JPH11108239A - 動力伝達装置における噛み合いクラッチ及びそれを備えた弁駆動用アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は，衝撃がなく断接がスムースな動力
伝達装置における噛み合いクラッチ及びそれを備えた弁
駆動用アクチュエータ装置を提供する。 【解決手段】 この動力伝達装置における噛み合いクラ
ッチは，回転軸に固定された筒体８１と回転軸上を摺動
可能なスリーブ８０から構成されている。筒体８１に
は，低い歯たけ８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７のド
グ歯８４とが交互に形成されている。スリーブ８０に
は，ドグ歯８２が形成されている。スリーブ８０のドグ
歯８２は，筒体８１のドグ歯８４とドグ歯８５との間の
歯溝８６に噛み合って一方から他方へ動力を伝達する。
スリーブ８０のドグ歯８２の間の歯溝８３は，低い歯た
け８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７のドグ歯８４の両
者が実質的に噛み合うだけの幅を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，例えば，水路，
浄水場等の流路の流体の流れを制御するゲート，水門等
の弁を駆動制御するための動力伝達装置の駆動切換装置
に使用できる噛み合いクラッチ及びそれを備えた弁駆動
用アクチュエータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在，浄水場，発電所等の各種工場にお
ける流路に設けられた弁駆動用アクチュエータ装置は，
人手の操作からコントローラを用いて制御する中央情報
システム化に向っている。弁駆動用アクチュエータの診
断そのものを上位コンピュータへデータ転送して行う弁
駆動用アクチュエータ装置は，設備が大掛かりになり，
弁駆動用アクチュエータに異常のある場合には現場に赴
いて点検修理を行わなければならず，修理点検作業が高
価になり，メインテナンス費用等も嵩んで好ましくない
ものであった。一般には，バルブコントローラ自体にチ
ェック機能が殆ど設けられておらず，ユーザは弁駆動用
アクチュエータの設置されている場所へ赴き，定期的に
点検しているのが現状であり，点検そのものも不正確で
あり且つ点検費用も嵩むという問題を有している。

【０００３】そこで，弁駆動用アクチュエータ装置にお
いて，全ての制御を中央情報システムで処理すること
は，装置が大がかりになり，複雑な構造になるので，一
部の情報の処理を内蔵したコントローラで処理するとい
う分散処理を行うシステムが採用されるようになった。
弁駆動用アクチュエータ装置において，流路の制御の基
本となる情報は，流路中に設けられている種々のゲー
ト，弁体等の弁の開度，流量，流速等であり，弁の開度
調整を制御するための駆動手段として，多くの形式の電
動式の弁駆動用アクチュエータ装置が知られている。
（例えば，特開昭６２−２９２９７８号公報，特開昭６
４−４９７７８号参照）。

【０００４】弁駆動用アクチュエータ装置をコントロー
ラによって制御するため，トルクスイッチ，リミットス
イッチ等の各種制御機器を用いたものが知られている
（例えば，特開昭６４−７９４０７号公報，実公平５−
３７３７３号公報，実公平６−３５３４３号公報参
照）。また，弁駆動用アクチュエータ装置において，バ
ルブ開度指示計等を収容したケース内の結露を防止する
ものも知られている（例えば，特開平８−１１４２７５
号公報参照）。

【０００５】従来，図１０の（Ｃ）と（Ｄ）に示すよう
な動力伝達装置における噛み合いクラッチが知られてい
る。該噛み合いクラッチは，回転軸に固定され且つ端面
にドグ歯９４を備えた筒体９１，及び回転軸上を摺動可
能であり且つ端面に筒体９１のドグ歯９４に噛み合うド
グ歯９２を備えたスリーブ９６から構成されている。ス
リーブ９６の歯溝９３の幅と筒体９１の歯溝９５の幅
は，筒体９１が回転している時に，スリーブ９６が摺動
してドグ歯９２とドグ歯９４とが噛み合い易いように，
ドグ歯９２とドグ歯９４との歯幅よりそれぞれ大きく形
成され，両者のドグ歯９２とドグ歯９４との間に遊びが
設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，図１０
の（Ｃ）及び（Ｄ）に示すような噛み合いクラッチは，
スリーブ９６のドグ歯９２と筒体９１のドグ歯９４とが
図１０の（Ｃ）の状態から（Ｄ）の状態に噛み合う場合
には，スリーブ９６のドグ歯９２と筒体９１のドグ歯９
４との間には，両者のドグ歯間に遊びがあるので，ドグ
歯９２とドグ歯９４との間に衝撃力が作用し，ドグ歯９
２，９４に折損やクラック等が発生し，しかも，正逆回
転時にその度にドグ歯９２とドグ歯９４とに衝撃が働
き，騒音の発生と共に折損等の発生の恐れがあり，噛み
合いクラッチそのものの耐久性に問題があった。

