JPH0684301U - ネジ摩耗測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ネジ摩耗量を簡単且つ正確に測定できるように
する。 【構成】駆動ナット１２を通じて弁軸１１をＦ₁ 方向に
移動させた後、駆動ナット１２を通じて弁軸１１をＦ₂
方向に移動させ、このときの駆動ナット１２の回転数を
光電センサ２２の信号から取り出し、弁軸１１の移動距
離をダイヤルゲージ３１の信号から取り出す。そして、
それらの値とネジピッチとからネジ摩耗量を算出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電動バルブアクチュエータやネジジャッキのように、ネジ竿とナッ トを組み合わせたネジを使用する機器において、そのネジ竿とナットの間のネジ 摩耗量を測定するために有用となるネジ摩耗測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種のネジを用いた機器には、ネジの摩耗状態を正確に把握する事が特に要 求される場合がある。例えば、ネジジャッキ等においてネジの摩耗に気付かなけ れば、荷を持ち上げた状態でネジ竿とナットの結合が外れ、荷が落下するという 極めて危険な状況に陥る可能性があるからである。このような危険を回避するた めに、従来では、定期的にネジ竿とナットの結合を解除し、測定器を用いてネ ジ摩耗量を測定するか、ナットを回転させ始めたときのネジ竿とナットの相対 回転角を分度器で測定し、ネジ竿が動き始めるまでの回転角度を読んで計算によ りネジ摩耗量を求めるかの何れかの対応が採られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記の手法では、ナットは単独でネジ竿に結合しているわけでは なく、通常は組立段階の途中で螺着され、その後に種々の部品が組付けられて、 通常はそのネジ部分が隠蔽されている場合が多い事から、完成した機器のナット を外すためには、逆にその途中段階まで機器を分解する必要がある。そのため、 例えば化学プラントに多数使用されている電動バルブアクチュエータのネジの摩 耗量を測定する場合等は、その労力は計り知れないものとなる。

【０００４】 また、上記の手法では、一般にネジ竿の動き始めを１／１００mmオーダーで 察知し、そのときの回転角度を１〜２°オーダーで読む必要があるが、そのよう な作業を人為的に行うには高度な技術と熟練を要し、しかも誤差が大きいという 問題がある。その上、ネジジャッキのようにネジ竿とナットの間に殆ど抵抗がな いようなものでは、ネジ竿の溝とナットの溝が当初浮いた状態で回転し始めるた め、ネジ竿の溝とナットの溝が一方に偏倚させられている場合に比べてネジ竿が 動き始めるまでのナットの回転角がネジ摩耗量とは無関係になる。そのため、ネ ジ摩耗量が見掛け上小さく測定され、真の摩耗量を測定できないという問題があ る。さらに、かかるネジジャッキの類いでは、グリース等がネジ竿の溝とナット の溝との間に介在してネジギャップを詰まらせることがあるため、これによって もネジ摩耗量の測定誤差が大きくなるという問題がある。

【０００５】 本考案は、このような課題に着目してなされたものであって、ネジ摩耗量を簡 単且つ正確に測定できるようにしたネジ摩耗測定装置を提供することを目的とし ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる目的を達成するために、次のような構成を採用したものであ る。

【０００７】 すなわち、本考案に係るネジ摩耗測定装置は、ネジ竿とナットが結合したネジ に適用されるものである。すなわち、ネジ竿とナットの相対回転に応じて信号を 出力する第１の検出手段と、ネジ竿とナットの軸心方向への相対移動に応じて信 号を出力する第２の検出手段を具備してなり、ネジ竿とナットの間に抵抗が存在 し且つネジ竿の溝とナットの溝とが一方へ偏倚させられた状態で両者を任意角度 だけ相対回転させ、前記第１、第２の検出手段からネジ摩耗量の算出に用いる信 号を取り出すことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

このような構成において、例えばナットが回転しネジ竿が軸心方向に移動する ケースについて説明すると、当初、ナットを回転させる等してネジ竿とナットの 間の抵抗でナットの溝をネジ竿の溝の一側面に押し付けておき、その位置から前 記とは逆方向にナットを回転したとき、ある程度回転した後にナットの溝がネジ 竿の溝の他側面に当接して、ネジ竿に対する送り動作を開始する。この場合のネ ジ竿が動き始めるまでの遊びの回転角はネジの摩耗量にほぼ比例する。そして、 その後任意角度だけナットを回転させ、第１の検出手段から相対回転に応じた信 号すなわち回転数に変換できる信号を取り出し、第２の検出手段からネジ竿の移 動量に応じた信号を取り出す。そして、例えば一条ネジの場合には、その回転数 にネジピッチを掛けることによってネジ摩耗がないと仮定した場合の理論移動量 が求め、その理論移動量から前述した実際の相対移動量を減じると、回転し始め てからネジ竿が移動し始めるまでの遊びの回転角に対応したネジ摩耗量が求めら れる。

