電動緊急遮断弁
【課題】シンプルな構造で緊急遮断弁の開度を変えられるようにする。
【解決手段】弁の開閉機構を出力軸２０とモータ２１とを接続する伝達機構にバネ２３を設けただけの簡素化した構造として、弁の開度は、モータ２１と電磁クラッチブレーキ２７を駆動回路がコントロールする。駆動回路にモータ電流を検出する電流検出リレーを設ける。電流検出リレーは、モータ電流を検出すると、弁を係止する電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流の供給を遮断して弁を解放し、モータ２１の作動によってバネ２３を巻き締めあるいは伸長しながら開度を変えられるようにする。一方、モータ電流が検出されないと、電磁クラッチブレーキ２７へ駆動電流を供給して電磁クラッチブレーキ２７の作動によって弁の開度を保持する。また、停電時は、電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流が消失することにより、バネ２３の伸長力でもって弁を緊急遮断する。
【解決手段】弁の開閉機構を出力軸２０とモータ２１とを接続する伝達機構にバネ２３を設けただけの簡素化した構造として、弁の開度は、モータ２１と電磁クラッチブレーキ２７を駆動回路がコントロールする。駆動回路にモータ電流を検出する電流検出リレーを設ける。電流検出リレーは、モータ電流を検出すると、弁を係止する電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流の供給を遮断して弁を解放し、モータ２１の作動によってバネ２３を巻き締めあるいは伸長しながら開度を変えられるようにする。一方、モータ電流が検出されないと、電磁クラッチブレーキ２７へ駆動電流を供給して電磁クラッチブレーキ２７の作動によって弁の開度を保持する。また、停電時は、電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流が消失することにより、バネ２３の伸長力でもって弁を緊急遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弁の開度を変えられるようにした電動緊急遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弁の開度を変えられる遮断弁として、例えば、特許文献１に示す４線式配線（交流入力端子と開入力端子及び閉入力端子）のものがある。この遮断弁（カバーケースを外してある）は、図５に示すように、弁１を一端に取り付ける出力軸２の他端に減速ギヤ３を介して開閉用モータ４と歯合する駆動ギヤ５を取り付けてある。また、前記出力軸２には、図６に示すように、弁１と駆動ギヤ５間に太陽ギヤ６を取り付けたスリーブ７が挿通され、そのスリーブ７の下部に取り付けた太陽ギヤ６の周囲に遊星ギヤ８を配置してある。さらに、その遊星ギヤ８の外側に、リングの内側に歯の形成されたインターナルギヤ９を嵌めることにより遊星機構１０を形成するとともに、スリーブ７の下方に鍔状の支持板１１を設けて前記遊星機構１０を支持するようにしてある。
一方、スリーブ７の上部には、円形のプレート１２と扇形ギヤ１３が取り付けられている。扇形ギヤ１３は、扇形の周に歯が形成されたもので、図６のように、円形プレート１２の上に取り付けられており、取り付けた扇形ギヤ１３の一側が円形プレート１２に設けたピン１４と接するようになっている。また、この円形プレート１２と支持板１１とは、遊星ギヤ８を挿通する連結軸１５で連結されており、円形プレート１２上の扇形ギヤ１３は、ゼンマイバネ１６に取り付けられた巻き上げギヤ１７と歯合している。この巻き上げギヤ１７は、減速ギヤ１８を介してバネ巻き上げモータ１９のピニオンギヤと歯合する。
【０００３】
このように構成される遮断弁では、扇形ギヤ１３が円形プレート１２のピン１４と接した状態で、バネ巻き上げモータ１９を作動してゼンマイバネ１６を巻き上げ（巻き締め）ると、扇形ギヤ１３が図６の矢印のように左回りに回転し、ピン１４から離れた状態で保持される。このとき、バネ巻き上げモータ１９は通電状態を維持する。
この状態で、開閉用モータ４を作動して、太陽ギヤ６が、図６の破線矢印のように左回りに回転すると、各遊星ギヤ８は、右回りに自転しながら左回りに公転する。このとき、遊星ギヤ８と連結軸１５で連結された円形プレート１２と出力軸２は一体となって左回りに回転するため、弁１は開放されることになり、開閉用モータ４を逆回転させれば、弁１を閉じることができるのである。
一方、緊急時に電源が遮断されると、バネ巻き上げモータ１９がオフとなり、ゼンマイバネ１６が解放されて巻き戻り、巻き上げギヤ１７、減速ギヤ１８、巻き上げモータ１９が巻き上げ時と逆方向に回転するとともに、巻き上げギヤ１７と歯合する扇形ギヤ１３が、図５の矢印と逆に右回りに回転して円形プレート１２のピン１４を押す。そのため、ピン１４が押された前記プレート１２は左回りに回転するため、前記プレート１２と連結された各遊星ギヤ８は、左回りに自転しながら右回りに公転することになる。
その結果、太陽ギヤ６が回転して出力軸２を右回りに回転して弁１を閉じることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の緊急遮断弁では、遊星機構を使用して弁の開度を変えられるようにしたため構造が複雑である。そのため、機構が複雑になる分、故障する確率も高く、それを防止するために組み立て作業も難しい。また、組み立て管理する箇所も多くなり、高コストであるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、遊星機構のような複雑な構造を採用することなく、シンプルな構造で開度を変えられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明では、弁を接続した出力軸と可逆モータを複数のギヤを組み合わせた伝達機構を介して連結し、前記弁を閉じる方向へ付勢するバネと制動用の電磁ブレーキを設け、前記モータを作動して弁を開放しながらバネを巻き締めたのち電磁ブレーキを作動させるようにした遮断弁本体と、駆動回路から成り、前記駆動回路にモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段が、モータ電流を検出すると、前記電磁ブレーキと前記ブレーキへ駆動電流を供給する電源回路との接続を開（ＯＦＦ）にし、一方、モータ電流が検出されないと、前記電磁ブレーキと電源回路との接続を閉じる（ＯＮ）とともに、前記電源回路が緊急時の停電で停止した際、電磁ブレーキが解放状態となる構成を採用したのである。
【０００８】
このような構成を採用することにより、弁の開度を調整するためにモータへ通電すると、その通電によるモータ電流をモータ電流検出手段が検出して、電源回路から電磁ブレーキへの駆動電流をオフにする。そのため、弁を保持していた電磁ブレーキは解放状態となり、解放された弁はモータの作動によってバネを巻き締め、あるいは巻き締めたバネを伸長しながら開度を変更することができる。そして、所定の開度に達してモータへの通電を停止すると、モータ電流検出手段は、モータ電流が検出されなくなるため、電源回路からの電磁ブレーキへの駆動電流をオンにする。したがって、駆動電流が供給された電磁ブレーキは作動して所定の開度を保持することができる。
このとき、停電により、電源回路から電磁ブレーキへの駆動電流が消失すると、電磁ブレーキは解放状態になる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じられる。
【０００９】
このとき、上記モータ電流検出手段が、複数のダイオードを順方向にして直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして並列に接続し、モータ電流の供給路に挿入される並列回路で構成される電流検出部と、フォトカプラの発光素子の入出力端子を前記並列回路の両端に接続し、受光素子側入出力端子を介して電磁ブレーキへ電流を供給するようにしたスイッチ部とからなる構成を採用することができる。
【００１０】
