停電時電源モジュール
【課題】同一構成の電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようにする。
【解決手段】電動アクチュエータ１００に、中継コネクタ１０を設け、停電時電源モジュール３００が接続された場合には、モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１を停電時電源モジュール３００へ中継するようにする。停電時電源モジュール３００に、モータ電源切替回路１９を設け、交流電源ＡＣが停電していない時には電動アクチュエータ１００から送られてくる第１の駆動出力Ｍ１（交流電源ＡＣによって生成される駆動出力）を選択させ、交流電源ＡＣが停電している時にはモータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２（停電時電源ＥＣによって生成される駆動出力）を選択させ、中継コネクタ１０を通して電動アクチュエータ１００のＡＣモータ５へ送るようにする。
【解決手段】電動アクチュエータ１００に、中継コネクタ１０を設け、停電時電源モジュール３００が接続された場合には、モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１を停電時電源モジュール３００へ中継するようにする。停電時電源モジュール３００に、モータ電源切替回路１９を設け、交流電源ＡＣが停電していない時には電動アクチュエータ１００から送られてくる第１の駆動出力Ｍ１（交流電源ＡＣによって生成される駆動出力）を選択させ、交流電源ＡＣが停電している時にはモータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２（停電時電源ＥＣによって生成される駆動出力）を選択させ、中継コネクタ１０を通して電動アクチュエータ１００のＡＣモータ５へ送るようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブやダンパなどの制御対象の開度を調整することにより流量制御を行う電動アクチュエータに接続して用いる停電時電源モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調設備では、その冷温水配管に設けられるバルブ、ダクト内を通って空調エリアに供給される調和空気の風量を加減するダンパなどを制御対象とし、この制御対象の開度調整を行わせるために電動アクチュエータが用いられている。
【０００３】
この種の通常の電動アクチュエータは、動作電源として交流電源が供給されるために、電動アクチュエータの内部に駆動モータとして交流モータを備え、空調用コントローラからの制御指令に応じて、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御動作を行う。このような交流電源で動作する電動アクチュエータでは、供給されている交流電源に停電が生じると、開度制御されている制御対象は停電直前の動作開度のままとなり、もはや適切な開度制御が行えなくなる。
【０００４】
そこで、電動アクチュエータに供給されている交流電源が停電となった場合に、所定開度（例えば、全閉）に強制的に動作させ、交流電源が再び通電状態に復帰するまで、その所定開度を維持するタイプの電動アクチュエータも提案され、既に存在する。以下、このタイプの電動アクチュエータを緊急遮断機能付き電動アクチュエータと呼ぶ。
【０００５】
現在、緊急遮断機能付き電動アクチュエータとしては具体的に２タイプ提案されており、１つのタイプはスプリングリターン型、もう１つのタイプは２次電源駆動型と呼ばれている。
【０００６】
〔スプリングリターン型電動アクチュエータ〕
スプリングリターン型電動アクチュエータは、電動アクチュエータの駆動軸に対して全閉状態を維持するように付勢されるリターンスプリングを搭載し、交流電源が供給されている場合はこのリターンスプリングの付勢力に抗して駆動モータを駆動させて制御対象の開度を調整し、停電が生じた場合はリターンスプリングの付勢力によって制御対象の開度を強制的に所定開度とする（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
〔２次電源駆動型電動アクチュエータ〕
一方、２次電源駆動型電動アクチュエータは、電動アクチュエータの駆動モータを直流モータとするとともに、別途、２次電池や電気二重層コンデンサ等で構成される２次電源（直流電源）を搭載し、交流電源が供給されているときは、この交流電源を直流に変換して直流モータを駆動させて制御対象の開度を調整し、停電が生じた場合には２次電源を動作電源とし、２次電源（直流電源）によって直流モータを駆動させて制御対象の開度を強制的に所定開度とする（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、このような２つのタイプの緊急遮断機能付き電動アクチュエータ同士を比較すると、スプリングリターン型電動アクチュエータは、リターンスプリングの付勢力が通常時のモータ駆動に対して抵抗として働くので、その抵抗に打ち勝つために駆動モータとしてトルクの大きなモータを使用しなければならず、電動アクチュエータの大型化・重量化・コストアップをもたらすという短所を持つ。
【０００９】
これに対して、２次電源駆動型電動アクチュエータは、スプリングリターン型のような短所を有さず、また近年、２次電源である２次電池や電気二重層コンデンサの容量の改善などもあって、有利になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７４２６９号公報
【特許文献２】特開２００８−８９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の電動アクチュエータでは、緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータと緊急遮断機能を持たない電動アクチュエータ（通常の電動アクチュエータ）とではその構造が大きく異なっているため、２種類の電動アクチュエータを製造する必要があった。
【００１２】
また、通常の電動アクチュエータを使用していたユーザが、後からその電動アクチュエータに緊急遮断機能を持たせたいと思った場合、既存の電動アクチュエータを大幅に改造するか、もしくは緊急遮断機能付き電動アクチュエータを別途購入して既存の電動アクチュエータと交換しなければならず、コストや改造・交換の手間がかかっていた。
【００１３】
例えば、通常の電動アクチュエータを２次電源駆動型の電動アクチュエータに改造する場合、通常の電動アクチュエータの駆動モータには交流モータが用いられているため、この交流モータの直流モータへの交換、制御基板の変更、緊急遮断機能を持つモジュールの追加などが必要となる。また、交換した部品は廃棄する必要がある。このように、通常の電動アクチュエータを２次電源駆動型の電動アクチュエータに改造する場合、改造に要するコストや手間が過大となる。
【００１４】
本発明は、このような課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、同一構成の電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようにすることが可能な停電時電源モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために本発明は、交流モータと、この交流モータによって駆動される制御対象の実開度を検出する実開度検出手段と、この実開度検出手段によって検出される実開度を設定開度に一致させる制御出力を生成する制御手段と、この制御手段が生成する制御出力を受けて交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を生成する第１の駆動出力生成手段と、この第１の駆動出力生成手段が生成する第１の駆動出力のエネルギー源とされる交流電源の入力部とを備えた電動アクチュエータにケーブルを介して着脱可能に接続される停電時電源モジュールに、電動アクチュエータへの交流電源を中継する交流電源中継手段と、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出する停電検出手段と、制御対象を所定開度に到達させる駆動出力を第２の駆動出力として生成する第２の駆動出力生成手段と、第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力のエネルギー源とされる停電時電源手段と、電動アクチュエータより送られてくる第１の駆動出力手段が生成する第１の駆動出力と第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力とを入力とし、停電検出手段が交流電源の停電を検出していない場合には交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を選択し、停電検出手段が交流電源の停電を検出した場合には交流モータへの駆動出力として第２の駆動出力を選択する駆動出力選択手段とを設けるようにしたものである。