【０００７】また，上記弁駆動用アクチュエータ装置
は，分散処理を可能にするため，弁駆動用アクチュエー
タ装置の内部に演算コントローラを有し，制御系の一部
を負担可能とし，極めて簡単に且つ正確に弁の開閉時間
即ち弁開閉速度等の開閉コントロールを電気的に自動設
定して自己制御することができる。しかしながら，弁駆
動用アクチュエータ装置に組み込まれたコントローラを
構成するトルクスイッチ，リミットスイッチ，指示装置
等の各種制御機器は別々のケース内にそれぞれ収容され
ているが，それらの各種のケースを，防爆防水用カバー
を備えたケース内に収容する必要があり，装置そのもの
が必然的に大型にならざるを得ず，弁駆動用アクチュエ
ータ装置をコンパクトに構成することができなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の課題を解決することであり，一方の筒体が回転してい
ても，筒体のドグ歯にスリーブのドグ歯がスムースに噛
み合うことができ，しかもドグ歯間には遊びが実質的に
存在しないので，ドグ歯同士の衝撃がなく，耐久性に富
んだ動力伝達装置における噛み合いクラッチを提供する
と共に，その噛み合いクラッチを手動駆動機構又は電動
駆動機構に切り換える駆動切換装置に組み込み，電気部
品を防爆防水カバーを備えたケース内に収容し，装置そ
のものをコンパクトに構成すると共に，スイッチユニッ
トとターミナルユニットとの接続を簡潔に構成した弁駆
動用アクチュエータ装置を提供することである。

【０００９】この発明は，回転軸に固定され且つ端面に
ドグ歯を備えた筒体，及び前記回転軸上を摺動可能であ
り且つ端面に前記筒体の前記ドグ歯に噛み合うドグ歯を
備えたスリーブから成る動力伝達装置における噛み合い
クラッチにおいて，一方のドグ歯は低い歯たけと高い歯
たけに交互に形成され，他方のドグ歯の間の歯溝は前記
低い歯たけのドグ歯と前記高い歯たけの前記ドグ歯とが
噛み合う幅を有し，前記他方のドグ歯は前記低い歯たけ
のドグ歯と前記高い歯たけのドグ歯の間の歯溝に噛み合
って動力を伝達することを特徴とする動力伝達装置にお
ける噛み合いクラッチに関する。

【００１０】また，前記一方のドグ歯と前記他方のドグ
歯との噛み合いは，前記他方のドグ歯が前記一方のドグ
歯の前記低い歯たけと前記高い歯たけとの間の前記歯溝
に直接噛み合うものである。

【００１１】或いは，前記一方のドグ歯と前記他方のド
グ歯との噛み合いは，前記他方のドグ歯の歯先面が前記
一方の低い歯たけのドグ歯の歯先面に当接して前記一方
のドグ歯と前記他方のドグ歯とが相対回転することによ
って，前記他方のドグ歯が前記一方のドグ歯の前記低い
歯たけと前記高い歯たけとの間の前記歯溝に噛み合うも
のである。

【００１２】また，前記一方のドグ歯の前記歯溝の幅は
前記他方のドグ歯の歯幅と実質的に同一に形成され，前
記一方のドグ歯の前記歯溝に前記他方のドグ歯が噛み合
った状態では，前記一方のドグ歯の歯溝と前記他方のド
グ歯との間には実質的に周方向に遊びがないものであ
る。

【００１３】この動力伝達装置における噛み合いクラッ
チは，上記のように構成されているので，スリーブのド
グ歯と筒体のドグ歯との噛み合いがスムースに達成で
き，両者のドグ歯間に遊びが実質的にないので，正逆回
転を行ってもドグ歯に衝撃力は働かず，衝撃によるドグ
歯の折損やクラック等の発生もなく，耐久性に富んだも
のとなる。

