JP2008208626A

JP2008208626A - Load body driving device for opening-closing flow passage

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Publication number: JP2008208626A
Application number: JP2007046641A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Yoshimura; 博喜吉村
Original assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: JP4802117B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To close a flow passage by lowering a load body by dead weight, by releasing a brake, by rocking a shifter by manually operating a dead weight lowering lever in an emergency, in a load body driving device for opening and closing this flow passage. <P>SOLUTION: This load body driving device transmits rotation of a motor 1 or a manual handle 7 as the vertical movement of the load body 20 via a power transmission device 14, and opens and closes the flow passage by the load body 20. A cam projection 51 is arranged on a clutch shaft 11 rotating by the dead weight lowering lever 2, and a shock absorbing disc spring 30 is arranged at a rocking fulcrum 8 of the shifter 12. The shifter 12 is rocked via a cam projection 17 by operating the dead weight lowering lever 2 in the emergency, and an armature 45 and a brake disc 44 are separated, and the brake of an unexcitably operable holding brake 3 is released, and the load body 20 is lowered by dead weight. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は，例えば，水門，扉体，ゲート，バルブ等の負荷体を往復移動させ，水路，浄水場等の流路を負荷体で開閉する流路開閉用の負荷体駆動装置に関する。 The present invention relates to a load body drive device for opening and closing a flow path, for example, by reciprocating a load body such as a sluice, a door body, a gate, and a valve and opening and closing a flow path such as a water channel and a water purification plant with the load body.

従来，アクチュエータは，図８に示すように，水路，浄水場等の流路に建造された土台等のベース２６にスタンド１５を設置し，スタンド１５で支持されたピンラック１０に流路を開閉するゲート，水門，扉体，バルブ等の負荷体２０を取り付け，ピンラック１０に長手方向に沿って設けたラックピン１６に噛み合うラックギヤ９をモータや手動ハンドルで回転駆動し，負荷体２０を流路に対して上下方向に往復移動させて流路を開閉するものである。 Conventionally, as shown in FIG. 8, the actuator has a stand 15 installed on a base 26 such as a base constructed in a channel such as a water channel or a water purification plant, and opens and closes the channel to the pin rack 10 supported by the stand 15. A load body 20 such as a gate, a sluice, a door body, and a valve is attached, and a rack gear 9 that meshes with a rack pin 16 provided in the pin rack 10 along the longitudinal direction is rotationally driven by a motor or a manual handle. Thus, the flow path is opened and closed by reciprocating in the vertical direction.

従来，左右に戸当たりを立設し，戸当たりの内側面に形成した案内溝に沿って昇降する扉体を設けた制水扉装置が知られている。該制水扉装置は，戸当たりの案内溝に上下方向に雄ねじ部を立設し，雄ねじ部の上部に接続して雄ねじ部を回転させるサーボモータを設けている。戸当たり内に位置する扉体の側部に雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を形成し，雄ねじ部と雌ねじ部との螺合によって扉体を昇降させるものである（例えば，特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a water control door device in which a door stop is erected on the left and right sides, and a door body that moves up and down along a guide groove formed on an inner surface of the door stop. The water control door device is provided with a servo motor that vertically stands a male screw part in a guide groove per door and rotates the male screw part by connecting to an upper part of the male screw part. A female screw portion that is screwed with a male screw portion is formed on a side portion of the door body that is located within the door stop, and the door body is moved up and down by screwing the male screw portion and the female screw portion (for example, see Patent Document 1). .

また，主管路を流れる流体の流量調整を自動化し，これを短時間で行うことのできる流量調整バルブは知られている。該流量調整バルブは，流体を通過させる主管路に連通可能な穴を形成したバルブボディと，該バルブボディの穴の開度を調整可能な開度調節部材と，該開度調節部材を作動させるＡＣサーボモータとを備えている（例えば，特許文献２参照）。 In addition, there is known a flow rate adjusting valve that can automatically adjust the flow rate of the fluid flowing through the main pipeline and perform this in a short time. The flow rate adjusting valve has a valve body formed with a hole that can communicate with a main pipe that allows fluid to pass through, an opening degree adjusting member that can adjust the opening degree of the hole of the valve body, and the opening degree adjusting member. An AC servomotor (see, for example, Patent Document 2).

また，流路開閉用の負荷体駆動装置として，無励磁作動保持ブレーキを用いたものが知られている。該流路開閉用の負荷体駆動装置は，ゲート等の負荷体を往復移動させて流路を開閉するものであり，コンパクトで，安全性，信頼性に富んだ構造に構成されている。上記負荷体駆動装置は，ピンラックに設けた負荷体を往復移動させるモータ，回転を負荷体の往復移動に変換伝達する動力伝達装置を有する。動力伝達装置は，モータで回転する伝動軸に設けた無励磁作動保持ブレーキ，ウォームギヤを介して手動ハンドルが連結され且つ伝動軸に連結した一次減速機，一次減速機に連結した二次減速機に設けたピニオン軸，及びピニオン軸のピニオンに噛み合うラックピンを備えたピンラックから構成されている（例えば，特許文献３参照）。
特開平８−１２８０２７号公報特開２０００−１４６００２号公報特開２００７−４００６７号公報 Further, a load body driving device for opening and closing a flow path using a non-excited operation holding brake is known. The load body driving device for opening and closing the flow path opens and closes the flow path by reciprocating a load body such as a gate, and has a compact structure with high safety and reliability. The load body driving device includes a motor that reciprocates a load body provided in a pin rack, and a power transmission device that converts rotation to reciprocating movement of the load body. The power transmission device consists of a non-excited operation holding brake provided on a transmission shaft that is rotated by a motor, a primary reduction gear connected to a transmission shaft with a manual handle connected via a worm gear, and a secondary reduction gear connected to the primary reduction device. It is comprised from the pin rack provided with the pinion shaft provided and the rack pin which meshes | engages with the pinion of a pinion shaft (for example, refer patent document 3).
JP-A-8-128027 JP 2000-146002 A JP 2007-40067 A

ところで，上記流路開閉用の負荷体駆動装置は，動力伝達装置に無励磁作動保持ブレーキを組み込んでおり，緊急時に自重降下レバーを手動で操作して，無励磁作動保持ブレーキを強制的に解放して自重で負荷体を降下させるタイプであり，このような動力伝達装置では，無励磁作動保持ブレーキとアーマチュアのストロークが極端に狭いため，自重降下レバーを操作してシフタを動かした時，自重降下レバーの回転領域の回転終端にストッパを設けていたとしてもアーマチュアと無励磁作動保持ブレーキとが接触し，自重降下レバーの負荷即ち操作力がシフタに作用し，シフタやシフタ関連部品の変形や破損に至る可能性があった。 By the way, the above-mentioned load body drive device for opening and closing the flow path incorporates a non-excitation operation holding brake in the power transmission device, and forcibly releases the non-excitation operation holding brake by manually operating its own weight lowering lever in an emergency. In such a power transmission device, the stroke of the non-excited operation holding brake and armature is extremely narrow, so when the shifter is moved by operating the self-weight drop lever, the self-weight Even if a stopper is provided at the end of rotation of the lowering lever rotation area, the armature and the non-excited operation holding brake come into contact with each other, the load of the own weight lowering lever, that is, the operating force acts on the shifter, and the shifter and shifter related parts There was a possibility of damage.

