JP2019002508A - Flow control valve and valve opening detection method - Google Patents

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浩昭 成田
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Abstract

To realize detection accuracy for valve opening, even in a case of replacing only an actuator.SOLUTION: To a body upper surface 10A or body bottom surface 10B of a valve body 10, a valve side angle sensor 14 is attached, wherein the valve side angle sensor is configured to output a sensor output value Sv according to a rotation angle of a valve shaft 13, wherein the valve shaft is connected to an output shaft 25 of an actuator 20 through a joint 30. A valve opening calculation unit 28A is configured to calculate an opening current value θ of a valve body 12 based on the sensor output value Sv detected by the valve side angle sensor 14. A flow control unit 28B is configured to, based on a deviation ΔQ between a flow rate current value Q acquired from θ and a pre-designated flow rate target value Qref, cause a motor 23 to rotate the output shaft 25, to adjust opening of the valve body 12, to thereby control a flow rate of fluid to Qref.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流量制御弁における弁開度検出技術に関するものである。   The present invention relates to a valve opening degree detection technique in a flow control valve.

流量制御弁は、空調システム等の設備で用いられて、配管を流れる冷温水の流量を制御する電動バルブであり、主に弁本体とアクチュエータとから構成されている。弁本体は、流体が流れる流路が内部に形成された金属管からなり、流路の途中には流体の流量を制御するための弁体が回動自在に取り付けられている。アクチュエータは、この弁体の実際の弁開度を検出し、得られた弁開度に基づいて弁体を回動制御することにより、流量制御を行うものとなっている（例えば、特許文献１など参照）。   The flow rate control valve is an electric valve that is used in equipment such as an air conditioning system and controls the flow rate of cold / hot water flowing through a pipe, and mainly includes a valve body and an actuator. The valve body is made of a metal pipe having a flow path through which a fluid flows, and a valve body for controlling the flow rate of the fluid is rotatably attached to the middle of the flow path. The actuator detects the actual valve opening of the valve body, and performs flow control by controlling the rotation of the valve body based on the obtained valve opening (for example, Patent Document 1). Etc.)

特開２０１６−１９４１６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-194166 特開２０１５−１１４１８８号公報JP2015-114188A 特開２０１５−１２５０３８号公報JP 2015-125038 A

従来、流量制御弁は、アクチュエータに、角度センサ、モータ、制御回路、通信回路など、繊細な電子部品や電子回路を搭載している。特に、流体温度などの影響を抑制するため、弁体の実際の弁開度を検出するため角度センサが、アクチュエータ内部に設けられており、弁軸と接続されているモータさらには減速機などの出力軸の回動角度に基づいて弁開度を検出するものとなっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a flow control valve has a delicate electronic component or electronic circuit such as an angle sensor, a motor, a control circuit, or a communication circuit mounted on an actuator. In particular, in order to suppress the influence of fluid temperature and the like, an angle sensor for detecting the actual valve opening of the valve body is provided inside the actuator, and a motor connected to the valve shaft and a reducer, etc. The valve opening is detected based on the rotation angle of the output shaft.

このため、アクチュエータと弁本体とで耐環境性能が大きく異なるものとなり、アクチュエータのみが故障するケースもある。このようなケースでは、弁本体を交換せずアクチュエータのみを交換する方法が考えられる。しかしながら、従来の流量制御弁では、アクチュエータを交換した場合、新たなアクチュエータの出力軸と弁軸との取付角度や、新たなアクチュエータとヨークとの取付角度に誤差が生じてしまう。このため、アクチュエータを交換した場合、アクチュエータ内部の角度センサでは、弁開度の検出精度が再現できなくなり、結果として流量精度を再現できなくなるという問題点があった。   For this reason, the environmental resistance performance differs greatly between the actuator and the valve body, and only the actuator may fail. In such a case, a method of replacing only the actuator without replacing the valve body is conceivable. However, in the conventional flow control valve, when the actuator is replaced, an error occurs in the mounting angle between the output shaft of the new actuator and the valve shaft and the mounting angle between the new actuator and the yoke. For this reason, when the actuator is replaced, the angle sensor inside the actuator cannot reproduce the detection accuracy of the valve opening, resulting in the problem that the flow accuracy cannot be reproduced.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、アクチュエータのみを交換した場合でも、弁開度の検出精度を再現できる弁開度検出技術を提供することを目的としている。   The present invention is for solving such a problem, and an object of the present invention is to provide a valve opening detection technique that can reproduce the detection accuracy of the valve opening even when only the actuator is replaced.

このような目的を達成するために、本発明にかかる流量制御弁は、流体が流れる流路が内部に形成されているとともに、前記流路の途中に前記流体の流量を制御する弁体が回動自在に取り付けられている弁本体と、前記弁本体に取り付けられて、前記弁体の開度現在値に基づいてモータで出力軸を回動させて前記弁体の弁軸を回動制御することにより前記流体の流量を制御するアクチュエータとを備える流量制御弁であって、前記弁本体の外側である本体上面または本体底面に取り付けられて、継手を介して前記アクチュエータの前記出力軸と接続されている前記弁軸の回動角度に応じたセンサ出力値を出力する弁側角度センサと、前記弁側角度センサで検出された前記センサ出力値に基づいて前記弁体の開度現在値を計算する弁開度計算部とを備えている。   In order to achieve such an object, the flow rate control valve according to the present invention has a flow path through which a fluid flows, and a valve body that controls the flow rate of the fluid in the middle of the flow path. A valve body that is movably mounted, and the valve body of the valve body is controlled to rotate by rotating an output shaft by a motor based on a current opening degree value of the valve body that is attached to the valve body. A flow control valve including an actuator for controlling the flow rate of the fluid, and is attached to the upper surface or the bottom surface of the main body, which is outside the valve main body, and is connected to the output shaft of the actuator via a joint. A valve-side angle sensor that outputs a sensor output value corresponding to the rotation angle of the valve shaft, and a current opening degree value of the valve body is calculated based on the sensor output value detected by the valve-side angle sensor Valve opening calculator It is equipped with a.

また、本発明にかかる上記流量制御弁の一構成例は、前記弁側角度センサが、円形差動トランス型角度センサまたは磁気抵抗型角度センサからなるものである。   Also, in one configuration example of the flow control valve according to the present invention, the valve side angle sensor is composed of a circular differential transformer type angle sensor or a magnetoresistive type angle sensor.

また、本発明にかかる上記流量制御弁の一構成例は、前記弁開度計算部が、前記弁側角度センサに関する出力基準値を設定する際、前記弁体が全閉または全開のいずれか一方の状態となるまで前記出力軸を回動し、その時点で前記弁側角度センサにより検出したセンサ出力値を前記出力基準値として設定するようにしたものである。   Further, in one configuration example of the flow control valve according to the present invention, when the valve opening calculation unit sets an output reference value related to the valve side angle sensor, the valve body is either fully closed or fully opened. The output shaft is rotated until the state becomes, and the sensor output value detected by the valve-side angle sensor at that time is set as the output reference value.