【００１４】又は，この発明は，流路を開閉調節する弁
を取り付けたスピンドル，前記スピンドルを往復駆動さ
せるため回転駆動し且つ取付本体に回転可能に取り付け
られた回転軸，前記回転軸を手動ハンドルによって回転
駆動する手動駆動機構又は前記回転軸をモータによって
回転駆動する電動駆動機構に切り換える駆動切換装置，
前記回転軸の回転を減速して前記回転軸の回転量を表示
する表示装置に伝達する回転伝達機構，前記回転伝達機
構に組み込まれたスイッチユニット，及び前記弁に関す
る情報の交換を行うため前記スイッチユニットと前記ス
イッチユニットを制御するコントローラとを接続するタ
ーミナルユニットを具備し，前記駆動切換装置には前記
手動駆動機構又は前記電動駆動機構に切り換えるため請
求項１〜４に記載の前記噛み合いクラッチが組み込まれ
ていることから成る弁駆動用アクチュエータ装置に関す
る。

【００１５】この弁駆動用アクチュエータ装置は，上記
のように構成されているので，駆動切換装置に組み込ん
だ上記噛み合いクラッチによって手動駆動機構と電動駆
動機構との切り換えをスムースに且つ確実に行うことが
でき，しかも，スイッチユニットを組み込んだ回転伝達
機構とターミナルユニットとを１つのケース内に収容で
きると共に，前記回転伝達機構と前記ターミナルユニッ
トとをそれぞれ別々の防爆防水カバーで確実に密封する
ことができ，しかも装置全体をコンパクトに且つ制御機
器の接続を簡潔に構成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明による動力伝達装置にお
ける噛み合いクラッチの一実施例を説明する。図１はこ
の発明による動力伝達装置における噛み合いクラッチの
一部を示す部分展開図，及び図２は図１の動力伝達装置
における噛み合いクラッチの作動状態を示す説明図であ
る。

【００１７】この動力伝達装置における噛み合いクラッ
チ３１は，回転軸８（図６，図８）に固定された筒体８
１と回転軸８上を摺動可能なスリーブ８０との間の動力
伝達を断接するものである。筒体８１には，その端面に
低い歯たけ８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７のドグ歯
８４が周方向に交互に形成されている。スリーブ８０に
は，その端面に筒体８１のドグ歯８４と８５との間の歯
溝８６に噛み合うドグ歯８２が形成されている。スリー
ブ８０のドグ歯８２の間の歯溝８３は，低い歯たけ８８
のドグ歯８５と高い歯たけ８７とのドグ歯８４とが噛み
合う幅を有し，スリーブ８０のドグ歯８２は，低い歯た
け８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７のドグ歯８４の間
の歯溝８６に噛み合った状態で動力を伝達するものであ
る。この噛み合いクラッチ３１は，例えば，スリーブ８
０に２個のドグ歯８２が径方向に対向して設けられる
と，筒体８１には，高いドグ歯８４と低いドグ歯８５と
がそれぞれ２個ずつ設けられることになる。即ち，筒体
８１には，スリーブ８０の設けたドグ歯８２の数と同数
の高いドグ歯８４と低いドグ歯８５とがそれぞれ設けら
れることになる。

【００１８】噛み合いクラッチ３１において，スリーブ
８０と筒体８１とが図１に示すように隔置した状態にあ
る時，スリーブ８０のドグ歯８２と筒体８１のドグ歯８
４，８５との噛み合いは，手動等でスリーブ８０が回転
軸８上を摺動移動することによって，図２の（Ｂ）に示
すように，スリーブ８０のドグ歯８２が筒体８１の低い
歯たけ８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７のドグ歯８４
との間の歯溝８６に直接噛み合うか，或いは，図２の
（Ａ）に示すように，スリーブ８０のドグ歯８２の歯先
面８９が筒体８１の低い歯たけ８８のドグ歯８５の歯先
面９０に当接してスリーブ８０と筒体８１とが相対回転
することによって，図２の（Ｂ）に示すように，スリー
ブ８０のドグ歯８２が筒体８１の低い歯たけ８８のドグ
歯８５と高い歯たけ８７のドグ歯８４との間の歯溝８６
に噛み合うものである。

【００１９】従って，この噛み合いクラッチ３１は，ス
リーブ８０のドグ歯８２と筒体８１のドグ歯８４，８５
とが噛み合う場合には，スリーブ８０のドグ歯８２は十
分な幅のある筒体８１の高い歯たけ８７のドグ歯８４間
にスムースに挿入され，その後に，図２の（Ｂ）に示す
ように，両者の噛み合い位置が一致して直接噛み合う
か，或いは，図２の（Ａ）に示すように，一旦，スリー
ブ８０の歯先面８９が筒体８１の低い歯たけ８８の歯先
面９０に当接した後に，スリーブ８０と筒体８１との相
対回転をして，図２の（Ｂ）に示すように，噛み合うこ
とになり，スリーブ８０のドグ歯８２と筒体８１のドグ
歯８４，８５との間の衝撃が緩和され，しかも両者は確
実に且つスムースに噛み合う状態になる。

