JP4303025B2

JP4303025B2 - Actuator operating range setting mechanism

Info

Publication number: JP4303025B2
Application number: JP2003106292A
Authority: JP
Inventors: 匠宮崎; 知之配川
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004308870A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、建物内における空調設備の配管中を流れる温水、冷水、蒸気等の流体の流量を制御する電動弁等に用いられるアクチュエータの動作範囲設定機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物内における空調設備の配管中を流れる温水、冷水、蒸気等の流体の流量を制御するバタフライバルブ、ボールバルブ等の弁の開度調整を行う電動式のアクチュエータは、制御部からの駆動信号によって駆動する駆動モータと、この駆動モータによって回転する出力軸と、この出力軸の動作範囲（回動角度）を設定する動作範囲設定機構とを備え、前記出力軸の回転を弁軸に伝達することにより電動弁を開閉制御するように構成されている。
【０００３】
アクチュエータの動作範囲設定機構は、電動弁が全閉、全開あるいは任意の開度位置になると、過度の開閉動作をしないように弁の開閉動作を停止させるためのもので、通常リミットスイッチと出力軸に取付けられるカムとを備え、このカムによってリミットスイッチをオン、オフさせてアクチュエータの弁駆動用制御回路を閉じたり開いたりすることにより、駆動弁を全閉、全開あるいは所定の開度位置に保持させるようにしている（例えば、特許文献１，２，３参照）。なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見つけ出すことはできなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２１５５５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１０４８４８号公報
【特許文献３】
特開平１１−４４３７９号公報
【０００５】
上記した特開平８−２１５５５号公報に記載されたバルブのアクチュエータは、リミットスイッチの位置を変更することによりカムによってスイッチのオン、オフするタイミングをずらしアクチュエータの動作範囲を変更するように構成したものである。具体的には、駆動モータの駆動軸の回転をギア列を介して主出力軸と副出力軸に順次伝達し、副出力軸に２つのストッパーカムを固定し、これらのストッパーカムの近傍位置に回動可能な移動機構を設け、この移動機構に各ストッパーカムによってオン、オフするリミットスイッチをそれぞれ取付けたものである。そして、動作範囲を変更するに当たっては、前記移動機構を回転させてリミットスイッチのストッパーカムに対する取付位置を変更するようにしている。
【０００６】
一方、スイッチをカムに対して固定的に配置し、出力軸に対するカムの取付け角度を調整することにより、アクチュエータの動作範囲を変更するようにした動作範囲設定機構も知られている。
【０００７】
図１８（ａ）、（ｂ）にカムの取付け角度を調整するようにした動作範囲設定機構の従来例を示す。図中において、全体を符号１で示すものはアクチュエータの動作範囲設定機構で、この動作範囲設定機構１は、駆動弁の全閉角（−４５°）、全開角（４５°）可変、全動作角固定（９０°）タイプで、全閉、全開角の可変範囲が±５°の動作範囲設定機構を示している。２はアクチュエータの出力軸、３は出力軸２の端面に固定されたベースプレート、４は前記ベースプレート３に止めねじ５によって取付けられたカム、６，７はカム４を挟んで対向するようにプレート８に固定された閉側スイッチおよび開側スイッチである。カム４は、前記ベースプレート３に対して周方向に長い長孔９と止めねじ１０とによって±５°の角度範囲で角度調整可能に取付けられている。
【０００８】
図１８（ａ）は駆動弁の全閉角を−４５°、全開角を４５°に設定した場合における中間開度時のカム４と、閉側スイッチ６、開側スイッチ７との位置関係を示している。この状態において、閉側スイッチ６と開側スイッチ７のローラ１１，１２は、カム４の大径部４ａに乗り上げており、これらスイッチ６，７をオン状態に保持している。同図（ｂ）は止めねじ１０を緩めてカム４を開方向（反時計方向）に最大角度（＋５°）回動させて駆動弁を全閉角−５０°、全開角４０°に変更した場合における中間開度時のカム４と、閉側スイッチ６、開側スイッチ７との位置関係を示している。なお、カム４を閉方向（時計方向）に最大角度（−５°）回動させた場合は、駆動弁を全閉角−４０°、全開角５０°に変更することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平８−２１５５５号公報に記載されたバルブのアクチュエータは、動作範囲設定機構を構成する部品の数が多く、機構が複雑で高価になるという問題があった。特に、駆動モータの駆動軸の回転を主出力軸と副出力軸にギア列を介して伝達しているため、多くのギアが必要となり、これらのバックラッシュが角度設定に影響して高精度な角度設定が難しい。また、取付け、取外し作業および動作範囲の変更操作も煩わしく長時間を要する。さらに、カムの周りに移動機構を回動させるためのスペースを確保しておく必要があるなど多くの問題があった。
【００１０】
図１８に示した動作範囲設定機構１では、動作範囲を変更する際に、作業者が長孔９の範囲内でカム板４を目検討で回動させて調整しているため、最大角度（±５°）より小さい所望の角度に調整する時には何度回動させたかを正確に確認することが難しい。さらに、動作範囲の変更時に止めねじ１０をドライバー等の工具によって緩めて調整する必要がある。
【００１１】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で部品点数が少なく何らの工具を用いずにワンタッチで取付け、取外し作業および動作範囲の変更作業を行うことができるようにしたアクチュエータの動作範囲設定機構を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、前記カムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記各スイッチをオン、オフさせる突部を一体に突設し、前記カムホルダの前記鍔部と前記カムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記カムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したものである。
【００１４】
第２の発明は、アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられる第１、第２のカムと、これらのカムを介して対向するように固定配置され対応するカムによってそれぞれオン、オフする第１、第２のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、前記第１、第２のカムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記第１、第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせる突部を一体に突設し、前記カムホルダの前記鍔部の表裏面に前記第１、第２のカムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記第１、第２のカムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記第１、第２のカムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したものである。
【００１５】
第１、第２の発明においては、スナップフィット機構によってカムホルダとカムを連結しているので、カムをカムホルダに固定するためのねじを必要とせず、ワンタッチで取付けたり取り外したりすることができる。
また、互いに噛み合う突条体によってチルト機構を構成しているので、カムを回転させて突条体の噛合い状態を変えると、突条体の幅（ピッチ）に相当する角度ずつ動作範囲を変更することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るアクチュエータを備えたバルブの正面図、図２は同アクチュエータの動作範囲設定機構の一実施の形態を示す分解斜視図、図３はカムホルダの正面図、図４は同カムホルダの平面図、図５は同カムホルダの底面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は図５のＡ矢視拡大図である。図８はカムの平面図、図９は同カムの側面図、図１０は同カムの底面図、図１１は図８のＢ矢視拡大図、図１２はリンクの回転角と出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示す図表、図１３は出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示すグラフ、図１４（ａ）〜（ｄ）は閉側スイッチの動作を説明するための図である。本実施の形態は、建物内の空調設備の配管中を流れる流体の流量制御を行う電動式駆動弁に用いられるアクチュエータに適用した例について説明する。