また、本発明にかかる弁開度検出方法は、流体が流れる流路が内部に形成されているとともに、前記流路の途中に前記流体の流量を制御する弁体が回動自在に取り付けられている弁本体と、前記弁本体に取り付けられて、前記弁体の開度現在値に基づいてモータで出力軸を回動させて前記弁体の弁軸を回動制御することにより前記流体の流量を制御するアクチュエータとを備える流量制御弁で、弁体の弁開度の検出に用いられる弁開度検出方法であって、前記弁本体の外側である本体上面または本体底面に取り付けられた弁側角度センサが、継手を介して前記アクチュエータの前記出力軸と接続されている前記弁軸の回動角度に応じたセンサ出力値を出力する検出ステップと、弁開度計算部が、前記弁側角度センサで検出された前記センサ出力値に基づいて前記弁体の開度現在値を計算する弁開度計算ステップとを備えている。   In the valve opening degree detection method according to the present invention, a flow path through which a fluid flows is formed inside, and a valve body that controls the flow rate of the fluid is rotatably attached to the middle of the flow path. The valve body, and the flow rate of the fluid by controlling the rotation of the valve shaft of the valve body by rotating the output shaft with a motor based on the current opening degree of the valve body. A valve opening degree detecting method used for detecting a valve opening degree of a valve body, wherein the valve side is attached to a top surface or a bottom surface of the body that is outside the valve body. A detection step in which an angle sensor outputs a sensor output value corresponding to a rotation angle of the valve shaft connected to the output shaft of the actuator via a joint; and a valve opening calculation unit includes the valve side angle The sensor output detected by the sensor And a valve opening degree calculating step of calculating the opening degree current value of the valve body based on the value.

本発明によれば、アクチュエータのみを交換した場合でも、弁開度の検出精度を再現することが可能となり、結果として流量精度を再現することが可能となる。   According to the present invention, even when only the actuator is replaced, the detection accuracy of the valve opening can be reproduced, and as a result, the flow accuracy can be reproduced.

流量制御弁の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a flow control valve. 流量制御弁の他の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other structure of a flow control valve. 流量制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a flow control process. アクチュエータ交換作業手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an actuator exchange work procedure. 弁側角度センサ交換作業手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a valve side angle sensor exchange work procedure. センサ出力値と弁開度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a sensor output value and a valve opening degree.

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［流量制御弁］
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかる流量制御弁１について説明する。図１は、流量制御弁の構成を示す説明図である。
この流量制御弁１は、空調システム等の設備で用いられて、配管を流れる冷温水の流量を制御する電動バルブであり、主に弁本体１０とアクチュエータ２０とから構成されている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Flow control valve]
First, the flow control valve 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the flow control valve.
The flow control valve 1 is an electric valve that is used in equipment such as an air conditioning system and controls the flow rate of cold / hot water flowing through a pipe, and mainly includes a valve body 10 and an actuator 20.

［弁本体］
弁本体１０は、流体が流れる流路１１が内部に形成された金属管からなり、流路１１の途中には流体の流量を制御するための弁体１２が回動自在に取り付けられている。弁体１２には、弁本体１０の外部へ一端が導出された弁軸１３が結合されており、この弁軸１３の回動操作により弁体１２が回動し、流路１１の断面積、すなわち弁開度が変化して、流体の流量が制御される。 [Valve body]
The valve body 10 is made of a metal tube in which a flow path 11 through which a fluid flows is formed, and a valve body 12 for controlling the flow rate of the fluid is rotatably attached to the middle of the flow path 11. A valve shaft 13, one end of which is led out to the outside of the valve body 10, is coupled to the valve body 12, and the valve body 12 is rotated by the rotation operation of the valve shaft 13. That is, the valve opening is changed and the flow rate of the fluid is controlled.

流路１１の内壁１１Ａのうち、弁体１２の一次側（流体上流側）には圧力センサＳ１が配置されており、弁体１２の二次側（流体下流側）には圧力センサＳ２が配置されている。これら圧力センサＳ１，Ｓ２は、それぞれ流路１１の一次側圧力Ｐ１および二次側圧力Ｐ２を検出し、得られた検出結果を示す圧力検出信号をアクチュエータ２０へ出力する。これら一次側圧力Ｐ１および二次側圧力Ｐ２と、検出温度Ｔｖに基づき開度現在値θｖを補正して得られた開度現在値θとに基づいて流路１１を流れる流体の流量が計測される。   Of the inner wall 11A of the flow path 11, the pressure sensor S1 is disposed on the primary side (fluid upstream side) of the valve body 12, and the pressure sensor S2 is disposed on the secondary side (fluid downstream side) of the valve body 12. Has been. These pressure sensors S1 and S2 detect the primary pressure P1 and the secondary pressure P2 of the flow path 11, respectively, and output a pressure detection signal indicating the obtained detection result to the actuator 20. The flow rate of the fluid flowing through the flow path 11 is measured based on the primary side pressure P1 and the secondary side pressure P2 and the current opening degree value θ obtained by correcting the current opening degree value θv based on the detected temperature Tv. The

弁本体１０の外側である本体上面１０Ａには、弁軸１３の回動角度を検出し、回動角度に応じたセンサ出力値Ｓｖをアクチュエータ２０へ出力する弁側角度センサ１４が配置されている。弁側角度センサ１４は、断熱材を介して弁本体１０に取り付けられており、流体温度の影響が抑制されている。また、弁側角度センサ１４には温度センサＳ３が取り付けられており、温度センサＳ３で検出された検出温度Ｔｖに基づいて、弁側角度センサ１４の開度現在値θｖが開度現在値θに温度補正される。なお、開度現在値θｖの温度補正は、本実施の形態において必須ではなく、弁側角度センサ１４のセンサ出力が周囲温度の影響を受けない場合には、温度補正を省くこともできる。   A valve-side angle sensor 14 that detects a rotation angle of the valve shaft 13 and outputs a sensor output value Sv corresponding to the rotation angle to the actuator 20 is disposed on the main body upper surface 10A that is outside the valve main body 10. . The valve side angle sensor 14 is attached to the valve main body 10 via a heat insulating material, and the influence of the fluid temperature is suppressed. Further, a temperature sensor S3 is attached to the valve side angle sensor 14, and the current opening degree value θv of the valve side angle sensor 14 is changed to the current opening degree value θ based on the detected temperature Tv detected by the temperature sensor S3. The temperature is corrected. Note that the temperature correction of the current opening degree value θv is not essential in the present embodiment, and the temperature correction can be omitted when the sensor output of the valve side angle sensor 14 is not affected by the ambient temperature.

弁側角度センサ１４としては、例えば円形差動トランス型角度センサ（特許文献２）や磁気抵抗型角度センサ（特許文献３）を用いればよい。本発明は、これら特許文献２および特許文献３に記載されたすべての内容を含むものとする。なお、弁側角度センサ１４は、これに限定されるものではなく、ポテンショメータ、インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダなど、回転角度が計測できるセンサを弁側角度センサ１４として用いてもよい。また、弁側角度センサ１４が、弁本体１０の外側ではなく本体内部に設けられていてもよい。   As the valve side angle sensor 14, for example, a circular differential transformer type angle sensor (Patent Document 2) or a magnetoresistive angle sensor (Patent Document 3) may be used. The present invention includes all the contents described in Patent Document 2 and Patent Document 3. The valve side angle sensor 14 is not limited to this, and a sensor that can measure the rotation angle such as a potentiometer, an incremental encoder, an absolute encoder, or the like may be used as the valve side angle sensor 14. Further, the valve side angle sensor 14 may be provided not inside the valve body 10 but inside the body.

円形差動トランス型角度センサは、弁軸１３の回動に応じて円弧状の管内を移動する可動鉄心の位置を、円弧状の管の外周面に巻回された２つの検出コイルを有する差動トランスで検出出力するセンサである。
また、磁気抵抗型角度センサは、弁軸１３とともに回動するロータと、ロータを囲うように配置された環状のステータとのギャップを、ステータからロータ側に突出して設けられた２つの検出用巻線で検出出力するセンサである。 The circular differential transformer type angle sensor has a difference in that the position of the movable iron core that moves in the arc-shaped tube according to the rotation of the valve shaft 13 is provided with two detection coils wound around the outer peripheral surface of the arc-shaped tube. It is a sensor that detects and outputs with a dynamic transformer.
In addition, the magnetoresistive angle sensor has two detection windings provided so as to protrude from the stator to the rotor side with a gap between the rotor rotating together with the valve shaft 13 and an annular stator arranged so as to surround the rotor. It is a sensor that detects and outputs with a line.

