TWI794485B - 電動致動器 - Google Patents

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Abstract

一種電動致動器，具備殼體、電動驅動部、得以繞旋轉軸線旋轉且得以於旋轉軸線方向移動的選擇構件61、設置於選擇構件61的位置維持構件65及被檢測體63、檢測器67、設置於殼體內的合作面的嚙合溝以及使位置維持構件65向合作面接近的方式對選擇構件61於旋轉軸線方向施力的施力構件71，嚙合溝在位置維持構件65嚙合於嚙合溝時，被檢測63體以位於檢測器67可檢測區域及不可檢測區域中的其中一處的方式形成，檢測器67係構成為依檢測與否而切換對電動驅動部的電力的供給或截斷。藉此能夠簡單且安全地切換電力供給及截斷的電動致動器。

Description

電動致動器
本發明係關於藉由電動驅動部將連接於閥門等的輸出軸驅動的一種電動致動器。
球閥及蝶型閥等閥門中，作為用以開閉操作的驅動裝置，使用有電動致動器。電動致動器為將電動馬達等電動驅動部的驅動力傳達至連接於閥門的閥體等的輸出軸(例如芯柱)並使之旋轉。又在維護檢查及停電等之際，為了使手動操作得以進行，亦有具備得以手動操作輸出軸的手動操作機構的電動致動器。
在欲進行電動致動器的手動操作及欲使之緊急停止時，必須以佈線在電動制動器的電力供給線上所設置有的斷路器等開關，而截斷對電動致動器的電力供給。但是，在遠離開關的位置時，可能無法立即截斷電力供給。因此，期望能夠在電動致動器內截斷對電動驅動部的電力供給。
為了對應上述問題，例如專利文獻1中所揭示的致動器，以設置於殼體內的電動馬達的動軸透過齒輪組件驅動輸出軸，將藉由離合按鈕的推壓衝程使齒輪組件的嚙合齒輪群之一的離合器齒輪脫離的離合桿予以上下自由移動地設置，併設有以此離合按鈕的推壓解除衝程而將致動器的電源開啟-關閉(ON-OFF)的開關，在以離合按鈕的推壓將電源關閉的同時，使離合器齒輪自與 經固定於輸出軸的輸出齒輪的嚙合狀態脫離，此狀態下，藉由與凸出殼體的上表面的輸出軸為連動的手動操作端，而使手動操作為可能。又專利文獻2中所提出的電動致動器，構成為於將馬達的驅動透過齒輪減速機構對輸出軸輸出的電動致動器內的基準面固定有內鎖開關，於內鎖開關的周邊位置直立設置有與輸出軸連動的手動軸，將具有凸輪部的連結體連接而使其相對於手動軸為得以上下移動，且於連結體的下端接觸基準面時，連結體的凸輪部抵接內開關的開關部，在使連接於連結體的手動操作軸上升時，凸輪部自開關部脫離，而在電力供給停止的同時，設置於連結體的筒部內的角部及形成於手動軸上端的角部嚙合而透過連接體而得以旋轉驅動手動操作軸及手動軸。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平8-21557號公報
專利文獻2：日本特許第4744915號公報
專利文獻1及專利文獻2所揭示的電動致動器中，僅以離合按鈕及手動操作軸的上下移動進行電力的供給及截斷的切換。因此，有可能因錯誤操作而進行切換。特別是在已截斷電力供給的狀態下進行手動操作時，若是重新開始電力供給，則手動操作部可能會連動於輸出軸的旋轉而旋轉，而帶給作業員危險的憂慮。
因此，本發明的目的在於解決存在於習知技術的問題，並提供一種電動致動器，能夠簡單且安全地切換電力的供給及截斷。
有鑑於上述目的，本發明提供一種電動致動器，具備一殼體及用以驅動輸出軸而受該殼體支承的一電動驅動部，該電動致動器包含一選擇構件，包含一運作端部及一操作端部，該運作端部係凸出至該殼體的內部，該操作端部係凸出至該殼體的外部，該選擇構件係藉由該操作端部的操作而得以繞一旋轉軸線旋轉且得以於該旋轉軸線方向移動；一位置維持構件，係以朝向與該旋轉軸線交錯的方向凸出的方式設置於該選擇構件的位於該殼體內的部分；一被檢測體，係以朝向與該旋轉軸線交錯的方向延伸的方式設置於該選擇構件的該運作端部；一檢測器，係設置於該殼體內，用以檢測該被檢測體；一第一嚙合溝，係設置於該殼體內的合作面，用以嚙合該位置維持構件；以及一施力構件，係以使該位置維持構件向該合作面接近的方式對該選擇構件於該旋轉軸線方向施力，其中該第一嚙合溝係以在該位置維持構件嚙合於該第一嚙合溝時，該被檢測體以位於得以藉由該檢測器檢測的一可檢測區域及無法藉由該檢測器檢測的一不可檢測區域中的其中一處的方式形成，該檢測器係構成為藉由位於該可檢測區域時及位於該不可檢測區域時以切換對該電動驅動部的電力的供給或截斷。
