KR101511839B1 - 전동 액추에이터 - Google Patents

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KR101511839B1
KR101511839B1 KR20130047301A KR20130047301A KR101511839B1 KR 101511839 B1 KR101511839 B1 KR 101511839B1 KR 20130047301 A KR20130047301 A KR 20130047301A KR 20130047301 A KR20130047301 A KR 20130047301A KR 101511839 B1 KR101511839 B1 KR 101511839B1
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히데아키 소메야
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다쿠지 아베
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아즈빌주식회사
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Abstract

본 발명은, 통전 상태인 채 메인터넌스 모드로 이행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급 통로에 래칭 릴레이 접점(31)을 설치한다. 래칭 릴레이 접점(31)은, 래칭 릴레이의 세트 코일(32)이 통전 압박되면 개방되고, 래칭 릴레이의 리셋 코일(33)이 통전 압박되면 폐쇄된다. 지연 회로(36)와 접점 제어 회로(37)를 설치하여, 전원 스위치(22)를 온시킨 후, 정해진 지연 시간(T)의 경과를 대기하여 접점(38)을 오프로 하고, 리셋 코일(33)의 통전 압박을 해제한다. 이에 따라, 전원 스위치(22)를 온으로 한 채, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 하여 세트 코일(32)을 작동시키고, 래칭 릴레이 접점(31)을 개방하여 메인터넌스 모드로 이행시킬 수 있게 된다.

Description

전동 액추에이터{ELECTRIC ACTUATOR}
본 발명은, 밸브나 댐퍼 등의 조작단을 구동하는 전동 액추에이터에 관한 것이다.
종래부터, 공조 설비에서는, 그 냉온수 배관에 설치되는 밸브의 개폐 동작이나 덕트 내부를 통과하여 공조 영역으로 공급되는 조화(調和) 공기의 풍량을 가감하는 댐퍼의 개방도 조정 동작을 행하게 하기 위해 전동 액추에이터가 이용되고 있다.
이러한 종류의 통상의 전동 액추에이터는, 전동 액추에이터의 내부에 모터를 구비하고, 공조용 컨트롤러로부터의 제어 지령에 따라, 밸브나 댐퍼 등의 조작단의 개방도를 설정 개방도로 하도록 동작한다.
이러한 전동 액추에이터에서는, 공급되어 있는 전원에 정전이 발생하면, 조작단의 개방도는 정전 직전의 동작 개방도의 상태가 되어 더 이상 적절한 개방도 제어가 행해지지 않게 된다.
그래서, 전동 액추에이터에 공급되고 있는 전원이 정전이 되었을 경우에, 정해진 개방도(예컨대, 완전 폐쇄)로 강제적으로 동작시켜, 전원이 다시 통상 상태로 복귀할 때까지, 그 정해진 개방도를 유지하는 타입의 전동 액추에이터도 제안되고, 이미 존재한다. 이하, 이러한 타입의 전동 액추에이터를 긴급 차단 기능이 있는 전동 액추에이터라고 부른다.
현재, 긴급 차단 기능이 있는 전동 액추에이터로서 구체적으로는 2타입이 제안되어 있고, 한 타입은 스프링 리턴형, 다른 한 타입은 2차 전원 구동형으로 지칭되고 있다.
스프링 리턴형 전동 액추에이터는, 전동 액추에이터의 구동축에 대하여 완전 폐쇄 상태를 유지하도록 압박되는 리턴 스프링을 탑재하고, 전원이 공급되고 있는 경우는 이 리턴 스프링의 압박력에 저항하여 구동 모터를 구동시켜 밸브나 댐퍼 등의 조작단의 개방도를 조정하며, 정전이 발생한 경우에는 리턴 스프링의 압박력에 의해 밸브나 댐퍼 등의 조작단을 강제적으로 정해진 개방도로 동작시킨다.
한편, 2차 전원 구동형 전동 액추에이터는, 2차 전지나 전기 이중층 콘덴서 등으로 구성되는 축전체를 탑재하고, 전원이 공급되고 있을 때에는, 이 전원으로 모터를 구동시켜 밸브나 댐퍼 등의 조작단의 개방도를 조정하며, 정전이 발생한 경우에는 축전체를 동작 전원으로 하고, 모터를 구동시켜 밸브나 댐퍼 등의 조작단을 강제적으로 정해진 개방도로 동작시킨다.
그런데, 이러한 2개의 타입의 긴급 차단 기능이 있는 전동 액추에이터끼리를 비교하면, 스프링 리턴형은, 리턴 스프링의 압박력이 통상시의 모터 구동에 대하여 저항으로서 작용하기 때문에, 그 저항을 이겨내기 위해서 토크가 큰 모터를 사용해야만 하고, 전동 액추에이터의 대형화·중량화·비용 상승을 초래한다고 하는 단점을 갖는다.
이것에 대하여, 2차 전원 구동형은, 스프링 리턴형과 같은 단점을 갖지 않고, 최근, 축전체인 2차 전지나 전기 이중층 콘덴서의 용량의 개선 등도 있어 2차 전원 구동형 전동 액추에이터가 유리해지고 있다.