【００２０】スリーブ８０のドグ歯８２の歯幅は，筒体
８１の低い歯たけ８８のドグ歯８５と高い歯たけ８７の
ドグ歯８４との間の歯溝８６の幅に実質的に同一サイズ
に形成されている。従って，スリーブ８０のドグ歯８２
が筒体８１の低い歯たけ８８のドグ歯８５と高い歯たけ
８７のドグ歯８４との間の歯溝８６に噛み合った状態で
は，スリーブ８０のドグ歯８２と筒体８１のドグ歯８
４，８５の歯溝８６との間には実質的に周方向に遊びが
ない状態である。それ故に，スリーブ８０と筒体８１と
が逆回転したとしても，ドグ歯８２とドグ歯８４，８５
との間には衝撃が発生せず，ドグ歯８２，８４，８５に
折損，クラック等の損傷が発生することがなく，耐久性
を向上できる。

【００２１】次に，図３〜図９を参照して，この発明に
よる弁駆動用アクチュエータ装置の一実施例を説明す
る。図３はこの発明による弁駆動用アクチュエータ装置
を示す一部断面の概略図，図４はこの弁駆動用アクチュ
エータ装置の一部を示す正面図，図５は図４の弁駆動用
アクチュエータ装置の一部を示す側面図，図６はこの弁
駆動用アクチュエータ装置の要部を示す断面図，図７は
図６の弁駆動用アクチュエータ装置の側面図，図８は図
６の弁駆動用アクチュエータ装置の一部を示す断面図，
及び図９は図６の弁駆動用アクチュエータ装置のスイッ
チユニットを示す一部断面の説明図である。

【００２２】この発明による弁駆動用アクチュエータ装
置は，上記の噛み合いクラッチ３１を駆動切換装置２に
組み込んだことに特徴を有しており，ハウジング５内で
取付本体６に往復動可能に取り付けられた弁棒であるス
ピンドル１，スピンドル１に取り付けられた水路等の流
路５７に設けられた流量を調節する弁２１，スピンドル
１を種々の情報に従って駆動制御する制御機器等を構成
する電気部品１９から成るコントローラ２５，スピンド
ル１を手動的に駆動するための手動ハンドル１２，スピ
ンドル１を自動的に駆動するためのモータ１１，及びス
ピンドル１をカバーするため取付本体６に取り付けられ
たスピンドルカバー２２を有している。この弁駆動用ア
クチュエータ装置は，例えば，中央コントローラからの
指令を内蔵のコントローラ２５が受け，コントローラ２
５の制御によって弁２１を駆動制御して弁２１によって
流路５７の開閉調節を行うと共に，弁２１の作動状態，
流路５７の流速，流量等の各情報を流量センサ（図示せ
ず），リミットスイッチ２８，トルクスイッチ２７等の
各センサで検出し，該各情報を受けたコントローラ２５
は，弁２１や流路５７についての各情報に応じた最適な
状態に弁２１の開閉調節を制御するものである。

【００２３】この弁駆動用アクチュエータ装置は，流路
５７を開閉調節する弁２１を取り付けた弁棒を構成する
スピンドル１，スピンドル１を往復駆動するため回転駆
動されるウォームホィール９に噛み合うウォーム１０を
取り付け且つ取付本体６に回転可能に取り付けられた回
転軸８，回転軸８を手動ハンドル１２によって回転駆動
する手動駆動機構又は回転軸８をモータ１１によって回
転駆動する電動駆動機構に切り換える上記の噛み合いク
ラッチ３１を組み込んだ駆動切換装置２，回転軸８の回
転を回転軸８の回転量を表示する表示装置１５に減速し
て伝達する回転伝達機構２０，回転伝達機構２０に組み
込まれたスイッチユニット３，及び弁２１や流路５７の
各種情報を交換するためスイッチユニット３とスイッチ
ユニット３を制御するコントローラ２５とに接続された
ターミナルユニット４から構成されている。