上述電動致動器中，藉由操作端部的操作所致的選擇構件繞旋轉軸線的旋轉，使設置於選擇構件的運作端部的被檢測體在可檢測區域及不可檢測區域之間移動，而能夠藉由設置於選擇構件的運作端部的被檢測體位於可檢測區域或不可檢測區域，而切換對電動驅動部的電力供給的供給及截斷。又選 擇構件藉由施力構件而朝向合作面被施力，設置於選擇構件的運作端部側的位置維持構件在與設置於合作面的第一嚙合溝嚙合的狀態下，選擇構件的繞旋轉軸線的旋轉受到阻礙，因此為了解除位置維持構件與第一嚙合溝的嚙合，必須要抵抗施力構件的施力而使選擇構件於旋轉軸線方向移動。因此，為了切換電力的供給及截斷，於旋軸線的移動及繞旋轉軸線的旋轉的兩者皆變得必要。
該電動致動器，以該檢測器係構成為當檢測到該被檢測體時截斷對該電動驅動部的電力供給，該第一嚙合溝係形成為在該位置維持構件嚙合於該第一嚙合溝時，該被檢測體位於該可檢測區域為佳。此時，得以將電力供給被截斷的狀態予以鎖定，而提高維護檢修的安全性。
又以於該合作面係進一步設置有朝向與該第一嚙合溝交錯的方向延伸的一第二嚙合溝，該第二嚙合溝係形成為在該位置維持構件嚙合於該第二嚙合溝時，該被檢測體將位於該可檢測區域及該不可檢測區域之中的另一處為佳。藉由如此構成，得以將電力供給狀態及電力供給截斷狀態的兩者予以鎖定，進一步提升安全性。此時，該第一嚙合溝與該第二嚙合溝得以形成為正交。
作為一實施形態，該合作面得為該選擇構件所貫穿的該殼體的周壁的內側面。
作為一實施形態，該電動驅動部亦能夠為一電動馬達。此時，以該電動致動器構成為其中進一步包含有用以控制該電動馬達的驅動的一驅動電路，該電動馬達係構成為透過該驅動電路而被供給電力，該檢測器係構成為在檢測到該被檢測體時，截斷將該驅動電路與該電動馬達之間予以電氣地截斷為佳。又於此時，以該輸出軸係構成為透過一傳動機構並藉由該電動馬達而被驅動，該電動置動器進一步包含一手動操作軸，該手動操作軸係得以透過該傳動 機構而將旋轉傳達至該輸出軸為佳。藉由如此構成，能夠防止手動操作時電動馬達所生的反電動勢帶給驅動電路不良影響。
於一實施例中，該檢測器為藉由該被檢測體的接觸而檢測該被檢測體的限位開關，該位置維持構件與該選擇構件係形成為一體，而該被檢測體為連接至該選擇構件的插銷狀的分別的構件。
依據本發明的電動致動器，為了切換電力的供給即切斷，必須進行於旋轉軸線的移動及繞旋轉軸線的旋轉兩者，切換動作雖然容易，但能夠防止錯誤操作。又構造雖然簡單，但只要不知道用以切換的動作便無法進行切換，而能夠提高安全性。
11:電動致動器
13:殼體
13a:本體部
13b:罩部
14:板狀構件
15:電動馬達
15a:旋轉軸
17:齒輪傳動機構
19:輸出軸
21:控制軸
23:手動操作機構
25:電力供給切換機構
27:閥門開度計
29:第一中間軸
31:第二中間軸
33:第三中間軸
35:小齒輪
37:第一中間齒輪
39:第二中間齒輪
41:第三中間齒輪
43:第四中間齒輪
45:輸入齒輪
47:手動軸
47a:連結部
49:手動齒輪
51:第五中間齒輪
53:第六中間齒輪
55:手動操作用開口部
57:操作構件
59:蓋
61:選擇構件
61a:軸部
61b:旋鈕部
61c:環狀溝
61d:階梯部
63:被檢測體
65:位置維持構件
67:檢測器
67a:檢測部
69:合作面
69a:第一嚙合溝
69b:第二嚙合溝
71:施力構件
73:旋鈕部收容凹部
75:O形環
79:止動輪
81:馬達驅動控制機構
83:電源
85:電源電路
87:旋轉位置感測器
89:輸入訊號判定電路