この発明の目的は，上記の問題を解決するために，例えば，水門，扉体，バルブ，ゲート等の負荷体を駆動するため，サーボモータ等のモータ駆動軸や手動ハンドルの駆動力を最終段の出力軸に伝達する動力伝達装置に，少なくとも負荷体を所定の位置に保持する無励磁作動保持ブレーキ，差動歯車減速機及び自重降下レバーを設け，緊急時に自重降下レバーの操作で回転するクラッチシャフトにカム突起を設け，カム突起を回動させることによってシフタを揺動させ，シフタの揺動で無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアとブレーキディスクとを離間させてブレーキを解放し，自重で負荷体を降下させて負荷体で流路を閉鎖させることであり，特に，シフタ及びシフタ関連部品の変形や損傷を避けるため，シフタの支点間に緩衝用皿ばね等のばねを介在させ，自重降下レバーの負荷即ち操作力を上記ばねで吸収し，ブレーキ解放機構の強度をアップすると共に自重降下レバーの操作を簡単な構造でスムーズに且つ的確に達成する流路開閉用の負荷体駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above problems, for example, to drive a load body such as a sluice, door, valve, gate, etc. The power transmission device that transmits to the output shaft of the motor is provided with a non-excitation operation holding brake that holds at least the load in place, a differential gear reducer and a self-weight drop lever, and a clutch that rotates by operation of the self-weight drop lever in an emergency A cam protrusion is provided on the shaft, and the shifter is swung by rotating the cam protrusion. The armature of the non-excitation operation holding brake is separated from the brake disc by the swinging of the shifter, and the brake is released. And to close the flow path with the load body, especially in order to avoid the deformation and damage of the shifter and shifter related parts, the buffer disc spring between the fulcrum of the shifter This mechanism absorbs the load of the self-weight drop lever, that is, the operating force, to increase the strength of the brake release mechanism, and to open and close the flow path smoothly and accurately with a simple structure. It is providing the load body drive device for.

この発明は，流路を開閉するゲート，水門，バルブ等の負荷体，前記負荷体を往復移動させて前記流路を開閉するため回転駆動されるモータと手動で回転される手動ハンドル，及び前記モータ又は前記手動ハンドルの回転を前記負荷体の往復移動に変換伝達する動力伝達装置を有し，前記動力伝達装置には，前記負荷体を所定の位置に保持する無励磁作動保持ブレーキ及び非常時に前記無励磁作動保持ブレーキを解放して前記負荷体を自重降下させる自重降下レバーを備えたブレーキ解放機構が設けられていることから成る流路開閉用の負荷体駆動装置において，
前記ブレーキ解放機構は，前記自重降下レバーの作動で回転するクラッチシャフト，及び一方の端部が前記クラッチシャフトに当接し且つ前記無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアとブレーキディスクとを接離させるシフタを有し，前記シフタは前記クラッチシャフトに設けたカム突起に係合して前記クラッチシャフトの回転によって揺動して前記アーマチュアと前記ブレーキディスクとを離間させて前記無励磁作動保持ブレーキを解放することを特徴とする流路開閉用の負荷体駆動装置に関する。 The present invention includes a gate, a gate, a load gate such as a valve that opens and closes a flow path, a motor that is rotated to open and close the flow path by reciprocating the load body, a manual handle that is manually rotated, and the A power transmission device that converts and transmits the rotation of the motor or the manual handle to the reciprocating movement of the load body. The power transmission device includes a non-excitation operation holding brake that holds the load body in a predetermined position and an emergency. In the load body driving device for opening and closing the flow path, comprising a brake release mechanism provided with a self-weight lowering lever for releasing the non-excitation operation holding brake and lowering the load body by its own weight,
The brake release mechanism includes a clutch shaft that is rotated by the operation of the self-weight drop lever, and a shifter that makes one end abut against the clutch shaft and contacts and separates the armature of the non-excitation operation holding brake and the brake disk. The shifter engages with a cam projection provided on the clutch shaft and swings by rotation of the clutch shaft to separate the armature and the brake disk to release the non-excitation operation holding brake. The present invention relates to a load body driving device for opening and closing a flow path.

また，前記シフタは，前記クラッチシャフトを挟んで対向して配設され，前記シフタの他方の端部におけるシフタ揺動の支点間には，前記シフタの揺動運動を緩衝するための緩衝用ばねが介在されている。 Further, the shifter is disposed opposite to the clutch shaft, and a buffering spring for buffering the swinging motion of the shifter is provided between shifter swinging fulcrums at the other end of the shifter. Is intervened.

この流路開閉用の負荷体駆動装置において，前記シフタは，環状のプレートから構成され，前記プレートの中間縁部には一対のシフタピンが設けられ，前記シフタピンが前記無励磁作動保持ブレーキの前記アーマチュアに接して前記アーマチュアを前記ブレーキディスクから離間させるものである。 In the load body driving device for opening and closing the flow path, the shifter is formed of an annular plate, a pair of shifter pins are provided at an intermediate edge portion of the plate, and the shifter pin is the armature of the non-excitation operation holding brake. And the armature is separated from the brake disc.

また，前記カム突起は，前記シフタの前記一方の端部内側に対向して前記クラッチシャフトの外周面に一対設けられ，前記クラッチシャフトの回転に応じて，前記緩衝用ばねを支点として前記シフタを揺動させて前記アーマチュアと前記ブレーキディスクとを離間させるものである。 A pair of cam projections are provided on the outer peripheral surface of the clutch shaft so as to face the inner side of the one end of the shifter, and the shifter is supported by the buffer spring as a fulcrum according to the rotation of the clutch shaft. The armature and the brake disk are separated by swinging.

また，前記緩衝用ばねは，複数枚重ねられた皿ばねから構成され，前記シフタの前記他方の端部のねじ孔に螺入された調整用ボルトによってばね力が調整される。 The buffer spring is composed of a plurality of disc springs stacked, and the spring force is adjusted by an adjusting bolt screwed into the screw hole at the other end of the shifter.

また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，前記クラッチシャフトを支持するブラケットには，前記自重降下レバーの回転範囲を規制する調整可能なストッパが設けられているものである。 Also, in this load body driving device for opening and closing the flow path, the bracket that supports the clutch shaft is provided with an adjustable stopper that restricts the rotation range of the self-weight drop lever.

また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，前記クラッチシャフトには，前記自重降下レバーの回転を元に戻すリターンスプリングが設けられている。 Also, in this load body driving device for opening and closing the flow path, the clutch shaft is provided with a return spring for returning the rotation of the self-weight lowering lever.

また，前記動力伝達装置は，前記モータのモータ出力軸に連結された伝動軸，前記伝動軸に前記無励磁作動保持ブレーキを介して第１入力軸が連結された一次減速機，前記一次減速機の第１出力軸に第２入力軸が連結された二次減速機，前記手動ハンドルを前記一次減速機のケースを介して前記第１出力軸に連結するウォームギヤ，前記二次減速機の第２出力軸と一体に構成された第３出力軸，及び前記第３出力軸からの出力によって駆動され且つ前記負荷体が取り付けられた負荷体支持手段から構成されているものである。更に，前記一次減速機と前記二次減速機は，差動歯車減速機で構成されているものである。 The power transmission device includes: a transmission shaft coupled to a motor output shaft of the motor; a primary reduction device having a first input shaft coupled to the transmission shaft via the non-excitation operation holding brake; and the primary reduction device A secondary reduction gear having a second input shaft connected to the first output shaft, a worm gear connecting the manual handle to the first output shaft through a case of the primary reduction gear, and a second reduction gear of the secondary reduction gear. A third output shaft configured integrally with the output shaft, and a load body supporting means that is driven by the output from the third output shaft and to which the load body is attached. Further, the primary reduction gear and the secondary reduction gear are constituted by differential gear reduction gears.

