JP6189126B2 - 圧力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は圧力制御装置に関する。

例えば、都市ガスを給送するラインに設置される圧力制御装置においては、圧力を利用して作動するダイヤフラムを圧力制御弁の駆動部として採用すると共に、圧力設定装置によりパイロット弁の弁部を作動させてパイロット弁から圧力制御弁のダイヤフラム室へ供給されるパイロット圧（制御圧力）を調整することによりガス供給ラインの圧力制御弁の下流側の圧力（２次圧力）が設定圧力（目標圧力）となるようしている。

この種の圧力制御装置は、下流側管路に供給されるガスの２次圧力を制御する圧力制御弁と、圧力制御弁のアクチュエータ部に供給される制御圧力を調整するダイヤフラムが内設されたパイロット弁と、２次圧力が所定の設定圧力となるようにダイヤフラムを動作させるモータ及びこのモータの回転状態を検知するポテンショメータを有した圧力設定装置と、予め登録された制御データに基づいて２次圧力が所定の設定圧力となるように圧力設定装置のモータを駆動制御する制御回路等を有した構成とされている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧力設定装置は、パイロット弁と圧力設定部とにより構成されている。パイロット弁は圧力制御弁を駆動するアクチュエータと接続されており、パイロット弁の動作に伴いアクチュエータは駆動され、圧力制御弁を開閉動作させる構成となっている。このパイロット弁に内設されたダイヤフラムは、その下部に圧力設定バネが配設されている。

この圧力設定バネは、上端部がパイロット弁のダイヤフラムに当接すると共に下端部がバネ受けに当接した構成とされている。このバネ受けは、主軸の回転により上下動する構成とされている。即ち、主軸には雄ネジ部が形成されており、バネ受けには雌ネジ部が形成されており、各ネジ部は螺合した構成となっている。また、主軸は、前記圧力設定部に設けられたモータに接続されている。

よって、モータが駆動することにより主軸は回転し、これに伴いバネ受けは上下動し、これにより圧力設定バネの圧縮量が増加又は減少される構成となっている。圧力設定バネがダイヤフラムに印加する荷重はこの圧縮量の増減に伴って増減し、よってパイロット弁の設定圧力は圧力設定装置により制御される構成となっている。

上記圧力制御装置では、モータ駆動により圧力設定バネの圧縮量を自動的に調整する自動調整機構と、手動操作でも圧力設定バネの圧縮量を調整できる手動調整機構とが設けられている。

手動調整機構は、圧力設定バネのバネ受けを駆動する主軸と、上端が主軸に連結された手動操作用ハンドルと、手動操作用ハンドルの下端に連結された主軸とからなる。この主軸には、モータに駆動される駆動ギヤに噛合するギヤが設けられている。

そして、手動操作用ハンドルが軸方向に押圧されて上動すると、主軸のギヤがモータの駆動ギヤから離間して手動操作用ハンドルの回動操作が可能になり、手動操作で圧力設定バネの圧縮量を調整することができる。

特許第４２０３２１４号公報

上記従来の圧力制御装置では、モータ駆動により圧力設定バネのバネ力を調整する際は、主軸のギヤがモータの駆動ギヤに噛合しているため、モータ駆動による場合でも手動操作ハンドルが回転しており、例えばモータ駆動中に手動操作ハンドルが何らかの部材と接触した場合、主軸に不要な負荷が作用したり、モータによる圧力設定バネのバネ力がずれてしまい、正確な圧力制御が行えないという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した圧力制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

本発明は、上流側より給送されるガスの供給圧力を予め定められた設定圧力に減圧して下流側に供給する圧力制御弁の当該設定圧力を調整する圧力設定用バネと、
前記圧力設定用バネの圧縮量を加減すべく、回転に伴い前記圧力設定用バネのバネ受けを移動させる第１回転軸と、
前記第１回転軸とギヤを介して回転伝達可能に設けられた第２回転軸と、
前記設定圧力を調整する際に前記第２回転軸に回転駆動力を付与する駆動モータと、
前記圧力制御弁の下流側の圧力が予め定められた設定圧力となるように前記駆動モータを制御する制御部と、
前記第２回転軸と軸方向に対し一体的に移動可能となるよう嵌合され、前記駆動モータの駆動力を前記第２回転軸へ伝達させる伝達部と、
前記第２回転軸の一端に結合され、手動操作による回転操作力を前記第２回転軸に伝達するための手動操作ハンドルと、
前記第２回転軸を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内部と外部との間を貫通するよう前記ハウジングに設けられ、前記第２回転軸が挿入される貫通孔と、
前記貫通孔に設けられ、前記第２回転軸を軸方向に移動させていない状態においては、前記第２回転軸の回転が前記手動操作ハンドルに伝達されないように保持し、前記第２回転軸を軸方向に移動させた状態においては、前記第２回転軸を前記手動操作ハンドルに回転伝達可能に結合させる結合機構と、
前記貫通孔に設けられ、前記手動操作ハンドルを前記第２回転軸の軸方向に移動させることにより、前記第２回転軸を前記手動操作ハンドルと共に軸方向に移動させて前記駆動モータに駆動されるモータ出力軸と前記第２回転軸との結合を解除する結合解除機構と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、手動操作ハンドルを手動操作して圧力設定用バネのバネ力を調整する場合は、第２回転軸を手動操作ハンドルと共に軸方向に移動させて駆動モータに駆動されるモータ出力軸と第２回転軸との結合を解除し、第２回転軸を軸方向に移動させていない状態においては、第２回転軸の回転が手動操作ハンドルに伝達されないように第２回転軸が保持されるため、駆動モータにより手動操作ハンドルが回転駆動されず、駆動モータによる圧力設定用バネのバネ力の調整がスムーズに行える。