【００１７】
図１および図２において、全体を符号２０で示すものは直動型の駆動弁で、この駆動弁２０は流体の流路を形成する弁本体２１と、この弁本体２１内に上下動自在に組み込まれ、上端が外部に突出する弁軸２２と、この弁軸２２の内端に取付けられ弁本体２１内の流路を開閉制御する弁プラグ２３等で構成され、前記弁軸２２の外端がクランク機構２４を介してアクチュエータ２５の出力軸２６に連結されている。この駆動弁２０の開度は、全閉角−８０°、全開角８０°、全動作角１６０°で、アクチュエータ２５による全閉角と全開角の調整可能な角度範囲は±５°で１°ずつ調整される。クランク機構２４は第１、第２のリンク２４Ａ，２４Ｂとからなり、出力軸２６の回転を直線運動に変換して弁軸２２に伝達する。
【００１８】
この場合、本実施の形態では、アクチュエータ２５によって開閉制御される駆動弁として弁軸２２が直線往復運動する直動型の駆動弁２０に適用した例を示しているため、このような直動型駆動弁２０においては全閉、全開状態を直接角度で表示することはできない。しかし、弁軸２２のリフト量は、出力軸２６（第１のリンク２４Ａ）の回転角度θ、第１のリンク２４Ａの回動支点Ｐ₁ ，Ｐ₂ 間の距離Ｒおよび第２のリンク２４Ｂの回動支点Ｐ₂ ，Ｐ₃ 間の距離Ｌによって決まるため（図１２および図１３参照）、ここでは出力軸２６の動作角を駆動弁２０の全閉角、全開角として説明する。なお、ボール弁やバタフライ弁等の回転型駆動弁に適用した場合は、クランク機構２４を必要としないため、弁軸２２と出力軸２６をカップリングによって直接連結すればよい。
【００１９】
前記アクチュエータ２５は、駆動弁２０の上部に設けたフレーム２７上に設置される筐体２８と、この筐体２８の開口部を覆う図示を省略したカバーと、前記筐体２８内に配設された駆動モータ２９と、この駆動モータ２９によって正逆回転される前記出力軸２６と、この出力軸２６の動作範囲を±５°の範囲で可変設定する動作範囲設定機構３０と、端子台３１と、図示を省略した回路基板等を備えている。前記出力軸２６の一端２６Ａは前記筐体２８の外部に突出しており、前記第１のリンク２４Ａが固定されている。前記出力軸２６の他端部２６Ｂは、周面に互いに対向する平坦面が形成されることにより断面形状が長円形（小判型）を呈しており、この他端部２６Ｂに前記動作範囲設定機構３０を構成する複数の部品のうちの一部が取付けられている。
【００２０】
前記動作範囲設定機構３０は、前記出力軸２６の他端部２６Ｂに嵌合され止めねじ３３によって固定されるカムホルダ３６と、このカムホルダ３６に対して着脱可能に取付けられるカム３７および目盛板３８と、取付板３９に前記カム３７を介して対向するように固定された２つのリミットスイッチ（全閉スイッチ、全開スイッチ）４０，４１とで構成されている。
【００２１】
図２〜図７において、前記カムホルダ３６は、合成樹脂の射出成形によって一体に形成された筒状の本体３６Ａ（３６Ａ_-1，３６Ａ_-2）と、この本体３６Ａの長さ方向中間部の外周面に一体に突設された円板状の鍔部３６Ｂとで構成されている。本体３６Ａは、前記出力軸２６の他端部２６Ｂに嵌合する基端部３６Ａ_-1が断面円形で、前記カム３７が取付けられる部分よりも先端部３６Ａ_-2が断面長円形（小判型）に形成されている。このため、先端部３６Ａ_-2は互いに平行に対向する平坦面４２を有している。一方、基端部３６Ａ_-1の内部には、前記出力軸２６の他端部２６Ｂに設けた平坦面４３に密接する互いに平行に対向した一対の回転防止壁４４（図６）が一体に突設されている。
【００２２】
前記鍔部３６Ｂの表面には、弾性を有する一対の係合片４５が一体に突設されている。これらの係合片４５は、前記カムホルダ３６の先端部３６Ａ_-2を介して背中合わせに対向するように周方向に１８０°ずらして突設されており、先端には側断面形状が三角形の爪４５ａが一体に突設されている。
【００２３】
また、本実施の形態におけるカムホルダ３６は、後述する全動作角が９０°タイプの動作範囲設定機構に対して共通部品として使用されるものであるため、鍔部３６Ｂの下面側にも同様に一対の係合片４７が一体に垂設されている。これらの係合片４７は、カムホルダ３６の基端部３６Ａ_-1を介して背中合わせに対向するように下方に向かって一体に垂設されており、その下端には側断面形状が三角形の爪４７ａが一体に突設されている。そして、表面側の係合片４５と裏面側の係合片４７とは、カムホルダ３６の周方向に９０°ずらして交互に設けられている。
【００２４】
さらに、前記鍔部３６Ｂの表裏面の外周縁部には、突条体５４，５５がそれぞれ形成されている。これらの突条体５４，５５は、鍔部３６Ｂの表裏面に取付けられるカムのチルト機構をそれぞれ構成するもので、鍔部３６Ｂの全周にわたって放射状に、言い換えれば周方向に一定の間隔をおいて径方向に延在するように複数個形成された断面三角形の突条体で構成されている。このため、突条体５４，５５は、外端の幅が最大で鍔部３６Ｂの中心に向かって徐々に細くなるように形成されている。このような突条体５４，５５は、カムホルダ３６の成形と同時またはローレット加工等によって形成することができ、外周端のピッチが例えば０．２４１ｍｍ、高さが０．２ｍｍ程度で、３６０本形成されることにより１つの突条体で１°の角度調整を可能にしている。
【００２５】
図２および図８〜図１１において、前記カム３７は、合成樹脂の成形品によって円板状に形成され、中心に前記カムホルダ３６の基端部３６_-1の先端部分に嵌合する円形の中心孔６０を有している。また、カム３７は、前記鍔部３６Ｂの表面側に突設されている２つの係合片４５が係入する２つの係合孔６１と大径のカム部を構成する突部６２を有している。係合孔６１は、前記中心孔６０を介して対向するように１８０°ずらして形成されている。また、係合孔６１は、カム３７の周方向に長い円弧状の長孔に形成されており、この係合孔６１と前記カムホルダ３６の係合片４５とで前記カム３７をカムホルダ３６に対して着脱可能かつ一定角度回動可能に連結する前記スナップフィット機構４６を構成している。係合孔６１によるカム３７の回動可能な角度は最大で１０°で、これにより動作範囲設定機構３０による駆動弁２０の全閉角、全開角の可変範囲を±５°としている。したがって、全閉角は−８５°〜−７５°、全開角は７５°〜８５°の角度範囲で可変設定される。
【００２６】
前記突部６２は、カム３７の外周面の一部に径方向および裏面側に向かって一体に突設された平面視形状が略台形状の突起からなり、対称に傾斜する左右両側面６２ａ，６２ｂと、これら両側面６２ａ，６２ｂを接続する円弧状のカム面６２ｃとを有している。さらにカム３７の裏面外周縁部には、前記カムホルダ３６の鍔部３６Ｂの表面側に設けた突条体５４に対応して複数本の突条体６４が全周にわたって放射状に形成されている。この突条体６４は、前記突条体５４と形状大きさ、ピッチおよび数が同じで、互いに噛合することにより前記カム３７のカムホルダ３６に対する角度調整を可能にするチルト機構６６を構成している。突条体５４と６４の噛合い状態は、前記スナップフィット機構４６によるカムホルダ３６とカム３７との結合力によって維持されており、カム３７を手で回して突条体５４と６４の噛合い状態を変えると、カムホルダ３６に対するカム３７のチルト角が突条体５４と６４の噛合いを１つずらす毎に１°ずつ調整される。そして、前記突部６２の表面中央には、出力軸２６の動作角を指示する指針６７が設けられている。
【００２７】
図２において、前記目盛板３８は、円板状に形成されて中央に前記カムホルダ３６の先端部３６Ａ_-2に嵌合し得る長円形の嵌合孔７０を有し、その孔縁には前記平坦面４２に食い込むことにより目盛板３８の抜けを防止する合計４つの舌片状係止片７１が互いに二つずつ対向するように中心に向かって突設されている。また、目盛板３８の表面には、駆動弁２０の全閉角と全開角を表示する目盛線７２ａ，７２ｂと、基準線７２ｃが表示されている。
【００２８】
前記閉側スイッチ４０と開側スイッチ４１は３端子のローラ付きリミットスイッチからなり、前記取付板３９に前記カム３７を介して互いに対向するように固定されている。
【００２９】
このような構造からなる動作範囲設定機構３０を組み立てるには、先ずクラッチを外して出力軸２６を駆動モータ２９に対して回転自在にする。次に、カムホルダ３６の基端部３６Ａ_-1を出力軸２６の他端部２６Ｂに嵌合して止めねじ３３によって固定する。次に、カムホルダ３６とカム３７をスナップフィット機構４６とチルト機構６６とによって着脱可能かつ角度調整可能に連結する。すなわち、カム３７をカムホルダ３６の先端部３６Ａ_-2側から基端部３６Ａ_-1の先端部分に嵌合して一対の係合片４５を係合孔６１に係入する。そして、カム３７を鍔部３６Ｂの表面に押し付けて突条体５４と６４を互いに噛合させると、係合片４５が係合孔６１から突出して爪４５ａがカム３７の表面に係合し、カムホルダ３６とカム３７が着脱可能かつ角度調整可能に連結する。
【００３０】