この流路開閉用の負荷体駆動装置は，上記のように構成されているので，緊急時に自重降下レバーの操作によってクラッチシャフトを回転させ，クラッチシャフトに設けたカム突起がシフタの一端部に作用してシフタを他端部の支点を中心に揺動させ，シフタが無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアに作用し，アーマチュアをブレーキディスクからスムーズに且つ的確に離間させ，無励磁作動保持ブレーキのブレーキ状態が解放され，負荷体が自重で降下することができる。また，シフタの支点には，緩衝用ばねを介在させているので，緩衝用ばねの作用によって無励磁作動保持ブレーキの解放時に，自重降下レバーの過負荷が吸収され，シフタ及びシフタ関連部品に対する変形や破損を避けることができる。この流路開閉用の負荷体駆動装置では，自重降下レバーを手動で作動すると，無励磁作動保持ブレーキの解放開始時まで，シフタは支点中心で揺動し，無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアとブレーキディスクとが接触すると，それ以降はシフタに設けたシフタピンが中心になってアーマチュアをブレーキディスクから離間する方向に動かし，その時，シフタの支点が緩衝用ばねを押し込んでいき，無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアがブレーキディスクからスムーズに且つ的確に離間され，無励磁作動保持ブレーキが解放され，負荷体が自重でスムーズに且つ的確に降下し，解放動作がシフタ等を損傷させることなく簡単に行うことができる。 Since the load body driving device for opening and closing the flow path is configured as described above, in an emergency, the clutch shaft is rotated by operating the self-weight drop lever, and the cam protrusion provided on the clutch shaft acts on one end of the shifter. Then, the shifter is swung around the fulcrum at the other end, the shifter acts on the armature of the non-excited operation holding brake, and the armature is smoothly and accurately separated from the brake disk, and the brake state of the non-excited operation holding brake Is released, and the loader can descend under its own weight. Also, since the buffer spring is interposed at the fulcrum of the shifter, the overload of the self-weight drop lever is absorbed by the action of the buffer spring when the non-excited operation holding brake is released, and the shifter and shifter related parts are deformed. And damage can be avoided. With this load body drive unit for opening and closing the flow path, when the self-weight drop lever is manually operated, the shifter swings around the fulcrum until the start of releasing the non-excitation operation holding brake, and the armature and brake of the non-excitation operation holding brake When the disc comes into contact, the armature is moved away from the brake disc centering on the shifter pin provided on the shifter after that, and the fulcrum of the shifter pushes the buffer spring, and the non-excited operation holding brake The armature is smoothly and accurately separated from the brake disc, the non-excited operation holding brake is released, the load body is smoothly and accurately lowered by its own weight, and the releasing operation can be easily performed without damaging the shifter etc. it can.

以下，図面を参照して，この発明による流路開閉用の負荷体駆動装置の一実施例を説明する。この流路開閉用の負荷体駆動装置は，流路を開閉するゲート，水門，バルブ等の負荷体２０を駆動するアクチュエータに適用されて好ましいものである。この流路開閉用の負荷体駆動装置の基本的な構成は，例えば，本出願人が先に出願した特開２００７−４００６７号公報に開示されているものと同様な構成を有するものである。 Hereinafter, an embodiment of a load body driving device for opening and closing a flow path according to the present invention will be described with reference to the drawings. The load body driving device for opening and closing the flow path is preferably applied to an actuator for driving the load body 20 such as a gate, a sluice, and a valve for opening and closing the flow path. The basic structure of the load body driving device for opening and closing the flow path has the same structure as that disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-40067 filed earlier by the present applicant.

この発明による流路開閉用の負荷体駆動装置は，特に，緊急時に，手動レバーである自重降下レバー２を手動で操作して２個の無励磁作動保持ブレーキ３Ａ，３Ｂ（総称は３）のブレーキ状態をシフタ１２の作動によって解放して負荷体２０（図８参照）を自重降下させる機構を備えたことを特徴とし，更に，ブレーキ解放時に自重降下レバー２の過負荷を吸収するためシフタ１２の揺動の支点８におけるシフタ１２間に緩衝用のばね，図では皿ばね３０を介在させたことである。この流路開閉用の負荷体駆動装置は，図１に示すように，動力伝達装置１４の最終出力軸となる第３出力軸はラックギヤ９を備えたピニオン軸１１であり，また，負荷体支持手段はラックギヤ９に噛み合うラックピン１６を備えたピンラック１０で構成したピンラック式駆動装置に構成されている。しかしながら，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，ピンラック式駆動装置に限らず，ギヤラックやワイヤロープ式の各種の負荷体駆動装置にも適用できるものである。 The load body driving device for opening and closing a flow path according to the present invention is provided with two non-excitation operation holding brakes 3A and 3B (generally 3) by manually operating a self-weight drop lever 2 which is a manual lever in an emergency. The brake mechanism is provided with a mechanism for releasing the load body 20 (refer to FIG. 8) by operating the shifter 12 and lowering the weight of the load body 20 (see FIG. 8). This is because a buffer spring, in the drawing, a disc spring 30 is interposed between the shifters 12 at the fulcrum 8 of the swing. As shown in FIG. 1, in the load body driving device for opening and closing the flow path, the third output shaft serving as the final output shaft of the power transmission device 14 is a pinion shaft 11 provided with a rack gear 9, and the load body support The means is constituted by a pin rack type driving device constituted by a pin rack 10 having rack pins 16 meshing with the rack gear 9. However, the load body driving device for opening and closing the flow path is not limited to the pin rack type driving device, but can be applied to various load body driving devices such as a gear rack and a wire rope type.

この流路開閉用の負荷体駆動装置は，例えば，図１に示すように，水路，浄水場等の流路を開閉するため配設されたゲート，水門，扉体，バルブ等の負荷体２０，負荷体２０を往復移動させて流路を開閉するため回転駆動されるモータ１と手動で作動される手動ハンドル７，及びモータ１又は手動ハンドル７の回転駆動を負荷体２０の上下往復移動に変換して伝達する動力伝達装置１４を有している。また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，図８に示すように，負荷体２０を取り付け且つベース２６に設置されたスタンド１５に上下移動可能に支持された負荷体支持手段のピンラック１０，ピンラック１０に設けられたラックピン１６に螺合するラックギヤ９を備えたピニオン軸１１（第３出力軸），ラックギヤ９を回転駆動してピンラック１０を上下移動させるために駆動されるモータ１又は手動ハンドル７，及びモータ１又は手動ハンドル７の駆動力をピンラック１０に伝達する動力伝達装置１４を有する。モータ１は，負荷体２０の位置を調整可能に作動するＡＣサーボモータ等のサーボモータで構成されている。動力伝達装置１４は，ピンラック１０を上下移動させるため，モータ１のモータ出力軸２２からの駆動力を，伝動軸４，一対の差動歯車減速機５（一次減速機）及び差動歯車減速機６（二次減速機）を介して最終減速段の出力軸と一体のピニオン軸１１に伝達する。シーケンサ（図示せず）は，モータ１の駆動を制御し，負荷体２０の保持位置表示，トルク表示，動作範囲表示等の情報を表示することができる。また，この負荷体駆動装置では，ピニオン軸１１は，差動歯車減速機５，６を介してモータ１のモータ出力軸２２に対して実質的に同一軸心上に配設されており，装置全体がコンパクトに簡素化された構造に構成されている。差動歯車減速機５は，ケース３９，及びケース３９に組み込み支持された入力軸３１（第１入力軸）と出力軸３２（第１出力軸）から構成されている。 For example, as shown in FIG. 1, a load body driving device for opening and closing a flow path includes a load body 20 such as a gate, a sluice, a door body, and a valve arranged to open and close a flow path such as a water channel or a water purification plant. The motor 1 that is rotationally driven to open and close the flow path by reciprocating the load body 20 and the manual handle 7 that is manually operated, and the rotational drive of the motor 1 or the manual handle 7 are the reciprocating movement of the load body 20 up and down. It has the power transmission device 14 which converts and transmits. In addition, as shown in FIG. 8, the load body driving device for opening and closing the flow path is provided with a load rack 20 and a load rack supporting means pin rack 10 which is supported by a stand 15 installed on a base 26 so as to be movable up and down. , A pinion shaft 11 (third output shaft) provided with a rack gear 9 screwed to a rack pin 16 provided in the pin rack 10, a motor 1 driven to rotate the rack gear 9 and move the pin rack 10 up and down or manually The power transmission device 14 that transmits the driving force of the handle 7 and the motor 1 or the manual handle 7 to the pin rack 10 is provided. The motor 1 is composed of a servo motor such as an AC servo motor that operates so that the position of the load body 20 can be adjusted. In order to move the pin rack 10 up and down, the power transmission device 14 uses the driving force from the motor output shaft 22 of the motor 1 as a transmission shaft 4, a pair of differential gear reducers 5 (primary reducers), and a differential gear reducer. 6 (secondary reduction gear) is transmitted to the pinion shaft 11 integrated with the output shaft of the final reduction gear. A sequencer (not shown) can control driving of the motor 1 and display information such as a holding position display, a torque display, and an operation range display of the load body 20. In this load body driving device, the pinion shaft 11 is disposed substantially on the same axis with respect to the motor output shaft 22 of the motor 1 via the differential gear reducers 5 and 6. The entire structure is compact and simplified. The differential gear reducer 5 includes a case 39 and an input shaft 31 (first input shaft) and an output shaft 32 (first output shaft) that are incorporated and supported in the case 39.