91:馬達驅動電路
R:旋轉軸線
圖1係顯示依據本發明的電動致動器的的內部構成的部分透視立體圖；圖2係顯示為了手動操作而於圖1所示的電動致動器的手動軸連接有板手的狀態的電動致動器的部分透視立體圖；圖3係顯示僅留下殼體的一部分且省略板狀構件的狀態下的圖2所示的電動致動器的齒輪傳動機構的立體圖。
圖4係為了顯示齒輪的配置，自上方觀察圖3所示的電動致動器的齒輪傳動機構的說明圖。
圖5係將圖1所示的電動致動器的電力供給機構擴大而顯示的部分透視立體圖。
圖6係顯示圖1所示的電動致動器的電力供給切換機構的選擇構件的立體圖。
圖7係顯示形成於電動致動器的殼體的內壁的嚙合溝的說明圖。
圖8係顯示電動致動器的馬達驅動控制機構的構成的方塊圖。
圖9的A係用以說明切換圖1所示的電動致動器的電力的供給及截斷的動作的說明圖，圖9的B係用以說明切換圖1所示的電動致動器的電力的供給及截斷的動作的說明圖，圖9的C係用以說明切換圖1所示的電動致動器的電力的供給及截斷的動作的說明圖，圖9的D係用以說明切換圖1所示的電動致動器的電力的供給及截斷的動作的說明圖。
以下參照圖式而說明依據本發明的電動致動器的實施形態。
首先，參照圖1至圖4，說明關於本發明的電動致動器的整體構成。顯示於圖1至圖4的實施形態中，作為電動致動器，例示具備有手動操作機構的電動致動器11。
電動致動器11包含殼體13、電動馬達15、輸出軸19、控制軸21、手動操作機構23以及電力供給切換機構25，該殼體13係略呈箱型，該電動馬達15作為電動驅動部被配置於殼體13內，該輸出軸19受到透過齒輪傳動機構17所傳達的電動馬達15的旋轉軸15a的旋轉而旋轉，該控制軸21連結於輸出軸19的上部，該電力供給切換機構25用以選擇性地切換對電動馬達15的供給及截斷，該電動致動器11能夠在藉由電力供給切換機構25而截斷對電動馬達15的電力供給的狀態下，使用手動操作機構23而能夠以手動操作使輸出軸19旋轉。
殼體13，由本體部13a及罩部13b所構成，藉由將罩部13b以圖中未顯示的螺絲等安裝於本體部13a的上部而組裝完成。本體部13a的上部，安裝有板狀構件14。本體部13a、罩部13b及板狀構件14能夠由塑膠材料及金屬材料等適當的材料所形成。作為電動馬達15，能夠使用交流(AC)馬達、直流(DC)馬達、 步進馬達及伺服馬達等任意種類的馬達。另外，本實施形態中，雖然使用電動馬達15作為電動驅動部，但亦能夠使用其他種類的電驅動裝置。
輸出軸19及控制軸21，能夠藉由適當的材料形成，但是以藉由金屬材料形成為佳。輸出軸19為得以旋轉地被支承於殼體13內，且構成為下端部能夠連接於圖中未顯示的閥門的芯柱等。控制軸21，一端部連接於輸出軸19的上端部，且為得以旋轉地被支承於板狀構件14。又本實施型態中，為了適用於閥門的閥體的開閉，構成為於控制軸21的上部，設置有得以自殼體13的外部目視確認的閥門開度計27，而能夠得知連接於控制軸21的輸出軸19的旋轉位置。
齒輪傳動機構17，為藉由複數個齒輪所構成，該齒輪傳動機構17被收容於本體部13a內，且配置於板狀構件14的下方。本實施形態中，齒輪傳動機構17，如圖3及圖4所詳示，為由小齒輪35、第一中間齒輪37、第二中間齒輪39、第三中間齒輪41、第四中間齒輪43以及輸入齒輪45所構成，該小齒輪35被固定於電動馬達15的旋轉軸15a且與旋轉軸15a連動而旋轉，該第一中間齒輪37被安裝於第一中間軸29且與小齒輪35嚙合，該第二中間齒輪39與第一中間齒輪37同軸地被安裝於第一中間軸29且與第一中間齒輪37連動而旋轉，該第三中間齒輪41被安裝於第二中間軸31且與第二中間齒輪39嚙合，該第四中間齒輪43與第三中間齒輪41同軸地被安裝於第二中間軸31且與第三中間齒輪41連動而旋轉，該輸入齒輪45以與輸出軸19連動而旋轉的方式被固定於輸出軸19且與第四中間齒輪43嚙合，電動馬達15的旋轉軸15a的旋轉為透過小齒輪35、第一中間齒輪37、第二中間齒輪39、第三中間齒輪41、第四中間齒輪43及輸入齒輪45而被傳達至輸出軸19。另外，第一中間軸29及第二中間軸31，兩端部分別得以旋轉地被支承於殼體13的本體部13a的底部及板狀構件14。又安裝於第一中間軸29的 第一中間齒輪37及第二中間齒輪39，能夠被固定於第一中間軸29而與第一中間軸29連動而旋轉，亦能夠被安裝於第一中間軸29而得以繞第一中間軸29自由旋轉。同樣地，安裝於第二中間軸31的第三中間齒輪41及第四中間齒輪43，能夠被固定於第二中間軸31而與第二中間軸31連動而旋轉，亦能夠被安裝於第二中間軸31而得以繞第二中間軸31自由旋轉。