本発明による圧力制御装置の実施形態１が適用された圧力制御システムを模式的に示す概略構成図である。 圧力制御装置の内部構成を示す縦断面図である。 図２中に示すＡ部を拡大した縦断面図である。 図２中Ｂ−Ｂ断面を示す横断面図である。 圧力制御装置のモータ制御系を示すブロック図である。 手動操作モードに切り替える手順１を示す縦断面図である。 手動操作モードに切り替える手順２を示す縦断面図である。 手動操作モードに切り替える手順３を示す縦断面図である。 圧力制御装置の実施形態２を示す縦断面図である。 図９中ＩＸ−ＩＸ線に沿う横断面図である。 実施形態２の手動操作モードを示す縦断面図である。 図１１中ＸＩ−ＸＩ線に沿う横断面図である。 圧力制御装置の実施形態３を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

〔実施形態１〕
図１は本発明による圧力制御装置の実施形態１が適用された圧力制御システムを模式的に示す概略構成図である。図１に示されるように、圧力制御システム１０は、圧力制御弁３０と、パイロット弁制御ユニット４０と、圧力制御装置５０とを有する。

圧力制御弁３０は、ガスが供給される上流側配管６０と下流側配管６２との間に配置された弁部３１と、弁部３１の弁開度を調整するアクチュエータ部３２とを有する。アクチュエータ部３２は、内部空間がダイヤフラム３３により上側ダイヤフラム室３４と下側ダイヤフラム室３５とに画成されており、コイルバネ３６のばね力でダイヤフラム３３を下方に押圧している。また、ダイヤフラム３３の中央には、弁軸３７が結合されており、弁軸３７の下端が弁部３１の弁体に結合される。ダイヤフラム３３は、上側ダイヤフラム室３４の圧力と下側ダイヤフラム室３５の圧力との差及びコイルバネ３６のばね力とがバランスする位置に変位することで弁部３１の弁開度を調整して上流側配管６０からの一次圧力Ｐ１を減圧して下流側配管６２の二次圧力Ｐ２（供給圧力）を所定の設定圧となるように制御する（Ｐ１＞Ｐ２）。

パイロット弁制御ユニット４０は、アクチュエータ部３２の下側ダイヤフラム室３５に供給されるパイロット圧Ｐ３を制御するためのパイロット弁７０を有する。また、パイロット弁制御ユニット４０は、ハウジング４１の内部に第１ダイヤフラム４２と、第２ダイヤフラム４３とが設けられ、第１、第２ダイヤフラム４２、４３の間は連結部材４４により連結されている。また、第１ダイヤフラム４２は、上室４５に配された圧力設定コイルバネ４５ａの圧縮量に応じたばね力により下方に押圧されている。

また、圧力設定コイルバネ４５ａの上端は、ハウジング４１の上部から螺入された調整ネジ４５ｂの下端に設けられたバネ受け４５ｃに当接している。そのため、調整ネジ４５ｂを回すことにより、圧力設定コイルバネ４５ａの圧縮量が加減されてバネ力が任意の強さに調整される。

さらに、第１、第２ダイヤフラム４２、４３の間に形成された中間室４６には、一次圧力Ｐ１を導入する配管Ｈ１が連通された一次圧力導入管４７が挿入され、且つ配管Ｈ２を介してアクチュエータ部３２の下側ダイヤフラム室３５に連通されている。また、中間室４６には、一次圧力導入管４７の端部を開閉するパイロット弁７０が設けられている。このパイロット弁７０は、第２ダイヤフラム４３の中央孔４８に貫通された弁体７１と、弁体７１を上方に付勢するコイルバネ７２とを有する。弁体７１は、一次圧力導入管４７の端部開口を開閉する上端弁部７３と、第２ダイヤフラム４３の中央孔４８を開閉する下端弁部７４とを有する。

ハウジング４１の底部に形成された下室４９は、二次圧力Ｐ２を導入する配管Ｈ３が連通された二次圧力導入口４９ａを有する。そのため、下室４９は、二次圧力Ｐ２と同じ圧力になり、下室４９の圧力（二次圧力Ｐ２）と圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力とがバランスするように第１、第２ダイヤフラム４２、４３が上下方向に変位する。

従って、下流側配管６２の二次圧力Ｐ２が設定圧以下に低下した場合、第１、第２ダイヤフラム４２、４３は、圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力により下方に変位するため、一次圧力導入管４７の端部開口から上端弁部７３が離間して一次圧力Ｐ１がパイロット圧Ｐ３として中間室４６及び配管Ｈ２を介してアクチュエータ部３２の下側ダイヤフラム室３５に供給される。その結果、アクチュエータ部３２のダイヤフラム３３がコイルバネ３６のバネ力に抗して上方に変位して圧力制御弁３０の弁部３１が弁開方向に動作（弁開度を大）して二次圧力Ｐ２が上昇する。

また、下流側配管６２の二次圧力Ｐ２が設定圧以上に上昇した場合、第１、第２ダイヤフラム４２、４３は、圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力に抗し上方に変位するため、第２ダイヤフラム４３の中央孔４８が弁体７１の下端弁部７４から離間して開放され、中間室４６のパイロット圧Ｐ３が下室４９の二次圧力Ｐ２に減圧される。よって、アクチュエータ部３２の下側ダイヤフラム室３５は、中間室４６及び配管Ｈ２を介して二次圧力Ｐ２に減圧されたパイロット圧Ｐ３が供給される。その結果、アクチュエータ部３２のダイヤフラム３３がコイルバネ３６のばね力により下方に変位して圧力制御弁３０の弁部３１が弁閉方向に動作（弁開度を小）して下流側配管６２の二次圧力Ｐ２が低下する。