［アクチュエータ］
アクチュエータ２０は、ヨーク３１を介して弁本体１０の本体上面１０Ａに取り付けられて、継手３０を介して弁軸１３と接続されている出力軸２５を回動制御することにより、弁体１２の弁開度を制御して、流体の流量制御を行う機能を有している。
アクチュエータ２０には、主な構成として、流量目標設定部２１、モータ駆動部２２、モータ２３、減速機２４、出力軸２５、基準値記憶部２６、特性テーブル記憶部２７、および制御部２８が設けられている。 [Actuator]
The actuator 20 is attached to the main body upper surface 10A of the valve main body 10 via the yoke 31, and controls the rotation of the output shaft 25 connected to the valve shaft 13 via the joint 30. It has a function to control the flow rate of the fluid by controlling the opening degree.
The actuator 20 includes a flow rate target setting unit 21, a motor drive unit 22, a motor 23, a speed reducer 24, an output shaft 25, a reference value storage unit 26, a characteristic table storage unit 27, and a control unit 28 as main components. It has been.

流量目標設定部２１は、上位装置（図示せず）から出力された流量目標信号を受信して、流量目標信号に含まれる流量目標値Ｑｒｅｆを取得し、制御部２８へ出力する機能を有している。
モータ駆動部２２は、制御部２８から出力されたモータ制御信号に基づいて、モータ２３を駆動する機能を有している。 The flow rate target setting unit 21 has a function of receiving a flow rate target signal output from a host device (not shown), obtaining a flow rate target value Qref included in the flow rate target signal, and outputting the flow rate target value Qref to the control unit 28. ing.
The motor drive unit 22 has a function of driving the motor 23 based on the motor control signal output from the control unit 28.

モータ２３は、モータ駆動部２２からの駆動信号により、指定された方向へ指定された角度分だけシャフト２３Ａを回転させる機能を有している。
減速機２４は、端数の異なる複数の歯車が噛合されたギヤボックスからなり、モータ２３のシャフト２３Ａの回転速度を減速して出力軸２５を回動させる機能を有している。 The motor 23 has a function of rotating the shaft 23A by a specified angle in a specified direction by a drive signal from the motor drive unit 22.
The speed reducer 24 includes a gear box in which a plurality of gears having different ends are meshed, and has a function of rotating the output shaft 25 by reducing the rotational speed of the shaft 23A of the motor 23.

これにより、制御部２８から出力されたモータ制御信号に基づいて、モータ駆動部２２から駆動信号がモータ２３に出力される。また、この駆動信号に応じてモータ２３のシャフト２３Ａが回転し、その回転出力が減速機２４で減速されて出力軸２５を回動させ、継手３０および弁軸１３を介して弁体１２が所定の回動角度すなわち弁開度まで回動することになる。   As a result, a drive signal is output from the motor drive unit 22 to the motor 23 based on the motor control signal output from the control unit 28. Further, the shaft 23A of the motor 23 rotates in response to the drive signal, the rotation output is decelerated by the speed reducer 24, the output shaft 25 is rotated, and the valve body 12 is predetermined via the joint 30 and the valve shaft 13. Is rotated to the rotation angle, that is, the valve opening degree.

基準値記憶部２６は、不揮発性の半導体メモリからなり、弁側角度センサ１４のセンサ出力値Ｓｖと弁体１２の弁開度との対応関係の基準となる出力基準値Ｓｓを記憶する機能を有している。出力基準値Ｓｓは、弁体１２の５０％開度分のスパンに相当する、弁側角度センサ１４のセンサ出力値Ｓｖを示している。   The reference value storage unit 26 includes a nonvolatile semiconductor memory, and has a function of storing an output reference value Ss serving as a reference for a correspondence relationship between the sensor output value Sv of the valve-side angle sensor 14 and the valve opening degree of the valve body 12. Have. The output reference value Ss indicates the sensor output value Sv of the valve side angle sensor 14 corresponding to the span of 50% opening of the valve body 12.

特性テーブル記憶部２７は、不揮発性の半導体メモリからなり、流量現在値Ｑの計算に用いる弁体１２に固有の流量係数Ｃｖを特定するための特性テーブルを記憶する機能を有している。この特性テーブルには、流路１１の一次側圧力Ｐ１および二次側圧力Ｐ２の差圧ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２と弁体１２の開度現在値θとの組み合わせごとに、弁体１２に固有の流量係数Ｃｖが予め登録されている。これら特性テーブルの各データは、形状や材質などの弁体１２の特徴に基づいて別途計算されたものである。   The characteristic table storage unit 27 is composed of a nonvolatile semiconductor memory and has a function of storing a characteristic table for specifying a flow coefficient Cv unique to the valve body 12 used for calculating the current flow rate value Q. In this characteristic table, for each combination of the differential pressure ΔP = P1−P2 between the primary side pressure P1 and the secondary side pressure P2 of the flow path 11 and the current opening degree θ of the valve body 12, the characteristic table is specific to the valve body 12. A flow coefficient Cv is registered in advance. Each data of these characteristic tables is calculated separately based on the characteristics of the valve body 12 such as shape and material.

制御部２８は、流路１１を流れる流体の流量現在値Ｑと、流量目標設定部２１からの流量目標値Ｑｒｅｆとの偏差ΔＱに基づいて、弁体１２の弁開度を調整することにより流量現在値Ｑを制御する機能を有している。
制御部２８には、主な処理部として、弁開度計算部２８Ａと流量制御部２８Ｂとが設けられている。これら処理部は、中央処理装置（ＣＰＵ）と予め登録されているプログラムとが協働することにより実現されている。 The control unit 28 adjusts the valve opening degree of the valve body 12 based on the deviation ΔQ between the current flow rate value Q of the fluid flowing through the flow path 11 and the flow rate target value Qref from the flow rate target setting unit 21. The current value Q is controlled.
The control unit 28 is provided with a valve opening degree calculation unit 28A and a flow rate control unit 28B as main processing units. These processing units are realized by the cooperation of a central processing unit (CPU) and a pre-registered program.

弁開度計算部２８Ａは、弁側角度センサ１４で検出されたセンサ出力値Ｓｖと基準値記憶部２６の出力基準値Ｓｓとに基づいて、弁体１２の開度現在値θｖを計算する機能と、温度センサＳ３で検出された検出温度Ｔｖに基づいて、開度現在値θｖを補正することにより開度現在値θを計算する機能と、弁体１２が全閉または全開のいずれか一方の状態となるまで出力軸２５を回動し、その時点で弁側角度センサ１４により検出したセンサ出力値Ｓｖを、弁側角度センサ１４に関する出力基準値Ｓｓとして基準値記憶部２６に設定する機能とを有している。   The valve opening calculation unit 28A calculates a current opening value θv of the valve body 12 based on the sensor output value Sv detected by the valve side angle sensor 14 and the output reference value Ss of the reference value storage unit 26. And the function of calculating the current opening degree value θ by correcting the current opening degree value θv based on the detected temperature Tv detected by the temperature sensor S3, and the valve body 12 is either fully closed or fully opened. A function of rotating the output shaft 25 until a state is reached, and setting the sensor output value Sv detected by the valve side angle sensor 14 at that time in the reference value storage unit 26 as the output reference value Ss related to the valve side angle sensor 14; have.