【００２４】この弁駆動用アクチュエータ装置におい
て，駆動切換装置２を手動駆動機構に切り換えるには手
動切換レバー１８を操作することによって行われ，電動
駆動機構への切り換えはモータ１１が回転に応じて自動
復帰機構ユニット３２によって自動的に切り換えられ
る。回転軸８は，軸受６３によって取付本体６，６１に
回転可能に支持されている。手動ハンドル１２で回転さ
れる回転軸５３は，軸受６４によって取付本体６に回転
可能に支持されている。手動切換レバー１８で回転され
る操作軸６２は，回転可能に取付本体６に支持されてい
る。回転軸８，回転軸５３及び操作軸６２は，互いに並
列に配置され，手動ハンドル１２と手動切換レバー１８
の操作が，スピンドル１を回転駆動する回転軸８に駆動
連結されている。回転軸８は，ウォーム１０が設けられ
た回転軸８Ａとスリーブ３４が摺動可能にスプライン３
５が嵌合した回転軸８Ｂから構成されている。

【００２５】スリーブ３４は，その一端部に噛み合いク
ラッチ３１を構成する爪即ちドグ歯８２（図１，２）が
形成され，他端部に歯車５５が形成されている。また，
回転軸８Ｂ上には，自動復帰機構ユニット３２に回転自
在に設けられている。自動復帰機構ユニット３２は，ス
リーブ３４のドグ歯８２と噛み合うことができる噛み合
いクラッチ３１の他方の爪即ちドグ歯８４，８５が設け
られた筒体８１（図１，２）を備えている。更に，回転
軸８Ｂ上には，モータ１１の出力軸７２に設けられた歯
車５９が噛み合う歯車３３が回転自在に設けられてい
る。更に，自動復帰機構ユニット３２と歯車３３との間
には，緩衝部材６０が介在されている。操作軸６２に設
けたカムヨーク５６は，スリーブ３４の外周面に設けた
溝６５に係合し，手動切換レバー１８による操作軸６２
の回転によってカムヨーク５６が移動すると，スリーブ
３４が回転軸８上で摺動移動し，それによって噛み合い
クラッチ３１を断接することができる。手動切換レバー
１８によってスリーブ３４がスプリング３６のばね力に
抗して噛み合いクラッチ３１から解放されて摺動移動
し，スリーブ３４の歯車５５と手動ハンドル１２で回転
される回転軸５３に設けた歯車５４とが噛み合うことに
なる。歯車５５と歯車５４とが噛み合うと，手動ハンド
ル１２で回転軸８を回転させる手動駆動機構に切り換え
られる。

【００２６】この弁駆動用アクチュエータ装置は，図９
に示すように，取付本体６に取り付けられ且つ隔置して
並列に配置された複数の取付プレート１４を収容したケ
ース７内に回転伝達機構２０を収容し，互いに隣接する
取付プレート１４間には，回転軸８の回転を伝達する回
転伝達機構２０の一部を構成する減速装置２６，並びに
スイッチユニット３を構成するトルクスイッチ２７とリ
ミットスイッチ２８とがそれぞれ取り付けられ，装置自
体を部品点数を低減してコンパクトに構成したことに特
徴を有している。

【００２７】スイッチユニット３は，カウンタ機構から
構成され，取付本体６に取り付けられたケース７内に収
容されている。スイッチユニット３は，回転軸８のトル
クを検出するユニット化されたトルクスイッチ２７と，
弁２１の往復移動の上限と下限を検出するリミットスイ
ッチ２８とを少なくとも有している。トルクスイッチ２
７は，回転軸８のトルクを検出するためのスイッチ機構
２７Ａ及びトルクスイッチ２７に設けられた弁開方向と
弁閉方向の上限と下限の過トルク状態時を検出する２個
のマイクロスイッチ２９（１個のみ図示）から構成され
ている。また，リミットスイッチ２８は，弁２１の往復
移動の上限と下限を検出するためのスイッチ機構２８Ａ
及び弁２１の往復移動の上限と下限を検出する２個のマ
イクロスイッチ３０（１個のみ図示）から構成されてい
る。スイッチユニット３は，上記の制御機器の他に，フ
リッカスイッチ３７Ｓ（図６），インタロックスイッチ
６６（図７），開度遠方指示用発信器６７を構成するポ
テンショメータ等を有している。また，スイッチユニッ
ト３を収容するケース７には，その内部を外部と遮断す
るため，防爆防水カバー１６が設けられている。