圧力制御装置５０は、パイロット弁制御ユニット４０の上部に取り付けられており、第１回転軸８０と、ギヤ機構９０と、第２回転軸１００と、手動操作ハンドル１１０と、駆動モータ１２０と、制御回路１３０と、結合機構１４０と、結合解除機構１５０と、ポテンショメータ（回転量検出手段）１６０とを有する。圧力制御装置５０の手動操作ハンドル１１０は、ハウジング５２の上面に設けられており、周囲に別部材が存在しないので、手動操作がしやくなっている。また、手動操作ハンドル１１０を手動操作する際は、下流側配管６２に設けられた二次圧力センサ６４により計測された二次圧力Ｐ２が目標圧力になるように手動操作ハンドル１１０の回動操作量（回動角度）を適宜調整する。

〔圧力制御装置５０の構成〕
図２は圧力制御装置の内部構成を示す縦断面図である。図２に示されるように、圧力制御装置５０は、パイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂの回転量（バネ受け４５ｃの昇降位置）を調整することで中間室４６のパイロット圧Ｐ３を加圧又は減圧してアクチュエータ部３２の下側ダイヤフラム室３５へ供給されるパイロット圧Ｐ３の圧力を制御する。

第１回転軸８０は、ハウジング５２の底部の軸受５３及び中間ベース５６の軸受５４により回転可能に支持されると共に、下端がハウジング５２の底部を貫通し、パイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂの上端に連結されている。また、第１回転軸８０の上端は、ポテンショメータ１６０のポテンショギヤ８４に回転量（回転方向の角度）を伝達する回転角伝達ギヤ１６２が結合されている。そのため、ポテンショメータ１６０は、手動操作ハンドル１１０又は駆動モータ１２０からの駆動力が第１回転軸８０に伝達された場合、その回転量（回転方向の角度）に応じた検出信号を制御回路１３０に出力する。

また、第１回転軸８０の中間部分には、ギヤ機構９０の大径ギヤ９２が嵌合されている。ギヤ機構９０は、第１回転軸８０の大径ギヤ９２と、大径ギヤ９２に噛合する中間小径ギヤ９４と、中間小径ギヤ９４と一体に回転する中間大径ギヤ９６と、第２回転軸１００に嵌合して中間大径ギヤ９６に噛合する小径ギヤ９８とを有する。また、中間小径ギヤ９４と中間大径ギヤ９６とは、中間軸９５により同軸的に支持され、且つボルト９３により一体的に回転するように結合されている。中間軸９５は、第１回転軸８０と第２回転軸１００との中間に配置され、両端が上ベース５５、下ベース５７に支持される。従って、ギヤ機構９０は、各ギヤ９２、９４、９６、９８のギヤ比により手動操作ハンドル１１０又は駆動モータ１２０からの回転量を減速して第１回転軸８０に伝達する。

第２回転軸１００は、ハウジング５２に固定された上ベース５５、中間ベース５６、下ベース５７を貫通し、且つ上下方向に移動できるように鉛直方向に延在している。また、第２回転軸１００は、上ベース５５及び下ベース５７に設けられた軸受５８、５９により回転可能に支持されており、下端１０１の昇降位置により下ベース５７のブラケット５７ａに支持された手動検知スイッチ（第２回転軸検知手段）１７０をオン又はオフにする。

中間ベース５６は、上ベース５５と下ベース５７との間に横架されたメインベースであり、駆動モータ１２０及びポテンショメータ１６０を支持している。また、第２回転軸１００は、上ベース５５と中間ベース５６との間に配された伝達ギヤ１０２の下面側に当接する段部１０４を有する。そのため、第２回転軸１００が上方に持ち上げられるときは、段部１０４が伝達ギヤ１０２を上昇させ、駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２から伝達ギヤ１０２を離間させる。

また、伝達ギヤ１０２は、復帰バネ１０３のバネ力により下方に押圧されており、第２回転軸１００を上方に移動させた際、駆動ギヤ１２２との噛合が解除され、上方への操作力が除去されると、復帰バネ１０３のばね力により下方に移動して駆動ギヤ１２２に噛合する位置に降下する。尚、上ベース５５の下側には、復帰バネ１０３の上端が当接する円盤形状のバネ受け部材１０５が設けられている。

さらに、第２回転軸１００は、中間ベース５６と下ベース５７との間で小径ギヤ９８が嵌合されており、小径ギヤ９８には前述したギヤ機構９０の中間大径ギヤ９６が噛合する。従って、第２回転軸１００の回転は、ギヤ機構９０を介して第１回転軸８０に伝達される。

駆動ギヤ（モータギヤ）１２２は、駆動モータ１２０のモータ出力軸１２１に嵌合固定されており、モータ駆動時にはモータ出力軸１２１と共に回転する。また、駆動ギヤ１２２は、モータ出力軸１２１の突出長さに対してほぼ半分の長さ分に対応する半分の高さまでギヤ部が形成され、ギヤ部より上方の上半分はギヤ部のない円筒部である。従って、伝達ギヤ１０２は、駆動ギヤ１２２の下半分に対向する位置にあるときは、ギヤ部に噛合して駆動力を伝達することができ、駆動ギヤの上半分に対向する高さ位置に持ち上げられると、円筒部に対向してギヤ部との噛合が解除される。

第２回転軸１００は、手動操作モード時に結合機構１４０により手動操作ハンドル１１０と結合され、モータ制御モード時に結合解除機構１５０により手動操作ハンドル１１０との結合を解除される。

結合機構１４０は、後述する図３に示されるように、スプライン軸１０６と、スプライン孔１０７と、逃げ部１０８とを有する。すなわち、結合機構１４０は、手動操作ハンドル１１０と第２回転軸１００との結合箇所に設けられ、第２回転軸１００を軸方向（上方向）に移動させていない状態においては、スプライン軸１０６が逃げ部１０８に遊嵌して第２回転軸１００の回転が手動操作ハンドル１１０に伝達されないように保持し、第２回転軸１００を軸方向（上方向）に移動させた状態においては、スプライン軸１０６がスプライン孔１０７に嵌合して第２回転軸１００を手動操作ハンドル１１０の回転伝達可能に結合させる。