도 12에, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 전동 차폐 밸브의 모터 구동 회로를 도시한다. 동 도면에 있어서, 도면 부호 1은 상용 전원, 도면 부호 2는 전원 스위치, 도면 부호 3은 교류 전압을 규정된 직류 전압으로 변환하는 정전압 회로, 도면 부호 4는 릴레이, 도면 부호 5는 모터(DC 모터), 도면 부호 6은 개방측 리미트 스위치, 도면 부호 7은 폐쇄측 리미트 스위치, 도면 부호 8, 9는 릴레이(4)의 접점(릴레이 접점), 도면 부호 10은 축전체(전기 이중 콘덴서), 도면 부호 11은 다이오드, 도면 부호 12는 저항이다.
이 모터 구동 회로에서는, 전원 스위치(2)를 온으로 하면, 정전압 회로(3)로부터 직류 전압이 출력되고, 릴레이(4)가 여자(勵磁)되며, 릴레이 접점(8, 9)이 각각 단자(8a, 9a)측으로 전환된다. 이 때, 모터(5)가 중간 개방도의 상태에 있고, 개방측 리미트 스위치(6)가 단자(6a)측에 있으며, 폐쇄측 리미트 스위치(7)가 단자(7a)측에 있는 것으로 한다. 또한, 개방도 지령으로서, 완전 개방 지령을 받고 있는 것으로 한다.
그렇게 하면, 모터(5)가 회전하여 밸브가 개방 방향으로 구동된다. 그리고, 개방측 리미트 스위치(6)가 작동하여 단자(6b)측으로 전환되면, 즉 밸브가 완전 개방되면, 모터(5)가 정지한다. 한편, 축전체(10)는 저항(12)을 통해 충전된다.
이 상태에서, 예컨대 정전 등이 발생하여 정전압 회로(3)로부터의 직류 전압의 출력이 없어지면, 릴레이(4)의 여자가 해제되어 릴레이 접점(8, 9)이 각각 단자(8b, 9b)측으로 전환된다. 이 때, 축전체(10)에 축적되어 있는 전력이 다이오드(11)와 폐쇄측 리미트 스위치(7)를 통해 모터(5)에 공급되고, 모터(5)가 역회전하여 밸브가 폐쇄 방향으로 구동된다. 그리고, 폐쇄측 리미트 스위치(7)가 작동하여 단자(7b)측으로 전환되면, 즉 밸브가 완전 폐쇄되면, 모터(5)가 정지한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평성11-101359호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제4774207호 공보
그러나, 도 12에 도시된 모터 구동 회로에서는, 메인터넌스시, 전원 스위치(2)를 오프로 하고, 밸브 개방도를 완전 폐쇄 이외의 임의의 위치에 유지하고자 하는 경우가 있으며, 이러한 경우, 축전체(10)에 축전된 전력을 방전시킬 필요가 있게 된다.
즉, 메인터넌스시에 전원 스위치(2)를 오프로 하면, 정전과 동일한 상태가 발생하여 축전체(10)에 축적되어 있는 전력에 의해 모터(5)가 강제적으로 구동되며, 밸브가 완전 폐쇄로 된다. 이러한 상태에서, 완전 폐쇄 상태의 밸브를 개방 방향으로 움직이려고 하면, 폐쇄측 리미트 스위치(7)가 단자(7a)측으로 전환되고, 축전체(10)로부터 모터(5)로의 전력 공급이 재개되며, 모터(5)가 밸브를 완전 폐쇄 상태로 되돌리려고 한다.
따라서, 메인터넌스시, 전원 스위치(2)를 오프로 하고, 밸브 개방도를 완전 폐쇄 이외의 임의의 위치에 유지하고자 하는 경우, 모터(5)가 밸브를 완전 폐쇄 상태로 되돌리려고 하지 않게 될 때까지, 축전체(10)에 축전되어 있는 전력을 방전시켜야만 한다. 이 때문에, 방전 종료까지 작업에 대기 시간이 발생하고, 방전시킨 만큼의 전력이 낭비되어 버린다.
또한, 특허문헌 2에는, 충전 전원(축전체)과 액추에이터(모터) 사이에 스위치 수단과 전원 감시 수단을 설치하고, 전원 감시 수단이 정전을 검출하면 스위치 수단을 온으로 하여 충전 전원과 액추에이터를 접속하며, 그 접속된 충전 전원에 의해 액추에이터가 작동하여 밸브가 폐쇄되면, 스위치 수단을 오프로 하여 충전 전원과 액추에이터의 접속을 차단하여, 개폐용 핸들로써 밸브를 개방할 수 있도록 한 차단 밸브가 개시되어 있다.
이 특허문헌 2에 개시된 기술을 적용하여 생각할 수 있는 모터 구동 회로를 도 13에 도시한다. 이 모터 구동 회로에서는, 특허문헌 2에 개시된 스위치 수단에 해당하는 구성으로서 스위치(13)를 설치하고, 전원 감시 수단에 해당하는 구성으로서 전원 감시부(14)를 설치하고 있다. 전원 감시부(14)는 정전을 검출하여 스위치(13)를 온으로 한다.