【００２８】ターミナルユニット４は，スイッチユニッ
ト３に隣接して取付本体６に取り付けられている。ター
ミナルユニット４を収容するケース７には，その内部を
外部と遮断するため，防爆防水カバー１７が設けられて
いる。ターミナルユニット４は，スイッチユニット３の
各制御機器とコントローラ２５とを接続する入力側端子
６８とプリント基板７０を介してスイッチユニット３と
接続される出力側端子６９から構成されている電源ター
ミナルを構成し，入力側端子６８と出力側端子６９とは
ターミナル本体７１において密封状態に構成されてい
る。

【００２９】更に，ハウジング５を構成する取付本体６
には，コントローラ２５を収容した制御ケース２３が取
り付けられている。コントローラ２５は，スイッチユニ
ット３を制御する少なくともマグネットスイッチを含む
電気部品１９から構成されている。制御ケース２３は，
その内部を外部と遮断するため，防爆防水カバー５８が
設けられている。コントローラ２５は，ターミナルユニ
ット４の一端子に連結され，スイッチユニット３の各種
の制御機器と情報の交換を行って弁２１を最適状態に作
動制御している。

【００３０】更に，駆動切換装置２は，手動切換レバー
１８によって断接される噛み合いクラッチ３１と，モー
タ１１の回転によって電動駆動機構の駆動に切り換える
自動復帰機構３２とを備えている。駆動切換装置２は，
通常はモータ１１による駆動状態に自動復帰機構３２に
よって設定され，オペレータが弁駆動用アクチュエータ
装置の点検等で，弁駆動用アクチュエータ装置を手動で
操作する時に，手動切換レバー１８によって手動ハンド
ル１２で操作できるように切り換えるものである。

【００３１】この弁駆動用アクチュエータ装置は，モー
タ１１によって駆動される場合は次のとおりである。ま
ず，モータ１１は，種々の情報を受けてコントローラ２
５からの指令で回転する。モータ１１の駆動によって歯
車５９を介して回転軸８に回転自在に取り付けられた歯
車３３を回転し，自動復帰機構ユニット３２を働かせ
る。モータ１１の回転によって自動復帰機構ユニット３
２が働くと，スリーブ３４はスプリング３６のばね力で
噛み合いクラッチ３１が接続状態になり，スリーブ３４
に歯車３７の回転が伝達され，スリーブ３４が回転す
る。スリーブ３４の内周面にスプライン３５が形成され
ており，スリーブ３４のスプライン３５は回転軸８に形
成されたスプライン３５と互いにスプライン嵌合してい
るので，スリーブ３４の回転は回転軸８に伝達される。
回転軸８の回転によって回転軸８に取り付けられたウォ
ーム１０が回転し，ウォーム１０の回転はスピンドル１
に設けたウォームホィール９を回転駆動する。回転軸８
の回転によって，ウォーム１０が回転し，ウォーム１０
に噛み合うウォームホィール９が回転する。ウォームホ
ィール９の回転は，回転運動を上下運動に変換する駆動
力伝達機構（図示せず）を通じて雌ねじ５６Ｓ（図３）
を回転させ，雌ねじ５６Ｓと噛み合う雄ねじ７３が設け
られたスピンドル１が上下移動する。スピンドル１の先
端には弁２１が取り付けられているので，弁２１が上下
動し，流路５７が開閉調節される。一方，回転軸８の回
転は回転軸１３に伝達される。

【００３２】この弁駆動用アクチュエータ装置は，回転
軸８の回転数を検出することによって弁２１の流路の開
閉状態，或いは種々の情報を取り出すことができるもの
であり，それに応じて弁駆動用アクチュエータ装置を駆
動制御するものである。回転軸８の回転は，歯車機構３
８を介して回転軸１３に伝達される。回転軸１３の回転
は，歯車機構４０を介して入力側回転軸４１を回転させ
る。入力側回転軸４１には歯車４３が固定されており，
歯車４３には入力側回転軸４１と同軸に配置された出力
側回転軸４２が回転自在に支持されている。入力側回転
軸４１に設けた歯車４３の回転は，減速装置２６の入力
歯車４７へ伝達され，減速装置２６の複数の歯車列４９
によって減速され，減速装置２６の出力歯車４８に伝達
される。出力歯車４８の回転は，出力側回転軸４２の固
定された歯車４４に伝達され，出力側回転軸４２の回転
として出力される。

【００３３】出力側回転軸４２の端部には，指針４５が
取り付けられている。ケース７内に固定された複数の取
付プレート１４の１枚に目盛板４６が取り付けられてい
る。目盛板４６は防爆防水カバー１６に設けられた透明
板５０を通じて見ることができる。指針４５は，目盛板
４６上を回転移動することによって，弁２１の開閉度を
目で検知することができる。