結合解除機構１５０は、後述する図３に示されるように、スプライン軸１０６の下側の括れ部分に当接する各金属球２００を有する。すなわち、結合解除機構１５０は、手動操作ハンドル１１０が第２回転軸１００の軸方向（上方向）に移動されることにより、各金属球２００が第２回転軸１００（スプライン軸１０６）を手動操作ハンドル１１０と共に軸方向に移動させて駆動モータ１２０に駆動されるモータ出力軸１２１と第２回転軸１００との結合を解除する。

手動操作ハンドル１１０のハンドル軸１１２は、ハウジング５２の上面側に突出するハンドル支持部１８０により回動可能に支持されている。また、ハンドル軸１１２の上部には、ハンドル支持部１８０の上側端面に当接する鍔部１１４が設けられ、ハンドル支持部１８０の内部への落下が防止されている。さらに、ハンドル支持部１８０の内部を貫通する貫通孔１８２には、ハンドル軸１１２の外周を軸承する円筒形状の軸受部材１９０が下方から挿入されている。また、軸受部材１９０の下端は、貫通孔１８２よりも大径なフランジ部１９２が設けられている。フランジ部１９２は、上ベース５５に保持された軸受５９に対向しており、この軸受５９により下方への落下が防止される。

図３に示されるように、ハンドル軸１１２は、下端側に軸挿入孔１１６が軸方向に延在形成されている。また、軸挿入孔１１６は、内部に第２回転軸１００の上端に形成されたスプライン軸１０６が挿入されており、スプライン軸１０６が嵌合するスプライン孔１０７と、スプライン軸１０６の外径より大径な逃げ部１０８とを有する。このスプライン軸１０６、スプライン孔１０７、逃げ部１０８は、結合機構１４０を構成する。

また、軸挿入孔１１６の下端内壁には、手動操作ハンドル１１０を上方に引き上げる際、スプライン軸１０６の下側の括れ部分１０９に当接する金属球２００が挿入されている。図４に示されるように、金属球２００は、スプライン軸１０６の括れ部分１０９の外周の４箇所に配され、周方向上９０度間隔で配置されている。尚、金属球２００は、ハンドル軸１１２の下端側を半径方向に貫通する横孔１１３に挿入されており、横孔１１３の外周開口は軸受部材１９０の内周側によって閉塞されるため、各金属球２００は、スプライン軸１０６の外径よりも小径側に突出する位置（スプライン軸１０６の下側の括れ部分１０９に当接する位置）に保持される。結合解除機構１５０は、スプライン軸１０６の下側段部（括れ部分１０９との連結部分）に当接する各金属球２００を有する。

図５は圧力制御装置のモータ制御系を示すブロック図である。図５に示されるように、制御回路１３０は、電源回路２１０と、制御部２２０とを有する。電源回路２１０は、ＡＣ１００Ｖを駆動モータ１２０の仕様に応じた所定電圧に変換する。制御部２２０は、その日の各時間帯に応じた圧力制御弁３０の弁部３１の弁開度または下流側配管６２に供給される２次圧力Ｐ２に対応する駆動モータ１２０の制御信号を生成する。

また、制御部２２０は、ポテンショメータ１６０及び下流側配管６２に設けられた二次圧力センサ６４からの検出信号に基づいて圧力制御弁３０の弁部３１の弁開度を制御するように構成しても良い。さらに、制御部２２０は、手動検知スイッチ１７０を介して駆動モータ１２０に接続されている。すなわち、手動検知スイッチ１７０は、電源回路２１０と駆動モータ１２０との間で直列に接続されている。

そのため、手動操作ハンドル１１０のハンドル軸１１２及び第２回転軸１００が上方に持ち上げられて手動操作モードに切り替えた場合、第２回転軸１００の下端１０１が手動検知スイッチ１７０から離間するため、手動検知スイッチ１７０がオンからオフに切り替えられる。よって、手動操作モードでは、手動検知スイッチ１７０がオフになり、駆動モータ１２０を駆動するための電源供給が停止される。すなわち、制御部２２０からモータ制御のための電流が出力されても手動操作中に駆動モータ１２０が駆動されず、駆動モータ１２０の誤作動が防止される。

〔駆動モータ１２０による圧力設定〕
図２に示されるように、圧力制御装置５０は、通常、モータ制御モードに設定されており、手動操作ハンドル１１０のハンドル軸１１２及び第２回転軸１００が下方に降下している。そのため、制御回路１３０からのモータ制御の電流は、手動検知スイッチ１７０を介して駆動モータ１２０に供給され、駆動モータ１２０のモータ出力軸１２１及び駆動ギヤ１２２を所定角度回動させる。駆動ギヤ１２２の駆動力（回転）は、第２回転軸１００の伝達ギヤ１０２及びギヤ機構９０の各ギヤ９２、９４、９６、９８を介して第１回転軸８０に伝達され、さらにはパイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂに伝達される。

また、第２回転軸１００の上端に形成されたスプライン軸１０６がスプライン孔１０７の上方に形成されたスプライン軸１０６の外径より大径な逃げ部１０８に挿入されており、スプライン軸１０６が逃げ部１０８内に遊嵌されている。そのため、モータ制御モードでは、第２回転軸１００が回転してもスプライン軸１０６が逃げ部１０８内で空回りするため、手動操作ハンドル１１０には回転が伝達されない。

