JP4698562B2 - Control method of motor safety valve - Google Patents
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Description
本発明は、乾電池を電源として作動するモータ安全弁の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a motor safety valve that operates using a dry battery as a power source.
従来のこの種のモータ安全弁は、流体として水などの液体や都市ガスなどの気体を供給するための供給管に介設されており、この供給管を閉鎖し、あるいは開度を増減するように用いられている。 This type of conventional motor safety valve is interposed in a supply pipe for supplying a liquid such as water or a gas such as city gas as a fluid, and closes the supply pipe or increases or decreases the opening degree. It is used.
モータ安全弁の構造は、供給管を常時閉弁する方向に付勢された弁体と、弁体に設けられたアーマチュアを吸着する電磁石を進退させるモータ機構とを有している。そして、モータ機構を作動させて電磁石がアーマチュアに当接する位置まで電磁石を移動させ、その状態で電磁石を励磁させて電磁石にアーマチュアを吸着させるように構成されている。 The structure of the motor safety valve includes a valve body that is urged in a direction in which the supply pipe is normally closed, and a motor mechanism that advances and retracts an electromagnet that attracts an armature provided on the valve body. Then, the motor mechanism is operated to move the electromagnet to a position where the electromagnet comes into contact with the armature. In this state, the electromagnet is excited to attract the armature to the electromagnet.
電磁石にアーマチュアを吸着させた状態でモータ機構を逆方向に作動させ、アーマチュアを吸着させたまま電磁石を戻す。すると、弁体は付勢力に抗して開弁方向に移動し、供給管の閉弁状態が解除される(例えば、特許文献1参照)。
電磁石を励磁するためには電磁石に通電する必要があるが、開弁中は常時通電し続ける必要があるため、電磁石へ給電する電流値はできるだけ小さい方が省エネの観点から望ましい。特に乾電池を電源として電磁石を励磁する場合には、通電する電流値が大きいと電池寿命が短くなるため、電流値を小さくすることが望まれる。 In order to excite the electromagnet, it is necessary to energize the electromagnet. However, since it is necessary to continue energization while the valve is open, it is desirable from the viewpoint of energy saving that the current value supplied to the electromagnet is as small as possible. In particular, when an electromagnet is excited using a dry battery as a power source, if the current value to be energized is large, the battery life is shortened. Therefore, it is desirable to reduce the current value.
ところが、電流値を小さくすると、電磁石の吸着力が小さくなるため、電磁石がアーマチュアを吸着しづらくなる。例えばアーマチュアと電磁石の磁極との間にゴミなどが噛み込むと、アーマチュアと電磁石の磁極とが十分に密着せず、電流値が小さいと弁体を開弁方向に移動させることができないという不具合が生じる。 However, when the current value is reduced, the attracting force of the electromagnet is reduced, so that the electromagnet becomes difficult to attract the armature. For example, if dust or the like is caught between the armature and the magnetic pole of the electromagnet, the armature and the magnetic pole of the electromagnet do not adhere sufficiently, and if the current value is small, the valve body cannot be moved in the valve opening direction. Arise.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、開弁を確実に行うことができ、かつ電磁石へ給電する電流値を必要最小限の大きさにするモータ安全弁の制御方法を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention has an object to provide a control method for a motor safety valve that can reliably perform valve opening and that makes a current value to be supplied to an electromagnet the minimum necessary value. To do.
上記課題を解決するために本発明によるモータ安全弁の制御方法は、流体の供給管の途中に介設されるモータ安全弁であって、供給管を常時閉弁する方向に付勢された弁体と、弁体に設けられたアーマチュアを吸着する電磁石を進退させるモータ機構とを有し、かつこの電磁石は乾電池を電源として電流を可変制御する制御手段から給電されて励磁されるモータ安全弁の制御方法において、電磁石をアーマチュアに当接させた状態で電磁石を励磁し、弁体を付勢力に抗して開弁させる際に、開弁に失敗した場合には電磁石へ給電される電流値を増加させて再度開弁動作を行うとともに、閉弁動作を行う際にアーマチュアに付着した塵埃を除去するために、アーマチュアを吸着した状態の電磁石を弁口からもっとも離れた位置まで移動させてから電磁石への通電を停止し、かつ、電磁石へ給電する電流値を増加させて開弁動作を行い開弁に成功した場合に、閉弁動作後に再び開弁動作を行う際に電磁石へ給電される電流値を減少することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a motor safety valve control method according to the present invention includes a motor safety valve interposed in the middle of a fluid supply pipe, and a valve body biased in a direction to normally close the supply pipe. And a motor mechanism for moving an electromagnet that attracts an armature provided on the valve body, and the electromagnet is supplied with power from a control means that variably controls current using a dry battery as a power source. When the electromagnet is excited with the electromagnet in contact with the armature and the valve element is opened against the urging force, if the valve opening fails, the current value supplied to the electromagnet is increased. It performs opening operation again, or to remove dust attached to the armature in conducting the closing valve operation to move the electromagnet in a state of adsorbing the armature to the most distant position from the valve port and And it stops energizing the electromagnet, and, in the case of successful opening performs valve opening operation by increasing the current value for power supply to the electromagnet is powered to the electromagnet when performing the opening operation again after the closing operation The current value is decreased .