流量制御部２８Ｂは、圧力センサＳ１，Ｓ２から出力された圧力検出信号が示す一次側圧力Ｐ１および二次側圧力Ｐ２と、弁開度計算部２８Ａで計算された補正後の開度現在値θとに基づいて、流路１１を流れる流体の流量現在値Ｑを計算する機能と、この流量現在値Ｑと流量目標値Ｑｒｅｆとの偏差ΔＱに基づいて、所定のモータ制御信号をモータ駆動部２２へ出力することにより、弁体１２の弁開度を調整して流量現在値Ｑを制御する機能とを有している。   The flow rate control unit 28B includes a primary side pressure P1 and a secondary side pressure P2 indicated by the pressure detection signals output from the pressure sensors S1 and S2, and a corrected opening degree current value θ calculated by the valve opening degree calculation part 28A. Based on the function of calculating the current flow rate value Q of the fluid flowing through the flow path 11 and the deviation ΔQ between the current flow rate value Q and the flow rate target value Qref, a predetermined motor control signal is sent to the motor drive unit 22. The function of adjusting the valve opening degree of the valve body 12 to control the current flow rate value Q is provided.

図２は、流量制御弁の他の構成を示す説明図である。図１では、弁側角度センサ１４を本体上面１０Ａに取り付けた場合を例として説明したが、取り付け位置については弁本体１０の外側である本体底面１０Ｂであってもよい。
弁体１２を弁本体１０内の流路１１に回動自在に取り付ける際、内壁１１Ａの上側部と下側部とで弁軸１３を係止している。このため、弁軸１３の下端を本体底面１０Ｂから弁本体１０の外部へ導出することが可能であり、弁本体１０の外側へ導出した弁軸１３の下端の回動角度を弁側角度センサ１４で検出すればよい。 FIG. 2 is an explanatory view showing another configuration of the flow control valve. In FIG. 1, the case where the valve side angle sensor 14 is attached to the main body upper surface 10 </ b> A has been described as an example, but the attachment position may be the main body bottom surface 10 </ b> B that is outside the valve main body 10.
When the valve body 12 is rotatably attached to the flow path 11 in the valve main body 10, the valve shaft 13 is locked by the upper side portion and the lower side portion of the inner wall 11A. For this reason, the lower end of the valve shaft 13 can be led out from the main body bottom surface 10 </ b> B to the outside of the valve main body 10, and the rotation angle of the lower end of the valve shaft 13 led out of the valve main body 10 is determined by the valve side angle sensor 14. Can be detected by.

［流量制御動作］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかる流量制御弁１の流量制御動作について説明する。図３は、流量制御処理を示すフローチャートである。
制御部２８は、流路１１を流れる流体の流量を制御する場合、図３の流量制御処理を実行する。なお、流量目標設定部２１には、予め流量目標値Ｑｒｅｆが設定されているものとする。また、基準値記憶部２６には、出力基準値Ｓｓが設定されており、特性テーブル記憶部２７には、弁体１２に関する特性テーブルが予め登録されているものとする。 [Flow control operation]
Next, the flow control operation of the flow control valve 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the flow rate control process.
When the flow rate of the fluid flowing through the flow path 11 is controlled, the control unit 28 executes the flow rate control process of FIG. It is assumed that the flow rate target setting unit 21 is preset with a flow rate target value Qref. Further, it is assumed that an output reference value Ss is set in the reference value storage unit 26, and a characteristic table related to the valve body 12 is registered in the characteristic table storage unit 27 in advance.

まず、弁開度計算部２８Ａは、弁側角度センサ１４からセンサ出力値Ｓｖを取得し（ステップ１００）、基準値記憶部２６から読み出した出力基準値Ｓｓに基づいて、Ｓｖから開度現在値θｖ＝５０×（１＋Ｓｖ／Ｓｓ）［％］を計算する（ステップ１０１）。
続いて、弁開度計算部２８Ａは、温度センサＳ３から検出温度Ｔｖを取得し（ステップ１０２）、Ｔｖに基づいて開度現在値θｖを補正した開度現在値θを計算する（ステップ１０３）。温度補正については、予め設定されている弁側角度センサ１４に固有の温度特性式に基づいて補正すればよい。 First, the valve opening degree calculation unit 28A acquires the sensor output value Sv from the valve-side angle sensor 14 (step 100), and based on the output reference value Ss read from the reference value storage unit 26, the opening degree present value from Sv. θv = 50 × (1 + Sv / Ss) [%] is calculated (step 101).
Subsequently, the valve opening degree calculation unit 28A acquires the detected temperature Tv from the temperature sensor S3 (step 102), and calculates the current opening degree value θ obtained by correcting the current opening degree value θv based on Tv (step 103). . About temperature correction, what is necessary is just to correct | amend based on the temperature characteristic formula intrinsic | native to the valve side angle sensor 14 set beforehand.

次に、流量制御部２８Ｂは、圧力センサＳ１，Ｓ２から出力された圧力検出信号が示す一次側圧力Ｐ１および二次側圧力Ｐ２を取得し（ステップ１０４）、これらＰ１，Ｐ２の差圧ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２を計算する（ステップ１０５）。
続いて、流量制御部２８Ｂは、ΔＰとθに対応する流量係数Ｃｖを特性テーブル記憶部２７の特性テーブルから取得し（ステップ１０６）、ＣｖとΔＰに基づいて、流路１１を流れる流体の流量現在値Ｑを計算する（ステップ１０７）。この際、流路１１の口径などによって定まる定数をＡとした場合、流量現在値Ｑは、Ｑ＝Ａ・Ｃｖ・（ΔＰ）1/2で求められる。 Next, the flow controller 28B acquires the primary side pressure P1 and the secondary side pressure P2 indicated by the pressure detection signals output from the pressure sensors S1 and S2 (step 104), and the differential pressure ΔP = P1 and P2 = P1-P2 is calculated (step 105).
Subsequently, the flow rate control unit 28B acquires the flow rate coefficient Cv corresponding to ΔP and θ from the characteristic table of the characteristic table storage unit 27 (step 106), and the flow rate of the fluid flowing through the flow path 11 based on Cv and ΔP. The current value Q is calculated (step 107). At this time, if the constant determined by the diameter of the flow path 11 is A, the current flow rate value Q is obtained by Q = A · Cv · (ΔP) 1/2 .

この後、流量制御部２８Ｂは、ＱとＱｒｅｆの偏差ΔＱ＝Ｑ−Ｑｒｅｆを計算し（ステップ１０８）、ΔＱとゼロとを比較する（ステップ１０９）。
ここで、ΔＱがゼロと等しくΔＱ＝０である場合（ステップ１０９：ΔＱ＝０）、流量制御部２８Ｂは、弁開度を変更することはないが、流量目標値が変更にならなくても、管路の状態により流量現在値Ｑが変化するため、ステップ１００に戻る。 Thereafter, the flow control unit 28B calculates a difference ΔQ = Q−Qref between Q and Qref (step 108), and compares ΔQ with zero (step 109).
Here, when ΔQ is equal to zero and ΔQ = 0 (step 109: ΔQ = 0), the flow rate control unit 28B does not change the valve opening, but the flow rate target value does not change. Since the current flow rate value Q changes depending on the state of the pipeline, the process returns to step 100.

