JP2001141094A

JP2001141094A - 流体制御弁

Info

Publication number: JP2001141094A
Application number: JP32256599A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Ozaki; 行則尾崎; Kenzo Ochi; 謙三黄地; Shigeru Shirai; 白井　　滋; Masaki Yamaguchi; 正樹山口; Norio Niimura; 紀夫新村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】開閉弁の開閉状態を把握出来るようにするこ
と。【解決手段】コイル１５を有するステータ１４と、コ
イル１５への通電による励磁により回転するロータ１６
と、ロータ１６の回転軸１８と、ステータ１４とロータ
１６の間に設けられた隔壁２３と、ロータの回転位置検
出手段と、ロータの回転軸１８に係止されロータ１６の
回転を直動に変換する変換手段３４と、変換手段に係止
され流路を開閉する弁体３５と、弁体の位置検出手段４
４とを備えている。これによって、ロータ１６の位置を
把握することが出来ると共に、ロータ１６が回転してい
るにもかかわらず、弁体３５が開成した状態になってい
る時でも弁体３５が閉成していないことを把握すること
が出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流路中を流れるガ
ス流体の流れを開閉制御する流体遮断弁の駆動手段とし
て用いる電動機およびそれを用いた流体制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の流体制御弁としては、特開
平９−６０７５２号公報に示すようなものがあった。以
下、その構成について図面を参照して説明する。図１４
において、１は弁筐体、この弁筐体１の中にはガス流体
が流れる主流路２が構成されており、その一部には弁座
３が設けられている。４は主流路開閉手段であり、駆動
部であるモータ５の回転子６の回転運動を上下運動に変
換する変換手段７と、この変換手段７に連結され上下移
動する主流路開閉弁８で構成されている。この変換手段
７は回転子６の回転運動をネジ機構（図示せず）を介し
て主流路開閉弁８の上下移動に変換している。９は回転
子６に固定された磁石である。１０は回転子６を一定位
置に支持する軸受である。この軸受１０は主流路２内に
設けられた支持板１１に固定されている。主流路２内に
設けられた回転子６はカバー１２で覆われており主流路
２内のガス流体が漏れない構成となっている。１３はモ
ータ５を構成する固定子でありコイルで構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
流体制御弁は、主流路開閉弁８の開閉状態を把握するこ
とが出来なかった。即ち、図１４において開成状態にあ
る主流路開閉弁８を閉成する時は、固定子１３のコイル
にパルス信号を送り回転子６を回転させ、開成している
主流路開閉弁８を閉成していた。しかし、回転子６にゴ
ミ等が挟まった時には規定のパルス数の閉成信号をコイ
ルに送ったにもかかわらず回転子６が停止した状態が発
生する。従ってこの時にはパルスを送信したにもかかわ
らず実際は主流路開閉弁が開成した状態にあった。また
主流路開閉弁８が弁閉動作時に何らかの原因により途中
で止まった時には、回転子６が回転したにもかかわらず
主流路開閉弁８が閉止しないと言う問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、コイ
ルを有するステータと、コイルへの通電による励磁によ
り回転するロータと、ロータの回転軸と、ステータとロ
ータの間に設けられた隔壁と、ロータの回転位置検出手
段と、ロータの回転軸に係止されロータの回転を直動に
変換する変換手段と、変換手段に係止され流路を開閉す
る弁体と、弁体の位置検出手段とを備えたものである。
本発明によれば、ロータの回転位置検出手段と弁体の位
置検出手段を有するため、ロータにゴミ等が挟まった状
態で規定のパルス数の信号をコイルに送ったにもかかわ
らずロータが停止した状態である時、ロータの回転位置
検出手段により主流路開閉弁の開閉状態を把握すること
が出来る。また、ロータが回転しているにもかかわら
ず、弁体が開成した状態になっている時でも弁体の位置
検出手段により、弁体が閉成していないことを把握する
ことが出来る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
コイルを有するステータと、コイルへの通電による励磁
により回転するロータと、ロータの回転軸と、ステータ
とロータの間に設けられた隔壁と、ロータの回転位置検
出手段と、ロータの回転軸に係止されロータの回転を直
動に変換する変換手段と、変換手段に係止され流路を開
閉する弁体と、弁体の位置検出手段とを備えたを備えた
ものである。そして、ロータの回転位置検出手段により
ロータの位置を把握することが出来ると共に、ロータが
回転しているにもかかわらず、弁体が開成した状態にな
っている時でも弁体の位置検出手段により、弁体が閉成
していないことを把握することが出来る。