このように構成することにより、電流検出部の並列回路を構成する直列回路は、供給路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。そのため、この電位差を電源として、並列回路の両端に接続されたスイッチ部のフォトカプラの発光素子を作動する。そして、その発光素子の作動によって、受光素子側入出力端子をオフにすることにより、電磁ブレーキを電源供給路からの電流供給が断たれた解放状態として、モータにより弁の開閉ができるようにする。
一方、モータ電流が断たれると（ダイオード数×飽和電圧より低くなると）、並列回路の電位差がゼロとなるため、フォトカプラの発光素子が消灯し、受光素子側の入出力端子をオンにする。こうすることにより、電磁ブレーキに電流が供給されて弁の位置を保持することができる。
また、この保持した状態で停電になると、電磁ブレーキは、電流供給が断たれるため解放状態となる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じられる。
【００１１】
また、このとき、上記弁が閉じたことを検出する全閉センサと、弁が開放したことを検出する全開センサを設け、前記全閉センサは弁が閉じるとモータ電流の供給路をオフとし、弁が開き始めるとモータ電流の供給路をオンとし、一方、前記全開センサは弁が開放するとモータ電流の供給路をオフとし、弁が閉じ始めるとモータ電流の供給路をオンとする構成を採用することができる。
【００１２】
このような構成を採用することにより、モータを作動して弁が全開位置に達すると、その状態を全開センサが検出してモータ電流の供給路をオフとする。このため、そのモータ電流のオフをモータ電流検出手段が検出して電磁ブレーキが作動することにより、全開位置を保持する。
一方、モータを作動して弁が全閉位置に達すると、その状態を全閉センサが検出してモータ電流の供給路をオフとする。このため、そのモータ電流のオフをモータ電流検出手段が検出して電磁ブレーキを作動することにより、全閉位置を保持する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、上記のように構成したことにより、シンプルな構造で緊急遮断弁の開度を変えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の斜視図
【図２】実施形態の回路図
【図３】（ａ）作用説明図、（ｂ）作用説明図、（ｃ）作用説明図
【図４】実施例１の回路図
【図５】従来例の斜視図
【図６】図５の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この形態の電動緊急遮断弁は、遮断弁本体と駆動回路とから成っている。
【００１６】
遮断弁本体は、図１に示すように、先端に弁（図示せず）の取り付けられる出力軸２０と開閉モータ（以下、モータ）２１を複数のギヤを組み合わせた伝達機構２２を介して接続し、前記伝達機構２２に付勢用のバネ（例えば、ゼンマイバネ）２３を取り付ける構造となっている。
【００１７】
すなわち、出力軸２０は、平歯車が取り付けられ、先端に弁を取り付ける構成となっている。また、出力軸２０の後端には、２個のカムを９０度の位相差でもって取り付け、そのカムに、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１と全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２の２つのマイクロスイッチを取り付けて、弁の開閉を検出できるようにしてある。
ここでは、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１と全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２に常閉接点（ｂ接点）タイプのものを使用しており、常時はオンで弁の開放（または閉鎖）時にオフとなる。
【００１８】
モータ２１は交流レバーシブルモータのモータ軸にギヤヘッド２６を取り付けたものに、制動用の電磁クラッチブレーキ２７を搭載したもので、前記クラッチブレーキ２７でモータ軸をスライドさせてピニオンギヤを取り付けたギヤヘッド２６を伝達機構２２に係合したり、モータ軸を固定して伝達機構２２に接続した弁をロックしたりできるようになっている。
なお、この形態では、モータ２１に交流レバーシブルモータを採用したが、モータ２１は、交流レバーシブルモータに限定されるものではない。後述のように電流検出リレーＤＴＲを変更することで、直流モータを使用することが可能である。
伝達機構２２は、ピッチの異なる伝達ギヤを組み合わせて、所要のトルクが得られるようになっており、先に述べたバネ２３を出力軸２０と係合する伝達歯車に取り付け、弁が閉じる方向に付勢するようになっている。
【００１９】
この遮断弁では、モータ２１を作動して弁を開放状態にすると、伝達機構のバネも巻き取られる（巻き締める）。また、巻き取られたバネは、後述するように、電磁クラッチブレーキ２７を解放すると、伸長して弁を閉鎖状態にする。
【００２０】
駆動回路は、図２に示すように、モータ電流検出手段としての電流検出リレーＤＴＲ、開方向制御リレーＲ１、閉方向制御リレーＲ２、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２、整流回路３３で構成されており、開指令スイッチ接続端子Ｔ１、閉指令スイッチ接続端子Ｔ２及び電源接続端子Ｔ３、Ｔ４の４線式入力となっている。
【００２１】
開指令スイッチ接続端子Ｔ１は、開方向制御リレー接点ｒ１を介してモータ２１の開入力端子４０と接続されている。一方、閉指令スイッチ接続端子Ｔ２は、閉方向制御リレー接点ｒ２を介してモータ２１の閉入力端子４１と接続されている。
また、前記モータ２１の主コイルと補助コイルの共通端子４２は、電流検出リレーＤＴＲを介して電源接続端子Ｔ３、Ｔ４の一方Ｔ３と接続されている。
【００２２】
電流検出リレーＤＴＲは、ここでは、常閉接点出力を有する機械式リレーを採用しており、電流を検出すると（電流がコイルに流れると）接点「開」となって出力がオフになり、電流が検出されないと（電流がコイルに流れないと）接点「閉」となって出力はオンになる。
また、この電流検出リレーＤＴＲと接続された一方の電源接続端子Ｔ３と、残りの端子Ｔ４は、整流回路３３と接続されている。
整流回路３３は、ここでは、電源トランス、ブリッジ整流器及びブロックコンデンサで構成した全波整流回路となっている
この整流回路３３には、３つの回路が並列に接続されている。
すなわち、閉方向制御リレーＲ２と全閉位置設定マイクロスイッチ（常閉「ｂ」接点）ＬＳ２を直列に接続した第１の直列回路４５と、開方向制御リレーＲ１と全開位置設定マイクロスイッチ（常閉「ｂ」接点）ＬＳ１を直列に接続した第２の直列回路４６及び電磁クラッチブレーキ回路２７が並列に接続されており、前記第２の直列回路４６と電磁クラッチブレーキ回路２７間に、電流検出リレー接点４７を配した構成となっている。
【００２３】
また、図２のように、駆動回路の４線式入力の開指令スイッチ接続端子Ｔ１と閉指令スイッチ接続端子Ｔ２には、操作スイッチ５０を接続する。操作スイッチ５０は、中間オフ付の切り替え接点スイッチ（例えば、３接点のロータリースイッチの中間接点をフリー接続としたものでも可）で、前記スイッチ５０の入出力端子を開指令スイッチ接続端子Ｔ１と閉指令スイッチ接続端子Ｔ２に接続し、前記操作スイッチ５０の共通接点を交流電源のもう一方の端子Ｔ４と接続する。
【００２４】
このように構成される電動緊急遮断弁では、電源投入前は、弁は閉の位置にある。そのため、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフとなり、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンになっている。
【００２５】
いま、電源接続端子Ｔ３、Ｔ４に交流電源を接続し、電源を投入すると、電動緊急遮断弁は、操作スイッチ５０によって以下のように動作する。
（１）電源投入直後の初期の状態、
操作スイッチ５０のポジションが「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のどちらでもなく、図２のように、中間オフのポジションにある場合。
