JPH0682483U - バルブ開度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックラッシュを解消することにより、弁棒
昇降型バルブの開度を高精度で検出しうるようにする。 【構成】 ピニオン10には、付勢手段13により常時一定
方向の回転付勢力が付与されているため、ラック９とピ
ニオン10との間のバックラッシュがなくなり、弁棒２の
昇降による弁体１のあらゆる開度状態において、ロータ
リーエンコーダ12により高精度の開度信号を得ることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ゲート弁等、弁棒昇降型バルブの開度検出器に関するものである。 産業用バルブには各種のものがあり、また駆動形式も多々あるが、本考案はそ れらの中で、比較的大型の電動バルブに用いられる開度検出器に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

電動モータでバルブ弁棒を駆動する場合、何らかの減速機構を用いなければな らない。

【０００３】 要求される減速比が大きいため、通常、一段で大きな減速比が容易に得られる ウォーム歯車機構や、あるいはウォーム歯車機構と共に他の形式の歯車機構を直 列に接続した多段歯車機構が用いられる。

【０００４】 このようなバルブ駆動手段のバルブ開度検出器としては、電動モータ軸や歯車 列途中の軸から回転を取り出し、開度検出器としているものが多い。 構成が簡単なため低コストで実現できるからである。

【０００５】 一方、高精度な開度検出が要求される場合は、弁棒そのものの移動を差動変圧 器やレーザー変位計によって直接計測するようにしたものも知られている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

電動モータや減速歯車列の回転を取り出して開度を検出するようにしたものは 、安価でポピュラーではあるが、機構各部に介在するバックラッシュのため、高 精度な開度検出は困難である。

【０００７】 バルブ開度を高精度に検出するためには、バルブ弁棒の移動そのものを計る手 段を用いざるを得ない。

【０００８】 また、前者は機構上の制約から、開閉時に大きな振動を伴う高圧大型バルブに は不向きであり、また後者は高価になるという欠点がある。

【０００９】 本考案は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、バックラッシュを 解消することにより、簡易な構造で高精度の開度検出を可能としたバルブ開度検 出器を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、弁棒を駆動手段により昇降させることに よって、弁体を開閉するようにした弁棒昇降型バルブの開度検出器であって、前 記弁棒と一体となって昇降するラックと、該ラックと噛合し、ラックの昇降によ り回転させられるピニオンと該ピニオンと連結され、ピニオンの回転量を検知す るロータリーエンコーダと、前記ピニオンを一回転方向に常時付勢する付勢手段 とを備えることを特徴としている。

【００１１】

【作用】

ピニオンには、付勢手段により常時一定方向の回転付勢力が付与されているた め、ラックとピニオンとの間のバックラッシュがなくなり、弁棒の昇降による弁 体のあらゆる開度状態において、ロータリーエンコーダにより高精度の開度信号 を得ることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を、添付図面を参照して説明する。 図１において、(１)は、弁棒昇降型のゲート弁の弁体で、この弁体(１)は、上 下方向を向く弁棒(２)の下端に固着され、弁棒(２)が昇降させられることにより 、開弁及び閉弁するようになっている。

【００１３】 弁棒(２)は、キー及びキー溝(図示略)により回転不能として、かつ上下方向に は摺動可能として弁箱(図示略)内に装着され、上部には雄ねじ(２ａ)が刻設され ている。

【００１４】 (３)は、中央に弁棒(２)の雄ねじ(２ａ)と螺合するねじ孔(３ａ)が穿設される とともに、外周面にウオーム(４)と噛合する歯(３ｂ)が形成されたウオームホイ ールで、弁棒(２)を中心として回転可能であるが、上下方向には移動不能として 、弁箱に装着されている。

【００１５】 ウオーム(４)は、弁棒(２)と直交する方向を向くようにして弁箱に回転自在に 枢支され、適宜の数の減速歯車(５)(６)を介して、モータ(７)により正逆回転さ せられるようになっている。

【００１６】 かくして、モータ(７)、減速歯車(５)(６)、ウオーム(４)及びウオームホイー ル(３)により、弁棒(２)を昇降させる駆動手段(８)が形成されている。

【００１７】 (９)は、一側面に歯(９ａ)が形成された上下方向を向くラックで、その下端が 弁棒(２)の上端に当接するようにして、弁棒(２)と同一軸線上を昇降しうるよう に弁箱に装着されている。

【００１８】 ラック(９)の歯(９ａ)と噛合するピニオン(１０)は、それと一体のピニオン軸 (１１)がラック(９)と直交する方向を向くようにして弁箱に回転自在に枢支され ている。

【００１９】 ピニオン軸(１１)の一端には、公知の多回転絶対値出力型ロータリエンコーダ (１２)が接続され、このロータリエンコーダ(１２)により、直接的にはピニオン (１０)の回転量を、最終的には、ラック(９)、弁棒(２)及び弁体(１)の昇降によ るバルブ開度を、正確に検出しうるようになっている。

【００２０】 ピニオン軸(１１)の他端には、ピニオン(１０)を図１の反時計方向、すなわち ラック(９)を下降させる方向に常時付勢する付勢手段(１３)が設けられている。