開弁できない状態になると、当初設定していた電流値よりも大きな電流を電磁石に給電し、電磁石の吸着力を増加させて確実にアーマチュアを吸着させることにより、開弁できない状態が発生しないようにする。 If the valve cannot be opened, a current larger than the initially set current value is supplied to the electromagnet, and the attracting force of the electromagnet is increased so that the armature is securely attracted so that the valve cannot be opened. To do.
なお、電流値を大きくすると乾電池の消耗が激しくなるので、電磁石へ給電する電流値を増加させて開弁動作を行い開弁に成功した場合に、閉弁動作後に再び開弁動作を行う際に電磁石へ給電される電流値を減少することにより、電流値の大きさを開弁に必要最小限にするようにした。 Note that if the current value is increased, the consumption of the dry battery will increase, so if the valve opening operation is successfully performed by increasing the current value supplied to the electromagnet, the valve opening operation will be resumed after the valve closing operation. By reducing the current value supplied to the electromagnet, the magnitude of the current value is minimized to open the valve.
以上の説明から明らかなように、本発明は、開弁に失敗した場合には電流値を大きくすることにより確実に開弁するようにした。 As apparent from the above description, the present invention reliably opens the valve by increasing the current value when the valve opening fails.
なお、開弁しづらい原因が解消した場合などには、電流値を元に戻して電池の寿命が確保されるようにした。 When the cause of difficulty in opening the valve has been resolved, the current value is restored to ensure the battery life.
図1を参照して、1は本発明に関するモータ安全弁であり、本実施に形態ではガスコンロに組み込まれ、ガスバーナ(図示せず)へガスを供給するガス供給管に取り付けられている。このモータ安全弁1には、ガス供給管の上流からガスが流入する流入部21と、ガス供給管の下流に接続されたガスバーナへガスを流出させる流出部22とが設けられている。
Referring to FIG. 1,
流入部21と流出部22との間には弁口23が形成されており、この弁口23を開閉する弁体3が取り付けられている。この弁体3はゴムで形成されており、バネ31の付勢力により弁口23を閉弁している。
A
弁体3の上方には弁軸32を介して上端にアーマチュア33が設けられている。このアーマチュア33は磁性体材料で形成されており、磁石に吸着される。アーマチュア33の上方には昇降部材40に取り付けられた電磁石4が配置されている。この電磁石4は略U字状に形成されており、励磁コイル41が巻回されている。この励磁コイル41には外部から給電されるように配線されており、通電されると1対の磁極4aがN極およびS極に励磁される。
Above the
昇降部材40は中空の昇降筒5に固定されている。この昇降筒5は回り止めされており、かつ外周面に形成されたネジ部でロータ6に螺合している。ロータ6は円筒状であり、ロータ6を囲繞する駆動コイル61とでステッピングモータを構成する。したがって、駆動コイル61に図外のコントローラからパルス信号が入力されると、そのパルス数に応じてロータ6が回転する。ロータ6の内周面に螺合している昇降筒5は上述のように回り止めされているので、昇降筒5は回転することなく昇降する。なお、ロータ6は正転および逆転できるので昇降筒5と共に電磁石4は自在に昇降し、また昇降範囲内のいずれの位置でも停止することができる。
The
このモータ安全弁1には上蓋7が取り付けられおり、この上蓋7から下方に延びるストッパ71が設けられおり、昇降部材40がこのストッパ71に当接する位置まで昇降筒5が引き上げられると、昇降筒5はそれ以上引き上げられることはなく、それ以上駆動コイル61にパルス信号が入力されると、脱調が生じてロータ6は震動して異音が発生する。
An
図2を参照して、ガスコンロの電源が投入されると、電磁石4は原点位置に位置出しされる。その状態では、電磁石4の磁極4aとアーマチュア33の上面33aとの間は100パルス(PLS)の距離を挟んで対向する。すなわち、この電磁石4が原点位置にある状態から駆動コイル61に100パルス入力してロータ6を正転させると、磁極4aがアーマチュア33の上面33aに当接する。なお、原点位置は脱調などにより使用中にずれるおそれがあるので、所定の周期で原点位置から電磁石4を上方に引き上げ、昇降部材40をストッパ71に当接させ意識的に脱調させることにより位置の矯正を行っている。原点位置からストッパ71に当接するまで20パルスの距離が設定されているので、脱調させたあと電磁石4を20パルス分下降させれば、電磁石4は正しい原点位置に位置合わせされる。
Referring to FIG. 2, when the gas stove is turned on, electromagnet 4 is positioned at the origin position. In this state, the
なお、本実施の形態では、電磁石4の励磁コイル41に通電される電流値の標準値として2mAが設定されおり、駆動コイル61へ入力されるパルス信号の周波数は200PPS(パルス/秒)に設定されている。
In the present embodiment, 2 mA is set as the standard value of the current value passed through the