次に、目盛板３８をカムホルダ３６の先端部３６Ａ_-2に嵌合し、基準線７２ｃとカム３７の指針６７が一致するようにカム３７を回転させる。指針６７と基準線７２ｃを一致させた場合は、駆動弁２０の開度を全閉角−８０°、全開角８０°に設定したことを意味し、可変範囲±５°以内で全閉角と全開角を変更する場合、例えば全閉角−８５°、全開角７５°に設定する場合は指針６７と基準線７２ｃとが一致した状態からカム３７を開方向に５°回動させる。このときの角度変更は、突条体５４，６４の噛合い状態を１つずらすと１°調整することができるため、カム３７を回動させて突条体５４，６４の噛合い状態をずらしたときの指先が感じるクリック感を数えることにより調整角度を正確に知ることが可能である。
【００３１】
次に、閉側スイッチ４０と開側スイッチ４１を取付板３９にカム３７を介して対向するように所定の位置にそれぞれ固定し、これらスイッチ４０，４１が全閉時と全開時にカム３７によってオン、オフするか否かを確認する。この確認作業は、先ず出力軸２６を手で回転させてカム３７の突部６２を閉側スイッチ４０と開側スイッチ４１の中間に位置させる。図１４（ａ）はこの状態を示す。この状態は、弁軸２２のリフト量が半分で、弁開度５０％の状態（出力軸２６の回転角＝０°）である。このとき、閉側スイッチ４０と開側スイッチ４１は、カム３７と接触しておらず、ともにオフの状態を維持している。
【００３２】
次に、弁開度５０％の状態より出力軸２６を閉方向に回動させていく。例えば出力軸２６が閉方向に７５．０２°回動すると、突部６２の左側面６２ａが閉側スイッチ４０のローラ８０に接触して押圧し始める（図１４（ｂ）、（ｃ））。そして、出力軸２６が８０°回動すると、ローラ８０が同図（ｄ）に示すように突部６２のカム面６２ｃに乗り上げる直前で閉側スイッチ４０がＯＮする。したがって、これにより駆動弁２０が全閉状態（弁開度０％）になったことを確認することができる。反対に、弁開度５０％の状態から出力軸２６を反時計方向に８０°回動させたときは、開側スイッチ４１のローラ８１が突部６２の右側面６２ｂからカム面６２ｃに乗り上げる直前で開側スイッチ４１がＯＮする。したがって、これにより駆動弁２０が全開状態（弁開度１００％）になったことを確認することができる。閉側スイッチ４０と開側スイッチ４１のオンするタイミングがずれている場合は、上記したリンク機構２４の回動支点Ｐ₁ ，Ｐ₂ 間の距離Ｒと第２のリンク２４Ｂの回動支点Ｐ₂ ，Ｐ₃ 間の距離Ｌを調整する。
【００３３】
このように本発明における動作範囲設定機構３０においては、カム３７をカムホルダ３６に嵌合して鍔部３６Ｂに押し付けるとカムホルダ３６とカム３７が係合片４５と係合孔６１とからなるスナップフィット機構４６によって分離可能に結合するので、止めねじ、ドライバ等を必要とせず、カムホルダ３６に対するカム３７の取付け作業が簡単で短時間に行うことができる。また、取り外すときには、係合部４５の爪４５ａを指先で押圧してカム３７との係合状態を解除すると、スナップフィット機構４６による結合状態から解放されるため、このときもドライバ等の工具を用いることなくカム３７をカムホルダ３６から容易に取り外すことができる。
【００３４】
また、カム３７をカムホルダ３６に対して突条体５４と６４との噛合によるチルト機構６６によって角度調整可能に連結しているので、カム３７を指先で回して突条体５４，６４どうしの噛合い状態をずらすとカム３７の取付け角度が変化し、出力軸２６の動作範囲を簡単に変更することができる。また、突条体５４と６４の噛合い状態を１つずらすと１°調整することができるため、ずらしたときの指先に伝わるクリック感の数を数えることにより何度変更したかを正確に知ることができる。
【００３５】
図１５は本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はカムの平面図、正面図、底面図およびＢ矢視拡大図である。図１７は弁開度５０％時のカムとスイッチの位置関係を示す図である。なお、上記した実施例と同一または同様の部材については同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
この実施の形態は、全閉、全開、全動作角可変タイプの回転型駆動弁（例えば、ボールバルブやバタフライバルブ）に適用される動作範囲設定機構の例を示すもので、上記した実施の形態とは第１、第２のカム９０，９１を有し、これらのカム９０，９１をカムホルダ３６の鍔部３６Ｂの表面側と裏面側にそれぞれ取付けた点、および全閉角−４５°、全開角４５°、全動作角（可変）９０°、可変範囲±３０°が異なるだけで、その他の構造は同一である。
【００３６】
前記第１、第２のカム９０，９１は、全く同一形状で、第１のカム９０が下面側を下にして鍔部３６Ｂの上面にスナップフィット機構４６によって着脱可能に取付けられ、第２のカム９１が上下逆にして鍔部３６Ｂの下面にスナップフィット機構４６によって着脱可能に取付けられる。また、第１、第２のカム９０，９１は、前記鍔部３６Ｂに対して突条体５４と６４、５５と６４どうしの噛合によるチルト機構４６，４８によってそれぞれ角度調整可能に連結されている。
【００３７】
第１のカム９０は円板状に形成されており、このカム９０には中心孔６０と、一対の係合孔（長孔）６１と、大径部を構成する突部９３と、指針６７を有している。突部９３は、平面視形状が左右非対称な略平行四辺形状に形成されることにより、略平行に傾斜した２つの側面９４ａ，９４ｂと、これら両側面９４ａ，９４ｂを接続する円弧状のカム面９４ｃとを有している。２つの側面９４ａ，９４ｂは第１のカム９０を表面側を上にして鍔部３６Ｂ上に設置すると閉方向に傾いており、開方向への回動によって右側の側面９４ｂが開側スイッチ４１のローラ８１に接触してこれを押圧すると、ローラ８１がカム面９４ｃに乗り上げて開側スイッチ４１をオンさせるように構成されている。
【００３８】
一方、第２のカム９１は第１のカム９０と同一形状ではあるが上下反転されて鍔部３６Ｂの下面側に取付けられるため、突部９３の右側面９４ｂが図１７に示すように左側に位置しており、出力軸が閉方向に回動したとき閉側スイッチ４０のローラ８０に接触して押圧する。このため、ローラ８０がカム面９４ｃに乗り上げ閉側スイッチ４０をオンさせるように構成されている。
【００３９】
駆動弁の全閉角と全開角を変更する場合は、第１、第２のカム９０，９１を閉方向または開方向にそれぞれ所要の角度回して調整すればよい。第１のカム９０のみを回動させた場合は、全閉角のみを−７５°〜−１５°の範囲で可変設定することができ、第２のカム９１のみを回動させた場合は、全開角のみを同じく１５°〜７５°の範囲で可変設定することができ、第１、第２のカム９０，９１を回動させた場合は全閉角を−７５°〜−１５°、全開角を１５°〜７５°の範囲で可変設定することができる。すなわち、個々独立に角度調整可能な第１、第２のカム９０，９１を備えているので、全閉、全開、全動作角可変タイプの動作範囲設定機構を提供することができる。
【００４０】
なお、上記した実施の形態では、カムホルダ３６に係合片４５，４７を突設し、カム３７に長孔６１を形成した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、この逆であってもよい。
また、上記した実施の形態では空調設備の電動式駆動弁に適用したが、これに限らず例えば燃焼装置やダクトの排気口を開閉するダンパに用いることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアクチュエータの動作範囲設定機構は、カムホルダとカムをスナップフィット機構によって着脱可能に結合するとともに、チルト機構によってカムをカムホルダに対して角度調整可能に連結したので、ドライバ、ねじ等を用いる必要がなく、カムホルダに対するカムの組付け、取外し作業および動作範囲の変更作業が容易で短時間に行うことができる。
また、スナップフィット機構を爪を有する係合片と長孔とで構成し、チルト機構をカムホルダとカムに設けられ互いに噛合する突条体で構成したので、これら両機構の構造もきわめて簡単で、部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアクチュエータを備えたバルブの正面図である。
【図２】同アクチュエータの動作範囲設定機構の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】カムホルダの正面図である。
【図４】同カムホルダの平面図である。
【図５】同カムホルダの底面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図５のＡ矢視拡大図である。
【図８】カムの平面図である。
【図９】同カムの側面図である。
【図１０】同カムの底面図である。
【図１１】図８のＢ矢視拡大図である。
【図１２】リンクの回転角と出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示す図である。
【図１３】出力軸の動作角と弁軸のリフト量との関係を示すグラフである。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は閉側スイッチの動作を説明するための図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図１６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はカムの平面図、正面図、底面図およびＢ矢視拡大図である。
