JPH0247632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体の流量を調節する弁開閉装置の
弁棒に、異常なトルクが生じたときに、これを検
出して、弁棒を上下動させるためのモータを停止
させるようにしたトルク検出機構に関するもので
ある。

第１図は、従来の弁開閉装置１を上部に備える
弁２の外観を示している。弁２の流量を調節する
ために開閉する弁体は、上下方向の弁棒の下端に
取付けられており、弁棒の上端は、弁開閉装置１
内のドライブスリーブ内に螺合している。正逆転
可能なモータ３の回転は、ウオーム歯車機構から
なる減速機構を介してドライブスリーブに伝達さ
れ、ドライブスリーブの正逆転により、弁棒が上
下動して弁体の開閉が行われるようになつてい
る。

モータ３の回転を、はす歯歯車により、弁開閉
装置１の本体４内に設けられたウオーム軸に伝達
し、さらに、ウオーム軸のウオームに噛合し、か
つ、上記ドライブスリーブと一体をなすウオーム
ホイールに伝達して、弁棒を上下動させている。

上記ウオーム軸と、弁体の開度を検出するリミ
ツトスイツチとの間には、別のウオーム減速機構
が設けられており、ウオーム軸とトルク検出機構
との間にも、さらに別のウオーム減速機構が設け
られている。

このトルク検出機構は、弁２内に異物がつまつ
て、弁棒を回転させるための負荷トルクが過大に
なつたときのウオームのスライド移動によりこれ
を検出して、モータへの通電を停止させるもので
ある。このような従来の弁開閉装置においては、
弁軸に対し、モータの出力軸の他に、リミツトス
イツチ装置およびトルク検出装置の各軸が、直交
した水平状態にあり、各軸は、弁棒に対しても直
交状態にあつたので、弁開閉装置１の占めるスペ
ースが大き過ぎて、配管系の設置に支障を来たす
場合があつた。また、ウオーム機構を使用してい
るので、動力の伝達効率が低下して、モータ容量
が大きくなる不都合があつた。

本発明の目的は、弁棒のトルク検出するために
従来用いられていたウオーム軸、およびこれのス
ライド機構を用いることなく、トルクの検出を行
うことが可能としたトルク検出機構を提供するこ
とにあり、このために、モータの回転のために、
ウオーム減速機以外の減速機構を用いるととも
に、モータ軸およびトルク検出機構、リミツトス
イツチ装置等の各軸を、弁棒と平行となるように
配設して、弁開閉装置のコンパクト化を図つた弁
開閉装置のトルク検出機構を提供することにあ
る。

そのため、本発明では、弁体を下端に有する弁
棒の上端と螺合され、正逆転時に弁棒を上下動さ
せて弁体の開閉を行うドライブスリーブと、この
ドライブスリーブと平をなす。正逆転可能なモー
タ軸との間に設けられ、複数段の平歯車対によ
り、モータの回転をドライブスリーブに伝達する
減速機構とを有する弁開閉装置において、 上記モータ軸に取付けた第１ピニオンに噛合す
る第１従動歯車、および、モータ軸と同心の第１
支軸に取付けた第２従動歯車に噛合して、これを
駆動する第２ピニオンが、それぞれ上下端に固着
されている回転軸と、この回転軸が枢着され、基
部が上記第１支軸に枢着されるとともに、外周に
セクターギヤを有する可動腕と、ユニツト化され
たトルクスイツチ装置から支持板を貫通して本体
内に延びる軸と、軸に装設され前記セクターギヤ
との噛合で回動が与えられる検出ピニオンからな
り、前記弁棒に作用する過負荷トルクを検出する
ようにした構成を採ります。

以下第２図以降の各図に示す実施例に基づき、
本発明を説明する。

第２図は、弁２の上部に設けられた弁開閉装置
１１のカバーおよび取付け板を外し、本体１２内
に収納された歯車列の平面図を示している。

この弁開閉装置１１の本体１２の下部には、第
３図示すように、ドライブスリーブ１３の下部が
軸受１４を介して枢着され、ドライブスリーブ１
３の上部は、本体１２の上部に固着された支持板
１５に枢着されている。

ドライブスリーブ１３内には、ステムナツト１
６が螺合され、その下端は、ドライブスリーブ１
３に螺合されたロツクナツト１７により固定され
ている。

ステムナツト１６には、弁棒１８の上端が螺合
されており、弁棒１８の下端には、第１図の弁２
におけるような弁体が固着されており、後述する
ようにして、ステムナツト１６の正逆転による弁
棒１８の上下動により、弁体が開閉させられるよ
うになつている。

