JP6426390B2

JP6426390B2 - Shut-off valve

Info

Publication number: JP6426390B2
Application number: JP2014146933A
Authority: JP
Inventors: 藤原　茂樹; 茂樹藤原; 金高　浩春; 浩春金高
Original assignee: 株式会社カワデン
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2034-07-17
Also published as: JP2016023684A

Description

この発明は、遮断時の衝撃を緩和するブレーキ機構を備えた遮断弁に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a shutoff valve provided with a brake mechanism for relieving an impact at the time of shutoff.

信頼性の高い機械式の遮断弁として、例えば、特許文献１に記載された「ゼンマイバネ」を用いたバネリターン式のものがある。この遮断弁は、例えば、図９（ａ）に示すように、ブレーキ機構１を備えた構造となっていて、緊急時にブレーキ機構１が解除されると巻き締められたゼンマイバネ２が解放されて弁体３を回動して遮断する。
すなわち、この遮断弁は、弁体３とその駆動機構４及びブレーキ機構１で構成されている。弁体３は、出力軸（弁軸）５を９０度回転することにより開閉するボールバルブやバタフライ弁などである。駆動機構４は、モータ６の駆動により回転するインターナルギヤ７と、このインターナルギヤ７の内側の内周歯と噛みあう複数の遊星ギヤ８と、出力軸５の外周に回転自在に取り付けられて各遊星ギヤ８と噛みあう太陽ギヤ９と、その太陽ギヤ９と噛み合う各遊星ギヤ８を貫通する支軸１０の一端を出力軸５の外周から張り出す鍔部１１に接続し、かつ、出力軸５を通すスリーブ１２で太陽ギヤ９を中継ギヤ１３と連結した構造となっている。 As shut-off valve of reliable mechanical, for example, those of Baneri Turn-down type using the "spiral spring" described in Patent Document 1. For example, as shown in FIG. 9 (a), this shutoff valve has a structure provided with a brake mechanism 1, and when the brake mechanism 1 is released in an emergency, the wound spring spring 2 is released and the valve Turn the body 3 to shut it off.
That is, the shutoff valve is composed of the valve body 3, its drive mechanism 4 and the brake mechanism 1. The valve body 3 is a ball valve, a butterfly valve or the like that opens and closes by rotating the output shaft (valve shaft) 5 by 90 degrees. The drive mechanism 4 is rotatably mounted on the outer periphery of the output shaft 5 and an internal gear 7 which is rotated by the drive of the motor 6, a plurality of planet gears 8 meshing with the inner peripheral teeth inside the internal gear 7. The sun gear 9 meshing with each planetary gear 8 and one end of the support shaft 10 penetrating each planetary gear 8 meshing with the sun gear 9 are connected to the flange portion 11 projecting from the outer periphery of the output shaft 5 and output The sun gear 9 is connected to the relay gear 13 by a sleeve 12 through which the shaft 5 passes.

一方、ブレーキ機構１は、スリーブ１２に設けられた中継ギヤ１３とギヤ接続された巻き上げギヤ１４と、前記巻き上げギヤ１４を取り付けた軸に設けたゼンマイバネ２と、そのゼンマイバネ２を取り付けた巻き上げギヤ１４と噛みあう回転軸１５を停止させるブレーキ手段１６とで構成されており、ここでは、ブレーキ手段１６に電磁クラッチブレーキ（例えば、回転軸として出力軸にギヤを取り付けたもの）を用いた構成となっている。 On the other hand, the brake mechanism 1 includes a winding gear 14 gear-connected to the relay gear 13 provided on the sleeve 12 , a spring spring 2 provided on a shaft on which the winding gear 14 is mounted, and a winding gear 14 mounting the spring spring 2 And brake means 16 for stopping the rotating shaft 15, and in this case, the brake means 16 is configured using an electromagnetic clutch brake (for example, one having a gear attached to the output shaft as the rotating shaft). ing.

このような遮断弁では、弁体３の全閉位置において、図９（ａ）に示すものでは、出力軸５に設けたストッパ板１７にストッパーボルト１８を当てて、出力軸５の右回りの回転を阻止し、かつ、電磁クラッチブレーキ（ブレーキ手段）１６をオフにした状態で、モータ６を作動してインターナルギヤ７を右回りに回転させる。すると、遊星ギヤ８は、出力軸５と一体の支軸１０に右回りの公転を阻止されて自転することになり、太陽ギヤ９と連動する中継ギヤ１３が回転する。その結果、中継（中間）ギヤ１３とギヤ接続された巻き上げギヤ１４が回転してゼンマイバネ２を巻き上げる。 In such a shutoff valve, at the fully closed position of the valve body 3, in the one shown in FIG. 9A, the stopper bolt 18 is brought into contact with the stopper plate 17 provided on the output shaft 5 to rotate the output shaft 5 clockwise. The motor 6 is operated to rotate the internal gear 7 clockwise while stopping the rotation and turning off the electromagnetic clutch brake (braking means) 16. Then, the planetary gear 8 is prevented from rotating clockwise by the support shaft 10 integral with the output shaft 5 and rotates automatically, and the relay gear 13 interlocked with the sun gear 9 is rotated. As a result, the winding gear 14 connected to the relay (intermediate) gear 13 rotates to wind the spring 2.