この場合、電源投入直後の弁は、閉じた状態なので図２に示すように、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態に保持される。
一方、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２がオフになって、閉方向制御リレー接点ｒ２もオフ（「開」）状態である。
このとき、操作スイッチ５０は、中間オフのポジションなので、「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２のいずれの端子Ｔ１、Ｔ２にも交流電源からの電力は供給されずモータ電流は流れない。したがって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなり、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）状態となるため、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全閉状態に保持される。
【００２６】
（２）弁を全閉から全開放する場合（操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側へ操作する。）、
この場合、全閉状態の各接点のポジションは、図２に示すように、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態に保持されている。また、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２がオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態となっている。
そのため、開方向制御リレー接点ｒ１を介して交流電源からモータ２１の開入力端子４０へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれる。そのため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもって開弁方向へバネ２３を巻き締めながら回動する。
このとき、モータ２１が回動を開始すると、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「閉」でオフとなり、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態を保持する。
そして、回動する弁が全開位置に達すると、図３（ａ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「開」となってオフとなり、開方向制御リレーＲ１はオフとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態になる。そのため、モータ２１への給電が遮断されモータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全開状態で保持される。
【００２７】
（３）弁を全開放から全閉鎖する場合、
操作スイッチ５０のポジションを「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側へ操作する。
この場合、弁が全開状態の各接点のポジションは、図３（ａ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「開」でオンであり、開方向制御リレーＲ１はオフであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態である。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「閉」でオフであり、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態である。
そのため、操作スイッチ５０を「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側に操作すると、閉方向制御リレー接点ｒ２を介して交流電源からモータ２１の閉入力端子４１へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の保持から解放された弁は、モータ２１の作動により、閉弁方向へバネ２３を伸長しながら回動する。
そして、回動する弁が全閉位置に達すると、図３（ｂ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」となってオフとなり、開方向制御リレーＲ１はオンとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態になる。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」となってオンとなり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態になる。
したがって、モータ２１への給電が遮断されてモータ電流が流れなくなるため、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が行われ、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全閉状態で保持される。
【００２８】
（４）弁を所要の開度（中間位置）で保持する場合、
操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作して、所要の開度になったところで、中間オフのポジションに操作する。
例えば、全閉状態から操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側に操作して、所要の開度になったところで、中間オフのポジションに操作する場合を考える。
この場合、全閉状態での各接点のポジションは、図３（ｂ）に示すように、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（閉）状態である。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態となっている。
そのため、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側に操作すると、開方向制御リレー接点ｒ１を介して交流電源からモータ２１の開入力端子４０へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもって開弁方向へバネ２３を巻き締めながら回動する。
このとき、モータ２１が回動を開始すると、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」となってオフとなるため、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態になる。
この状態で、操作スイッチ５０のポジションを所要の開度になったところで中間オフのポジションに操作する。すると、図３（ｃ）のように、モータ２１への給電がストップするため、モータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、作動した電磁クラッチブレーキ２７により弁は所要の開度で保持される。
さらに、開度を変える場合は、図３（ｃ）のように、開方向制御リレーＲ１の接点ｒ１と閉方向制御リレーＲ２の接点ｒ２がオン（「閉」）となっているので、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作すればモータ２１に電流を流すことができる。このようにモータ電流が流れると、電流検出リレーＤＴＲがオンとなり、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となって、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもってバネ２３を巻き締めながら、あるいは伸長しながら弁の開度を変えることができる。
