JP2001343084A - 電動アクチュエータで駆動されるバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動アクチュエータで駆動されるバルブの制御
装置において、電動アクチュエータの電動モーターに供
給される電源を意識することなく据付、点検、緊急時に
手動で調節したバルブ開度を一定時間保持することを提
供すること。 【構成】電動アクチュエータで駆動されるバルブ制御装
置において、クラッチ手段がオフの状態でバルブの手動
操作が行われたことを前提として、タイマーの動作を開
始させると共に制御回路の作動を停止させ、且つ該タイ
マーのタイムアップに基づいて上記制御回路の作動を復
帰させる手段とを具備してなるバルブ制御装置と、上記
手動操作開始の判断が開度設定器からの開度目標値が一
定の状態下で、開度検出器からの検出信号が変化したこ
とにより行われるバルブ制御装置と、上記タイマーが上
記タイムアップ時間の調整が可能なタイマーであるバル
ブ制御装置とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動アクチュエー
タで駆動されるバルブの制御装置において、特に自動復
帰機構付きクラッチを備えた電動アクチュエータを駆動
する電動モーターの電源を切ることなく、タイマーで設
定した時間中は手動で調節したバルブ開度を保持するよ
うなバルブ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動アクチュエータによるバル
ブ操作は電動モーターによって行われるが、据付、点
検、緊急時などには、手動によるバルブ開度調整操作が
必要とされることがある。

【０００３】上記電動アクチュエータを手動で操作する
には、安全確保のため一旦電動モーターの駆動を切らな
いとならないので、電動操作と手動操作の切替を行うク
ラッチを上記電動モーターと上記電動アクチュエータと
の間に設けている。

【０００４】オペレータは、保守、点検、緊急時などの
作業の際に、上記クラッチを手動側に切替えてバルブを
操作し、上記作業終了後に再び上記クラッチを電動側に
切替えるが、作業現場において上記クラッチを手動側か
ら電動側に切替える工程を忘れると電動操作によるバル
ブ制御が行えず大きな問題となる場合があった。

【０００５】そこで、上で示したような問題を解決する
べくクラッチ機構にバネなどを利用して、クラッチを電
動側から手動側に（クラッチをＯＦＦ）切替えて、手動
でのバルブ操作を終えると上記クラッチが自動的に手動
側から電動側に（クラッチをＯＮ）戻るような自動復帰
機構付きクラッチが開発された。図３の左側２つの手順
は、上の従来方法を示すものである。

【０００６】しかし、上で示したような自動復帰機構付
きクラッチは、手動でのバルブ操作を終えると同時にク
ラッチが自動的に電動側に（クラッチをＯＮ）戻ってし
まうため、電動アクチュエータを駆動する電動モーター
の電源が入っていると、手動で調節したバルブ開度を保
持することができず、開度設定器に設定された目標開度
にすぐに戻ってしまう。そこで、据付、点検、緊急時な
どの作業中は手動で調節したバルブ開度を保持できるこ
とが望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上のような要望に沿う
ための従来手段は、バルブ駆動用電動アクチュエータを
駆動する電動モーターの電源を切ることで、バルブ開度
を保持するしか方法が無かった。しかし、現場によって
は上記電動モーターの電源を切ることが困難な場合が多
く、上記電動モーターの電源を切る必要がある場合には
上記電動モーターに供給する電源配線を外して導体部分
を絶縁テープなどで保護した後に、作業現場周辺に仮置
きしながら据付、点検、緊急時などの作業を行ってい
た。そのため、作業者は上記電源配線によって感電する
危険性が高い状況で作業を行わざる得なかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上のような問題点を解決
するべく、本発明が提供された。即ち、請求項１に記載
された本発明は，バルブ駆動用電動アクチュエータを駆
動する電動モーターと、上記バルブの開度を検出するバ
ルブの開度検出器と、上記バルブの開度を設定する開度
設定器と、上記電動モーターと上記電動アクチュエータ
の間に設けられ、手動で操作されるクラッチ手段と、上
記バルブ側から上記電動アクチュエータを介して上記電
動モーターへ向かって動力を伝達する場合は高抵抗で、
且つ上記電動モーターから上記電動アクチュエータを介
してバルブ側へ向かって動力を伝達する場合は低抵抗と
なる動力伝達手段と、上記開度設定器からの目標開度信
号と上記バルブ開度検出器からの実開度信号との差に応
じた駆動信号を上記電動モーターに出力して、上記バル
ブの開度を目標開度に調整する制御回路とを具備してい
るバルブ制御装置において、上記クラッチ手段がオフの
状態でバルブの手動操作が行われたことを前提として、
タイマーの動作を開始させると共に上記制御回路の作動
を停止させ、且つ該タイマーのタイムアップに基づいて
上記制御回路の作動を復帰させる手段とを具備してなる
バルブ制御装置である。また、請求項２に記載されてい
る発明では、上記手動操作開始の判断が上記開度設定器
からの開度目標値が一定の状態下で、上記開度検出器か
らの検出信号が変化したことにより行われる。更に、請
求項３に記載されている発明では、上記タイマーが上記
タイムアップ時間の調整が可能に構成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付図面を参照しつつ、
本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明
の理解に供する。尚、以下の実施の形態は本発明を具体
化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性
格のものではない。