そして、ゼンマイバネ２の巻き上げが完了すると、前記クラッチブレーキ１６を作動してゼンマイバネ２を蓄圧（巻き締めた）状態で保持する。この状態では、巻き上げギヤ１４、中継ギヤ１３、太陽ギヤ９は回転しないように保持されるので、図９（ｂ）のように、モータ６を逆転させてインターナルギヤ７を左回りに回転すると、各遊星ギヤ８は自転しながら左回りに公転して支軸１０を押すので、出力軸５と弁体３が左回りに回転し遮断弁を開放することができる。また、モータ６を正転すると、出力軸５と弁体３が右回りに回転するので遮断弁を閉鎖することができる。このようにゼンマイバネ２を巻き締めた状態で、モータ６を回転して遮断弁の開閉ができる。 When the winding of the spiral spring 2 is completed, the clutch brake 16 is operated to hold the spiral spring 2 in a pressure accumulated (wound and tightened) state. In this state, since the hoisting gear 14, the relay gear 13 and the sun gear 9 are held so as not to rotate, when the motor 6 is reversely rotated and the internal gear 7 is rotated counterclockwise as shown in FIG. since the planet gear 8 is pressing the shaft 10 revolves counterclockwise while rotating, the output shaft 5 and the valve body 3 can be release the shut-off valve is rotated counterclockwise to open. Further, when the motor 6 is rotated forward, the output shaft 5 and the valve body 3 rotate clockwise, so that the shutoff valve can be closed. In this manner, the motor 6 can be rotated to open and close the shutoff valve in a state in which the spiral spring 2 is wound and tightened.

一方、遮断弁の使用中に事故などで通電が遮断されると、電磁クラッチブレーキ１６がオフになって、巻き締められたゼンマイバネ２が解放される。そのため、ゼンマイバネ２の弾性復元力（伸縮力）により、図９（ｃ）のように、巻き上げギヤ１４、中継ギヤ１３、太陽ギヤ９が巻き上げ時と逆方向へ回転する。このとき、停電で停止したモータ６と係合するインターナルギヤ７は固定された状態になるため、太陽ギヤ９の回転とともに、各遊星ギヤ８は自転しながら右回りに公転して支軸１０を押す。その結果、出力軸５と弁体３も右回りに回動して出力軸５は、図９（ａ）に示すように、ストッパーボルト１８に回転を阻止された位置で停止する。このように、通電が遮断されると自動的に弁体３を回動させて遮断する。 On the other hand, when energization is interrupted due to an accident or the like during use of the shutoff valve, the electromagnetic clutch brake 16 is turned off, and the wound spring spring 2 is released. Therefore, as shown in FIG. 9C, the winding gear 14, the relay gear 13, and the sun gear 9 rotate in the opposite direction to the winding direction by the elastic restoring force (stretching force) of the spiral spring 2. At this time, since the internal gear 7 engaged with the motor 6 stopped by the power failure is in a fixed state, each planetary gear 8 revolves clockwise while rotating as the sun gear 9 rotates. push. As a result, the output shaft 5 and the valve body 3 also rotate clockwise, and the output shaft 5 stops at a position at which the stopper bolt 18 is prevented from rotating, as shown in FIG. 9 (a). As described above, when the energization is cut off, the valve 3 is automatically rotated and cut off.

ところで、上記のように、遮断時、出力軸５及び駆動機構４の各ギヤ７、８、９は、回転速度が速すぎるとストッパーボルト１８に回転を阻止された際、損傷を受ける問題がある。
この問題を解決する一つの方法として、例えば、図１０のように、電磁クラッチブレーキ１６の入力軸１９にワンウェークラッチ２０を介して錘２０ｗを取り付け、回転速度を規制することが行われている。
これは、電磁クラッチブレーキ１６の入力軸１９が、巻き上げギヤ１４とギヤ接続された軸と内部で連結されていることを利用したものである。 By the way, as described above, the output shaft 5 and the gears 7, 8 and 9 of the drive mechanism 4 have a problem that they are damaged when the stopper bolt 18 is prevented from rotating when the rotational speed is too fast. .
As one method for solving this problem, for example, as shown in FIG. 10, a weight 20 w is attached to the input shaft 19 of the electromagnetic clutch brake 16 via the one-way clutch 20 to regulate the rotational speed.
This utilizes the fact that the input shaft 19 of the electromagnetic clutch brake 16 is internally connected to the shaft geared to the winding gear 14.

特開２０１０−３８２３８号公報JP, 2010-38238, A

しかしながら、上記のように、錘を取り付けたことで回転速度を規制して出力軸や駆動機構の各ギヤの損傷を防止することはできるが、錘を取り付けた電磁クラッチブレーキに問題が生じた。これは、錘の重さで錘とクラッチブレーキの間に介在するワンウェークラッチの寿命が極端に短くなるというものである。
このため、錘の重さを軽くすることも考えられるが、錘の重さを軽くすると、出力軸の速度が速くなって出力軸や駆動機構の各ギヤが損傷する。
また、ワンウェークラッチを使わないで、錘を直接クラッチブレーキの入力軸に取り付けることも考えられるが、逆の回転が加わった場合クラッチブレーキの軸受けに負荷が加わって破損することが考えられる。 However, as described above, although the rotation speed can be regulated by attaching the weight to prevent damage to the gears of the output shaft and the drive mechanism, a problem occurs in the electromagnetic clutch brake to which the weight is attached. This is because the weight of the weight extremely shortens the life of the one-way clutch interposed between the weight and the clutch brake.
For this reason, it is conceivable to reduce the weight of the weight, but if the weight is reduced, the speed of the output shaft is increased and the gears of the output shaft and the drive mechanism are damaged.
Also, it is conceivable to attach the weight directly to the input shaft of the clutch brake without using a one-way clutch, but it is conceivable that a load is applied to the bearing of the clutch brake and it is damaged if reverse rotation is applied.

