JP2014142005A

JP2014142005A - バルブアクチュエータ及びバルブ装置並びにバルブアクチュエータの制御方法

Info

Publication number: JP2014142005A
Application number: JP2013010357A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Nagai; 信貴長井; Daisuke Kukida; 大輔久木田; Masakazu Mori; 正和森
Original assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Seibu Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: CN103939667A; JP6061696B2; CN103939667B

Abstract

【課題】バルブシートに対して過度の接触圧をかけることなく弁体を締め切ることが可能なバルブアクチュエータ及びバルブ装置並びにバルブアクチュエータの制御方法を提供する。
【解決手段】駆動源１１と、外部の弁体１２に駆動源１１の駆動力を伝える動力伝達機構１３と、弁体１２の位置を検出する位置計測手段１４とを備えたバルブアクチュエータ１０において、動力伝達機構１３に生じているトルクを測定するトルク計測手段３９と、トルク計測手段３９の測定値を基に駆動源１１を停止させる制御手段１５とが設けられ、制御手段１５は、駆動源１１に停止信号を送るトリガーとなる、トルク計測手段３９の測定値の判定基準値を、位置計測手段１４を介して検知する弁体１２の位置に応じて切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁体の開閉制御を行うバルブアクチュエータ、及びそのバルブアクチュエータを備えたバルブ装置、並びにバルブアクチュエータの制御方法に関する。

バルブアクチュエータには、定格トルクの値を超えるトルクをトルクリミッタによって検出した際に駆動源を停止し、弁体等が損傷するのを防止するものがあり、その具体例が特許文献１、２に記載されている。これは、弁体の開閉動作が障害物によって妨げられると、バルブアクチュエータに生じているトルクが上昇する特性を利用したものである。
また、閉動作中の弁体がバルブシートに接するとバルブアクチュエータに生じているトルクが上昇するため、定格トルクの値を超えたことをトリガーにして駆動源を停止することで、弁体を締め切った状態（閉状態）で駆動源を停止することもできる。

特開平５−２４８４１３号公報特開２０１０−１２１７０２号公報

しかしながら、弁体がバルブシートに接触圧をかけた状態で、弁体をバルブシートを更に押圧する向きに少しでも移動させると、バルブシートにかかっている接触圧が過大となって、バルブシートを破損し得る。
駆動源の出力は減速機構によって減速されて弁体を駆動するのが一般的で、駆動源に停止信号が送信されてから、実際に弁体が停止するまでは、惰性によって弁体が閉方向に移動することが、本発明の発明者らによって確認されている。
このため、弁体を締め切った状態で生じているトルクの値を事前に計測し、その値を単純にトルクリミッタに設定した場合、弁体が停止した際にバルブシートにかかっている接触圧は、想定した値より大きくなる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、バルブシートに対して過度の接触圧をかけることなく弁体を締め切ることが可能なバルブアクチュエータ及びバルブ装置並びにバルブアクチュエータの制御方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るバルブアクチュエータは、駆動源と、外部の弁体に前記駆動源の駆動力を伝える動力伝達機構と、前記弁体の位置を検出する位置計測手段とを備えたバルブアクチュエータにおいて、前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段と、前記トルク計測手段の測定値を基に前記駆動源を停止させる制御手段とが設けられ、前記制御手段は、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記位置計測手段を介して検知する前記弁体の位置に応じて切り替える。

第１の発明に係るバルブアクチュエータにおいて、前記制御手段は、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられたのを検知することによって、前記判定基準値を、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えるのが好ましい。

第１の発明に係るバルブアクチュエータにおいて、前記制御手段は、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記トルク計測手段が測定する弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正するのが好ましい。

第１の発明に係るバルブアクチュエータにおいて、前記動力伝達機構は、該動力伝達機構に生じているトルクが前記第２の値より小さい第３の値以上になることにより移動するシャフトを備え、前記トルク計測手段は、前記シャフトの移動量を計測するポテンショメータを有するのが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係るバルブ装置は、流路を開閉する弁体と、駆動源と、前記弁体に前記駆動源の駆動力を伝える動力伝達機構と、前記弁体の位置を検出する位置計測手段とを備えたバルブ装置において、前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段と、前記トルク計測手段の測定値を基に前記駆動源を停止させる制御手段とが設けられ、前記制御手段は、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記位置計測手段を介して検知する前記弁体の位置に応じて切り替える。