そして、弁の開度が所要の位置になったところで、操作スイッチ５０のポジションを中間オフのポジションに操作すると、モータ２１への給電がストップし、モータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲがオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、作動した電磁クラッチブレーキ２７により、弁は所要の開度で保持される。
また、この状態から、弁を全開状態あるいは全閉状態にする場合は、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作すればよい。このように操作すれば、モータ電流が流れて、電流検出リレーＤＴＲがオンとなり、電流検出リレー接点４７がオフ（「開」）状態となって、電磁クラッチブレーキ２７への給電を断つことができるため、モータ２１の作動でもってバネ２３を巻き締めながら、あるいは伸長しながら、弁を全開状態あるいは全閉状態にすることができる。
その際、全開の場合は、弁が全開になった時点で、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１が接点「開」となってオンとなり、開方向制御リレーＲ１はオフになるため、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態に保持される。また、全閉の場合は、弁が全閉になった時点で、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２が接点「開」となってオンとなり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレーＲ２の接点ｒ２はオン（「開」）状態に保持される。
このように、弁の開度を自在に変えられるのである。
【００２９】
（５）停電時
弁を全開放で保持している場合、または、弁を所要の開度（中間位置）で保持している場合において、緊急事態により停電が発生し、整流回路３３から電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流が消失すると、電磁クラッチブレーキ２７が解放状態になって、所定の開度に応じて巻き締められたバネ２３の伸長力により弁は閉じられる。
このとき、閉鎖された弁には、流体に抗するためバネ圧で押されることが必要であり、このようなバネ圧が弁を閉じた際に発生できるようにバネ２３の巻き締め量を設定する必要があることは当然である。
【００３０】
このように、弁の開閉機構を出力軸２０とモータ２１とを接続する伝達機構２２にバネ２３を設けただけの簡素化した構造として、弁の開閉位置は、電磁クラッチブレーキを駆動回路がコントロールすることによって保持できるようにし、かつ、停電時に電磁クラッチブレーキ２７が開放（フリー）することで、バネ２３の伸長力でもって弁を緊急遮断できるようにしたのである。
その結果、緊急遮断弁の部品点数及び組み立て工数の削減が可能となり、コストダウンが図れる。
また、機構部分の組み立て管理する箇所が少なくなり、故障の確率も低くできる。
また、設置や点検の後にわざわざバネ２３を巻き上げてセットする必要がなく、即開閉動作が可能である。そのため、バネ巻き上げ完了検出用のスイッチも必要ない。
【実施例１】
【００３１】
この実施例１は、電流検出リレーＤＴＲの一つの例を示すものである。
この実施例１の前記電流検出リレーＤＴＲは、図４に示すように、電流検出部６０とスイッチ部６１とで構成されている。
電流検出部６０は、複数のダイオードＤを順方向にして直列に接続した直列回路６２を互いに極性が逆になるようにして並列に接続したもので、前記並列回路６３をモータ電流路に挿入する。
こうすることにより、前記並列回路６３は、モータ電流路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。このとき、上記のようなダイオードＤを直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして接続した並列回路としたことにより、供給路に流れるモータ電流は、交流、直流、モータの反転に関わらず検出できる。
一方、スイッチ部６１は、フォトカプラ６４を使用したもので、フォトカプラ６４の発光素子６５の入出力端子を前記並列回路６３の両端に接続し、受光素子の入出力端子を介して電磁クラッチブレーキ２７へ電流を供給するというものである。
ここで、図４のものでは、発光素子６５にダイオードを２個使用して、２個のダイオードを互いの極性が逆となるようにして並列に接続したことにより、モータ電流を電流の流れる向きに関係なく検出できるようにしてある。
そのため、モータ２１には、交流モータだけでなく、モータ電流の向きが正逆転で変わる直流モータを使用することも可能である。
なお、図４の破線のように、受光素子の出力は電磁クラッチブレーキ２７の仕様や駆動回路の構成に合わせて反転させた出力とすることは当然である。
【００３２】
このように構成される電流検出リレーＤＴＲは、モータ電流路に挿入された電流検出部６０の並列回路６３が、電流路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。そのため、この電位差で並列回路６３の両端に接続されたスイッチ部６１（フォトカプラ６４）の発光素子６５が発光して受光素子側の入出力端子間をオンにする。
そして、例えば、図４の破線で示すように、モータ電流路に挿入されるトランジスタスイッチ回路をオフにすることで、電磁クラッチブレーキ２７への電流供給を断って解放状態とすることにより、弁の開閉ができるようにするのである。
一方、モータ電流が断たれると（ダイオード数×飽和電圧より低くなると）、並列回路６３の電位差がゼロとなるため、前記スイッチ部６１の発光素子６５が消灯し、受光素子はオフとなる。そのため、受光素子オフで、電磁クラッチブレーキ２７へ電流を供給できるようにすることで、電磁クラッチブレーキ２７を作動して弁の位置を保持するようにできる。
また、この保持した状態で、停電になると、電磁クラッチブレーキ２７は、電流供給が断たれた解放状態となる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じることができるのである。
【００３３】
このように、電流検出リレーＤＴＲを半導体で構成することができるので、信頼性を向上できる。また、電流検出部のダイオードの数を適宜設定することで、ノイズなどに対する耐性を向上できる。
【符号の説明】
【００３４】
２０ 出力軸
２１ モータ
２２ 伝達機構
２３ バネ
２７ 電磁クラッチブレーキ
４５ 第１の直列回路
４６ 第２の直列回路
６０ 電流検出部
６１ スイッチ部
６２ 直列回路
６３ 並列回路
６４ フォトカプラ
６５ 発光素子
Ｄ ダイオード
ＤＴＲ 電流検出リレー
ＬＳ１ 全開位置設定マイクロスイッチ
ＬＳ２ 全閉位置設定マイクロスイッチ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弁の開度を変えられるようにした電動緊急遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弁の開度を変えられる遮断弁として、例えば、特許文献１に示す４線式配線（交流入力端子と開入力端子及び閉入力端子）のものがある。この遮断弁（カバーケースを外してある）は、図５に示すように、弁１を一端に取り付ける出力軸２の他端に減速ギヤ３を介して開閉用モータ４と歯合する駆動ギヤ５を取り付けてある。また、前記出力軸２には、図６に示すように、弁１と駆動ギヤ５間に太陽ギヤ６を取り付けたスリーブ７が挿通され、そのスリーブ７の下部に取り付けた太陽ギヤ６の周囲に遊星ギヤ８を配置してある。さらに、その遊星ギヤ８の外側に、リングの内側に歯の形成されたインターナルギヤ９を嵌めることにより遊星機構１０を形成するとともに、スリーブ７の下方に鍔状の支持板１１を設けて前記遊星機構１０を支持するようにしてある。