そして、調整ネジ４５ｂの回転角（回転量）に応じて圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力が任意の強さに調整され、二次圧力Ｐ２に応じてパイロット弁制御ユニット４０の第１、第２ダイヤフラム４２、４３が上下方向に変位することで、パイロット弁７０が作動してパイロット圧Ｐ３を一次圧力Ｐ１又は二次圧力Ｐ２の導入によって調整する。その結果、圧力制御弁３０のダイヤフラム３３がパイロット圧Ｐ３とコイルバネ３６のバネ力とがバランスする位置に変位して弁部３１の弁開度を変更するため、弁部３１より下流側の二次圧力Ｐ２が所定圧力に調整される。

このモータ制御モードでは、図３に示されるように、第２回転軸１００の上端に形成されたスプライン軸１０６が、スプライン孔１０７の上方に形成された逃げ部１０８に挿入された位置にある。すなわち、逃げ部１０８の内壁とスプライン軸１０６の外周との間には、隙間Ｓがあり、スプライン軸１０６は逃げ部１０８の内部空間で遊嵌している。そのため、モータ回転力は、モータ制御モードのときは、スプライン軸１０６からスプライン孔１０７を有するハンドル軸１１２に伝達されず、駆動モータ１２０の回転駆動力が第２回転軸１００、ギヤ機構９０、第１回転軸８０に伝達されても手動操作ハンドル１１０には伝達されない。

すなわち、モータ制御モードにより圧力制御弁３０の弁開度が制御されても手動操作ハンドル１１０は静止したままである。そのため、従来のように駆動モータ１２０を制御しているときに手動操作ハンドル１１０が周囲のものに接触したとしても余計な負荷が駆動モータ１２０に作用せず、その分圧力制御弁３０の弁開度制御が正確に行える。

〔手動操作による圧力設定手順〕
（手順１）図６に示されるように、手動操作ハンドル１１０及びハンドル軸１１２を上方に持ち上げる。これにより、第２回転軸１００の上端に形成されたスプライン軸１０６がスプライン孔１０７に嵌合する。

（手順２）図７に示されるように、さらに手動操作ハンドル１１０及びハンドル軸１１２を上方に持ち上げる。これにより、スプライン軸１０６の下側の括れ部分に金属球２００が当接するため、ハンドル軸１１２と第２回転軸１００の上端とが連結される。よって、手動操作ハンドル１１０及びハンドル軸１１２が上方に持ち上げられると共に、第２回転軸１００に嵌合された伝達ギヤ１０２も上方向に移動して駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２の上方に移動して駆動ギヤ１２２から離間（噛合解除）する。

（手順３）図８に示されるように、手動操作ハンドル１１０及びハンドル軸１１２を上方に持ち上げた状態でハンドル支持部１８０の上端面と手動操作ハンドル１１０の下面との間にスペーサ２４０を側方から挿入する。このスペーサ２４０は、ハンドル軸１１２が挿通されるＵ字状溝が側方から中心に向かって形成されている。そのため、手動操作ハンドル１１０は、スペーサ２４０の上面に当接されるように保持される。また、ハンドル軸１１２は、スペーサ２４０のＵ字状溝を貫通して回転可能に支持される。

次に手動操作ハンドル１１０を手動操作で時計方向又は反時計方向に回転させると、その回転力は、ハンドル軸１１２、スプライン軸１０６、スプライン孔１０７、第２回転軸１００、伝達ギヤ１０２、ギヤ機構９０の各ギヤを介して第１回転軸８０に伝達され、さらにはパイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂに伝達される。

そして、モータ制御モードのときと同様に、調整ネジ４５ｂの回転角（回転量）に応じて圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力が任意の強さに調整され、二次圧力Ｐ２に応じてパイロット弁制御ユニット４０の第１、第２ダイヤフラム４２、４３が上下方向に変位することで、パイロット弁７０が作動してパイロット圧Ｐ３を一次圧力Ｐ１又は二次圧力Ｐ２の導入によって調整する。その結果、圧力制御弁３０のダイヤフラム３３がパイロット圧Ｐ３とコイルバネ３６のバネ力とがバランスする位置に変位して弁部３１の弁開度を変更するため、弁部３１より下流側の二次圧力Ｐ２が所定圧力に調整される。

尚、パイロット弁制御ユニット４０がパイロット圧Ｐ３を調整した後、２次圧力Ｐ２が設定圧力に達するまでは、下流側配管６２の容量（容積）によって変動するため、所定時間経過した後に二次圧力センサ６４の検出値を確認して手動操作ハンドル１１０の操作量（回動位置）を調整する。

（手順４）手動操作ハンドル１１０による手動操作が終了した場合、上記スペーサ２４０を側方に抜き、図２に示されるように、手動操作ハンドル１１０の鍔部１１４の下面がハンドル支持部１８０の上端面に当接する位置に降下させる。第２回転軸１００の段部１０４に当接する伝達ギヤ１０２は、復帰バネ１０３のバネ力により下方に押圧されている。そのため、伝達ギヤ１０２の下面が第２回転軸１００の段部１０４を下方に押圧して第２回転軸１００を降下させる。これにより、伝達ギヤ１０２は、駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２に噛合し、モータ制御モードによる設定圧制御が可能になる。

尚、上記実施の形態では、圧力制御装置５０がパイロット弁制御ユニット４０の上部に配置された場合について説明したが、これに限らず、例えば圧力制御装置５０をパイロット弁制御ユニット４０から離れた位置に設置し、圧力制御装置５０の第１回転軸８０の下端とパイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂとの間をユニバーサルジョイントなどの連結機構を介して連結させる構成としても良い。

また、上記実施形態１では、パイロット弁制御ユニット４０として、第１、第２ダイヤフラム４２、４３の間にパイロット弁７０を配置した構成のものを例示したが、これ以外の構成のものでも良い。