第２の発明に係るバルブ装置において、前記制御手段は、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられたのを検知することによって、前記判定基準値を、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えるのが好ましい。

第２の発明に係るバルブ装置において、前記制御手段は、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記トルク計測手段が測定する弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正するのが好ましい。

前記目的に沿う第３の発明に係るバルブアクチュエータの制御方法は、駆動源の駆動力を動力伝達機構を介して与え弁体を開閉するバルブアクチュエータの制御方法において、前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段を設け、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記弁体の位置に応じて切り替える。

第３の発明に係るバルブアクチュエータの制御方法において、前記判定基準値を、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられた際に、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えるのが好ましい。

第３の発明に係るバルブアクチュエータの制御方法において、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記動力伝達機構に生じていたトルクの弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正するのが好ましい。

第１の発明に係るバルブアクチュエータ、及び、第２の発明に係るバルブ装置、並びに、第３の発明に係るバルブアクチュエータの制御方法は、駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、トルク計測手段の測定値の判定基準値を、弁体の位置に応じて切り替える。従って、弁体がバルブシートに接触し得る位置にある状態と、弁体がバルブシートに接触し得ない位置にある状態で、駆動源を停止するためのトルク値を変えることができる。このため、弁体が障害物により開閉動作を妨げられて損傷するのを防止する制御と、バルブシートに過度な接触圧をかけることなく弁体を締め切る制御とを、弁体の位置に応じて行うことが可能である。

本発明の一実施の形態に係るバルブアクチュエータの説明図である。同バルブアクチュエータの平断面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同バルブアクチュエータを備えたバルブ装置の説明図及びその変形例の説明図である。同バルブアクチュエータの制御方法を示すフロー図である。同バルブアクチュエータの制御方法を示すフロー図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るバルブアクチュエータ１０は、駆動源１１と、外部の弁体１２に駆動源１１の駆動力を伝える動力伝達機構１３と、弁体１２の位置を検出する位置計測手段１４と、動力伝達機構１３に生じているトルクを基に駆動源１１を停止させる制御手段１５とを備えている。

バルブアクチュエータ１０は、図１、図２に示すように、駆動源１１と、駆動源１１から駆動力を与えられて回転する出力軸１６とを有する電動モータ１７を備えている。
駆動源１１は、外部から電力が供給され、駆動することによって出力軸１６を回転し、出力軸１６に固定されているギア１８及びギア１８に噛み合っているギア１９を介して、ギア１９が固定されたシャフト２０に回転力を与え回転させる。シャフト２０は、軸受け２１、２２、２２ａによって回転自在に支持された状態で水平に保たれている。

シャフト２０にはウォーム２３が装着され、ウォーム２３には、図２に示すように、スリーブ２４に固定されたウォームホイール２５が噛み合っている。
軸受けハウジング２６によって回転自在に支持されて鉛直に保たれたスリーブ２４は、雌ねじ構造を備え、この雌ねじ構造には、鉛直に配置された雄ねじであるスピンドル２８が噛み合っている。スピンドル２８は、駆動源１１の駆動によりシャフト２０と共にスリーブ２４が回転するのに伴って、昇降する。

バルブアクチュエータ１０は、図３（Ａ）に示すように、スピンドル２８の下端に取り付けられた板状の弁体１２と弁体１２を昇降自在に支持する枠体３０と共に用いられる。そして、主として、バルブアクチュエータ１０、流路の開閉を行う弁体１２及び枠体３０によって、ゲート式のバルブ装置３１が構成されている。
バルブアクチュエータ１０は、弁体１２を降下させて弁体１２の下端部を枠体３０に取り付けられたバルブシート３２に当接させることで流路を閉じ、弁体１２を上昇させて弁体１２の下端部をバルブシート３２から離すことで流路を開く。

ここで、動力伝達機構１３は、図１、図２に示すように、主として、出力軸１６、ギア１８、１９、シャフト２０、ウォーム２３、スリーブ２４、ウォームホイール２５、スピンドル２８によって構成されている。駆動源１１の駆動力は、動力伝達機構１３を介して弁体１２に与えられ、弁体１２を昇降させる。
また、バルブアクチュエータ１０は、図２に示すように、シャフト２０が挿通するハウジング３３を備え、ハウジング３３は、シャフト２０に対して力を作用させる皿ばね３４を内包している。皿ばね３４は、一側にギア１９が取り付けられたシャフト２０のギア１９から離れた位置に設けられ、シャフト２０の軸方向でギア１９のある向きの力をシャフト２０に対して作用させている。本実施の形態では、軸受け２２ａが固定されているのに対し、軸受け２２はシャフト２０と共に移動するように設計されており、皿ばね３４は軸受け２２を介してシャフト２０に力を作用させている。
なお、皿ばね３４の代わりに、皿ばねではない弾性体を採用することもでき、例えばコイルばねを用いても良い。