【００１６】
本発明の停電時電源モジュールを電動アクチュエータに接続していない場合、その電動アクチュエータでは、電動アクチュエータ内で生成される第１の駆動出力が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御が行われる。これにより、その電動アクチュエータは通常の電動アクチュエータとして機能する。
【００１７】
本発明の停電時電源モジュールを電動アクチュエータに接続した場合、電動アクチュエータ内で生成される第１の駆動出力は、停電時電源モジュールへ送られる。停電時電源モジュールでは、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出していない場合、電動アクチュエータより送られてくる第１の駆動出力を交流モータへの駆動出力として選択し、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出した場合、停電時電源モジュールで生成される第２の駆動出力を交流モータへの駆動出力として選択する。
【００１８】
これによって、停電が生じていない場合、停電時電源モジュールで選択される第１の駆動出力（電動アクチュエータ内で生成される駆動出力）が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御が行われる。停電が生じた場合、停電時電源モジュールで選択される第２の駆動出力（停電時電源モジュール内で生成される駆動出力）が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を所定開度（例えば、全閉）に到達させるような制御が行われる。これにより、その電動アクチュエータは緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の停電時電源モジュールによれば、電動アクチュエータに接続していない場合には、その電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとして機能させ、電動アクチュエータに接続した場合には、その電動アクチュエータを緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能させるようにすることが可能となり、停電時電源モジュールを接続するか否かで、同一構成の電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようにすることが可能となる
。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る停電時電源モジュールを接続する前の電動アクチュエータの要部を示すブロック図である。
【図２】この電動アクチュエータの外観図である。
【図３】この電動アクチュエータに本発明に係る停電時電源モジュールの一実施の形態（実施の形態１）を接続した状態を示す図である。
【図４】この電動アクチュエータに停電時電源モジュールを接続した場合の要部のブロック図である。
【図５】停電時電源モジュールの内部の構造を示す図である。
【図６】電動アクチュエータから停電時電源モジュールに実開度検出信号を送るようにした例（実施の形態２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る停電時電源モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
〔電動アクチュエータ〕
図１は本発明に係る停電時電源モジュールを接続する前の電動アクチュエータの要部を示すブロック図である。同図において、１００は電動アクチュエータ、２００はこの電動アクチュエータ１００によって開度が制御されるバルブ（制御対象）である。
【００２３】
電動アクチュエータ１００は、端子台１と、電源回路２と、制御基板３と、モータ駆動回路４と、交流モータ（ＡＣモータ）５と、ＡＣモータ５の駆動力を伝達するギア列６と、このギア列６の出力端としてバルブ２００の開度を調整する出力軸７と、この出力軸７の回転角度位置をバルブ２００の実開度θｐｖとして検出するポテンショメータ８と、出力軸７の所定回転角度位置への到達をバルブ２００の所定開度への到達（この例では、バルブ２００の全閉位置への到達）として検出するリミットスイッチ９と、中継コネクタ１０および１１とを備えている。
【００２４】
この電動アクチュエータ１００において、端子台１には外部からの動作電源として交流電源ＡＣが入力され、この交流電源ＡＣは電源回路２において所要の内部電源とされたうえ、制御基板３へ与えられる。また、端子台１には、空調用コントローラ（図示せず）からの制御指令として設定開度θｓｐが入力され、この入力された設定開度θｓｐが設定開度信号Ｓ１として制御基板３へ送られる。また、制御基板３には、ポテンショメータ８からのバルブ２００の実開度θｐｖが実開度検出信号Ｓ２として与えられ、リミットスイッチ９からのバルブ２００の所定開度への到達を示す信号が所定開度到達信号Ｓ３として与えられる。
【００２５】
制御基板３は、空調用コントローラからの設定開度信号Ｓ１およびポテンショメータ８からの実開度検出信号Ｓ２を受けて、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させる制御出力Ｓ４を生成し、この生成した制御出力Ｓ４をモータ駆動回路４へ送る。モータ駆動回路４は、制御基板３からの制御出力Ｓ４を受けて、ＡＣモータ５への駆動出力Ｍ１（第１の駆動出力）を生成する。
【００２６】
中継コネクタ１０は、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間に設けられており、モータ駆動回路４からの第１の駆動出力Ｍ１をＡＣモータ５へ中継する。この例において、中継コネクタ１０は雄側コネクタ１０Ａと雌側コネクタ１０Ｂとの分割構造とされており、雌側コネクタ１０Ｂにおいてそのコネクタ通路Ｌ１，Ｌ２間をジャンパ線Ｊで接続することにより、モータ駆動回路４からの第１の駆動出力Ｍ１を中継コネクタ１０を通してＡＣモータ５へ送るようにしている。
【００２７】
中継コネクタ１１は、雄側コネクタ１１Ａと雌側コネクタ１１Ｂとの分割構造とされており、雄側コネクタ１１Ａに雌側コネクタ１１Ｂを結合するのみとすることによって、リミットスイッチ９からの所定開度到達信号Ｓ３をそのコネクタ通路Ｌ３において終端させている。
【００２８】
図２にこの電動アクチュエータ１００の外観図を示す。同図において、１２は交流電源ＡＣを電動アクチュエータ１００の内部に引き込む電力線であり、１３は設定開度θｓｐを電動アクチュエータ１００の内部に引き込む信号線である。
【００２９】
この電動アクチュエータ１００では、モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１が中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１，Ｌ２）を通してＡＣモータ５へ送られることにより、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。これにより、この電動アクチュエータ１００は、通常の電動アクチュエータとして機能する。
【００３０】
〔緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして使用する場合〕
この電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして使用したい場合、図３に示すように、電動アクチュエータ１００と電力線１２との間にケーブル１４を介して停電時電源モジュール３００を接続する。
【００３１】
すなわち、電動アクチュエータ１００から電力線１２を外し、この電力線１２を停電時電源モジュール３００の入力側に接続するとともに、停電時電源モジュール３００の出力側と電動アクチュエータ１００の入力側との間をケーブル１４で接続する。
【００３２】
図４に電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続した場合の要部のブロック図を示す。停電時電源モジュール３００は、本発明に係る停電時モジュールの一実施の形態（実施の形態１）であり、端子台１５と、停電検出回路１６と、停電時電源部１７と、モータ駆動回路１８と、モータ電源切替回路１９とを備えている。
【００３３】
この停電時電源モジュール３００を電動アクチュエータ１００に接続する場合、電動アクチュエータ１００では、中継コネクタ１０の雌側コネクタ１０Ｂ（図１）を外し、雄側コネクタ１０Ａに停電時電源モジュール３００のモータ電源切替回路１９から導出されている雌側コネクタ１０Ｂ’を結合する。