支持板１５に取付けられたモータ１９のモータ
軸２１は、弁棒１８およびドライブスリーブ１３
に平行となるように配置されている。モータ１９
とドライブスリーブ１３との間には、複数の平歯
車対により多段に減速された減速機構２２が配置
されている。

モータ軸２１に固着された第１ピニオン２３に
は、第１従動歯車２４が噛合しており、上端に同
歯車２４が固着された回転軸２５の下端には、第
２ピニオン２６が固着されている。

第２ピニオン２６に噛合する第２従動歯車２７
は、モータ軸２１と同心上にある第１支軸２８に
固着されている。第１支軸２８の下端は本体１２
に、同じく上端は、第４図に示すように、支持板
１５に取付けられた板３１に、それぞれ枢着され
ている。

回転軸２５は、可動腕２９の中程に枢着されて
おり、基部を第１支軸２８に枢着された可動腕２
９の端部には、セクターギヤ２９ａが形成されて
いる。セクターギヤ２９ａに噛合する検出ピニオ
ン３１は、トルクスイツチ装置３２（第２図参
照）の軸３３に固着されている。

第２従動歯車２７の下部には、第３ピニオン３
４が一体的に設けられており、これに噛合する第
３従動歯車３５は、軸３６に、回転自在かつ摺動
自在に取付けられている。

第２支軸３６の上端は、支持板１５に固着され
た軸受３８に枢着されており、第２支軸３６の下
端は、支持板３９に固着された軸受４１に枢着さ
れている。支持板３９は、複数の支柱４２によつ
て、支持板１５に取付けられている。

第３従動歯車３５の上部には、ラツク４３が一
体的に設けられ、また同じく下部には、第４ピニ
オン４４およびボス４５が一体的に設けられてい
る。第２支軸３６の下部に挿通された圧縮ばね４
６の各端は、ボス４５および軸受４１に圧接して
おり、この圧縮ばね４６の弾発力により、第３従
動歯車３５の上面は、ラツク４３の下面に圧接し
ている。

第１支軸２８には、カラー４７および第４ピニ
オン４４と噛合する第４従動歯車４８が、それぞ
れ枢着されている。第４従動歯車４８の下面には
傘歯車４９が形成され、その下方には、第５ピニ
オン５１が連設されている。第５ピニオン５１と
噛合する第５従動歯車５２は、キー５３により回
り止めされて、前記ドライブスリーブ１３に取付
けられている。

ドライブスリーブ１３に噛合されて第５従動歯
車５２をロツクしているナツト５４は、その側面
に螺入された小ねじ５５により緩み止めされてい
る。

前記ラツク４３にはピニオン５６が噛合してお
り、ピニオン５６の基部５６ｂは、本体１２に枢
着されている。基部５６ａの端部に設けられた軸
５６ｂには、弁開閉の手動時に用いられる解除用
のつまみ５７が取付けられている。

第４図および第２図において、第４従動歯車４
８と一体の傘歯車４９の近傍には、駆動用の傘歯
車５８が対向している。傘歯車５８を内端に設け
られた駆動軸５９は、第２図に示すように、本体
１２に設けられたケーシング６１およびこれを固
着された蓋６２に、摺動自在に枢着されている。

駆動軸５９は、各端をケーシング６１および駆
動軸５９に係止されたスナツプリンング６３に、
それぞれ圧接するようにして駆動軸５９に巻装さ
れた圧縮ばね６４の弾力によつて、外方に付勢さ
れている。

駆動軸５９の外端には、手動用のハンドル６５
が固着されており、スナツプリング６３が第２図
に示すように蓋６２に圧接しているときには、傘
歯車５８は、第２図の実線で示す位置にあつて、
他方の傘歯車４９には噛合していない状態にあ
る。

第４図において、第４従動歯車４８に噛合して
いる遊び歯車６６は、支持板１５，３９に各端を
枢着されている第３支軸６７に枢着され、かつ、
第３支軸６７に嵌合された管６８，６９により、
高さ位置を保持されている。

遊び歯車６６には、従動軸７１の下端に設けら
れたピニオン７２が噛合している。従動軸７１の
各端部は、軸受７３，７４を介して、支持板１
５，３９にそれぞれ枢着されている。

従動軸７１に、同心的に穿設された孔７５内に
は、リミツトスイツチ装置７６の軸７７が嵌合し
ており、軸７７の下端に横向きに固植されたピン
７８は、従動軸７１の管状部に縦向きに穿設され
た長孔７９を貫通している。孔７５内には、軸７
７が上方に付勢する圧縮ばね８１が内装されてい
る。