이 도 13에 도시된 구성에서는, 메인터넌스시에 전원 스위치(2)를 오프로 하면, 릴레이 접점(8, 9)이 단자(8b, 9b)측으로 전환되고, 전원 감시부(14)에 의해 스위치(13)가 온으로 되며, 축전체(10)에 축적되어 있는 전력이 다이오드(11)와 폐쇄측 리미트 스위치(7)와 스위치(13)를 통해 모터(5)에 공급된다. 이에 따라, 모터(5)가 역회전하여 밸브가 폐쇄 방향으로 구동된다. 그리고, 폐쇄측 리미트 스위치(7)가 작동하여 단자(7b)측으로 전환되면, 즉 밸브가 완전 폐쇄되면, 모터(5)가 정지한다. 또한, 밸브가 완전 폐쇄되면, 스위치(13)가 오프로 된다.
이 스위치(13)는, 일단 오프로 되면, 밸브의 개폐 상태에 상관없이 오프의 상태를 유지한다. 이에 따라, 수동에 의한 핸들 조작으로 밸브의 개방 동작을 행했을 때에, 폐쇄측 리미트 스위치(7)가 작동하여 단자(7a)측으로 전환되어도, 축전체(10)에 축적되어 있는 전력이 모터(5)에 공급되는 일이 없다. 이 때문에, 축전체(10)에 축전되어 있는 전력을 방전시키지 않아도 수동에 의한 밸브의 개방 동작이 가능해진다.
그러나, 이 구성에서는, 메인터넌스의 종료 후, 통상의 사용 상태로 복귀시키기 위해서 스위치(13)를 온으로 할 필요가 있지만, 스위치(13)의 온으로의 복귀 작업(통상 사용 상태로의 복귀 작업)을 수동으로 하면, 복귀 작업을 잊어버릴 가능성이 있다. 또한, 타이머 수단을 설치하고, 타이머 수단의 계시(計時)에 기초하여, 밸브가 폐쇄된 후의 스위치(13)를 정해진 시간 경과 후에 온으로 하는 것을 생각할 수 있지만, 밸브를 수동 개폐할 수 있는 시간이 한정되어 버린다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 축전체에 축전된 전력을 전부 방전시키지 않고, 통상 사용 상태로의 복귀 작업을 잊어버리지 않고, 시간의 제약을 받지 않고서 메인터넌스를 행할 수 있는 전동 액추에이터를 제공하는 데 있다.
또한, 외부 전원을 차단하지 않아도, 즉 통전 상태인 채, 메인터넌스 모드로 이행할 수 있는 전동 액추에이터를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 조작단을 구동하는 모터와, 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 충전되는 축전체를 포함하고, 외부 전원의 차단시에 축전체에 축적되어 있는 전력에 의해 모터를 강제적으로 구동하며, 이 모터에 의해 구동되는 조작단이 정해진 개방도에 도달한 것을 검출하여 축전체로부터 모터로의 전력 공급을 차단하는 전동 액추에이터에 있어서, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로를 개폐하는 스위치 수단과, 조작자로부터의 지시에 따라 축전체로부터의 전력 공급을 받아 동작하며, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방하는 세트 수단과, 외부 전원의 차단이 복구된 경우, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 폐쇄하는 리셋 수단과, 외부 전원으로부터 리셋 수단으로의 전력 공급을 정해진 지연 시간 경과 후에 차단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에는 스위치 수단이 설치되어 있다. 이 스위치 수단은 통상 사용 상태에서는 폐쇄로 되어 있다. 조작자는, 메인터넌스를 행하고자 하는 경우, 수동 조작 스위치를 온으로 하는 등으로 세트 수단을 동작시킨다. 세트 수단은, 축전체로부터의 전력 공급을 받아 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방한다. 이에 따라, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로가 개방되고, 외부 전원을 차단하지 않아도, 즉 통전 상태인 채, 메인터넌스 모드로 이행시킬 수 있다. 그리고, 메인터넌스 모드로의 이행 후, 외부 전원을 차단하면, 조작단을 수동으로 원하는 개방도까지 움직여 메인터넌스를 행할 수 있게 된다. 이 경우, 축전체에 축전되어 있는 전력은 소비되지 않는다.
또한, 본 발명에서는, 메인터넌스의 종료 후, 외부 전원을 복구하면, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 리셋 수단이 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 폐쇄한다. 이에 따라, 메인터넌스의 종료 후, 재통전을 실시한 시점에서, 스위치 수단이 자동적으로 개방에서 폐쇄로 전환되고, 통상 사용 상태로 자동 복귀한다. 이에 따라, 통상 사용 상태로의 복귀 작업을 잊어버리는 일이 없게 된다. 또한, 재통전을 실시할 때까지, 조작단을 수동으로 조작하는 것이 가능하고, 시간의 제약을 받는 일도 없다.