【図１７】弁開度５０％時のカムとスイッチの位置関係を示す図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）はカムの取付け角度を調整するようにした動作範囲設定機構の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
２０…駆動弁、２２…弁軸、２５…アクチュエータ、２６…出力軸、３０…動作範囲設定機構、３６…カムホルダ、３６Ａ…本体、３６Ｂ…鍔部、３７…カム、３８…目盛板、４５…係合片、４６…スナップフィット機構、４７…係合片、４８…スナップフィット機構、５４，５５，６１…係合孔（長孔）、６２…突部、６４…突条体、６６…チルト機構、６７…指針。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operating range setting mechanism for an actuator used for, for example, a motor-operated valve that controls the flow rate of a fluid such as hot water, cold water, and steam flowing in a pipe of an air conditioning facility in a building.
[0002]
[Prior art]
Electric actuators that adjust the opening of valves such as butterfly valves and ball valves that control the flow rate of fluid such as hot water, cold water, and steam flowing in the piping of air conditioning equipment in buildings are based on drive signals from the control unit. A drive motor for driving, an output shaft rotated by the drive motor, and an operation range setting mechanism for setting an operation range (rotation angle) of the output shaft, and transmitting the rotation of the output shaft to the valve shaft Is configured to control the opening and closing of the electric valve.
[0003]
The actuator operating range setting mechanism is used to stop the opening / closing operation of the valve so that it does not perform excessive opening / closing when the motorized valve is fully closed, fully opened, or at any opening position. The valve is fully closed, fully open, or held at a specified opening position by closing and opening the valve drive control circuit of the actuator by turning the limit switch on and off with this cam. (For example, refer to Patent Documents 1, 2, and 3). The applicant has not been able to find prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in this specification.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-21555
[Patent Document 2]
JP 2000-104848 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-44379
[0005]
The valve actuator described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-21555 described above is configured to change the operating range of the actuator by changing the position of the limit switch to shift the switch on / off timing by the cam. It is. Specifically, the rotation of the drive shaft of the drive motor is sequentially transmitted to the main output shaft and the sub output shaft through the gear train, and two stopper cams are fixed to the sub output shaft, and the positions near these stopper cams are fixed. A rotatable moving mechanism is provided, and limit switches that are turned on and off by respective stopper cams are attached to the moving mechanism. In changing the operating range, the moving mechanism is rotated to change the mounting position of the limit switch with respect to the stopper cam.
[0006]
On the other hand, an operation range setting mechanism is also known in which the switch is fixedly arranged with respect to the cam and the operation range of the actuator is changed by adjusting the cam mounting angle with respect to the output shaft.
[0007]
18 (a) and 18 (b) show a conventional example of an operating range setting mechanism in which the cam mounting angle is adjusted. In the figure, reference numeral 1 denotes an actuator operating range setting mechanism, and this operating range setting mechanism 1 has a fully closed angle (−45 °), a fully open angle (45 °) variable, and an entire operation of the drive valve. It shows an operating range setting mechanism of a fixed angle (90 °) type with a fully closed and fully open angle variable range of ± 5 °. 2 is an output shaft of the actuator, 3 is a base plate fixed to the end face of the output shaft 2, 4 is a cam attached to the base plate 3 by a set screw 5, and 6 and 7 are plates 8 so as to face each other across the cam 4. A closed side switch and an open side switch fixed to The cam 4 is attached to the base plate 3 by an elongated hole 9 and a set screw 10 which are long in the circumferential direction so that the angle of the cam 4 can be adjusted in an angle range of ± 5 °.
