JPH0235254A - 電動アクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータの回転をギア機構で減速し出力軸を介し
トルクとして出力する電動アクチュエータに関するもの
である。

〔従来の技術］ 駆動源の回転をトルクとして出力するアクチュエータの
一種として、モータの回転をギア機構で減速し出力軸を
介して従動側に伝達する電動アクチュエータが知られて
いる。この種の電動アクチュエータにおいては、出力軸
に過負荷が作用したり、従動側の例えば弁が全開または
全開になったりしたときにそのま＼モータによる駆動を
続けると、モータのコイルが焼損するおそれがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで従来、このような従動側が過負荷になったり作動
端限に達したときなどにモータへの通電を遮断する各種
のトルクリミット機構が提案されているが、いずれも構
造が複雑で占有スペースが大きく、調整が困難であると
いう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明では、モータと
ギア機構およびこれらを支持する支持部材を備えた出力
軸駆動機構を、出力軸を中心に揺動可能に構成するとと
もに、接点を互いに対向させて前記支持部材の揺動端部
に固定され前記モータに接続された一対のリミットスイ
ッチと、これら両すミノ）・スイッチの接点間に一部を
臨ませ出力軸を軸支する筐体側に固定された接点開閉部
材と、前記支持部材の揺動端側に装着されこの支持部材
の正方向・＼の揺動と逆方向への揺動とでそれぞればね
力を蓄積されるばね力調節可能な１個のばね部材とを設
υノだ。

〔作　用〕

モータ軸の回転はギア機構で減速され、出力軸を介して
従動側に伝達される。従動側に過負荷が発生したり、従
動側が両方の各作動端限に達したりすると、出力軸駆動
機構全体がばね部材のばね力に抗し出力軸を中心にして
いずれかの方向に揺動するので、接点開閉部材がリミッ
トスイッチの接点を開放させ、モータが停止する。ばね
部材のばね力を二ｙ、１節するごとにより、出力軸駆？
ＪＪ機構の揺動し始めるトルクが調節される。

〔実施例〕

本実施例は本発明を弁の開閉用に実施した例を示し、第
１図はその平面図、第２図は同じく縦断面図、第３図は
一部図示を省略して示す平面図、第４図は同じく側面図
、第５図は第４ＭのＶ−Ｖ断面図、第〔５図は動作を説
明するために第５図に対応して示す断面図である。図に
おいて、アクチュエータ１は図示しない従動側の弁本体
との間をヨーク２で連結された筐体側部材としての固定
ベース３を備えており、この固定ベース３には、下方へ
開Ｌ１する方形箱状に形成されたカバー４がねし止めさ
れている。このカバー４と固定ベース３とには、出力軸
５が軸受６，７を介して回動自在に軸支されており、こ
の出力軸５は、カップリング８を介して図示しない弁本
体内の弁に連結されている。９はは＼゛長方形の板状に
形成された支持部材としての下部プレーｉ−であって、
固定ベース３に近接し−に下動を規制されて出力軸５に
回動自在に支持されており、この下部プレート９の一端
に形成された長孔９ａは、固定ベース３のねし孔に螺入
されたピン１０に長孔９ａの長さ方向へ摺動自在に嵌合
されている。また、１１は長方形板状に形成されて下部
プレー１−９との間を図示しないステーで−・体化され
た支持部材としての」一部プレー１〜であって、出力軸
５に回動自在に嵌合されており、ごの）一部プレート１
】」−には、モータ１２がモータ軸１３を下方に向けて
固定されている。

モータ軸１３に軸着された小ギア１４は、−Ｆ下のプレ
ー）１１．９に両端を固定されたギア軸１５トの回動自
在かつ摺動自在なギア１６と噛合っており、ギア１６に
は小ギア１７が一体的に形成されている。１８はギア軸
１５と平行して上下のプレート１１９に固定状態で支持
されたギア軸であって、このギア軸１８−ヒには、小ギ
ア１７と噛合うギア１９と、その下方の小ギア２０とが
一体形成されて回転自在に嵌装されており、小ギア２０
は、前記ギア軸１５上に小ギア２１と一体形成されて回
動自在に嵌合されたギア２２と噛合っている。ギア１６
とギ　ア２２との間には、ギア１６を上方へ弾発する圧
縮コイルばね２３が介装されており、ギア１６には、ご
れを摺動させてギア１７とギア１９との噛合を断接する
断接機構（後述）がイＮ１設されている。