また、上記実施形態１では、制御回路１３０は圧力制御装置５０のハウジング５２内に配置されているが、制御回路１３０は必ずしもハウジング５２内に配置する必要はなく、例えば、当該ハウジング５２とは別に設けられた制御盤などの筐体に制御回路１３０を設け、制御回路１３０と圧力制御装置５０の各機器とを電線及び信号線などで電気的に接続するようにしてもよい。

〔実施形態２〕
図９は圧力制御装置の実施形態２を示す縦断面図である。尚、図９において、前述した実施形態１と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図９に示されるように、実施形態２の圧力制御装置５０Ａは、手動操作ハンドル３００とハンドル軸３１０とが軸方向に相対変位可能に設けられている。手動操作ハンドル３００は、本体３０２と、本体３０２の回転中心部を軸方向に貫通する軸孔３０４と、本体３０２の下面より下方に突出する円筒状当接部３０６とを有する。軸孔３０４は、軸方向からみた横断面形状が略正方形状（図１０参照）とされており、ハンドル軸３１０が軸方向に摺動可能に挿通されている。

尚、図９に示す状態は、ハンドル軸３１０が下方に位置しているため、手動操作ハンドル３００に対して自由回転可能な状態であり、例えば、駆動モータ１２０が駆動された場合、手動操作ハンドル３００に駆動モータ１２０の回転が伝達されない。

ハンドル支持部１８０の上端開口に形成された環状凹部からなる軸受保持部１８４には、ベアリング３２０が挿入・保持されている。ベアリング３２０は、スラスト軸受であり、軸方向の力を受けるボールベアリングからなる。ベアリング３２０は、例えば、下側リングと上側リングとの間に複数のボールが介在する構成であり、固定側となる下側リングに対して上側リングが低摩擦で回転する。

ベアリング３２０の上側リングには、手動操作ハンドル３００の円筒状当接部３０６の下端が当接する。また、手動操作ハンドル３００の下部に設けられた円筒状当接部３０６の外径は、ベアリング３２０の上側リングより若干小径である。

そのため、手動操作ハンドル３００は、回動操作される際、ハンドル支持部１８０に接触せず、円筒状当接部３０６の下端がベアリング３２０の上側リングのみに当接する。そのため、手動操作ハンドル３００を回動操作する際は、ベアリング３２０の上側リングが回動することで、抵抗を低減できる。よって、手動操作ハンドル３００の回動操作力が小さくて済み、手動操作時の操作者の疲労を緩和できる。

ハンドル軸３１０は、上記ベアリング３２０の内周側に微小な隙間を介して非接触で貫通している。また、ハンドル軸３１０の下部３１２には、実施例１と同様に、結合機構１４０及び結合解除機構１５０が設けられている。

さらに、ハンドル軸３１０の上部３１４の端面には、手動操作ハンドル３００より上方に突出するリング状の引き上げ部材３３０が設けられている。尚、本実施形態の引き上げ部材３３０は、ハンドル軸３１０の上端に螺入された吊上げボルトからなる。

さらに、ハンドル軸３１０の上部３１４は、手動操作ハンドル３００の中心部を軸方向に貫通する軸孔３０４に対して非接触となるように横断面形状が円形とされた円柱状に形成されている。また、ハンドル軸３１０の中間部分には、軸方向からみた横断面形状が略正方形状とされた係合部３１６が設けられている。

ハンドル軸３１０の係合部３１６は、横断面の対角方向の寸法が軸受部材１９０の上部内周に形成された上部開口１９４よりも小さくなっている。そのため、ハンドル軸３１０の係合部３１６は、軸受部材１９０の上部開口１９４に対して軸回りに回転可能に挿入されており、且つ軸受部材１９０の上部開口１９４に対して軸方向に摺動可能に設けられている。

図１０は図９中ＩＸ−ＩＸ線に沿う横断面図である。図１０に示されるように、ハンドル軸３１０の係合部３１６は、軸方向からみた横断面形状が略正方形状とされており、軸受部材１９０の上部開口１９４の内径よりも対角方向の寸法が軸孔３０４に内径よりも小さく形成されている。また、ハンドル軸３１０の係合部３１６は、引き上げ部材３３０が上方に引き上げられたとき、軸受部材１９０の上部に開口する上部開口１９４から手動操作ハンドル３００の軸孔３０４に挿入される。このように、ハンドル軸３１０が上方に引き上げられると、係合部３１６が手動操作ハンドル３００の軸孔３０４に嵌合され、同じ横断面形状とされているため、回転方向の動きが一体となる。すなわち、ハンドル軸３１０は、上方に引き上げられたとき、手動操作ハンドル３００と結合され、手動操作ハンドル３００の回動操作力を第２回転軸１００に伝達可能となる。

そして、手動操作ハンドル３００は、実施形態１のように上下動せず、ハンドル軸３１０が軸方向に上下動することで、伝達ギヤ１０２を駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２に噛合するモータ駆動位置（自動操作モード位置）、または伝達ギヤ１０２を駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２から上方に離間させる手動操作位置（手動操作モード位置）に移動させることで伝達経路が切り替わる。

また、手動操作ハンドル３００は、下側の円筒状当接部３０６がベアリング３２０の上側リングに当接しているため、回動操作された際の抵抗が低摩擦に軽減されている。尚、図９においては、ハンドル軸３１０と第２回転軸１００との間が回転力を伝達しない位置関係にあるため、手動操作ハンドル３００は回動操作されてもハンドル軸３１０に対して空回りすることになる。

ここで、実施形態２の手動操作モードについて説明する。図１１は実施形態２の手動操作モードを示す縦断面図である。

（手順１）図１１に示されるように、圧力制御装置５０Ａにおいて、手動操作モードに切り替える場合、引き上げ部材３３０を上方に引き上げる。

図１２は図１１中ＸＩ−ＸＩ線に沿う横断面図である。図１２に示されるように、引き上げ部材３３０が上方に引き上げられた場合、ハンドル軸３１０の係合部３１６が手動操作ハンドル３００の軸孔３０４に嵌合する。この状態で手動操作ハンドル３００の軸孔３０４及びハンドル軸３１０の係合部３１６は、軸方向からみた横断面形状が略正方形状に形成されているため、軸方向の摺動が可能であるが、回転方向には互いに嵌合状態のまま一体的に回転する。

