JP5757621B2 - 水抜栓におけるマイクロスイッチを有する弁駆動装置 - Google Patents
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Description
図5は、一般的に採用されている、電動遠隔操作による装置を水抜栓に適用した全体の概略図である。ここで、水抜栓Vは弁部B、操作軸21及び弁胴22を含む伝達部T、直流モーターを内蔵した弁駆動装置Dによって構成され、弁駆動装置DとコードCによって遠隔地にある操作盤Eが接続している。操作盤EにはスイッチS0が付属している。水抜栓Vの弁部Bから水道配管Pが延長され、末端に蛇口が配置されている。
この装置の作用は、以下の通りである。操作盤EのスイッチS0を操作すると、弁駆動装置Dが働いて弁部Bを開閉し、弁部Bが開栓のとき、水は水道配管Pを通って蛇口より放水し、弁部Vが閉栓のとき、水道配管Pの水は、弁部Bを介して地中に排出するものである。
この装置により、水道配管への給水作業、水抜き作業がより簡便化される。
上記先行の「操作体」によれば、操作盤EのスイッチS0を操作すると、直流モーターが駆動し、その直流モーターに連結する部材を介して接続されている水抜栓内部の弁が一方の状態から動き始め、所定量移動すると直流モーターへの電流が断たれて駆動停止し、それに伴い水抜栓の弁も他の状態になって停止するものである。
そして、レバーを有するマイクロスイッチの採用により、円板の突起がマイクロスイッチのレバーを介して間接的にスイッチの接点を押す構造のような、接点と同軸でない機械的な運動によって接点をON、OFFすることができ、位置調整が簡単にできるものであった。
以上に鑑み、駆動軸に平歯車に噛み合うための歯の切削加工を必要とする従来技術のような平歯車を用いた操作体の構造を廃止し、溝の切削加工の対応で済ますことのでき且つ加工コストを抑えることのできる爪および突起部を有するスイッチ作動部材を採用し、また、2個のマイクロスイッチを装着する装着孔を有するL字状ブラケットを使用することにより、上記課題を解決するものである。
本発明は、周面軸方向のスリット並びにガイド溝を、またこれと隣接する外表面にブラケット固定面を有し且つ水抜栓の弁胴上端に取着される円筒状ケーシングと、
直流モーターによる正逆転・停止制御可能な弁駆動装置の送りねじに螺装されると共に、前記円筒状ケーシング内に回転不能且つ摺動可能に装着され、水抜栓の操作軸を操作する駆動軸と、
前記駆動軸に連動し、前記円筒状ケーシングのガイド溝に案内されつつマイクロスイッチを作動する突起部の有した作動部材と、
前記円筒状ケーシングの固定面に取着される取着板面及びその端部から直角に立設する立設板面を有するL字状のブラケットであって、前記取着板面に前記作動部材の突起部の移動を許容する長手方向のスリット孔を有すると共に前記立設板面に長手方向の装着孔を有するL字状ブラケットと、
前記L字状ブラケット立設板面の装着孔に、駆動軸の直線移動を弁開閉に合わせ設定して取着される2つのレバーを有しない接点装備のマイクロスイッチを含み、
前記マイクロスイッチの各接点は、円筒状ケーシングに案内される作動部材の突起部により作動可能とし、その際、作動部材とマイクロスイッチの間にスイッチ押圧量を規制する所定厚みのL字状ブラケットの取着板面が介在されているスイッチ装置を備えた水抜栓の弁駆動装置、
を提供する。
本発明は、請求項1記載の発明を更に具体化した構造を備えるものとして、
正転、停止、逆転しうる直流モーターの回転運動を適宜減速して直線運動に変換するため、送りねじ及びこれに螺装される駆動軸を有する弁駆動装置を備え、当該駆動軸を介して操作軸により開栓、閉栓作動される水抜栓の弁駆動装置であって、
(a)前記弁駆動装置は、前記水抜栓を開栓又は閉栓保持制御するため、弁胴に取着される円筒状ケーシングと、この円筒状ケーシングに組立て装着され、駆動軸の直線移動を弁開閉に合せて設定する2つのマイクロスイッチと、前記駆動軸に連動してそれらのマイクロスイッチを作動する作動部材、及び前記2つのマイクロスイッチをセット装着して円筒状ケーシングに取着されるL字状ブラケットとを含むスイッチ装置を備え、