【０００６】また、本発明の請求項２記載の発明は、弁
体の位置検出手段は、流路内の可動部に取り付けられた
磁石と、流路外に設けられた磁気検出手段とを備えたも
のである。そして、流路内で移動する可動体を直接非接
触で検出することができる。

【０００７】また、本発明の請求項３記載の発明は、磁
石は、弁体に取り付けたものである。そして弁体の開閉
状態を直接把握することが出来る。

【０００８】また、本発明の請求項４記載の発明は、弁
体の位置検出手段は、弁体の全開、或いは全閉の内、少
なくても何れかを検出する構成としたものである。そし
て弁にとって最も重要な位置のみを検出するだけで良い
時には、低コストで位置検出が出来るものである。

【０００９】また、本発明の請求項５記載の発明は、ロ
ータの回転を直動に変換する手段は、ネジとナットで構
成し、弁体のストロークをネジのリードより大きく構成
したものである。そして弁体の絶対位置を検出するた
め、ロータが一回転以上回っても弁体の状態を確実に検
出することができる。

【００１０】また、本発明の請求項６記載の発明は、弁
体の位置検出手段は、流路内の可動部に取り付けられた
磁性体と、流路外に設けられた磁気検出素子と、前記磁
気検出素子へ磁界を与える磁石とを備えたものである。
そして流路内に磁石がないため、流路中の異物が磁石に
付着しないようにできる。

【００１１】また、本発明の請求項７記載の発明は、ロ
ータの回転位置検出手段の信号と、弁体の位置検出手段
の信号で弁体の位置制御を行う構成としたものである。
そして弁体の絶対位置を検出することができるものであ
る。

【００１２】また、本発明の請求項８記載の発明は、ス
テータへのパルス制御と、前記ロータの回転位置検出手
段の信号と、弁体の位置検出手段の信号で弁体の位置制
御を行う構成としたものである。そしてパルス制御と、
回転検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号で弁
体の位置制御を行うので制御の信頼性が向上することが
できる。

【００１３】また、本発明の請求項９記載の発明は、予
め設定されたパルス数で動作した後、ロータの回転位置
検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号が得られ
る構成としたものである。そして規定のパルス数で動作
させると共にロータの回転位置と、弁体の位置を検出す
るため、ロータおよび弁体が確実に動作したことを確認
することができる。

【００１４】また、本発明の請求項１０記載の発明は、
予め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出
手段の信号が得られない時、ロータの回転を前記動作と
逆方向に動作した後、再度動作する構成としたものであ
る。そしてロータを逆回転することにより弁体の異常を
回復することができる。

【００１５】また、本発明の請求項１１記載の発明は、
予め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出
手段の信号が得られない時、コイルへの電圧を大きくし
て再度動作する構成としたものである。そして電動機の
トルクを大きくして弁体を正常に閉成することができ
る。

【００１６】また、本発明の請求項１２記載の発明は、
予め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出
手段の信号が得られない時、パルスの周波数を小さくし
て再度動作する構成としたものである。そして電動機の
トルクを大きくして弁体を正常に閉成することができ
る。

【００１７】また、本発明の請求項１３記載の発明は、
予め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出
手段の信号が得られない時、コイルへの電圧を大きくす
るか、パルスの周波数を小さくするかの内、少なくとも
一つと、ロータの回転を前記動作と逆方向に動作した
後、再度動作する構成を組み合わせたものである。そし
て電動機のトルクを大きくするとともに、ロータを逆回
転して弁体を正常に閉成することができる。

【００１８】また、本発明の請求項１４記載の発明は、
予め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出
手段の信号が得られない時、電動機を再度動作した回数
が一定回数以上に達した場合、異常を報知する構成とし
たしたものである。そして流体制御弁の異常を直ちに確
認することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける流体制御弁の弁開時の断面図である。また図２は同
流体制御弁の弁閉時の断面図である。図３は同流体制御
弁の完全弁閉時の断面図である。図４は同流体制御弁が
利用されたガスメータの構成図である。第５図は本発明
の他の実施例における流体制御弁の完全弁閉時の断面図
である。図６〜図１３は同流体制御弁の動作ブロック図
である。

【００２１】図１、図２において、１４はコイル１５を
有するステータであり、１６はコイル１５への通電によ
る励磁により回転するロータである。ロータ１６は円筒
形状をしており、その外周には磁石１７が設けられてい
る。ロータ１６には回転軸１８が設けられている。ロー
タ１６の両端には軸受１９および２０が設けられてい
る。ロータ１６には複数の磁石２１、２２がロータ１６
の回転軸１８に対して対称位置に設けられており、磁石
２１からの磁界は、回転軸１８の方向で隔壁２３を介し
て設けられた磁気検出素子２４に作用している。この磁
石２１、２２と磁気検出素子２４で磁気検出手段を構成
している。