手動操作機構23由手動軸47、手動齒輪49、第五中間齒輪51以及第六中間齒輪53所構成，該手動齒輪49以與手動軸47連動而旋轉的方式被固定，該第五中間齒輪51被安裝於第三中間軸33且與手動齒輪49嚙合，該第六中間齒輪53與第五中間齒輪51同軸地被安裝於第三中間軸33且與被安裝於第一中間軸29的第一中間齒輪37嚙合，手動軸47的旋轉為透過手動齒輪49、第五中間齒輪51、第六中間齒輪53、第一中間齒輪37、第二中間齒輪39、第三中間齒輪41、第四中間齒輪43及輸入齒輪45而被傳達到輸出軸19。另外，第三中間軸33的兩端部分別被支承於殼體13的本體部13a的底部及板狀構件14且得以旋轉。又被安裝於第三中間軸33的第五中間齒輪51及第六中間齒輪53，能夠被固定於第三中間軸55而得以與第三中間軸55連動而旋轉，亦能夠被安裝於第三中間軸55而得以繞第三中間軸55自由旋轉。
藉由如此的構成，藉由使小齒輪35及手動齒輪49嚙合於第一中間齒輪37，而能夠使電動馬達15的旋轉軸15a及手動軸47兩者的旋轉傳達至第一中間軸29，而使電動馬達15及手動軸47的任一者皆能夠使輸出軸19旋轉。
又手動軸47為得以旋轉地被支承於板狀構件14，該手動軸47的上端部凸出至被設置於殼體13的罩部13b的頂端部的手動操作用開口部55，於該端部形成有得以與板手等操作構件57連結的連結部47a。連結部47a能夠具有例如得以 嵌合六角板手的六角型孔。手動操作用開口部55，為得以安裝蓋59，通常狀態下，如圖1所示，安裝有蓋59，而構成為無法進行對連結部47a的連接。另一方面，於手動操作時，如圖2所示，自手動操作開口部55移除蓋59，板手等操作構件連接於連結部47a，手動軸47藉由手動而被旋轉驅動，輸出軸19透過手動齒輪49等而被旋轉驅動。
電力供給切換機構25，如圖5及圖7所示，由選擇構件61、檢測器67、合作面69及施力構件71所構成，該選擇構件61具有被檢測體63及位置維持構件65，該檢測器67係用以檢測被檢測體63而設置於殼體13內，該合作面69設置於殼體13內且形成有得以與位置維持構件65嚙合的第一嚙合溝69a及第二嚙合溝69b，該施力構件71對選擇構件61施力而使位置維持構件65向合作面69接近。檢測器67構成為當藉由被檢測體63朝向檢測器67的接近而檢測到被檢測體63，則將電源83與作為電動驅動部的電動馬達15之間予以電氣地截斷，而截斷對電動馬達15的電力供給。圖中所示的實施形態，作為檢測器67，使用限位開關，該限位開關藉由被檢測體63對拉桿等的檢測部67a的物理上的接觸而機械性地檢測被檢測體63。但是只要能夠檢測被檢測體63的接近遠離，亦能夠將例如電磁性地檢測的電磁感測器及光學性地檢測的光學感測器等以其他方式檢測被檢測體63的感測器作為檢測器67採用。
選擇構件61，如圖6所詳示，包含軸部61a及作為操作端部的旋鈕部61b，該軸部61a具有運作端部且為略圓柱狀，該旋鈕部61b形成於運作端部的相反側的軸部61a的端部且直徑較軸部61a為大。旋鈕部61b被收納於旋鈕部收容凹部73，該旋鈕部收容凹部73形成於殼體13的本體部13a的外側面且為直徑較旋鈕部61b略大的圓筒狀，軸部61a貫穿旋鈕部收容凹部73的底部而延伸至殼體13 內。即選擇構件61被配置為在貫穿殼體13的周壁而運作端部朝向殼體13的內部凸出的同時，操作端部朝向殼體13的外部凸出。