（手順２）次に、手動操作ハンドル３００の上端と引き上げ部材３３０の鍔部３３２との間にスペーサ３４０を挿入する。このスペーサ３４０は、軸方向からみるとＣ字形状に形成されているため、側方（半径方向）から挿入することが可能である。

そのため、引き上げ部材３３０が上方に引き上げられると、手動操作ハンドル３００より上方に突出したハンド軸３１０の上部３１４にスペーサ３４０を嵌合させることができる。また、ハンドル軸３１０は、スペーサ３４０のＵ字状溝を貫通して回転可能に支持される。

手動操作ハンドル３００が回動操作されると、手動操作ハンドル３００の軸孔３０４とハンドル軸３１０の係合部３１６との係合によりハンドル軸３１０も同じ方向に回動する。このとき、第２の回転軸１００のスプライン軸１０６の下側の括れ部分に金属球２００が当接するため、ハンドル軸３１０と第２回転軸１００の上端とが連結される。よって、ハンドル軸３１０が上方に持ち上げられると共に、第２回転軸１００に嵌合された伝達ギヤ１０２も上方向に移動して駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２の上方に移動して駆動ギヤ１２２から離間（噛合解除）する。

（手順３）次に、実施形態１と同様に、手動操作ハンドル３００を手動操作で時計方向又は反時計方向に回転させると、その回転力は、ハンドル軸３１０、スプライン軸１０６、スプライン孔１０７、第２回転軸１００、伝達ギヤ１０２、ギヤ機構９０の各ギヤを介して第１回転軸８０に伝達され、さらにはパイロット弁制御ユニット４０の調整ネジ４５ｂに伝達される。その際、手動操作ハンドル３００は、下側の円筒状当接部３０６がベアリング３２０の上側リングに当接しているため、回動操作された際の抵抗が緩和されている。

そして、モータ制御モードのときと同様に、手動操作ハンドル３００の回動操作力が第２回転軸１００、ギヤ機構９０を介して第１回転軸８０に伝達される。そのため、調整ネジ４５ｂの回転角（回転量）に応じて圧力設定コイルバネ４５ａのバネ力が任意の強さに調整され、その結果、二次圧力Ｐ２が所定圧力に調整される。

（手順４）手動操作ハンドル３００による手動操作が終了した場合、上記スペーサ３４０を側方に抜き、図９に示されるように、ハンドル軸３１０が自重により降下する。さらに、第２回転軸１００の段部１０４に当接する伝達ギヤ１０２は、復帰バネ１０３のバネ力により下方に押圧されているため、伝達ギヤ１０２の下面が第２回転軸１００の段部１０４を下方に押圧して第２回転軸１００を降下させる。そのため、伝達ギヤ１０２は、駆動モータ１２０の駆動ギヤ１２２に噛合し、モータ制御モードによる設定圧制御が可能になる。

〔実施形態３〕
図１３は圧力制御装置の実施形態３を示す縦断面図である。尚、図１３において、前述した実施形態１と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図１３に示されるように、圧力制御装置５０Ｂは、実施形態１と同様に、ハンドル軸１１２の上端に手動操作ハンドル１１０が結合されている。また、手動操作モードに切り替える場合、実施形態１と同様に、手動操作ハンドル１１０及びハンドル軸１１２を上方に持ち上げた状態でハンドル支持部１８０の上端面と手動操作ハンドル１１０の下面との間にスペーサ２４０Ａを側方から挿入する。

ハンドル支持部１８０の上端開口１８４には、ベアリング３２０が挿入されている。また、スペーサ２４０Ａの下端には、円筒状当接部２４２が突出している。円筒状当接部２４２の外径は、ベアリング３２０の上側リングより若干小径である。手動操作ハンドル３００は、回動操作される際、ハンドル支持部１８０に接触せず、円筒状当接部２４２の下端が当接するベアリング３２０の上側リングが回動する。

そのため、手動操作ハンドル３００を回動操作する際の抵抗が低減される。よって、手動操作ハンドル３００の操作力が小さくて済み、手動操作時の操作者の疲労を緩和できる。

１０ 圧力制御システム
３０ 圧力制御弁
３１ 弁部
３２ アクチュエータ部
３３ ダイヤフラム
３４ 上側ダイヤフラム室
３５ 下側ダイヤフラム室
３７ 弁軸
４０ パイロット弁制御ユニット
４１ ハウジング
４２ 第１ダイヤフラム
４３ 第２ダイヤフラム
４４ 連結部材
４５ 上室
４５ａ 圧力設定コイルバネ
４５ｂ 調整ネジ
４５ｃ バネ受け
４６ 中間室
４７ 一次圧力導入管
４９ 下室
５０、５０Ａ、５０Ｂ 圧力制御装置
５２ ハウジング
５５ 上ベース
５６ 中間ベース
５７ 下ベース
６０ 上流側配管
６２ 下流側配管
７０ パイロット弁
７１ 弁体
７３ 上端弁部
７４ 下端弁部
８０ 第１回転軸
９０ ギヤ機構
９２ 大径ギヤ
９４ 中間小径ギヤ
９５ 中間軸
９６ 中間大径ギヤ
９８ 小径ギヤ
１００ 第２回転軸
１０２ 伝達ギヤ
１０４ 段部
１０５ バネ受け部材
１０６ スプライン軸
１０７ スプライン孔
１０８ 逃げ部
１１０、３００ 手動操作ハンドル
１１２、３１０ ハンドル軸
１１３ 横孔
１１６ 軸挿入孔
１２０ 駆動モータ
１２１ モータ出力軸
１２２ 駆動ギヤ
１３０ 制御回路
１４０ 結合機構
１５０ 結合解除機構
１６０ ポテンショメータ
１７０ 手動検知スイッチ
１８０ ハンドル支持部
１８２ 貫通孔
１９０ 軸受部材
１９２ フランジ部
１９４ ベアリング保持部
２００ 金属球
２１０ 電源回路
２２０ 制御部
２４０、２４０Ａ、３４０ スペーサ
３０２ 本体
３０４ 軸孔
３０６、２４２ 円筒状当接部
３１２ 下部
３１４ 上部
３１６ 係合部
３２０ ベアリング
３３０ 引き上げ部材