【００１０】ここに、図１は本発明の実施の形態にかか
る制御装置の情報伝達ブロック図、図２は制御回路と設
定変更可能なタイマーの動作フロー図、図３は従来手法
と本発明手法の一例を併記したフロー図である。

【００１１】図３を参照しつつ、本発明の概略を説明す
る。バルブを手動で操作する場合に、電動モーターの電
源を切ることなく、該電動モーターと電動アクチュエー
タの間に設けられた自動復帰機構付きクラッチを電動側
から手動側に（クラッチをＯＦＦ）にし、バルブを手動
で操作してバルブ開度を決定する。手動操作が終了する
と、上記自動復帰機構付きクラッチは手動側から電動側
に（クラッチＯＮ）自動的に戻る。しかし、下記で詳細
に説明するタイマーが、バルブを手動で操作することに
よって作動を開始し、該タイマーがタイムアップ時間に
達するまでは、電動によるバルブ操作ができなくなって
いる。したがって、タイマー作動中は、手動によって調
節したバルブ開度を保持することが可能となる。以下、
本発明の実施形態の詳細な説明を示す。

【００１２】図１に示すように、外部の開度設定器から
入力されたバルブの目標開度としてｅが設定値入力回路
を経てＡ/Ｄ変換器に入り、目標開度信号ｅ１に変換さ
れ制御回路に入力される。また、上記バルブの開度検出
器の一例としての動作角度フィードバック信号発生器は
バルブ入力軸の軸回転角度信号を出力する。動作角度フ
ィードバック信号発生器から出力された電気信号ｄは、
フィードバック入力回路に入力され、更にＡ/Ｄ変換器
で実開度信号ｄ１に変換された後、上記制御回路に入力
される。上記制御回路では、上記目標開度信号ｅ１と上
記実開度信号ｄ１とを比較して、その差に応じた信号ａ
を電動モーター駆動回路に出力する。電動モーターｍ
は、この差に応じた信号によって駆動され、バルブの開
度を上記目標開度に調節する。

【００１３】また、この実施の形態では、手動でのバル
ブ操作を終えると、自動的に上記電動モーター出力軸と
上記電動アクチュエータ入力軸を接続する（クラッチが
ＯＮ）機構を備えた従来からの自動復帰機構付きクラッ
チ（クラッチ手段の一例）が上記電動モーターと上記電
動アクチュエータとの間に設けられている。

【００１４】更にこの実施の形態では、タイマーの一例
としてタイムアップ時間の設定変更可能なタイマー回路
を具備している。上記設定変更可能なタイマー回路は上
記制御回路と密接に関係し、上記制御回路の作動をタイ
ムアップ限時時間中停止させ、且つタイムアップ後に上
記制御回路を復帰させる機能を有するものである。設定
変更可能なタイマー回路の計時開始タイミングについて
は、後述する。

【００１５】バルブが上記電動モーターｍで操作される
状態とは、上記自動復帰機構付きクラッチが上記電動モ
ーター出力軸と上記電動アクチュエータ入力軸を接続し
ている（クラッチがＯＮ）状態である。したがって、バ
ルブを手動で操作するには自動復帰機構付きクラッチを
電動側から手動側に（クラッチがＯＦＦ）切替えてから
バルブを操作しなければならない。このバルブ操作時に
は、図１において、上記目標開度信号ｅ１が変化せず、
上記電動アクチュエータの入力軸側の上記実開度信号ｄ
１が変化する。上記制御回路はこれによりバルブが手動
により操作されていると判断することができる。これに
対して、単純にバルブが負荷変動を受けた場合には、電
動アクチュエータの入力軸側の上記実開度信号ｄ１は変
化しない。これは、上記電動アクチュエータにバルブ側
から上記電動アクチュエータを介して上記電動モーター
へ向かって動力を伝達する場合は高抵抗で、上記電動モ
ーターから上記電動アクチュエータを介してバルブ側へ
向かって動力を伝達する場合は低抵抗となる動力伝達手
段が併設されているからである。つまり、最終的にバル
ブ入力軸に動力を伝達する部分のギヤの構成が、例えば
ウォームギヤ機構のような，高抵抗の伝達手段となって
いるため、バルブの負荷が変動しただけで電動アクチュ
エータの入力軸の角度を変化させるのは不可能である。
したがって、上記目標開度信号ｅ１の変化無しに、上記
電動アクチュエータの入力軸側の上記実開度信号ｄ１が
変化する場合を、手動によるバルブ操作がされていると
上記制御回路が判断して支障がない。