【００２２】２５は隔壁２３とベース板２６の間をシー
ルするＯリングである。以上のようにして電動機である
ステッピングモータ２７が構成されている。

【００２３】また２８は流体制御部であり、２９は入
口、３０は出口、３１は流路である。流体制御部２８
は、ロータ１６の回転軸１８のネジ３２、およびこのネ
ジに係止されたナット３３とで構成され回転を直動に変
換する変換手段３４と、ナット３３に係止された流路３
１を開閉する弁体３５とで構成している。また弁体３５
のストロークはネジ３２のリードより大きく構成されて
いる。

【００２４】弁体３５とナット３３は付勢手段であるス
プリング３６を介して弁体３５がスプリング３６を圧縮
可能な方向に摺動自在に構成されている。３７はロータ
１６が回転した際にナット３３の回転を防止する回転防
止ピンである。３８は弁体３５に設けられた弁ゴム、３
９はＯリングである。ステッピングモータ２７と流体制
御部２８とで流体制御弁４０を構成している。

【００２５】また弁体３５の一端には磁石４１が設けら
れており、弁体３５の全開状態を検出する磁気検出素子
４２と、弁体３５の全閉状態を検出する磁気検出素子４
３が設けられている。これらの磁石４１と磁気検出素子
４２、４３により弁体の位置検出手段４４を構成してい
る。他は図１、図２と同様であり説明は省略する。

【００２６】図４において、４５はガスメータであり、
ガスメータ４５の内部には、入口４９と出口４７を連通
する流路４８が構成されている。流路４８には流路４８
を開閉する流体制御弁４０と、この流体制御弁４０の流
体制御部２８を駆動する駆動手段であるステッピングモ
ータ２７と、制御手段４９が設けられている。５０は電
池電源部を示す。５１は流量計測手段で超音波流量計で
ある。

【００２７】次に以上の構成における動作，作用につい
て図１〜図４および図６、図７により説明する。ガスメ
ータ４５の入口４９側に取り付けられた流体制御弁４０
は通常弁開状態にあり、この状態でガス流量を計測す
る。この種のガスメータ４５はガス流量の計測の他に、
異常時に流体制御弁４０を遮断する機能を有している。
その例としては、感震器（図示せず）の信号により地震
の時に流体制御弁４０を遮断する。またその他の例とし
ては、予め設定された流量値以上が流れた時、或いは予
め設定された流量値以下が規定時間以上継続して流れた
時に流体制御弁４０を遮断する等があげられる。

【００２８】今、例えば予め設定された流量値以上が流
れた時を例にとって説明すると、超音波流量計５１が予
め設定された流量値以上を計測すると、制御手段４９が
異常を感知し、ステッピングモータ２７に弁体３５を閉
成するための動作である閉信号ＯＮの動作５２となる。
その次にパルス送信の動作５３となり、制御手段４９か
らステッピングモータ２７へパルスを送信する。その結
果、ロータ１６は回転し、その回転が回転軸１８のネジ
３２と、このネジ３２に係止されたナット３３からなる
変換手段３４により、図１に示すように全開状態にある
弁体３５を移動させ図２のように弁体３５を閉成させ
る。

【００２９】更にステッピングモータ２７を動作させる
と図３に示すように磁石２２が磁気検出素子２４の下方
向に移動する。この時にはロータ位置検出手段ＯＮの動
作５４と、弁体位置検出手段ＯＮの動作５５が行われ
る。そして磁気検出素子２４の下方向に磁石２２が来る
と、磁気検出手段２４はＯＮとなる。一方、磁気検出手
段４３の横に磁石４１が移動すると磁気検出手段４３は
ＯＮとなる。

【００３０】その結果、閉信号ＯＦＦの動作５６とな
り、制御手段４９からステッピングモータ２７を停止す
る信号が出力され、ステッピングモータ２７は停止す
る。この時弁ゴム３８は図３のように図２に比べ更に押
され完全弁閉時の状態となっている。そして、ステッピ
ングモータ２７を動作しても、弁体位置検出手段ＯＮの
動作５５で弁体位置検出手段ＯＮの動作５５がＯＦＦの
時にはパルス送信の動作５３を繰り返すものである。

