JPWO2021131036A1 - バルブアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
場合には、モーターの回転軸、ベルト、ウォーム部及びウォームホイールを筐体の中に、コンパクトに収めることができる。この結果、アクチュエータ全体を、より一層小さくすることができる。
本発明を適用したバルブアクチュエータの一例であるバルブアクチュエータ1について説明する。なお、以下の事例では、バルブアクチュエータ1をバルブ2に設けた構造を示している。即ち、バルブアクチュエータ1は、バルブ2の開閉を行うアクチュエータとして機能する。
バルブアクチュエータ1は、上述したようにアクチュエータ本体3と、バルブ取付部4を有している。
また、モーター5は、図示しない制御システムに接続され、その駆動が制御されている。なお、モーター5の駆動を制御するシステムは、アブソリュートエンコーダ(図示省略)とも接続されている。アブソリュートエンコーダは、モーター5に取り付けられ、モーター5における、回転した位置情報の検出、及び、その回転動作に対する位置制御を行う部材である。
バルブ取付部4は、上述したように、バルブ2に固定され、アクチュエータ本体3を支持するための部材である。
続いて、本発明を適用したバルブアクチュエータ1におけるモーター5の制御について説明する。
(1)駆動させる対象の回転動作の範囲が、数回から十数回程度の回転動作に収まるもの。
(2)駆動させる対象の回転動作が連続的に行われる時間が、1分以内、または、数十秒程度に収まるもの。
(3)上記の(1)、(2)の条件と関連して、出力軸の回転速度が数十rpm程度の回転速度で、駆動させる対象の回転動作が完了するもの。
(4)駆動させる対象の回転動作に必要となる出力トルクが、摺動抵抗の変化に応じて変動するもの。なお、摺動抵抗の変化は、バルブの開閉のように、元々の駆動で摺動抵抗が変化するものだけでなく、経年・経時劣化により摺動抵抗が変化する対象物や、回転機構におけるゴミ等の異物の噛み込みにより摺動抵抗が変化する対象物における変化も含まれる。
また、上述した手動のバルブ2のように、回転機構(ハンドル21)が回転に伴い上下動するものである場合には、以下の駆動の条件も含まれる。
(5)駆動させる対象の回転機構の移動ストロークが5mm〜50mm程度の範囲に収まるもの。
なお、以下の説明では、上述したバルブアクチュエータ1の構造とは異なる点を中心に説明を行い、重複する範囲については記載を省略する。
2 バルブ
20 ボディ
21 ハンドル
210 枠部
211 スポーク部
22 フランジ
200 配管
3 アクチュエータ本体
31 蓋部
32 メスコネクタ
30 筐体
300 突出部
301 取付孔
4 バルブ取付部
40 アダプタ
41 取付板
42 スタンド部
420 ボルト
421 ナット
500 クランプノブねじ
5 モーター
51 サーボドライバー
520 下位CPU
521 上位CPU
522 ネットワークCPU
523 最上位CPU
53 オペレータ部
6 ベルト伝達部
60 小径プーリー
61 大径プーリー
62 ベルト
600 AC/DCコンバータ
601 オスコネクタ
7 ウォーム減速機
70 ウォーム部
71 ウォームホイール
8 ブラケット部
80 スリット
Claims (8)
- 筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転軸を有する駆動源となるモーターと、
前記回転軸に取り付けられた第1のプーリーと、
該第1のプーリーと対をなすと共に、同第1のプーリーの径よりも大きな径を有する第2のプーリーと、
前記第1のプーリー及び前記第2のプーリーに張設されたベルトと、
前記第2のプーリーが取り付けられたウォーム部と、該ウォーム部と直交して配置され、同ウォーム部と歯車の噛み合いにより動力伝達を行うウォームホイールを有し、前記筐体の内部に配置されたウォーム減速機と、
ハンドルを有する所定のバルブに取付けられ、前記ハンドルの上方で前記筐体を支持するバルブ取付部と、
前記ウォーム減速機に取り付けられ、前記モーターの駆動力により回転可能に構成されると共に、前記筐体と前記ハンドルの間に配置され、同ハンドルと嵌合して前記所定のバルブの開閉を行うブラケット部と、を備える
バルブアクチュエータ。 - 前記第1のプーリーの径と、前記第2のプーリーの径との大きさの比が1:2以下である
請求項1に記載のバルブアクチュエータ。 - 前記回転軸と前記ベルトがなす角度と、前記ベルトと前記ウォーム部がなす角度が、それぞれ略90度であり、
前記ウォームホイールは、前記回転軸、前記ベルト及び前記ウォーム部に囲まれて配置された
請求項1または請求項2に記載のバルブアクチュエータ。 - 前記筐体の内部に配置され、前記モーターの駆動を制御するモータードライバーを備え、
前記モーターは、同モーターの回転軸の絶対位置を記憶するアブソリュートエンコーダを有し、
前記モータードライバーは、前記モーターの回転の位置制御を行うパルス信号を制御する第1のCPUと、前記第1のCPUを制御すると共に、前記ハンドルを回転させる際の摺動抵抗に応じて、前記モーターに流れる電流の大きさを調整する第2のCPUを含む
請求項1、請求項2または請求項3に記載のバルブアクチュエータ。 - 前記モーターには、所定の駆動時間内に供給が可能な最大の電流値である最大電流値が設定され、
前記第2のCPUは、前記所定の駆動時間及び前記最大電流値の範囲内で、前記モーターに流れる電流を調整する
請求項4に記載のバルブアクチュエータ。 - 前記ハンドルは、同ハンドルの外形を構成する枠部と、該枠部の中心部と同枠部を連結する複数のスポーク部を有し、
前記ブラケット部は、前記スポーク部と嵌合するスリットが形成された
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5に記載のバルブアクチュエータ。 - 前記筐体は、前記ハンドルと対向する面から同ハンドルに向けて突出して形成された略筒状体であり、その内側に前記ブラケット部が配置されると共に、外周面の円周上に複数の取付孔が形成された取付突出部が設けられ、
前記バルブ取付部は、前記取付孔を介して前記取付突出部に着脱可能であり、同取付突出部を挟んで固定する一対のアダプタを有する
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5または請求項6に記載のバルブアクチュエータ。 - 筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転軸を有する駆動源となるモーターと、
前記回転軸に取り付けられた第1のプーリーと、
該第1のプーリーと対をなすと共に、同第1のプーリーの径よりも大きな径を有する第2のプーリーと、
前記第1のプーリー及び前記第2のプーリーに張設されたベルトと、
前記第2のプーリーが取り付けられたウォーム部と、該ウォーム部と直交して配置され、同ウォーム部と歯車の噛み合いにより動力伝達を行うウォームホイールを有すると共に、前記筐体の内部に配置され、所定のバルブを回転可能に構成されたウォーム減速機と、
前記所定のバルブに取付けられ、該所定のバルブの上方で前記筐体を支持するバルブ取付部と、を備える
バルブアクチュエータ。
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