turned off. In this embodiment, when the reset switch 14 is turned off, the control unit first drives the electric motor 5 at a slower speed than the normal home position return operation. The gear 7 is configured to be driven by several teeth. This is because when the reset button 25 is operated and the meshing between the clutch gear 8 and the drive gear 7 is released and the reset button 25 is returned after manual operation, the clutch gear 8 may not mesh well with the drive gear 7. is there. Therefore, when performing the origin return operation, the drive gear 7 is rotated and the clutch gear 8 is properly controlled by rotating the electric motor 5 by several teeth of the drive gear 7 at a slower speed than the normal origin return operation. It can be meshed. In the above-described embodiment, the electric motor 5 is driven and controlled after the reset switch 14 is turned off. Instead, when the reset switch 14 is turned on, the electric motor 5 is controlled. May be operated in the valve closing direction.

また、制御部３０は、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作されてから、カウンタ３１により、例えば、６０秒のカウントを行い、その間に電動モータ５を閉方向に動作させてバルブの全閉位置を検出した場合には、正常であると判断して、この全閉位置を原点としてバルブ開度を０に再設定する原点復帰処理を行うように構成されている。一方、６０秒の間にバルブの全閉位置を検出できなかった場合には、エラーであるとしてエラー処理を行うように構成されている。 Further, after the reset switch 14 is turned off, the control unit 30 counts, for example, 60 seconds by the counter 31, and operates the electric motor 5 in the closing direction during that time to detect the fully closed position of the valve. In this case, it is determined to be normal, and an origin return process is performed to reset the valve opening to 0 with the fully closed position as the origin. On the other hand, when the fully closed position of the valve cannot be detected within 60 seconds, an error process is performed as an error.

次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、電動アクチュエータ１によりバルブの開閉動作を行う場合は、電動モータ５に通電すると、駆動軸６が回転駆動され、クラッチギア８、２段ギア９をそれぞれ介して出力ギア１０が回転駆動される。出力ギア１０の回転に伴って出力軸１１が回転駆動され、出力軸１１に連結されたバルブの回転軸を回転駆動させることにより、バルブの開閉動作を行うようになっている。この場合に、出力軸１１の回転ともなって制御軸１２が回転され、これにより、センサヨーク１９も一体となって回転されることにより、磁気センサ２１によりセンサヨーク１９のマグネット２０の移動を検出して、出力軸１１の回転量すなわちバルブの開閉状態を検出するようになっている。 First, when the electric actuator 1 performs the valve opening / closing operation, when the electric motor 5 is energized, the drive shaft 6 is rotationally driven, and the output gear 10 is rotationally driven through the clutch gear 8 and the second gear 9 respectively. . As the output gear 10 rotates, the output shaft 11 is rotationally driven, and the rotational shaft of the valve connected to the output shaft 11 is rotationally driven, thereby opening and closing the valve. In this case, the control shaft 12 is rotated along with the rotation of the output shaft 11, whereby the sensor yoke 19 is also rotated integrally, thereby detecting the movement of the magnet 20 of the sensor yoke 19 by the magnetic sensor 21. Thus, the rotation amount of the output shaft 11, that is, the open / close state of the valve is detected.

このとき、本実施形態においては、ヒータ１８を動作させることにより、制御基板１３を加熱するとともに、熱伝導性の高いセンサスペーサ１７を介してヒータ１８の熱を制御軸１２および出力軸１１に伝達させてこの制御軸１２および出力軸１１の結露を防止するようになっている。 At this time, in the present embodiment, the heater 18 is operated to heat the control board 13 and to transmit the heat of the heater 18 to the control shaft 12 and the output shaft 11 through the sensor spacer 17 having high thermal conductivity. Thus, condensation on the control shaft 12 and the output shaft 11 is prevented.