【００３４】
また、中継コネクタ１１の雌側コネクタ１１Ｂ（図１）を外し、雄側コネクタ１１Ａに停電時電源モジュール３００のモータ駆動回路１８から導出されている雌側コネクタ１１Ｂ’を結合する。
【００３５】
また、停電時電源モジュール３００において、端子台１５に電力線１２を接続し、この端子台１５によって中継される交流電源ＡＣを停電時電源モジュール３００の内部を通して電動アクチュエータ１００の端子台１へ送るようにする。
【００３６】
この場合、停電時電源モジュール３００と電動アクチュエータ１００とを接続するケーブル１４は、モータ電源切替回路１９からの雌側コネクタ１０Ｂ’の導出ラインと、モータ駆動回路１８からの雌側コネクタ１１Ｂ’の導出ラインと、端子台１５によって中継される交流電源ＡＣの中継ラインとから構成されるものとなる。
【００３７】
なお、この例では、電動アクチュエータ１００へ停電時電源モジュール３００を接続する場合、雌側コネクタ１０Ｂや雌側コネクタ１１Ｂを取り外すものとしたが、雌側コネクタ１０Ｂや雌側コネクタ１１Ｂを利用して、同様の結線を得るようにしてもよい。
【００３８】
停電時電源モジュール３００において、停電検出回路１６は、端子台１５によって中継される交流電源ＡＣを監視し、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じたか否かを知らせる停電検出有無信号Ｓ５を出力する。
【００３９】
停電時電源部１７は、端子台１５が中継する交流電源ＡＣを分岐入力とし当該分岐入力を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源変換部１７−１と、ＡＣ／ＤＣ電源変換部１７−１によって変換された直流電源を受けて動作する充電回路１７−２と、この充電回路１７−２によって充電されるキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）１７−３と、キャパシタ１７−３に蓄えられた電荷より電圧調整（昇圧、降圧、そのままもある）された直流電源を生成し停電時電源ＥＣとして出力する直流電源電圧調整部１７−４とから構成されている。
【００４０】
モータ駆動回路１８は、停電時電源部１７から出力される停電時電源ＥＣをエネルギー源とし、電動アクチュエータ１００における中継コネクタ１１（コネクタ通路Ｌ３）を通して送られてくる所定開度到達信号Ｓ３に基づいて、ＡＣモータ５への駆動出力Ｍ２（第２の駆動出力）を生成する。この場合、モータ駆動回路１８は、停電時電源部１７からの停電時電源（電圧調整された直流電源）ＥＣを交流化した出力として、所定開度到達信号Ｓ３の発生が確認されるまで第２の駆動出力Ｍ２を生成する。
【００４１】
モータ電源切替回路１９は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる電動アクチュエータ１００内のモータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１と、停電時電源モジュール３００内のモータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２とを入力とし、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、停電検出回路１６が交流電源ＡＣの停電を検出していない場合にはＡＣモータ５への駆動出力として第１の駆動出力Ｍ１を選択し、停電検出回路１６が交流電源ＡＣの停電を検出した場合にはＡＣモータ５への駆動出力として第２の駆動出力Ｍ２を選択する。この選択されたモータ電源切替回路１９からの駆動出力は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。
【００４２】
図５に停電時電源モジュール３００の内部の構造を示す。図５（ｂ）は停電時電源モジュール３００のカバーを開いて内部を見た図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）における端子台１５側をＡ方向から見た図、図５（ｃ）は図５（ｂ）におけるキャパシタ１７−３側をＢ方向から見た図である。停電時電源モジュール３００の内部には、大容量の停電時電源ＥＣを確保するために、多数のキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）１７−３が設けられている。
【００４３】
〔停電が生じていない場合〕
停電時電源モジュール３００におけるモータ電源切替回路１９は、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じていない場合、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる駆動出力Ｍ１（モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４４】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第１の駆動出力Ｍ１は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じていない場合、交流電源ＡＣをエネルギー源として生成される第１の駆動出力Ｍ１によって、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。
【００４５】
〔停電が生じた場合〕
停電時電源モジュール３００におけるモータ電源切替回路１９は、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じた場合、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、停電時電源モジュール３００内で生成される駆動出力Ｍ２（モータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４６】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第２の駆動出力Ｍ２は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じた場合、停電時電源ＥＣをエネルギー源とする第２の駆動出力Ｍ２によって、バルブ２００の実開度θｐｖを所定開度（この例では、全閉状態）に到達させるような制御が行われる。この場合、バルブ２００の実開度θｐｖが所定開度に到達し、所定開度到達信号Ｓ３がモータ駆動回路１８へ入力されると、モータ駆動回路１８は第２の駆動出力Ｍ２の出力を停止する。
【００４７】
〔停電が復旧した場合〕
停電時電源モジュール３００では、交流電源ＡＣに停電が生じている場合でも、停電検出回路１６での交流電源ＡＣの監視を続ける。停電検出回路１６は、交流電源ＡＣの停電が復旧すると、その旨を停電検出有無信号Ｓ５によってモータ電源切替回路１９に知らせる。
【００４８】
モータ電源切替回路１９は、停電検出回路１６から交流電源ＡＣの停電が復旧したことが知らされると、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる駆動出力Ｍ１（モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４９】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第１の駆動出力Ｍ１は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、交流電源ＡＣの停電が復旧すると、停電する前と同様に、交流電源ＡＣをエネルギー源として生成される第１の駆動出力Ｍ１によって、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。
【００５０】
このようにして、電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続すると、それまで通常の電動アクチュエータとして機能していた電動アクチュエータ１００が緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能し始める。
【００５１】