【０００９】 このように、本考案に係る測定装置は、少なくとも最初にネジ竿の溝とナット の溝とを抵抗を利用して片側へ偏倚させておき、後は無造作にナットを任意回転 数回す操作を行うだけで、両検出手段が出力する信号からネジ摩耗量の正確な測 定ができるものとなる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を、図面を参照して説明する。

【００１１】 図１はネジ摩耗測定装置をバルブアクチュエータ１に適用した例を示すもので 、バルブアクチュエータ１は上端近傍部にネジ溝１１ａを刻設したネジ竿たる弁 軸１１と、この弁軸１１に螺合するネジ溝１２ａを刻設した駆動ナット１２とを 備えている。すなわち、この駆動ナット１２は袋ナット１３の底部１３ａに装入 され、その袋ナット１３の内周に中空体状の駆動軸１４の下端が螺着されて、こ の駆動軸１４により前記駆動ナット１２を袋ナット１３の底部１３ａに押し付け ている。その際、駆動軸１４と駆動ナット１２との間には凹凸係合部１５が形成 され、両者の相対回転が禁止されている。そして、前記駆動軸１４を、ベアリン グ１６を介してバルブハウジング１７に回転可能に且つ軸心方向移動不能に支承 している。

【００１２】 このようにして、前記駆動ナット１２は、駆動軸１４に加えられる回転力によ って軸心方向に移動することなく回転動作のみを行い得るものとなるが、この駆 動ナット１２に、前記袋ナット１３の開口部１３ｂを介して前記弁軸１１のネジ 溝１１ａを螺合させている。そして、この弁軸１１のうちネジ溝１１ａが設けら れていない部位１１ｂを摩擦抵抗体１８を貫通して下方に延出させ、その下端に 図示しない弁体を取着している。なお、図において１９は弁軸１１の回転を禁止 し軸心方向への移動のみを許容する回転止めピンである。

【００１３】 このような構成において、本実施例は、前記袋ナット１３の外周等角位置に、 要求される分解能に応じた適宜の間隔で多数個のターゲット２１を取着するとと もに、そのターゲット２１に対面するバルブハウジング１７の内周に光電センサ ２２を配置し、この光電センサ２２から出力される信号をカウンタ２３に入力す るようにしている。すなわち、袋ナット１３が弁軸１１とともに回転し、ターゲ ット２１が光電センサ２２の前を通過するごとに、光電センサ２２からパルス信 号が出力され、その総パルス数がカウンタ２３により求められるようになってい る。ターゲット２１と、光電センサ２２と、カウンタ２３とが本考案の第１の検 出手段２を構成している。

【００１４】 また、前記弁軸１１の上方には、図示しない位置でバルブハウジング１７に支 持されたダイヤルゲージ３１が配設してあり、そのダイヤルゲージ３１の触手３ ２を軸心に沿って垂下させ前記弁軸１１の軸端部１１ｃに弾接させている。そし て、その弁軸１１の軸心方向への移動に応じて触手３２が上下に従動し、その動 きをゲージ３１の針の振れに変換するようになっている。この触手３２を有した ダイヤルゲージ３１が本考案の第２の検出手段を構成している。

