JPS6065972A - ブレ−キ装置付き電動アクチユエ−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】 本発明は、パルプ開閉用電動アクチュエータに関し、特
に停止時におけるオーバラン防止及び停止時パルプを流
れる流体圧によって逆転することを防止するブレーキ装
置付き電動アクチュエータに係るものである。

従来パルプの自動開閉に用いる電動アクチュエータは、
パルプが全開又は全閉になった時電動アクチュエータの
内部に組み込まれたリミットスイッチが作動して電動ア
クチュエータ内のモータが停止するが、もしパルプの開
閉操作トルクが軽ければ電動アクチュエータはモータ停
止後オーバランする危険性があり、逆にパルプの開閉操
作トルクが重ければ電動アクチュエータはモータ停止後
パルプからの反力を得て逆転する危険性がある。

さらにパルプを流れる流体の圧力によって電動アクチュ
エータを逆転させるようなトルクが作用する場合がある
。

従来、上記のオーバラン及び逆転トルクに対処するため
、電磁ブレーキ付のモータ又は一般のインダクションモ
ータは、テフロン等の摩擦係数の小さい材料をコイルバ
ネ等の弾性部材によシロータに圧接していた。しかしな
がら、前者のモータは高価でかつ電動アクチ二エータに
対して必要以上のブレーキ力が作用する。さらに電磁ブ
レーキを制御するため複雑な電気回路が必要となる。又
後者のモータは一般に市販されているレバーシブル七−
夕がこれにあたり、とのモータのブレーキ力は電動アク
チュエータの必要ブレーキ力がモータの定格トルクの約
１５％であるのに対して約３０％にも達し、パルプ用の
電動アクチュエータのブレーキ力としては過大であシ機
械的損失が大きい。

さらにモータの構造が複雑であるため一般のインダクシ
ョンモータに比べ高価である。

本発明は簡単な構造でブレーキを構成し、モータは汎用
の安価なインダクションモータを使用することができる
ブレーキ装置付き電動アクチュエータを提供するもので
ある。

そのため電動アクチュエータにおける高速回転歯車の面
を１個所以上弾性体によシ適当な面圧で加圧せしめるも
のである。そして、上記弾性体は板バネあるいはそれに
準するものであればよく、状況に応じ弾性力を調整でき
る構造としてもよい。

以下本発明を実施例を示す図に従って説明する。

第１図は電動アクチュエータの一般的な構造を示す。上
板１及び底板２によシ支持された軸６゜７の外周に回軸
自在に装着されたギア３．４は各々スペーサ８．９によ
シ上下方向の位置が決められている。ギア５は軸受１１
，１２よυ回軸自在に支承された出力軸１０に固着され
ている。２個のカム１４は出力軸１０の上端に固着され
て各々パルプ（図示せず）が全開又は全閉時にリミット
スイッチ１５を作動させるようになっている。モータ１
３は上板１に固着してあり、その出力ギア１３　ａはギ
ア３の大歯車３ａと噛み合い、ギア３の小歯車３ｂは次
段のギア４０大歯車４ａと噛み合っている。さらにギア
４の小歯車４ｂは出力ギア５に噛み合い出力ギア５に固
着している出力軸１ｏにトルクを伝達している。そして
、出方軸１ｏの回転にょシ出カ軸１０の上端に固着して
いるカム１４が回転し、パルプが全開又は全開になった
時、リミットスイッチ１５のいずれか一方が作動してモ
ータ１３への電流を遮断しモータ１３を停止させる。こ
の時モータ１３又はギア列の一部にブレーキ力が働かな
いとモータ１３は電流遮断後も慣性力で回シ続け、出力
軸１ｏもオーバランする結果となる。

さらに第２図は、電動アクチュエータ２ｏとボールバル
ブ２１とを接続した図である。ボールパルプ２１が全閉
になる時流体圧及び二つのシート２２がらの反力に抗し
ながら電動アクチュエータ２ｏは全閉となる。そして、
全閉になってもモータ１３が停止した瞬間、上記の反力
にょシミ動アクチュエータ２０の出力軸１０を通して、
電動アクチュエータ２ｏを開方向に回すようなトルクが
かかる。この時、電動アクチュエータ２０にこのトルク
に抗するブレーキが働かないと電動アクチュエータ２ｏ
は開方向にわずかに回され、その結果出力軸１ｏを通し
てた≠カム１４が回され、全閉位置で作動するリミット
スイッチ１５が再び切れてモータ１３が再び閉方向に回
シ始める。つまシバルプ全閉→反力によるバルブ開方向
回転→モータ閉方向回転→パルプ全開のサイクルを繰り
返すことになる。