【００３４】この弁駆動用アクチュエータ装置におい
て，回転軸８の回転力は，歯車機構３８Ａとトルクシャ
フト３９を介して回転軸１３Ａに伝達され，回転軸１３
Ａの回転は歯車機構５１を介してトルクスイッチ２７の
スイッチ機構２７Ａに伝達される。トルクスイッチ２７
のスイッチ機構２７Ａで得られる作動状態，即ち，トル
クマイクロスイッチ２９を通じてコントローラ２５に入
力される。また，回転軸１３の回転は，歯車機構３８を
介して回転軸１３に伝達され，回転軸１３の回転は歯車
機構４０を介して入力側回転軸４１に伝達される。入力
側回転軸４１の回転は，歯車機構５２を介してカウンタ
機構から成るリミットスイッチ２８のスイッチ機構２８
Ａに伝達される。リミットスイッチ２８の作動状態はマ
イクロスイッチ３０を通じてコントローラ２５に入力さ
れる。

【００３５】次に，この弁駆動用アクチュエータ装置
は，手動ハンドル１２によって作動される場合は次のと
おりである。まず，駆動切換装置２を働かせるには，手
動切換レバー１８を回転させ，スリーブ３４に嵌合した
カムヨーク５６を回転させる。カムヨーク５６の回転は
スリーブ３４をスプリング３６のばね力に抗して回転軸
８上で摺動移動させ，スリーブ３４を噛み合いクラッチ
３１から離脱させ，モータ１１との駆動連結状態を解放
する。更に，カムヨーク５６を回転させてスリーブ３４
を摺動移動させると，スリーブ３４の歯車５５は，手動
ハンドル１２を取り付けた回転軸５３に設けられた歯車
５４に噛み合うようになる。

【００３６】上記の操作によってスリーブ３４の歯車５
５と回転軸５３に設けた歯車５４とを噛み合った状態に
した後，手動ハンドル１２を回転させると，回転軸５３
が回転し，その回転は歯車５４から歯車５５に伝達され
スリーブ３４を回転させる。スリーブ３４が回転するこ
とによって回転軸８が回転する。回転軸８の回転によっ
て，ウォーム１０が回転し，ウォーム１０に噛み合うウ
ォームホィール９が回転する。ウォームホィール９の回
転することにより，上記と同様の伝達経路によって，弁
２１が上下動し，流路５７が開閉調節される。一方，回
転軸８の回転は回転軸１３，１３Ａに伝達される。回転
軸１３，１３Ａの回転は，上記と同様に，指針等から成
る表示装置１５を回転させると共に，トルクスイッチ２
７及びリミットスイッチ２８へ情報を送ることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】この動力伝達装置における噛み合いクラ
ッチは，上記のように構成されているので，スリーブの
ドグ歯と筒体のドグ歯との噛み合いがスムースに達成で
き，スリーブと筒体との両ドグ歯間に遊びが実質的にな
いので，噛み合い時は勿論のこと，相対的に正逆回転を
行っても，両ドグ歯に衝撃力は働かず，衝撃によるドグ
歯の折損やクラック等の発生もなく，耐久性に富んだも
のとなる。

【００３８】この弁駆動用アクチュエータ装置は，上記
のように構成されているので，駆動切換装置にこの発明
による噛み合いクラッチを組み込んだので，回転軸を手
動ハンドルによって回転駆動する手動駆動機構と前記回
転軸をモータによって回転駆動する電動駆動機構に切り
換えが噛み合いクラッチのドグ歯間に衝撃が発生するこ
となく極めてスムースに達成でき，耐久性を向上させる
と共に，従来の装置に比較して部品を低減して装置その
ものをコンパクトに構成することができ，スイッチユニ
ットを収容したケース内には取付プレート間で制御機器
が適正に配列され，法規制に対しても最適に順応できる
構造に構成されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による動力伝達装置における噛み合い
クラッチの一部を示す部分展開図である。