【００３１】次に、流体制御弁４０を開成する時には図
７の動作フロー図の動作となる。即ち図３のように完全
弁閉時の状態にある流体制御弁４０に対して開信号ＯＮ
の動作５７を経てステッピングモータ２７にパルスを送
信するパルス送信の動作５８となる。その結果、ステッ
ピングモータ２７は弁閉成時の回転方向と逆方向に回転
し、弁体３５は図１のように開成状態となる。この時に
はロータ位置検出手段ＯＮの動作５９と、弁体位置検出
手段ＯＮの動作６０が行われる。そして磁気検出素子２
４の下方向に磁石２１が来ると、磁気検出素子２４はＯ
Ｎとなる。

【００３２】一方、磁気検出手段４２の横に磁石４１が
移動すると磁気検出手段４２はＯＮとなる。その結果、
制御手段４９からステッピングモータ２７を停止する信
号が出力され、開信号ＯＦＦの動作６１によりステッピ
ングモータ２７は停止する。しかし、ステッピングモー
タ２７を動作しても、弁体位置検出手段ＯＮの動作６０
で弁体位置検出手段ＯＮがＯＦＦの時にはパルス送信の
動作５８を繰り返すものである。尚、磁気検出素子４
２、４３は、弁体３５の検出位置が弁閉状態だけを検出
したい時は磁気検出素子４３のみを設ければ良い。

【００３３】（実施例２）次に、本発明における実施例
２について第５図により説明する。６２は流路内で移動
する弁体３５に設けられた磁性体であり、外部には磁石
６３および磁石６４によりバイアス磁界が作用している
磁気検出素子６５および６６が設けられている。これら
磁石６３、６４と磁気検出素子６５、６６で弁体の位置
検出手段６７を構成している。この動作は図１〜図４、
図６、図７で説明した内容と同様であり説明は省略す
る。

【００３４】次に、図１〜図４および図８により、ステ
ッピングモータ２７へのパルス制御とロータ１６の位置
検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号で弁体３
５の位置検出制御を行う方法について説明する。超音波
流量計５１が予め設定された流量値以上を計測すると、
制御手段４９が異常を感知し、ステッピングモータ２７
に弁体３５を閉成するための動作である閉信号ＯＮの動
作６８となる。その次にパルス送信の動作６９となり制
御手段４９からステッピングモータ２７へ予め設定され
た数のパルスを送信する。この時には予め設定された数
のパルスが送信されたか否かを比較する規定パルス数の
動作７０が行われる。ロータ１６は回転し、その回転が
回転軸１８のネジ３２と、このネジ３２に係止されたナ
ット３３からなる変換手段３４により、図１に示すよう
に全開状態にある弁体３５を移動させ図２のように弁体
３５を閉成させる。

【００３５】更にステッピングモータ２７を動作させる
と磁石２２が磁気検出素子２４の下方向に移動する。こ
の時はロータ位置検出手段ＯＮの動作７１が行われ、次
に磁石４１により磁気検出素子４４がＯＮしたか否かを
見る弁体位置検出手段ＯＮの動作７２が行われる。そし
て弁体位置検出手段ＯＮの動作７２がＯＮになると閉信
号ＯＦＦの動作７３となり、制御手段４９からステッピ
ングモータ２７を停止する信号が出力され、ステッピン
グモータ２７は停止する。この時弁ゴム３８は図３のよ
うに図２に比べ更に押され完全弁閉時の状態となってい
る。

【００３６】しかし、ステッピングモータ２７を動作し
ても、規定パルス数の動作７０で規定パルス数が送信さ
れていない時、および弁体位置検出手段ＯＮの動作７２
で弁体位置検出手段ＯＮがＯＦＦの時にはパルス送信の
動作６９を繰り返すものである。このように本実施例で
は、予め設定されたパルス数で動作した後、ロータの回
転位置検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号が
得られる構成となっている。尚、流体制御弁４０を開成
する動作は閉成の時と同様であり説明は省略する。

【００３７】次に、図１〜図４および図９により、予め
設定されたパルス数を動作した後、弁体の位置検出手段
の信号が得られない時、ロータの回転を前記動作と逆方
向に動作した後、再度動作する方法について説明する。
超音波流量計４５が予め設定された流量値以上を計測す
ると、制御手段４９が異常を感知し、ステッピングモー
タ２７に弁体３５を閉成するための動作である閉信号Ｏ
Ｎの動作７４となる。その次にパルス送信の動作７５と
なり制御手段４９からステッピングモータ２７へ予め設
定された数のパルスを送信する。この時には予め設定さ
れた数のパルスが送信されたか否かを比較する規定パル
ス数の動作７６が行われる。ロータ１６は回転し、その
回転が回転軸１８のネジ３２と、このネジ３２に係止さ
れたナット３３からなる変換手段３４により、図１に示
すように全開状態にある弁体３５を移動させ図２のよう
に弁体３５を閉成させる。