[0008]
FIG. 18A shows the positional relationship between the cam 4 at the intermediate opening, the closing side switch 6 and the opening side switch 7 when the full closing angle of the drive valve is set to −45 ° and the full opening angle to 45 °. Show. In this state, the rollers 11 and 12 of the closing side switch 6 and the opening side switch 7 ride on the large-diameter portion 4a of the cam 4, and keep these switches 6 and 7 in the ON state. In FIG. 7B, the set screw 10 is loosened and the cam 4 is rotated in the opening direction (counterclockwise) by a maximum angle (+ 5 °) to change the drive valve to a full closing angle of −50 ° and a full opening angle of 40 °. In this case, the positional relationship between the cam 4 at the intermediate opening, the close side switch 6 and the open side switch 7 is shown. When the cam 4 is rotated in the closing direction (clockwise) by the maximum angle (−5 °), the drive valve can be changed to a full closing angle of −40 ° and a full opening angle of 50 °.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The valve actuator described in JP-A-8-21555 described above has a problem that the number of parts constituting the operating range setting mechanism is large, and the mechanism is complicated and expensive. In particular, since the rotation of the drive shaft of the drive motor is transmitted to the main output shaft and the sub output shaft via a gear train, many gears are required, and these backlashes affect the angle setting and are highly accurate. Angle setting is difficult. In addition, installation and removal operations and operation range changing operations are cumbersome and take a long time. Furthermore, there are many problems such as a need to secure a space for rotating the moving mechanism around the cam.
[0010]
In the operation range setting mechanism 1 shown in FIG. 18, when changing the operation range, the operator rotates the cam plate 4 by eye examination within the range of the long hole 9 and adjusts the maximum angle ( When adjusting to a desired angle smaller than ± 5 °), it is difficult to accurately check how many times it has been rotated. Further, it is necessary to adjust by loosening the set screw 10 with a tool such as a screwdriver when changing the operating range.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is a relatively simple structure, a small number of parts, and one-touch mounting and removal work and operation without using any tools. It is an object of the present invention to provide an operating range setting mechanism for an actuator that can perform a range changing operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention is an operation range setting mechanism for setting an operation range of an output shaft of an actuator, wherein a cam holder attached to the output shaft, a cam attached to the cam holder, and a cam A pair of switches fixedly arranged so as to face each other and turned on and off by the cam, and a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening scale corresponding to the operating angle of the output shaft, Cam holder Comprising a cylindrical portion fitted to the output shaft and a flange portion integrally provided on the outer periphery of the cylindrical portion, The cam is connected to the cam holder A ring that fits to the outer periphery of the tube portion is formed, and a protrusion that turns on and off each switch is integrally provided on a part of the outer peripheral surface, and the flange portion of the cam holder and the cam are engaged with each other. It is detachably and pivotably coupled by a snap-fit mechanism comprising a piece and a long hole into which the engaging piece is engaged, and is formed radially on the intimate surfaces of the flange and the cam and meshes with each other. By a tilt mechanism composed of multiple ridges The cam is connected to the cam holder so that the angle can be changed by a certain angle.
[0014]
First 2 In the operation range setting mechanism for setting the operation range of the output shaft of the actuator, the cam holder attached to the output shaft, the first and second cams attached to the cam holder, and the cams face each other. A first switch and a second switch that are fixedly arranged so as to be turned on and off by corresponding cams, and a scale plate that is attached to the cam holder and displays an opening scale corresponding to the operating angle of the output shaft. And the cam holder is configured by a cylindrical portion that is fitted to the output shaft and a flange portion that is integrally provided on an outer periphery of the cylindrical portion, and the first and second cams are formed on the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder. A ring-like shape that fits to each other, and a protrusion that turns on and off the first and second switches respectively on a part of the outer peripheral surface is integrally provided, and the front and back surfaces of the flange portion of the cam holder are First, The two cams are detachably and pivotably coupled by a snap-fit mechanism comprising an engagement piece and a long hole into which the engagement piece is engaged, and the collar portion and the first and second cams The first and second cams are connected to the cam holder in such a manner that the angle can be changed by a predetermined angle by a tilt mechanism formed by a plurality of protrusions that are radially formed on mutually close surfaces and meshing with each other. It is.
[0015]
First, Second invention Since the cam holder and the cam are connected by a snap-fit mechanism, a screw for fixing the cam to the cam holder is not required, and the cam holder and the cam can be attached or detached with one touch.
Also, Since the tilt mechanism is constituted by the projecting ridges that mesh with each other, changing the engagement state of the ridge by rotating the cam changes the operating range by an angle corresponding to the width (pitch) of the ridge. Can do.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1 is a front view of a valve including an actuator according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of an operating range setting mechanism of the actuator, FIG. 3 is a front view of the cam holder, and FIG. 4 is the cam holder. FIG. 5 is a bottom view of the cam holder, FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4, and FIG. 7 is an enlarged view taken along arrow A in FIG. 8 is a plan view of the cam, FIG. 9 is a side view of the cam, FIG. 10 is a bottom view of the cam, FIG. 11 is an enlarged view taken along arrow B in FIG. 8, and FIG. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the angle and the lift amount of the valve shaft, FIG. 13 is a graph showing the relationship between the operating angle of the output shaft and the lift amount of the valve shaft, and FIGS. It is a figure for demonstrating. In the present embodiment, an example applied to an actuator used for an electrically driven valve that controls the flow rate of a fluid flowing in a pipe of an air conditioning facility in a building will be described.
[0017]
1 and 2, a reference numeral 20 is a direct drive type drive valve. The drive valve 20 has a valve body 21 that forms a fluid flow path, and is movable up and down in the valve body 21. The valve shaft 22 is incorporated and the upper end protrudes to the outside, and the valve plug 23 is attached to the inner end of the valve shaft 22 and controls the opening and closing of the flow path in the valve body 21. Is connected to the output shaft 26 of the actuator 25 via the crank mechanism 24. The opening degree of the drive valve 20 is a full closing angle of −80 °, a full opening angle of 80 °, and a full operating angle of 160 °. The adjustable angle range of the full closing angle and the full opening angle by the actuator 25 is ± 5 ° and 1 °. It is adjusted one by one. The crank mechanism 24 includes first and second links 24 </ b> A and 24 </ b> B. The rotation of the output shaft 26 is converted into a linear motion and transmitted to the valve shaft 22.
[0018]
In this case, the present embodiment shows an example in which the valve shaft 22 is applied to a direct-acting drive valve 20 in which the valve shaft 22 is linearly reciprocated as a drive valve that is controlled to be opened and closed by the actuator 25. In the drive valve 20, the fully closed state and the fully open state cannot be displayed directly at an angle. However, the lift amount of the valve shaft 22 depends on the rotation angle θ of the output shaft 26 (first link 24A) and the rotation fulcrum P of the first link 24A. ₁ , P ₂ Distance R between them and the rotation fulcrum P of the second link 24B ₂ , P _Three Since the distance is determined by the distance L between them (see FIGS. 12 and 13), the operating angle of the output shaft 26 will be described as a fully closed angle and a fully open angle of the drive valve 20 here. Note that when applied to a rotary drive valve such as a ball valve or a butterfly valve, the crank mechanism 24 is not required, and the valve shaft 22 and the output shaft 26 may be directly connected by coupling.
