JP3053449U - モータで駆動される制御弁の開度出力機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータで駆動される制御弁の開度を、簡便
に、且つ、正確に、信号として出力する機構を提供する
こと。 【解決手段】 弁体３０が固定されたバルブシャフト３
２と、歯車４２，５２を介してポテンショメータ５０に
連結された回転シャフト４０は、モータＭの出力軸の互
いに反対側に連結されているので、モータＭの回転は、
弁体３０とポテンショメータ５０の両方に等しく伝達さ
れる。従って、弁体３０の開度は、ポテンショメータ５
０の出力電圧値に変換して出力される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、バルブ本体の流体通路に設けられた弁体をモータで回動させて流体 通路を開閉させる制御弁の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に従来のこの種の制御弁１００の正面断面図を示す。 この流量制御弁１００は、断面形状が円形の流体通路７２を具えたバルブ本体 ７０と、この流体通路７２に適合する円板状の弁体８０とを有している。 弁体８０はバルブ本体７０に回転可能に軸支されたバルブシャフト８２に固定 され、バルブシャフト８２はパルスモータ９０に連結されており、パルスモータ ９０によって、バルブシャフト８２、及びバルブシャフト８２に固定された弁体 ８０が回転し、流体通路７２を開閉するようになっている。

【０００３】 パルスモータ９０は、外部から入力されたパルス信号によって制御され、入力 パルスの数に正比例した回転角度で停止できるようになっているから、この流量 制御弁１００においては、パルスモータ９０に入力されるパルス信号をカウント することによって、流体通路７２に対する弁体８０の回転角度、すなわち、開度 を検知することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この流体制御弁１００は、パルス信号のカウントを開始する際に、弁 体８０が所定の基準位置になければ正確な検知が行なえない。 そのため、弁体８０が流体通路７２を閉塞する全閉位置、又は全閉位置から９ ０°回転した全開位置を基準位置として、弁体８０が基準位置にあるときからパ ルス信号のカウントを開始するため、使用前に必ずイニシャライズを行なう必要 があり、作動開始までに時間がかかる。 また、使用中にカウント開始の基準位置がずれたり、カウントミスが生じると 、パルス信号のカウント数によって検知されるバルブの開度が、実際のバルブの 開度とは異なってしまうという問題を有している。 これを防止するためには、頻繁にイニシャライズを行なわなければならず、連 続して使用する際には面倒である。 さらに、上記の構成から、パルスモータ９０以外のモータを使用することがで きないという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、バルブ本体の流体通路に設けられた弁体をモータで回動させて前記 流体通路を開閉させる制御弁において、前記弁体の軸方向反対側で前記弁体と一 体に回転するように前記モータから延びる回転シャフトと、前記回転シャフトと 歯車係合したポテンショメータとを具え、前記弁体の回転角度を前記ポテンショ メータの出力電圧に変換して出力するようにした開度出力機構によって、前記の 課題を解決した。

【０００６】 請求項２に記載したように、ポテンショメータに固定された歯車の歯数が、回 転シャフトに固定された歯車の歯数よりも多いと、モータの回転が減速されてポ テンショメータに伝達されるので、ポテンショメータの出力電圧をより細かく出 力することができる。

【０００７】 さらに、請求項３に記載したように、弁体が全閉状態から９０°回転したとき に、ポテンショメータの出力電圧が最大となるようにしておくと、ポテンショメ ータの出力に対応する弁体の回転角度の関係が把握しやすくなり、ポテンショメ ータの出力から弁体の開度を知ることが容易となる。

【０００８】

【作用】

本考案では、弁体とポテンショメータに連結された回転シャフトが、単一のモ ータによって常に一体に回転するので、ポテンショメータの出力電圧を弁体の開 度として正確に出力することができる。

【０００９】

【考案の実施の形態】

図１に本考案の開度出力機構を具えた流量制御弁１０を正面から見た一部断面 図、図２に図１の流量制御弁１０を右側から見た側面図を示す。 この流量制御弁１０は、従来のものと同様に、断面形状が円形の流体通路２２ が形成されたバルブ本体２０と、流体通路２２に適合する円板状の弁体３０を具 え、流体通路２２に対して弁体３０が回転して、流体通路２２を開閉するように なっている。 この流体制御弁１０では、上下に延びる２本のシャフトを具えた両軸モータＭ が使用され、モータＭの駆動は上下方向に等しく出力される。

【００１０】 モータＭの下部には、減速ギヤＧ、及びカップリングＣを介して、先端に弁体 ３０が固定されたバルブシャフト３２が連結されている。 モータＭの回転は、減速ギヤＧによって減速されて、バルブシャフト３２、及 び弁体３０に伝達されるため、弁体３０の回転角度を細かく制御して流量制御弁 １０の分解能を高めることができる。

【００１１】 モータＭ、及び減速ギヤＧは、取付パネルＰに固定され、さらに取付パネルＰ には、後述するポテンショメータ５０がモータＭの上部に位置するように、断面 がＬ字状の板５１を介して固定されており（図２参照）、モータＭ、減速ギヤＧ 、回転シャフト４０、及びポテンショメータ５０等は、カバー２４内に収納され ている。

【００１２】 モータＭの上部には歯車４２が固定された回転シャフト４０が延び、この歯車 ４２は、ポテンショメータ５０に固定された歯車５２と噛み合っている。 従って、モータＭの回転は、回転シャフト４０、及び歯車４２，５２を介して 、ポテンショメータ５０に伝達される。 なお、回転シャフト４０に固定された歯車４２の歯数は、ポテンショメータ５ ０に設けられた歯車５２の歯数よりも少ないので、モータＭの回転速度は減速さ れてポテンショメータ５０に伝達される。