上記リミツトスイツチ装置７６は、外部操作に
より弁体の開度を設定するものであつて、弁体が
設定値に達したときに、モータ１９に対する通電
を停止して、弁開閉装置１１の作動を停止させる
ものである。

第３図において、トルクスイツチ装置３２の軸
３３および検出用ピニオン３１は、ドライブスリ
ーブ１３に負荷されるトルクが適正な値であると
きには、第２図に示すように、その基準線８２
が、セクターギヤ２９ａの中央に対峠した中立位
置、すなわちモータ軸２１と軸３３を結ぶ線上に
ある。

検出用ピニオン３１が、後述の作用により、正
逆いずれかに回動する場合において、トルクスイ
ツチ装置３２内に設けられた１対のばね機構（図
示略）の作用によつて、回動量に比例して増大す
る抵抗が負荷されるようになつている。

この抵抗に打ち克つて、或る限界値まで検出用
ピニオン３１が回動すると、トルクスイツチ装置
３２内のスイツチ（図示略）が働いて、モータ１
９の回転を停止させるようになつている。検出用
ピニオン３１に作用する上記の抵抗は、オペレー
タによる操作によつて適宜の値に設定することが
できるようになつている。

このように構成された機構において、モータ１
９に通電して、モータ軸２１を第２図において時
計方向に正転させると、これに連動する各歯車
は、実線の矢印で示す正転および破線の矢印で示
す逆転方向に、それぞれ回動する。

第５従動歯車５２が逆転することにより、これ
と一体のステムナツト１６が同方向に回転する。
ステムナツト１６に噛合している弁棒１８のねじ
部１８ａを、左ねじに形成しておけば、ステムナ
ツト１６の逆転により、弁棒１８が上昇して、弁
２の弁体を開いていく。

これとは逆に、モータ軸２１を、第３図におい
て矢印と反対の向きに逆転させると、弁棒１８は
下降していつて、弁体は閉じる向きに下降する。

第４図において、モータ軸２１の回転は、遊び
歯車６６を介して、リミツトスイツチ装置７６の
軸７７に伝達される。リミツトスイツチ装置７６
には、弁体の昇降による弁２の開口量が予じめ設
定されており、軸７７がこの設定値に対応する分
だけ回動すると、リミツトスイツチ装置７６内の
スイツチが働いて、モータ１９に対する通電が停
止される。

弁２の開閉を手動で行う時には、第３図を右方
から見た状態で、つまみ５７を時計方向に回動す
る。この回動によりラツク４３が下降し、これと
一体の第３従動歯車３５が第３ピニオン３４から
外れて、ドライブスリーブ１３とモータ１９との
連係が断たれる。

この状態において、第２図に示すハンドル６５
を押込んで、傘歯車５８を鎖線で示す位置に進出
させることにより、傘歯車５８は、第３図に示す
ように、傘歯車４９に噛合する。ハンドル６５
を、逆転または正転することにより、弁棒１８
は、上昇または下降して弁２の開閉を行う。

弁２を流れる流体に、何らから異物が侵入した
場合には、これが弁２内の可動部に付着して、弁
棒１８の回転作用に支障を来たす。すなわち、弁
棒１８を回転させるための負荷トルクが過大にな
り、遂には、モータ１９の通電状態の下で、弁棒
１８が回転を停止したりする。

このような事態が生じたときには、モータ１９
への通電を停止して、モータ１９の過負荷トルク
による焼損を防止する必要がある。

第３図において、弁２内の異常により、弁棒１
８を回転するための負荷トルクが過大になつたと
き、すなわち、第２従動歯車２７を回動させ難く
なつたときに、モータ軸２１の駆動力により、第
２ピニオン２６は反時計方向に自転しながら、第
２従動歯車２７の周面に沿つて、反時計方向に公
転する。

第２ピニオン２６と一体の第１従動歯車２４
は、第１ピニオン２３の周りを反時計方向に公転
し、これらの共通の軸２５は、第２図の破線で示
すように、モータ軸２１および第１支軸２８の周
りに反時計方向に公転する。

軸２５は、可動腕２９に支持されているので、
軸２５の上記の反時計の公転により、可動腕２９
のセクターギヤ２９ａが第２図において破線の矢
印で示す向きに逆転して、検出用ピニオン３１を
第２図において時計方向に回動させる。

検出用ピニオン３１には、前述したように、そ
の中立位置からの回動量に比例して増大する抵抗
が負荷されており、可動腕２９は、この抵抗に均
り合う状態まで、検出用ピニオン３１を回動させ
て停止する。