また，動力伝達装置１４は，モータ１のモータ出力軸２２に連結された伝動軸４，伝動軸４に無励磁作動保持ブレーキ３を介して入力軸３１が連結された差動歯車減速機５，差動歯車減速機５の出力軸３２に入力軸（第２入力軸）３３が連結された差動歯車減速機６，手動ハンドル７を差動歯車減速機５のケース３９を介して出力軸３２に連結するウォームギヤ３５，差動歯車減速機６の出力軸３４（第２出力軸）に一体に構成されたピニオン軸１１，及びピニオン軸１１に設けたピニオンでなるラックギヤ９に噛み合うラックピン１６を備え且つ負荷体２０が取り付けられたピンラック１０から構成されている。手動ハンドル７は，ウォームギヤ３５を介して動力伝達装置１４に作動連結されている。 Further, the power transmission device 14 includes a differential gear reducer 5 in which an input shaft 31 is connected to a transmission shaft 4 connected to a motor output shaft 22 of the motor 1 via a non-excitation operation holding brake 3. The differential gear reducer 6 and the manual handle 7 in which the input shaft (second input shaft) 33 is connected to the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 are connected to the output shaft 32 via the case 39 of the differential gear reducer 5. The worm gear 35 is connected to the pinion shaft 11 integrally formed with the output shaft 34 (second output shaft) of the differential gear reducer 6, and the rack pin 16 meshed with the rack gear 9 formed of a pinion provided on the pinion shaft 11 is provided. And it is comprised from the pin rack 10 with which the load body 20 was attached. The manual handle 7 is operatively connected to the power transmission device 14 via a worm gear 35.

また，差動歯車減速機５のケース３９は軸受４１によってスタンド１５に回転自在に支持されている。差動歯車減速機５は，入力軸３１の回転を減速して出力軸の連結シャフト３２の回転へと伝達される。また，差動歯車減速機６は，入力軸３３の回転を減速して出力軸３４の回転へと伝達される。この負荷体駆動装置は，図示していないが，出力軸３４に位置検出器を設けることができる。位置検出器は，必ずしも上記最終減速段の位置に設けなければならないものではなく，駆動系における何れの位置に設けても良い。また，手動ハンドル７に対して設けられたウォームギヤ３５は，ウォーム軸３８に設けたウォーム３６とそれに噛み合うウォームホイール３７から構成されている。ウォーム３６の回転はウォームホイール３７に減速伝達されて回転するが，ウォームホイール３７からは，その回転がウォーム３６には伝達されない構造である。従って，手動ハンドル７によってウォーム３６が回転する時には，ウォームホイール３７が回転し，ウォームホイール３７の回転が差動歯車減速機５のケース３９を介して出力軸３２に伝達されることになるので，手動ハンドル７の回転の減速比は差動歯車減速機５では減速されずに，手動ハンドル７の回転はウォームギヤ３５で減速されるように構成されている。 Further, the case 39 of the differential gear reducer 5 is rotatably supported on the stand 15 by a bearing 41. The differential gear reducer 5 decelerates the rotation of the input shaft 31 and is transmitted to the rotation of the connecting shaft 32 of the output shaft. Further, the differential gear reducer 6 decelerates the rotation of the input shaft 33 and transmits it to the rotation of the output shaft 34. Although this load body drive device is not shown, a position detector can be provided on the output shaft 34. The position detector is not necessarily provided at the position of the final deceleration stage, and may be provided at any position in the drive system. The worm gear 35 provided for the manual handle 7 includes a worm 36 provided on the worm shaft 38 and a worm wheel 37 that meshes with the worm 36. The rotation of the worm 36 is transmitted while being decelerated to the worm wheel 37, but the rotation is not transmitted from the worm wheel 37 to the worm 36. Therefore, when the worm 36 is rotated by the manual handle 7, the worm wheel 37 is rotated, and the rotation of the worm wheel 37 is transmitted to the output shaft 32 via the case 39 of the differential gear reducer 5. The reduction ratio of the rotation of the manual handle 7 is not reduced by the differential gear reducer 5, but the rotation of the manual handle 7 is reduced by the worm gear 35.

また，無励磁作動保持ブレーキ３は，動力伝達装置１４を通じて負荷体２０を所定の位置に保持し，非常時には自重降下機構即ちブレーキ解放機構を構成する自重降下レバー２の作動によって負荷体２０を自重降下させると共に，サーボモータ１によりダイナミックブレーキで負荷体２０の降下を制御し，流路を負荷体２０で閉鎖する機能を有している。この実施例では，負荷体２０の降下時に負荷体２０にブレーキをかける場合に，モータ１を発電機モードとして機能させて制動トルクを得るダイナミックブレーキとして働かせる。ブレーキ力は，熱エネルギとして放熱したり，電力として回生することができる。 Further, the non-excitation operation holding brake 3 holds the load body 20 in a predetermined position through the power transmission device 14, and in the event of an emergency, the load body 20 is self-weighted by the operation of the self-weight lowering lever 2 constituting the self-weight lowering mechanism, that is, the brake releasing mechanism. In addition to lowering, the servo motor 1 has a function of controlling the lowering of the load body 20 with a dynamic brake and closing the flow path with the load body 20. In this embodiment, when the load body 20 is braked when the load body 20 is lowered, the motor 1 is caused to function as a generator mode to function as a dynamic brake that obtains a braking torque. The braking force can be dissipated as thermal energy or regenerated as electric power.

また，無励磁作動保持ブレーキ３は，モータ出力軸に連結した伝動軸４に安全性を考慮して一対の無励磁作動保持ブレーキ３Ａ，３Ｂが平行して設けられている。無励磁作動保持ブレーキ３Ａ，３Ｂの作動機能は，前掲特開２００７−４００６７号公報に開示されたとおりである。無励磁作動保持ブレーキ３は，ケース４２に取り付けられている。シフタ１２は，手動による自重降下レバー２の作動によって無励磁作動保持ブレーキ３を解放するように構成されている。アーマチュア４５と電機子コイル（図示せず）には，磁路を形成するフィールド４６が設けられている。図２では，フィールド４６は，電機子コイルを収容した状態であり，アーマチュア４５が電機子コイルに対向して位置している。プレート４３は，フィールド４６のケースにねじ等で所定の距離だけ隔置して取り付けられており，プレート４３にはブレーキディスク４４が固定されている。ブレーキディスク４４は，差動歯車減速機の入力軸３１に設けたインナドライバ４８に摺動可能にスプライン嵌合して取り付けられている。ブレーキディスク４４には，電機子即ちアーマチュア４５が対向して配設され，また，伝動軸４には，インナドライバ４８が取り付けられ，インナドライバ４８にブレーキディスク４４が取り付けられている。無励磁作動保持ブレーキ３は，電源がＯＮすると，電機子コイルが通電され，アーマチュア４５とフィールド４６との間に磁界が発生し，アーマチュア４５がフィールド４６に吸引され，アーマチュア４５がブレーキディスク４４から離れて解放され，それによってモータ１が回転可能になり，差動歯車減速機５の入力軸３１が回転するように構成されている。無励磁作動保持ブレーキ３は，電源がＯＦＦの時には，アーマチュア４５がブレーキディスク４４に接し，ブレーキが掛かった状態になり，従って，負荷体２０が無励磁作動保持状態になる。 The non-excitation operation holding brake 3 is provided with a pair of non-excitation operation holding brakes 3A and 3B in parallel on the transmission shaft 4 connected to the motor output shaft in consideration of safety. The operation functions of the non-excitation operation holding brakes 3A and 3B are as disclosed in the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-40067. The non-excitation operation holding brake 3 is attached to the case 42. The shifter 12 is configured to release the non-excitation operation holding brake 3 by manually operating the self-weight drop lever 2. The armature 45 and the armature coil (not shown) are provided with a field 46 that forms a magnetic path. In FIG. 2, the field 46 is in a state where the armature coil is accommodated, and the armature 45 is positioned to face the armature coil. The plate 43 is attached to the case of the field 46 at a predetermined distance with screws or the like, and a brake disk 44 is fixed to the plate 43. The brake disc 44 is slidably splined and attached to an inner driver 48 provided on the input shaft 31 of the differential gear reducer. An armature, that is, an armature 45 is disposed opposite to the brake disk 44, an inner driver 48 is attached to the transmission shaft 4, and the brake disk 44 is attached to the inner driver 48. When the power is turned on, the armature coil is energized in the non-excitation operation holding brake 3, a magnetic field is generated between the armature 45 and the field 46, the armature 45 is attracted to the field 46, and the armature 45 is pulled from the brake disk 44. The motor 1 can be rotated by being released apart, and the input shaft 31 of the differential gear reducer 5 is configured to rotate. When the power supply is OFF, the non-excitation operation holding brake 3 is in a state where the armature 45 is in contact with the brake disc 44 and the brake is applied, and thus the load body 20 is in the non-excitation operation holding state.