また、出力軸１１を手動で回転操作する場合は、リセットボタン２５をリセット付勢ばね２７の付勢力に抗して上方に押し上げ操作することにより、リセット軸２６の上端部がクラッチギア８をギア付勢ばね２４の付勢力に抗して上方に押し上げる。これにより、クラッチギア８がリセットスイッチ１４の動作ピン１５を上方に押し上げ、リセットスイッチ１４を動作させ、バルブの位置情報をリセットする。この状態で、クラッチギア８が駆動ギア７との噛合が解除され、出力軸１１を手動で回転操作することができるものである。 When the output shaft 11 is manually rotated, the reset button 25 is pushed upward against the urging force of the reset urging spring 27 so that the upper end of the reset shaft 26 causes the clutch gear 8 to be geared. Pushing upward against the biasing force of the biasing spring 24. As a result, the clutch gear 8 pushes up the operation pin 15 of the reset switch 14 to operate the reset switch 14 and reset the valve position information. In this state, the clutch gear 8 is disengaged from the drive gear 7, and the output shaft 11 can be manually rotated.

この場合に、本実施形態においては、リセットスイッチ１４を制御基板１３の下面側に配置するとともに、その動作ピン１５のみを支持板４の下面側に延出させるようにしている。通常、歯車による伝達機構には、回転抵抗を低減させるためにグリスなどの潤滑剤が塗布されるものであるが、リセットスイッチ１４が支持板４の上面側に配置されることになるので、潤滑剤の影響を受けることがなく、リセットスイッチ１４の適正な動作を確保することができるものである。しかも、本実施形態においては、リセットスイッチ１４の動作ピン１５をクラッチギア８の外周部分であって駆動ギア７から最も離れた位置に配置するようにしているので、高速で回転する駆動ギア７から飛散する潤滑剤による影響も最小限に止めることが可能となる。 In this case, in the present embodiment, the reset switch 14 is disposed on the lower surface side of the control board 13 and only the operation pin 15 is extended to the lower surface side of the support plate 4. Normally, the gear transmission mechanism is coated with a lubricant such as grease in order to reduce the rotational resistance. However, since the reset switch 14 is disposed on the upper surface side of the support plate 4, lubrication is performed. The proper operation of the reset switch 14 can be ensured without being affected by the agent. In addition, in the present embodiment, the operation pin 15 of the reset switch 14 is arranged at the outermost portion of the clutch gear 8 and at the position farthest from the drive gear 7, so that the drive gear 7 that rotates at a high speed is used. It is also possible to minimize the influence of the scattered lubricant.

また、本実施形態においては、ギアスペーサ２３により、クラッチギア８をギア付勢ばね２４が最も縮んだ状態まで上昇させた場合でも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制するようになっている。ここで、図３に示すように、リセットボタン２５を上方に押し上げ操作した場合に、クラッチギア８の押し上げにより、駆動ギア７とクラッチギア８との噛合が解除されるとともに、リセットスイッチ１４の動作ピン１５がＬ１だけ移動する。この状態では、まだリセットスイッチ１４は動作されていない。そして、さらにリセットボタン２５を上方に押し上げ操作すると、リセットスイッチ１４の動作ピン１５がＬ２だけ移動してリセットスイッチ１４が動作される。そして、クラッチギア８をギア付勢ばね２４が最も縮んだ状態まで上昇させるともリセットスイッチ１４の動作ピン１５がＬ３まで移動される。この場合でも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込んだ状態であるＬ４までは押し込まれない。 Further, in this embodiment, even when the clutch gear 8 is raised by the gear spacer 23 to the state where the gear biasing spring 24 is most contracted, the operation pin 15 of the reset switch 14 is stopped at the position where it is not pushed all the way. To be regulated. Here, as shown in FIG. 3, when the reset button 25 is pushed upward, the clutch gear 8 is pushed up to release the engagement between the drive gear 7 and the clutch gear 8 and the operation of the reset switch 14. The pin 15 moves by L1. In this state, the reset switch 14 has not been operated yet. When the reset button 25 is further pushed upward, the operation pin 15 of the reset switch 14 moves by L2 and the reset switch 14 is operated. When the clutch gear 8 is raised to the state where the gear biasing spring 24 is contracted most, the operation pin 15 of the reset switch 14 is moved to L3. Even in this case, the operation pin 15 of the reset switch 14 is not pushed in until L4, which is in the fully pushed state.