一方、スリーブ７の上部には、円形のプレート１２と扇形ギヤ１３が取り付けられている。扇形ギヤ１３は、扇形の周に歯が形成されたもので、図６のように、円形プレート１２の上に取り付けられており、取り付けた扇形ギヤ１３の一側が円形プレート１２に設けたピン１４と接するようになっている。また、この円形プレート１２と支持板１１とは、遊星ギヤ８を挿通する連結軸１５で連結されており、円形プレート１２上の扇形ギヤ１３は、ゼンマイバネ１６に取り付けられた巻き上げギヤ１７と歯合している。この巻き上げギヤ１７は、減速ギヤ１８を介してバネ巻き上げモータ１９のピニオンギヤと歯合する。
【０００３】
このように構成される遮断弁では、扇形ギヤ１３が円形プレート１２のピン１４と接した状態で、バネ巻き上げモータ１９を作動してゼンマイバネ１６を巻き上げ（巻き締め）ると、扇形ギヤ１３が図６の矢印のように左回りに回転し、ピン１４から離れた状態で保持される。このとき、バネ巻き上げモータ１９は通電状態を維持する。
この状態で、開閉用モータ４を作動して、太陽ギヤ６が、図６の破線矢印のように左回りに回転すると、各遊星ギヤ８は、右回りに自転しながら左回りに公転する。このとき、遊星ギヤ８と連結軸１５で連結された円形プレート１２と出力軸２は一体となって左回りに回転するため、弁１は開放されることになり、開閉用モータ４を逆回転させれば、弁１を閉じることができるのである。
一方、緊急時に電源が遮断されると、バネ巻き上げモータ１９がオフとなり、ゼンマイバネ１６が解放されて巻き戻り、巻き上げギヤ１７、減速ギヤ１８、巻き上げモータ１９が巻き上げ時と逆方向に回転するとともに、巻き上げギヤ１７と歯合する扇形ギヤ１３が、図５の矢印と逆に右回りに回転して円形プレート１２のピン１４を押す。そのため、ピン１４が押された前記プレート１２は左回りに回転するため、前記プレート１２と連結された各遊星ギヤ８は、左回りに自転しながら右回りに公転することになる。
その結果、太陽ギヤ６が回転して出力軸２を右回りに回転して弁１を閉じることができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の緊急遮断弁では、遊星機構を使用して弁の開度を変えられるようにしたため構造が複雑である。そのため、機構が複雑になる分、故障する確率も高く、それを防止するために組み立て作業も難しい。また、組み立て管理する箇所も多くなり、高コストであるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、遊星機構のような複雑な構造を採用することなく、シンプルな構造で開度を変えられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明では、弁を接続した出力軸と可逆モータを複数のギヤを組み合わせた伝達機構を介して連結し、前記弁を閉じる方向へ付勢するバネと制動用の電磁ブレーキを設け、前記モータを作動して弁を開放しながらバネを巻き締めたのち電磁ブレーキを作動させるようにした遮断弁本体と、駆動回路から成り、前記駆動回路にモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段が、モータ電流を検出すると、前記電磁ブレーキと前記ブレーキへ駆動電流を供給する電源回路との接続を開（ＯＦＦ）にし、一方、モータ電流が検出されないと、前記電磁ブレーキと電源回路との接続を閉じる（ＯＮ）とともに、前記電源回路が緊急時の停電で停止した際、電磁ブレーキが解放状態となる構成を採用したのである。
【０００８】
このような構成を採用することにより、弁の開度を調整するためにモータへ通電すると、その通電によるモータ電流をモータ電流検出手段が検出して、電源回路から電磁ブレーキへの駆動電流をオフにする。そのため、弁を保持していた電磁ブレーキは解放状態となり、解放された弁はモータの作動によってバネを巻き締め、あるいは巻き締めたバネを伸長しながら開度を変更することができる。そして、所定の開度に達してモータへの通電を停止すると、モータ電流検出手段は、モータ電流が検出されなくなるため、電源回路からの電磁ブレーキへの駆動電流をオンにする。したがって、駆動電流が供給された電磁ブレーキは作動して所定の開度を保持することができる。
このとき、停電により、電源回路から電磁ブレーキへの駆動電流が消失すると、電磁ブレーキは解放状態になる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じられる。
【０００９】
このとき、上記モータ電流検出手段が、複数のダイオードを順方向にして直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして並列に接続し、モータ電流の供給路に挿入される並列回路で構成される電流検出部と、フォトカプラの発光素子の入出力端子を前記並列回路の両端に接続し、受光素子側入出力端子を介して電磁ブレーキへ電流を供給するようにしたスイッチ部とからなる構成を採用することができる。
【００１０】
このように構成することにより、電流検出部の並列回路を構成する直列回路は、供給路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。そのため、この電位差を電源として、並列回路の両端に接続されたスイッチ部のフォトカプラの発光素子を作動する。そして、その発光素子の作動によって、受光素子側入出力端子をオフにすることにより、電磁ブレーキを電源供給路からの電流供給が断たれた解放状態として、モータにより弁の開閉ができるようにする。
一方、モータ電流が断たれると（ダイオード数×飽和電圧より低くなると）、並列回路の電位差がゼロとなるため、フォトカプラの発光素子が消灯し、受光素子側の入出力端子をオンにする。こうすることにより、電磁ブレーキに電流が供給されて弁の位置を保持することができる。
また、この保持した状態で停電になると、電磁ブレーキは、電流供給が断たれるため解放状態となる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じられる。
【００１１】
また、このとき、上記弁が閉じたことを検出する全閉センサと、弁が開放したことを検出する全開センサを設け、前記全閉センサは弁が閉じるとモータ電流の供給路をオフとし、弁が開き始めるとモータ電流の供給路をオンとし、一方、前記全開センサは弁が開放するとモータ電流の供給路をオフとし、弁が閉じ始めるとモータ電流の供給路をオンとする構成を採用することができる。
【００１２】
このような構成を採用することにより、モータを作動して弁が全開位置に達すると、その状態を全開センサが検出してモータ電流の供給路をオフとする。このため、そのモータ電流のオフをモータ電流検出手段が検出して電磁ブレーキが作動することにより、全開位置を保持する。
一方、モータを作動して弁が全閉位置に達すると、その状態を全閉センサが検出してモータ電流の供給路をオフとする。このため、そのモータ電流のオフをモータ電流検出手段が検出して電磁ブレーキを作動することにより、全閉位置を保持する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、上記のように構成したことにより、シンプルな構造で緊急遮断弁の開度を変えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の斜視図
【図２】実施形態の回路図
【図３】（ａ）作用説明図、（ｂ）作用説明図、（ｃ）作用説明図
【図４】実施例１の回路図
【図５】従来例の斜視図
【図６】図５の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この形態の電動緊急遮断弁は、遮断弁本体と駆動回路とから成っている。
【００１６】
遮断弁本体は、図１に示すように、先端に弁（図示せず）の取り付けられる出力軸２０と開閉モータ（以下、モータ）２１を複数のギヤを組み合わせた伝達機構２２を介して接続し、前記伝達機構２２に付勢用のバネ（例えば、ゼンマイバネ）２３を取り付ける構造となっている。
【００１７】