[0019]
The actuator 25 is disposed in the casing 28, a casing 28 installed on a frame 27 provided on the top of the drive valve 20, a cover (not shown) that covers the opening of the casing 28, and the like. Drive motor 29, the output shaft 26 rotated forward and backward by the drive motor 29, an operation range setting mechanism 30 for variably setting the operation range of the output shaft 26 within a range of ± 5 °, a terminal block 31, The circuit board etc. which abbreviate | omitted illustration are provided. One end 26A of the output shaft 26 protrudes outside the housing 28, and the first link 24A is fixed. The other end portion 26B of the output shaft 26 has an oblong shape (oval shape) in cross section by forming flat surfaces facing each other on the peripheral surface, and the operation range setting mechanism is provided at the other end portion 26B. A part of a plurality of parts constituting 30 is attached.
[0020]
The operating range setting mechanism 30 includes a cam holder 36 that is fitted to the other end portion 26B of the output shaft 26 and fixed by a set screw 33, a cam 37 and a scale plate 38 that are detachably attached to the cam holder 36. , And two limit switches (fully closed switch, fully opened switch) 40 and 41 fixed so as to face the mounting plate 39 via the cam 37.
[0021]
2 to 7, the cam holder 36 has a cylindrical main body 36A (36A) integrally formed by synthetic resin injection molding. _-1 36A _-2 ) And a disc-shaped flange portion 36B that protrudes integrally from the outer peripheral surface of the intermediate portion in the longitudinal direction of the main body 36A. The main body 36A is a base end portion 36A that is fitted to the other end portion 26B of the output shaft 26. _-1 Is circular in cross section, and the tip portion 36A is more than the portion where the cam 37 is attached. _-2 Is formed in an oval cross section (oval type). For this reason, the tip 36A _-2 Have flat surfaces 42 facing each other in parallel. On the other hand, the base end 36A _-1 A pair of anti-rotation walls 44 (FIG. 6) facing each other in parallel and in close contact with the flat surface 43 provided at the other end 26B of the output shaft 26 are integrally projected.
[0022]
On the surface of the flange portion 36B, a pair of engaging pieces 45 having elasticity are integrally projected. These engagement pieces 45 are provided at the tip end portion 36A of the cam holder 36. _-2 The claws 45a are provided so as to be opposed to each other by 180 ° in the circumferential direction so as to face each other through the back surface.
[0023]
In addition, since the cam holder 36 in the present embodiment is used as a common part for an operating range setting mechanism having a 90 ° type operating range, which will be described later, a pair of cam holders 36 are similarly provided on the lower surface side of the flange portion 36B. The engaging piece 47 is integrally suspended. These engagement pieces 47 are formed at the base end portion 36A of the cam holder 36. _-1 The claw 47a having a triangular side cross-sectional shape is integrally provided at the lower end of the claw 47a so as to face each other back to back. The front surface side engagement pieces 45 and the back surface side engagement pieces 47 are alternately provided by being shifted by 90 ° in the circumferential direction of the cam holder 36.
[0024]
Further, protrusions 54 and 55 are formed on the outer peripheral edge portions of the front and back surfaces of the flange portion 36B, respectively. These protrusions 54 and 55 constitute cam tilt mechanisms attached to the front and back surfaces of the flange portion 36B, respectively, and radiate over the entire circumference of the flange portion 36B, in other words, at a constant interval in the circumferential direction. And a plurality of protrusions having a triangular cross section formed so as to extend in the radial direction. For this reason, the protrusions 54 and 55 are formed so that the width of the outer end is maximum and gradually becomes narrower toward the center of the flange portion 36B. Such protrusions 54 and 55 can be formed at the same time as the molding of the cam holder 36 or by knurling, and the outer peripheral end pitch is 0.241 mm, the height is about 0.2 mm, and 360 are formed. This makes it possible to adjust the angle by 1 ° with one ridge.
[0025]
2 and 8 to 11, the cam 37 is formed in a disc shape by a synthetic resin molded product, and the base end portion 36 of the cam holder 36 is centered. _-1 And a circular center hole 60 that fits into the distal end portion. The cam 37 has two engagement holes 61 into which the two engagement pieces 45 projecting from the surface side of the flange portion 36B are engaged, and a protrusion 62 constituting a large-diameter cam portion. ing. The engagement holes 61 are formed so as to be shifted by 180 ° so as to face each other through the center hole 60. The engagement hole 61 is formed as an arc-shaped long hole that is long in the circumferential direction of the cam 37, and the cam 37 is connected to the cam holder 36 by the engagement hole 61 and the engagement piece 45 of the cam holder 36. The snap-fit mechanism 46 is configured to be detachably connected and turnable at a certain angle. The angle at which the cam 37 can be rotated by the engagement hole 61 is 10 ° at the maximum, so that the variable range of the fully closed angle and the fully open angle of the drive valve 20 by the operation range setting mechanism 30 is ± 5 °. Therefore, the full closing angle is variably set in the angular range of -85 ° to -75 ° and the full opening angle is 75 ° to 85 °.
[0026]
The protrusions 62 are formed of protrusions having a substantially trapezoidal shape in plan view, which are integrally projected toward the radial direction and the back surface side on a part of the outer peripheral surface of the cam 37, and are symmetrically inclined on both the left and right side surfaces 62a, 62b, and an arcuate cam surface 62c connecting the both side surfaces 62a and 62b. Further, on the outer peripheral edge of the back surface of the cam 37, a plurality of protrusions 64 are radially formed over the entire circumference corresponding to the protrusions 54 provided on the surface side of the flange 36B of the cam holder 36. The protrusion 64 has the same shape, size, pitch, and number as the protrusion 54, and constitutes a tilt mechanism 66 that can adjust the angle of the cam 37 with respect to the cam holder 36 by meshing with each other. . The engagement state of the protrusions 54 and 64 is maintained by the coupling force between the cam holder 36 and the cam 37 by the snap fit mechanism 46, and the engagement state of the protrusions 54 and 64 by turning the cam 37 by hand. Is changed, the tilt angle of the cam 37 with respect to the cam holder 36 is adjusted by 1 ° each time the engagement of the protrusions 54 and 64 is shifted by one. At the center of the surface of the protrusion 62, a pointer 67 is provided to indicate the operating angle of the output shaft 26.
[0027]
In FIG. 2, the scale plate 38 is formed in a disc shape and has a distal end portion 36A of the cam holder 36 at the center. _-2 A total of four tongue-like locking pieces 71 that prevent omission of the scale plate 38 by biting into the flat surface 42 at the edge of the hole. It protrudes toward the center so as to face each other. Further, on the surface of the scale plate 38, scale lines 72a and 72b for displaying the fully closed angle and the fully open angle of the drive valve 20 and a reference line 72c are displayed.
[0028]
The closing switch 40 and the opening switch 41 are 3-terminal limit switches with rollers, and are fixed to the mounting plate 39 through the cam 37 so as to face each other.