この電動アクチュエータ１００において、端子台１が本発明でいう交流電源の入力部に相当し、制御基板３が制御手段に相当し、モータ駆動回路４が第１の駆動出力生成手段に相当し、ＡＣモータ５が交流モータに相当し、ポテンショメータ８が実開度検出手段に相当する。また、停電時電源モジュール３００において、端子台１５が本発明でいう交流電源中継手段に相当し、停電検出回路１６が停電検出手段に相当し、停電時電源部１７が停電時電源手段に相当し、モータ駆動回路１８が第２の駆動出力生成手段に相当し、モータ電源切替回路１９が駆動出力選択手段に相当する。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態の停電時電源モジュール３００によれば、電動アクチュエータ１００に接続していない場合には、電動アクチュエータ１００を通常の電動アクチュエータとして機能させ、電動アクチュエータ１００に接続した場合には、電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能させることができるようになる。
【００５３】
この場合、電力線１２やケーブル１３の接続作業は必要となるが、電動アクチュエータ１００の改造は不要であり、停電時電源モジュール３００を接続するか否かで、同一構成の電動アクチュエータ１００を通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようすことができる。
【００５４】
これにより、メーカでは、２種類の電動アクチュエータを製造する必要がなくなる。また、現場において、通常の電動アクチュエータからの緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータへの変更を簡単に行うことが可能となる。
【００５５】
また、この例において、電動アクチュエータ１００は、２次電源駆動型となるため、スプリングリターン型に比べて、リターンスプリングの付勢力がない分、駆動モータの高容量化、ギアの高強度化が不要となる。また、既存配線のレイアウトに対して変更が不要であり、電力線１２や信号線１３をそのまま使用することができる。また、停電時電源モジュール３００は、任意の位置に設置可能であるため、狭所でも電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータに変更することが可能となる。
【００５６】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続する場合、電動アクチュエータ１００から停電時電源モジュール３００へ所定開度到達信号Ｓ３を送るようにしたが、所定開度到達信号Ｓ３に代えて実開度検出信号Ｓ２を送るようにしてもよい。図６に、実施の形態２として、電動アクチュエータ１００から停電時電源モジュール３００へ実開度検出信号Ｓ２を送るようにした場合の例を示す。
【００５７】
この実施の形態２では、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１１（コネクタ通路Ｌ３）を通して停電時電源モジュール３００へ実開度検出信号Ｓ２を送るようにしている。そして、停電時電源モジュール３００にリミット位置判定回路２０を設け、電動アクチュエータ１００から実開度検出信号Ｓ２として送られてくる実開度θｐｖに基づいて、バルブ２００が所定開度（この例では、全閉状態）に到達したか否かを判断させ、その判断結果を所定開度到達信号Ｓ３に代わるリミット位置判定信号Ｓ６としてモータ駆動回路１８へ送るようにしている。よって、停電時の設定開度を任意に決めることができる。
【００５８】
なお、上述した例では、中継コネクタ１０を雄側コネクタ１０Ａと雌側コネクタ１０Ｂとの分割構造とし、雌側コネクタ１０Ｂにおいてそのコネクタ通路Ｌ１，Ｌ２間をジャンパ線Ｊで接続するようにしているが、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をコネクタを介して直接つなぎ、停電時電源モジュール３００を接続する場合、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をつなぐコネクタを外し、そのコネクタ間に別途用意された配線部材を接続するなどして、図４に示したような結線を実現するようにしてもよい。この場合、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をつなぐコネクタおよびそのコネクタ間に接続される配線部材を含めた手段が本発明でいう中継手段に相当するものとなる。
【００５９】
また、上述した例では、停電時電源モジュール３００内の停電時電源部１７をキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）を用いて構成するようにしたが、リチウム電池などのような２次電池を用いるようにしてもよく、１次電池を利用しても構わない。このように、停電時電源ＥＣを生成する手段としては、１次電源、２次電池、電気二重層コンデンサ等種々のデバイスが利用でき、適宜選択して利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の停電時電源モジュールは、バルブやダンパなどの制御対象の開度を調整することにより流量制御を行う電動アクチュエータに接続される停電時電源モジュールとして、空調設備など各種の分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…端子台、２…電源回路、３…制御基板、４…モータ駆動回路、５…交流モータ（ＡＣモータ）、６…ギア列、７…出力軸、８…ポテンショメータ、９…リミットスイッチ、１０，１１…中継コネクタ、１０Ａ，１１Ａ…雄側コネクタ、１０Ｂ，１０Ｂ’，１１Ｂ，１１Ｂ’…雌側コネクタ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…コネクタ通路、Ｊ…ジャンパ線、１２…電力線、１３…信号線、１４…ケーブル、１５…端子台、１６…停電検出回路、１７…停電時電源部、１７−１…ＡＣ／ＤＣ電源変換部、１７−２…充電回路、１７−３…キャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）、１７−４…直流電源電圧調整部、１８…モータ駆動回路、１９…モータ電源切替回路、２０…リミット位置判定回路、１００…電動アクチュエータ、２００…バルブ、３００…停電時電源モジュール。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブやダンパなどの制御対象の開度を調整することにより流量制御を行う電動アクチュエータに接続して用いる停電時電源モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調設備では、その冷温水配管に設けられるバルブ、ダクト内を通って空調エリアに供給される調和空気の風量を加減するダンパなどを制御対象とし、この制御対象の開度調整を行わせるために電動アクチュエータが用いられている。
【０００３】
この種の通常の電動アクチュエータは、動作電源として交流電源が供給されるために、電動アクチュエータの内部に駆動モータとして交流モータを備え、空調用コントローラからの制御指令に応じて、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御動作を行う。このような交流電源で動作する電動アクチュエータでは、供給されている交流電源に停電が生じると、開度制御されている制御対象は停電直前の動作開度のままとなり、もはや適切な開度制御が行えなくなる。
【０００４】
そこで、電動アクチュエータに供給されている交流電源が停電となった場合に、所定開度（例えば、全閉）に強制的に動作させ、交流電源が再び通電状態に復帰するまで、その所定開度を維持するタイプの電動アクチュエータも提案され、既に存在する。以下、このタイプの電動アクチュエータを緊急遮断機能付き電動アクチュエータと呼ぶ。
【０００５】
現在、緊急遮断機能付き電動アクチュエータとしては具体的に２タイプ提案されており、１つのタイプはスプリングリターン型、もう１つのタイプは２次電源駆動型と呼ばれている。
【０００６】
〔スプリングリターン型電動アクチュエータ〕
スプリングリターン型電動アクチュエータは、電動アクチュエータの駆動軸に対して全閉状態を維持するように付勢されるリターンスプリングを搭載し、交流電源が供給されている場合はこのリターンスプリングの付勢力に抗して駆動モータを駆動させて制御対象の開度を調整し、停電が生じた場合はリターンスプリングの付勢力によって制御対象の開度を強制的に所定開度とする（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
〔２次電源駆動型電動アクチュエータ〕
一方、２次電源駆動型電動アクチュエータは、電動アクチュエータの駆動モータを直流モータとするとともに、別途、２次電池や電気二重層コンデンサ等で構成される２次電源（直流電源）を搭載し、交流電源が供給されているときは、この交流電源を直流に変換して直流モータを駆動させて制御対象の開度を調整し、停電が生じた場合には２次電源を動作電源とし、２次電源（直流電源）によって直流モータを駆動させて制御対象の開度を強制的に所定開度とする（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、このような２つのタイプの緊急遮断機能付き電動アクチュエータ同士を比較すると、スプリングリターン型電動アクチュエータは、リターンスプリングの付勢力が通常時のモータ駆動に対して抵抗として働くので、その抵抗に打ち勝つために駆動モータとしてトルクの大きなモータを使用しなければならず、電動アクチュエータの大型化・重量化・コストアップをもたらすという短所を持つ。
