JPH10292877A - バルブ用電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータに連動した減速装置やブレーキ装置に過
大な負荷を加えることなく、長期に渡って安定した性能
を維持するバルブ用電動駆動装置を提供する。 【構成】電動モータの作動に連動して回転規制作動する
電磁ブレーキを備えた電動駆動装置において、電動モー
タへの電源入力回路にブレーキ作動が解除した後でモー
タ電源が入力する遅延装置を設けた。またモータ電源が
遮断した後でブレーキが作動する遅延回路を設けたバル
ブ用電動駆動装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
力によってボール弁やバタフライ弁等の回転弁を開閉駆
動するアクチュエータに、所定の位置で回転規制を行な
う電磁ブレーキを備えたバルブ用電動駆動装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４で示す電磁ブレーキを備えた
バルブ用アクチュエータがある。このものは電動モータ
１の回転を減速歯車装置２のギア２１、２２、２３、２
４、２５を経て出力軸４を回転させ下部に設けた弁の弁
棒を回転駆動する。そしてギア２１に電磁ブレーキ３を
連結して出力軸４を所定の回転位置で停止するようにし
たものである。このブレーキ３はギア２１を介して電動
モータ１と連動しており、モータ１に起動信号が入ると
電磁ブレーキ３にも電流を印加する信号が入り、ソレノ
イド３１の磁力によってプランジャ３２がバネ３３に抗
して引上げられ、下面のブレーキシュー３４がパッド３
５から離れてブレーキ軸３６がフリーになるので、ギア
２１がフリーになってブレーキ作動が解除され、モータ
軸が回転可能となってモータ１の回転が開始する。電磁
ブレーキ３のソレノイド３１への電流が遮断されると、
プランジャ３２がバネ３３のバネ力によって押下げら
れ、下面のブレーキシュー３４がパッド３５を押圧して
ブレーキ軸３６が固定され、ブレーキが作動してギア２
１の回転が固定される。

【０００３】このアクチュエータの回路図は図５に示す
通りで、リミットスイッチＯＬＳ，ＳＬＳは、モータ１
の回転によって回転する出力軸４の上部に固定したカム
の回転により作動する。またセレクトスイッチの作動に
よりリミットスイッチＯＬＳ，ＳＬＳへの電源が切替え
られる。図５のバルブ全閉状態のセレクトスイッチ位置
では、モータ１、ブレーキ３とも電源が遮断しており、
ブレーキ３は遮断状態にある。図５のバルブ全閉位置か
らセレクトスイッチが押されて電源が切替えられるとリ
ミットスイッチがＯＬＳが入力しており、リレー５のＲ
１接点が入力してモータ１に電源が入ると共に、リレー
５のＲ１接点の入力によりブレーキ３に電源が入りブレ
ーキの作動が解除状態になる。モータ１の回転によって
出力軸４が回転し、出力軸４に固定したカムによってリ
ミットスイッチＳＬＳが入力し、更に回転が行なわれて
バルブ全開位置でリミットスイッチＯＬＳが切れる。こ
のＯＬＳの切断により、リレー５のＲ１接点が切れてモ
ータ１とブレーキ３の電源が切れブレーキ３が作動状態
になる。更にこの状態からセレクトスイッチが図５のご
とくＳＬＳ側に切替えられると、ＳＬＳが入力状態でモ
ータ１とブレーキ３に電源が入り、モータ１の回転が行
なわれる。モータ１の回転によってＯＬＳが入力し、バ
ルブの全閉位置でカムによりＳＬＳが切れてモータ１と
ブレーキ３の電源が切れ直ちに回転が停止される。この
ようにして出力軸４の下部に連結した回転弁の開閉位置
を所定の回転位置で規制している。また別のアクチュエ
ータでは、電動モータ１と電磁ブレーキ３が一体になっ
たブレーキ付モータもあり、このブレーキ付モータを用
いたバルブ用アクチュエータも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアクチュエ
ータにおいて、電動モータ１と電磁ブレーキ３の作動は
前記図５のごとく電気的に連動して行なわれる。まずモ
ータ１の起動時、セレクトスイッチをリミットスイッチ
のＯＬＳ側に切替えるＯＬＳが入力状態であるからリレ
ー５の接点Ｒ１が働いてブレーキ３とモータ１に電源が
入り、ブレーキが解除されるのであるが、モータ１の信
号が直接入り回転が開始するのに比べて、電磁ブレーキ
３は、内部のソレノイド３１に入力した後プランジャー
３２がバネ３３に抗して上昇するブレーキ３の機械的作
動速度分だけ０、００５〜０、１秒程度僅かではあるが
遅れる。従ってモータ１の起動時、僅かな時間ではある
がブレーキが作動状態でモータ１の回転起動が行なわれ
る結果となり、上記前者の従来例ではモータ１や減速装
置２のギア２１に過大な負荷が加わり、更に上記後者の
ブレーキ付きモータを用いた従来例においてもモータ１
やブレーキ装置３に過大な負荷が加わり、ブレーキシュ
ー３４やブレーキパッド３５を摩耗させる。このため上
記いずれの場合でも、弁の開閉が頻繁に繰返して行なわ
れる使用状態等では、減速装置２のギアやブレーキ３を
早期に摩耗させてしまう問題がある。

