JPH0736219Y2

JPH0736219Y2 - バルブアクチュエータにおけるハンマーブロー機構

Info

Publication number: JPH0736219Y2
Application number: JP1988143403U
Authority: JP
Inventors: 寿中村
Original assignee: 日本ギア工業株式会社
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2003-11-04
Also published as: JPH0267172U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、電力施設や化学プラント施設等で使用される
バルブを、電動モータにより開閉制御するためのバルブ
アクチュエータにおけるハンマーブロー機構の改良に関
する。

〔従来の技術〕

電力施設や化学プラント施設等では、大型のバルブが使
用され、このバルブを開閉するバルブアクチュエータに
は、高出力のものが要求される。そのため、バルブアク
チュエータの伝動機構としては、ウオームギアが多く利
用されている。

また、バルブは、全閉又は全開しているときに、最大の
起動力を必要とするため、バルブアクチュエータには、
ハンマーブロー機構を備えている。

第５図乃至第７図は、従来のハンマーブロー機構の概略
を示すもので、（Ａ）は電動モータ、（Ｂ）はウオー
ム、（Ｃ）はウオームホイール、（Ｄ）はステムナッ
ト、（Ｅ）はバルブステム、（Ｆ）はモータギア、
（Ｇ）はウオームシャフトギア、（Ｈ）はウオームシャ
フトである。

ウオームホイール（Ｃ）の側面には、第６図に示すよう
に、中心対称的に２個の突起（Ｉ）が設けられている。

ステムナット（Ｄ）の外周には、第７図に示すように、
径方向に突出する２個の突起（Ｊ）が、中心対称的に設
けられている。

ウオームホイール（Ｃ）は、前記突起（Ｉ）（Ｊ）が回
転方向に係合しうるようにして、ステムナット（Ｄ）に
遊嵌されている。

電動モータ（Ａ）を、前回の回転方向と逆方向に回転さ
せると、ウオームホイール（Ｃ）は、一旦空転し、突起
（Ｉ）（Ｊ）同士が係合してから、ステムナット（Ｄ）
を駆動する。

このウオームホイール（Ｃ）の空転時から突起（Ｉ）
（Ｊ）が係合するときに、ハンマーブローが生じる。

第５図（ａ）は、バルブステム（Ｅ）がバルブ（図示
略）を全閉位置にした後、バルブを閉じる方向へ起動す
るときの状態を示し、第５図（ｂ）は、その逆、すなわ
ちバルブを開く方向へ起動するときの状態を示してい
る。

なお、仮想線で示す突起（Ｉ）の位置は、電動モータ起
動時、実線の突起（Ｉ）は、ハンマーブロー位置を示
す。

〔考案が解決しようとする課題〕

ウオームホイール（Ｃ）とステムナット（Ｄ）との間に
ハンマーブロー機構を設けると、両者を一体に構造する
ことができない。

また、ウオームホイール（Ｃ）とステムナット（Ｄ）の
遊嵌部に、精密な嵌合加工が必要となる。

さらに、２個の突起（Ｉ）（Ｊ）同士が偏当りしないで
係合するような精密加工も必要となる。

ウオーム（Ｂ）は、ハンマーブローの衝撃荷重を、その
中央部の歯が、両回転方向において、受けるため、強度
を大きなものとし、かつ大きな応力に耐えうる合金鋼が
使用される。

〔課題を解決するための手段〕

本考案においては、電動モータの回転出力をウオームギ
アで減速して、バルブステムを駆動するようにしたバル
ブアクチュエータにおいて、電動モータに連結されて回転させられるウオームシャフ
トと、軸線まわりには回転不能に、かつ軸線方向には抵抗なく
移動可能として、ウオームシャフトに装着されたウオー
ムと、ウオームの長さより大きな距離を隔てて、ウオームの軸
線方向の両側に設けられ、ウオームの軸線方向の移動
を、それぞれの移動方向に応じて制限するウオーム係止
体と、外周に、前記ウオームと噛合するウオームホイールの歯
が設けられ、かつ中心孔に、バルブステムに螺合するス
テムナットのめねじが設けられたドライブスリーブとを備えることにより、上述の課題は解決される。