【０００９】
これに対して、２次電源駆動型電動アクチュエータは、スプリングリターン型のような短所を有さず、また近年、２次電源である２次電池や電気二重層コンデンサの容量の改善などもあって、有利になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７４２６９号公報
【特許文献２】特開２００８−８９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の電動アクチュエータでは、緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータと緊急遮断機能を持たない電動アクチュエータ（通常の電動アクチュエータ）とではその構造が大きく異なっているため、２種類の電動アクチュエータを製造する必要があった。
【００１２】
また、通常の電動アクチュエータを使用していたユーザが、後からその電動アクチュエータに緊急遮断機能を持たせたいと思った場合、既存の電動アクチュエータを大幅に改造するか、もしくは緊急遮断機能付き電動アクチュエータを別途購入して既存の電動アクチュエータと交換しなければならず、コストや改造・交換の手間がかかっていた。
【００１３】
例えば、通常の電動アクチュエータを２次電源駆動型の電動アクチュエータに改造する場合、通常の電動アクチュエータの駆動モータには交流モータが用いられているため、この交流モータの直流モータへの交換、制御基板の変更、緊急遮断機能を持つモジュールの追加などが必要となる。また、交換した部品は廃棄する必要がある。このように、通常の電動アクチュエータを２次電源駆動型の電動アクチュエータに改造する場合、改造に要するコストや手間が過大となる。
【００１４】
本発明は、このような課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、同一構成の電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようにすることが可能な停電時電源モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために本発明は、交流モータと、この交流モータによって駆動される制御対象の実開度を検出する実開度検出手段と、この実開度検出手段によって検出される実開度を設定開度に一致させる制御出力を生成する制御手段と、この制御手段が生成する制御出力を受けて交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を生成する第１の駆動出力生成手段と、この第１の駆動出力生成手段が生成する第１の駆動出力のエネルギー源とされる交流電源の入力部とを備えた電動アクチュエータにケーブルを介して着脱可能に接続される停電時電源モジュールに、電動アクチュエータへの交流電源を中継する交流電源中継手段と、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出する停電検出手段と、制御対象を所定開度に到達させる駆動出力を第２の駆動出力として生成する第２の駆動出力生成手段と、第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力のエネルギー源とされる停電時電源手段と、電動アクチュエータより送られてくる第１の駆動出力手段が生成する第１の駆動出力と第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力とを入力とし、停電検出手段が交流電源の停電を検出していない場合には交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を選択し、停電検出手段が交流電源の停電を検出した場合には交流モータへの駆動出力として第２の駆動出力を選択する駆動出力選択手段とを設けるようにしたものである。
【００１６】
本発明の停電時電源モジュールを電動アクチュエータに接続していない場合、その電動アクチュエータでは、電動アクチュエータ内で生成される第１の駆動出力が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御が行われる。これにより、その電動アクチュエータは通常の電動アクチュエータとして機能する。
【００１７】
本発明の停電時電源モジュールを電動アクチュエータに接続した場合、電動アクチュエータ内で生成される第１の駆動出力は、停電時電源モジュールへ送られる。停電時電源モジュールでは、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出していない場合、電動アクチュエータより送られてくる第１の駆動出力を交流モータへの駆動出力として選択し、電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出した場合、停電時電源モジュールで生成される第２の駆動出力を交流モータへの駆動出力として選択する。
【００１８】
これによって、停電が生じていない場合、停電時電源モジュールで選択される第１の駆動出力（電動アクチュエータ内で生成される駆動出力）が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を設定開度に一致させるような制御が行われる。停電が生じた場合、停電時電源モジュールで選択される第２の駆動出力（停電時電源モジュール内で生成される駆動出力）が交流モータへ送られ、制御対象の実開度を所定開度（例えば、全閉）に到達させるような制御が行われる。これにより、その電動アクチュエータは緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の停電時電源モジュールによれば、電動アクチュエータに接続していない場合には、その電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとして機能させ、電動アクチュエータに接続した場合には、その電動アクチュエータを緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能させるようにすることが可能となり、停電時電源モジュールを接続するか否かで、同一構成の電動アクチュエータを通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようにすることが可能となる
。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る停電時電源モジュールを接続する前の電動アクチュエータの要部を示すブロック図である。
【図２】この電動アクチュエータの外観図である。
【図３】この電動アクチュエータに本発明に係る停電時電源モジュールの一実施の形態（実施の形態１）を接続した状態を示す図である。
【図４】この電動アクチュエータに停電時電源モジュールを接続した場合の要部のブロック図である。
【図５】停電時電源モジュールの内部の構造を示す図である。
【図６】電動アクチュエータから停電時電源モジュールに実開度検出信号を送るようにした例（実施の形態２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る停電時電源モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
〔電動アクチュエータ〕
図１は本発明に係る停電時電源モジュールを接続する前の電動アクチュエータの要部を示すブロック図である。同図において、１００は電動アクチュエータ、２００はこの電動アクチュエータ１００によって開度が制御されるバルブ（制御対象）である。
【００２３】
電動アクチュエータ１００は、端子台１と、電源回路２と、制御基板３と、モータ駆動回路４と、交流モータ（ＡＣモータ）５と、ＡＣモータ５の駆動力を伝達するギア列６と、このギア列６の出力端としてバルブ２００の開度を調整する出力軸７と、この出力軸７の回転角度位置をバルブ２００の実開度θｐｖとして検出するポテンショメータ８と、出力軸７の所定回転角度位置への到達をバルブ２００の所定開度への到達（この例では、バルブ２００の全閉位置への到達）として検出するリミットスイッチ９と、中継コネクタ１０および１１とを備えている。
【００２４】