【００３８】更にステッピングモータ２７を動作させる
と磁石４１が磁気検出素子４３の横方向に移動する。こ
の時、弁体位置検出手段ＯＮの動作７７が行われる。そ
して磁気検出素子４３の横方向に磁石４１が来ると、磁
気検出手段４３はＯＮとなり閉信号ＯＦＦの動作７８と
なり、制御手段４９からステッピングモータ２７を停止
する信号が出力され、ステッピングモータ２７は停止す
る。この時弁ゴム３８は図３のように図２に比べ更に押
され完全弁閉時の状態となっている。

【００３９】しかし、ステッピングモータ２７を動作し
ても、弁体位置検出手段ＯＮの動作７７で弁体位置検出
手段ＯＮ７７がＯＦＦの時には、弁体３５を開成方向に
移動する開信号ＯＮの動作７９、パルス送信の動作８０
を介してステッピングモータ２７を逆方向に動作した
後、再度動作するパルス送信の動作７５を繰り返すもの
である。尚、流体制御弁４０を開成する動作は閉成の時
と同様であり説明は省略する。

【００４０】次に、図１〜図４および図１０により、予
め設定されたパルス数を動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、コイル１５への電圧を大きく
して再度動作する方法について説明する。超音波流量計
４５が予め設定された流量値以上を計測すると、制御手
段４９が異常を感知し、ステッピングモータ２７に弁体
３５を閉成するための動作である閉信号ＯＮの動作８１
となる。その次にパルス送信の動作８２となり制御手段
４９からステッピングモータ２７へ予め設定された数の
パルスを送信する。

【００４１】この時には予め設定された数のパルスが送
信されたか否かを比較する規定パルス数の動作８３が行
われる。ロータ１６は回転し、その回転が回転軸１８の
ネジ３２と、このネジ３２に係止されたナット３３から
なる変換手段３４により、図１に示すように全開状態に
ある弁体３５を移動させ図２のように弁体３５を閉成さ
せる。更にステッピングモータ２７を動作させると磁石
４１が磁気検出素子４３の横方向に移動する。

【００４２】この時、弁体位置検出手段ＯＮの動作８４
が行われる。そして磁気検出素子４３の横方向に磁石４
１が来ると、磁気検出手段４３はＯＮとなり閉信号ＯＦ
Ｆの動作８５となり、制御手段４９からステッピングモ
ータ２７を停止する信号が出力され、ステッピングモー
タ２７は停止する。この時弁ゴム３８は図３のように図
２に比べ更に押され完全弁閉時の状態となっている。し
かし、ステッピングモータ２７を動作しても、弁体位置
検出手段ＯＮの動作８４で弁体位置検出手段がＯＦＦの
時には、コイル１５への通電電圧を大きくする電圧大８
６の動作を介して、再度動作するパルス送信の動作８２
を繰り返すものである。尚、流体制御弁４０を開成する
動作は閉成の時と同様であり説明は省略する。

【００４３】次に、図１〜図４および図１１により、予
め設定されたパルス数を動作した後、弁体の回転位置検
出手段の信号が得られない時、パルスの周波数を小さく
して再度動作する方法について説明する。超音波流量計
４５が予め設定された流量値以上を計測すると、制御手
段４９が異常を感知し、ステッピングモータ２７に弁体
３５を閉成するための動作である閉信号ＯＮの動作８７
となる。その次にパルス送信の動作８８となり制御手段
４９からステッピングモータ２７へ予め設定された数の
パルスを送信する。この時には予め設定された数のパル
スが送信されたか否かを比較する規定パルス数の動作８
９が行われる。ロータ１６は回転し、その回転が回転軸
１８のネジ３２と、このネジ３２に係止されたナット３
３からなる変換手段３４により、図１に示すように全開
状態にある弁体３５を移動させ図２のように弁体３５を
閉成させる。

【００４４】更にステッピングモータ２７を動作させる
と磁石４１が磁気検出素子４３の横方向に移動する。こ
の時、弁体位置検出手段ＯＮの動作９０が行われる。そ
して磁気検出素子４３の横方向に磁石４１が来ると、磁
気検出手段４３はＯＮとなり閉信号ＯＦＦの動作９１と
なり、制御手段４９からステッピングモータ２７を停止
する信号が出力され、ステッピングモータ２７は停止す
る。この時弁ゴム３８は図３のように図２に比べ更に押
され完全弁閉時の状態となっている。