そこで、この発明の課題は、出力軸や駆動機構の各ギヤの損傷を防止し、かつ、ワンウェークラッチ（クラッチブレーキの軸受）の損傷も防止することである。 Therefore, an object of the present invention is to prevent damage to the gears of the output shaft and the drive mechanism, and to prevent damage to the one-way clutch (a bearing of the clutch brake).

上記の課題を解決するため、この発明では、弁体を設けた出力軸にギヤ接続された巻き上げギヤと、前記巻き上げギヤを取り付けた軸に設けたゼンマイバネと、そのゼンマイバネを取り付けたギヤと噛みあう回転軸を停止させるブレーキ手段とで構成されるブレーキ機構を備え、ブレーキ機構を作動して巻き締められたゼンマイバネを保持するとともに、緊急時にブレーキ機構を解除して巻き締められたゼンマイバネを解放し、弁体を回動して遮断する遮断弁であって、前記ブレーキ機構の回転軸に対して直角方向に伸縮可能で、かつ、縮小方向へ引っ張る弾性部材と、開放された先端を接触部とする筒状の外側部材とを備え、ワンウェークラッチを介しブレーキ機構の回転軸に対して対称に設けられる制動部材と、前記制動部材の伸長時に前記外側部材の先端の接触部と接する摺動面がリングの内周に形成され、前記ブレーキ機構の回転軸を中心として設けられた摺動リングを備えた構成を採用したのである。 To solve the above problems, in this invention, mutually meshing with a gear connected to hoisting gears on the output shaft provided with a valve body, a spiral spring which is provided on the shaft fitted with the hoisting gear, a gear attached to the spiral spring The brake mechanism comprises a brake means for stopping the rotation shaft, and the brake mechanism is operated to hold the wind-up spring spring, and release the brake mechanism to release the wind-up spring spring in an emergency. It is a shutoff valve which turns and shuts off the valve body, and is an elastic member which can extend and contract in a direction perpendicular to the rotation axis of the brake mechanism, and which pulls in the contraction direction, and an open tip is a contact portion. and a tubular outer member, a brake member which is arranged symmetrically relative to the axis of rotation of the brake mechanism via the one-way clutch, when elongation of the brake member Sliding surface in contact with the contact portion of the tip of Kisotogawa member is formed on the inner periphery of the ring, than is adopted a structure in which a sliding ring provided around a rotation axis of the brake mechanism.

このような構成を採用することにより、ゼンマイバネが解放されてブレーキ機構の回転軸が回転すると、回転による遠心力で軸に対して直角方向に伸縮可能に設けられた制動部材が伸長する。そして、その伸長した制動部材の先端が、摺動リングの内側の摺動面に接することで回転速度を規制する。その結果、ブレーキ機構の回転軸と噛み合う巻き上げギヤを介して遮断弁の出力軸の回転速度を規制する。その際、制動部材は、速度の規制により伸縮を繰り返すことで回転速度を一定に規制する。このとき、制動部材は軸に対して対称に設けられているため「ぶれる」ことは無い。また、制動部材の回転速度に対する伸長量は制動部材に備えた弾性部材を調節することで変更できる。そのため、規制する速度を錘の重さに関係なく調整できるため、軸に負荷をかけないようにできる。 By adopting such a configuration, when the spiral spring is released and the rotation shaft of the brake mechanism rotates, the braking member provided so as to be extensible and contractible in the direction perpendicular to the shaft is expanded by the centrifugal force due to the rotation. Then, the tip of the extended braking member contacts the inner sliding surface of the sliding ring to regulate the rotational speed. As a result, the rotational speed of the output shaft of the shutoff valve is regulated via the hoisting gear engaged with the rotary shaft of the brake mechanism. At that time, the braking member regulates the rotational speed to a constant level by repeating expansion and contraction due to the regulation of the speed. At this time, since the braking members are provided symmetrically with respect to the axis, there is no "flicker". Further, the amount of extension with respect to the rotational speed of the braking member can be changed by adjusting an elastic member provided on the braking member. Therefore, the speed to be regulated can be adjusted regardless of the weight of the weight, so that the shaft can be prevented from being loaded.

このとき、上記制動部材に回転時に風を受ける風受けを設けた構成を採用することができる。 At this time, a configuration can be adopted in which the braking member is provided with a wind receptacle that receives wind when it rotates.

このような構成を採用することにより、風受けによるブレーキを併用すれば、その分だけ摺動リングによるブレーキの負担を軽減できる。その結果、制動部材及び摺動リングの寿命を延ばしたり、制動部材及び摺動リングの構造を簡単に軽量化して軸の負担を軽減したりできるため、ブレーキ機構の寿命を延ばすことができる。 By adopting such a configuration, the brake load by the sliding ring can be reduced by that amount if the brake by the air bearing is used in combination. As a result, the life of the braking member and the sliding ring can be extended, and the structure of the braking member and the sliding ring can be simply reduced in weight to reduce the load on the shaft, whereby the life of the braking mechanism can be extended.

また、このとき、上記ブレーキ機構が、電磁クラッチと電磁ブレーキを心出しして突き合わせてセットしたクラッチブレーキユニットである構成を採用することができる。 Further, at this time, it is possible to adopt a configuration in which the above-mentioned brake mechanism is a clutch brake unit in which the electromagnetic clutch and the electromagnetic brake are centered and brought into contact with each other.

この発明は、上記のように構成したことにより、遮断弁の寿命を延ばすことができる。 The present invention can extend the life of the shutoff valve by having the above configuration.