또한, 본 발명에서는, 외부 전원으로부터 리셋 수단으로의 전력 공급이 정해진 지연 시간 경과 후에 차단된다. 이에 따라, 외부 전원이 공급되고 있는 상태여도, 수동 조작 스위치를 온으로 하는 등으로, 세트 수단을 동작시키고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방하여 메인터넌스 모드로 이행시킬 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 「조작자로부터의 지시에 따라 축전체로부터의 전력 공급을 받아 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방하는 세트 수단」은, 반드시 필요한 것은 아니다. 예컨대, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 리셋 기능이 있는 스위치로 하고, 수동에 의해 개방할 수 있도록 하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 스위치 수단을 설치하는 한편, 외부 전원의 차단이 복구된 경우, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 폐쇄하는 리셋 수단을 설치하여, 외부 전원으로부터 리셋 수단으로의 전력 공급을 정해진 지연 시간 경과 후에 차단하도록 하였기 때문에, 외부 전원을 차단하지 않아도, 즉 통전 상태인 채, 메인터넌스 모드로 이행시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 메인터넌스 모드로의 이행 후, 외부 전원을 차단함으로써, 조작단을 수동으로 원하는 개방도까지 움직여 메인터넌스를 행할 수 있게 되어 축전체에 축전되어 있는 전력을 소비하지 않게 된다.
또한, 본 발명에서는, 메인터넌스의 종료 후, 외부 전원을 복구하면, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 리셋 수단이 동작하고, 축전체로부터 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 폐쇄하기 때문에, 메인터넌스의 종료 후, 재통전을 실시한 시점에서, 스위치 수단이 자동적으로 개방에서 폐쇄로 전환되며, 통상 사용 상태로 자동 복귀하게 되어, 통상 사용 상태로의 복귀 작업을 잊어버리지 않고, 시간의 제약을 받지 않고서 메인터넌스를 행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 일 실시형태의 주요부를 도시한 회로도이다.
도 2는 이 전원 액추에이터의 전원 스위치 온시의 동작을 설명한 도면이다.
도 3은 이 전원 액추에이터의 정전시의 동작을 설명한 도면이다.
도 4는 이 전원 액추에이터의 방식 1에서의 메인터넌스시의 전원 스위치 오프시의 동작을 설명한 도면이다.
도 5는 이 전원 액추에이터 방식 1에서의 메인터넌스시의 메인터넌스 모드로의 이행 상태(세트 코일 이용시)를 도시한 도면이다.
도 6은 이 전원 액추에이터 방식 1에서의 메인터넌스시의 메인터넌스 모드로의 이행 상태(전지 팩 이용시)를 도시한 도면이다.
도 7은 이 전원 액추에이터 방식 2에서의 메인터넌스시의 메인터넌스 모드로의 이행 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 이 전원 액추에이터 방식 2에서의 메인터넌스시의 메인터넌스 모드로 이행한 후의 전원 스위치를 오프로 한 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 이 전원 액추에이터의 메인터넌스의 종료시에 전원 스위치를 온으로 한 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 LED(발광 다이오드)를 설치하여 세트 코일이 동작한 것을 알리도록 한 예를 도시한 도면이다.
도 11은 래칭 릴레이 접점 대신에 리셋 기능이 있는 스위치를 설치하도록 한 예를 도시한 도면이다.
도 12는 특허문헌 1에 기재된 전동 차폐 밸브의 모터 구동 회로를 도시한 도면이다.
도 13은 특허문헌 2에 개시된 기술을 적용하여 생각할 수 있는 모터 구동 회로를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 일 실시형태의 주요부를 도시한 회로도이다.
도 1에 있어서, 도면 부호 21은 상용 전원, 도면 부호 22는 전원 스위치, 도면 부호 23은 교류 전압을 규정된 직류 전압으로 변환하는 정전압 회로, 도면 부호 24는 릴레이, 도면 부호 25는 밸브나 댐퍼 등의 조작단(도시하지 않음)을 구동하는 모터(DC 모터), 도면 부호 26은 개방측 리미트 스위치, 도면 부호 27은 폐쇄측 리미트 스위치, 도면 부호 28, 29는 릴레이(24)의 접점(릴레이 접점), 도면 부호 30은 축전체(전기 이중층 콘덴서), 도면 부호 31은 본 발명에서 말하는 스위치 수단에 해당하는 래칭 릴레이의 접점(래칭 릴레이 접점), 도면 부호 32는 본 발명에서 말하는 세트 수단에 해당하는 래칭 릴레이의 세트 코일, 도면 부호 33은 본 발명에서 말하는 리셋 수단에 해당하는 래칭 릴레이의 리셋 코일, 도면 부호 34는 전지 팩, 도면 부호 35는 접점 자동 복귀 스위치, 도면 부호 36은 지연 회로, 도면 부호 37은 접점 제어부, 도면 부호 38은 접점 제어부(37)에 의해 제어되는 접점, Tr1은 트랜지스터, R1, R2는 저항이다.