この場合に、例えば、リセットスイッチ１４の動作ピン１５がフリーの状態で、動作ピン１５の突出量が３．３ｍｍであり、リセットスイッチ１４の動作ピン１５が最も押し込まれた状態で、動作ピン１５の突出量が２．２ｍｍである場合、Ｌ４は１．１ｍｍとなり、Ｌ２は０．９ｍｍとなり、Ｌ３は０．９ｍｍ＋０．２ｍｍ程度となる。このようなストロークを有するリセットスイッチ１４の場合において、動作ピン１５がＬ３まで押し込まれた状態における出力軸１１における手動操作トルクを測定した結果は、２０．３Ｎ−ｃｍであり、動作ピン１５がＬ４まで押し込まれた状態における手動操作トルクは、５９．３Ｎ−ｃｍであった。このことから、動作ピン１５を最も奥まで押し込んでしまうと、手動操作トルクが極めて大きくなってしまい、手動操作が困難になってしまうことがわかる。本実施形態においては、ギアスペーサ２３により、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制することができるので、リセットスイッチ１４を限界まで押し上げ操作した場合でも、手動操作トルクを低減させて容易に手動操作を行うことができるものである。 In this case, for example, when the operation pin 15 of the reset switch 14 is in a free state, the protrusion amount of the operation pin 15 is 3.3 mm, and the operation pin 15 of the reset switch 14 is pushed in the most, the operation pin 15 When the projecting amount is 2.2 mm, L4 is 1.1 mm, L2 is 0.9 mm, and L3 is about 0.9 mm + 0.2 mm. In the case of the reset switch 14 having such a stroke, the result of measuring the manual operation torque in the output shaft 11 in a state where the operation pin 15 is pushed down to L3 is 20.3 N-cm, and the operation pin 15 is L4. The manual operation torque in the state pushed down to 59.3 N-cm. From this, it can be seen that if the operation pin 15 is pushed in as far as possible, the manual operation torque becomes extremely large, and the manual operation becomes difficult. In the present embodiment, the gear spacer 23 can be controlled so as to stop at the position where the operation pin 15 of the reset switch 14 is not pushed all the way in. Therefore, even when the reset switch 14 is pushed up to the limit, The manual operation can be easily performed by reducing the operation torque.

次に、本実施形態のリセット動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the reset operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

本実施形態においては、リセットスイッチ１４がＯＮ動作されて手動操作が行われた後、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作されたら（ＳＴ１）、
まず、電動モータ５を通常の原点復帰動作より遅い速度で駆動ギア７の数歯分だけ駆動する（ＳＴ２）。これにより、駆動ギア７が回転してクラッチギア８を適正に噛合させることができる。そして、制御部３０により、カウンタ３１の初期値を設定した後（ＳＴ３）、カウンタ３１により所定時間のカウントを行い（ＳＴ４）、所定時間が経過した時までに（ＳＴ５）、バルブの全閉位置を検出できなかった場合には、エラーであるとしてエラー処理を行う（ＳＴ６）。また、所定時間が経過する前にバルブの全閉位置を検出した場合には（ＳＴ７）、正常であると判断して、この全閉位置を原点としてバルブ開度を０に再設定する原点復帰処理を行って通常の制御を開始する（ＳＴ８）。 In the present embodiment, after the reset switch 14 is turned on and a manual operation is performed, the reset switch 14 is turned off (ST1).
First, the electric motor 5 is driven by several teeth of the drive gear 7 at a speed slower than the normal home position return operation (ST2). Thereby, the drive gear 7 rotates and the clutch gear 8 can be meshed appropriately. Then, after setting the initial value of the counter 31 by the control unit 30 (ST3), the counter 31 counts for a predetermined time (ST4), and by the time when the predetermined time has passed (ST5), the valve fully closed position Is not detected, an error process is performed (ST6). If the fully closed position of the valve is detected before the predetermined time has elapsed (ST7), it is determined that the valve is normal, and the valve return is reset to 0 with this fully closed position as the origin. Processing is performed and normal control is started (ST8).