実施形態の構造図Structure diagram of the embodiment （ａ）ブレーキ機構の一部断面正面図、（ｂ）同図（ａ）の平面図(A) Partial cross section front view of brake mechanism, (b) Top view of the same figure (a) 実施形態の作用説明図Operation explanatory view of the embodiment 実施形態の作用説明図Operation explanatory view of the embodiment 実施形態の作用説明図Operation explanatory view of the embodiment （ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図(A), (b) Operation explanatory drawing of embodiment 実施形態の作用説明図Operation explanatory view of the embodiment （ａ）実施例１の平面図、（ｂ）実施例１のブレーキ機構の一部断面正面図(A) Top view of Example 1, (b) Partial cross-sectional front view of brake mechanism of Example 1 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）従来例の作用説明図(A), (b), (c) Operation explanatory drawing of a prior art example 従来例のブレーキ機構の一部断面正面図Partial cross-sectional front view of a conventional brake mechanism

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１の遮断弁は、図９（ａ）〜（ｃ）の従来の遮断弁と同様、弁体３とその駆動機構４及びブレーキ機構２１で構成されており、ブレーキ機構２１に本願の発明を適用したものである。そのため、同じ部材には同じ符号を使用する。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention will be described based on the drawings.
The shutoff valve shown in FIG. 1 is composed of the valve body 3, its drive mechanism 4 and the brake mechanism 21 as in the conventional shutoff valve shown in FIGS. 9A to 9C. It is applied. Therefore, the same reference numerals are used for the same members.

すなわち、弁体３は、出力軸（弁軸）５を９０度回転することにより開閉するボールバルブやバタフライ弁などで、駆動機構４は遊星歯車機構を用いたものである。
そのため、駆動機構４は、モータ６の駆動により回転するインターナルギヤ７と、このインターナルギヤ７の内側の内周歯と噛みあう複数の遊星ギヤ８と、出力軸５の外周に回転自在に取り付けられて各遊星ギヤ８と噛みあう太陽ギヤ９を配置し、各遊星ギヤ８を貫通する支軸１０の一端を出力軸５の外周から張り出す鍔部１１に接続し、かつ、出力軸５を通すスリーブ１２で太陽ギヤ９を中継（中間）ギヤ１３と連結した構造となっている。
また、出力軸５には、鍔部１１の下方にストッパ板１７が設けられ、このストッパ板１７がストッパーボルト１８と当接して出力軸５の回転範囲を９０度に規制するようになっている。 That is, the valve body 3 is a ball valve or a butterfly valve that opens and closes by rotating the output shaft (valve shaft) 90 by 90 degrees, and the drive mechanism 4 uses a planetary gear mechanism.
Therefore, the drive mechanism 4 is rotatable on the outer periphery of the output shaft 5, the internal gear 7 rotated by the drive of the motor 6, the plurality of planetary gears 8 meshing with the inner peripheral teeth of the internal gear 7. A sun gear 9 is mounted so as to be engaged with each planetary gear 8, and one end of a support shaft 10 passing through each planetary gear 8 is connected to a flange portion 11 projecting from the outer periphery of the output shaft 5. The sun gear 9 is connected to a relay (intermediate) gear 13 by a sleeve 12 through which the sun gear 9 passes.
Further, on the output shaft 5, a stopper plate 17 is provided below the flange portion 11, and the stopper plate 17 abuts against the stopper bolt 18 so as to restrict the rotation range of the output shaft 5 to 90 degrees. .

ブレーキ機構２１は、中継ギヤ１３にギヤ接続された巻き上げギヤ１４と、前記巻き上げギヤ１４を取り付けた軸に設けたゼンマイバネ２と、そのゼンマイバネ２を取り付けた巻き上げギヤ１４とギヤ接続した回転軸１５を停止させるブレーキ手段２２で構成されている。
ブレーキ手段２２は、ここでは、電磁クラッチブレーキを使用しており、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電磁クラッチブレーキ（ブレーキ手段）２２の出力軸２３を回転軸１５としてギヤを取り付けた構成としている。この電磁クラッチブレーキ２２は、電磁クラッチと電磁ブレーキを心出しして突き合わせてセットしたクラッチブレーキユニットのことで、ここでは、電磁ブレーキのみを使用し、電磁クラッチに通電せずにオフ（クラッチを接続した状態）の状態で使用する。また、出力軸２３には、先述のように、巻き上げギヤ１４にギヤを介して接続されるギヤを取り付けてある。
そして、このようなブレーキ機構２１に加えて、電磁クラッチブレーキの入力軸２４に制動部材２５を設けるとともに、前記入力軸２４をリングの中心として設けられた摺動リング２６を備えた構成となっている。 The brake mechanism 21 includes a winding gear 14 gear-connected to the relay gear 13, a spiral spring 2 provided on a shaft to which the winding gear 14 is attached, and a rotary shaft 15 geared to the winding gear 14 to which the spiral spring 2 is attached. It is comprised by the brake means 22 made to stop.
Here, the brake means 22 uses an electromagnetic clutch brake, and as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the gear is used with the output shaft 23 of the electromagnetic clutch brake (brake means) 22 as the rotating shaft 15. It has a configuration attached. The electromagnetic clutch brake 22 is a clutch brake unit in which the electromagnetic clutch and the electromagnetic brake are centered, butted and set. Here, only the electromagnetic brake is used, and the electromagnetic clutch is turned off without energizing (the clutch is connected Used in the state). Further, as described above, the output shaft 23 has a gear connected to the winding gear 14 via a gear.
And in addition to such a brake mechanism 21, while providing the braking member 25 in the input shaft 24 of an electromagnetic clutch brake, it becomes the structure provided with the sliding ring 26 provided with the said input shaft 24 as the center of a ring. There is.