旋鈕部61b的外周面，形成有用以配置O形環75的環狀溝61c，該O形環75密封旋鈕部61b的外周面與旋鈕部收容凹部73的內周面，防止異物及水分等自外部通過旋鈕部收容凹部73侵入殼體13內。軸部61a為得以繞旋轉軸線R旋轉且得以於旋轉軸線R方向移動地被殼體13支承。即選擇構件61藉由操作者持取旋鈕部61b，而能夠繞旋轉軸線R轉動及於旋轉軸線R方向移動。又旋鈕部收容凹部73內，軸部61a與旋鈕部61b間的階梯部61d與旋鈕部收容凹部73的底面之間，配置有作為施力構件71的線圈彈簧，而對選擇構件61朝向外部方向施力。施力構件71，只要能夠將選擇構件61朝向合作面69於旋轉軸線R方向施力則無特別限定，但由於低價且容易取得而以線圈彈簧為佳。
另外，於圖中所示的實施形態，軸部61a與旋鈕部61b雖為一體成形，但亦能夠將軸部61a及旋鈕部61b形成為個別物體而連接。
軸部61a中位於殼體13內的部分，設置有被檢測體63及位置維持構件65。被檢測體63具有插銷形狀，設置於該軸部61a的運作端部而為朝向選擇構件61的與旋轉軸線R交錯的方向自軸部61a的外周面凸出而延伸。圖中所示的實施形態中，雖然被檢測體63形成為與選擇構件61為個別物體的插銷構件，而藉由螺合被固定於選擇構件61的軸部61a，但亦能夠與選擇構件61為一體成形。又位置維持構件65，被設置為朝向選擇構件61的與旋轉軸線R交錯的方向自軸部61a的外周面凸出。圖中所示的實施形態中，位置維持構件65雖然與軸部61a為一體成形，但亦能夠將位置維持構件65及選擇構件61形成為個別物體而固定於軸部61a。另外，圖中所示的實施形態中，選擇構件61的軸部61a所貫穿的殼體13 的本體部13a的周壁的內側面設置有合作面69，於選擇構件61的軸部61a較被檢測體63更接近合作面69的一側設置有位置維持構件65。又後述的第二嚙合溝69b貫穿旋鈕部收容凹部73的底部而延伸，以選擇構件61的運作端部為前端而插入旋鈕部收容凹部73，經由第二嚙合溝69b使位置維持構件65通過至殼體13內後，於距旋鈕部61b較遠的一側鄰接位置維持構件65而安裝止動輪79，防止位置維持構件65通過第二嚙合溝69b。
於合作面69，如圖7所詳示，形成有沿交錯的方向延伸的二個嚙合溝，即第一嚙合溝69a及第二嚙合溝69b，能夠使之分別與位置維持構件65嚙合，而能夠防止選擇構件61繞旋轉軸線R的旋轉。圖中所示的實施形態中，於上下方向延伸的第一嚙合溝69a及沿水平方向延伸的第二嚙合溝69b形成於合作面69上而彼此正交。第一嚙合溝69a及第二嚙合溝69b，被形成為在選擇構件61被施力構件71施力而位置維持構件65嚙合於第一嚙合溝69a時被檢測體63位於得以藉由檢測器67檢測的可檢測區域，而在選擇構件61被施力構件71施力而位置維持構件65嚙合於第二嚙合溝69b時被檢測體63位於無法藉由檢測器67檢測的不可檢測區域。
因此，藉由使選擇構件61繞旋轉軸線R旋轉，使位置維持構件65在嚙合於第一嚙合溝69a或嚙合於第二嚙合溝69b間切換，而能夠選擇性地切換對作為電動驅動部的電動馬達15的電力的供給及截斷。又位置維持構件65嚙合於第一嚙合溝69a或第二嚙合溝69b，則選擇構件61被鎖定於被檢測體63位於檢測器67的可檢測區域的狀態或位於不可檢測區域的狀態，只要不抵抗施力構件71的施力使位置維持構件65遠離合作面69而使選擇構件61於旋轉軸線R方向移動 而繞旋轉軸線R旋轉，則便會維持檢測器67檢測到被檢測體63的狀態或無法檢測到被檢測體63的狀態。
如此的構成的電動致動器11中，在不使自外部的力作用的狀態時，位置維持構件65藉由施力構件71所致的施力被朝向合作面69即殼體13的本體部13a的周壁的內周面推壓，因此只要將位置維持構件65嚙合於第一嚙合溝69a及第二嚙合溝69b的其中一個，便得以鎖定選擇構件61而防止旋轉，而維持供給電力的狀態或是截斷電力的狀態。另一方面，選擇構件61成為被鎖定的狀態時，為了切換電力的供給及截斷，必須於旋鈕部61b使外力作用而抵抗施力構件71的施力將選擇構件61於旋轉軸線R方向推入殼體13內後繞旋轉軸線R旋轉，而使被檢測體63自檢測器67的可檢測區域及不可檢測區域中的其中一方往另一方移動。即為了切換對作為電動驅動部的電動馬達15的電力供給及截斷，必須在抵抗施力構件71的施力的同時進行選擇構件61於旋轉軸線R方向的移動後繞旋轉軸線R進行旋轉的二階段動作，若是選擇構件61為被鎖定的狀態，則僅是對旋鈕部61b施加於旋轉軸線R方向的力，或是僅使旋鈕部61b旋轉，並無法切換電力的供給及截斷。因此，得以抑制非意圖的電力供給及截斷的切換，而能夠提高安全性。