この電動アクチュエータ１００において、端子台１には外部からの動作電源として交流電源ＡＣが入力され、この交流電源ＡＣは電源回路２において所要の内部電源とされたうえ、制御基板３へ与えられる。また、端子台１には、空調用コントローラ（図示せず）からの制御指令として設定開度θｓｐが入力され、この入力された設定開度θｓｐが設定開度信号Ｓ１として制御基板３へ送られる。また、制御基板３には、ポテンショメータ８からのバルブ２００の実開度θｐｖが実開度検出信号Ｓ２として与えられ、リミットスイッチ９からのバルブ２００の所定開度への到達を示す信号が所定開度到達信号Ｓ３として与えられる。
【００２５】
制御基板３は、空調用コントローラからの設定開度信号Ｓ１およびポテンショメータ８からの実開度検出信号Ｓ２を受けて、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させる制御出力Ｓ４を生成し、この生成した制御出力Ｓ４をモータ駆動回路４へ送る。モータ駆動回路４は、制御基板３からの制御出力Ｓ４を受けて、ＡＣモータ５への駆動出力Ｍ１（第１の駆動出力）を生成する。
【００２６】
中継コネクタ１０は、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間に設けられており、モータ駆動回路４からの第１の駆動出力Ｍ１をＡＣモータ５へ中継する。この例において、中継コネクタ１０は雄側コネクタ１０Ａと雌側コネクタ１０Ｂとの分割構造とされており、雌側コネクタ１０Ｂにおいてそのコネクタ通路Ｌ１，Ｌ２間をジャンパ線Ｊで接続することにより、モータ駆動回路４からの第１の駆動出力Ｍ１を中継コネクタ１０を通してＡＣモータ５へ送るようにしている。
【００２７】
中継コネクタ１１は、雄側コネクタ１１Ａと雌側コネクタ１１Ｂとの分割構造とされており、雄側コネクタ１１Ａに雌側コネクタ１１Ｂを結合するのみとすることによって、リミットスイッチ９からの所定開度到達信号Ｓ３をそのコネクタ通路Ｌ３において終端させている。
【００２８】
図２にこの電動アクチュエータ１００の外観図を示す。同図において、１２は交流電源ＡＣを電動アクチュエータ１００の内部に引き込む電力線であり、１３は設定開度θｓｐを電動アクチュエータ１００の内部に引き込む信号線である。
【００２９】
この電動アクチュエータ１００では、モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１が中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１，Ｌ２）を通してＡＣモータ５へ送られることにより、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。これにより、この電動アクチュエータ１００は、通常の電動アクチュエータとして機能する。
【００３０】
〔緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして使用する場合〕
この電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして使用したい場合、図３に示すように、電動アクチュエータ１００と電力線１２との間にケーブル１４を介して停電時電源モジュール３００を接続する。
【００３１】
すなわち、電動アクチュエータ１００から電力線１２を外し、この電力線１２を停電時電源モジュール３００の入力側に接続するとともに、停電時電源モジュール３００の出力側と電動アクチュエータ１００の入力側との間をケーブル１４で接続する。
【００３２】
図４に電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続した場合の要部のブロック図を示す。停電時電源モジュール３００は、本発明に係る停電時モジュールの一実施の形態（実施の形態１）であり、端子台１５と、停電検出回路１６と、停電時電源部１７と、モータ駆動回路１８と、モータ電源切替回路１９とを備えている。
【００３３】
この停電時電源モジュール３００を電動アクチュエータ１００に接続する場合、電動アクチュエータ１００では、中継コネクタ１０の雌側コネクタ１０Ｂ（図１）を外し、雄側コネクタ１０Ａに停電時電源モジュール３００のモータ電源切替回路１９から導出されている雌側コネクタ１０Ｂ’を結合する。
【００３４】
また、中継コネクタ１１の雌側コネクタ１１Ｂ（図１）を外し、雄側コネクタ１１Ａに停電時電源モジュール３００のモータ駆動回路１８から導出されている雌側コネクタ１１Ｂ’を結合する。
【００３５】
また、停電時電源モジュール３００において、端子台１５に電力線１２を接続し、この端子台１５によって中継される交流電源ＡＣを停電時電源モジュール３００の内部を通して電動アクチュエータ１００の端子台１へ送るようにする。
【００３６】
この場合、停電時電源モジュール３００と電動アクチュエータ１００とを接続するケーブル１４は、モータ電源切替回路１９からの雌側コネクタ１０Ｂ’の導出ラインと、モータ駆動回路１８からの雌側コネクタ１１Ｂ’の導出ラインと、端子台１５によって中継される交流電源ＡＣの中継ラインとから構成されるものとなる。
【００３７】
なお、この例では、電動アクチュエータ１００へ停電時電源モジュール３００を接続する場合、雌側コネクタ１０Ｂや雌側コネクタ１１Ｂを取り外すものとしたが、雌側コネクタ１０Ｂや雌側コネクタ１１Ｂを利用して、同様の結線を得るようにしてもよい。
【００３８】
停電時電源モジュール３００において、停電検出回路１６は、端子台１５によって中継される交流電源ＡＣを監視し、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じたか否かを知らせる停電検出有無信号Ｓ５を出力する。
【００３９】
停電時電源部１７は、端子台１５が中継する交流電源ＡＣを分岐入力とし当該分岐入力を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源変換部１７−１と、ＡＣ／ＤＣ電源変換部１７−１によって変換された直流電源を受けて動作する充電回路１７−２と、この充電回路１７−２によって充電されるキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）１７−３と、キャパシタ１７−３に蓄えられた電荷より電圧調整（昇圧、降圧、そのままもある）された直流電源を生成し停電時電源ＥＣとして出力する直流電源電圧調整部１７−４とから構成されている。
【００４０】
モータ駆動回路１８は、停電時電源部１７から出力される停電時電源ＥＣをエネルギー源とし、電動アクチュエータ１００における中継コネクタ１１（コネクタ通路Ｌ３）を通して送られてくる所定開度到達信号Ｓ３に基づいて、ＡＣモータ５への駆動出力Ｍ２（第２の駆動出力）を生成する。この場合、モータ駆動回路１８は、停電時電源部１７からの停電時電源（電圧調整された直流電源）ＥＣを交流化した出力として、所定開度到達信号Ｓ３の発生が確認されるまで第２の駆動出力Ｍ２を生成する。
【００４１】
モータ電源切替回路１９は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる電動アクチュエータ１００内のモータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１と、停電時電源モジュール３００内のモータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２とを入力とし、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、停電検出回路１６が交流電源ＡＣの停電を検出していない場合にはＡＣモータ５への駆動出力として第１の駆動出力Ｍ１を選択し、停電検出回路１６が交流電源ＡＣの停電を検出した場合にはＡＣモータ５への駆動出力として第２の駆動出力Ｍ２を選択する。この選択されたモータ電源切替回路１９からの駆動出力は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。
【００４２】
図５に停電時電源モジュール３００の内部の構造を示す。図５（ｂ）は停電時電源モジュール３００のカバーを開いて内部を見た図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）における端子台１５側をＡ方向から見た図、図５（ｃ）は図５（ｂ）におけるキャパシタ１７−３側をＢ方向から見た図である。停電時電源モジュール３００の内部には、大容量の停電時電源ＥＣを確保するために、多数のキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）１７−３が設けられている。
【００４３】
〔停電が生じていない場合〕