이 전동 액추에이터(100)에 있어서, 모터(25)의 각각의 단자는, 릴레이 접점(28)의 공통 단자(28c) 및 릴레이 접점(29)의 공통 단자(29c)에 접속되어 있다. 또한, 릴레이 접점(28)의 상시 개방 접점 단자(28a)는 개방측 리미트 스위치(26)의 단자(26a)에 접속되고, 릴레이 접점(28)의 상시 폐쇄 접점 단자(28b)는 폐쇄측 리미트 스위치(27)의 단자(27a)에 접속되어 있다. 또한, 릴레이 접점(29)의 상시 폐쇄 접점 단자(29b)는 래칭 릴레이 접점(31)을 통해 개방측 리미트 스위치(26)의 공통 단자(26c)와 함께 축전체(30)의 일단에 접속되고, 릴레이 접점(29)의 상시 개방 접점 단자(29a)는 폐쇄측 리미트 스위치(27)의 공통 단자(27c)와 함께 축전체(30)의 타단에 접속되어 있다.
축전체(30)의 일단은 트랜지스터(Tr1) 및 저항(R1)을 통해 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L1)에 접속되고, 축전체(30)의 타단은 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L2)에 접속되어 있다. 저항(R2)은 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L1)과 트랜지스터(Tr1)의 베이스 사이에 접속되어 있다. 릴레이(24)는 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L1, L2) 사이에 접속되어 있다.
세트 코일(32)은, 축전체(30)의 일단과 타단 사이에 접속되어 있고, 세트 코일(32)과 축전체(30)의 일단과의 접속 라인에 접점 자동 복귀 스위치(35)가 접속되어 있다. 전지 팩(34)은, 전지(BT)와 스위치(SW1)를 직렬로 접속한 회로 구성으로 되어 있고, 필요에 따라 세트 코일(32)에 대하여 병렬로 접속된다. 전지 팩(34)의 접속에 대해서는 후술한다.
지연 회로(36)는, RC 필터 등으로 구성되며, 접점 제어부(37)로의 전력 공급 타이밍을 정해진 시간 지연시킨다. 접점 제어부(37)는, 예컨대 릴레이의 코일이 되어 접점(38)의 온/오프를 제어한다. 접점(38)은, 공통 단자(38c)와, a 접점 단자(38a)와, b 접점 단자(38b)를 구비하고, 통상은 공통 단자(38c)와 b 접점 단자(38b)가 온으로 되어 있으며, 지연 회로(36)를 통한 전력 공급을 받아 접점 제어부(37)가 동작하면, 공통 단자(38c)와 a 접점 단자(38a)가 온으로 된다. 이 예에서는, 공통 단자(38c)와 b 접점 단자(38b)가 온으로 된 상태가 접점(38)의 온 상태, 공통 단자(38c)와 a 접점 단자(38a)가 온으로 된 상태가 접점(38)의 오프 상태가 된다.
접점(38)의 공통 단자(38c)는 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L1)에 접속되고, 접점(38)의 b 접점 단자(38b)는 리셋 코일(33)의 일단에 접속되어 있다. 리셋 코일(33)의 타단은 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력 라인(L2)에 접속되어 있다. 세트 코일(32)은, 통전 압박되면, 래칭 릴레이 접점(31)을 개방하고, 리셋 코일(33)은, 통전 압박되면, 래칭 릴레이 접점(31)을 폐쇄한다.
또한, 이 예에 있어서, 전원 스위치(22)는 전동 액추에이터(100)의 구성 요소로서 설치되어 있지만, 전동 액추에이터(100)의 외부에 있어도 좋다. 또한, 도 1에는 도시하고 있지 않지만, 모터(25)가 구동되지 않을 때에 조작단의 개방도를 조작할 수 있는 수동 개방도 조작 수단으로서, 개폐용 핸들 등이 설치되어 있다. 또한, 접점 제어부(37)는, 릴레이의 코일 이외에 트랜지스터의 베이스 등으로 하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 접점(38)도 릴레이의 접점 이외에 트랜지스터의 이미터-콜렉터로 하는 것도 생각할 수 있다.
이 전동 액추에이터(100)에서는, 전원 스위치(22)를 온으로 하면, 정전압 회로(23)로부터 직류 전압이 출력되고, 릴레이(24)가 여자되며, 릴레이 접점(28, 29)이 각각 상시 개방 접점 단자(28a, 29a)측으로 전환된다. 이 때, 모터(25)가 중간 개방도의 상태에 있고, 개방측 리미트 스위치(26)가 단자(26a)측에 있으며, 폐쇄측 리미트 스위치(27)가 단자(27a)측에 있는 것으로 한다. 또한, 개방도 지령으로서, 완전 개방 지령을 받고 있는 것으로 한다.
그렇게 하면, 도 2에 도시된 화살표의 경로를 통해 전류가 흐르고, 모터(25)가 화살표 A 방향으로 회전하여, 조작단이 개방 방향으로 구동된다. 그리고, 개방측 리미트 스위치(26)가 작동하여 단자(26b)측으로 전환되면, 즉 조작단이 완전 개방되면, 모터(25)가 정지한다. 한편, 축전체(30)는, 저항(R1), 트랜지스터(Tr1)를 통한 전류의 공급을 받아 충전된다.