另外，上述實施形態中，合作面69雖被設置於殼體13的本體部13a的內側面，但亦能夠將合作面69設置於自殼體13內選擇構件61所貫穿的殼體13的本體部13a的側壁，朝向選擇構件61的旋轉軸線R方向較檢測器67更遠的位置所設有的隔板等壁部。此狀況下，構成為位置維持構件65藉由施力構件71被朝向遠離殼體13的本體部13a的側壁的方向施力。因此，為了切換電力的供給及截斷，將會是於旋鈕部61b使外力作用而抵抗施力構件71的施力將選擇構件61於旋 轉軸線R方向自殼體13內拉出後繞旋轉軸線R旋轉，而使被檢測體63自檢測器67的可檢測區域及不可檢測區域中的其中一方往另一方移動。
接著，參照圖8，說明圖中所示的實施形態的電動致動器11的電動驅動部的電動馬達15的馬達驅動控制機構81。
馬達驅動控制機構81，為由電源83、電源電路85、旋轉位置感測器87、輸入訊號判定電路89、馬達驅動電路91、作為檢測器67的限位開關及作為電動驅動部的電動馬達15以構成。電源電路85，當電動馬達15為交流電馬達的狀況下，將自電源83供給的電流轉換為交流電流而供給至馬達驅動電路91，當電動馬達15為直流電馬達的狀況下，將自電源83供給的電流轉換為直流電流而供給至馬達驅動電路91。旋轉位置感測器87，檢測輸出軸19的旋轉位置。例如藉由經安裝於輸出軸19的凸輪而檢測輸出軸19的旋轉位置。藉此，電動致動器11在使用於閥門的開閉時，檢測閥門的開度。自電源83為得以切換電壓的供電方向以使電動致動器11朝向順方向運作或朝向逆方向運作，輸入訊號判定電路89，將二個電壓端子(圖中未顯示)中之一自電源施加有正電壓(Positive voltage)作為輸入訊號，判斷其為使電動馬達15朝向順方向旋轉或朝向逆方向旋轉，而參照自旋轉位置感測器87的輸出，使馬達驅動電路91運作以使輸出軸19旋轉而到達指定的角度位置。例如，在將電動致動器11使用於閥門的開閉時，輸入訊號判定電路89，將電源的二個電壓端子(圖中未顯示)中之一施加有正電壓作為輸入訊號，判斷其為使電動馬達15朝向開閥方向旋轉或朝向閉閥方向旋轉，而參照自旋轉位置感測器87的輸出訊號，使馬達驅動電路91運作，以使電動馬達15驅動直到指定的旋轉位置(閉位置或開位置)，並且當到達指定的旋轉位置則使電動馬達15 的旋轉停止。馬達驅動電路91，依照來自輸入訊號判定電路89的指示訊號控制電動馬達15的運作及停止而使電動馬達15旋轉。
電動致動器11的馬達驅動機構81，作為檢測器67設置有用以檢測上述選擇構件61的被檢測體63的限位開關，當檢測到被檢測體63，則自電源83供給至電動馬達15的電力被截斷。限位開關，即檢測器67如圖8所示，以被配置於馬達驅動電路91與電動馬達15之間而在檢測到被檢測體63時將馬達驅動電路91與電動馬達15之間予以電氣地截斷為佳。藉由手動軸47驅動輸出軸19時，如同前述，手動軸47的旋轉為透過手動齒輪49、第五中間齒輪51、第六中間齒輪53、第一中間齒輪37、第二中間齒輪39、第三中間齒輪41、第四中間齒輪43及輸入齒輪45而被傳達至輸出軸19。同時，手動軸47的旋轉亦透過第一中間齒輪37及小齒輪35而傳達至電動馬達15的旋轉軸15a。藉此電動馬達15所產生的反電動勢被傳達到馬達驅動電路91，而可能帶來馬達驅動電路91的損壞等不良影響。但是若為檢測器67被配置於馬達驅動電路91與電動馬達15之間，於手動操作時將馬達驅動電路91與電動馬達15之間予以電氣地截斷，則即使由於手動軸47的旋轉而電動馬達15產生反電動勢，亦不會被傳達至馬達驅動電路91，而能夠防止對馬達驅動電路91的不良影響。