停電時電源モジュール３００におけるモータ電源切替回路１９は、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じていない場合、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる駆動出力Ｍ１（モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４４】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第１の駆動出力Ｍ１は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じていない場合、交流電源ＡＣをエネルギー源として生成される第１の駆動出力Ｍ１によって、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。
【００４５】
〔停電が生じた場合〕
停電時電源モジュール３００におけるモータ電源切替回路１９は、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じた場合、停電検出回路１６からの停電検出有無信号Ｓ５に基づき、停電時電源モジュール３００内で生成される駆動出力Ｍ２（モータ駆動回路１８が生成する第２の駆動出力Ｍ２）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４６】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第２の駆動出力Ｍ２は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、電動アクチュエータ１００への交流電源ＡＣに停電が生じた場合、停電時電源ＥＣをエネルギー源とする第２の駆動出力Ｍ２によって、バルブ２００の実開度θｐｖを所定開度（この例では、全閉状態）に到達させるような制御が行われる。この場合、バルブ２００の実開度θｐｖが所定開度に到達し、所定開度到達信号Ｓ３がモータ駆動回路１８へ入力されると、モータ駆動回路１８は第２の駆動出力Ｍ２の出力を停止する。
【００４７】
〔停電が復旧した場合〕
停電時電源モジュール３００では、交流電源ＡＣに停電が生じている場合でも、停電検出回路１６での交流電源ＡＣの監視を続ける。停電検出回路１６は、交流電源ＡＣの停電が復旧すると、その旨を停電検出有無信号Ｓ５によってモータ電源切替回路１９に知らせる。
【００４８】
モータ電源切替回路１９は、停電検出回路１６から交流電源ＡＣの停電が復旧したことが知らされると、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ１）を通して送られてくる駆動出力Ｍ１（モータ駆動回路４が生成する第１の駆動出力Ｍ１）をＡＣモータ５への駆動出力として選択する。
【００４９】
この選択されたモータ電源切替回路１９からの第１の駆動出力Ｍ１は、中継コネクタ１０（コネクタ通路Ｌ２）を通して、電動アクチュエータ１００内のＡＣモータ５へ送られる。これにより、交流電源ＡＣの停電が復旧すると、停電する前と同様に、交流電源ＡＣをエネルギー源として生成される第１の駆動出力Ｍ１によって、バルブ２００の実開度θｐｖを設定開度θｓｐに一致させるような制御が行われる。
【００５０】
このようにして、電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続すると、それまで通常の電動アクチュエータとして機能していた電動アクチュエータ１００が緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能し始める。
【００５１】
この電動アクチュエータ１００において、端子台１が本発明でいう交流電源の入力部に相当し、制御基板３が制御手段に相当し、モータ駆動回路４が第１の駆動出力生成手段に相当し、ＡＣモータ５が交流モータに相当し、ポテンショメータ８が実開度検出手段に相当する。また、停電時電源モジュール３００において、端子台１５が本発明でいう交流電源中継手段に相当し、停電検出回路１６が停電検出手段に相当し、停電時電源部１７が停電時電源手段に相当し、モータ駆動回路１８が第２の駆動出力生成手段に相当し、モータ電源切替回路１９が駆動出力選択手段に相当する。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態の停電時電源モジュール３００によれば、電動アクチュエータ１００に接続していない場合には、電動アクチュエータ１００を通常の電動アクチュエータとして機能させ、電動アクチュエータ１００に接続した場合には、電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとして機能させることができるようになる。
【００５３】
この場合、電力線１２やケーブル１３の接続作業は必要となるが、電動アクチュエータ１００の改造は不要であり、停電時電源モジュール３００を接続するか否かで、同一構成の電動アクチュエータ１００を通常の電動アクチュエータとしても緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータとしても使用できるようすことができる。
【００５４】
これにより、メーカでは、２種類の電動アクチュエータを製造する必要がなくなる。また、現場において、通常の電動アクチュエータからの緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータへの変更を簡単に行うことが可能となる。
【００５５】
また、この例において、電動アクチュエータ１００は、２次電源駆動型となるため、スプリングリターン型に比べて、リターンスプリングの付勢力がない分、駆動モータの高容量化、ギアの高強度化が不要となる。また、既存配線のレイアウトに対して変更が不要であり、電力線１２や信号線１３をそのまま使用することができる。また、停電時電源モジュール３００は、任意の位置に設置可能であるため、狭所でも電動アクチュエータ１００を緊急遮断機能を持つ電動アクチュエータに変更することが可能となる。
【００５６】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、電動アクチュエータ１００に停電時電源モジュール３００を接続する場合、電動アクチュエータ１００から停電時電源モジュール３００へ所定開度到達信号Ｓ３を送るようにしたが、所定開度到達信号Ｓ３に代えて実開度検出信号Ｓ２を送るようにしてもよい。図６に、実施の形態２として、電動アクチュエータ１００から停電時電源モジュール３００へ実開度検出信号Ｓ２を送るようにした場合の例を示す。
【００５７】
この実施の形態２では、電動アクチュエータ１００から中継コネクタ１１（コネクタ通路Ｌ３）を通して停電時電源モジュール３００へ実開度検出信号Ｓ２を送るようにしている。そして、停電時電源モジュール３００にリミット位置判定回路２０を設け、電動アクチュエータ１００から実開度検出信号Ｓ２として送られてくる実開度θｐｖに基づいて、バルブ２００が所定開度（この例では、全閉状態）に到達したか否かを判断させ、その判断結果を所定開度到達信号Ｓ３に代わるリミット位置判定信号Ｓ６としてモータ駆動回路１８へ送るようにしている。よって、停電時の設定開度を任意に決めることができる。
【００５８】
なお、上述した例では、中継コネクタ１０を雄側コネクタ１０Ａと雌側コネクタ１０Ｂとの分割構造とし、雌側コネクタ１０Ｂにおいてそのコネクタ通路Ｌ１，Ｌ２間をジャンパ線Ｊで接続するようにしているが、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をコネクタを介して直接つなぎ、停電時電源モジュール３００を接続する場合、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をつなぐコネクタを外し、そのコネクタ間に別途用意された配線部材を接続するなどして、図４に示したような結線を実現するようにしてもよい。この場合、モータ駆動回路４とＡＣモータ５との間をつなぐコネクタおよびそのコネクタ間に接続される配線部材を含めた手段が本発明でいう中継手段に相当するものとなる。
【００５９】