この流路開閉用の負荷体駆動装置は，特に，動力伝達装置１４における無励磁作動保持ブレーキ３を非常時に解放して負荷体２０を自重降下させる自重降下レバー２を備えたブレーキ解放機構が設けられていることを特徴としている。ブレーキ解放機構は，自重降下レバー２の手動による作動によって回転するクラッチシャフト１３，及び一方の端部１８がクラッチシャフト１３に当接し且つ無励磁作動保持ブレーキ３のアーマチュア４５とブレーキディスク４４とを接離させるシフタ１２を有している。シフタ１２は，クラッチシャフト１３に設けたカム突起１７に係合しており，クラッチシャフト１３の回転によって揺動してアーマチュア４５とブレーキディスク４４とを離間させて無励磁作動保持ブレーキ３を解放するものである。 This load body driving device for opening and closing the flow path is particularly provided with a brake release mechanism including a self-weight lowering lever 2 that releases the non-excitation operation holding brake 3 in the power transmission device 14 in an emergency to lower the load body 20 by its own weight. It is characterized by being. The brake release mechanism includes a clutch shaft 13 that is rotated by manual operation of the self-weight drop lever 2, and one end portion 18 that is in contact with the clutch shaft 13 and that contacts the armature 45 and the brake disc 44 of the non-excitation operation holding brake 3. A shifter 12 is provided. The shifter 12 is engaged with a cam projection 17 provided on the clutch shaft 13, and is rocked by the rotation of the clutch shaft 13 to separate the armature 45 and the brake disk 44 to release the non-excitation operation holding brake 3. Is.

この流路開閉用の負荷体駆動装置において，特に，シフタ１２は，その一方の端部１８がクラッチシャフト１３を挟んで対向して配設され，シフタ１２の他方の端部１９におけるシフタ揺動の支点８間には，シフタ１２の揺動運動を緩衝するための複数枚の緩衝用皿ばね３０が介在されている。緩衝用皿ばね３０は，例えば，シフタ１２間に２枚１組で６組積層した配設されている。シフタ１２の端部１９には，互いに対向する揺動支点８の位置にねじ孔４９が形成されている。シフタ１２に設けたねじ孔４９には，調整用ボルト４７が対向状態にそれぞれねじ込まれている。調整用ボルト４７は，シフタ１２の間隔が位置設定されると，シフタ１２に固定ナット５４で位置決め固定される。調整用ボルト４７の先端部５１は，収容ケース５０に収容された緩衝用皿ばね３０に当て板５２を介して当接するように，収容ケース５０内へと延びている。収容ケース５０は，例えば，図３に示すように，スタンド１５に設けたフレーム２５に取り付けられている。緩衝用皿ばね３０は，収容ケース５０の一端に内向きに延びるように設けられた係止フランジ部に係止した当て板５２と，他端が固定リング５３で係止した当て板５２との間に位置して収容ケース５０内に配設されている。 In this load body driving device for opening and closing the flow path, in particular, the shifter 12 is disposed so that one end 18 thereof is opposed to the clutch shaft 13 and the shifter swings at the other end 19 of the shifter 12. A plurality of buffer disc springs 30 for buffering the swinging motion of the shifter 12 are interposed between the fulcrums 8. For example, two buffer disc springs 30 are disposed between the shifters 12 in such a manner that two pairs are stacked one by one. A screw hole 49 is formed in the end portion 19 of the shifter 12 at the position of the swing fulcrum 8 facing each other. Adjustment bolts 47 are screwed into screw holes 49 provided in the shifter 12 so as to face each other. The adjustment bolt 47 is positioned and fixed to the shifter 12 with a fixing nut 54 when the distance between the shifters 12 is set. The tip 51 of the adjustment bolt 47 extends into the housing case 50 so as to abut against the buffer disc spring 30 housed in the housing case 50 via the contact plate 52. The housing case 50 is attached to a frame 25 provided on the stand 15, for example, as shown in FIG. The shock-absorbing disc spring 30 is composed of a contact plate 52 that is locked to a locking flange portion that extends inwardly at one end of the housing case 50, and a contact plate 52 that is locked to the other end by a fixing ring 53. It is located in the housing case 50 so as to be located between them.

シフタ１２は，図４に示すように，環状のプレートから構成され，該プレートの中間縁部には一対のシフタピン２９がバランスして対向位置に設けられている。シフタピン２９は，シフタ１２の揺動に伴って無励磁作動保持ブレーキ３のアーマチュア４５をフィールド４６内へと押し込んで，アーマチュア４５をブレーキディスク４４から離間させる作用点である。シフタ１２の内径は，ブレーキディスク４４を固定しているプレート４３の外径即ち直径に対して０．５ｍｍ程度の隙間を持つほぼ同一長さに形成されている。また，カム突起１７は，図７に示すように，シフタ１２の一方の端部１８内側に対向してクラッチシャフト１３の外周面４０に一対設けられ，クラッチシャフト１３の回転に伴って，緩衝用皿ばね３０を支点８としてシフタ１２を揺動させてアーマチュア４５とブレーキディスク４４とを離間させるものである。 As shown in FIG. 4, the shifter 12 is composed of an annular plate, and a pair of shifter pins 29 are balanced and provided at opposite positions on the intermediate edge of the plate. The shifter pin 29 is an action point that pushes the armature 45 of the non-excitation operation holding brake 3 into the field 46 as the shifter 12 swings, and separates the armature 45 from the brake disc 44. The inner diameter of the shifter 12 is formed to have substantially the same length with a gap of about 0.5 mm with respect to the outer diameter, that is, the diameter of the plate 43 that fixes the brake disk 44. As shown in FIG. 7, a pair of cam protrusions 17 are provided on the outer peripheral surface 40 of the clutch shaft 13 so as to face the inner side of the one end 18 of the shifter 12. The armature 45 and the brake disc 44 are separated by swinging the shifter 12 with the disc spring 30 as a fulcrum 8.