【００１６】このようにして、図２に示す如く、目標開
度信号ｅ１が変化しないのに実開度信号ｄ１が変化した
場合（即ち、バルブの手動操作が行われたと上記制御回
路が判断している場合）には、上記制御回路は図２にお
ける信号ｆ１を設定変更可能なタイマー回路に出力し、
上記設定変更可能なタイマー回路を作動させる。これと
同時に、上記制御回路は目標開度と実開度の差に応じた
駆動信号ａを電動モーター駆動回路に出力するという動
作を停止するモードに入ることによって、電動モーター
ｍによるバルブ操作が停止する。

【００１７】したがって、上記設定変更可能なタイマー
回路が作動している間においては、バルブは電動で操作
されることが停止し、作業員が安心して手動でバルブ開
度を調整することが可能となる。次に、上記設定変更可
能なタイマー回路が上記タイムアップ時間に達すると、
上記設定変更可能なタイマー回路は図２における信号ｆ
２を出力し上記制御回路の作動を再開させる。これによ
り上記制御回路は、目標開度と実開度の差に応じた駆動
信号ａを上記電動モーター駆動回路に出力するという通
常の動作を再開するモードに入ると同時に、上記設定変
更可能なタイマー回路は自身の作動を停止することによ
って、再び上記電動モーターｍによるバルブ制御が再開
する。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、電動モータ
ーと電動アクチュエータの間に自動復帰機構付きクラッ
チを設けている場合で、バルブを手動によって操作する
ことによって、設定変更可能なタイマー回路が作動する
と共に、制御回路の作動を停止し、電動によるバルブ操
作が停止することによって、手動で調節したバルブ開度
を設定変更可能なタイマー回路に設定されているタイム
アップ時間まで保持することが可能となる。

【００１９】従って、作業者は電動アクチュエータの電
動モーターの電源の問題を意識することなく安全に作業
でき、図３に示すように電動アクチュエータの電動モー
ターの電源に関わる作業者の作業工程が簡略化される効
果がある。

【００２０】また、上記手動操作開始の判断が上記開度
設定器からの開度目標値が一定の状態下で、上記開度検
出器からの検出信号が変化したことにより行われるのよ
うに構成することにより、手動によるバルブ操作が行わ
れたことを自動的に検知でき便利である。したがって、
手動操作が行われたことを検知するセンサを別途設ける
必要もない。また、使用しているタイマーがタイムアッ
プ時間調整可能であることから、作業者が行う作業内容
に似合ったタイムアップ時間中、手動によって調節した
バルブ開度を保持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施の形態にかかるバルブ制御装置の
情報伝達経路を示すブロック図。

【図２】本発明の実施の形態にかかる制御回路と設定変
更可能なタイマー回路の動作フロー図。

【図３】従来技術と本発明を利用した場合の作業工程の
比較図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブ駆動用電動アクチュエータを駆動す
   る電動モーターと、上記バルブの開度を検出するバルブ
   の開度検出器と、上記バルブの開度を設定する開度設定
   器と、上記電動モーターと上記電動アクチュエータの間
   に設けられ、手動で操作されるクラッチ手段と、上記バ
   ルブ側から上記電動アクチュエータを介して上記電動モ
   ーターへ向かって動力を伝達する場合は高抵抗で、且つ
   上記電動モーターから上記電動アクチュエータを介して
   バルブ側へ向かって動力を伝達する場合は低抵抗となる
   動力伝達手段と、上記開度設定器からの目標開度信号と
   上記バルブ開度検出器からの実開度信号との差に応じた
   駆動信号を上記電動モーターに出力して、上記バルブの
   開度を目標開度に調整する制御回路とを具備しているバ
   ルブ制御装置において、上記クラッチ手段がオフの状態
   でバルブの手動操作が行われたことを前提として、タイ
   マーの動作を開始させると共に上記制御回路の作動を停
   止させ、且つ該タイマーのタイムアップに基づいて上記
   制御回路の作動を復帰させる手段とを具備してなるバル
   ブ制御装置。
2. 【請求項２】上記手動操作開始の判断が、上記開度設定
   器からの開度目標値が一定の状態下で、上記開度検出器
   からの検出信号が変化したことにより行われる請求項１
   記載のバルブ制御装置。
3. 【請求項３】上記タイマーが上記タイムアップ時間の調
   整が可能なタイマーである請求項１若しくは請求項２の
   いずれかに記載のバルブ制御装置。