一方、ΔＱがゼロより小さくΔＱ＜０である場合（ステップ１０９：ΔＱ＜０）、流量制御部２８Ｂは、所定のモータ制御信号をモータ駆動部２２へ出力することにより、モータ２３をΔＱに相当する弁開度分だけ開方向に駆動し（ステップ１１０）、ステップ１００に戻る。
また、ΔＱがゼロより大きくΔＱ＞０である場合（ステップ１０９：ΔＱ＞０）、流量制御部２８Ｂは、所定のモータ制御信号をモータ駆動部２２へ出力することにより、モータ２３をΔＱに相当する弁開度分だけ閉方向に駆動し（ステップ１１１）、ステップ１００に戻る。 On the other hand, when ΔQ is smaller than zero and ΔQ <0 (step 109: ΔQ <0), the flow rate control unit 28B outputs a predetermined motor control signal to the motor drive unit 22, thereby causing the motor 23 to correspond to ΔQ. The valve is driven in the opening direction by the valve opening degree to be performed (step 110), and the process returns to step 100.
Further, when ΔQ is larger than zero and ΔQ> 0 (step 109: ΔQ> 0), the flow rate control unit 28B outputs a predetermined motor control signal to the motor driving unit 22 so that the motor 23 corresponds to ΔQ. The valve is driven in the closing direction by the valve opening degree to be performed (step 111), and the process returns to step 100.

［アクチュエータ交換作業手順］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる流量制御弁１におけるアクチュエータ交換時の作業手順について説明する。図４は、アクチュエータ交換作業手順を示すフローチャートである。 [Actuator replacement procedure]
Next, with reference to FIG. 4, the work procedure at the time of actuator replacement in the flow control valve 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an actuator replacement work procedure.

まず、新たなアクチュエータ２０の交換前に、弁本体１０の弁体１２に固有の特性テーブルを、外部装置や記録媒体（図示せず）から取得して特性テーブル記憶部２７に保存する（ステップ２００）。この作業については、流量制御弁１の設置現場で実行してもよく、工場やサービス拠点など設置現場へ出向く前に実行しておいてもよい。   First, before replacing the new actuator 20, a characteristic table specific to the valve body 12 of the valve body 10 is acquired from an external device or a recording medium (not shown) and stored in the characteristic table storage unit 27 (step 200). ). This operation may be executed at the installation site of the flow control valve 1 or may be executed before going to the installation site such as a factory or a service base.

続いて、作業者が設置現場で、元のアクチュエータを取り外した後、新たなアクチュエータ２０を弁本体１０に取り付ける（ステップ２０１）。この際、継手３０により弁軸１３と出力軸２５とを接続するとともに、新たなアクチュエータ２０をヨーク３１に固定し（ステップ２０２）、一連のアクチュエータ交換作業手順を終了する。
この際、弁側角度センサ１４が、円形差動トランス型角度センサまたは磁気抵抗型角度センサの場合、定電流で角度をセンシングするため、アクチュエータ２０の交換時における弁側角度センサ１４の再調整は不要である。 Subsequently, after the operator removes the original actuator at the installation site, a new actuator 20 is attached to the valve body 10 (step 201). At this time, the valve shaft 13 and the output shaft 25 are connected by the joint 30 and the new actuator 20 is fixed to the yoke 31 (step 202), and a series of actuator replacement work procedures is completed.
At this time, when the valve side angle sensor 14 is a circular differential transformer type angle sensor or a magnetoresistive type angle sensor, the angle is sensed with a constant current. It is unnecessary.

［弁側角度センサ交換作業手順］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる流量制御弁１における弁側角度センサ交換時の作業手順について説明する。図５は、弁側角度センサ交換作業手順を示すフローチャートである。ここでは、弁側角度センサ１４が、円形差動トランス型角度センサまたは磁気抵抗型角度センサからなるものとして説明する。 [Valve angle sensor replacement procedure]
Next, with reference to FIG. 5, the work procedure at the time of replacement | exchange of the valve side angle sensor in the flow control valve 1 concerning this Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a flowchart showing a valve-side angle sensor replacement work procedure. Here, description will be made assuming that the valve side angle sensor 14 is composed of a circular differential transformer type angle sensor or a magnetoresistive type angle sensor.

まず、作業者が設置現場で、以前の弁側角度センサ１４を取り外した後、新たな弁側角度センサ１４を弁本体１０に取り付ける（ステップ３００）。
この後、制御部２８は、例えばアクチュエータ２０の通電に応じて、ステップ３０１−３０６に示す基準値設定処理を実行する。 First, the operator removes the previous valve side angle sensor 14 at the installation site, and then attaches a new valve side angle sensor 14 to the valve body 10 (step 300).
Thereafter, the control unit 28 executes a reference value setting process shown in steps 301 to 306 in accordance with the energization of the actuator 20, for example.

まず、制御部２８は、弁側角度センサ１４からのセンサ出力値ＳｖをＡ／Ｄ変換器でデジタル化し、各種演算処理に用いる。この際、電圧値［Ｖ］からなるセンサ出力値Ｓｖを百分率［％］で示される開度現在値θｖに変換するには、弁体１２が全開状態または全閉状態であるときのＳｖ、すなわち出力基準値Ｓｓが必要となる。
ここで、Ｓｓを示す電圧値は、弁側角度センサ１４ごとにバラツキを含んでいる。このため、アクチュエータ２０を交換した場合、弁本体１０に取り付けられている弁側角度センサ１４に固有のＳｓを、基準値設定動作により基準値記憶部２６に設定する必要がある。 First, the control unit 28 digitizes the sensor output value Sv from the valve side angle sensor 14 with an A / D converter and uses it for various arithmetic processes. At this time, in order to convert the sensor output value Sv composed of the voltage value [V] into the current opening degree value θv represented by the percentage [%], Sv when the valve body 12 is in the fully open state or the fully closed state, that is, The output reference value Ss is required.
Here, the voltage value indicating Ss includes variation for each valve-side angle sensor 14. For this reason, when the actuator 20 is replaced, it is necessary to set Ss unique to the valve-side angle sensor 14 attached to the valve body 10 in the reference value storage unit 26 by the reference value setting operation.

図６は、センサ出力値と開度現在値との関係を示すグラフである。弁側角度センサ１４として用いられる、これら円形差動トランス型角度センサおよび磁気抵抗型角度センサは、前述したように、弁軸１３の中間位置角度すなわち５０％開度を中心として、全閉方向および全開方向に対称となるセンサ出力値Ｓｖを出力する構造を有している。したがって、図６に示すように、センサ出力値Ｓｖと開度現在値θｖとの関係は線形比例するとともに、全閉および全開を示す電圧値は、５０％開度を示す電圧値＝０ｖを中心として、等しい電圧幅Ｓｓだけ離れた電圧値−Ｓｓ，Ｓｓとなる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the sensor output value and the current opening degree value. As described above, the circular differential transformer type angle sensor and the magnetoresistive type angle sensor used as the valve side angle sensor 14 have a fully closed direction centered on an intermediate position angle of the valve shaft 13, that is, a 50% opening degree, and The sensor output value Sv is symmetrical in the fully open direction. Therefore, as shown in FIG. 6, the relationship between the sensor output value Sv and the current opening degree value θv is linearly proportional, and the voltage value indicating fully closed and fully opened is centered on the voltage value = 0v indicating 50% opening. As a result, voltage values −Ss and Ss separated by an equal voltage width Ss are obtained.

本発明は、このような円形差動トランス型角度センサおよび磁気抵抗型角度センサの出力特性に着目し、弁体１２の５０％開度分のスパンに相当するＳｖを計測し、得られたＳｖを出力基準値Ｓｓとして、特性テーブル記憶部２７に設定するようにしたものである。   The present invention pays attention to the output characteristics of such a circular differential transformer type angle sensor and a magnetoresistive type angle sensor, measures Sv corresponding to a span corresponding to 50% opening of the valve body 12, and obtains the obtained Sv. Is set in the characteristic table storage unit 27 as the output reference value Ss.