【００１３】 ポテンショメータ５０は、抵抗素子（図示せず。）、及び抵抗素子上を摺動す るスライダ（図示せず。）からなる可変抵抗器であり、スライダには共通線５４ が連結され、抵抗素子の一方端に直流電圧を供給する入力線５６が、他端に出力 線５８がそれぞれ連結されている。 ポテンショメータ５０の抵抗素子には、入力線５６から一定の電圧が供給され ているため、スライダが抵抗素子上を摺動して出力線５８と共通線５４の間の抵 抗値が変化すると、出力線５８と共通線５４の間の電圧値も変化する。 本考案を適用した流量制御弁１０で使用されるポテンショメータ５０は、円形 に配置された抵抗素子の中心に時計の針状のスライダを具え、スライダが回転し て抵抗素子上を摺動する回転式ポテンショメータであり、スライダが一回転（す なわち、３６０°回転）すると、出力線５８と共通線５４の間の電圧が最大とな る。 ポテンショメータ５０の出力線５８と共通線５４の間の出力電圧値は、後述す るように、弁体３０の開度と直接関連付けられ、開度出力６０として利用される 。例えば、制御弁の開度を、電圧に比例する針の動きで示すことができる。

【００１４】 図３は、本考案の開度出力機構を具えた流量制御弁１０の斜視図である。 この図では、カバー２４の図示を省略した。 ポテンショメータ５０の入力線５６、出力線５８、及び共通線５４は、ＲＳ− ２３２Ｃ，ＲＳ−４２２等のピン式のコネクタ５５に連結されており、電圧の供 給、及び出力電圧の測定は、コネクタ５５を介して行なわれる。 コネクタ５５は上記以外のものであってもよく、また、コネクタ５５を使用せ ずに、直接、電圧の供給、及び出力電圧の出力をしてもよい。

【００１５】 次に、本考案の流量制御弁１０の動作を説明する。 モータＭが駆動されると、モータＭの回転は、減速ギヤＧ、及びカップリング Ｃを介してバルブシャフト３２に固定された弁体３０に減速されて伝達され、弁 体３０が回転する。 それと同時に、モータＭの回転は、回転シャフト４０、及び歯車４２，５２を 介してポテンショメータ５０内部のスライダに伝達され、スライダが抵抗素子上 を摺動して、出力線５８と共通線５４との間の出力電圧が変化する。

【００１６】 弁体３０が流体通路２２を閉塞した状態から９０°回転すると、流体通路２２ の開度が最大となり、ポテンショメータ５０のスライダが丁度一回転して、出力 線５８と共通線５４の間の出力電圧値も最大となる。 この流体制御弁１０では、弁体３０が全開位置、又は全閉位置から９０°回転 するとポテンショメータ５０のスライダが一回転するように、予め減速ギヤＧ、 及び歯車４２，５２によって、弁体３０及びポテンショメータ５０の回転が調整 されており、ポテンショメータ５０の出力電圧が、弁体３０の開度出力６０とし て取り出される。

【００１７】 上記の流量制御弁１０において、バルブシャフト３２に伝達されるモータＭの 回転速度は、減速ギヤＧによって減速されているが、どの程度減速するかは、減 速ギヤＧのギヤ比によって決定される。 同様に、ポテンショメータ５０に伝達されるモータＭの回転速度は、回転シャ フト４０に固定された歯車４２の歯数と、ポテンショメータ５０に固定された歯 車５２の歯数の比によってどの程度減速されるかが決定される。

【００１８】

【考案の効果】

上記のように、本考案を適用した流量制御弁は、弁体の開度をポテンショメー タの出力電圧値で取出すように、弁体、及びポテンショメータが１つのモータを 介して機械的に接続され、弁体の回転角度とポテンショメータの出力電圧がモー タの回転によって互いに正確に関連付けられているので、イニシャライズを行な う必要なく、常に正確な開度出力を行なうことができるという効果を奏する。 また、本考案では、一般的なモータを使用できるので、標準的な流量制御弁に 適用することができる。

【００１９】 さらに、ポテンショメータに固定された歯車の歯数と回転シャフトに固定され た歯車の歯数の比を適切に設定することによって、制御弁の開度をポテンショメ ータの最大分解能で見ることができる。 なお、このように制御弁の開度出力を常時見ておくことは、例えば、制御弁の 故障の予知等の為に有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の開度出力機構を具えた流量制御弁の
正面図。

【図２】 図１の流量制御弁を右側から見た側面図。

【図３】 本考案の開度出力機構を具えた流量制御弁の
斜視図。

【図４】 従来の流量制御弁の一部断面図。

【符号の説明】

１０：流量制御弁 ２０：バルブ本体 ２２：流体通路 ３０：弁体 ４０：回転シャフト ４２，５２：歯車 ５０：ポテンショメータ Ｍ：モータ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ本体の流体通路に設けられた弁体
   をモータで回動させて前記流体通路を開閉させる制御弁
   において、 前記弁体の軸方向反対側で前記弁体と一体に回転するよ
   うに前記モータから延びる回転シャフトと、 前記回転シャフトと歯車係合したポテンショメータとを
   具え、 前記弁体の回転角度を前記ポテンショメータの出力電圧
   に変換して出力することを特徴とする、 モータで駆動される制御弁の開度出力機構。
2. 【請求項２】 前記ポテンショメータに固定された歯車
   の歯数が前記回転シャフトに固定された歯車の歯数より
   も多い、請求項１のモータで駆動される制御弁の開度出
   力機構。
3. 【請求項３】 前記弁体が全閉状態から９０°回転した
   ときに前記ポテンショメータの出力電圧が最大となる、
   請求項１又は２のモータで駆動される制御弁の開度出力
   機構。