(b)前記スイッチ装置において、前記円筒状ケーシングは、その一端側に、その内部の送りねじ部材を減速して回転伝達可能に、直流モーター及び減速機を固定装着すると共に、その他端側に、前記送りねじ部材をねじ嵌合し且つ前記円筒状ケーシング内に回転止めして挿通され他端から突出して可動する前記駆動軸を備え、さらに、当該駆動軸の上部外周に環状溝が形成され、
(c)また、前記円筒状ケーシングは、軸方向に縦長の爪挿通用のスリット、作動部材案内用のガイド溝を有すると共に前記ガイド溝の長手方向に隣接する平坦なブラケット固定面を有し、
(d)前記作動部材は、前記駆動軸の環状溝に嵌合する爪を有すると共に前記円筒状ケーシングのスリット、ガイド溝に沿って案内される摺動案内面を有し、且つ上面に前記各マイクロスイッチを押圧作動する突起部を有し、前記駆動軸と共に軸方向移動可能に備えられ、
(e)前記L字状ブラケットは、これを、前記円筒状ケーシングのブラケット固定面に固定するに際して、スリット孔を、前記スリット、ガイド溝と同方向に重畳するよう位置させて、固定孔を介して固定すると共に、前記スリット孔側の板面と直角をなす外向きの他方の板面に形成した軸方向縦長の装着孔に、レバーを有しない2個のマイクロスイッチを作動部材による作動可能に適宜な位置に直列に装着し、その際、マイクロスイッチをL字状ブラケットに片持ち支持となした
ことを特徴とする水抜栓の弁駆動装置を提供する。
また、本発明は、スイッチ装置の作動時の過負荷吸収対策として、前記弁駆動装置における前記L字状ブラケットを、ばね性を有する材質の板材とした、請求項1記載の水抜栓の弁駆動装置を有する提供する。
また、本発明においては、レバーを有しないマイクロスイッチを採用すると共に、一面に作動部材が摺動するためのスリット孔と、これに直行する他面にレバーを有しない2個のマイクロスイッチを装着する装着孔を有するL字状ブラケットを使用することにより、円筒状ケーシングのガイド溝等と平行に配置できる装着孔を有しているので、2個の汎用のマイクロスイッチを適宜な位置に直列に適切に装着することができ、弁駆動装置自体を小型化でき、コストを抑えることができる。
さらに、マイクロスイッチとその作動部材との間にL字状ブラケットを介在させて装着する構造の採用により、スライド型スイッチとしての作動部材によるマイクロスイッチの接点への押し込み量を一定にすることできる。
図1は、本発明のスイッチ装置Sの一実施例を含んで示す弁駆動装置Dの外観概要図であり、図2は弁駆動装置及びスイッチ装置Sの一部断面及び取付け構造を示すもので、図2(a)は図1の軸方向Y−Y線に沿って矢印から見た一部主としてスイッチ装置部分を断面で示す断面図であり、図2(b)は図2(a)の水平方向X−X位置におけるスイッチ装置の断面図をそれぞれ示す。
図1において、弁駆動装置Dは、円筒状ケーシング11の上端に取り付けられる減速伝動機構としての歯車G、これに接続される直流モーターM及び歯車G箇所の出力軸としての送りねじ10が備えられ、さらに図2(b)に示すように、前記送りねじ10には、これに螺装され円筒状ケーシング11内に回転不能で摺動可能に駆動軸12が組立てられている。また、図2(a)に示す前記駆動軸12の下部には、図5に示すように、水抜栓Vに接続されている操作軸21、弁胴22を含む伝達部Tを介して水抜栓Vの弁部Bと連結される。
ここで、本発明のスイッチ装置Sは、主に円筒状ケーシング11(以下、「ケーシング」と表記する)、駆動軸12、作動部材13、L字状ブラケット14、2個のレバーを有しないマイクロスイッチ15A、15Bにより構成される。
以上、本発明のスイッチ装置Sを備えた弁駆動装置Dには、上記部材以外に、従来技術でも用いられる直流モーターM、直流モーターMの回転を適宜減速するための歯車G、その歯車Gの回転を回転運動のまま駆動軸12に伝達する送りねじ10を有する。この他に、図1に点線で示すように、装置全体を覆うカバー30及び電動弁駆動装置の補助手段としての手動用ハンドル20を備えている。