具体的には、図５に示すように、まず、弁開度計算部２８Ａは、弁側角度センサ１４で検出されたセンサ出力値Ｓｖ（電圧値）を取得し（ステップ３０１）、Ｓｖ≧０［ｖ］かどうか確認する（ステップ３０２）。
ここで、Ｓｖ＞０であり、弁体１２が５０％開度を超えて開いている場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）、弁開度計算部２８Ａは、所定のモータ制御信号をモータ駆動部２２へ出力することにより、弁体１２が全開になるまでモータ２３を駆動する（ステップ３０３）。 Specifically, as shown in FIG. 5, first, the valve opening calculation unit 28A acquires the sensor output value Sv (voltage value) detected by the valve side angle sensor 14 (step 301), and Sv ≧ 0. [V] is checked (step 302).
Here, when Sv> 0 and the valve body 12 is opened beyond the 50% opening degree (step 302: YES), the valve opening degree calculation unit 28A sends a predetermined motor control signal to the motor driving unit 22. By outputting, the motor 23 is driven until the valve body 12 is fully opened (step 303).

一方、Ｓｖ≦０であり、弁体１２が５０％開度以下で閉まっている場合（ステップ３０２：ＮＯ）、弁開度計算部２８Ａは、所定のモータ制御信号をモータ駆動部２２へ出力することにより、弁体１２が全閉になるまでモータ２３を駆動する（ステップ３０４）。
全閉および全開への到達は、例えば、モータ２３は、機械的あるいは電気的にモータを停止させるので、停止したことあるいは停止によって出力される信号を検知すればよい。 On the other hand, when Sv ≦ 0 and the valve body 12 is closed at an opening of 50% or less (step 302: NO), the valve opening calculation unit 28A outputs a predetermined motor control signal to the motor drive unit 22. Thus, the motor 23 is driven until the valve body 12 is fully closed (step 304).
For example, since the motor 23 mechanically or electrically stops the motor 23, it is only necessary to detect that the motor 23 has stopped or a signal output by the stop.

次に、弁開度計算部２８Ａは、弁側角度センサ１４で検出されたセンサ出力値Ｓｖを取得し（ステップ３０５）、得られたＳｖの絶対値を計算し、得られた出力基準値Ｓｓとして特性テーブル記憶部２７に設定し（ステップ３０６）、一連の基準値設定処理を終了する。
これにより、基準値設定処理の開始時における弁体１２の開度に応じて、全開または全閉のうち、いずれか近い方へモータ２３が駆動されることになる。このため、最も短い時間で、出力基準値Ｓｓを計測して設定することができる。 Next, the valve opening calculation unit 28A obtains the sensor output value Sv detected by the valve side angle sensor 14 (step 305), calculates the absolute value of the obtained Sv, and obtains the obtained output reference value Ss. Is set in the characteristic table storage unit 27 (step 306), and a series of reference value setting processing is terminated.
As a result, the motor 23 is driven to either the full open or the full close according to the opening of the valve body 12 at the start of the reference value setting process. For this reason, the output reference value Ss can be measured and set in the shortest time.

［アクチュエータと弁側角度センサの同時交換作業手順］
次に、アクチュエータと弁側角度センサを同時に交換する作業手順について説明する。
まず、前述の図４で説明した、アクチュエータ交換作業手順に従って、流量制御弁１のアクチュエータ２０を交換した後、前述の図５で説明した、弁側角度センサ交換作業手順に従って、弁本体１０の弁側角度センサ１４を交換する。 [Procedure for simultaneous replacement of actuator and valve side angle sensor]
Next, an operation procedure for simultaneously exchanging the actuator and the valve side angle sensor will be described.
First, after exchanging the actuator 20 of the flow control valve 1 according to the actuator exchange procedure described above with reference to FIG. 4, the valve of the valve body 10 according to the valve-side angle sensor exchange procedure described with reference to FIG. Replace the side angle sensor 14.

［本実施の形態の効果］ [Effects of the present embodiment]

一般に、アクチュエータ２０は、ヨーク３１を介して弁本体１０に接続されており、アクチュエータ２０の出力軸２５は、継手３０を介して弁本体１０の弁軸１３と接続されている。したがって、アクチュエータ２０のみを交換する場合、元のアクチュエータをヨーク３１から取り外すとともに、継手３０を緩めて元のアクチュエータの出力軸２５と弁軸１３とを一旦切り離し、その後、新たなアクチュエータ２０の出力軸２５と弁軸１３とを継手３０で接続するとともに、新たなアクチュエータ２０をヨーク３１に接続する必要がある。   In general, the actuator 20 is connected to the valve body 10 via a yoke 31, and the output shaft 25 of the actuator 20 is connected to the valve shaft 13 of the valve body 10 via a joint 30. Therefore, when only the actuator 20 is replaced, the original actuator is removed from the yoke 31, and the joint 30 is loosened to temporarily disconnect the output shaft 25 and the valve shaft 13 of the original actuator, and then the output shaft of the new actuator 20 is removed. 25 and the valve shaft 13 are connected by the joint 30, and a new actuator 20 needs to be connected to the yoke 31.

前述した従来の流量制御弁では、アクチュエータ２０内部の角度センサで検出した出力軸２５の回動角度を、弁本体１０の弁軸１３の回動角度と見なし、この回動角度に基づいて弁開度を検出するものとなっている。
このため、アクチュエータ２０の交換により、新たなアクチュエータ２０とヨーク３１との取付角度や、新たなアクチュエータ２０の出力軸２５と弁軸１３との取付角度に誤差が生じた場合、アクチュエータ２０内部の角度センサで検出した出力軸２５の回動角度と、実際の弁軸１３の回動角度との誤差となって現れることになる。なお、出力軸２５が弁体１２に連結されているような、アクチュエータ２０のみの交換を考慮していない流量制御弁では、このような課題は生じない。 In the above-described conventional flow control valve, the rotation angle of the output shaft 25 detected by the angle sensor inside the actuator 20 is regarded as the rotation angle of the valve shaft 13 of the valve body 10, and the valve is opened based on this rotation angle. It is intended to detect the degree.
Therefore, if an error occurs in the mounting angle between the new actuator 20 and the yoke 31 or the mounting angle between the output shaft 25 and the valve shaft 13 of the new actuator 20 due to the replacement of the actuator 20, the angle inside the actuator 20 This appears as an error between the rotation angle of the output shaft 25 detected by the sensor and the actual rotation angle of the valve shaft 13. Note that such a problem does not occur in a flow control valve in which the output shaft 25 is connected to the valve body 12 and in which only the actuator 20 is not considered.

ここで、新たなアクチュエータ２０をヨーク３１に接続する際や、継手３０で新たなアクチュエータ２０の出力軸２５を弁軸１３に接続する際、これら取付角度を元のアクチュエータの取付角度と誤差なく接続することは、現場での実際の作業を考慮すると極めて困難である。
したがって、従来の流量制御弁では、アクチュエータ２０のみを交換した場合、取付角度の誤差により弁開度の検出精度が再現できなくなり、流量精度を再現できなくなる恐れがあった。このため、アクチュエータ２０のみが故障した場合でも、アクチュエータ２０と弁本体１０の両方を交換する必要があった。 Here, when the new actuator 20 is connected to the yoke 31 or when the output shaft 25 of the new actuator 20 is connected to the valve shaft 13 with the joint 30, these mounting angles are connected without error from the original actuator mounting angle. It is extremely difficult to do in consideration of actual work on site.
Therefore, in the conventional flow control valve, when only the actuator 20 is replaced, the detection accuracy of the valve opening cannot be reproduced due to an error in the mounting angle, and the flow accuracy may not be reproduced. For this reason, even when only the actuator 20 fails, it is necessary to replace both the actuator 20 and the valve body 10.