또한, 래칭 릴레이 접점(31)은, 리셋 코일(33)이 통전 압박되기 때문에, 폐쇄 상태가 된다. 이 폐쇄로 된 상태가 래칭 릴레이 접점(31)의 통상 사용 상태이다. 또한, 리셋 코일(33)의 통전 압박은, 접점 제어부(37)가 지연 회로(36)에서의 정해진 지연 시간(T)의 경과 후에 접점(38)을 오프시킴으로써 해제된다. 이에 따라, 래칭 릴레이 접점(31)은, 세트 코일(32)에 의해 개방되는 것이 가능한 상태로 된다.
[정전시의 긴급 차단]
이 상태에서, 정전이 발생하여, 즉 외부 전원이 차단되어(도 3 참조), 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력이 없어지면, 릴레이(24)의 여자가 해제되어 릴레이 접점(28, 29)이 각각 상시 폐쇄 접점 단자(28b, 29b)측으로 전환된다. 이 때, 축전체(30)에 축적되어 있는 전력에 의해, 도 3에 도시된 화살표의 경로를 통해 전류가 흐르고, 모터(25)가 화살표 B 방향으로 회전(역회전)하여 조작단이 폐쇄 방향으로 구동된다. 그리고, 폐쇄측 리미트 스위치(27)가 작동하여 단자(27b)측으로 전환되면, 즉 조작단이 완전 폐쇄되면, 모터(25)가 정지한다. 한편, 정전에 의해, 접점 제어부(37)로의 전력 공급이 차단되기 때문에, 접점(38)은 온으로 된다.
[메인터넌스]
본 실시형태에서는, 메인터넌스 모드(후술)로 이행하는 방식으로서, 2개의 방식이 있다. 하나는, 전원 스위치(22)를 오프로 하고 나서 메인터넌스 모드로 이행하는 방식, 다른 하나는, 전원 스위치(22)를 온으로 한 채 메인터넌스 모드로 이행하는 방식이다. 이하, 전원 스위치(22)를 오프로 하고 나서 메인터넌스 모드로 이행하는 방식을 방식 1, 전원 스위치(22)를 온으로 한 채 메인터넌스 모드로 이행하는 방식을 방식 2로 하여 양쪽 방식에 대해서 설명한다.
[방식 1: 전원 스위치를 오프로 하고 나서 메인터넌스 모드로 이행하는 방식]
메인터넌스시에 전원 스위치(22)를 오프로 하면(도 4 참조), 정전과 동일한 상태가 발생하여 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압의 출력이 없어진다. 이에 따라, 전술한 「정전시의 긴급 차단」과 동일하게 하여 도 4에 도시된 화살표의 경로를 통해 전류가 흐르고, 모터(25)가 화살표 B 방향으로 회전(역회전)하여 조작단이 폐쇄 방향으로 구동된다. 그리고, 폐쇄측 리미트 스위치(27)가 작동하여 단자(27b)측으로 전환되면, 즉 조작단이 완전 폐쇄되면, 모터(25)가 정지한다.
이 경우, 접점 제어부(37)로의 전력 공급이 차단되기 때문에, 접점(38)은 온으로 된다. 그러나, 접점(38)이 온으로 되어도, 전원 스위치(22)가 오프로 되어 있기 때문에, 리셋 코일(33)의 통전 압박은 행해지지 않는다. 따라서, 래칭 릴레이 접점(31)은, 세트 코일(32)에 의해 개방될 수 있는 상태를 유지한다.
다음에, 조작자는, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 한다. 이 접점 자동 복귀 스위치(35)는, 조작자가 누르고 있는 동안만 온이 되고, 누르는 것을 멈추면 자동으로 오프 상태로 복귀한다. 접점 자동 복귀 스위치(35)가 온이 되면, 세트 코일(32)이 축전체(30)로부터의 전력 공급을 받아 통전 압박되고, 래칭 릴레이 접점(31)이 개방된다(도 5 참조).
또한, 축전체(30)에 전력이 축적되어 있지 않아, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 하여도 세트 코일(32)이 통전 압박되지 않는 경우에는, 전지 팩(34)을 세트 코일(32)에 대하여 병렬로 접속하고, 스위치(SW1)를 온으로 하여 전지(BT)로부터의 전력을 세트 코일(32)에 부여하여 래칭 릴레이 접점(31)을 개방한다(도 6 참조).
이 래칭 릴레이 접점(31)이 개방된 상태를 메인터넌스 모드라고 부른다. 즉, 이 방식 1에서는, 전원 스위치(22)를 오프로 한 후, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 하거나, 혹은 전지 팩(34)을 접속하고, 스위치(SW1)를 온으로 함으로써, 전동 액추에이터(100)를 메인터넌스 모드로 이행시킨다.
이 메인터넌스 모드에서는, 수동에 의한 핸들 조작으로 조작단의 개방 동작을 행했을 때, 폐쇄측 리미트 스위치(27)가 작동하여 단자(27a)측으로 전환되어도, 축전체(30)에 축적되어 있는 전력이 모터(25)에 공급되는 일이 없다. 이에 따라, 축전체(30)에 축전되어 있는 전력을 방전시키지 않아도, 수동에 의한 조작단의 개방 동작이 가능해진다.