次に本実施の形態の制御内容について、図3を参照して説明する。電源がオンされると(S1)、図外のコントローラは電源リセットされるので、カウンタNを初期値である1にセットする(S2)。なお、このとき必要であれば昇降部材40をストッパ71に当接させて原点出しを行うが、この原点出しを行うか否かに関わらず、電磁石4は点火指示が有るまで原点位置で待機している。点火指示があると(S3)、ロータ6を正転させて電磁石4を下降させる。このとき、駆動コイル61には110パルス入力する(S4)。上述のように、原点位置から100パルス入力すると、電磁石4の磁極4aはアーマチュア33の上面33aに当接する。そして、更に10パルス入力して全閉位置で脱調させることにより、磁極4aをアーマチュア33の上面33aに密着させると共に、ゴム製の弁体3が脱調中に若干変形するので、弁口23の周縁に弁体3が貼り付いていても、弁体3を変形させることにより貼り付きを解消することができる。
Next, the control content of this Embodiment is demonstrated with reference to FIG. When the power is turned on (S1), the controller (not shown) is reset, and the counter N is set to the initial value 1 (S2). At this time, if necessary, the
次にカウンタNの値をチェックして、Nが1であればイグナイタをオンしガスバーナに対して火花放電を発生させる(S5,S7)。なお、Nが1以外(本実施に形態では1より大きい場合のみである)の場合にはNから1を減算してから(S6)イグナイタをオンする(S7)。 Next, the value of the counter N is checked. If N is 1, the igniter is turned on to generate a spark discharge for the gas burner (S5, S7). If N is other than 1 (only in this embodiment, it is greater than 1), 1 is subtracted from N (S6), and the igniter is turned on (S7).
イグナイタがオンしたあと、コントローラは励磁コイル41へ通電する電流値を決定し、通電する。Nが1であれば標準の電流値である2mAを励磁コイル41に供給するが、N=2であれば3mAを供給し、N=3であれば4mAを供給する(S8)。
After the igniter is turned on, the controller determines a current value for energizing the
このように励磁コイル41への通電が開始されると磁極4aは帯磁してアーマチュア33を吸着する。その状態でロータ6を逆転させてアーマチュア33と共に弁体3を20パルスに相当する距離引き上げる(S9)。すると、弁口23が開弁して流出部22を通ってガスがガスバーナへと供給される。
When the energization of the
その時点でイグナイタは既にオンしているので、ガスバーナからガスが噴出するとその噴出したガスに着火される。ガスバーナの炎孔の近傍には着火を検知するセンサである熱電対が配設されており、熱電対からの熱起電力がコントローラに入力されるとコントローラは着火が成功したと判断する。逆に、弁体3を引き上げてから所定時間経過しても熱起電力が入力されないと、コントローラは着火を検知できず、着火が失敗したと判断する(S10)。
Since the igniter is already turned on at that time, when the gas is ejected from the gas burner, the ejected gas is ignited. A thermocouple, which is a sensor for detecting ignition, is disposed in the vicinity of the flame hole of the gas burner. When the thermoelectromotive force from the thermocouple is input to the controller, the controller determines that the ignition has succeeded. On the contrary, if the thermoelectromotive force is not inputted even after a predetermined time has elapsed after the
着火が検知できない場合には、カウンタNの値に1を加える。ただし、その時点でカウンタNの値が3以上であれば1を加えることなく、次のステップS12に進む(S11)。 When ignition cannot be detected, 1 is added to the value of the counter N. However, if the value of the counter N is 3 or more at that time, the process proceeds to the next step S12 without adding 1 (S11).
S12では、ロータ6を正転させて20パルス下げて、再び磁極4aをアーマチュア33に接触させる。そして、励磁コイル41へ給電する電流値を再び決定する。前回のカウンタNの値が1であれば電流値は2mAと決定されたが、今回はN=2であるので、電流値は3mAに決定される(S8)。このように、前回より大きな電流が励磁コイル41に通電され、吸着力が強力になった状態で再び着火を確認する(S10)。
In S12, the
着火が確認できればステップS13に進んでイグナイタをオフにするが、着火が確認できなければ、カウンタNが3になるまで上記の開弁動作が繰り返される。なお、Nが3になった状態、すなわち通電電流値が4mAでも着火が確認できない場合には、図示しないが、その後の点火処理を中止して所定のエラー処理ルーチンを行う。 If ignition is confirmed, the process proceeds to step S13 to turn off the igniter. If ignition is not confirmed, the above valve opening operation is repeated until the counter N becomes 3. In the state where N is 3, that is, when ignition cannot be confirmed even when the energization current value is 4 mA, although not shown, the subsequent ignition processing is stopped and a predetermined error processing routine is performed.