すなわち、出力軸２０は、平歯車が取り付けられ、先端に弁を取り付ける構成となっている。また、出力軸２０の後端には、２個のカムを９０度の位相差でもって取り付け、そのカムに、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１と全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２の２つのマイクロスイッチを取り付けて、弁の開閉を検出できるようにしてある。
ここでは、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１と全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２に常閉接点（ｂ接点）タイプのものを使用しており、常時はオンで弁の開放（または閉鎖）時にオフとなる。
【００１８】
モータ２１は交流レバーシブルモータのモータ軸にギヤヘッド２６を取り付けたものに、制動用の電磁クラッチブレーキ２７を搭載したもので、前記クラッチブレーキ２７でモータ軸をスライドさせてピニオンギヤを取り付けたギヤヘッド２６を伝達機構２２に係合したり、モータ軸を固定して伝達機構２２に接続した弁をロックしたりできるようになっている。
なお、この形態では、モータ２１に交流レバーシブルモータを採用したが、モータ２１は、交流レバーシブルモータに限定されるものではない。後述のように電流検出リレーＤＴＲを変更することで、直流モータを使用することが可能である。
伝達機構２２は、ピッチの異なる伝達ギヤを組み合わせて、所要のトルクが得られるようになっており、先に述べたバネ２３を出力軸２０と係合する伝達歯車に取り付け、弁が閉じる方向に付勢するようになっている。
【００１９】
この遮断弁では、モータ２１を作動して弁を開放状態にすると、伝達機構のバネも巻き取られる（巻き締める）。また、巻き取られたバネは、後述するように、電磁クラッチブレーキ２７を解放すると、伸長して弁を閉鎖状態にする。
【００２０】
駆動回路は、図２に示すように、モータ電流検出手段としての電流検出リレーＤＴＲ、開方向制御リレーＲ１、閉方向制御リレーＲ２、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２、整流回路３３で構成されており、開指令スイッチ接続端子Ｔ１、閉指令スイッチ接続端子Ｔ２及び電源接続端子Ｔ３、Ｔ４の４線式入力となっている。
【００２１】
開指令スイッチ接続端子Ｔ１は、開方向制御リレー接点ｒ１を介してモータ２１の開入力端子４０と接続されている。一方、閉指令スイッチ接続端子Ｔ２は、閉方向制御リレー接点ｒ２を介してモータ２１の閉入力端子４１と接続されている。
また、前記モータ２１の主コイルと補助コイルの共通端子４２は、電流検出リレーＤＴＲを介して電源接続端子Ｔ３、Ｔ４の一方Ｔ３と接続されている。
【００２２】
電流検出リレーＤＴＲは、ここでは、常閉接点出力を有する機械式リレーを採用しており、電流を検出すると（電流がコイルに流れると）接点「開」となって出力がオフになり、電流が検出されないと（電流がコイルに流れないと）接点「閉」となって出力はオンになる。
また、この電流検出リレーＤＴＲと接続された一方の電源接続端子Ｔ３と、残りの端子Ｔ４は、整流回路３３と接続されている。
整流回路３３は、ここでは、電源トランス、ブリッジ整流器及びブロックコンデンサで構成した全波整流回路となっている
この整流回路３３には、３つの回路が並列に接続されている。
すなわち、閉方向制御リレーＲ２と全閉位置設定マイクロスイッチ（常閉「ｂ」接点）ＬＳ２を直列に接続した第１の直列回路４５と、開方向制御リレーＲ１と全開位置設定マイクロスイッチ（常閉「ｂ」接点）ＬＳ１を直列に接続した第２の直列回路４６及び電磁クラッチブレーキ回路２７が並列に接続されており、前記第２の直列回路４６と電磁クラッチブレーキ回路２７間に、電流検出リレー接点４７を配した構成となっている。
【００２３】
また、図２のように、駆動回路の４線式入力の開指令スイッチ接続端子Ｔ１と閉指令スイッチ接続端子Ｔ２には、操作スイッチ５０を接続する。操作スイッチ５０は、中間オフ付の切り替え接点スイッチ（例えば、３接点のロータリースイッチの中間接点をフリー接続としたものでも可）で、前記スイッチ５０の入出力端子を開指令スイッチ接続端子Ｔ１と閉指令スイッチ接続端子Ｔ２に接続し、前記操作スイッチ５０の共通接点を交流電源のもう一方の端子Ｔ４と接続する。
【００２４】
このように構成される電動緊急遮断弁では、電源投入前は、弁は閉の位置にある。そのため、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフとなり、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンになっている。
【００２５】
いま、電源接続端子Ｔ３、Ｔ４に交流電源を接続し、電源を投入すると、電動緊急遮断弁は、操作スイッチ５０によって以下のように動作する。
（１）電源投入直後の初期の状態、
操作スイッチ５０のポジションが「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のどちらでもなく、図２のように、中間オフのポジションにある場合。
この場合、電源投入直後の弁は、閉じた状態なので図２に示すように、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態に保持される。
一方、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２がオフになって、閉方向制御リレー接点ｒ２もオフ（「開」）状態である。
このとき、操作スイッチ５０は、中間オフのポジションなので、「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２のいずれの端子Ｔ１、Ｔ２にも交流電源からの電力は供給されずモータ電流は流れない。したがって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなり、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）状態となるため、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全閉状態に保持される。
【００２６】
（２）弁を全閉から全開放する場合（操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側へ操作する。）、
この場合、全閉状態の各接点のポジションは、図２に示すように、全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態に保持されている。また、全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２がオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態となっている。
そのため、開方向制御リレー接点ｒ１を介して交流電源からモータ２１の開入力端子４０へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれる。そのため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもって開弁方向へバネ２３を巻き締めながら回動する。
このとき、モータ２１が回動を開始すると、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「閉」でオフとなり、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態を保持する。
そして、回動する弁が全開位置に達すると、図３（ａ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「開」となってオフとなり、開方向制御リレーＲ１はオフとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態になる。そのため、モータ２１への給電が遮断されモータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全開状態で保持される。
【００２７】
（３）弁を全開放から全閉鎖する場合、
