JPH03238509A - 自己調整弁の圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、−次圧または二次圧を設定圧力【こ自己調整
する自己調整弁に関する。

〈従来の技術〉 従来、自己調整弁としては例えば減圧弁がある。

この減圧弁では設定圧力の調整は、圧力設定ばねを圧縮
している調節ねじを調整して、圧力設定ばねの圧縮度を
変化させることによって行なわれている。このような圧
力設定ばねの圧縮度の変化をモータを用いて行なうこと
により、設定圧力の調整を遠隔制御することが考えられ
る。

そのような場合の構成としては、例えば第５図に示すよ
うなものがある。同図に於て参照番号２は圧力設定ばね
で、一端部にはダイヤフラム（図示せず）と接触するば
ね受け４が取付けられており、他端部にもばね受け６が
取付けられている。

このばね受け６はボール８を介して調節ねじ１０の先端
部と接触している。この圧力調節ねじ１０の下端部には
雄ねじ１２が形成されており、固定的に設けた雌ねじ部
材１４に螺合している。

駆動部はモーター１６、ポテンショメータ１８、減速機
２０及びモーター制御の為の電子部品を有するプリント
基板２２とから成る。減速機２０からの出力軸２４は圧
力調節ねじ１０とスプライン結合させる。

このスプライン嵌合部は出力軸２４の周側面にローラ２
６ａ、ｂ＠設け、一方圧力調節ねじ１０の上部を円筒形
に形成し、その円筒部に溝２８を形成し、その溝に前記
ローラ２６ａ、ｂを嵌合せしめたものである。

従って出力軸２０か左右に回転すると、ローラ２６ａｂ
、と溝２８が噛み合ってその回転を圧力調節ねじ１０に
伝達し、圧力調節ねじ１０の雄ねじ１２は雌ねじ部材１
４とのねじ結合の為に軸方向に変位して圧力設定ばね２
への付勢力を変更する。

調節ねじ１０の先端が基準位置からどの程度の位置にあ
るかを表す値（ねじ位置〉と、圧力設定ばねの圧縮度、
ひいては設定圧力との間には関数関係があり、モータ１
６を回転させて調節ねじ１０に所定のねじ位置をとらせ
ることによって、所定の設定圧力を設定することができ
る。なあ、調節ねじ１０が所定のねじ位置をとるように
制御する方法としては、例えば前述したポテンショメー
タ等のねじ位置検出装置を設け、これからの出力が所定
のねじ位置を検出した信号を生成するまでモータを回転
させるさせる方法か、或いは１パルスを供給すると何度
回転するかが判明してしているステッピングモータをモ
ータ１６として用い、ステッピングモータに供給するパ
ルス数を制御する方法、かを用いることができる。

上述したようにねじ位置と設定圧力との間には関数関係
があるので、この関係式を調節計内のマイクロコンピュ
ータに記憶させておき、設定圧力をマイクロコンピュー
タに入力し、ねじ位置を演算し、このねじ位置を調節ね
じ１０がとるようにモータ１６をマイクロコンピュータ
が制御する。

〈発明が解決しようとする課題〉 減圧弁と調節計は互換性を持たせるために、各減圧弁の
ねじ位置と設定圧力の関係は調節計内に記憶させた関係
式に一致することが要求される。

調節計内の関係式は一般には第２図に示すように一次式
を用いる。ところが、ねじ位置と設定圧力との関係式は
各減圧弁の機械部分の寸法公差等によって、各減圧弁毎
に若干異なっており、実際のねじ位置と設定圧力との関
係を測定すると第３図に示すように厳密には一次式では
表せない様々な結果が得られる。従って１台の調節計を
成る減圧弁と組合せて使用した場合には、実際の二次側
圧力が即座に設定圧力となるので制御性が良いが、別の
減圧弁と組合せて使用した場合には、二次圧力が目標と
する圧力とならず誤差が生じる。

これらの問題点を解決する方法としては、調節計で演算
された設定圧力に対するねじ位置（０〜１００％）がア
ナログ信＠（４〜２０ｍＡ　）として駆動部のドライバ
ー基板の変換回路に入力され、実際のねじ位置信号１〜
５Ｖ（これは実際のねじ位置０〜１００％を検出するポ
テンショメータからの信号１〜５ｖと比較するための信
号である）に変換される際にゼロ調整とゲイン調整を行
い、減圧弁の実際の関係式を第２図に示すような理論的
な関係式に近似的に近付けていた。

しかし、実際にねじ位置と設定圧力の関係は第３図に示
すように様々な曲線を描くためにゼロ調整とゲイン調整
を高精度に行なっても第２図に示すような一次式には完
全に近似せず、実際の圧力設定に於て成る圧力範囲では
設定精度が悪くなるという問題が残る。

従って本発明の技術的課題は、上記の問題点を解決する
自己調整弁の圧力調整装置を提供することである。

く課題を解決する為の手段〉 上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は、
自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力を調整する手
段と、この調整手段を駆動する手段と、上記自己調整弁
の設定圧力と上記調整手段の調整量の理論的な関係を記
憶する手段と、自己調整弁の設定圧力を入力することに
より上記理論的関係式に基づいて上記調整手段の調整量
を演算する手段と、上記自己調整弁の制御対象圧力と上
記調整手段の調整量との関係を実測し、設定圧力と実測
圧力が同一下に於て上記調整手段の理論的な調整量と上
記実測の調整量の関係を対応させて記憶する手段と、こ
の記憶された関係に基づいて上記演算された理論的な調
整手段の調整量から上記駆動手段に供給する実際の制御
信号を演算する手段とを具備するものである。