着火が確認できれば上述のようにイグナイタをオフにしたのち、更に80パルスを駆動コイル61に供給してロータ6を逆転させ、電磁石4を原点位置、すなわち全開位置まで引き上げる。その状態で、モータ安全弁1の下流に取り付けられている火力調節弁(図示せず)の開度を可変調節して調理を行う。調理が終了すると消火指示が出される(S15)。
If ignition can be confirmed, after the igniter is turned off as described above, 80 pulses are further supplied to the
通常であれば消火指示が出されれば励磁コイル41への通電を停止すればよく、この通電停止により電磁石4の吸着力が消滅して弁体3はバネ31の付勢力により閉弁する。ただし、本実施の形態ではロータ6を更に20パルス逆転させて昇降部材40がストッパ71に当接する位置まで電磁石を引き上げた後(S16)、励磁コイル41への通電を停止するようにした(S17)。このように電磁石4を引き上げてから励磁コイル41への通電を停止することにより、閉弁までの弁体3のストロークが最大になる。弁体が閉弁方向に移動する間、バネ31の付勢力が常に作用するので弁体3の閉弁方向への移動速度は加速し続ける。そのため、弁体3の移動ストロークが長いほど弁体3が弁口23を閉鎖する際の衝撃が大きくなる。その衝撃は弁軸32を介してアーマチュア33に伝わるので、仮にアーマチュア33の上面33aにごみ等が付着していても、その衝撃により上面33aから除去される可能性が大きくなる。
Normally, when the fire extinguishing instruction is issued, the energization to the
このように消火が終了すると、次に点火指示があった場合に短時間で弁体3を引き上げ点火動作が行えるように、ロータ6を正転させて110パルスの距離、電磁石4を下降させる。すると、電磁石4の磁極4aは10パルスの距離を挟んでアーマチュア33の上面33aに対峙する。
When extinguishing is completed in this manner, the
ここで再び点火指示があると(S19)ロータ6を更に10パルス正転させて磁極4aをアーマチュア33の上面33aに当接させ(S20)、ステップS5に戻る。
When an ignition instruction is issued again (S19), the
前回の点火動作時に着火失敗がなければカウンタNは1であるが、着火を失敗した場合にはNは2以上になっている。すなわち、そのままでは励磁コイル41への電流値は3mAもしくは4mAになっている。電流値が高いままであると電源である電池の消耗が激しいので、N=1でなければNを1だけ小さくして着火できるか試してみることにより電池寿命を極力長くするようにした(S5,S6)。
If there is no ignition failure during the previous ignition operation, the counter N is 1. However, if ignition fails, N is 2 or more. That is, as it is, the current value to the
ところで、磁極4aとアーマチュア33の上面33aとの間にごみ等が挟まって吸着しづらくなっている場合には、上記のように弁体3を閉弁する際にアーマチュア33に衝撃を与え、上面33aのゴミを除去することが有効である。ただし、弁体3の衝撃は電磁石4には伝わらないので、磁極4aに付着しているごみ等を除去することが望まれる。
By the way, when dust or the like is sandwiched between the
そこで、図3のフロー中、「B」で示した3カ所の少なくともいずれかに、昇降部材40を引き上げてストッパ71に当接させ、更に脱調させることによるゴミ落とし動作を行う。
Therefore, in the flow of FIG. 3, a dust dropping operation is performed by pulling up the lifting
このゴミ落とし動作は脱調中に大きな震動が電磁石4に作用するように、駆動コイル61へ入力するパルス信号を通常の200PPSではなく60PPSで行うようにした。但し、このゴミ落とし動作時の脱調で大きな異音が発生するので、別途音声合成手段を設けて音声ガイドを発音するなど、他の音声や信号音を発生することにより脱調による異音が不快に感じられないようにすることが望ましい。
This dust dropping operation is performed by using 60 PPS instead of the usual 200 PPS as a pulse signal input to the
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。 In addition, this invention is not limited to an above-described form, You may add a various change in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 モータ安全弁
3 弁体
4 電磁石
4a 磁極
5 昇降筒
6 ロータ
7 上蓋
21 流入部
22 流出部
23 弁口
31 バネ
32 弁軸
33 アーマチュア
33a 上面
40 昇降部材
41 励磁コイル
61 駆動コイル
71 ストッパ
N カウンタ
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