一方、」二部プレート１１上には、ポテンショメータ２
４が固定されており、その軸にはギア２６が軸着されて
いる。２８は出力軸５上に軸着された出力軸ギアであっ
て、前記小ギア２１と噛合う扇形状のトルク伝達用のセ
グメントギア２９と、ポテンショメータ２４例のギア２
６と噛合うはヌ半円形状の回転角度伝達用のセグメント
ギア３０とで段違い状に一体形成されており、小ギア２
１の回転を出力軸５に伝達するとともに、出力軸５の回
転をポテンショメータ２４に伝達するように構成されて
いる。

前記ギア１６の上方には、有底円筒状の軸受部３１がカ
バー４に一体形成されていて、この軸受部３１には、先
端をギア１６の上面近傍に臨ませた手動断接ピン３２が
上下動自在に支持されており、この手動断接ピン３２と
軸受部３１の底面との間には、手動断接ピン３２を上方
へ付勢する圧縮コイルばね３３が介装されている。こう
することにより、手動断接ビン３２を圧縮コイルばね３
３の弾発力に抗して押下げると、ギア１．６．１７が圧
縮コイルばね２３の弾発力に抗して下降し、小ギア１７
とギア１９との噛合が外れるように構成されている。

前記下部プレート９の一端には、断面長方形状に形成さ
れたスタッド３４が突設されており、また、このスタッ
ド３４の両側には、接点開閉部材としての長短２本のピ
ン３５．３６が前記固定ベース３から突設されていて、
ピン３５の上端はカバー４に固定されている。なお、上
部プレー１へ１１には、ピン３５を係入させる切欠き３
７が設けられている。スタフＦ３４の軸孔には、ばね軸
３８が鍔付きのブンシｊ３８　ａを介して軸方向へ進退
自在に嵌合されており、このばね軸３８の先端ねじ部３
８１）には、長方形板状のプレート３９のねし孔が進退
調節自在に螺合されている。またばね軸３８上の前記ブ
ツシュ３８ａには、別のプレー１〜４０がプレート３９
との間でスタンド３４とピン３５．３６とを挟持するよ
うにして嵌着されており、このプレー１−３９と、ばね
軸３８の頭部との間には、圧縮コイルばね４１が両端を
ばね受げ４２．４３で挟持され弾発力をわずかに蓄積さ
れて介装されている。そして、上部プレート１１トには
、接点の開放によりモータＩ２を停＋１ニさせる一対の
リミットスイッチ４４．４５が接点４４ａ。

４５ａを互いに対向させて固定されており、これら両接
点４４ａ、４５ａ間には、前記ピン３５の一部が臨んで
いる。このように構成されていることにより、弁の全開
、全閉時および発側の過負荷時には、モータ１２と減速
ギア機構およびこれらを支持する上下のプレー１−１１
９等からなる支持軸駆動機構４６全体が出力軸５を中心
にして正方向または逆方向に水平回動し、どちらかのリ
ミッＩ・スイッチ４４．４５の接点がピン３５で開放さ
れてモータ１２が停止する。この場合、スタッド３４と
ともにばね軸３８がどの方向へ移動しても、プレート３
９またはプレー１へ４０がピン３５゜３６で移動を規制
されることにより、圧縮コイルばね４１が圧縮されて弾
発力が蓄積されるように構成されている。

以」−のように構成された電動アクチコーエータの動作
を説明する。モータ１２を始動すると、モータ軸１３の
回転は、ギア１４，１６，１．７．１９２０により減速
されてギア２２１こ伝達され、小ギア２１とセグメント
ギア２９との噛合により出力軸５に伝達されるとともに
、セグメントギア３０とギア２６との噛合によりポテン
ショメータ２４に伝達される。弁が所定開度だけ開いて
出力軸５が所定角度だけ回動すると、ギア３０．２６の
噛合によりポテンショメータ２４がこれを検出して信号
を発し、モータ１２が停止して弁が所定開度で停止する
。

例えば弁の開動作中に、弁に異物が噛んだりして過負荷
になると、減速ギア列が停止してモータ軸１３のみが回
転を続けようとすることにより、出力軸駆動機構４６全
体が一体となって出力軸５を中心に反時計方向に揺動す
る。この結果、上部プ レート 動し、リミットスイッチ４４の接点４４ａがピン３５に
よって開放されるので、モータ１２が停止して過負荷に
よるモータ１２のコイルの焼損が防止される。ごの場合
、下部プレート９の揺動によりスタッド３４とブツシュ
３８ａとを介して両プレー１−３９　　４０，圧縮コイ
ルばね４１，ばね軸３８が一体となって矢印へ方向に移
動するが、プレート３９がピン３５に当接してからは、
ばね軸３８が移動を規制されることにより、圧縮コイル
ばね４１が圧縮され、出力軸駆動機構４６は圧縮コイル
ばね４１の弾発力に抗して移動する。そしてばね軸３８
を回動進退させて圧縮コイルばね４１のばね力を調節す
ることにより、過負荷で出力軸駆動機構４６が揺動し始
める１−ルクを任意に設定することができる。