[0029]
In order to assemble the operation range setting mechanism 30 having such a structure, the clutch is first removed to make the output shaft 26 rotatable relative to the drive motor 29. Next, the proximal end portion 36A of the cam holder 36 _-1 Is fitted to the other end 26 </ b> B of the output shaft 26 and fixed by a set screw 33. Next, the cam holder 36 and the cam 37 are connected by a snap fit mechanism 46 and a tilt mechanism 66 so that the cam holder 36 and the cam 37 can be detached and adjusted in angle. That is, the cam 37 is attached to the tip end portion 36A of the cam holder 36. _-2 36A from the side _-1 The pair of engaging pieces 45 are engaged with the engaging holes 61 by being fitted to the distal end portions of the engaging holes. When the cam 37 is pressed against the surface of the flange portion 36B to engage the protrusions 54 and 64 with each other, the engagement piece 45 protrudes from the engagement hole 61 and the claw 45a engages with the surface of the cam 37. 36 and the cam 37 are connected so that attachment and detachment and angle adjustment are possible.
[0030]
Next, the scale plate 38 is moved to the tip portion 36A of the cam holder 36. _-2 And the cam 37 is rotated so that the reference line 72c and the pointer 67 of the cam 37 coincide with each other. When the needle 67 and the reference line 72c are matched, it means that the opening degree of the drive valve 20 is set to a full closing angle of −80 ° and a full opening angle of 80 °, and the full closing angle is within a variable range of ± 5 °. When the full opening angle is changed, for example, when the full closing angle is set to -85 ° and the full opening angle is set to 75 °, the cam 37 is rotated 5 ° in the opening direction from the state where the pointer 67 and the reference line 72c coincide. The angle change at this time can be adjusted by 1 ° when the meshing state of the protrusions 54 and 64 is shifted by one. Therefore, the cam 37 is rotated to shift the meshing state of the protrusions 54 and 64. It is possible to know the adjustment angle accurately by counting the click feeling felt by the fingertip.
[0031]
Next, the closing side switch 40 and the opening side switch 41 are respectively fixed at predetermined positions so as to face the mounting plate 39 via the cam 37, and these switches 40, 41 are turned on by the cam 37 when fully closed and fully opened. Confirm whether to turn off. In this confirmation work, first, the output shaft 26 is manually rotated, and the protrusion 62 of the cam 37 is positioned between the close side switch 40 and the open side switch 41. FIG. 14A shows this state. This state is a state in which the lift amount of the valve shaft 22 is half and the valve opening degree is 50% (the rotation angle of the output shaft 26 = 0 °). At this time, the close side switch 40 and the open side switch 41 are not in contact with the cam 37, and both are maintained in the off state.
[0032]
Next, the output shaft 26 is rotated in the closing direction from the state where the valve opening degree is 50%. For example, when the output shaft 26 rotates by 75.02 ° in the closing direction, the left side surface 62a of the projecting portion 62 comes into contact with the roller 80 of the closing side switch 40 and starts pressing (FIGS. 14B and 14C). When the output shaft 26 is rotated by 80 °, the closing switch 40 is turned on immediately before the roller 80 rides on the cam surface 62c of the protrusion 62 as shown in FIG. Therefore, it can be confirmed that the drive valve 20 is in a fully closed state (valve opening degree 0%). On the other hand, when the output shaft 26 is rotated counterclockwise by 80 ° from the state where the valve opening degree is 50%, the roller 81 of the opening side switch 41 is just before riding on the cam surface 62c from the right side surface 62b of the protrusion 62. Then, the open side switch 41 is turned ON. Therefore, it can be confirmed that the drive valve 20 has been fully opened (valve opening degree 100%). When the turn-on timing of the close side switch 40 and the open side switch 41 is deviated, the rotation fulcrum P of the link mechanism 24 described above. ₁ , P ₂ The distance R between them and the pivot point P of the second link 24B ₂ , P _Three The distance L between them is adjusted.
[0033]
As described above, in the operation range setting mechanism 30 according to the present invention, when the cam 37 is fitted to the cam holder 36 and pressed against the flange portion 36B, the cam holder 36 and the cam 37 are formed by the engagement pieces 45 and the engagement holes 61. Since it is detachably coupled by the mechanism 46, a set screw, a driver and the like are not required, and the cam 37 can be easily attached to the cam holder 36 in a short time. Further, when removing, when the engagement with the cam 37 is released by pressing the claw 45a of the engagement portion 45 with the fingertip, the connection with the snap-fit mechanism 46 is released. The cam 37 can be easily detached from the cam holder 36 without using it.
[0034]
Further, since the cam 37 is connected to the cam holder 36 so that the angle of the cam 37 can be adjusted by the tilt mechanism 66 by the engagement of the protrusions 54 and 64, the cam 37 is rotated by the fingertip to engage the protrusions 54 and 64 with each other. If the state is shifted, the mounting angle of the cam 37 changes, and the operating range of the output shaft 26 can be easily changed. In addition, if the meshing state of the protrusions 54 and 64 is shifted by one, it can be adjusted by 1 °, so that the number of click feelings transmitted to the fingertip when shifted is counted to know exactly how many times the change has been made. be able to.
[0035]
FIG. 15 is an exploded perspective view showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 16A, 16B, and 16C are a plan view, a front view, a bottom view, and an enlarged view of arrow B of the cam. FIG. 17 is a diagram showing the positional relationship between the cam and the switch when the valve opening degree is 50%. Note that members that are the same as or similar to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
This embodiment shows an example of an operation range setting mechanism applied to a fully-closed, fully-opened, fully-operating-angle variable type rotary drive valve (for example, a ball valve or a butterfly valve). Has first and second cams 90 and 91, and these cams 90 and 91 are attached to the front and back sides of the flange 36B of the cam holder 36, respectively, and a fully closed angle of −45 ° and fully opened. Other structures are the same except that the angle 45 °, the total operating angle (variable) 90 °, and the variable range ± 30 ° are different.
[0036]
The first and second cams 90 and 91 have exactly the same shape, and the first cam 90 is detachably attached to the upper surface of the flange portion 36B with the lower surface side down by a snap-fit mechanism 46. The cam 91 is turned upside down and detachably attached to the lower surface of the flange portion 36B by the snap fit mechanism 46. The first and second cams 90 and 91 are connected to the flange portion 36B so that the angle can be adjusted by tilt mechanisms 46 and 48 by meshing the protrusions 54 and 64, 55 and 64, respectively. .
[0037]
The first cam 90 is formed in a disc shape. The cam 90 has a center hole 60, a pair of engagement holes (long holes) 61, a protrusion 93 constituting a large diameter portion, and a pointer 67. have. The projecting portion 93 is formed in a substantially parallelogram shape in which the shape in plan view is asymmetric in right and left, so that two side surfaces 94a and 94b inclined substantially in parallel and an arcuate cam surface connecting the both side surfaces 94a and 94b. 94c. The two side surfaces 94a and 94b are inclined in the closing direction when the first cam 90 is placed on the flange portion 36B with the front side facing up, and the right side surface 94b of the opening side switch 41 is rotated by turning in the opening direction. When the roller 81 comes into contact with and is pressed, the roller 81 rides on the cam surface 94c and turns on the opening side switch 41.
[0038]
On the other hand, the second cam 91 has the same shape as the first cam 90 but is turned upside down and attached to the lower surface side of the flange 36B, so that the right side surface 94b of the projection 93 is on the left side as shown in FIG. When the output shaft rotates in the closing direction, it contacts and presses the roller 80 of the closing switch 40. For this reason, the roller 80 rides on the cam surface 94c and is configured to turn on the closing switch 40.