【０００５】次にモータ１の回転停止時、セレクトスイ
ッチやカムによるリミットスイッチＯＬＳ，ＳＬＳの作
動でリレー５の接点Ｒ１，Ｒ２が切れると、モータ１、
ブレーキ３の電源も切れて直ちに回転規制作動状態にな
るが、回転中のモータ１や減速歯車装置２、これに連動
している弁に回転中の慣性力が残っており、この慣性回
転状態でブレーキが作動する。この慣性回転状態で急閉
止が行なわれる結果、減速装置２のギア２１に大きな負
荷をかけ、またブレーキ装置３のシュー３４、パッド３
５を早期に摩耗させてしまう。この問題は電磁ブレーキ
付き電動モータを用いた場合でも同様で、電磁ブレーキ
の機械的作動遅れの分だけブレーキの解除及び作動遅れ
が生じ、またブレーキ付きモータの慣性回転がある状態
でブレーキが作動する。本発明は上記の課題を解消し
て、モータに連動した減速装置やブレーキ装置に過大な
負荷を加えることなく、長期に渡って安定した性能を維
持するバルブ用電動駆動装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、電動モ
ータと、該電動モータの作動に連動して回転規制作動す
る電磁ブレーキと、前記電動モータの回転を減速する減
速歯車装置とからなり、該減速歯車装置の出力軸で回転
弁を開閉駆動する電動駆動装置において、前記電動モー
タへの電源入力回路に、前記電磁ブレーキのブレーキ作
動が解除した後でモータ電源が入力する遅延装置を設け
たことを特徴とするバルブ用電動駆動装置である。この
遅延時間は１秒以内、好ましくは０、５秒以内が適当で
ある。また本発明は、電動モータと、該電動モータの作
動に連動して回転規制作動する電磁ブレーキと、前記電
動モータの回転を減速する減速歯車装置とからなり、該
減速歯車装置の出力軸で回転弁を開閉駆動する電動駆動
装置において、前記電動ブレーキの電源入力回路に、前
記電動モータの電源が遮断した後で前記電磁ブレーキの
ブレーキ作動が行なわれる遅延回路を設けたことを特徴
とするバルブ用電動駆動装置である。この遅延時間は１
秒以内が適当である。

【０００７】また本発明は、電動モータと、該電動モー
タの作動に連動して回転規制作動する電磁ブレーキと、
前記電動モータの回転を減速する減速歯車装置とからな
り、該減速歯車装置の出力軸で回転弁を開閉駆動する電
動駆動装置において、前記電動モータへの電源入力回路
に、前記電磁ブレーキのブレーキ作動が解除した後でモ
ータ電源が入力する遅延装置を設けると共に、前記電動
ブレーキの電源入力回路に、前記電動モータの電源が遮
断した後で前記電磁ブレーキのブレーキ作動が行なわれ
る遅延回路を設けたことを特徴とするバルブ用電動駆動
装置である。上記において、前記遅延装置はタイマーを
用いて前記電磁ブレーキの作動が解除した後１秒以内で
前記電動モータの電源が入力するようにすることができ
る。また上記において、前記遅延回路はコンデンサーま
たはタイマーを用いて前記電動モータの電源が遮断した
後１秒以内で前記電磁ブレーキのブレーキ作動が行なわ
れるようにすることができる。この遅延時間は、０、３
〜０、９秒程度が適当である。

【０００８】

【作用】本発明は上記の構成であって、電動モータが起
動する際は遅延装置によって電磁ブレーキのブレーキが
解除した後にモータの起動信号が入る。従ってブレーキ
が解除したのをうけてモータの起動が行なわれ、ブレー
キと連動している減速装置のギア等もフリー状態でモー
タが起動し、モータやギア、ブレーキ等に過大な負荷が
加わることなくスムースにモータの回転起動が行なわれ
る。またモータが停止する際は、遅延回路によってモー
タの停止信号よりも遅れてブレーキが作動する。このた
めモータやギア等の慣性回転が小さくなりまた回転が停
止した状態でブレーキが作動し、減速装置やモータ等の
慣性回転状態を急閉止しないので、各部に過大な負荷が
加えずに出力軸の回転が規制される。従って、弁の開閉
が頻繁に繰返して行なわれる使用状態等であっても、減
速装置やブレーキ装置に過大な負荷が生じさせず、長期
に渡って安定した開閉作動性能を保持することができ
る。