シャフト２０は、シャフト２０に生じているトルクが所定値（第３の値）以上になると、皿ばね３４の力に反して、皿ばね３４を収縮させる向きに移動する。このシャフト２０が移動する現象は、駆動源１１の作動により力を与えられている弁体１２が障害物によって動作を妨げられることにより、あるいは、駆動源１１の作動により弁体１２がバルブシート３２に接触圧を加えることにより起こる。
シャフト２０には、スライド軸３５を介してポテンショメータ３６が連結されている。スライド軸３５は、シャフト２０がシャフト２０の軸方向に移動するのに伴ってシャフト２０と一体的に移動する態様でシャフト２０に連結されている。支持部材３７によって支持されたポテンショメータ３６は、スライド軸３５の移動量からシャフト２０の移動量を計測し、その計測値を出力することができる。

ポテンショメータ３６は、図１に示すように、制御手段１５に接続された演算器３８に接続され、演算器３８は、ポテンショメータ３６から出力されるスライド軸３５の移動量の計測値を基に、シャフト２０に生じているトルクを算出する。
本実施の形態では、主として、スライド軸３５、ポテンショメータ３６及び演算器３８によって、シャフト２０に生じているトルクを測定するトルク計測手段３９が構成されている。ポテンショメータ３６は、連続的にスライド軸３５の移動量を検出できるので、トルク計測手段３９は、シャフト２０に生じているトルクを正確に計測可能である。
なお、トルク計測手段３９の代わりに、動力伝達機構１３のシャフト２０以外の部材に生じているトルクを測定するトルク計測手段を用いてもよく、更に、シャフト２０の移動により回転する軸とその軸の回転角度からシャフト２０の移動量を計測するポテンショメータによってトルク計測手段を構成することもできる。また、制御手段１５及び演算器３８はそれぞれ、マイクロコンピュータによって構成可能である。

制御手段１５は、トルク計測手段３９が測定するシャフト２０のトルクが所定の値を超えるのをトリガーにして、駆動源１１に停止信号を送り、動力伝達機構１３、弁体１２及びスピンドル２８等に大きな力が作用して不具合が生じるのを防止している。
ここで、制御手段１５が駆動源１１に停止信号を送るトリガーとなるトルク計測手段３９の測定値を判定基準値とすると、制御手段１５は、閉動作中の弁体１２の位置に応じて２つの異なる判定基準値を使い分け、駆動源１１に停止信号を送るタイミングを決定する。

また、バルブアクチュエータ１０は、図１、図２に示すように、シャフト２０の回転角度を測定し、その測定値から弁体１２の位置を検出する位置計測手段１４が設けられている。位置計測手段１４は、図１に示すように、ウォームホイール２５の回転に伴って回転するギア４０、ギア４０と一体的に回転する回転軸４１、回転軸４１の回転角度を計測するエンコーダ４２、及びエンコーダ４２の計測値を基に弁体１２の位置を算出する演算器４３から構成することができる。
制御手段１５は、演算器４３に接続され、位置計測手段１４を介して弁体１２の位置を検知可能に設計されている。

弁体１２の位置をパーセンテージで示し、締め切った状態（閉状態）の弁体１２の位置を０％、全開にした状態の弁体１２の位置を１００％とすると、弁体１２が閉動作を行っている際、制御手段１５は、弁体１２の位置が１％を超え１００％以下の範囲では、判定基準値として第１の値を採用し、弁体１２の位置が０％以上１％以下の範囲では、判定基準値として第１の値より小さい第２の値を採用する。従って、弁体１２が閉動作を行っている間、制御手段１５が駆動源１１に停止信号を送るトリガーとなるシャフト２０のトルク値は、弁体１２の位置によって異なることになる。
なお、例えば、第１の値は８０〜１２０Ｎｍの範囲の値で、第２の値は２０〜６０Ｎｍの範囲の値であり、シャフト２０が移動する第３の値は第２の値より小さい１０〜２０Ｎｍの範囲の値である。また、本実施の形態では、判定基準値を切り替える弁体１２の位置を１％にしているが、これに限定されず、例えば、０．５〜５％の範囲の位置にすることができる。