一方、本実施の形態は、弁本体１０の本体上面１０Ａまたは本体底面１０Ｂに、継手３０を介してアクチュエータ２０の出力軸２５と接続されている弁軸１３の回動角度に応じたセンサ出力値Ｓｖを出力する弁側角度センサ１４を取り付け、弁開度計算部２８Ａが、弁側角度センサ１４で検出されたセンサ出力値Ｓｖに基づいて弁体１２の開度現在値θｖを計算するようにしたものである。   On the other hand, in the present embodiment, the sensor output value corresponding to the rotation angle of the valve shaft 13 connected to the output shaft 25 of the actuator 20 via the joint 30 on the main body upper surface 10A or the main body bottom surface 10B of the valve main body 10. The valve-side angle sensor 14 that outputs Sv is attached, and the valve opening calculation unit 28A calculates the current opening θv of the valve body 12 based on the sensor output value Sv detected by the valve-side angle sensor 14. It is a thing.

これにより、弁軸１３の回動角度は、弁本体１０に取り付けられた弁側角度センサ１４で直接検出されることになり、アクチュエータ２０のみを交換しても弁側角度センサ１４は交換されない。このため、アクチュエータ２０のみを交換して、新たなアクチュエータ２０の出力軸２５と弁軸１３との取付角度や、新たなアクチュエータ２０とヨークと３１の取付角度に誤差が生じても、弁側角度センサ１４で検出される弁軸１３の回動角度での誤差は生じない。したがって、アクチュエータ２０のみを交換した場合でも、弁開度の検出精度を再現することが可能となり、結果として流量再現を確保することが可能となる。   As a result, the rotation angle of the valve shaft 13 is directly detected by the valve side angle sensor 14 attached to the valve body 10, and the valve side angle sensor 14 is not replaced even if only the actuator 20 is replaced. For this reason, even if only the actuator 20 is replaced and an error occurs in the mounting angle between the output shaft 25 and the valve shaft 13 of the new actuator 20 or the mounting angle between the new actuator 20 and the yoke 31, the valve side angle An error in the rotation angle of the valve shaft 13 detected by the sensor 14 does not occur. Therefore, even when only the actuator 20 is replaced, the detection accuracy of the valve opening degree can be reproduced, and as a result, the flow rate reproduction can be ensured.

また、空調システム等の設備で流量制御弁１を用いる場合、配管を流れる流体が蒸気の場合、弁本体１０も１００℃近くまで上昇する。このため、弁本体１０の内部に弁側角度センサ１４を設けた場合、弁側角度センサ１４が、常時、熱負荷に曝されることになり、弁軸１３の回動角度の検出誤差だけでなく、早期に劣化する原因にもなる。本実施の形態では、弁側角度センサ１４を弁本体１０の外側である本体上面１０Ａまたは本体底面１０Ｂに取り付けているため、弁本体１０の内部に弁側角度センサ１４を設けた場合と比較して、流路１１を流れる流体の流体温度の影響を抑制することができる。   When the flow control valve 1 is used in equipment such as an air conditioning system, when the fluid flowing through the pipe is steam, the valve body 10 also rises to near 100 ° C. For this reason, when the valve-side angle sensor 14 is provided inside the valve body 10, the valve-side angle sensor 14 is always exposed to a thermal load, and only the detection error of the rotation angle of the valve shaft 13 is detected. It also causes deterioration at an early stage. In the present embodiment, the valve side angle sensor 14 is attached to the main body upper surface 10A or the main body bottom surface 10B, which is outside the valve main body 10, so that the valve side angle sensor 14 is provided inside the valve main body 10. Thus, the influence of the fluid temperature of the fluid flowing through the flow path 11 can be suppressed.

また、弁本体１０の内部に弁側角度センサ１４を設けるためには、弁本体１０の内部に弁側角度センサ１４を配置する空間を新たに形成する必要があり、具体的には、弁本体１０の金型を変更する必要がある。ここで、金型変更に伴う作業コストは比較的高く、流路１１の口径が大きいほど金型も大きいため、金型変更に伴う作業コストは極めて大きくなる。   In order to provide the valve side angle sensor 14 inside the valve body 10, it is necessary to newly form a space for arranging the valve side angle sensor 14 inside the valve body 10, specifically, the valve body. 10 molds need to be changed. Here, the work cost associated with the mold change is relatively high, and the larger the diameter of the flow path 11 is, the larger the mold is.

これに対して、本実施の形態では、弁側角度センサ１４を弁本体１０の外側に取り付けているため、金型を変更する必要はなく、金型変更に伴う作業コストを必要とすることなく、弁軸１３の回動角度を、直接、弁側角度センサ１４で検出することが可能となる。また、これにより、従前の弁本体１０を継続して用いることができ、金型変更に伴う流量制御への影響を回避でき、流量制御においてこれまでに培われた高い信頼性が得られる。   On the other hand, in this embodiment, since the valve side angle sensor 14 is attached to the outside of the valve body 10, there is no need to change the mold, and there is no need for the operation cost associated with the mold change. The rotation angle of the valve shaft 13 can be directly detected by the valve side angle sensor 14. In addition, the conventional valve body 10 can be continuously used, the influence on the flow control accompanying the mold change can be avoided, and the high reliability cultivated so far in the flow control can be obtained.

また、流量制御弁１では、一般に、流路の経年変化において、弁体１２と弁本体１０との間の堆積物により弁体１２を回動させるのに大きなトルクを必要とした場合、弁軸１３のねじれが大きくなる。また、弁体１２を回動させる際、流路の口径が大きい場合、差圧が大きい場合、あるいは、流体流量が多い場合、弁体１２に大きな負荷トルクが発生する場合がある。したがって、角度センサをアクチュエータ２０側に設けた場合、このような出力軸と弁軸との間のねじれの影響を受けやすい。一方、本実施の形態は、弁側角度センサ１４を弁本体１０の外側に取り付けているため、このような出力軸と弁軸との間のねじれの影響について優位性が得られる。   Further, in the flow control valve 1, in general, when a large torque is required to rotate the valve body 12 due to deposits between the valve body 12 and the valve body 10 in the aging of the flow path, 13 twist increases. Further, when the valve body 12 is rotated, a large load torque may be generated in the valve body 12 when the diameter of the flow path is large, when the differential pressure is large, or when the fluid flow rate is large. Therefore, when the angle sensor is provided on the actuator 20 side, it is easily affected by the twist between the output shaft and the valve shaft. On the other hand, in this embodiment, since the valve-side angle sensor 14 is attached to the outside of the valve body 10, an advantage can be obtained with respect to the influence of the twist between the output shaft and the valve shaft.

また、本実施の形態において、弁側角度センサ１４として、円形差動トランス型角度センサまたは磁気抵抗型角度センサを用いてもよい。これら角度センサは、非接触なため高寿命であり、主な構成部品が巻線と電磁鋼板であるため耐環境性が高い。また、弁側角度センサ１４は、弁本体１０の外側に搭載されているため、簡単に交換することができる。また、定電流でセンシングするため、アクチュエータ２０交換時における現場での再調整が不要である。さらに、構造的に中空機構なので、ロータとステータとが分離で、弁軸１３に対して容易に取り付けることができる。   In the present embodiment, a circular differential transformer type angle sensor or a magnetoresistive type angle sensor may be used as the valve side angle sensor 14. These angle sensors have a long life because they are non-contact, and have high environmental resistance because their main components are windings and electrical steel sheets. Moreover, since the valve side angle sensor 14 is mounted on the outside of the valve body 10, it can be easily replaced. Further, since sensing is performed with a constant current, readjustment at the site when the actuator 20 is replaced is not necessary. Further, since the structure is a hollow mechanism, the rotor and the stator are separated and can be easily attached to the valve shaft 13.