また，緩衝用皿ばね３０は，シフタ１２の他方の端部１９のねじ孔４９に螺入された調整用ボルト４７によってばね力が調整される。また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，クラッチシャフト１３を支持するブラケット２４には，自重降下レバー２の回転範囲を規制する調整可能なストッパ２３が設けられている。ストッパ２３は，一種の調整ボルトであり，クラッチシャフト１３に設けたカム突起１７の周方向サイズによって自重降下レバー２の回転範囲を規制するものである。また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，クラッチシャフト１３には，自重降下レバー２の回転を元に戻すリターンスプリング２１がねじ２８等で取り付けられている。 Further, the spring force of the buffer disc spring 30 is adjusted by an adjusting bolt 47 screwed into the screw hole 49 of the other end 19 of the shifter 12. Also, in this load body driving device for opening and closing the flow path, the bracket 24 that supports the clutch shaft 13 is provided with an adjustable stopper 23 that regulates the rotation range of the self-weight drop lever 2. The stopper 23 is a kind of adjusting bolt, and regulates the rotation range of the self-weight drop lever 2 by the circumferential size of the cam projection 17 provided on the clutch shaft 13. Further, in this load body driving device for opening and closing the flow path, a return spring 21 for returning the rotation of the own weight lowering lever 2 to the clutch shaft 13 is attached by a screw 28 or the like.

次に，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，自重降下レバー２を手動で回転させることによってクラッチシャフト１３が回転し，それによってシフタ１２が揺動するものであり，一対のシフタ１２の間隔は調整用ボルト４７で行うことができることを，図７を参照して説明する。図７の（ａ）に示すように，調整用ボルト４７の先端部５１が緩衝用皿ばね３０に当接するまでシフタ１２のねじ孔４９にねじ込み即ち締め込む。調整用ボルト４７の先端部５１が緩衝用皿ばね３０に当接した状態から調整用ボルト４７を１回転半だけ回転を戻す。調整用ボルト４７の回転を戻すことにより，調整用ボルト４７の先端部５１と緩衝用皿ばね３０との間に，例えば，１ｍｍ程度の隙間ができる。この状態では，シフタピン２９とアーマチュア４５との間には０．５ｍｍ程度の隙間ができている。この設定操作によって，ブレーキ解放機構における一対のシフタ１２間が予め決められた隙間に設定されることになる。シフタピン２９とアーマチュア４５との間に隙間が存在するように，シフタ１２間の間隔を設定するのは，隙間が無いと，ブレーキディスク４４の摩耗等でブレーキが働いた場合に，アーマチュア４５がブレーキディスク４４と接触する時に，シフタピン２９がアーマチュア４５に当たり，ブレーキが働かない状態になるからである。 Next, in this load body driving device for opening and closing the flow path, the clutch shaft 13 is rotated by manually rotating the own weight lowering lever 2, and thereby the shifter 12 is swung. It will be described with reference to FIG. 7 that the distance can be adjusted by the adjusting bolt 47. As shown in FIG. 7A, the adjustment bolt 47 is screwed or tightened into the screw hole 49 of the shifter 12 until the tip 51 of the adjustment bolt 47 contacts the buffer disc spring 30. The adjustment bolt 47 is rotated back by one and a half rotations from the state in which the tip 51 of the adjustment bolt 47 is in contact with the buffer disc spring 30. By returning the rotation of the adjusting bolt 47, a gap of, for example, about 1 mm is formed between the tip 51 of the adjusting bolt 47 and the buffer disc spring 30. In this state, a gap of about 0.5 mm is formed between the shifter pin 29 and the armature 45. By this setting operation, the gap between the pair of shifters 12 in the brake release mechanism is set to a predetermined gap. The interval between the shifters 12 is set so that there is a gap between the shifter pin 29 and the armature 45. If there is no gap, the armature 45 is braked when the brake is applied due to wear of the brake disc 44 or the like. This is because the shifter pin 29 hits the armature 45 when coming into contact with the disk 44, and the brake does not work.

ブレーキ解放機構におけるシフタ１２の設定が完了すると，シフタ１２を機能させることができるようになる。まず，図７の（ｂ）に示すように，自重降下レバー２を手動によって回転させると，クラッチシャフト１３が，例えば，１３．１°程度回転し，カム突起１７がシフタ１２を揺動させ，シフタ１２に設けたシフタピン２９がアーマチュア４５と当接して無励磁作動保持ブレーキ３のブレーキ解放開始状態になる。次いで，図７の（ｃ）に示すように，自重降下レバー２を更に回転させると，クラッチシャフト１３が回転し，例えば，クラッチシャフト１３が２．１°程度回転し，カム突起１７がシフタ１２を離間させ，それに伴ってシフタピン２９がアーマチュア４５をフィールド４６内へと押し込み，即ち，アーマチュア４５をブレーキディスク４４との間に隙間が０．１ｍｍ程度できるようにフィールド４６内へ押し込むことによって，アーマチュア４５とブレーキディスク４４とが離間してブレーキが解放状態になる。更に，自重降下レバー２を回転させると，クラッチシャフト１３が回転し，例えば，クラッチシャフト１３を９．８°程度回転し，シフタ１２の端部１９に設けた調整用ボルト４７が緩衝用皿ばね３０を押し込むことになり，アーマチュア４５とブレーキディスク４４とが完全に離間してブレーキが解放状態になる。そして，自重降下レバー２は，クラッチシャフト１３の回転が，例えば，２５°の回転範囲でストッパ２３に当接して，それ以上の回転が停止されるように設定されている。 When the setting of the shifter 12 in the brake release mechanism is completed, the shifter 12 can function. First, as shown in FIG. 7B, when the own weight lowering lever 2 is manually rotated, the clutch shaft 13 is rotated, for example, about 13.1 °, and the cam projection 17 swings the shifter 12, The shifter pin 29 provided on the shifter 12 comes into contact with the armature 45 and the brake release start state of the non-excitation operation holding brake 3 is entered. Next, as shown in FIG. 7C, when the self-weight lowering lever 2 is further rotated, the clutch shaft 13 is rotated, for example, the clutch shaft 13 is rotated about 2.1 °, and the cam protrusion 17 is shifted by the shifter 12. , And the shifter pin 29 pushes the armature 45 into the field 46, that is, pushes the armature 45 into the field 46 so that a gap of about 0.1 mm is formed between the armature 45 and the brake disk 44. 45 and the brake disc 44 are separated and the brake is released. Further, when the self-weight lowering lever 2 is rotated, the clutch shaft 13 is rotated. For example, the clutch shaft 13 is rotated about 9.8 °, and the adjustment bolt 47 provided at the end 19 of the shifter 12 is used as a buffer disc spring. 30 is pushed in, the armature 45 and the brake disc 44 are completely separated, and the brake is released. The self-weight lowering lever 2 is set so that the rotation of the clutch shaft 13 comes into contact with the stopper 23 in a rotation range of 25 °, for example, and further rotation is stopped.

この流路開閉用の負荷体駆動装置は，上記のように構成されており，次のように作動される。この流路開閉用の負荷体駆動装置は，モータ１による自動作動の場合には，先ず，無励磁作動保持ブレーキ３の電源がＯＮされると，ブレーキディスク４４が解放され，モータ１が回転駆動される。モータ１の出力軸２２からの駆動力は，差動歯車減速機５の入力軸３１が回転し，この時，差動歯車減速機５のケース３９はウォームギヤ３５が回転していないので，固定状態になっている。差動歯車減速機５の入力軸３１が回転すると，減速されて差動歯車減速機５の出力軸３２が回転する。差動歯車減速機５の出力軸３２が回転すると，差動歯車減速機６の入力軸３３が回転し，次いで差動歯車減速機６の出力軸３４が回転する。差動歯車減速機６の出力軸３４が回転すると，出力軸３４と一体のピニオン軸１１が回転してピニオンであるラックギヤ９が回転し，次いで，ラックギヤ９に噛み合っているラックピン１６を形成したピンラック１０が上下移動することになり，負荷体２０が上下移動することになる。 The load body driving device for opening and closing the flow path is configured as described above and operates as follows. In the case of automatic operation by the motor 1, the load body driving device for opening and closing the flow path first releases the brake disk 44 when the power of the non-excitation operation holding brake 3 is turned on, and the motor 1 is driven to rotate. Is done. The driving force from the output shaft 22 of the motor 1 is such that the input shaft 31 of the differential gear reducer 5 rotates, and at this time, the case 39 of the differential gear reducer 5 is in a fixed state because the worm gear 35 is not rotating. It has become. When the input shaft 31 of the differential gear reducer 5 rotates, the speed is reduced and the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 rotates. When the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 rotates, the input shaft 33 of the differential gear reducer 6 rotates, and then the output shaft 34 of the differential gear reducer 6 rotates. When the output shaft 34 of the differential gear reducer 6 rotates, the pinion shaft 11 integrated with the output shaft 34 rotates to rotate the rack gear 9 that is a pinion, and then a pin rack that forms rack pins 16 that mesh with the rack gear 9. 10 will move up and down, and the load body 20 will move up and down.