【００４５】しかし、ステッピングモータ２７を動作し
ても、弁体位置検出手段ＯＮの動作９０で弁体位置検出
手段がＯＦＦの時には、パルスの周波数を小さくしたパ
ルス周波数小９２の動作を介して、再度動作するパルス
送信の動作８８を繰り返すものである。尚、流体制御弁
４０を開成する動作は閉成の時と同様であり説明は省略
する。

【００４６】次に、図１〜図４および図１２により、予
め設定されたパルス数を動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、コイルへの電圧を大きくする
か、パルスの周波数を小さくするかの内、少なくとも一
つと、弁閉成時の回転方向と逆方向に回転した後、再度
動作する方法について説明する。超音波流量計４５が予
め設定された流量値以上を計測すると、制御手段４９が
異常を感知し、ステッピングモータ２７に弁体３５を閉
成するための動作である閉信号ＯＮの動作９３となる。
その次にパルス送信の動作９４となり制御手段４９から
ステッピングモータ２７へ予め設定された数のパルスを
送信する。

【００４７】この時には予め設定された数のパルスが送
信されたか否かを比較する規定パルス数の動作９５が行
われる。ロータ１６は回転し、その回転が回転軸１８の
ネジ３２と、このネジ３２に係止されたナット３３から
なる変換手段３４により、図１に示すように全開状態に
ある弁体３５を移動させ図２のように弁体３５を閉成さ
せる。

【００４８】更にステッピングモータ２７を動作させる
と磁石４１が磁気検出素子４３の横方向に移動する。こ
の時、弁体位置検出手段ＯＮの動作９６が行われる。そ
して磁気検出素子４３の横方向に磁石４１が来ると、磁
気検出手段４３はＯＮとなり閉信号ＯＦＦの動作９７と
なり、制御手段４９からステッピングモータ２７を停止
する信号が出力され、ステッピングモータ２７は停止す
る。この時弁ゴム３８は図３のように図２に比べ更に押
され完全弁閉時の状態となっている。

【００４９】しかし、ステッピングモータ２７を動作し
ても、弁体位置検出手段ＯＮの動作９６で弁体位置検出
手段ＯＮ９６がＯＦＦの時には、コイル１５への電圧を
大きくする電圧大の動作９８か、パルスの周波数を小さ
くする周波数小の動作９９の内、少なくとも一つと、弁
閉成時の回転方向と逆方向に回転して弁を開成動作させ
る開信号ＯＮの動作１００で規定パルス数動作させる。
この時は規定パルス数の動作１０１によりパルス数は計
測されている。その後、再度閉信号ＯＮの動作９３を繰
り返すものである。尚、流体制御弁４０を開成する動作
は閉成の時と同様であり説明は省略する。

【００５０】次に、図１〜図４および図１３により、予
め設定されたパルス数を動作した後、弁体位置検出手段
の信号が得られない時、ステッピングモータを再度動作
した回数が一定回数以上に達した場合、異常を報知する
方法について説明する。超音波流量計４５が予め設定さ
れた流量値以上を計測すると、制御手段４９が異常を感
知し、ステッピングモータ２７に弁体３５を閉成するた
めの動作である閉信号ＯＮの動作１０２となる。その次
にパルス送信の動作１０３となり制御手段４９からステ
ッピングモータ２７へ予め設定された数のパルスを送信
する。

【００５１】この時には予め設定された数のパルスが送
信されたか否かを比較する規定パルス数の動作１０４が
行われる。ロータ１６は回転し、その回転が回転軸１８
のネジ３２と、このネジ３２に係止されたナット３３か
らなる変換手段３４により、図１に示すように全開状態
にある弁体３５を移動させ図２のように弁体３５を閉成
させる。更にステッピングモータ２７を動作させると磁
石４１が磁気検出素子４３の横方向に移動する。

【００５２】この時、弁体位置検出手段ＯＮの動作１０
５が行われる。そして磁気検出素子４３の横方向に磁石
４１が来ると、磁気検出手段４３はＯＮとなり閉信号Ｏ
ＦＦの動作１０６となり、制御手段４９からステッピン
グモータ２７を停止する信号が出力され、ステッピング
モータ２７は停止する。この時弁ゴム３８は図３のよう
に図２に比べ更に押され完全弁閉時の状態となってい
る。