また、本実施の形態において、弁開度計算部２８Ａが、弁側角度センサ１４に関する出力基準値を設定する際、弁体１２が全閉または全開のいずれか一方の状態となるまで出力軸２５を回動し、その時点で弁側角度センサ１４により検出したセンサ出力値Ｓｖを、弁側角度センサ１４に関する出力基準値Ｓｓとして設定するようにしてもよい。これにより、基準値設定時に、弁体１２を全閉から全開まで駆動する必要がなくなるため、短い時間で全閉および全開の出力基準値を設定することが可能となる。   Further, in the present embodiment, when the valve opening degree calculation unit 28A sets the output reference value related to the valve side angle sensor 14, the output shaft 25 is kept until the valve body 12 is in a fully closed state or a fully open state. The sensor output value Sv detected by the valve side angle sensor 14 at that time may be set as the output reference value Ss related to the valve side angle sensor 14. This eliminates the need to drive the valve body 12 from fully closed to fully open when setting the reference value, so that the fully closed and fully open output reference values can be set in a short time.

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。 [Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

１…流量制御弁、１０…弁本体、１０Ａ…本体上面、１０Ｂ…本体底面、１１…流路、１１Ａ…内壁、１２…弁体、１３…弁軸、１４…弁側角度センサ、２０…アクチュエータ、２１…流量目標設定部、２２…モータ駆動部、２３…モータ、２４…減速機、２５…出力軸、２６…基準値記憶部、２７…特性テーブル記憶部、２８…制御部、２８Ａ…弁開度計算部、２８Ｂ…流量制御部、３０…継手、３１…ヨーク、Ｓ１，Ｓ２…圧力センサ、Ｓ３…温度センサ、Ｑｒｅｆ…流量目標値、Ｑ…流量現在値、ΔＱ…偏差、Ｓｖ…センサ出力値、Ｓｓ…出力基準値、θｖ，θ…開度現在値、Ｔｖ…検出温度、Ｐ１…一次側圧力、Ｐ２…二次側圧力、ΔＰ…差圧、Ｃｖ…流量係数。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow control valve, 10 ... Valve main body, 10A ... Main body upper surface, 10B ... Main body bottom surface, 11 ... Flow path, 11A ... Inner wall, 12 ... Valve body, 13 ... Valve shaft, 14 ... Valve side angle sensor, 20 ... Actuator , 21 ... Flow rate target setting unit, 22 ... Motor drive unit, 23 ... Motor, 24 ... Reducer, 25 ... Output shaft, 26 ... Reference value storage unit, 27 ... Characteristic table storage unit, 28 ... Control unit, 28A ... Valve Opening calculation unit, 28B ... flow rate control unit, 30 ... joint, 31 ... yoke, S1, S2 ... pressure sensor, S3 ... temperature sensor, Qref ... flow rate target value, Q ... current flow rate value, ΔQ ... deviation, Sv ... sensor Output value, Ss: output reference value, θv, θ: opening current value, Tv: detected temperature, P1: primary pressure, P2: secondary pressure, ΔP: differential pressure, Cv: flow coefficient.

特開２０１５−１９４１６６号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-194166 特開２０１５−１１４１８８号公報JP2015-114188A 特開２０１５−１２５０３８号公報JP 2015-125038 A

Claims (4)

流体が流れる流路が内部に形成されているとともに、前記流路の途中に前記流体の流量を制御する弁体が回動自在に取り付けられている弁本体と、前記弁体の開度現在値に基づいてモータで出力軸を回動させて前記弁体の弁軸を回動制御することにより前記流体の流量を制御するアクチュエータとを備える流量制御弁であって、
前記弁本体の外側である本体上面または本体底面に取り付けられて、継手を介して前記アクチュエータの前記出力軸と接続されている前記弁軸の回動角度に応じたセンサ出力値を出力する弁側角度センサと、
前記弁側角度センサで検出された前記センサ出力値に基づいて前記弁体の開度現在値を計算する弁開度計算部と
を備えることを特徴とする流量制御弁。 A valve body in which a flow path through which a fluid flows is formed, and a valve body that controls the flow rate of the fluid is rotatably attached in the middle of the flow path, and an opening current value of the valve body A flow control valve comprising an actuator that controls the flow rate of the fluid by rotating the output shaft with a motor based on the control of the valve shaft of the valve body,
A valve side that is attached to the upper surface or the bottom surface of the main body, which is outside the valve main body, and that outputs a sensor output value corresponding to the rotation angle of the valve shaft connected to the output shaft of the actuator via a joint. An angle sensor;
A flow rate control valve, comprising: a valve opening degree calculation unit that calculates a current opening degree value of the valve body based on the sensor output value detected by the valve side angle sensor. 請求項１に記載の流量制御弁において、
前記弁側角度センサは、円形差動トランス型角度センサまたは磁気抵抗型角度センサからなることを特徴とする流量制御弁。 The flow control valve according to claim 1,
The valve-side angle sensor comprises a circular differential transformer type angle sensor or a magnetoresistive type angle sensor. 請求項２に記載の流量制御弁において、
前記弁開度計算部は、前記弁側角度センサに関する出力基準値を設定する際、前記弁体が全閉または全開のいずれか一方の状態となるまで前記出力軸を回動し、その時点で前記弁側角度センサにより検出したセンサ出力値を前記出力基準値として設定することを特徴とする流量制御弁。 The flow control valve according to claim 2,
When setting the output reference value for the valve side angle sensor, the valve opening calculation unit rotates the output shaft until the valve body is in a fully closed state or a fully open state. A flow rate control valve characterized in that a sensor output value detected by the valve side angle sensor is set as the output reference value. 流体が流れる流路が内部に形成されているとともに、前記流路の途中に前記流体の流量を制御する弁体が回動自在に取り付けられている弁本体と、前記弁本体に取り付けられて、前記弁体の開度現在値に基づいてモータで出力軸を回動させて前記弁体の弁軸を回動制御することにより前記流体の流量を制御するアクチュエータとを備える流量制御弁で、弁体の弁開度の検出に用いられる弁開度検出方法であって、
前記弁本体の外側である本体上面または本体底面に取り付けられた弁側角度センサが、継手を介して前記アクチュエータの前記出力軸と接続されている前記弁軸の回動角度に応じたセンサ出力値を出力する検出ステップと、
弁開度計算部が、前記弁側角度センサで検出された前記センサ出力値に基づいて前記弁体の開度現在値を計算する弁開度計算ステップと
を備えることを特徴とする弁開度検出方法。 A flow channel through which a fluid flows is formed inside, a valve body in which a valve body for controlling the flow rate of the fluid is rotatably attached in the middle of the flow channel, and the valve body is attached to the valve body, A flow control valve comprising an actuator for controlling the flow rate of the fluid by rotating the output shaft by a motor based on the current opening degree value of the valve body and controlling the valve shaft of the valve body; A valve opening degree detection method used for detecting a body valve opening degree,
A sensor-side output value corresponding to a rotation angle of the valve shaft connected to the output shaft of the actuator via a joint by a valve-side angle sensor attached to the top surface or the bottom surface of the body that is outside the valve body Detecting step for outputting,
A valve opening calculation unit comprising: a valve opening calculation step of calculating a current opening value of the valve body based on the sensor output value detected by the valve-side angle sensor. Detection method.
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