[방식 2: 전원 스위치를 온으로 한 채 메인터넌스 모드로 이행하는 방식]
조작자는, 메인터넌스를 행하고자 하는 경우, 전원 스위치(22)를 온으로 한 채, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 한다(도 7 참조).
이 경우, 접점 제어부(37)로의 전력 공급이 계속되고 있기 때문에, 접점(38)은 오프로 되어 있다. 따라서, 리셋 코일(33)의 통전 압박은 행해지고 있지 않고, 래칭 릴레이 접점(31)을 세트 코일(32)에 의해 개방할 수 있다.
접점 자동 복귀 스위치(35)는, 조작자가 누르고 있는 동안만 온이 되고, 누르는 것을 멈추면 자동으로 오프 상태로 복귀한다. 접점 자동 복귀 스위치(35)가 온이 되면, 세트 코일(32)이 정전압 회로(23)로부터의 전력 공급을 받아 통전 압박되고, 래칭 릴레이 접점(31)이 개방된다. 이에 따라, 축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급 통로가 개방된 상태가 되어 메인터넌스 모드로 이행한다. 이 후, 조작자는 전원 스위치(22)를 오프로 한다(도 8 참조).
즉, 이 방식 2에서는, 전원 스위치(22)를 온으로 한 채, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 함으로써, 전동 액추에이터(100)를 메인터넌스 모드로 이행시키고 나서, 전원 스위치(22)를 오프로 한다.
이 경우, 래칭 릴레이 접점(31)이 개방되어 있기 때문에, 전원 스위치(22)를 오프로 하여도, 축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급이 행해지지 않고, 모터(25)는 현재 위치에서 정지한다. 전원 스위치 오프 후에는, 수동에 의한 핸들 조작으로 조작단을 움직여 메인터넌스를 행할 수 있게 된다.
이 방식 2에서는, 축전체(30)에 축전되어 있는 전력은 소비되지 않고, 방식 1과 같이, 축전체(30)에 축적되어 있는 전력에 의해 모터(25)를 강제적으로 구동시켜 조작단을 정해진 개방도까지 구동시킬 필요도 없다.
[메인터넌스의 종료]
메인터넌스의 종료 후, 전원 스위치(22)를 온으로 하면, 즉 외부 전원을 복구하여 재통전을 실시하면(도 9 참조), 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압을 받아 리셋 코일(33)이 동작하고, 래칭 릴레이 접점(31)을 폐쇄한다.
이에 따라, 메인터넌스의 종료 후, 재통전을 실시한 시점에서, 래칭 릴레이 접점(31)이 자동적으로 개방에서 폐쇄로 전환되고, 통상 사용 상태로 자동 복귀한다. 이에 따라, 통상 사용 상태로의 복귀 작업을 잊어버리는 일이 없게 된다. 또한, 재통전을 실시할 때까지, 조작단을 수동으로 조작하는 것이 가능하고, 시간의 제약을 받는 일도 없다.
또한, 전원 스위치(22)를 온으로 하면, 정전압 회로(23)로부터의 직류 전압을 받아 릴레이(24)가 동작하고, 릴레이 접점(28, 29)이 각각 상시 개방 접점 단자(28a, 29a)측으로 전환된다. 이에 따라, 정전압 회로(23)로부터 모터(25)로의 전력 공급이 시작되고, 메인터넌스시에 조작단의 개방도를 완전 폐쇄 이외의 임의의 위치에 유지한 상태에서, 조작단의 개방도의 제어 동작이 재개된다.
또한, 리셋 코일(33)의 통전 압박은, 접점 제어부(37)가 지연 회로(36)에서의 정해진 지연 시간(T)의 경과 후에 접점(38)을 오프로 함으로써 해제된다. 이에 따라, 래칭 릴레이 접점(31)은, 전원 스위치(22)의 온/오프 상태에 상관없이, 세트 코일(32)에 의해 개방되는 것이 가능한 상태로 된다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 세트 코일(32)에 대하여 병렬로 LED(발광 다이오드)(39)를 접속하고, 세트 코일(32)이 동작한 것을 알리도록 하여도 좋다. 즉, 예컨대, 방식 1에 있어서, 축전체(30)에 전력이 축적되어 있으면, 접점 자동 복귀 스위치(35)를 온으로 했을 때, 축전체(30)로부터 세트 코일(32)로의 전력 공급에 따라 LED(39)로의 급전이 행해지고, LED(39)가 발광하여, 래칭 릴레이 접점(31)이 개방된 것을 알린다.
LED(39)가 발광하지 않은 경우, 축전체(30)에 전력이 축적되어 있지 않다고 판단하여, 전지 팩(34)을 세트 코일(32)에 대하여 병렬로 접속하고, 스위치(SW1)를 온으로 하여 전지(BT)로부터의 전력을 세트 코일(32)에 부여하여 래칭 릴레이 접점(31)을 개방한다. 이 때, 전지 팩(34)으로부터 세트 코일(32)로의 전력 공급에 따라 LED(39)로의 급전이 행해지고, LED(39)가 발광하여, 래칭 릴레이 접점(31)이 개방된 것을 알린다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 스위치 수단으로서 래칭 릴레이 접점(31)을 이용하고, 세트 수단으로서 래칭 릴레이의 세트 코일(32)을 이용하며, 리셋 수단으로서 래칭 릴레이의 리셋 코일(33)을 이용하도록 하였지만, 이러한 것으로 한정되지는 않는다.
