JP7080985B2 - 弁開閉用電動アクチュエータ及び弁開閉用電動アクチュエータの駆動方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明を実施するための形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施例1の弁開閉用電動アクチュエータ100の断面図である。図2は本発明の実施例1の弁開閉用電動アクチュエータ100の変換機構3の詳細を示す断面図である。
次に、本発明の実施例2の弁開閉用電動アクチュエータ200について、図5(A)~(C)を参照して説明する。図中において、実施例1で説明した部材と同じ部材については同一の符号を用いて記載し、それらの詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例3の弁開閉用電動アクチュエータ300について、図6(A)~(C)を参照して説明する。図中において、実施例1で説明した部材と同じ部材については同一の符号を用いて記載し、それらの詳細な説明は省略する。
次に、本発明の実施例4の弁開閉用電動アクチュエータ400について、図7(A)~(C)を参照して説明する。図中において、実施例1で説明した部材と同じ部材については同一の符号を用いて記載し、それらの詳細な説明は省略する。
次に、本発明の弁開閉用電動アクチュエータ100の変換機構3の相対変位を慣らし運転に応用した応用例について説明する。図8A、図8Bは、変換機構3の相対変位による慣らし運転を示す断面図である。
3、23、33、43 変換機構
4 ネジ部(ボールネジ機構)
5 ボール(ボールネジ機構)
6 ナット部(ボールネジ機構)
7、27、37、47 スリーブ
7a 係合部
8、28、38、48 可動板
9 被係合部材
9d 摺動部
10、20、40 筐体
10A 電動機側固定板(筐体)
10B、20B、40B 弁体側固定板(筐体)
10C 本体部(筐体)
11、21、31、41 第1の付勢部材(コイルバネ)
12、22、32、42 第2の付勢部材(皿バネ)
24、44 支持部材(ストッパ部材)
25、45 係止部材(ワッシャ部材)
36、46 ダンパ要素
100、200 弁開閉用電動アクチュエータ
300、400 弁開閉用電動アクチュエータ
Fm 直線駆動力
Δx 隙間
Claims (18)
- 弁開閉用電動アクチュエータは、
電動機と、
弁体が接続される可動板と、
前記電動機の回転運動を直線運動に変換する変換機構と、
前記可動板を第1の方向に付勢する第1の付勢部材と、
前記変換機構を第2の方向に付勢する第2の付勢部材と、
を備え、
前記弁体は、前記変換機構の一部が前記直線運動し前記可動板を前記第2の方向に動かすことにより開き、前記第1の付勢部材が前記可動板を前記第1の方向に付勢することにより閉じ、
前記電動機のサーボ機構が停止し、前記弁体が閉じている状態において、前記変換機構は前記可動板に対して相対的に変位することができることを特徴とする、弁開閉用電動アクチュエータ。 - 弁開閉用電動アクチュエータは、
電動機と、
弁体が接続される可動板と、
前記電動機の回転運動を直線運動に変換する変換機構と、
前記可動板を第1の方向に付勢する第1の付勢部材と、
前記変換機構を第2の方向に付勢する第2の付勢部材と、
を備え、
前記可動板は摺動部を有する被係合部材を備え、
前記変換機構は係合部を備え、前記係合部は前記摺動部に摺接するとともに、前記被係合部材に係合し、
前記第2の付勢部材は、前記変換機構と前記被係合部材との間に配置され、
前記弁体は、前記変換機構の一部が前記直線運動し前記可動板を前記第2の方向に動かすことにより開き、前記第1の付勢部材が前記可動板を前記第1の方向に付勢することにより閉じ、
前記弁体が閉じている状態において、前記変換機構は前記可動板に対して相対的に変位することができることを特徴とする、弁開閉用電動アクチュエータ。 - 前記変換機構は、ボールネジ機構またはローラーネジ機構とスリーブとから構成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記可動板は摺動部を有する被係合部材を備え、
前記スリーブは係合部を備え、前記係合部は前記摺動部に摺接するとともに、前記被係合部材に係合し、前記係合部が前記第2の方向に駆動されることで前記可動板が動き、前記弁体が開くことを特徴とする、請求項3に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。 - 前記電動機の回転駆動力が前記変換機構で直線駆動力へと変換され、前記直線駆動力が前記第2の付勢部材を介して前記可動板に伝わり、前記弁体の閉弁動作を加速することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記変換機構は、前記可動板の略中央部の軸線に沿って、前記可動板の運動に対し、相対的に変位することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記第2の付勢部材のバネ剛性は、前記第1の付勢部材のバネ剛性より大きいことを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記第1の付勢部材はコイルバネであり、前記第2の付勢部材は皿バネであり、前記第2の付勢部材は、前記変換機構と前記可動板との間に配置されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記第1の方向は、前記弁体が閉じる方向であり、前記第2の方向は、前記弁体が開く方向であることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記弁体が開いている状態において、前記電動機の電源を喪失、電源が故障した際、又は異常検知による自動あるいは手動トリガによって、前記弁体を急速に前記第1の方向へ移動させるとともに前記弁体が着座し、前記変換機構が前記可動板に対して相対的に変位することにより前記第2の付勢部材が圧縮され、駆動されていない前記電動機を含む回転イナーシャに起因する衝撃荷重が緩和されることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 筐体に固定された支持部材と、前記第2の付勢部材の所定の位置に配置された係止部材とを更に備え、前記弁体が閉じている状態においては、前記支持部材と前記係止部材とはわずかな隙間を空けて配置されており、前記第2の付勢部材が圧縮されると、前記支持部材と前記係止部材とが当接することを特徴とする、請求項10に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記支持部材は、前記可動板を貫通するように少なくとも1つ備えられたストッパ部材であり、前記係止部材は、前記支持部材に当接するワッシャ部材であることを特徴とする、請求項11に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記支持部材と前記係止部材とが当接することにより、緩和しきれなかった前記衝撃荷重を前記支持部材と前記係止部材とを介して前記筐体に逃すことで、前記弁体の負荷を緩和することを特徴とする、請求項11又は12に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記第2の付勢部材は、輪バネであって前記第2の付勢部材のリバウンドを抑制することを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- ダンパ要素を備え、前記ダンパ要素は前記第2の付勢部材のリバウンドを抑制することを特徴とする、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 前記ダンパ要素は、前記変換機構と前記可動板とに接続され、前記変換機構が前記可動板に対して相対的に変位する際に、前記第2の付勢部材のリバウンドを抑制することを特徴とする、請求項15に記載の弁開閉用電動アクチュエータ。
- 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の弁開閉用電動アクチュエータを用いて、前記弁体が閉じている状態において、前記電動機を周期的に駆動することにより前記変換機構を前記可動板に対して相対的に変位させ、前記変換機構の慣らし運転を行う弁開閉用電動アクチュエータの駆動方法。
- 前記慣らし運転を行う慣らし運転モードを更に備えることを特徴とする、請求項17に記載の弁開閉用電動アクチュエータの駆動方法。
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