【００１５】 次に、この測定装置において、弁軸１１と駆動ナット１２の間のネジ摩耗量を 測定する手順について説明する。先ず、駆動軸１４を操作して弁軸１１を図中Ｆ₁ 方向へ移動させて停止させると、摩擦抵抗体１８があるために、弁軸１１と駆 動ナット１２の間に摩擦抵抗が付与され、駆動ナット１２の溝１２ａの下面が弁 軸１１の溝１１ａの上面に押し付けられた状態に保持される。次に、その位置か ら駆動軸１４を前記とは逆方向に操作し、駆動ナット１２を回転させると、ある 程度回転した後に今度は駆動ナット１２の溝１２ａの上面が弁軸１１の溝１１ａ の下面に当接し、弁軸１１に対する図中Ｆ₂ 方向の送り動作を開始する。この際 の弁軸１１が動き始めるまでの遊びの回転角はネジが摩耗している程度にほぼ比 例している。そして、その後任意角度だけ駆動ナット１２を回転させ、第１の検 出手段２から総パルス数Ｘを取り出し、第２の検出手段３から弁軸１１の移動量 Ｚを取り出す。弁軸１１が１回転したときのターゲット２１の数に対応したパル ス数をＸ₁ 、ネジピッチをＹとすると、摩耗寸法αは、次式 α＝Ｙ・Ｘ／Ｘ₁ −Ｚ によって求められる。すなわち、回転数Ｘ／Ｘ₁ にネジピッチＹを掛けることに よってネジ摩耗がないと仮定した場合の弁軸１１の理論移動量が求められ、その 理論移動量から前述した実際の相対移動量Ｚを減じると、駆動ナット１２が回転 し始めてから弁軸１１が移動し始めるまでの遊びの回転角に対応したネジ摩耗量 αが求められる。

【００１６】 このように、本実施例に係る測定装置は、少なくとも最初に弁軸１１を下方に 移動させて弁軸１１の溝１１ａと駆動ナット１２の溝１２ａとを偏倚させておき 、後は無造作に駆動ナット１２を逆方向へ任意回転数回すという極めて簡単な操 作を行うだけで、両検出手段２、３が出力する信号を通じてネジ摩耗量を正確に 測定できるものとなる。そのため、バルブアクチュエータを分解して駆動ナット １２を取り出す必要もないし、弁軸１１が移動し始めるまでの駆動ナット１２の 回転角度を分度器等で測定するといった熟練を要する作業も不要になる。また、 精度的にも、回転当初に弁軸１１の溝１１ａと駆動ナット１２の溝１２ａを確実 に押し付けておくために、浮いた状態で回転し始める事がなく、弁軸１１の動き 始めを観察する事も不要であるから、高い精度の測定を行うことができる。さら に、本実施例では任意回転数だけ操作することができるので、その間にネジギャ ップに詰まっているグリース等を押出すことができ、弁軸１１の停止位置で駆動 ナット１２との間にグリースが介在して停止位置をあやふやにする等といった誤 差要因も排除することができる。

【００１７】 なお、各部の具体的な構成は図示例に限定されるものではない。例えば、この 測定装置を測定対象に対して簡単に着脱できるようにするために、駆動軸の上端 部に前述した第１の検出手段と第２の検出手段を一体化したものを取り付けるよ うにすること等は極めて有用となる。また、本考案はネジジャッキ等にも同様に 適用することができる。更に、上記実施例ではナットが回転しネジ竿である弁軸 が軸心移動したが、ネジ竿が回転しナットが軸心移動するような機器にも適用す ることができる。その他、検出手段等の構成も、本考案の趣旨を逸脱しない範囲 で種々変形が可能である。

【００１８】

【考案の効果】

本考案のネジ摩耗測定装置は、以上説明したように、最初にネジ竿の溝とナッ トの溝とを抵抗を利用して片側へ偏倚させておき、後は無造作にナットを任意回 転数回す操作を行うだけで、両検出手段が出力する信号からネジ摩耗量の正確な 測定ができるものとなる。そのため、分解が不要であって、従来に比べて測定作 業を格段に簡略化することができ、また測定作業に関して高度な技術が一切不要 になるため、熟練のない者にとっても高精度の測定を簡単に行える優れた効果が 奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す要部断面図。

【符号の説明】

１１…ネジ竿（弁軸） １１ａ…溝 １２…駆動ナット １２ａ…溝 ２…第１の検出手段（光電センサ等） ３…第２の検出手段（ダイヤルゲージ等）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ネジ竿とナットが結合したネジに適用され
   るものであって、ネジ竿とナットの相対回転に応じて信
   号を出力する第１の検出手段と、ネジ竿とナットの軸心
   方向への相対移動に応じて信号を出力する第２の検出手
   段を具備してなり、ネジ竿とナットの間に抵抗が存在し
   且つネジ竿の溝とナットの溝とが片側へ偏倚させられた
   状態で両者を任意角度だけ相対回転させ、前記第１、第
   ２の検出手段からネジ摩耗量の算出に用いる信号を取り
   出すことを特徴とするネジ摩耗測定装置。