スイッチ装置Sにおいて、前記送りねじ10に螺装された駆動軸12の直線運動について、図2および図3を用いて説明する。ケーシング11には、その周壁に軸方向のスリット11aとガイド溝11bが形成されると共に、外表面にL字状ブラケット14の一方の面を固定する固定面11cが設けられている。
また、前記ケーシング11の内部には、駆動軸12が挿通可能に組立てられ、図2(b)に示すように、例えば、ケーシング11内六角挿通口に、外形六角の駆動軸12が挿通される。駆動軸12の図示上端には、図2(a)に示すように、雌ねじ12bを有し、これに送りねじ10が螺装される。これにより、直流モーターMからの回転を適宜減速して駆動軸12の直線運動に変換し、その直線運動を図5に示す水抜栓V内の弁部Bに伝えるため、操作軸21、弁胴22を含む伝達部Tを介して水抜栓Vの弁部Bと連結されている。この場合、駆動軸12と操作軸21はピン結合により強制的に上下動可能なものとすることができる。また、弁部Bがばね復帰型の弁型式のものにあっては、駆動軸12と操作軸21は端面当接する構造となし、駆動軸12により操作軸21をバネに抗して押下げ、駆動軸12を引き戻し、操作軸21をバネにより押上げるものに適用することも可能である。
いづれにしても、直線運動に変換された駆動軸12の上下動により、操作軸21を介して、図5に示す水抜栓V内の弁部Bに伝えられる。
なお、駆動軸12は、ケーシング11内六角挿通口に合わせて、外形六角とした例を挙げたが、その他の回転止め手段を用いて、ケーシング11内に回転不能で摺動可能に組立てることにしても差し支えない。
スイッチ装置Sの詳細について、図3を用いて説明する。図3は、本発明のスイッチ装置Sの構成部材としての、ケーシング11、作動部材13、L字状ブラケット14、マイクロスイッチ15A、15B及び必要に応じて追加することのできるスペーサ16を示す斜視図である。
図2に示すように、前記駆動軸12にはその上部に円周状に環状溝12aが設けられており、前記作動部材13を、前記ケーシング11のスリット11aの外側より作動部材13の爪13aを内側に向けて装着することにより、前記環状溝12aに作動部材13の爪13aを嵌め込む。環状溝12aと爪13aの嵌合によって前記作動部材13は、駆動軸12に連動してスリット11a、ガイド溝11bに案内され、その範囲内を上下に摺動可能に組立てられる。
さらに前記作動部材13は、図3に示すように、爪13aを有したL型状形状を成しており、爪13aの突出方向と反対側に傾斜面13c、平坦面13b、傾斜面13gをそれぞれ隣接して形成する突起部13hが設けられ、摺動方向両側に側面13e及び前記平坦面13bより低い位置から始まる摺動案内面13dを有している。
作動部材13はマイクロスイッチ15A、15Bの接点15a、15bを押しこむ押圧部材であり、その作動部材13に傾斜面13c、13gを設けているのは、作動部材13による急な押し込みによるマイクロスイッチの破損を防ぐためである。
L字状ブラケット14について、図2および図3を用いて説明する。
L字状ブラケット14は、一面に作動部材13が摺動するためのスリット孔14aとL字状ブラケット14をケーシング11に固定するための固定孔14bを有し、角に直立する他面にマイクロスイッチ15A、15Bを取り付けるための装着孔14cを有する。
L字状ブラケット14のケーシング11への取付けに際して、上記装着された前記作動部材13の上を覆って外方から宛がい、スリット孔14a内に作動部材13の突起部13hを位置させ、固定孔14bにおいてねじ止め固定する。
マイクロスイッチ15A、15Bは、図2および図3に示すように、それらの接点15a、15bを直接押す仕様のものを2個用いるが、この場合、上記した先行の考案のものとは異なり、レバーを有しない仕様のものを採用している。各マイクロスイッチ15A、15Bは板材からなるL字状ブラケット14を使用するので、その装着孔14cに適宜な位置に直列に装着でき、且つ前記ケーシング11の外表面とは平行に配置できる。
なお、2つのマイクロスイッチ15A、15Bの前記装着孔14cへの取り付け位置は、図6に示す水抜栓Vの弁部Bの弁の移動距離を踏まえた位置に取り付けられる。