〔作用〕

電動モータの起動時に、ウオームが軸線方向に空送りさ
れて、電動モータを無負荷に近い状態で起動させる。

ウオームが所要距離空送りされると、ウオームの軸線方
向の移動が抑制されて、ウオームがウオームホイールを
回転させ、このとき、ハンマーブロー効果が発揮され
る。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本考案の一実施例を示すものであ
る。

（１）は電動モータ、（２）はウオーム、（３）は、ウ
オームホイール（４）とステムナット（５）が一体構造
になっているドライブスリーブ、（６）はバルブステ
ム、（７）はモータギア、（８）はシャフトギア、
（９）はウオームシャフトである。

電動モータ（１）は、モータギア（７）とシャフトギア
（８）を介して、ウオームシャフト（９）を正逆両方向
に回転させる。

ウオーム（２）はウオームシャフト（９）に、回転不能
に、かつ軸線方向には移動可能として、キー（10）を介
して枢着されている。

ウオームシャフト（９）は、ウオーム（２）の両側に位
置する軸受（11）（11）をもって、ケース（12）に枢支
されている。

両軸受（11）（11）のウオーム（２）側において、ウオ
ームシャフト（９）には、係止スリーブ（13）（13）が
嵌着されている。係止スリーブ（13）（13）の対向面間
の距離（Ｌ）は、ウオーム（２）の長さ（ｌ）より若干
長く、ウオーム（２）が軸線方向に移動しうるようにな
っている。

ウオーム（２）が軸線方向に移動しうる距離（ｄ＝Ｌ−
ｌ）は、ハンマーブローストロークであって、第５図に
示した従来のハンマーブロー角度（θ）に相当する。

ウオームシャフト（９）におけるシャフトギア（８）の
反対端には、手動操作機構（14）が設けられている。

手動操作機構（14）は、ウオームシャフト（９）の回転
をハンドル（15）に伝達しないが、ハンドル（15）の回
転をウオームシャフト（９）に伝達しうるようになって
いる。

ドライブスリーブ（３）は、ウオームホイール（４）と
ステムナット（５）を一体構造にしたもので、第２図に
示す如く、筒体の外周面にウオームホイール（４）の歯
が切られ、かつその中心孔にステムナット（５）のめね
じが切られている。

ドライブスリーブ（３）は、軸線方向のスラストベアリ
ング（16）をもって、ケース（12）に枢支されている。

バルブステム（６）は、ドライブスリーブ（３）のめね
じに螺合され、ドライブスリーブ（３）の回転により、
上下に駆動される。

第３図と第４図は、前記ハンマーブロー機構の作動状況
を示すものである。

第３図は、電動モータ（１）を正転させて、ハンマーブ
ローが生じたとき、及びその後ウオームホイール（４）
が駆動されているときのウオーム（２）の位置を示すも
のである。

電動モータ（１）の正転起動時には、ウオーム（２）
は、逆転時のウオームホイール駆動位置（第４図参照）
で停止している。

このときに、電動モータ（１）が正転起動されると、ウ
オーム（２）は、ほぼ無抵抗で、矢示方向（図示右方）
へ移動する。

ウオーム（２）が移動して、左方の係止スリーブ（13）
から右方の係止スリーブ（13）に当接する間には、電動
モータ（１）は、ほぼ無負荷に近い状態であり、この
際、電動モータ（１）は、定常時の定格電力で確実に起
動する。

ウオーム（２）が空回り状態で移動して、右方の係止ス
リーブ（13）に当接する直前には、電動モータ（１）は
所要の回転数で回転している。その状態で、ウオーム
（２）が係止スリーブ（13）に当接すると、ウオーム
（２）の回転力はウオームホイール（４）に急激に伝達
され、この際、ハンマーブロー効果を発揮する。