【００５３】しかし、ステッピングモータ２７を動作し
ても、弁位置検出手段ＯＮの動作１０５で弁位置検出手
段ＯＮ１０５がＯＦＦの時には、再動作ｎ≦１の動作１
０７となり再動作の回数を計測する。その結果、再動作
の回数が１回の場合、開信号ＯＮの動作１０８、規定パ
ルス送信の動作１０９を経て再度、閉信号ＯＮの動作１
０２を繰り返すものである。そして再度ステッピングモ
ータ２７を動作しても、弁体検出手段ＯＮの動作１０５
で弁体位置検出手段ＯＮがＯＦＦの時には、再動作が２
回目であるため異常報知の動作１１０により異常が知ら
される。尚、流体制御弁４０を開成する動作は閉成の時
と同様であり説明は省略する。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
流体制御弁によれば次の効果が得られる。

【００５５】請求項１記載の発明は、コイルを有するス
テータと、コイルへの通電による励磁により回転するロ
ータと、ロータの回転軸と、ステータとロータの間に設
けられた隔壁と、ロータの回転位置検出手段と、ロータ
の回転軸に係止されロータの回転を直動に変換する変換
手段と、変換手段に係止され流路を開閉する弁体と、弁
体の位置検出手段とを構成することにより、ロータの回
転位置検出手段によりロータの位置を把握することが出
来ると共に、ロータが回転しているにもかかわらず、弁
体が開成した状態になっている時でも弁体の位置検出手
段により、弁体が閉成していないことを把握することを
可能とすることができる。

【００５６】請求項２記載の発明によれば、弁体の位置
検出手段は、流路内の可動部に取り付けられた磁石と、
流路外に設けられた磁気検出手段とを備えたことによ
り、流路内で移動する可動体を直接非接触で検出するこ
とができる。

【００５７】また、請求項３記載の発明によれば、磁石
は、弁体に取り付けることにより、弁体の開閉状態を直
接把握することができ、弁の状態を正確に検出すること
ができる。

【００５８】また、請求項４記載の発明によれば、弁体
の位置検出手段は、弁体の全開、或いは全閉の内、少な
くても何れかを検出する構成としたものである。従っ
て、弁にとって最も重要な位置のみを検出するだけで良
い時には、何れか一方の検出手段でけで良く、低コスト
で位置検出が出来る。

【００５９】また、請求項５記載の発明によれば、ロー
タの回転を直動に変換する手段は、ネジとナットで構成
し、弁体のストロークをネジのリードより大きく構成す
ることにより、弁体のストロークを大きくし、流量圧力
損失の小さい流量制御弁を実現することができる。弁体
の絶対位置を検出するため、ロータが一回転以上回って
も弁体の状態を確実に検出することができる。

【００６０】また、請求項６記載の発明によれば、弁体
の位置検出手段は、流路内の可動部に取り付けられた磁
性体と、流路外に設けられた磁気検出素子と、磁気検出
素子へ磁界を与える磁石とを備えたことにより、流路内
に磁石がないため、流路中の異物が磁石に付着しない。

【００６１】また、請求項７記載の発明は、ロータの回
転位置検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号で
弁体の位置制御を行う構成とすることにより、弁体の絶
対位置を検出することができる。

【００６２】また、請求項８記載の発明によれば、ステ
ータへのパルス制御と、ロータの回転位置検出手段の信
号と、弁体の位置検出手段の信号で弁体の位置制御を行
う構成としたものである。そしてパルス制御と、回転検
出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号で弁体の位
置制御を行うので制御の信頼性を向上することができ
る。

【００６３】また、請求項９記載の発明によれば、予め
設定されたパルス数で動作した後、ロータの回転位置検
出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号が得られる
構成とすることにより、規定のパルス数で動作させた後
に、ロータの回転位置と、弁体の位置を検出するため、
ロータおよび弁体が確実に動作したことを確認すること
ができる。

【００６４】また、請求項１０記載の発明によれば、予
め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、ロータの回転を前記動作と逆
方向に動作した後、再度動作する構成とすることによ
り、ロータを逆回転することにより異物等のゴミを取り
除き、弁体の異常を解消することができる。

【００６５】また、請求項１１記載の発明によれば、予
め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、コイルへの電圧を大きくして
再度動作する構成とすることにより、電動機のトルクを
大きくして異物等のゴミを取り除き、弁体を正常に閉成
することができる。

【００６６】また、請求項１２記載の発明によれば、予
め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、パルスの周波数を小さくして
再度動作する構成とすることにより、電動機のトルクを
大きくして弁体を正常に閉成することができる。

【００６７】また、請求項１３記載の発明によれば、予
め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、コイルへの電圧を大きくする
か、パルスの周波数を小さくするかの内、少なくとも一
つと、ロータの回転を前記動作と逆方向に動作した後、
再度動作する構成を組み合わせたものである。そして電
動機のトルクを大きくすることにより、ロータを逆回転
して、弁に付着した異物等のゴミを取り除き、弁体を正
常に閉成することができる。