以下、弁体１２の閉動作を行う際のバルブアクチュエータ１０の制御方法について詳細に説明する。
図４に示すように、駆動源１１の作動により弁体１２の閉動作が開始する（ステップＳ１）と、制御手段１５は、位置計測手段１４を介して弁体１２の位置を検出し（ステップＳ２）、検出した弁体１２の位置が１％以下か否かを判定する（ステップＳ３）。
そして、制御手段１５は、弁体１２の位置が１％を超える場合、判定基準値に第１の値を設定し（ステップＳ４）、弁体１２の位置が１％以下の場合、判定基準値に第２の値を設定する（ステップＳ４’）。

判定基準値に第１の値が設定された場合、制御手段１５は、トルク計測手段３９からシャフト２０のトルクの測定値を取得し、その測定値と第１の値を比較する（ステップＳ５）。そして、トルク計測手段３９から取得した測定値が第１の値を超えるか否かが、制御手段１５によって判定され（ステップＳ６）、その測定値が第１の値を超える場合は、制御手段１５から駆動源１１に停止信号が送信され、駆動源１１は停止する（ステップＳ７）。
ステップＳ６において、トルク計測手段３９から取得した測定値が第１の値を超える原因としては、障害物により弁体１２の閉動作や、動力伝達機構１３の動作が妨げられていることが考えられる。

制御手段１５は、トルク計測手段３９から取得した測定値が第１の値を超えない（即ち、測定値が第１の値以下である）とステップＳ６において判定した場合、位置計測手段１４を介して弁体１２の位置を検出し（ステップＳ８）、検出した弁体１２の位置が１％以下か否かを判定する（ステップＳ９）。
そして、ステップＳ９で、弁体１２の位置が１％以下でない（即ち、弁体１２の位置が１％を超える）と判定された場合、ステップＳ５に戻る。

一方、ステップＳ９で、弁体１２の位置が１％以下であると判定された場合、制御手段１５は、図５に示すように、判定基準値を第１の値から第２の値に切り替え、判定基準値として第２の値を設定する（ステップＳ１０）。このため、弁体１２が予め定められた位置まで閉じられた際に、判定基準値は切り換えられることになる。
ステップＳ１０の後、制御手段１５は、トルク計測手段３９からシャフト２０のトルクの測定値を取得し、その測定値と第２の値を比較する（ステップＳ１１）。

次に、制御手段１５は、トルク計測手段３９から取得した測定値が第２の値を超えるか否かを判定し（ステップＳ１２）、その測定値が第２の値を超えない（即ち、測定値が第２の値以下である）場合、ステップＳ１１に戻る。
一方、制御手段１５は、トルク計測手段３９から取得した測定値が第２の値を超える場合、駆動源１１に停止信号を送信して駆動源１１を停止させる（ステップＳ１３）。
このようにして、制御手段１５は、弁体１２が閉動作中、判定基準値を、弁体１２の位置に応じて切り替え、駆動源１１に対して停止信号を送るタイミングを決定している。

トルク計測手段３９から取得した測定値が第２の値を超えるのは、弁体１２がバルブシート３２に当接していることを意味する。これは、閉動作中の弁体１２がバルブシート３２に当接しバルブシート３２に力を与えることにより、作用、反作用の法則によって、弁体１２には、バルブシート３２から弁体１２を開く向きの力が与えられるためである。

そして、駆動源１１に停止信号を送信した制御手段１５は、弁体１２の停止を検出した（ステップＳ１４）後、弁体１２が停止した状態でトルク計測手段３９によって測定されたシャフト２０に生じているトルクの測定値を、トルク計測手段３９から取得する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において、制御手段１５は、トルク計測手段３９の測定値、又は、位置計測手段１４の測定値が所定時間、変化していないのを検知することによって、弁体１２が閉状態（締め切った状態）となって停止したことを検出できる。