弁棒１８の過大負荷トルクが、或る一定値以上
になつて、検出用ピニオン３１が或る限界量だけ
回動すると、トルクスイツチ装置３２内のスイツ
チ（同示略）が働いて、モータ１９への通電を停
止するようになつている。

上記のトルク検出作用は、モータ軸２１が第２
図において正転し、弁棒１８を上昇させる場合に
ついて述べたが、モータ軸２１が逆転していると
きの過負荷トルク発生時においても、同様にし
て、第１従動歯車２４および第２ピニオン２６が
時計方向に公転し、これにより、検出用ピニオン
３１が、第２図において反時計方向に逆転して、
過負荷トルク量を検出し、或る設定値以上になつ
た場合には、モータ１９への通電が停止される。

すなわち、本発明の構成によれば、次の効果を
奏する。

(1) 弁棒およびドライブスリーブに対し、モー
タ、トルクスイツチ装置およびリミツトスイツ
チ装置、モータ等の諸機能部品の軸心を、平行
状態かつユニツトとしてドライブスリーブの周
りに効率良く配設することができる。

(2) ユニツト化されたトルクスイツチ装置から延
出する軸に設けた検出ピニオンを、可動腕の一
端に設けたセクターギヤに噛合させるだけで、
トルクスイツチ装置を容易に取付けることがで
きる。

(3) 先願技術として実願昭58−17933号の考案の
もののように、揺動フレームと取付軸とをリン
ク機構で関連させたものがあるが、本発明は可
動腕の動きをセクターギヤで検出ピニオンを介
してトルクスイツチ装置に直接伝達するので、
先願のものに比べ回動軸となる部分を少くで
き、回動軸の油切れ、またはガタによるトルク
スイツチの作動不良を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の弁開閉装置付き弁の一例を示
す斜視図、第２図は、本発明の一実施例を示す弁
開閉装置のトルク検出機構の平面図、第３図は、
第２図におけるＡ−Ａ線縦断面図、第４図は、第
２図におけるＢ−Ｂ線縦断面図である。 １…弁開閉装置、２…弁、３…モータ、１１…
弁開閉装置、１２…本体、１３…ドライブスリー
ブ、１４…軸受、１５…支持板、１６…ステムナ
ツト、１７…ロツクナツト、１８…弁棒、１９…
モータ、２１…モータ軸、２２…減速機構、２３
…第１ピニオン、２４…第１従動歯車、２５…回
転軸、２６…第２ピニオン、２７…第２従動歯
車、２８…第１支軸、２９…可動腕、２９ａ…セ
クターギヤ、３１…検出ピニオン、３２…トルク
スイツチ装置、３３…軸、３４…第３ピニオン、
３５…第３従動歯車、３６…第２支軸、３８…軸
受、３９…支持板、４１…軸受、４２…支柱、４
３…ラツク、４４…第４ピニオン、４５…ボス、
４６…圧縮ばね、４７…カラー、４８…従動歯
車、４９…傘歯車、５１…第５ピニオン、５２…
第５従動歯車、５３…キー、５４…ナツト、５５
…小ねじ、５６…ピニオン、５７…つまみ、５８
…傘歯車、５９…駆動軸、６１…ケーシング、６
２…蓋、６３…スナツプリング、６４…圧縮ば
ね、６…遊び歯車、６７…第３支軸、６８，６９
…管、７１…従動軸、７２…ピニオン、７３，７
４…軸受、７５…孔、７６…リミツトスイツチ装
置、７７…軸、７８…ピン、７９…長孔、８１…
圧縮ばね、８２…基準線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁体を下端に有する弁棒の上端と螺合され、
   正逆転時に弁棒を上下動させて弁体の開閉を行う
   ドライブスリーブと、このドライブスリーブと平
   行をなす、正逆転可能なモータ軸との間に設けら
   れ、複数段の平歯車対により、モータの回転をド
   ライブスリーブに伝達する減速機構とを有する弁
   開閉装置において、 上記モータ軸に取付けた第１ピニオンに噛合す
   る第１従動歯車、および、モータ軸と同心の第１
   支軸に取付けた第２従動歯車に噛合して、これを
   駆動する第２ピニオンが、それぞれ上下端に固着
   されている回転軸と、この回転軸が枢着され、基
   部が上記第１支軸に枢着されるとともに、外周に
   セクターギヤを有する可動腕と、ユニツト化され
   たトルクスイツチ装置から支持板を貫通して本体
   内に延びる軸と、軸に装設され前記セクターギヤ
   との噛合で回動が与えられる検出ピニオンからな
   り、前記弁棒に作用する過負荷トルクを検出する
   弁開閉装置のトルク検出機構。