また、上述した例では、停電時電源モジュール３００内の停電時電源部１７をキャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）を用いて構成するようにしたが、リチウム電池などのような２次電池を用いるようにしてもよく、１次電池を利用しても構わない。このように、停電時電源ＥＣを生成する手段としては、１次電源、２次電池、電気二重層コンデンサ等種々のデバイスが利用でき、適宜選択して利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の停電時電源モジュールは、バルブやダンパなどの制御対象の開度を調整することにより流量制御を行う電動アクチュエータに接続される停電時電源モジュールとして、空調設備など各種の分野で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…端子台、２…電源回路、３…制御基板、４…モータ駆動回路、５…交流モータ（ＡＣモータ）、６…ギア列、７…出力軸、８…ポテンショメータ、９…リミットスイッチ、１０，１１…中継コネクタ、１０Ａ，１１Ａ…雄側コネクタ、１０Ｂ，１０Ｂ’，１１Ｂ，１１Ｂ’…雌側コネクタ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…コネクタ通路、Ｊ…ジャンパ線、１２…電力線、１３…信号線、１４…ケーブル、１５…端子台、１６…停電検出回路、１７…停電時電源部、１７−１…ＡＣ／ＤＣ電源変換部、１７−２…充電回路、１７−３…キャパシタ（電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ）、１７−４…直流電源電圧調整部、１８…モータ駆動回路、１９…モータ電源切替回路、２０…リミット位置判定回路、１００…電動アクチュエータ、２００…バルブ、３００…停電時電源モジュール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータと、この交流モータによって駆動される制御対象の実開度を検出する実開度検出手段と、この実開度検出手段によって検出される実開度を設定開度に一致させる制御出力を生成する制御手段と、この制御手段が生成する制御出力を受けて前記交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を生成する第１の駆動出力生成手段と、この第１の駆動出力生成手段が生成する第１の駆動出力のエネルギー源とされる交流電源の入力部とを備えた電動アクチュエータにケーブルを介して着脱可能に接続される停電時電源モジュールであって、
前記電動アクチュエータへの交流電源を中継する交流電源中継手段と、
前記電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記制御対象を所定開度に到達させる駆動出力を第２の駆動出力として生成する第２の駆動出力生成手段と、
前記第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力のエネルギー源とされる停電時電源手段と、
前記電動アクチュエータより送られてくる前記第１の駆動出力手段が生成する第１の駆動出力と前記第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力とを入力とし、前記停電検出手段が前記交流電源の停電を検出していない場合には前記交流モータへの駆動出力として前記第１の駆動出力を選択し、前記停電検出手段が前記交流電源の停電を検出した場合には前記交流モータへの駆動出力として前記第２の駆動出力を選択する駆動出力選択手段と
を備えることを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記停電時電源手段は、停電時電源として直流電源を出力し、
前記第２の駆動出力生成手段は、前記停電時電源手段が出力する停電時電源を交流化した出力として前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記停電時電源手段は、
前記交流電源中継手段が中継する交流電源を分岐入力とし当該分岐入力を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源変換手段と、
前記ＡＣ／ＤＣ電源変換手段によって変換された直流電源より得られる電荷を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段に蓄えられた電荷より電圧調整した直流電源を生成し停電時電源として出力する直流電源電圧調整手段と
を備えることを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記第２の駆動出力生成手段は、
前記電動アクチュエータから通知される前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かの知らせに基づいて前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記電動アクチュエータから通知される前記制御対象の実開度に基づいて前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かを判断する所定開度到達判断手段を備え、
前記第２の駆動出力生成手段は、
前記所定開度到達判断手段での前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かの判断結果に基づいて前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項１】
交流モータと、この交流モータによって駆動される制御対象の実開度を検出する実開度検出手段と、この実開度検出手段によって検出される実開度を設定開度に一致させる制御出力を生成する制御手段と、この制御手段が生成する制御出力を受けて前記交流モータへの駆動出力として第１の駆動出力を生成する第１の駆動出力生成手段と、この第１の駆動出力生成手段が生成する第１の駆動出力のエネルギー源とされる交流電源の入力部とを備えた電動アクチュエータにケーブルを介して着脱可能に接続される停電時電源モジュールであって、
前記電動アクチュエータへの交流電源を中継する交流電源中継手段と、
前記電動アクチュエータへの交流電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記制御対象を所定開度に到達させる駆動出力を第２の駆動出力として生成する第２の駆動出力生成手段と、
前記第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力のエネルギー源とされる停電時電源手段と、
前記電動アクチュエータより送られてくる前記第１の駆動出力手段が生成する第１の駆動出力と前記第２の駆動出力生成手段が生成する第２の駆動出力とを入力とし、前記停電検出手段が前記交流電源の停電を検出していない場合には前記交流モータへの駆動出力として前記第１の駆動出力を選択し、前記停電検出手段が前記交流電源の停電を検出した場合には前記交流モータへの駆動出力として前記第２の駆動出力を選択する駆動出力選択手段と
を備えることを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記停電時電源手段は、停電時電源として直流電源を出力し、
前記第２の駆動出力生成手段は、前記停電時電源手段が出力する停電時電源を交流化した出力として前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記停電時電源手段は、
前記交流電源中継手段が中継する交流電源を分岐入力とし当該分岐入力を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源変換手段と、
前記ＡＣ／ＤＣ電源変換手段によって変換された直流電源より得られる電荷を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段に蓄えられた電荷より電圧調整した直流電源を生成し停電時電源として出力する直流電源電圧調整手段と
を備えることを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記第２の駆動出力生成手段は、
前記電動アクチュエータから通知される前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かの知らせに基づいて前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載された停電時電源モジュールにおいて、
前記電動アクチュエータから通知される前記制御対象の実開度に基づいて前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かを判断する所定開度到達判断手段を備え、
前記第２の駆動出力生成手段は、
前記所定開度到達判断手段での前記制御対象が前記所定開度に到達したか否かの判断結果に基づいて前記第２の駆動出力を生成する
ことを特徴とする停電時電源モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８８５７５（Ｐ２０１１−１８８５７５Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８７７３（Ｐ２０１０−４８７７３）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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