駆動源１１は、ギア１８、１９からなる減速機構や、図示しない他の減速機構を介して弁体１２に連結されていることもあり、弁体１２は、駆動源１１に停止信号が送信されてから、惰性によりバルブシート３２により大きな負荷を与える方向に動いた後に停止する。
従って、弁体１２がバルブシート３２を押圧する力は、駆動源１１が作動を停止してから弁体１２が実際に停止するまで増加する。

また、制御手段１５には、締め切り位置で停止した弁体１２がバルブシート３２を押圧する力の目標値が予め設定されている。この目標値は、種々の実験により決定され、バルブシート３２が弁体１２からの押圧によって破損せず、かつ、弁体１２によって流路を完全に閉じることができる値である。
制御手段１５は、ステップＳ１５で得たトルク計測手段３９の測定値（以下、「弁締め切り値」ともいう）と予め定められた目標値を比較し、弁締め切り値と目標値の大小関係に応じて第２の値を補正し、第２の値の更新を行う（ステップＳ１６）。

具体的には、弁締め切り値が目標値より大きい際に第２の値を既存の値より小さい値に補正し、弁締め切り値が目標値より小さい際に第２の値を既存の値より大きい値に補正する。
このような補正を行うことによって、閉動作を行った弁体１２が停止した際の弁締め切り値は目標値に近づき、バルブシート３２の破損や、バルブシート３２の過度な摩耗を確実に防止することができる。
なお、弁締め切り値が目標値と等しい場合は、第２の値を補正せず、次回の弁体１２の閉動作時に既存の値を用いる。

弁体１２によるバルブシート３２の押圧を繰り返すことで、バルブシート３２は摩耗したり、変形したりする。このため、第２の値を固定値にする場合、停止した弁体１２がバルブシート３２から受ける力は、弁体１２の閉動作の繰り返しによって変化する。従って、第２の値を調整し、弁締め切り値を目標値に近づけることは、バルブシート３２の破損や過度の摩耗を防いだ上で、弁体１２により流路を確実に閉じる点において有効である。

また、ステップＳ３において弁体１２の位置が１％以下と判定され、ステップＳ４’で判定基準値に第２の値を設定した場合、図４、図５に示すように、制御手段１５は、ステップＳ１１からステップＳ１６の工程を行う。
そして、制御手段１５は、弁体１２を開く際に、判定基準値を第１の値で固定して、駆動源１１に停止信号を送信するタイミングを決定する。

なお、バルブアクチュエータ１０は、図２、図３（Ａ）に示すように、接続部材４５を介してシャフト２０に連結可能なハンドル４６を備え、駆動源１１が停止している状態でも、弁体１２の作動が手動で行える設計が採用されている。本実施の形態では、ハンドル４６に対し、ハンドル４６を接続部材４５に連結する向きの力を作用させる皿ばね４７が設けられ、ハンドル４６は、この皿ばね４７からの力により、接続部材４５に連結される。

バルブアクチュエータ１０が、図３（Ａ）に示すように、ゲート式のバルブ装置３１に用いられるのに対し、バルブアクチュエータ１０の変形例であるバルブアクチュエータ５０は、図３（Ｂ）に示すように、バタフライ式のバルブ装置５１に用いられる。
バルブアクチュエータ５０は、主に、スリーブとスピンドルの連結と位置計測手段の構成とがバルブアクチュエータ１０と異なっている。
以下、バルブアクチュエータ５０について、バルブアクチュエータ１０と異なる構成を中心に説明する。

バルブアクチュエータ５０は、軸受けハウジング２６によって回転自在に支持されたスリーブ５２とそのスリーブ５２にキー連結されたスピンドル５３を備えている。
スピンドル５３は、駆動源１１の駆動によってスリーブ５２と一体的に回転する。
バルブ装置５１は、主として、バルブアクチュエータ５０と、スピンドル５３に固定され、スピンドル５３と一体的に回転する板状で円形の弁体５４と、弁体５４を回転可能に支持する枠体５５とによって構成されている。
枠体５５の内側には、締め切り位置に配置された弁体５４が当接するバルブシート５６が取り付けられ、バルブシート５６に弁体５４を押し付けることで流路を確実に密閉する設計がなされている。