【図２】図１の動力伝達装置における噛み合いクラッチ
の作動工程を説明する展開図である。

【図３】この発明による弁駆動用アクチュエータ装置の
一実施例を示す一部断面の概略図である。

【図４】この弁駆動用アクチュエータ装置の一部を示す
正面図である。

【図５】図４の弁駆動用アクチュエータ装置の一部を示
す側面図である。

【図６】この発明による弁駆動用アクチュエータ装置の
要部を示す断面図である。

【図７】図６の弁駆動用アクチュエータ装置の側面図で
ある。

【図８】図６の弁駆動用アクチュエータ装置の一部を示
す断面図である。

【図９】図６の弁駆動用アクチュエータ装置のスイッチ
ユニットを示す一部断面の説明図である。

【図１０】従来の動力伝達装置における噛み合いクラッ
チの作動工程を説明する部分展開図である。

【符号の説明】

１ スピンドル ２ 駆動切換装置 ３ スイッチユニット ４ ターミナルユニット ５ ハウジング ６，６１ 取付本体 ７ ケース ８，１３，１３Ａ 回転軸 １１ モータ １２ 手動ハンドル １４ 取付プレート １６，１７ 防爆防水カバー １８ 手動切換レバー １９ 制御機器 ２０ 回転伝達機構 ２１ 弁 ２３ 制御ケース ２５ コントローラ ２６ 減速装置 ２７ トルクスイッチ ２８ リミットスイッチ ２９，３０ マイクロスイッチ ３１ 噛み合いクラッチ ３２ 自動復帰機構（筒体） ３４，８０ スリーブ ８１ 筒体 ８２ ドグ歯 ８３ 歯溝 ８４ 高い歯たけのドグ歯 ８５ 低い歯たけのドグ歯 ８６ 歯溝 ８７ 高い歯たけ ８８ 低い歯たけ ８９，９０ 歯先面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定され且つ端面にドグ歯を備
   えた筒体，及び前記回転軸上を摺動可能であり且つ端面
   に前記筒体の前記ドグ歯に噛み合うドグ歯を備えたスリ
   ーブから成る動力伝達装置における噛み合いクラッチに
   おいて，一方のドグ歯は低い歯たけと高い歯たけに交互
   に形成され，他方のドグ歯の間の歯溝は前記低い歯たけ
   のドグ歯と前記高い歯たけの前記ドグ歯とが噛み合う幅
   を有し，前記他方のドグ歯は前記低い歯たけのドグ歯と
   前記高い歯たけのドグ歯の間の歯溝に噛み合って動力を
   伝達することを特徴とする動力伝達装置における噛み合
   いクラッチ。
2. 【請求項２】 前記一方のドグ歯と前記他方のドグ歯と
   の噛み合いは，前記他方のドグ歯が前記一方のドグ歯の
   前記低い歯たけと前記高い歯たけとの間の前記歯溝に直
   接噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達
   装置における噛み合いクラッチ。
3. 【請求項３】 前記一方のドグ歯と前記他方のドグ歯と
   の噛み合いは，前記他方のドグ歯の歯先面が前記一方の
   低い歯たけのドグ歯の歯先面に当接して前記一方のドグ
   歯と前記他方のドグ歯とが相対回転することによって，
   前記他方のドグ歯が前記一方のドグ歯の前記低い歯たけ
   と前記高い歯たけとの間の前記歯溝に噛み合うことを特
   徴とする請求項１に記載の動力伝達装置における噛み合
   いクラッチ。
4. 【請求項４】 前記一方のドグ歯の前記歯溝の幅は前記
   他方のドグ歯の歯幅と実質的に同一に形成され，前記一
   方のドグ歯の前記歯溝に前記他方のドグ歯が噛み合った
   状態では，前記一方のドグ歯の歯溝と前記他方のドグ歯
   との間には実質的に周方向に遊びがないことを特徴とす
   る請求項１に記載の動力伝達装置における噛み合いクラ
   ッチ。
5. 【請求項５】 流路を開閉調節する弁を取り付けたスピ
   ンドル，前記スピンドルを往復駆動させるため回転駆動
   し且つ取付本体に回転可能に取り付けられた回転軸，前
   記回転軸を手動ハンドルによって回転駆動する手動駆動
   機構又は前記回転軸をモータによって回転駆動する電動
   駆動機構に切り換える駆動切換装置，前記回転軸の回転
   を減速して前記回転軸の回転量を表示する表示装置に伝
   達する回転伝達機構，前記回転伝達機構に組み込まれた
   スイッチユニット，及び前記弁に関する情報の交換を行
   うため前記スイッチユニットと前記スイッチユニットを
   制御するコントローラとを接続するターミナルユニット
   を具備し，前記駆動切換装置には前記手動駆動機構又は
   前記電動駆動機構に切り換えるため請求項１〜４に記載
   の噛み合いクラッチが組み込まれていることから成る弁
   駆動用アクチュエータ装置。