制動部材２５は、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４に対して直角方向に伸縮可能で、かつ、縮小方向へ引っ張る弾性部材２７を備えたもので、前記入力軸２４に対して対称に設けられている。この形態では、制動部材２５は図２（ａ）、（ｂ）に示すように、内側ロッド２８、外側部材２９、弾性部材のスプリング２７で構成される伸縮部材３０と、伸縮部材３０を支持するハブ３１とで構成されている。 The braking member 25 is provided with an elastic member 27 which can extend and contract in a direction perpendicular to the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 and pull in the reduction direction, and is provided symmetrically with respect to the input shaft 24 There is. In this embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the braking member 25 supports the telescopic member 30 and the telescopic member 30 configured by the inner rod 28, the outer member 29, and the spring 27 of the elastic member. And a hub 31.

内側ロッド２８は、先端にスプリング止め３２が形成された断面Ｔ字型のもので、筒状（角筒も含む）の外側部材２９に挿入されている。筒状の外側部材２９は、先端が開放されており、開放された先端を接触部（ブレーキシュー）３８とした構成となっている。
一方、外側部材２９の後端部は閉じられていて中央に内側ロッド２８を挿通する挿通孔が設けられた形状となっており、例えば、外側部材２９の先端部の開口から、ロッドにスプリング２７を通した内側ロッド２８をロッド側から嵌入し、嵌入したロッドは挿通孔を通してハブ３１に取り付ける。このため、ハブ３１に取り付けられた伸縮部材３０の外側部材２９はスプリング２７の伸長により縮小する方向へ引っ張られるのである。 The inner rod 28 has a T-shaped cross section with a spring stopper 32 formed at its tip, and is inserted into a cylindrical (including square) outer member 29. The cylindrical outer member 29 has an open tip, and the open tip is configured as a contact portion (brake shoe) 38.
On the other hand, the rear end of the outer member 29 is closed and has a shape in which an insertion hole for inserting the inner rod 28 is provided at the center, for example, from the opening of the tip of the outer member 29 to the spring 27 The inner rod 28 is inserted from the rod side, and the inserted rod is attached to the hub 31 through the insertion hole. Therefore, the outer member 29 of the expandable member 30 attached to the hub 31 is pulled in the shrinking direction by the extension of the spring 27.

ハブ３１は円筒形で上部に伸縮部材３０の取り付け穴が設けられている。また、取り付け穴は、１８０度対称に設けることで、一組の伸縮部材３０をバランスさせて取り付けるようになっている。この円筒形のハブ３１には、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４を嵌入する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、図２（ａ）に示すように、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４よりも大径に形成された挿入口３３が形成されている。この挿入口３３は、挿入端から貫通孔の長さの半分程度まで形成してあって、ワンウェークラッチ３４を嵌入するようになっている。
このように構成される制動部材２５は、図２（ａ）のように、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４にワンウェークラッチ３４を嵌入しハブ３１を挿入してＣ型止め輪３５で取り付ける。すると、ワンウェークラッチ３４により、制動部材２５へは、後述のように、ゼンマイバネ２の巻き上げ時の回転が伝達されないようになっている。
なお、ここでは、一組の伸縮部材３０を取り付けたものについて述べたが、伸縮部材３０の組数は一組に限定されるものではない。組数は、制動の状況に合わせて適宜設定されるものである。 The hub 31 is cylindrical and has an attachment hole for the expansion and contraction member 30 at the top. In addition, the mounting holes are provided 180 degrees symmetrically to balance and attach a pair of telescopic members 30. The cylindrical hub 31 is formed with a through hole into which the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 is fitted. As shown in FIG. 2A, the through hole is formed with an insertion port 33 formed larger in diameter than the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22. The insertion port 33 is formed from the insertion end to about half the length of the through hole, and the one-way clutch 34 is inserted.
As shown in FIG. 2A, the one-way clutch 34 is inserted into the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 and the hub 31 is inserted and attached by the C-shaped retaining ring 35 as shown in FIG. Then, the one-way clutch 34 prevents the rotation at the time of winding of the spiral spring 2 from being transmitted to the braking member 25 as described later.
In addition, although the thing which attached one set of expansion-contraction members 30 was described here, the number of sets of the expansion-contraction members 30 is not limited to one set. The number of sets is appropriately set in accordance with the state of braking.

摺動リング２６は、図２（ｂ）のように、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４がリング２６の中心となるように電磁クラッチブレーキ２２のケースに支柱３６を設けて取り付けてある。また、摺動リング２６の内周には、摺動面３７が形成されており、摺動面３７は制動部材２５の伸長時に先端の接触部３８と接するように摺動リング２６の径と支柱３６の高さが決められている。 As shown in FIG. 2B, the sliding ring 26 is mounted with a support 36 provided on the case of the electromagnetic clutch brake 22 so that the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 is at the center of the ring 26. Further, a sliding surface 37 is formed on the inner periphery of the sliding ring 26, and the diameter of the sliding ring 26 and the support column are in contact with the contact portion 38 at the tip when the braking member 25 extends. The height of 36 is decided.