次に，この流路開閉用の負荷体駆動装置について，手動ハンドル７による手動作動の場合には，無励磁作動保持ブレーキ３は電源がＯＦＦされており，ブレーキディスク４４がアーマチュア４５に接触状態になって閉状態であり，モータ１の駆動は停止して差動歯車減速機５の入力軸３１の回転が停止している。手動ハンドル７を回転作動すると，ウォームギヤ３５のウォーム３６が回転してウォームホイール３７が回転する。ウォームホイール３７は差動歯車減速機５のケース３９に固定されているので，差動歯車減速機５は軸受４１を介して全体的に回転して差動歯車減速機５の出力軸３２が回転する。従って，手動ハンドル７の回転は，ウォームギヤ３５で減速されるが，差動歯車減速機５では減速されずにケース３９を介して出力軸３２へと伝達される。差動歯車減速機５の出力軸３２が回転すると，差動歯車減速機６の入力軸３３が回転し，次いで差動歯車減速機６の出力軸３４が回転する。差動歯車減速機６の出力軸３４が回転すると，出力軸３４と一体のピニオン軸１１が回転してラックギヤ９が回転し，次いで，ラックギヤ９に噛み合っているラックピン１６を形成したピンラック１０が上下移動することになり，負荷体２０が上下移動することになる。 Next, when the load body driving device for opening and closing the flow path is manually operated by the manual handle 7, the non-excitation operation holding brake 3 is turned off and the brake disk 44 is brought into contact with the armature 45. Thus, the motor 1 is stopped and the input shaft 31 of the differential gear reducer 5 is stopped rotating. When the manual handle 7 is rotated, the worm 36 of the worm gear 35 rotates and the worm wheel 37 rotates. Since the worm wheel 37 is fixed to the case 39 of the differential gear reducer 5, the differential gear reducer 5 rotates as a whole via the bearing 41 and the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 rotates. To do. Accordingly, the rotation of the manual handle 7 is decelerated by the worm gear 35 but is not decelerated by the differential gear reducer 5 and is transmitted to the output shaft 32 via the case 39. When the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 rotates, the input shaft 33 of the differential gear reducer 6 rotates, and then the output shaft 34 of the differential gear reducer 6 rotates. When the output shaft 34 of the differential gear reducer 6 rotates, the pinion shaft 11 integrated with the output shaft 34 rotates to rotate the rack gear 9, and then the pin rack 10 that forms the rack pins 16 meshed with the rack gear 9 moves up and down. The load body 20 moves up and down.

また，この流路開閉用の負荷体駆動装置は，緊急の場合には，負荷体２０の自重によって負荷体２０を降下させることができる。この緊急の場合には，自重降下レバー２を操作し，シフタ１２によって無励磁作動保持ブレーキ３のアーマチュア４５をシフタ１２によって強制的に動かしてブレーキディスク４４を解放する。この時，一対の無励磁作動保持ブレーキ３が設けられているので，シフタ１２によってアーマチュア４５を押し込んでそれぞれのブレーキディスク４４を解放する。これによって，負荷体２０はその保持状態が解放され，負荷体２０とピンラック１０の自重により，負荷体２０とピンラック１０とが流路へと下降し，その時にサーボモータ１をダイナミックブレーキとして機能させて負荷体２０に制動をかけつつ降下させ，負荷体２０で流路を閉鎖するように作動する。この時，負荷体２０とピンラック１０の降下によってラックギヤ９が回転し，ラックギヤ９の回転は差動歯車減速機６の出力軸３４を回転させる。出力軸３４の回転は差動歯車減速機６の入力軸３３を回転させ，次いで，差動歯車減速機５の出力軸３２が回転して差動歯車減速機５の入力軸３１が回転する。差動歯車減速機５の入力軸３１の回転は，モータ１を空回りさせることになる。 Further, the load body driving device for opening and closing the flow path can lower the load body 20 by its own weight in an emergency. In this emergency, the self-weight drop lever 2 is operated, and the armature 45 of the non-excitation operation holding brake 3 is forcibly moved by the shifter 12 to release the brake disc 44. At this time, since the pair of non-excitation operation holding brakes 3 are provided, the armature 45 is pushed in by the shifter 12 to release the respective brake discs 44. As a result, the holding state of the load body 20 is released, and the load body 20 and the pin rack 10 are lowered into the flow path due to the weight of the load body 20 and the pin rack 10, and at that time, the servo motor 1 functions as a dynamic brake. The load body 20 is lowered while applying a brake, and the load body 20 operates to close the flow path. At this time, the rack gear 9 is rotated by the lowering of the load body 20 and the pin rack 10, and the rotation of the rack gear 9 rotates the output shaft 34 of the differential gear reducer 6. The rotation of the output shaft 34 rotates the input shaft 33 of the differential gear reducer 6, and then the output shaft 32 of the differential gear reducer 5 rotates to rotate the input shaft 31 of the differential gear reducer 5. The rotation of the input shaft 31 of the differential gear reducer 5 causes the motor 1 to run idle.

この発明による流路開閉用の負荷体駆動装置は，例えば，流路を開閉するのに設けられた水門，扉体，ゲート，弁体等の負荷体を上下移動させるアクチュエータに適用され，モータ又は手動ハンドルからの駆動力を伝達する差動歯車減速機等を設けた動力伝達装置に無励磁作動保持ブレーキを組み込み，緊急時に自重降下レバーを手動で操作してシフタを介して無励磁作動保持ブレーキのブレーキを解放するブレーキ解放機構に適用して好ましいものである。 A load body driving device for opening and closing a flow path according to the present invention is applied to an actuator that moves a load body such as a sluice, door, gate, valve, etc., provided to open and close a flow path, Incorporates a non-excitation operation holding brake into a power transmission device equipped with a differential gear reducer that transmits the driving force from the manual handle, and operates the self-weight drop lever manually through a shifter in the event of an emergency. This is preferable when applied to a brake release mechanism for releasing the brake.

この発明による流路開閉用の負荷体駆動装置の一実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows one Example of the load body drive device for the channel opening and closing by this invention. 図１の流路開閉用の負荷体駆動装置におけるブレーキ解放機構の細部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detail of the brake release mechanism in the load body drive device for the flow-path opening / closing of FIG. 図２のブレーキ解放機構における緩衝用皿ばねの領域を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a region of a buffer disc spring in the brake release mechanism of FIG. 2. 図２のブレーキ解放機構におけるシフタとクラッチシャフトとの関係を示す側面図である。It is a side view which shows the relationship between the shifter and clutch shaft in the brake release mechanism of FIG. 図２のブレーキ解放機構における自重降下レバーの回転領域を示す側面図である。It is a side view which shows the rotation area | region of the self-weight fall lever in the brake release mechanism of FIG. 図１の流路開閉用の負荷体駆動装置の外観を示す概略図である。It is the schematic which shows the external appearance of the load body drive device for the flow-path opening / closing of FIG. 図２のブレーキ解放機構におけるクラッチシャフトとシフタとの作動原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of operation of the clutch shaft and shifter in the brake release mechanism of FIG. 従来のアクチュエータにおけるピンラックと負荷体との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the pin rack and load body in the conventional actuator.