また、バルブの全閉位置を検出する前に、再度リセットスイッチ１４がＯＮ動作された場合には（ＳＴ９）、リセットスイッチ１４がＯＦＦ動作された後、再度カウンタ３１によるカウントを行うようになっている。 If the reset switch 14 is turned on again before detecting the fully closed position of the valve (ST9), the counter 31 starts counting again after the reset switch 14 is turned off. Yes.

以上述べたように、本実施形態においては、リセットスイッチ１４を制御基板１３の下面側に配置するとともに、その動作ピン１５のみを支持板４の下面側に延出させるようにしているので、リセットスイッチ１４が潤滑剤の影響を受けることがなく、リセットスイッチ１４を適正に動作させることができ、しかも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５をクラッチギア８の外周部分であって駆動ギア７から最も離れた位置に配置するようにしているので、高速で回転する駆動ギア７から飛散する潤滑剤による影響も最小限に止めることができる。 As described above, in the present embodiment, the reset switch 14 is arranged on the lower surface side of the control board 13 and only the operation pin 15 is extended to the lower surface side of the support plate 4. The switch 14 is not affected by the lubricant, so that the reset switch 14 can be operated properly, and the operation pin 15 of the reset switch 14 is the outermost part of the clutch gear 8 and is farthest from the drive gear 7. Therefore, the influence of the lubricant scattered from the drive gear 7 rotating at high speed can be minimized.

また、ギアスペーサ２３により、クラッチギア８をギア付勢ばね２４が最も縮んだ状態まで上昇させた場合でも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制するようにしているので、リセットスイッチ１４を限界まで押し上げ操作した場合でも、手動操作トルクを低減させて容易に手動操作を行うことができる。 Further, even when the clutch gear 8 is raised by the gear spacer 23 to the state where the gear biasing spring 24 is most contracted, the operation pin 15 of the reset switch 14 is regulated so as to stop at the position where it is not pushed all the way back. Therefore, even when the reset switch 14 is pushed up to the limit, the manual operation torque can be reduced and the manual operation can be easily performed.

さらに、本実施形態においては、原点の設定が完了したら、電動モータ５を一定時間開方向に回転駆動させるようにしているので、リセットボタン２５を復帰させたときに、クラッチギア８と駆動ギア７とがうまく噛合しない場合でも、駆動ギア７の回転によりクラッチギア８を適正に噛合させることができる。 Furthermore, in the present embodiment, when the setting of the origin is completed, the electric motor 5 is driven to rotate in the opening direction for a certain period of time, so that when the reset button 25 is returned, the clutch gear 8 and the drive gear 7 are restored. Even if they do not mesh well, the clutch gear 8 can be meshed properly by the rotation of the drive gear 7.

なお、前記実施形態においては、規制部材としてのギアスペーサ２３を用いた場合について説明したが、例えば、図６に示すように、リセットボタン２５の基部の厚さ寸法を大きく形成してなる位置規制部３２を形成し、この位置規制部３２の厚さ寸法を調整することにより、クラッチギア８をギア付勢ばね２４が最も縮んだ状態まで上昇させた場合でも、リセットスイッチ１４の動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the gear spacer 23 as the restricting member is used has been described. For example, as shown in FIG. 6, the position restricting unit formed by increasing the thickness of the base portion of the reset button 25. Even when the clutch gear 8 is raised to the most contracted state by forming the portion 32 and adjusting the thickness dimension of the position restricting portion 32, the operation pin 15 of the reset switch 14 can be moved. You may make it control so that it may stop in the position which is not pushed in to the back.