[0039]
In order to change the fully closed angle and the fully open angle of the drive valve, the first and second cams 90 and 91 may be adjusted by turning them by a required angle in the closing direction or the opening direction, respectively. When only the first cam 90 is rotated, only the full closing angle can be variably set in the range of −75 ° to −15 °, and when only the second cam 91 is rotated, Similarly, only the full opening angle can be variably set within the range of 15 ° to 75 °. When the first and second cams 90 and 91 are rotated, the full closing angle is set to −75 ° to −15 ° and fully opened. The angle can be variably set in the range of 15 ° to 75 °. That is, since the first and second cams 90 and 91 capable of adjusting the angle independently are provided, it is possible to provide an operating range setting mechanism of a fully closed, fully opened, and fully operating angle variable type.
[0040]
In the above-described embodiment, the example in which the engagement pieces 45 and 47 project from the cam holder 36 and the long hole 61 is formed in the cam 37 is shown, but the present invention is not limited to this. The reverse may also be true.
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the electric drive valve of the air conditioning equipment. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be used for a damper that opens and closes an exhaust port of a combustion device or a duct.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the operating range setting mechanism of the actuator according to the present invention is such that the cam holder and the cam are detachably coupled by the snap fit mechanism and the cam is coupled to the cam holder by the tilt mechanism so that the angle can be adjusted. There is no need to use a screw or the like, and the cam can be assembled and removed from the cam holder, and the operation range can be easily changed in a short time.
In addition, since the snap-fit mechanism is composed of an engagement piece having a claw and a long hole, and the tilt mechanism is composed of a protrusion that is provided on the cam holder and the cam and meshes with each other, the structure of both the mechanisms is very simple, The number of parts can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a valve provided with an actuator according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of an operating range setting mechanism of the actuator.
FIG. 3 is a front view of the cam holder.
FIG. 4 is a plan view of the cam holder.
FIG. 5 is a bottom view of the cam holder.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is an enlarged view taken along arrow A in FIG.
FIG. 8 is a plan view of the cam.
FIG. 9 is a side view of the cam.
FIG. 10 is a bottom view of the cam.
FIG. 11 is an enlarged view taken in the direction of arrow B in FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a relationship among a rotation angle of a link, an operating angle of an output shaft, and a lift amount of a valve shaft.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the operating angle of the output shaft and the lift amount of the valve shaft.
FIGS. 14A to 14D are diagrams for explaining the operation of the closing side switch. FIG.
FIG. 15 is an exploded perspective view showing another embodiment of the present invention.
16 (a), (b), (c), and (d) are a plan view, a front view, a bottom view, and a B arrow enlarged view of a cam.
FIG. 17 is a diagram showing a positional relationship between a cam and a switch when the valve opening degree is 50%.
FIGS. 18A and 18B are plan views showing a conventional example of an operation range setting mechanism in which the cam mounting angle is adjusted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Drive valve, 22 ... Valve shaft, 25 ... Actuator, 26 ... Output shaft, 30 ... Operation range setting mechanism, 36 ... Cam holder, 36A ... Main body, 36B ... Gutter, 37 ... Cam, 38 ... Scale plate, 45 ... Engagement piece, 46 ... snap fit mechanism, 47 ... engagement piece, 48 ... snap fit mechanism, 54, 55, 61 ... engagement hole (long hole), 62 ... projection, 64 ... projecting body, 66 ... tilt Mechanism, 67 ... Guidelines.

Claims

アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、
前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられるカムと、このカムを介して対向するように固定配置され当該カムによってそれぞれオン、オフする一対のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、
前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、
前記カムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記各スイッチをオン、オフさせる突部を一体に突設し、
前記カムホルダの前記鍔部と前記カムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記カムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記カムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したことを特徴とするアクチュエータの動作範囲設定機構。In the operating range setting mechanism that sets the operating range of the output shaft of the actuator,
A cam holder attached to the output shaft, a cam attached to the cam holder, a pair of switches fixed to be opposed to each other via the cam and turned on and off by the cam, and the output shaft attached to the cam holder And a scale plate on which an opening scale corresponding to the operating angle is displayed,
The cam holder is composed of a cylindrical portion that is fitted to the output shaft, and a flange portion that is integrally provided on the outer periphery of the cylindrical portion,
The cam is formed in a ring shape that fits to the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder , and a protrusion that turns on and off each switch is integrally provided on a part of the outer peripheral surface,
The collar portion and the cam of the cam holder are detachably and rotatably coupled to each other by a snap fit mechanism including an engagement piece and a long hole into which the engagement piece is engaged, and the collar portion and the cam. An actuator is characterized in that the cam is connected to the cam holder in such a manner that the angle can be changed by a fixed angle by a tilt mechanism formed by a plurality of protrusions that are radially formed on the closely contacting surfaces of each other and meshing with each other . Operating range setting mechanism.

アクチュエータの出力軸の動作範囲を設定する動作範囲設定機構において、
前記出力軸に取付けられるカムホルダと、このカムホルダに取付けられる第１、第２のカムと、これらのカムを介して対向するように固定配置され対応するカムによってそれぞれオン、オフする第１、第２のスイッチと、前記カムホルダに取付けられ前記出力軸の動作角に対応した開度目盛りが表示されている目盛板とを備え、
前記カムホルダを、前記出力軸に嵌合する筒部と、この筒部の外周に一体に設けた鍔部とで構成し、
前記第１、第２のカムを、前記カムホルダの筒部外周に嵌合するリング状に形成して外周面の一部に前記第１、第２のスイッチをそれぞれオン、オフさせる突部を一体に突設し、
前記カムホルダの前記鍔部の表裏面に前記第１、第２のカムを、係合片と、この係合片が係入する長孔とからなるスナップフィット機構によって着脱可能かつ回動可能に結合するとともに、前記鍔部と前記第１、第２のカムの互いに密接する面にそれぞれ放射状に形成され互いに噛合する複数の突条体によって構成されるチルト機構により前記第１、第２のカムを前記カムホルダに対して一定角度ずつ角度変更可能に連結したことを特徴とするアクチュエータの動作範囲設定機構。In the operating range setting mechanism that sets the operating range of the output shaft of the actuator,
A cam holder mounted on said output shaft, first attached to the cam holder, and a second cam, respectively on the corresponding cam is fixedly disposed so as to face through these cams, first off, the second And a scale plate attached to the cam holder and displaying an opening scale corresponding to the operating angle of the output shaft,
The cam holder is composed of a cylindrical portion that is fitted to the output shaft, and a flange portion that is integrally provided on the outer periphery of the cylindrical portion,
The first and second cams are formed in a ring shape that fits on the outer periphery of the cylindrical portion of the cam holder, and protrusions for turning on and off the first and second switches are integrated on a part of the outer peripheral surface. Project to
The first and second cams are detachably coupled to the front and back surfaces of the flange of the cam holder by a snap-fit mechanism including an engagement piece and a long hole into which the engagement piece is engaged. to together, said first and said flange portion, said first by the tilt mechanism composed of a plurality of linear protrusion to mesh with each other are formed respectively on the radially closely facing each other of the second cam, the second cam An operating range setting mechanism for an actuator, wherein the actuator is connected to the cam holder so that the angle can be changed by a predetermined angle.