【００２１】 本実施例では、付勢手段(１３)は、帯状のばね用ステンレス鋼よりなり、自由 状態でロール状に丸まろうとする傾向を有する定荷重ぜんまいばね(１４)として ある。

【００２２】 このぜんまいばね(１４)を、図１及び図２に示すように、ピニオン軸(１１)の 他端の下方において、ピニオン軸(１１)と平行な軸(１５)をもって弁箱に枢着し た第１ドラム(１６)に巻設し、かつ第１ドラム(１６)から引き出したぜんまいば ね(１４)の引き出し部分を、ピニオン軸(１１)の他端に固嵌した第２ドラム(１ ７)に裏返してＳ字掛け状に巻回し、その端末を第２ドラム(１７)に止着するこ とにより、ぜんまいばね(１４)の復元力によって、ピニオン軸(１１)には、ピニ オン(１０)の回転量の大小、すなわちバルブ開度の大小に拘らず常にほぼ一定の 回転付勢力が付与され、ラック(９)とピニオン(１０)との間のバックラッシュが 解消され、ロータリエンコーダ(１２)によるバルブ開度の検出精度を高めること ができる。

【００２３】 また、付勢手段(１３)により、ラック(９)を弁棒(２)の端部に向かって下向き に付勢することにより、ラック(９)の浮き上がりを防止し、その浮き上がりによ るバルブ開度検出の狂いをなくすことができる。

【００２４】 なお、ラック(９)を弁棒(２)の上端に固着するか、又はラック(９)を弁棒(２) と一体的に形成し、付勢手段(１３)による付勢力が、ラック(９)を引き上げる方 向に掛るようにしてもよい。

【００２５】 上述の様に、本実施例においては、バックラッシュ発生要素たるラック(９)と ピニオン(１０)とを用いてはいるが、ピニオン(１０)が定荷重ぜんまいばね(１ ４)により常に一方向に付勢されているため、ラック(９)とピニオン(１０)との 間のバックラッシュの発生は抑制されることになる。

【００２６】 もっとも、ばねによって付勢されているといっても、付勢力は弁棒(２)に要求 される操作力に較べれば格段に小さく、駆動手段(８)の操作力が本考案に係る開 度検出器を付加したことにより影響を受けるようなことはない。

【００２７】 本実施例では、付勢手段(１３)として定荷重ぜんまいばね(１４)を用いたが、 これに限らず、ピニオン軸に常時一定の回転付勢力を付与することが出来るよう なものであれば、どのようなものでも採用することができる。

【００２８】 なお、本実施例においては、ロータリーエンコーダ(１２)として多回転絶対値 出力型のものを用いたが、それは他形式のロータリーエンコーダでは、バルブ開 閉時に発生する振動により出力が不安定になるからである。

【００２９】 すなわち、一回転当たりの分解能は低いが、多回転にわたって連続して計測可 能な多回転絶対値出力型エンコーダを用いることにより、本考案の効果をより有 効に発揮することができるのである。

【００３０】

【考案の効果】

本考案によると、次のような効果を奏することができる。 (ａ)付勢手段により、ピニオンを一回転方向に常時付勢したことにより、ピニ オンとラックとの間のバックラッシュが解消し、ピニオンに連結したロータリエ ンコーダにより、高精度のバルブ開度信号を得ることができる。

【００３１】 (ｂ) 開閉時に大きな衝撃(振動)を伴う高圧大型バルブにおいても、安定した 開度出力信号を得ることができる。

【００３２】 (ｃ) 請求項４記載の考案のようにすれば、弁棒軸端にラック軸端を当接して ハウジングに固定するだけで計測可能なため、既設バルブへの取付けが極めて容 易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の要部を示す概略斜視図であ
る。

【図２】付勢手段の装着状態を示す正面図である。

【符号の説明】

(１)弁体 (２)弁棒 (2a)雄ねじ (３)ウオームホイ
ール (3a)ねじ孔 (3b)歯 (４)ウオーム (5)(6)減速歯車 (７)モータ (８)駆動手段 (９)ラック (9a)歯 (10)ピニオン (11)ピニオン軸 (12)ロータリエンコーダ (13)付勢手段 (14)ぜんまいばね (15)軸 (16)第１ドラム (17)第２ドラム

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁棒を駆動手段により昇降させることに
   よって、弁体を開閉するようにした弁棒昇降型バルブの
   開度検出器であって、前記弁棒と一体となって昇降する
   ラックと、該ラックと噛合し、ラックの昇降により回転
   させられるピニオンと該ピニオンと連結され、ピニオン
   の回転量を検知するロータリーエンコーダと、前記ピニ
   オンを一回転方向に常時付勢する付勢手段とを備えるこ
   とを特徴とするバルブ開度検出器。
2. 【請求項２】 付勢手段が、定荷重ばねである請求項１
   記載のバルブ開度検出器。
3. 【請求項３】 ロータリーエンコーダが、多回転絶対値
   出力型エンコーダである請求項１又は２記載のバルブ開
   度検出器。
4. 【請求項４】 ラックを弁棒の軸端に当接し、かつ付勢
   手段により、ピニオンを介してラックを弁棒に向かって
   付勢したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のバルブ開度検出器。