符号の説明Explanation of symbols

１モータ（ＡＣサーボモータ）
２自重降下レバー
３，３Ａ，３Ｂ無励磁作動保持ブレーキ
４伝動軸（モータ出力軸）
５差動歯車減速機（一次減速機）
６差動歯車減速機（二次減速機）
７手動ハンドル
８支点（シフタの揺動支点）
１０ピンラック（負荷体支持手段）１１ピニオン軸（第３出力軸）
１２シフタ
１３クラッチシャフト
１４動力伝達装置
１７カム突起
１８，１９端部
２０負荷体
２１リターンスプリング
２２モータ出力軸
２３ストッパ
２４ブラケット
２９シフタピン
３０緩衝用皿ばね
３１入力軸（第１入力軸）
３２出力軸（第１出力軸）
３３入力軸（第２入力軸）
３４出力軸（第２出力軸）
３５ウォームギヤ
４２ケース
４４ブレーキディスク
４５アーマチュア
４６フィールド
４７調整用ボルト
４９ねじ孔 1 Motor (AC servo motor)
2 Self-weight drop lever 3, 3A, 3B Non-excitation operation holding brake 4 Transmission shaft (motor output shaft)
5 Differential gear reducer (primary reducer)
6 Differential gear reducer (secondary reducer)
7 manual handle 8 fulcrum (shifter swing fulcrum)
10 pin rack (load body support means) 11 pinion shaft (third output shaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Shifter 13 Clutch shaft 14 Power transmission device 17 Cam protrusion 18, 19 End part 20 Load body 21 Return spring 22 Motor output shaft 23 Stopper 24 Bracket 29 Shifter pin 30 Buffer disk spring 31 Input shaft (1st input shaft)
32 Output shaft (first output shaft)
33 Input shaft (second input shaft)
34 Output shaft (second output shaft)
35 Worm gear 42 Case 44 Brake disc 45 Armature 46 Field 47 Adjustment bolt 49 Screw hole

Claims

流路を開閉するゲート，水門，バルブ等の負荷体，前記負荷体を往復移動させて前記流路を開閉するため回転駆動されるモータと手動で回転される手動ハンドル，及び前記モータ又は前記手動ハンドルの回転を前記負荷体の往復移動に変換伝達する動力伝達装置を有し，前記動力伝達装置には，前記負荷体を所定の位置に保持する無励磁作動保持ブレーキ及び非常時に前記無励磁作動保持ブレーキを解放して前記負荷体を自重降下させる自重降下レバーを備えたブレーキ解放機構が設けられていることから成る流路開閉用の負荷体駆動装置において，
前記ブレーキ解放機構は，前記自重降下レバーの作動で回転するクラッチシャフト，及び一方の端部が前記クラッチシャフトに当接し且つ前記無励磁作動保持ブレーキのアーマチュアとブレーキディスクとを接離させるシフタを有し，前記シフタは前記クラッチシャフトに設けたカム突起に係合して前記クラッチシャフトの回転によって揺動して前記アーマチュアと前記ブレーキディスクとを離間させて前記無励磁作動保持ブレーキを解放することを特徴とする流路開閉用の負荷体駆動装置。 Load bodies such as gates, sluices, and valves that open and close the flow path, motors that are rotationally driven to open and close the flow paths by reciprocating the load bodies, and manual handles that are manually rotated, and the motor or the manual A power transmission device that converts the rotation of the handle into a reciprocating movement of the load body, and the power transmission device includes a non-excitation operation holding brake that holds the load body in a predetermined position and the non-excitation operation in an emergency. In the load body driving device for opening and closing the flow path, comprising a brake release mechanism provided with a self-weight lowering lever for releasing the holding brake and lowering the load body by its own weight,
The brake release mechanism includes a clutch shaft that is rotated by the operation of the self-weight drop lever, and a shifter that makes one end abut against the clutch shaft and contacts and separates the armature of the non-excitation operation holding brake and the brake disk. The shifter engages with a cam projection provided on the clutch shaft and swings by rotation of the clutch shaft to separate the armature and the brake disk to release the non-excitation operation holding brake. A load body driving device for opening and closing a flow path.

前記シフタは，前記クラッチシャフトを挟んで対向して配設され，前記シフタの他方の端部におけるシフタ揺動の支点間には，前記シフタの揺動運動を緩衝するための緩衝用ばねが介在されていることを特徴とする請求項１に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The shifter is disposed opposite to the clutch shaft, and a buffering spring for buffering the swinging motion of the shifter is interposed between the shifter swinging fulcrum at the other end of the shifter. The load body driving device for opening and closing a flow path according to claim 1, wherein

前記シフタには，環状のプレートから構成され，前記プレートの中間縁部には一対のシフタピンが設けられ，前記シフタピンが前記無励磁作動保持ブレーキの前記アーマチュアに接して前記アーマチュアを前記ブレーキディスクから離間させることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The shifter includes an annular plate, and a pair of shifter pins are provided at an intermediate edge portion of the plate. The shifter pins are in contact with the armature of the non-excitation operation holding brake to separate the armature from the brake disk. The load body driving device for opening and closing a flow path according to claim 1 or 2, characterized in that:

前記カム突起は，前記シフタの前記一方の端部内側に対向して前記クラッチシャフトの外周面に一対設けられ，前記クラッチシャフトの回転に応じて，前記緩衝用ばねを支点として前記シフタを揺動させて前記アーマチュアと前記ブレーキディスクとを離間させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 A pair of cam protrusions are provided on the outer peripheral surface of the clutch shaft so as to face the inside of the one end of the shifter, and the shifter swings around the buffer spring as a fulcrum according to the rotation of the clutch shaft. The load body driving device for opening and closing a flow path according to any one of claims 1 to 3, wherein the armature and the brake disk are separated from each other.

前記緩衝用ばねは，複数枚重ねられた皿ばねから構成され，前記シフタの前記他方の端部のねじ孔に螺入された調整用ボルトによってばね力が調整されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The said buffering spring is comprised from the disc spring which piled up several sheets, and a spring force is adjusted with the adjustment volt | bolt screwed in the screw hole of the said other edge part of the said shifter, The load body driving device for opening and closing a flow path according to any one of 2 to 4.

前記クラッチシャフトを支持するブラケットには，前記自重降下レバーの回転範囲を規制する調整可能なストッパが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The flow path opening and closing according to any one of claims 1 to 5, wherein the bracket supporting the clutch shaft is provided with an adjustable stopper for restricting a rotation range of the self-weight drop lever. Load body drive device.

前記クラッチシャフトには，前記自重降下レバーの回転を元に戻すリターンスプリングが設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The load member driving device for opening and closing a flow path according to any one of claims 1 to 6, wherein the clutch shaft is provided with a return spring for returning the rotation of the self-weight drop lever. .

前記動力伝達装置は，前記モータのモータ出力軸に連結された伝動軸，前記伝動軸に前記無励磁作動保持ブレーキを介して第１入力軸が連結された一次減速機，前記一次減速機の第１出力軸に第２入力軸が連結された二次減速機，前記手動ハンドルを前記一次減速機のケースを介して前記第１出力軸に連結するウォームギヤ，前記二次減速機の第２出力軸と一体に構成された第３出力軸，及び前記第３出力軸からの出力によって駆動され且つ前記負荷体が取り付けられた負荷体支持手段から構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The power transmission device includes a transmission shaft coupled to a motor output shaft of the motor, a primary reduction device having a first input shaft coupled to the transmission shaft via the non-excitation operation holding brake, and a first reduction gear of the primary reduction device. A secondary speed reducer having a second input shaft connected to one output shaft, a worm gear connecting the manual handle to the first output shaft through a case of the primary speed reducer, and a second output shaft of the secondary speed reducer And a load body supporting means attached to the load body and driven by an output from the third output shaft. The load body driving device for opening and closing a flow path according to any one of the above.

前記一次減速機と前記二次減速機は，差動歯車減速機であることを特徴とする請求項８に記載の流路開閉用の負荷体駆動装置。 The load body driving device for opening and closing a flow path according to claim 8, wherein the primary reduction gear and the secondary reduction gear are differential gear reduction gears.