操作スイッチ５０のポジションを「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側へ操作する。
この場合、弁が全開状態の各接点のポジションは、図３（ａ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「開」でオンであり、開方向制御リレーＲ１はオフであって、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態である。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「閉」でオフであり、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態である。
そのため、操作スイッチ５０を「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側に操作すると、閉方向制御リレー接点ｒ２を介して交流電源からモータ２１の閉入力端子４１へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の保持から解放された弁は、モータ２１の作動により、閉弁方向へバネ２３を伸長しながら回動する。
そして、回動する弁が全閉位置に達すると、図３（ｂ）に示すように、常閉接点である全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」となってオフとなり、開方向制御リレーＲ１はオンとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（「閉」）状態になる。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」となってオンとなり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態になる。
したがって、モータ２１への給電が遮断されてモータ電流が流れなくなるため、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が行われ、電磁クラッチブレーキ２７が作動して弁は全閉状態で保持される。
【００２８】
（４）弁を所要の開度（中間位置）で保持する場合、
操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作して、所要の開度になったところで、中間オフのポジションに操作する。
例えば、全閉状態から操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側に操作して、所要の開度になったところで、中間オフのポジションに操作する場合を考える。
この場合、全閉状態での各接点のポジションは、図３（ｂ）に示すように、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１は接点「閉」でオフであり、開方向制御リレーＲ１はオンとなって、開方向制御リレー接点ｒ１はオン（閉）状態である。また、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」でオンであり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオフ（「開」）状態となっている。
そのため、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側に操作すると、開方向制御リレー接点ｒ１を介して交流電源からモータ２１の開入力端子４０へ電力が供給され、モータ電流が流れて電流検出リレーＤＴＲがオンとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもって開弁方向へバネ２３を巻き締めながら回動する。
このとき、モータ２１が回動を開始すると、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２は接点「開」となってオフとなるため、閉方向制御リレーＲ２がオンとなって、閉方向制御リレー接点ｒ２はオン（「閉」）状態になる。
この状態で、操作スイッチ５０のポジションを所要の開度になったところで中間オフのポジションに操作する。すると、図３（ｃ）のように、モータ２１への給電がストップするため、モータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲはオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「開」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、作動した電磁クラッチブレーキ２７により弁は所要の開度で保持される。
さらに、開度を変える場合は、図３（ｃ）のように、開方向制御リレーＲ１の接点ｒ１と閉方向制御リレーＲ２の接点ｒ２がオン（「閉」）となっているので、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作すればモータ２１に電流を流すことができる。このようにモータ電流が流れると、電流検出リレーＤＴＲがオンとなり、電流検出リレー接点４７はオフ（「開」）状態となって、電磁クラッチブレーキ２７への給電が断たれるため、前記ブレーキ２７の係止から解放された弁は、モータ２１の作動でもってバネ２３を巻き締めながら、あるいは伸長しながら弁の開度を変えることができる。
そして、弁の開度が所要の位置になったところで、操作スイッチ５０のポジションを中間オフのポジションに操作すると、モータ２１への給電がストップし、モータ電流が流れなくなって、電流検出リレーＤＴＲがオフとなる。
その結果、電流検出リレー接点４７はオン（「閉」）状態となり、電磁クラッチブレーキ２７への給電が開始されるため、作動した電磁クラッチブレーキ２７により、弁は所要の開度で保持される。
また、この状態から、弁を全開状態あるいは全閉状態にする場合は、操作スイッチ５０のポジションを「開指令スイッチ接続」端子Ｔ１側あるいは「閉指令スイッチ接続」端子Ｔ２側のいずれかに操作すればよい。このように操作すれば、モータ電流が流れて、電流検出リレーＤＴＲがオンとなり、電流検出リレー接点４７がオフ（「開」）状態となって、電磁クラッチブレーキ２７への給電を断つことができるため、モータ２１の作動でもってバネ２３を巻き締めながら、あるいは伸長しながら、弁を全開状態あるいは全閉状態にすることができる。
その際、全開の場合は、弁が全開になった時点で、常閉接点の全開位置設定マイクロスイッチＬＳ１が接点「開」となってオンとなり、開方向制御リレーＲ１はオフになるため、開方向制御リレー接点ｒ１はオフ（「開」）状態に保持される。また、全閉の場合は、弁が全閉になった時点で、常閉接点の全閉位置設定マイクロスイッチＬＳ２が接点「開」となってオンとなり、閉方向制御リレーＲ２はオフとなって、閉方向制御リレーＲ２の接点ｒ２はオン（「開」）状態に保持される。
このように、弁の開度を自在に変えられるのである。
【００２９】
（５）停電時
弁を全開放で保持している場合、または、弁を所要の開度（中間位置）で保持している場合において、緊急事態により停電が発生し、整流回路３３から電磁クラッチブレーキ２７への駆動電流が消失すると、電磁クラッチブレーキ２７が解放状態になって、所定の開度に応じて巻き締められたバネ２３の伸長力により弁は閉じられる。
このとき、閉鎖された弁には、流体に抗するためバネ圧で押されることが必要であり、このようなバネ圧が弁を閉じた際に発生できるようにバネ２３の巻き締め量を設定する必要があることは当然である。
【００３０】
このように、弁の開閉機構を出力軸２０とモータ２１とを接続する伝達機構２２にバネ２３を設けただけの簡素化した構造として、弁の開閉位置は、電磁クラッチブレーキを駆動回路がコントロールすることによって保持できるようにし、かつ、停電時に電磁クラッチブレーキ２７が開放（フリー）することで、バネ２３の伸長力でもって弁を緊急遮断できるようにしたのである。
その結果、緊急遮断弁の部品点数及び組み立て工数の削減が可能となり、コストダウンが図れる。