接著，參照圖9說明選擇構件的動作。
通常狀態下，如圖9的(a)所示，選擇構件61為位置維持構件65嚙合於合作面69的第二嚙合溝69b，選擇構件61的被檢測體63自軸部61a向下方延伸的狀態，位於係為檢測器67的限位開關的不可檢測區域，限位開關為電氣連接於馬達驅動電路91與電動馬達15之間，使電力自電源83透過馬達驅動電路91供給至電動馬達15。因此，此狀況下，電動致動器11依照輸入訊號動作。
另一方面，為了電動致動器11的維護而欲進行手動操作的狀況及欲使其緊急停止的狀況等，欲截斷自電源83對電動馬達15的電力供給時，首先，如圖9的(b)所示，藉由抵抗施力構件71的施力而將選擇構件61沿旋轉軸線推入，而使選擇構件61的位置維持構件65自第二嚙合溝69b遠離。藉此，第二嚙合溝69b與位置維持構件65的嚙合解除，而選擇構件61得以繞旋轉軸線R轉動。接著，如圖9的(c)所示，藉由持取旋鈕部61b而使其90°旋轉，能夠使選擇構件61轉動而使被檢測體63自軸部61a向下方延伸的狀態成為向水平延伸的狀態。結果，被檢測體63被移動到抵接於作為檢測器67的限位開關的檢測部67a(拉桿部)而限位開關能夠檢測被檢測體63的可檢測位置，馬達驅動電路91與電動馬達15之間被電氣地截斷，而自電源83透過馬達驅動電路91對電動馬達15的電力供給被截斷。進一步，如圖9的(d)所示，在持取旋鈕部61b的狀態下，依循係為施力構件71的線圈彈簧的施力將選擇構件61沿旋轉軸線R向外部拉回，則自圖9的(a)所示的狀態成為使位置維持構件65經90°旋轉的狀態，因此選擇構件61的位置維持構件65嚙合於與第二嚙合溝69b正交而延伸的第一嚙合溝69a，而選擇構件61被鎖定。藉此，選擇構件61變得無法繞旋轉軸線R轉動。此狀態下，自電源83透過馬達驅動電路91對電動馬達15的電力供給被截斷，直到使選擇構件61再次旋轉至作為檢測器67的限位開關無法檢測到被檢測體63的位置為止，皆無法進行電動馬達15所致的電動致動器11的輸出軸19的旋轉，而電動致動器11的輸出軸19變得僅能藉由手動軸47的操作而使之旋轉。為了再次開始對電動馬達15的電力供給，必須藉由再次抵抗係為施力構件71的線圈彈簧的施力而將選擇構件61沿旋轉軸線R推入，以使第一嚙合溝69a與位置維持構件65的嚙合解除，而使選擇構件61得 以繞旋轉軸線R後，藉由持取旋鈕部61b而使之90°旋轉，使選擇構件61轉動而使被檢測體63由自軸部61a向水平延伸的狀態成為自軸部61a向下方延伸的狀態。
欲截斷自電源83對電動馬達15的電力供給時，特別是在維護等欲進行電動致動器的手動操作時，若是由於錯誤操作而再次開始自電源83對電動馬達15的電力供給而電動致動器依照輸入訊號運作，則可能對操作者造成危害。但是，電動致動器11中，在截斷自電源83透過馬達驅動電路91的對電動馬達15的電力供給時，由於選擇構件61的位置維持構件65嚙合於第一嚙合溝69a，因此為了切換自電源83對電動馬達15的電力的供給及截斷，不僅是選擇構件61繞旋轉軸線R的旋轉，若不是抵抗係為施力構件71的線圈彈簧的旋轉軸線R方向的施力而於旋轉軸線R方向推入選擇構件61的狀態則無法使選擇構件61旋轉。因此，僅是選擇構件61繞旋轉軸線R的旋轉，無法使對電動馬達的電力供給再次開始，而能夠抑制錯誤操作所致的電力自截斷至供給的切換，而操作者得以安全地進行手動操作。又電動致動器11中，由於能夠在使位置維持構件65嚙合於第一嚙合溝69a而將馬達驅動電路91與電動馬達15之間予以電氣地截斷的狀態下，藉由手動操作使輸出軸19驅動，即使手動操作所致的輸出軸19的旋轉透過齒輪傳達機構17被傳達至電動馬達15而產生反電動勢，亦不會被傳達至馬達驅動電路91，而能夠防止帶來不良影響。