【００６８】また、請求項１４記載の発明によれば、予
め設定されたパルス数で動作した後、弁体の位置検出手
段の信号が得られない時、電動機を再度動作した回数が
一定回数以上に達した場合、異常を報知する構成するこ
とにより、流体制御弁の異常を直ちに確認することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における流体制御弁の弁開時
の断面図

【図２】同流体制御弁の弁閉時の断面図

【図３】同流体制御弁の完全弁閉時の断面図

【図４】同流体制御弁利用時のガスメータの部分断面図

【図５】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示すフローチ
ャート

【図６】同流体制御弁の弁開成時の動作を示すフローチ
ャート

【図７】本発明の実施例２における流体制御弁の完全弁
閉時の断面図

【図８】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第１のフ
ローチャート

【図９】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第２のフ
ローチャート

【図１０】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第３の
フローチャート

【図１１】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第４の
フローチャート

【図１２】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第５の
フローチャート

【図１３】同流体制御弁の弁閉成時の動作を示す第６の
フローチャート

【図１４】従来の流体制御弁の構成図

【符号の説明】

１４ステータ１５コイル１６ロータ１８回転軸２１、２２磁石２３隔壁２４磁気検出素子３４変換手段３５弁体４０流体制御弁４４位置検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白井滋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者山口正樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者新村紀夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3H062 AA02 AA12 BB33 CC02 DD01 EE06 FF07 HH02 3H065 AA01 BA02 BB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを有するステータと、前記コイルの
励磁により回転するロータと、前記ロータの回転軸と、
前記ステータと前記ロータの間に設けられた隔壁と、前
記ロータの回転位置検出手段と、前記ロータの回転軸に
係止され前記ロータの回転を直動に変換する変換手段
と、前記変換手段に係止され流路を開閉する弁体と、前
記弁体の位置検出手段とを備えた流体制御弁。
【請求項２】弁体の位置検出手段は、流路内の可動部に
取り付けられた磁石と、流路外に設けられた磁気検出手
段とからなる請求項１記載の流体制御弁。
【請求項３】磁石は、弁体に取り付けてなる請求項２記
載の流体制御弁。
【請求項４】弁体の位置検出手段は、弁体の全開或いは
全閉の内、少なくても何れかを検出してなる請求項１記
載の流体制御弁。
【請求項５】ロータの回転を直動に変換する手段は、ネ
ジとナットで構成し、弁体のストロークをネジのリード
より大きくしてなる請求項１記載の流体制御弁。
【請求項６】弁体の位置検出手段は、流路内の可動部に
取り付けられた磁性体と、流路外に設けられた磁気検出
素子と、前記磁気検出素子へ磁界を与える磁石とからな
る請求項１記載の流体制御弁。
【請求項７】ロータの回転位置検出手段の信号と、弁体
の位置検出手段の信号で弁体の位置制御を行う請求項１
記載の流体制御弁。
【請求項８】ステータへのパルス制御と、前記ロータの
回転位置検出手段の信号と、弁体の位置検出手段の信号
で弁体の位置制御を行う請求項１記載の流体制御弁。
【請求項９】予め設定されたパルス数で動作した後、ロ
ータの回転位置検出手段の信号と、弁体の位置検出手段
の信号が得られる構成とした請求項１記載の流体制御
弁。
【請求項１０】予め設定されたパルス数で動作した後、
弁体の位置検出手段の信号が得られない時、ロータの回
転を前記動作と逆方向に動作した後、再度動作する構成
とした請求項１記載の流体制御弁。
【請求項１１】予め設定されたパルス数で動作した後、
弁体の位置検出手段の信号が得られない時、コイルへの
電圧を大きくして再度動作する構成とした請求項６記載
の流体制御弁。
【請求項１２】予め設定されたパルス数で動作した後、
弁体の位置検出手段の信号が得られない時、パルスの周
波数を小さくして再度動作する構成とした請求項６記載
の流体制御弁。
【請求項１３】予め設定されたパルス数で動作した後、
弁体の位置検出手段の信号が得られない時、コイルへの
電圧を大きくするか、パルスの周波数を小さくするかの
内の少なくとも一つと、ロータの回転を前記動作と逆方
向に動作した後、再度動作する構成を組み合わせた請求
項１記載の流体制御弁。
【請求項１４】予め設定されたパルス数で動作した後、
弁体の位置検出手段の信号が得られない時、電動機を再
度動作した回数が一定回数以上に達した場合、異常を報
知する構成とした請求項１記載の流体制御弁。