즉, 스위치 수단은, 조작자로부터의 지시에 따라 축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급 통로를 개폐할 수 있는 것이면 좋고, 세트 수단은, 조작자로부터의 지시에 따라 축전체(30)로부터의 전력 공급을 받아 동작하며, 축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방할 수 있는 것이면 좋고, 리셋 수단은, 외부 전원의 차단이 복구된 경우, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 동작하며, 축전체(30)로부터 모터(25)로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 폐쇄할 수 있는 것이면 좋고, 어떠한 형태의 것이라도 상관없다.
또한, LED(39) 대신에 버저 등을 설치하여도 좋고, 인간의 오감으로써 감지할 수 있는 소자라면, 어떠한 것이어도 좋다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 구성으로부터 세트 코일(32), 전지 팩(34), 접점 자동 복귀 스위치(35)를 없애고, 래칭 릴레이 접점(31) 대신에 리셋 기능이 있는 스위치(40)를 설치하여, 이 리셋 기능이 있는 스위치(40)를 그 통전 압박 상태에서 폐쇄로 하는 리셋 코일(33)을 설치하도록 하여도 좋다. 이 경우, 리셋 기능이 있는 스위치(40)는, 리셋 코일(33)이 통전 압박되어 있지 않은 경우, 수동 조작에 의해 개방될 수 있고, 리셋 코일(33)이 통전 압박될 때까지 그 개방된 상태를 유지한다.
[실시형태의 확장]
이상, 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않는다. 본 발명의 구성이나 세부사항에는, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 여러 가지 변경을 할 수 있다.
21 : 상용 전원 22 : 전원 스위치
23 : 정전압 회로 24 : 릴레이
25 : 모터(DC 모터) 26 : 개방측 리미트 스위치
27 : 폐쇄측 리미트 스위치 28, 29 : 릴레이 접점
30 : 축전체(전기 이중층 콘덴서)
31 : 래칭 릴레이의 접점(래칭 릴레이 접점)
32 : 래칭 릴레이의 세트 코일 33 : 래칭 릴레이의 리셋 코일
34 : 전지 팩 35 : 접점 자동 복귀 스위치
36 : 지연 회로 37 : 접점 제어부
38 : 접점 39 : LED(발광 다이오드)
40 : 리셋 기능이 있는 스위치
100 : 전동 액추에이터

Claims (4)

  1. 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 조작단을 구동하는 모터와, 상기 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 충전되는 축전체를 포함하고, 상기 외부 전원의 차단시에 상기 축전체에 축적되어 있는 전력에 의해 상기 모터를 강제적으로 구동하며, 이 모터에 의해 구동되는 조작단이 정해진 개방도에 도달한 것을 검출하여 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급을 차단하는 전동 액추에이터에 있어서,
    상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급 통로에 설치되고, 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급 통로를 개폐하는 스위치 수단과,
    조작자로부터의 지시에 따라 상기 축전체로부터의 전력 공급을 받아 동작하며, 상기 스위치 수단을 개방하여, 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급을 차단하는 세트 수단과,
    상기 외부 전원의 차단이 복구된 경우, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 동작하고, 상기 스위치 수단을 폐쇄하는 리셋 수단과,
    상기 외부 전원으로부터 상기 리셋 수단으로의 전력 공급을 정해진 지연 시간 경과 후에 차단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 조작자로부터의 지시에 따라 세트되어 있는 전지의 전력을 상기 세트 수단에 공급하여 이 세트 수단을 동작시키고, 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급 통로에 설치되어 있는 스위치 수단을 개방하는 전지 팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세트 수단으로의 전력 공급에 따라 급전되고, 이 세트 수단이 동작하고 있는 것을 알리는 통지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
  4. 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 조작단을 구동하는 모터와, 상기 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 충전되는 축전체를 포함하고, 상기 외부 전원의 차단시에 상기 축전체에 축적되어 있는 전력에 의해 상기 모터를 강제적으로 구동하며, 이 모터에 의해 구동되는 조작단이 정해진 개방도에 도달한 것을 검출하여 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급을 차단하는 전동 액추에이터에 있어서,
    상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급 통로에 설치되고, 조작자로부터의 지시에 따라 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급 통로를 개방하여, 상기 축전체로부터 상기 모터로의 전력 공급을 차단하는 스위치 수단과,
    상기 외부 전원의 차단이 복구된 경우, 그 외부 전원으로부터의 전력 공급을 받아 동작하며, 상기 스위치 수단을 폐쇄하는 리셋 수단과,
    상기 외부 전원으로부터 상기 리셋 수단으로의 전력 공급을 정해진 지연 시간 경과 후에 차단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
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