そしてマイクロスイッチ15A、15Bの作動は、駆動軸12に連動する作動部材13の摺動により傾斜面13cまたは傾斜面13gが接点15aまたは15bまで到達し、接点を押し込みながらさらに移動にして、最終的に必要押し込み量に到達した時点で作動する。
なお、接点15a、15bの押し込み量は、接点に負荷がかからないように、作動部材13の規制面13fによって、作動部材13の押し込み量が制限される。万一傾斜面13c、または13gが接点15aまたは15bを通過するようなことがあっても、前記傾斜面13c、13gに隣接する平坦面13bで接点15a、15bを押し込む量が最大押し込み量となり、これを超えることは無い。
さらに、マイクロスイッチ15A、15Bと作動部材13と間にL字状ブラケット14を介在して設ける構造を採用することにより、マイクロスイッチ15A、15Bの対向面が直接作動部材13と接触することはなく、これにより両部材相互間に干渉のない作動が保証されるため、両部材の破損を防止することができる。以上から、作動部材13は、L字状ブラケット14に沿って安定して摺動でき、また作動部材13による接点15a、15bの押し込み量を一定にすることができる。
次に本発明におけるスイッチ装置Sの作動について、図4を用いて説明する。図4(a)は水抜栓Vの弁部Bが一方の開閉状態を保持している時の、スイッチ装置Sの状態を示す断面図であり、図4(b)は水抜栓Vの弁部Bが他方の閉開状態を保持している時の、スイッチ装置Sの状態を示す断面図であり、
図4(a)において、ケーシング11内の駆動軸12は上方に留まっており、図3に示す作動部材13の上部の傾斜面13cが、上側のマイクロスイッチ15Aの接点15aを押している状態にある。この状態において、スイッチ装置Sに連結されている水抜栓Vの状態を、仮に給水状態(水が使用できる状態)であるとする。
斯かる使用状態において、冬季等で水道凍結が心配される場合は、図5に示す本発明のスイッチ装置Sを用いた弁駆動装置DにコードCで接続されている操作盤EのスイッチS0を押す。すると、弁駆動装置D内の直流モーターMに電流が流れ起動し、歯車Gにより減速され、図4(a)において、駆動軸12が図示下方向に直線運動し始める。
起動直後、それまで上側のマイクロスイッチ15Aの接点15aを押していた作動部材13の上部の傾斜面13cが接点15aから離接し、作動部材13は駆動軸12に連動しながら下方向へと移動する。
所定量移動すると、図3に示す作動部材13の下部の傾斜面13gが下側のマイクロスイッチ15Bの接点15bに接触し、接点15bを徐々に押しこんでいく。
さらに移動し、最終的に必要押し込み量に到達し、下側のマイクロスイッチ15Bが作動してそれまで直流モーターMに供給されていた電流が断たれ、駆動軸12の移動が停止する。
この時、駆動軸12に伝達部Tの操作軸21を介して連結している水抜栓Vの弁部Bも連動して下降し、水抜栓Vの上流側からの水の供給流れを止め、下流側の水道配管内Pの水を、水抜栓Vを介して水道管外に排出する、いわゆる水抜き状態となる。(図4(b)の状態)
所定量移動すると作動部材13の上部の傾斜面13cが上側のマイクロスイッチ15Aの接点15aに接触し接点15aを徐々に押し込んでいき、最終的に必要押し込み量に到達した時点で上側のマイクロスイッチ15Aが作動し、直流モーターMに供給されていた電流が断たれ、駆動軸12の移動が停止する。(図4(a)の状態)
これは、本発明のスイッチ装置Sを用いた弁駆動装置Dには、前述までに特に触れていなかったが、停電時に弁駆動装置Dを介して水抜栓Vを操作できるように、手動操作をおこなえる機能も有している。図1に示す手動用ハンドル20がそれである。手動操作の際は、若干ではあるが作動部材13が規定距離より多少多く移動してしまうため、その余裕分として作動部材13の平坦面13bはある程度の長さを設けている。
B 弁部
T 伝達部
D 弁駆動装置
E 操作盤
S0 操作スイッチ
S スイッチ装置
C コード
P 水道配管
M 直流モーター
G 歯車
10 送りねじ
11 円筒状ケーシング
11a スリット
11b ガイド溝
11c 固定面
12 駆動軸
12a 環状溝
12b 雌ねじ
12c ピン孔
13 作動部材