【０００９】

【発明の実施形態】以下本発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図１ないし図２は本発明の実施例を説明す
る主要部分回路図であって、前記図４の従来図で説明し
たものと同じ部品は同一符号で説明する。まず図１は第
１実施例を示し、電動モータ１は前記図４で説明したも
のと同様に、減速装置２のギア２１を介して電磁ブレー
キ装置３と連結している。ブレーキ装置３は、ソレノイ
ド３１へ電気信号を印加することによりプランジャー３
２がスプリング３３に抗して上昇し、ブレーキシュー３
４のパッド３５の押圧力が解除され、ブレーキ軸３６が
自由に回転できるブレーキ解除の状態になる。またソレ
ノイド３１への電気信号が停止するとスプリング３３の
押圧力によりブレーキ軸３６が固定され、ギア２１のブ
レーキ作動が行なわれる。

【００１０】このブレーキ装置３の上部に、プランジャ
ー３２の動きに同調して上下可動する突子３７と、突子
３７で作動するモータ起動用スイッチ６を設けてある。
この起動スイッチ６はモータ１への回路上に設けたリレ
ー８に連動し、スイッチ６の作動でリレー８の接点８１
が入力し、モータ１が回転起動する。即ちリレー８が作
動するまでモータ１に電源が入らず、スイッチ６によっ
てブレーキ装置３のブレーキ解除を確認してからモータ
１へ起動信号が入る。このため従来の僅かな時間ではあ
るが、ブレーキ装置３の遅れによるブレーキ作動中の状
態でモータ１に起動信号が入ることが防止され、減速装
置２やモータ１に過大な負荷を生じさせない。この遅延
時間は０、１秒もあればよい。

【００１１】また他方、ブレーキ装置３へ常時ＡＣ電源
入力回路Ｂには、ブレーキ３のソレノイド３１へ給電す
るためのＤＣ整流回路ブリッジと、リレー５による制御
回路Ａで作動するコンデンサー７への給電リレー９を介
してコンデンサー７及びコンデンサー７の電力を消費さ
せソレノイド３１への回路を入切りする放電リレー１０
の回路を設けてある。ブレーキソレノイド３１への回路
Ｂは常時入力状態にあり、モータを停止する際、セレク
トスイッチやリミットスイッチＯＬＳ，ＳＬＳにより制
御回路Ａが遮断すると、リレー９の接点９１が遮断しコ
ンデンサー７への電源が遮断する。リレー９でコンデン
サー７の電源が遮断されても、蓄えた保持電力を放電リ
レー１０に供給しており、放電リレー１０でコンデンサ
ー７の保持電力を消費し終えると放電リレー１０の接点
が開き、ブレーキソレノイド３１へのＤＣ回路が遮断し
ブレーキ３が回転規制作動状態になる。従ってモータ１
を停止させるのと同時に行なわれるリレー５の接点Ｒ１
信号よりもコンデンサー７の保持電力分放電リレー１０
で消費して放電リレー１０の接点が遮断するので、ブレ
ーキ装置３の電力遮断がモータ１の電力遮断より遅延し
て行なわれ、慣性力によるモータ１等の回転が停止した
状態でブレーキ装置３を作動させることができる。この
ため急閉止による減速装置２やモータ１等に過大な負荷
を生じさせないで回転規制が行える。この遅延時間はコ
ンデンサー７の容量によって自由に選定でき、通常のバ
ルブ開閉アクチュエータでは慣性回転が停止するまでの
時間は、１秒以内の０、３〜０、９秒程度好ましくは
０、５〜０、７秒程度でよく、モータ軸の慣性回転がほ
ぼ終了した状態でブレーキが作動する。

【００１２】図２は第２実施例を示す回転起動時のブレ
ーキ信号よりもモータ起動信号を遅延させる主要部分回
路図である。この場合の回転駆動源は前記実施例のモー
タと電磁ブレーキが一体になったブレーキ付きモータを
用いており、したがって前記第１実施例のようにギア２
１を介して連結してなく、モータの回転軸を直接電磁ブ
レーキで回転規制する構造のモータを用いている。図２
においてモータ１の回転起動回路にはタイマー１１を設
けてあり、リレー５接点Ｒ１による電磁ブレーキ３への
入力信号（ブレーキ解除信号）によってタイマーリレー
１１が作動し、タイマーリレー接点１２が入力し、モー
タ１が起動する。他方電磁ブレーキ３への電源回路は前
記図１の第１実施例と同様で、リレー５によるブレーキ
への入力信号で給電リレー９が入力し、放電リレー１０
が入力してブレーキ装置３のソレノイド３１に電源が入
り、ブレーキが解除する。このタイマー１０の設定は１
秒以内の０、１〜０、３秒にしてあり、電磁ブレーキ装
置３の機械的作動時間分遅れてモータ１に電源が入る。
またモータ１の停止時の遅延回路は、前記第１実施例と
同様にコンデンサー７の保持電力によってブレーキ付き
モータの電磁ブレーキへの電力遮断を遅らせてもよく、
またあるいは図３に示すごとく、前記第１実施例のコン
デンサー７と放電リレー１０を設ける代わりに、放電リ
レー１０をタイマーリレー１３に代えることによって、
モータの慣性回転がなくなった時点でブレーキ３への回
転規制作動が行なわれる遅延回路とすることができる。
タイマーを用いた場合は設定遅延時間を自由に選定でき
る利点があり、またコンデンサーに比べて信頼性が向上
する。