Claims (6)

1. 上流側より給送されるガスの供給圧力を予め定められた設定圧力に減圧して下流側に供給する圧力制御弁の当該設定圧力を調整する圧力設定用バネと、
   前記圧力設定用バネの圧縮量を加減すべく、回転に伴い前記圧力設定用バネのバネ受けを移動させる第１回転軸と、
   前記第１回転軸とギヤを介して回転伝達可能に設けられた第２回転軸と、
   前記設定圧力を調整する際に前記第２回転軸に回転駆動力を付与する駆動モータと、
   前記圧力制御弁の下流側の圧力が予め定められた設定圧力となるように前記駆動モータを制御する制御部と、
   前記第２回転軸と軸方向に対し一体的に移動可能となるよう嵌合され、前記駆動モータの駆動力を前記第２回転軸へ伝達させる伝達部と、
   前記第２回転軸の一端に結合され、手動操作による回転操作力を前記第２回転軸に伝達するための手動操作ハンドルと、
   前記第２回転軸を収容するハウジングと、
   前記ハウジングの内部と外部との間を貫通するよう前記ハウジングに設けられ、前記第２回転軸が挿入される貫通孔と、
   前記貫通孔に設けられ、前記第２回転軸を軸方向に移動させていない状態においては、前記第２回転軸の回転が前記手動操作ハンドルに伝達されないように保持し、前記第２回転軸を軸方向に移動させた状態においては、前記第２回転軸を前記手動操作ハンドルに回転伝達可能に結合させる結合機構と、
   前記貫通孔に設けられ、前記手動操作ハンドルを前記第２回転軸の軸方向に移動させることにより、前記第２回転軸を前記手動操作ハンドルと共に軸方向に移動させて前記駆動モータに駆動されるモータ出力軸と前記第２回転軸との結合を解除する結合解除機構と、
   を備えたことを特徴とする圧力制御装置。
2. 前記結合解除機構は、前記手動操作ハンドルと一体的に設けられたハンドル軸と、前記ハンドル軸が軸方向に移動される際、前記第２回転軸に係合し、前記第２回転軸の前記伝達部としてのギヤを前記モータ出力軸のモータギヤから離間させることを特徴とする請求項１に記載の圧力制御装置。
3. 前記第２回転軸には、前記結合解除機構により、前記モータ出力軸と前記第２回転軸との結合が解除された状態における前記手動操作ハンドルの高さ位置を保持する保持部が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力制御装置。
4. 前記第２回転軸の他端に設けられ、前記結合解除機構により、前記第２回転軸が前記モータ出力軸との結合を解除された位置に変位したことを検知する第２回転軸検知手段を更に備え、
   前記第２回転軸検知手段は、前記第２回転軸が前記モータ出力軸との結合を解除された位置に変位したことを検知する共に、前記駆動モータへの電源供給を停止することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧力制御装置。
5. 上流側より給送されるガスの供給圧力を予め定められた設定圧力に減圧して下流側に供給する圧力制御弁の当該設定圧力を調整する圧力設定用バネと、
   前記圧力設定用バネの圧縮量を加減すべく、回転に伴い前記圧力設定用バネのバネ受けを移動させる第１回転軸と、
   前記第１回転軸とギヤを介して回転伝達可能に設けられた第２回転軸と、
   前記設定圧力を調整する際に前記第２回転軸に回転駆動力を付与する駆動モータと、
   前記圧力制御弁の下流側の圧力が予め定められた設定圧力となるように前記駆動モータを制御する制御部と、
   手動操作モード時に回動操作される手動操作ハンドルと、
   前記手動操作ハンドルの中心部を軸方向に貫通する軸孔と、
   前記手動操作ハンドルの軸孔に挿通され、前記手動操作ハンドルによる手動操作モードに対応する位置と前記制御部による自動操作モードに対応する位置との間で軸方向に摺動操作されるハンドル軸と、
   前記ハンドル軸に設けられ、前記手動操作ハンドルに対する軸方向の位置に応じて、前記軸孔に係合し、または前記軸孔との係合が解除される係合部と、
   前記ハンドル軸と前記第２回転軸との結合箇所に設けられ、前記ハンドル軸を軸方向に移動させていない状態においては、前記第２回転軸の回転が前記手動操作ハンドルに伝達されないように保持し、前記ハンドル軸を軸方向に移動させた状態においては、前記第２回転軸を前記ハンドル軸に回転伝達可能に結合させる結合機構と、
   前記ハンドル軸を軸方向に移動させることにより、前記第２回転軸を軸方向に移動させて前記駆動モータに駆動されるモータ出力軸と前記第２回転軸との結合を解除する結合解除機構と、
   を備えたことを特徴とする圧力制御装置。
6. 前記ハンドル軸を回転可能に支持する支持部と、
   前記支持部の端部に設けられ、前記手動操作ハンドルの軸方向に作用する抵抗を緩和するベアリングと、
   を有することを特徴とする請求項３または５に記載の圧力制御装置。
   

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