また、例えば弁の閉動作中に、弁に異物が噛んだりして
過負荷になると、減速ギア列が停止してモータ軸１３の
みが回転を続けようとすることにより、出力軸駆動機構
４６全体が一体となって出刃軸５を中心に時計方向に揺
動する。この結果、上部プレー１〜１１が第６図（ｂ）
に矢印１３で示す方向に移動し、リミットスイッチ４５
の接点４５ａがピン３５によって開放されるので、モー
タ１２が停止して過負荷によるモータ］２のコイルの焼
損が防止される。この場合、下部プレート９の揺動によ
りスタッド３４とブソンユ３８ａとを介して両プレーｈ
３９．４０．圧縮コイルばね４１．ばね軸３８が一体と
なって矢印Ｂ方向に移動するが、プレート４０がピン３
５に当接してからは、ブレトイ０が移動を規制されるこ
とにより、圧縮コイルばね４１が圧縮され、出力軸駆動
機構４Ｇは圧縮コイルばね４１の弾発力に抗して移動す
る。

この場合も、ばね軸３８を回動進退させて圧縮コイルば
ね４１のばね力を調節することにより、過負荷で出力軸
駆動機構４６が回動し始めるトルクを任意に設定するこ
とができる。

さらに、手動断接ピン３２を押下げると、ギア１６．１
７が下降してギア１７．１９の噛合が外れるので、回転
の伝達が遮断される。

なお、本実施例では本発明を弁の開閉用に実施した例を
示したが、その他各種の機器に実施するごとができ、同
様の作用効果を奏する。

〔発明の効果〕

以北の説明により明らかなように本発明によれば電動ア
クチュエータにおいて、モータとギア機構およびこれら
を支持する支持部材を備えた出力軸駆動機構を、出力軸
を中心に揺動可能に構成するとともに、接点を互いに対
向させて前記支持部材に固定され前記モータに接続され
た一対のリミットスイッチと、これら両すミットスイッ
チの接点間に一部を臨ませ出力軸を軸支する筐体側に固
定された接点開閉部材と、前記支持部材の揺動端側に装
着されたばね力調節可能な１個の圧縮コイルばねとを設
け、支持軸駆動機構がどの方向へ移動しても圧縮コイル
ばねが圧縮されるように構成したことにより、過負荷時
にリミソＩ・スイッチを介しモータが停止してモータコ
イルの焼損を防止することができることはもとより、１
個のばね部材とばね軸等を設けるだけの簡単な構成によ
り出刃軸駆動機構の正逆両方向への揺動トルクを任意に
設定することができるので、機能の優れた小形で調整工
数の少ない電動アクチュエータが得られ、コストの低減
と操作性の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る電動アクチュエータ
の実施例を示し、第１図はその平面図、第２図は同じく
縦断面図、第３図は一部図示を省略して示す要部の平面
図、第４図は同じく側面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断
面図、第６図（ａ）、（ｂ）は動作を説明するために第
５図に対応して示す断面Ｍである。 １・・・・アクチエエータ、３・・・固定ベース、５・
・・・出力軸、９・・・・下部プレート、１１・・・　
・］二部ブレート、１２・　・・・モータ、！４　１７
，２０．２１・・・−小ギア、１６゜１９．２２・・・
・ギア、２８・・・・出力軸ギア、３４・・・・スタッ
ド、３５．３６・・・・ピン、３Ｂ・・・・ばね軸、３
９．４０・・・・プレート、４１・・・・圧縮コイルば
ね、４４゜４５・・・・リミットスイッチ、４４ａ、４
５ａ・・・・接点、４６・・・・出力軸駆動機構。 特許出願人　　山武ハネウェル株式会社代　理　人　　
山川政樹（ばか２名） 」千続辛甫正書（自　発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　モータの回転をギア機構で減速し出力軸を介して従動
   側に伝達する電動アクチュエータにおいて、前記モータ
   とギア機構およびこれらを支持する支持部材を備えた出
   力軸駆動機構を、前記出力軸を中心に揺動可能に構成す
   るとともに、接点を互いに対向させて前記支持部材の揺
   動端部に固定され前記モータに接続された一対のリミッ
   トスイッチと、ごれら両リミットスイッチの接点間に一
   部を臨ませ前記出力軸を軸支する筐体側に固定された接
   点開閉部材と、前記支持部材の揺動端側に装着されこの
   支持部材の正方向への揺動と逆方向への揺動とでそれぞ
   ればね力を蓄積されるばね力調節可能な１個のばね部材
   とを設けたことを特徴とする電動アクチュエータ