正転時のハンマーブローによる衝撃荷重は、ウオーム
（２）とウオームホイール（４）の噛合中心線X₁-X₁の
こところで、ウオーム（２）に加えられる。

第４図は、電動モータ（１）が逆転して、ハンマーブロ
ーが生じるとき、及びその後ウオームホイール（４）が
駆動されているときのウオーム（２）の位置を示すもの
である。

ウオーム（２）は、電動モータ（１）の逆転起動時に、
正転時とは逆方向に抵抗なく移動して、ハンマーブロー
効果を発揮する。

この逆転時のハンマーブローによる衝撃荷重は、ウオー
ム（２）とウオームホイールの噛合中心線X₂-X₂のとこ
ろで、ウオーム（２）に加えられる。

ウオーム（２）に加えられるハンマーブロー時の衝撃荷
重は、正転時と逆転時に、それぞれウオーム（２）の異
なる歯部に加えられ、各荷重は、X₁-X₁線とX₂-X₂線上の
歯部の片振り荷重となる。また、通常駆動時のウオーム
（２）とウオームホイール（４）の噛合時の応力も、片
振り応力となる。

この結果、ウオーム（２）の噛合サイクル寿命は大幅に
改善される。

またウオーム（２）の応力を軽減できるので、その材料
を、従来の合金鋼に代わって、銅合金の鋳物等とするこ
とができる。

さらに、ウオーム（２）と噛合するウオームホイール
（４）を、ステムナット（５）と一体構造として、１個
のドライブスリーブ（３）とすることができるため、ド
ライブスリーブ（３）を鋳鉄の鋳物製とすることができ
る。

〔考案の効果〕

本考案においては、ウオームが軸線方向に移動し、ウオ
ームホイールとの噛合位置が正逆別々のところで行なわ
れるため、ウオームに加わる応力は軽減される。

また、ウオームホイールとステムナットの部分を一体構
造としうるため、鋳造等により安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示すバルブアクチュエー
タの横断平面図、第２図は、第１図におけるII-II線縦断面図、第３図は、正転時の横断平面図、第４図は、逆転時の横断平面図、第５図乃至第７図は、、バルブアクチュエータにおける
ハンマーブロー機構の従来例を示すもので、第５図（ａ）は正転時、同じく（ｂ）は逆転時の概略横
断面図、第６図（ａ）は、ウオームホイールの平面図、同じく
（ｂ）は、ウオームホイールの縦断面図、第７図（ａ）は、ステムナットの平面図、同じく（ｂ）
はステムナットの縦断面図である。（１）電動モータ、（２）ウオーム（３）ドライブスリーブ、（４）ウオームホイール（4a）歯、（５）ステムナット（5a）めねじ、（６）バルブステム（７）モータギア、（８）シャフトギア（９）ウオームシャフト、（10）キー（11）軸受、（12）ケース（13）係止スリーブ、（14）手動操作機構（15）ハンドル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電動モータの回転出力をウオームギアで減
速して、バルブステムを駆動するようにしたバルブアク
チュエータにおいて、電動モータに連結されて回転させられるウオームシャフ
トと、軸線まわりには回転不能に、かつ軸線方向には抵抗なく
移動可能として、ウオームシャフトに装着されたウオー
ムと、ウオームの長さより大きな距離を隔てて、ウオームの軸
線方向の両側に設けられ、ウオームの軸線方向の移動
を、それぞれの移動方向に応じて制限するウオーム係止
体と、外周に、前記ウオームと噛合するウオームホイールの歯
が設けられ、かつ中心孔に、バルブステムに螺合するス
テムナットのめねじが設けられたドライブスリーブとを備えることを特徴とするバルブアクチュエータにお
けるハンマーブロー機構。