以上雖參照圖中所示的實施形態，說明本發明的電動致動器11，但本發明並非限定於圖中所示的實施形態。例如，上述實施形態中，合作面69雖形成於殼體13的側壁的內側面，但亦能夠於殼體13內所設置的隔板設置合作面69。又圖中所示的實施形態中，雖使用電動馬達15作為電動驅動部，但只要為藉由電力供給運作的驅動部，亦能夠使用電動汽缸等其他種類的電動驅動部裝 置。進一步，圖中所示的實施形態中，係為檢測器67的限位開關構成為在檢測到被檢測體63時將馬達驅動電路91與電動馬達15之間予以電氣地截斷，但檢測器67只要能夠在被檢測體63位於可檢測區域時及位於不可檢測區域時，切換馬達驅動電路91與電動馬達15間的電氣地連接及截斷即可，亦能夠構成為檢測到被檢測體63時將馬達驅動電路91與電動馬達15之間予以電氣地連接。
13a‧‧‧本體部
25‧‧‧電力供給切換機構
61‧‧‧選擇構件
61a‧‧‧軸部
61b‧‧‧旋鈕部
63‧‧‧被檢測體
65‧‧‧位置維持構件
67‧‧‧檢測器
67a‧‧‧檢測部
71‧‧‧施力構件
73‧‧‧旋鈕部收容凹部
75‧‧‧O形環
79‧‧‧止動輪
R‧‧‧轉軸線

Claims (11)

  1. 一種電動致動器，具備一殼體及用以驅動輸出軸而受該殼體支承的一電動驅動部，該電動致動器包含：一選擇構件，包含一運作端部及一操作端部，該運作端部係凸出至該殼體的內部，該操作端部係凸出至該殼體的外部，該選擇構件係藉由該操作端部的操作而得以繞一旋轉軸線旋轉且得以於該旋轉軸線方向移動；一位置維持構件，係以朝向與該旋轉軸線交錯的方向凸出的方式設置於該選擇構件的位於該殼體內的部分；一被檢測體，係以朝向與該旋轉軸線交錯的方向延伸的方式設置於該選擇構件的該運作端部；一檢測器，係設置於該殼體內，用以檢測該被檢測體；一第一嚙合溝，係設置於該殼體內的合作面，用以嚙合該位置維持構件；以及一施力構件，係以使該位置維持構件向該合作面接近的方式對該選擇構件於該旋轉軸線方向施力，其中該第一嚙合溝係以在該位置維持構件嚙合於該第一嚙合溝時，該被檢測體以位於得以藉由該檢測器檢測的一可檢測區域及無法藉由該檢測器檢測的一不可檢測區域中的其中一處的方式形成，該檢測器係構成為藉由位於該可檢測區域時及位於該不可檢測區域時以切換對該電動驅動部的電力的供給或截斷。
  2. 如請求項1所述的電動致動器，其中該檢測器係構成為當檢測到該被檢測體時截斷對該電動驅動部的電力供給，該第一嚙合溝係形成為在該位置維持構件嚙合於該第一嚙合溝時，該被檢測體位於該可檢測區域。
  3. 如請求項1所述的電動致動器，其中於該合作面係進一步設置有朝向與該第一嚙合溝交錯的方向延伸的一第二嚙合溝，該第二嚙合溝係形成為在該位置維持構件嚙合於該第二嚙合溝時，該被檢測體將位於該可檢測區域及該不可檢測區域之中的另一處。
  4. 如請求項3所述的電動致動器，其中該第一嚙合溝與該第二嚙合溝係形成為正交。
  5. 如請求項1所述的電動致動器，其中該合作面為該選擇構件所貫穿的該殼體的周壁的內側面。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的電動致動器，其中該電動驅動部為一電動馬達。
  7. 如請求項6所述的電動致動器，其中進一步包含有用以控制該電動馬達的驅動的一驅動電路，該電動馬達係構成為透過該驅動電路而被供給電力，該檢測器係構成為在檢測到該被檢測體時，截斷將該驅動電路與該電動馬達之間予以電氣地截斷。
  8. 如請求項6所述的電動致動器，其中該輸出軸係構成為透過一傳動機構並藉由該電動馬達而被驅動，該電動置動器進一步包含一手動操作軸，該手動操作軸係得以透過該傳動機構而將旋轉傳達至該輸出軸。
  9. 如請求項1所述的電動致動器，其中該檢測器為藉由該被檢測體的接觸而檢測該被檢測體的限位開關。
  10. 如請求項1所述的電動致動器，其中該位置維持構件與該選擇構件係形成為一體。
  11. 如請求項1所述的電動致動器，其中該被檢測體為連接至該選擇構件的插銷狀的分別的構件。
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