この形態は、上記のように構成されており、この遮断弁では、使用に際してゼンマイバネ２の巻き込み（巻き上げ）を行う。
すなわち、図３のように、遮断弁の出力軸５のストッパ板１７にストッパーボルト１８を当接させて出力軸５の右回りを阻止する。次に、電磁クラッチブレーキ２２をオフ（電磁ブレーキ）にした状態で、モータ６を作動してインターナルギヤ７を右回りに回転させる。すると、遊星ギヤ８は、出力軸５と一体の支軸１０に右回りの公転を阻止されて自転することになる。この結果、太陽ギヤ９と連動する中継ギヤ１３が回転し、中継ギヤ１３とギヤ接続された巻き上げギヤ１４が回転してゼンマイバネ２を巻き上げる。このとき、巻き上げギヤ１４と噛み合う電磁クラッチブレーキ２２の出力軸２３も回転するが、電磁クラッチブレーキ２２に取り付けられた制動部材２５は、ワンウェークラッチ３４により回転が伝えられないため回転しない。
そして、ゼンマイバネ２の巻き上げが完了すると、電磁クラッチブレーキ２２が作動して巻き上げギヤ１４に噛み合うギヤの回転を止めるため、ゼンマイバネ２は蓄圧（巻き締めた）状態で保持される。このとき、巻き上げギヤ１４に噛み合う中継ギヤ１３、太陽ギヤ９も回転しないように保持される。そのため、図４のように、モータ６を逆転させてインターナルギヤ７を左回りに回転すると、各遊星ギヤ８は自転しながら左回りに公転して支軸１０を押す。したがって、出力軸５及び弁体３が左回りに回転し、遮断弁を開放することができる。また、モータ６を正転すると、出力軸５及び弁体３が右回りに回転して遮断弁を閉鎖することができる。このように、モータ６を使って遮断弁の開閉ができる。 This mode is configured as described above, and in this shutoff valve, the spring-loaded spring 2 is wound up (rolled up) in use.
That is, as shown in FIG. 3, the stopper plate 17 of the output shaft 5 of the shut-off valve is brought into contact with the stopper bolt 18 to prevent the clockwise output shaft 5. Next, with the electromagnetic clutch brake 22 turned off (electromagnetic brake), the motor 6 is operated to rotate the internal gear 7 clockwise. Then, the planet gear 8, so that rotates being prevented clockwise revolving output shaft 5 and the shaft 10 of the integral. As a result, the relay gear 13 interlocked with the sun gear 9 rotates, and the winding gear 14 gear-connected to the relay gear 13 rotates to wind the spring 2. At this time, although the output shaft 23 of the electromagnetic clutch brake 22 engaged with the winding gear 14 also rotates, the braking member 25 attached to the electromagnetic clutch brake 22 does not rotate because the one-way clutch 34 does not transmit rotation.
Then, when the winding of the spiral spring 2 is completed, the electromagnetic clutch brake 22 operates to stop the rotation of the gear meshing with the winding gear 14, so that the spiral spring 2 is held in a pressure accumulated (wound) state. At this time, the relay gear 13 engaged with the winding gear 14 and the sun gear 9 are also held so as not to rotate. Therefore, as shown in FIG. 4, when rotating the internal gear 7 by reversing the motor 6 counterclockwise, the respective planetary gears 8 presses the supporting shaft 10 revolves counterclockwise while rotating. Therefore, the output shaft 5 and the valve body 3 can rotate counterclockwise to open the shutoff valve. In addition, when the motor 6 is rotated forward, the output shaft 5 and the valve body 3 can rotate clockwise to close the shutoff valve. Thus, the motor 6 can be used to open and close the shutoff valve.

一方、遮断弁の使用中に事故などで通電が遮断されると、図５に示すように、電磁クラッチブレーキ２２がオフとなって、巻き締められたゼンマイバネ２は解放される。そのため、ゼンマイバネ２の弾性復元力（伸縮力）により、巻き上げギヤ１４、中継ギヤ１３、太陽ギヤ９が巻き上げ時と逆方向へ回転する。このとき、巻き上げギヤ１４と噛み合う電磁クラッチブレーキ２２の出力軸２３は巻き上げ時と逆向きに回転するため、回転はワンウェークラッチ３４により伝達されて制動部材２５を回転させる。 On the other hand, if energization is shut off during an accident or the like while the shutoff valve is in use, as shown in FIG. 5, the electromagnetic clutch brake 22 is turned off, and the wound spring spring 2 is released. Therefore, due to the elastic restoring force (stretching force) of the spiral spring 2, the winding gear 14, the relay gear 13, and the sun gear 9 rotate in the opposite direction to that at the time of winding. At this time, since the output shaft 23 of the electromagnetic clutch brake 22 engaged with the winding gear 14 rotates in the opposite direction to that at the time of winding, the rotation is transmitted by the one-way clutch 34 to rotate the braking member 25.

制動部材２５は回転を開始すると、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４に対して直角方向に設けた伸縮部材３０に遠心力が作用する。このとき、制動部材２５は入力軸２４に対して対称に設けられているため「ぶれる」ことはなく、入力軸２４に負荷をかけることは無い。
また、遠心力は、伸縮部材３０の外側部材２９を外向きに入力軸２４から遠ざける方向へ働くため、外側部材２９は弾性部材であるスプリング２７に抗して伸長する。そのため、スプリング２７≧遠心力では、図６（ａ）のように、外側部材２９は、縮小状態である。一方、スプリング２７＜遠心力では、図６（ｂ）のように伸長するのである。 When the braking member 25 starts to rotate, a centrifugal force acts on the expandable member 30 provided in a direction perpendicular to the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22. At this time, since the braking members 25 are provided symmetrically with respect to the input shaft 24, the braking members 25 do not “blur” and do not apply a load to the input shaft 24.
Further, since the centrifugal force acts on the outer member 29 of the expansion and contraction member 30 outward in a direction away from the input shaft 24, the outer member 29 extends against the spring 27 which is an elastic member. Therefore, when the spring 27 遠心 centrifugal force, as shown in FIG. 6A, the outer member 29 is in the contracted state. On the other hand, when the spring 27 <the centrifugal force, it extends as shown in FIG. 6 (b).