一実施態様では、記憶手段、演算手段等は、後述するよ
うにマイクロコンピュータによって実現される。

〈作　用〉 目標とする設定圧力が入力されれば、まず理論的なねじ
位置の調整量が演算される。ここで、本発明の手段によ
れば設定圧力に対する理論的な設定ねじ位置と、設定圧
力と同一圧力下に於ける実測のねじ位置の関係が記憶さ
れているので、この関係に基づいて前記の理論的ねじ位
置に対応する実際のねじ位置が即座に演算され、調整手
段はその実際のねじ位置なるよう駆動される。

〈実施例〉 上記技術手段の具体例を示す実施例を説明する。

（第１乃至５図参照） 第１図に於て３０は減圧弁、３２は調整手段、３４は駆
動手段である。調整手段３２には第５図に示した圧力設
定ばね２、ボール８及び調節ねじ１０等が対応する。ま
た、駆動子＠３４には同じく第５図に示したモータ１６
、減速機２０、ポテンショメータ１８及び制御のための
電子機器を配列した基板２２等が対応する。

調節計内のマイクロコンピュータには第２図に示すよう
な設定圧力と理論的なねじ位置の関係式が記憶されいる
。第２図に於て横軸は圧力、縦軸はねじ位置で０〜１０
０％として表示する。調節計４０には設定部４２から必
要とする設定圧力を表す設定圧力信号も供給される。従
って設定部４２から設定圧力を入力すると上記関係式か
ら対応する理論的なねじ位置が演算（％）され、その値
に対応するアナログ信号４〜２０ｍＡに変５換され駆動
部３４へ送られる。

一方、駆動部３４内の制御のための電子機器２２にもマ
イクロコンビ１−夕が内蔵されており、このマイクロコ
ンピュータ内のメモリには第４図に示すような補正テー
ブルが構成される。この補正テーブルには、前述の理論
的な設定ねじ位置（％）４４と、第３図に示すように減
圧弁の二次側圧力とねじ位置（％）を実測し、設定圧力
と実測圧力が同一の下で対応する実測のねじ位置（％）
４６のデータが記憶されている。データの数は第４図の
ように０゜１０．２０．・・・というように一定間隔毎
に記憶させておく。そしてその間隔は小ざい方が好まし
い。

実測ねじ位置４６も０〜１００％で表されるが、この場
合の（％）はポテンショメータ１８で実際のねじ位置を
確認るためのものであり、１〜５ｖに変換される。

調節計４０から送られたアナログ信＠４〜２０ｍＡは駆
動部３４内でＡ１０変換されて、その信号が設定ねじ位
置（％）として第４図に示すマイクロコンピュータ内の
テーブルに設定される。設定ねじ位置（％）がテーブル
に設定されると対応する実測ねじ位置（％）が読み出さ
れ、そして前述したようにその値は実測ねじ位置１〜５
ｖに変換される。これらと同時に駆動部３４内のマイク
ロコンピュータからモータ１６へ駆動信号が出され、モ
ータは所定の方向へ回転する。出力軸２４の回転にとも
なってその変位がポテンショメータ１８で検出され、位
置信号（１〜５ｖ）として出力される。そしてこの出力
信号が上記演算された実測ねじ位置信号に一致すればマ
イクロコンピュータにてモータ駆動停止信号を出す。こ
のように圧力設定ばねには個々の減圧弁に適応した圧縮
力が付勢されるために二次側圧力は即座に設定圧力にな
る。

上記実施例に於て、例えば第４図に示す補正テーブルに
於て設定ねじ位置が１０（％）と２０（％）の間の場合
には、実測ねじ位置はその間の比例配分により決定する
。従ってデータの数は前述したように小さな間隔で多数
の方が良い。

ここで更に高精度の制御を必要とするならば、二次側圧
力を検出してフィードバックさせることもできる。つま
り、圧力センサ３６で減圧弁３０の二次側圧力を検出し
て、その検出した圧力を表す圧力信号を生成する。この
圧力信号は変換部３８に於てＡ１０変換されてマイクロ
コンピュータを有する調節計４０に供給される。調節計
４０内で設定圧力と実測値を比較して偏差が生じていれ
ば、再び調節計４０から駆動部３４へ修正信号が送出さ
れる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、調節計と減圧弁との互換性を持たせる
ことができ、しかも圧力設定の目標との誤差が極めて小
さく、そして即座に設定することができる。また、実測
ねじ位置の測定はコンピュタ等の機器により自動化する
ことができるので上記補正テーブルは容易に作成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は理論的
な設定圧力とねじ位置の関係を示したグラフ、第３図は
実測した二次側圧力とねじ位置の関係を示したグラフ、
第４図は本発明の実施例の駆動部内のマイクロコンピュ
ータのメモリマツプを概略的に示した図、第５図は実施
例に於て用いる減圧弁の部分省略縦断面図である。 ２：圧力設定ばね　　１０：調節ねじ １６：モーター ３０：減圧弁 ４０：調節計 １８：ポテンショメータ ３４：駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力を調整す
   る手段と、この調整手段を駆動する手段と、上記自己調
   整弁の設定圧力と上記調整手段の調整量の理論的な関係
   を記憶する手段と、自己調整弁の設定圧力を入力するこ
   とにより上記理論的関係式に基づいて上記調整手段の調
   整量を演算する手段と、上記自己調整弁の制御対象圧力
   と上記調整手段の調整量との関係を実測し、設定圧力と
   実測圧力が同一下に於て上記調整手段の理論的な調整量
   と上記実測の調整量の関係を対応させて記憶する手段と
   、この記憶された関係に基づいて上記演算された理論的
   な調整手段の調整量から上記駆動手段に供給する実際の
   制御信号を演算する手段とを具備する自己調整弁の圧力
   調整装置。