【００１３】

【発明の効果】以上説明のごとく本発明によれば、電動
モータが起動する際、リミットスイッチやタイマー等の
遅延装置によってブレーキが解除した後でモータの起動
信号が入り、ブレーキが解除してからモータの起動が行
なわれる。このため減速装置のギアやモータ等に過大な
負荷が加わらず、スムースに回転起動が行なわれる。ま
た電動モータを停止させる際、ブレーキ装置の電源回路
に設けたコンデンサーまたはタイマーによる遅延回路に
よって、モータの電源遮断よりも遅れてブレーキが作動
する。このためモータやギア等の慣性回転が停止状態で
ブレーキが作動し、このため減速装置やモータ等を急閉
止することによる過大な負荷が防止され、アクチュエー
タ出力軸の回転規制が行なえる。従って、弁の開閉が頻
繁に行なわれる使用状態であっても、減速装置やブレー
キ装置を損傷させず、長期に渡って安定した開閉性能を
保持する電動駆動装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す主要部分回路図で
ある。

【図２】 本発明の第２実施例を示す部分回路図であ
る。

【図３】 本発明の第３実施例を示す部分回路図であ
る。

【図４】 従来のバルブ開閉用アクチュエータを示す部
分断面図である。

【図５】 図５の従来のバルブ開閉用アクチュエータの
部分回路図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ ２ 減速装置 ３ ブレーキ装置 ４ 出力軸 ５ リレー ６ モータ起動
用リミットスイッチ ７ コンデンサー ８ リレー ９ 給電リレー １０ 放電リレ
ー １１、１３ タイマーリレー １２ タイマー
接点 ３１ ソレノイド ３２ プランジ
ャー ３３ スプリング ３４ ブレーキ
シュー ３５ ブレーキパッド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータと、該電動モータの作動に連
   動して回転規制作動する電磁ブレーキと、前記電動モー
   タの回転を減速する減速歯車装置とからなり、該減速歯
   車装置の出力軸で回転弁を開閉駆動する電動駆動装置に
   おいて、 前記電動モータへの電源入力回路に、前記電磁ブレーキ
   のブレーキ作動が解除した後でモータ電源が入力する遅
   延装置を設けたことを特徴とするバルブ用電動駆動装
   置。
2. 【請求項２】 電動モータと、該電動モータの作動に連
   動して回転規制作動する電磁ブレーキと、前記電動モー
   タの回転を減速する減速歯車装置とからなり、該減速歯
   車装置の出力軸で回転弁を開閉駆動する電動駆動装置に
   おいて、 前記電動ブレーキの電源入力回路に、前記電動モータの
   電源が遮断した後で前記電磁ブレーキのブレーキ作動が
   行なわれる遅延回路を設けたことを特徴とするバルブ用
   電動駆動装置。
3. 【請求項３】 電動モータと、該電動モータの作動に連
   動して回転規制作動する電磁ブレーキと、前記電動モー
   タの回転を減速する減速歯車装置とからなり、該減速歯
   車装置の出力軸で回転弁を開閉駆動する電動駆動装置に
   おいて、 前記電動モータへの電源入力回路に、前記電磁ブレーキ
   のブレーキ作動が解除した後でモータ電源が入力する遅
   延装置を設けると共に、 前記電動ブレーキの電源入力回路に、前記電動モータの
   電源が遮断した後で前記電磁ブレーキのブレーキ作動が
   行なわれる遅延回路を設けたことを特徴とするバルブ用
   電動駆動装置。
4. 【請求項４】 前記遅延装置はタイマーを用いて前記電
   磁ブレーキの作動が解除した後１秒以内で前記電動モー
   タの電源が入力するようにしたことを特徴とする請求項
   １乃至３記載のバルブ用電動駆動装置。
5. 【請求項５】 前記遅延回路はコンデンサーまたはタイ
   マーを用いて前記電動モータの電源が遮断した後１秒以
   内で前記電磁ブレーキのブレーキ作動が行なわれるよう
   にしたことを特徴とする請求項１乃至４記載のバルブ用
   電動駆動装置。