このようにギア付勢ばね２４またはリセット付勢ばね２７に接する部品の厚さ寸法を調整して規制部材とすることにより、ギア付勢ばね２４やリセット付勢ばね２７を変更することなく、動作ピン１５を最も奥まで押し込まない位置で停止するように規制することができる。また、規制部材は、ギア付勢ばね２４やリセット付勢ばね２７に接する部品に限定するものではなく、例えば、規制部材を支持板４の下面に設けてクラッチギア８の上昇を規制するようにしてもよいし、規制部材を基台２の下面に設けてリセット軸２６の上昇を規制するようにしてもよい。 In this way, by adjusting the thickness dimension of the parts that are in contact with the gear biasing spring 24 or the reset biasing spring 27 so as to be a restricting member, the gear biasing spring 24 and the reset biasing spring 27 can be operated without changing. It can be controlled to stop at a position where the pin 15 is not pushed all the way down. Further, the restricting member is not limited to a part that contacts the gear biasing spring 24 or the reset biasing spring 27. For example, a restricting member is provided on the lower surface of the support plate 4 to restrict the ascent of the clutch gear 8. Alternatively, a restricting member may be provided on the lower surface of the base 2 to restrict the rise of the reset shaft 26.

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the gist of the present invention.

１電動アクチュエータ
２基台
３カバー部材
４支持板
５電動モータ
６駆動軸
７駆動ギア
８クラッチギア
９２段ギア
１０出力ギア
１１出力軸
１２制御軸
１３制御基板
１４リセットスイッチ
１５動作ピン
１６開口
１７センサスペーサ
１８ヒータ
１９センサヨーク
２０マグネット
２１磁気センサ
２２ギア支持軸
２３ギアスペーサ
２４ギア付勢ばね
２５リセットボタン
２６リセット軸
２７リセット付勢ばね
３０制御部
３１カウンタ
３２位置規制部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric actuator 2 Base 3 Cover member 4 Support plate 5 Electric motor 6 Drive shaft 7 Drive gear 8 Clutch gear 9 Two-stage gear 10 Output gear 11 Output shaft 12 Control shaft 13 Control board 14 Reset switch 15 Operation pin 16 Opening 17 Sensor Spacer 18 Heater 19 Sensor yoke 20 Magnet 21 Magnetic sensor 22 Gear support shaft 23 Gear spacer 24 Gear biasing spring 25 Reset button 26 Reset shaft 27 Reset biasing spring 30 Control unit 31 Counter 32 Position restriction unit

Claims

A base attached to the rotary valve ;
A support plate disposed inside the base and supporting the electric motor;
A gear transmission mechanism disposed below the support plate and configured to transmit a rotational force of the electric motor to an output shaft coupled to a rotation shaft of the rotary valve;
A clutch gear that is arranged in the middle of the gear transmission mechanism and moves in the axial direction to release transmission of the rotational force of the electric motor;
A control board disposed above the support plate;
A reset switch having an operation pin attached to the lower surface of the control board, extending through the support plate to the lower surface side of the support plate, and operated to be pushed by the clutch gear;
A reset button for moving the clutch gear in the axial direction;
An electric actuator comprising:

2. The electric actuator according to claim 1, further comprising: a restricting member that restricts the operation pin of the reset switch so as to stop at a position where the operation pin of the reset switch is not pushed in as far as the clutch gear is raised.

The electric actuator according to claim 2, wherein the restricting member is a gear spacer provided on a rotation shaft of the clutch gear.

The electric actuator according to claim 2, wherein the restricting member is a position restricting portion provided on the reset button.

The clutch gear is meshed with a drive gear of the electric motor, and the reset switch is disposed at a position farthest from the drive gear. The electric actuator according to claim 1.

The controller further includes a control unit that performs drive control of the electric motor, and the control unit performs an origin return process at the fully closed position of the valve by an operation of a reset switch. The electric actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the drive actuator is controlled to rotate by a number of teeth of the drive gear at a speed slower than a normal origin return operation.