すなわち、遠心力Ｔは、
Ｔ＝ｍα＝ｍＲω^２＝ｍＲ（２πｎ）^２＝４π^２ｍＲｎ^２
で示される。
ここで、スプリング（バネ）２７の反発力Ｐは、
Ｐ＝−κｘ
である。そのため、入力軸の回転数ｎ＞ｎ１のとき、Ｔ＞Ｐとなれば、外側部材２９は入力軸２４から遠ざかる方向へ移動し、摺動リング２６に接触してブレーキとして作用する。
このときの摩擦力Ｆは、
Ｆ＝−μ（Ｔ−Ｐ）＝ブレーキ力
となる。
但し、ｍ：外側部材の質量、
Ｒ：入力軸から外側部材の質量中心（重心）までの距離、
ω：入力軸の角速度、ｎ：入力軸の回転数、
ｎ１：入力軸の最高回転数、α：遠心加速度、
Ｐ：スプリングの反発力、κ：バネ定数、
ｘ：スプリングの圧縮距離、
μ：摩擦係数（外側部材の接触部と摺動リングの摺動面）、
Ｆ：摩擦力（外側部材の接触部と摺動リングの摺動面間）
である。
このため、制動部材２５の回転速度に対する伸長量は制動部材２５に備えたスプリング２７を変更するなどして調節すれば、重さに関係なく規制する速度を簡単に調整できる。 That is, the centrifugal force T is
T = mα = mRω ² = mR (2πn) ² = 4π ² mRn ²
It is indicated by.
Here, the repulsive force P of the spring (spring) 27 is
P = -κx
It is. Therefore, when the rotational speed n> n1 of the input shaft, if T> P, the outer member 29 moves in the direction away from the input shaft 24 and contacts the sliding ring 26 to act as a brake.
The frictional force F at this time is
F = −μ (T−P) = braking force.
Where m: mass of the outer member,
R: distance from the input axis to the center of mass (center of gravity) of the outer member,
ω: angular velocity of input axis n: number of rotations of input axis
n1: Maximum rotational speed of input shaft, α: centrifugal acceleration,
P: Repulsive force of spring, κ: Spring constant,
x: Spring compression distance,
μ: coefficient of friction (contact area of the outer member and the sliding surface of the sliding ring) ,
F: Frictional force (between the contact portion of the outer member and the sliding surface of the sliding ring)
It is.
For this reason, if the amount of expansion with respect to the rotational speed of the braking member 25 is adjusted by changing the spring 27 provided on the braking member 25 or the like, it is possible to easily adjust the regulated speed regardless of the weight.

この動作を図７のグラフで説明する。
図７のグラフＡに示すように、遮断弁が遮断を開始すると、解放されたゼンマイバネ２の弾性復元力（伸縮力）により、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４の回転数は徐々に増加する。そして、回転数ｎがｎ１に達すると、遠心力により外側部材２９はスプリング２７の反発力に抗して伸長し、伸長した外側部材２９は摺動リング２６の内側の摺動面３７と接触する。すると、摺動面３７と外側部材２９の接触部３８と間に摩擦力Ｆが発生して回転にブレーキが掛かり、回転数ｎが低下する。このように、回転数ｎが低下すると遠心力も低下するため外側部材２９は縮小する。また、外側部材２９が縮小すると、外側部材２９の接触部３８と摺動リング２６の摺動面３７が離れ、ブレーキがかからなくなって遠心力が増加する。そのため、外側部材２９はスプリング２７の反発力に抗して伸長し、摺動リング２６の内側の摺動面３７と接触する。そして、摺動面３７と外側部材２９と間に摩擦力Ｆが発生して回転にブレーキがかかるため回転数ｎが低下し、外側部材２９は縮小する。
このように外側部材２９が、伸長と縮小の動作を繰り返すことで、電磁クラッチブレーキ２２の入力軸２４の回転速度を一定に保つことができる。
その結果、電磁クラッチブレーキ２２の出力軸２３と噛み合う巻き上げギヤ１４を介して遮断弁の出力軸５の回転速度を一定に規制するため、遮断完了時に遮断弁の出力軸５のストッパ板１７がストッパーボルト１８に当たる衝撃を緩和することができる。 This operation will be described with reference to the graph of FIG.
As shown in the graph A of FIG. 7, when the shutoff valve starts to shut off, the number of rotations of the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 gradually increases due to the elastic restoring force (stretching force) of the released spring. When the rotational speed n reaches n1, the centrifugal force causes the outer member 29 to extend against the repulsive force of the spring 27, and the extended outer member 29 contacts the inner sliding surface 37 of the sliding ring 26. . Then, a frictional force F is generated between the sliding surface 37 and the contact portion 38 of the outer member 29 to brake the rotation, and the number of rotations n decreases. Thus, when the rotational speed n decreases, the centrifugal force also decreases, so the outer member 29 shrinks. In addition, when the outer member 29 is contracted, the contact portion 38 of the outer member 29 and the sliding surface 37 of the sliding ring 26 are separated, the brake is not applied and the centrifugal force is increased. Thus, the outer member 29 extends against the repulsive force of the spring 27 and contacts the inner sliding surface 37 of the sliding ring 26. Then, a frictional force F is generated between the sliding surface 37 and the outer member 29 to brake the rotation, so that the number of rotations n is reduced and the outer member 29 is contracted.
The rotation speed of the input shaft 24 of the electromagnetic clutch brake 22 can be kept constant by repeating the extension and contraction operations of the outer member 29 in this manner.
As a result, in order to regulate the rotational speed of the output shaft 5 of the shutoff valve constant via the hoisting gear 14 engaged with the output shaft 23 of the electromagnetic clutch brake 22, the stopper plate 17 of the output shaft 5 of the shutoff valve The impact on the bolt 18 can be mitigated.