13a 爪
13b 平坦面
13c 傾斜面
13d 摺動案内面
13e 側面
13f 規制面
13g 傾斜面
13h 突起部
14 L字状ブラケット
14a スリット孔
14b 固定孔
14c 装着孔
14d 表面
14e 裏面
15A,15B マイクロスイッチ
15a、15b 接点
16 スペーサ
16a スリット孔
17 ネジ
20 手動用ハンドル
21 操作軸
22 弁胴
30 カバー
Claims (3)
- 周面軸方向のスリット並びにガイド溝を、またこれと隣接する外表面にブラケット固定面を有し且つ水抜栓の弁胴上端に取着される円筒状ケーシングと、
直流モーターによる正逆転・停止制御可能な弁駆動装置の送りねじに螺装されると共に、前記円筒状ケーシング内に回転不能且つ摺動可能に装着され、水抜栓の操作軸を操作する駆動軸と、
前記駆動軸に連動し、前記円筒状ケーシングのガイド溝に案内されつつマイクロスイッチを作動する突起部の有した作動部材と、
前記円筒状ケーシングの固定面に取着される取着板面及びその端部から直角に立設する立設板面を有するL字状のブラケットであって、前記取着板面に前記作動部材の突起部の移動を許容する長手方向のスリット孔を有すると共に前記立設板面に長手方向の装着孔を有するL字状ブラケットと、
前記L字状ブラケット立設板面の装着孔に、駆動軸の直線移動を弁開閉に合わせ設定して取着される2つのレバーを有しない接点装備のマイクロスイッチを含み、
前記マイクロスイッチの各接点は、円筒状ケーシングに案内される作動部材の突起部により作動可能とし、その際、作動部材とマイクロスイッチの間にスイッチ押圧量を規制する所定厚みのL字状ブラケットの取着板面が介在されているスイッチ装置を備えた水抜栓の弁駆動装置。 - 正転、停止、逆転しうる直流モーターの回転運動を適宜減速して直線運動に変換するため、送りねじ及びこれに螺装される駆動軸を有する弁駆動装置を備え、当該駆動軸を介して操作軸により開栓、閉栓作動される水抜栓の弁駆動装置であって、
(a)前記弁駆動装置は、前記水抜栓を開栓又は閉栓保持制御するため、弁胴に取着される円筒状ケーシングと、この円筒状ケーシングに組立て装着され、駆動軸の直線移動を弁開閉に合せて設定する2つのマイクロスイッチと、前記駆動軸に連動してそれらのマイクロスイッチを作動する作動部材、及び前記2つのマイクロスイッチをセット装着して円筒状ケーシングに取着されるL字状ブラケットとを含むスイッチ装置を備え、
(b)前記スイッチ装置において、前記円筒状ケーシングは、その一端側に、その内部の送りねじ部材を減速して回転伝達可能に、直流モーター及び減速機を固定装着すると共に、その他端側に、前記送りねじ部材をねじ嵌合し且つ前記円筒状ケーシング内に回転止めして挿通され他端から突出して可動する前記駆動軸を備え、さらに、当該駆動軸の上部外周に環状溝が形成され、
(c)また、前記円筒状ケーシングは、軸方向に縦長の爪挿通用のスリット、作動部材案内用のガイド溝を有すると共に前記ガイド溝の長手方向に隣接する平坦なブラケット固定面を有し、
(d)前記作動部材は、前記駆動軸の環状溝に嵌合する爪を有すると共に前記円筒状ケーシングのスリット、ガイド溝に沿って案内される摺動案内面を有し、且つ上面に前記各マイクロスイッチを押圧作動する傾斜面および平坦面で構成された突起部を有し、前記駆動軸と共に軸方向移動可能に備えられ、
(e)前記L字状ブラケットは、これを、前記円筒状ケーシングのブラケット固定面に固定するに際して、スリット孔を、前記スリット、ガイド溝と同方向に重畳するよう位置させて、固定孔を介して固定すると共に、前記スリット孔側の板面と直角をなす外向きの他方の板面に形成した軸方向縦長の装着孔に、レバーを有しない2個のマイクロスイッチを作動部材による作動可能に適宜な位置に直列に装着し、その際、マイクロスイッチをL字状ブラケットに片持ち支持となした
ことを特徴とする水抜栓の弁駆動装置。 - 前記弁駆動装置における前記L字状ブラケットを、ばね性を有する材質の板材とした、請求項1記載の水抜栓の弁駆動装置。
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