また、機構部分の組み立て管理する箇所が少なくなり、故障の確率も低くできる。
また、設置や点検の後にわざわざバネ２３を巻き上げてセットする必要がなく、即開閉動作が可能である。そのため、バネ巻き上げ完了検出用のスイッチも必要ない。
【実施例１】
【００３１】
この実施例１は、電流検出リレーＤＴＲの一つの例を示すものである。
この実施例１の前記電流検出リレーＤＴＲは、図４に示すように、電流検出部６０とスイッチ部６１とで構成されている。
電流検出部６０は、複数のダイオードＤを順方向にして直列に接続した直列回路６２を互いに極性が逆になるようにして並列に接続したもので、前記並列回路６３をモータ電流路に挿入する。
こうすることにより、前記並列回路６３は、モータ電流路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。このとき、上記のようなダイオードＤを直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして接続した並列回路としたことにより、供給路に流れるモータ電流は、交流、直流、モータの反転に関わらず検出できる。
一方、スイッチ部６１は、フォトカプラ６４を使用したもので、フォトカプラ６４の発光素子６５の入出力端子を前記並列回路６３の両端に接続し、受光素子の入出力端子を介して電磁クラッチブレーキ２７へ電流を供給するというものである。
ここで、図４のものでは、発光素子６５にダイオードを２個使用して、２個のダイオードを互いの極性が逆となるようにして並列に接続したことにより、モータ電流を電流の流れる向きに関係なく検出できるようにしてある。
そのため、モータ２１には、交流モータだけでなく、モータ電流の向きが正逆転で変わる直流モータを使用することも可能である。
なお、図４の破線のように、受光素子の出力は電磁クラッチブレーキ２７の仕様や駆動回路の構成に合わせて反転させた出力とすることは当然である。
【００３２】
このように構成される電流検出リレーＤＴＲは、モータ電流路に挿入された電流検出部６０の並列回路６３が、電流路にモータ電流が流れると電位差（直列に接続したダイオード数×０．６Ｖ（飽和電圧））を生じる。そのため、この電位差で並列回路６３の両端に接続されたスイッチ部６１（フォトカプラ６４）の発光素子６５が発光して受光素子側の入出力端子間をオンにする。
そして、例えば、図４の破線で示すように、モータ電流路に挿入されるトランジスタスイッチ回路をオフにすることで、電磁クラッチブレーキ２７への電流供給を断って解放状態とすることにより、弁の開閉ができるようにするのである。
一方、モータ電流が断たれると（ダイオード数×飽和電圧より低くなると）、並列回路６３の電位差がゼロとなるため、前記スイッチ部６１の発光素子６５が消灯し、受光素子はオフとなる。そのため、受光素子オフで、電磁クラッチブレーキ２７へ電流を供給できるようにすることで、電磁クラッチブレーキ２７を作動して弁の位置を保持するようにできる。
また、この保持した状態で、停電になると、電磁クラッチブレーキ２７は、電流供給が断たれた解放状態となる。そのため、所定の開度に応じて巻き締められたバネの伸長力により弁は閉じることができるのである。
【００３３】
このように、電流検出リレーＤＴＲを半導体で構成することができるので、信頼性を向上できる。また、電流検出部のダイオードの数を適宜設定することで、ノイズなどに対する耐性を向上できる。
【符号の説明】
【００３４】
２０ 出力軸
２１ モータ
２２ 伝達機構
２３ バネ
２７ 電磁クラッチブレーキ
４５ 第１の直列回路
４６ 第２の直列回路
６０ 電流検出部
６１ スイッチ部
６２ 直列回路
６３ 並列回路
６４ フォトカプラ
６５ 発光素子
Ｄ ダイオード
ＤＴＲ 電流検出リレー
ＬＳ１ 全開位置設定マイクロスイッチ
ＬＳ２ 全閉位置設定マイクロスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁を接続した出力軸と可逆モータを複数のギヤを組み合わせた伝達機構を介して連結し、前記弁を閉じる方向へ付勢するバネと制動用の電磁ブレーキを設け、前記モータを作動して弁を開放しながらバネを巻き締めたのち電磁ブレーキを作動させるようにした遮断弁本体と、駆動回路から成り、
前記駆動回路にモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段が、モータ電流を検出すると、前記電磁ブレーキと前記ブレーキへ駆動電流を供給する電源回路との接続を開（ＯＦＦ）にし、一方、モータ電流が検出されないと、前記電磁ブレーキと電源回路との接続を閉じる（ＯＮ）とともに、前記電源回路が緊急時の停電で停止した際、電磁ブレーキが解放状態となることを特徴とする電動緊急遮断弁。
【請求項２】
上記モータ電流検出手段が、複数のダイオードを順方向にして直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして並列に接続し、モータ電流の供給路に挿入される並列回路で構成される電流検出部と、フォトカプラの発光素子の入出力端子を前記並列回路の両端に接続し、受光素子側入出力端子を介して電磁ブレーキへ電流を供給するようにしたスイッチ部をとからなることを特徴とする請求項１に記載の電動緊急遮断弁。
【請求項３】
上記弁が閉じたことを検出する全閉センサと、弁の開放したことを検出する全開センサを設け、前記全閉センサは弁が閉じるとモータ電流の供給路をオフとし、弁が開き始めるとモータ電流の供給路をオンとし、一方、前記全開センサは弁が開放するとモータ電流の供給路をオフとし、弁が閉じ始めるとモータ電流の供給路をオンとすることを特徴とする請求項１または２に記載の電動緊急遮断弁。
【請求項１】
弁を接続した出力軸と可逆モータを複数のギヤを組み合わせた伝達機構を介して連結し、前記弁を閉じる方向へ付勢するバネと制動用の電磁ブレーキを設け、前記モータを作動して弁を開放しながらバネを巻き締めたのち電磁ブレーキを作動させるようにした遮断弁本体と、駆動回路から成り、
前記駆動回路にモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段が、モータ電流を検出すると、前記電磁ブレーキと前記ブレーキへ駆動電流を供給する電源回路との接続を開（ＯＦＦ）にし、一方、モータ電流が検出されないと、前記電磁ブレーキと電源回路との接続を閉じる（ＯＮ）とともに、前記電源回路が緊急時の停電で停止した際、電磁ブレーキが解放状態となることを特徴とする電動緊急遮断弁。
【請求項２】
上記モータ電流検出手段が、複数のダイオードを順方向にして直列に接続した直列回路を互いに極性が逆になるようにして並列に接続し、モータ電流の供給路に挿入される並列回路で構成される電流検出部と、フォトカプラの発光素子の入出力端子を前記並列回路の両端に接続し、受光素子側入出力端子を介して電磁ブレーキへ電流を供給するようにしたスイッチ部をとからなることを特徴とする請求項１に記載の電動緊急遮断弁。
【請求項３】
上記弁が閉じたことを検出する全閉センサと、弁の開放したことを検出する全開センサを設け、前記全閉センサは弁が閉じるとモータ電流の供給路をオフとし、弁が開き始めるとモータ電流の供給路をオンとし、一方、前記全開センサは弁が開放するとモータ電流の供給路をオフとし、弁が閉じ始めるとモータ電流の供給路をオンとすることを特徴とする請求項１または２に記載の電動緊急遮断弁。
【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２０１２−２１９８９５（Ｐ２０１２−２１９８９５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５３０５（Ｐ２０１１−８５３０５）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５９１１３６８３８）株式会社カワデン (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５９１１３６８３８）株式会社カワデン (13)
【Ｆターム（参考）】
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