以上のような問題に対して従来は上述のようにモータに
ブレーキを付けた高価な電磁ブレーキ付モータ又はレバ
ーシプルモータを用いるのが一般的であった。そこで本
発明は七−夕を安価なブレーキの付いていないインダク
ションモータを用いるためにギア列にブレーキ機構を設
けるようにしたものである。

第３図〜第６図は本発明の実施例で、繁雑さを避けるだ
めにギア列の内２段目以降は図示していない。第３図は
、第１の実施例でモータ１３の出力ギア１３　ａの面に
板バネ１６がネジ等で固着されている。そして板バネ１
６は、モータ１３を上板１に取付けるとその自由端がギ
ア３の大歯車３ａの上板１側の面に圧接するようになっ
ている。そして板バネ１６とギア３の接触点には、板バ
ネの荷重量、接触面の摩擦係数をμとすると、Ｆ＝ｍμ
なる摩擦力が働く。

この時、接触点の軸６の中心からの距離をｒ。

ギア列のギア３以降の減速比を１／ｎ−、ギア列の段数
ｐ、各噛み合い部の伝達効率をｌとすると、出力軸１０
から見たブレーキ力Ｂは Ｂ＝ｒ＊Ｆ＠ｎｓｌ／７−ｒｍｎμ／ｖｐとなる。

従ってブレーキ力は、接触点の軸６の中心からの距離ｒ
１ギア３以降の減速比ｎ及びギア列の段数ｐを増やせば
実際上有効である。

減速比１／１５００、ギア列の段数４、ギアの伝達効率
９０チ、接触点の軸６の中心からの距離５ＣｆｒＬ１必
要ブレーキカ１５０ｆｆ＠Ｃｒｎなる電動アクチュエー
タについて算出すると、ｍμ＝７６１となυμを適当に
選べば、板バネ１６の荷重は小さくても出力軸１０での
ブレーキ力は大きな値を得ることができる０この実施例
ではモータ１３を上板１に取り付ければ、容易にブレー
キ付の電動アクチュエータにすることができ、又構造も
簡単であり、ギア列には給油が十分なされ得るため、板
バネ１６とギア３の摩擦力は安定しておシ、きわめて安
定なブレーキ力を得ることができる。

第４図は第３図の実施例に関して、微調整可能な構造を
示している。この構造では、調整ネジ１９をコイルバネ
１８に抗してネジ込むことによシ板ノ（ネ１６とギア３
との面圧を増すことができ、ブレーキ力は増大する。し
かし板バネ１６の材質、形状が均一であれば第４図に示
す微調整機構は必要ない。

第５図は第２の実施例を示す０第１の実施例と異なる点
は、板バネ１６とギア３０大歯車３ａの接触点が２個所
になった点及びギア３が板バネ１６よシ受ける荷重が対
称荷重になった点である。第１の実施例でブレーキ力が
不足で板バネ１６の荷重を増やすとギア３が過度の片荷
重によシ寿命に問題がある場合に使用すればよい。第２
の実施例では板バネの荷重が同じである場合、第１の実
施例に比べ約２倍のブレーキ力を得ることができる。

第６図は第３の実施例を示す。この方式は円弧状の板バ
ネ１６によシブレーキをかけるギアの面にのみ荷重をか
けているので、他の部分に全く影響を与えないため、比
較的大きなブレーキ力を得る場合に適している。又第６
図では板バネ１６とピン１７の頭との間にわずかに隙間
を設け、上下方向にわずかに自由度を設けるようにしで
ある。

以上のように本発明によシ、高価な電磁ブレーキ付モー
タあるいは構造が複雑なレバーシプルモータを用いる必
要がなく、安価で構造が簡単なブレーキ力を持った電動
アクチュエータを得ることができる。

さらに本発明のもう一つの効果として高速回転のギアを
適度な力で押圧するので、このギアが回転中上下におど
ることがなく、低掻音の電動アクチュエータを得ること
ができる。その為、パルプ用の電動アクチュエータ以外
の用途にも巾広く応用するととができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動アクチュエータのギア列を展開して
示す縦断面図、第２図は電動アクチュエータとボールパ
ルプとを接続した状態を示す縦断面図、第３図は本発明
の第１の実施例を示す縦断面図、第４図は第１の実施例
の応用例を示す要部縦断面図、第５図および第６図は本
発明の第２および第３の実施例を示す縦断面図である。 ３．４，５，１３ａ：ギア、６：軸、１３：モータ、１
６：板バネ 代理人　弁理士　本　間　崇 第　２　図 第３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータの高速回転を歯車列によシ必要な回転を伝達する
   電動アクチュエータにおいて、高速回転歯車の面の１個
   所または数個所を弾性体により適当な面圧で加圧せしめ
   、前記回転伝達時における慣性力及び停止時におけるブ
   レーキ力を制御せしめることを特徴とするブレーキ装置
   付き電動アクチュエータ。