ちなみに、従来の錘２０ｗを用いた場合は、図７に一点鎖線でプロットしたグラフＢのように、回転数が遮断完了時まで増加し、場合によっては最高回転数ｎ２まで増加する。そのため、遮断弁の出力軸５のストッパ板１７が遮断完了時にストッパーボルト１８に当たる際の衝撃を緩和することができない。しかも、ｎ２＞ｎ１となるため、本願に比べて重い錘２０ｗを使用する電磁クラッチブレーキ２２は、軸受けやワンウェークラッチ３４などに大きな慣性によるダメージを与える。 Incidentally, when the conventional weight 20 w is used, the rotational speed increases up to the completion of cutoff as shown by a graph B plotted by an alternate long and short dash line in FIG. Therefore, the impact when the stopper plate 17 of the output shaft 5 of the shutoff valve hits the stopper bolt 18 when the shutoff is completed can not be alleviated. Moreover, since n2> n1, the electromagnetic clutch brake 22 using a weight 20w that is heavier than that of the present invention damages the bearings, the one-way clutch 34, etc. due to large inertia.

この実施例１は、図８（ａ）、（ｂ）のように、制動部材２５に風受け４０を設けたものについて説明する。
風受け４０は、例えば、ダリウス風車のような垂直な翼を移動部材２５の下方に設けたもので、伸縮部材３０と同様に１８０度対称に設けている。このような風受け４０を設けて、回転時の風を受けることでブレーキをかける。
したがって、風受け４０によるブレーキを併用すれば、その分だけ制動部材２５のブレーキの負担を軽減できる。その結果、制動部材２５及び摺動リング２６の寿命を延ばしたり、制動部材２５及び摺動リング２６の構造を簡単に軽量化して軸の負担を軽減してブレーキ機構の寿命を延ばしたりできる。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, the braking member 25 provided with the wind catcher 40 will be described.
The wind receiver 40 is, for example, provided with a vertical wing such as a Darrius windmill below the moving member 25 and is provided 180 degrees symmetrically as the telescopic member 30. Such a wind catcher 40 is provided and brakes are applied by receiving the wind during rotation.
Therefore, if the brake by the air bearing 40 is used together, the burden of the brake of the braking member 25 can be reduced by that much. As a result, the lives of the braking member 25 and the sliding ring 26 can be extended, and the structures of the braking member 25 and the sliding ring 26 can be easily made lighter to reduce the load on the shaft and extend the life of the brake mechanism.

なお、実施形態では、弾性部材２７にスプリングを用いたが、弾性部材２７はこれに限定されるものではない。例えば、ゴムや樹脂などの弾性部材２７を用いることもできる。また、実施形態では、伸長方向のスプリングを用いたが、逆に、縮小方向のスプリングを用いた機構とすることができる。
なお、図中符号５０は、マイクロスイッチとカムとで構成され、遮断弁の開閉を検出するためのセンサ機構である。 In the embodiment, a spring is used as the elastic member 27, but the elastic member 27 is not limited to this. For example, an elastic member 27 such as rubber or resin can also be used. Moreover, although the spring of the expansion direction was used in embodiment, it can be set as the mechanism which used the spring of the reduction direction conversely.
In addition, the code | symbol 50 in a figure is comprised with a micro switch and a cam, and is a sensor mechanism for detecting the opening and closing of a cutoff valve.

１ブレーキ機構
２ゼンマイバネ
３弁体
５出力軸
１４巻き上げギヤ
１５回転軸
１６ブレーキ手段
１９入力軸
２１ブレーキ機構
２２電磁クラッチブレーキ
２３出力軸
２４入力軸
２５制動部材
２６摺動リング
２７スプリング
３０伸縮部材
３４ワンウェークラッチ
３７摺動面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 brake mechanism 2 spring-spring 3 valve body 5 output shaft 14 hoisting gear 15 rotating shaft 16 brake means 19 input shaft 21 brake mechanism 22 electromagnetic clutch brake 23 output shaft 24 input shaft 25 braking member 26 sliding ring 27 spring 30 elastic member 34 one way Clutch 37 Sliding surface

Claims

A hoisting gear connected to an output shaft provided with a valve body, a spring spring provided on the shaft to which the hoisting gear is attached, and a brake means for stopping a rotating shaft engaged with the gear attached to the spring. It has a brake mechanism, operates the brake mechanism to hold the wind-up spring, and releases the brake mechanism in an emergency to release the wind-up spring, and shuts the valve body to shut off There,
Stretchable in a direction perpendicular to the rotational axis of the brake mechanism, and includes an elastic member pulling the reduction direction, and a cylindrical outer member and the contact portion of the opened front end, the brake mechanism via the one-way clutch Braking members provided symmetrically with respect to the rotation axis of
A sliding surface in contact with the contact portion at the tip of the outer member at the time of extension of the braking member is formed on the inner periphery of the ring, and provided with a sliding ring provided around the rotation axis of the brake mechanism. Shut off valve.

The shutoff valve according to claim 1, wherein the braking member is provided with a wind receptacle for receiving wind when rotating.

The shutoff valve according to claim 1 or 2, wherein the brake mechanism is a clutch brake unit in which an electromagnetic clutch and an electromagnetic brake are set in contact with each other.