バルブアクチュエータ５０の図示しない位置計測手段は、弁体５４の回転位置を検出する構造を備え、弁体５４がバルブシート５６に当接している位置を０度、全開状態の弁体５４の位置を９０度として、弁体５４の位置を角度値で出力する。バルブアクチュエータ５０の図示しない制御手段は、弁体５４が閉動作中に、位置計測手段から出力された弁体５４の位置が１度になったタイミングで、判定基準値を第１の値から第２の値に切り替える。なお、判定基準値を第１の値から第２の値に切り替える弁体５４の位置は、１度に限定されず、例えば、０．５〜３度の範囲であってもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、第２の値は補正することなく同じ値で維持してもよく、この場合、第２の値を補正する場合よりも短期間でバルブシートを取り替えることで、弁体を確実に締め切った上で、バルブシートの損傷を防止することができる。

１０：バルブアクチュエータ、１１：駆動源、１２：弁体、１３：動力伝達機構、１４：位置計測手段、１５：制御手段、１６：出力軸、１７：電動モータ、１８、１９：ギア、２０：シャフト、２１、２２、２２ａ：軸受け、２３：ウォーム、２４：スリーブ、２５：ウォームホイール、２６：軸受けハウジング、２８：スピンドル、３０：枠体、３１：バルブ装置、３２：バルブシート、３３：ハウジング、３４：皿ばね、３５：スライド軸、３６：ポテンショメータ、３７：支持部材、３８：演算器、３９：トルク計測手段、４０：ギア、４１：回転軸、４２：エンコーダ、４３：演算器、４５：接続部材、４６：ハンドル、４７：皿ばね、５０：バルブアクチュエータ、５１：バルブ装置、５２：スリーブ、５３：スピンドル、５４：弁体、５５：枠体、５６：バルブシート

Claims

駆動源と、外部の弁体に前記駆動源の駆動力を伝える動力伝達機構と、前記弁体の位置を検出する位置計測手段とを備えたバルブアクチュエータにおいて、
前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段と、前記トルク計測手段の測定値を基に前記駆動源を停止させる制御手段とが設けられ、前記制御手段は、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記位置計測手段を介して検知する前記弁体の位置に応じて切り替えることを特徴とするバルブアクチュエータ。
請求項１記載のバルブアクチュエータにおいて、前記制御手段は、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられたのを検知することによって、前記判定基準値を、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えることを特徴とするバルブアクチュエータ。
請求項２記載のバルブアクチュエータにおいて、前記制御手段は、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記トルク計測手段が測定する弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正することを特徴とするバルブアクチュエータ。
請求項２又は３記載のバルブアクチュエータにおいて、前記動力伝達機構は、該動力伝達機構に生じているトルクが前記第２の値より小さい第３の値以上になることにより移動するシャフトを備え、前記トルク計測手段は、前記シャフトの移動量を計測するポテンショメータを有することを特徴とするバルブアクチュエータ。
流路を開閉する弁体と、駆動源と、前記弁体に前記駆動源の駆動力を伝える動力伝達機構と、前記弁体の位置を検出する位置計測手段とを備えたバルブ装置において、
前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段と、前記トルク計測手段の測定値を基に前記駆動源を停止させる制御手段とが設けられ、前記制御手段は、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記位置計測手段を介して検知する前記弁体の位置に応じて切り替えることを特徴とするバルブ装置。
請求項５記載のバルブ装置において、前記制御手段は、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられたのを検知することによって、前記判定基準値を、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えることを特徴とするバルブ装置。
請求項６記載のバルブ装置において、前記制御手段は、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記トルク計測手段が測定する弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正することを特徴とするバルブ装置。
駆動源の駆動力を動力伝達機構を介して与え弁体を開閉するバルブアクチュエータの制御方法において、
前記動力伝達機構に生じているトルクを測定するトルク計測手段を設け、前記駆動源に停止信号を送るトリガーとなる、前記トルク計測手段の測定値の判定基準値を、前記弁体の位置に応じて切り替えることを特徴とするバルブアクチュエータの制御方法。
請求項８記載のバルブアクチュエータの制御方法において、前記判定基準値を、前記弁体が予め定められた位置まで閉じられた際に、第１の値から該第１の値より小さい第２の値に切り替えることを特徴とするバルブアクチュエータの制御方法。
請求項９記載のバルブアクチュエータの制御方法において、前記弁体が閉状態となって停止した際に前記動力伝達機構に生じていたトルクの弁締め切り値が、目標値より大きい際に前記第２の値を既存の値より小さい値に補正し、前記弁締め切り値が前記目標値より小さい際に前記第２の値を既存の値より大きい値に補正することを特徴とするバルブアクチュエータの制御方法。