JPH02123406A - 圧力制御弁 - 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、流体源からの流体を使用目的に応じて所望の
高さの圧力に調整し且つ維持するための圧力制御弁にお
いて、特にモータを駆動させて圧力設定を行うようにし
たものに関する。

〔従来の技術〕

一般に、自刃式減圧弁は、二次側流体の圧力に応じて変
位するダイアフラムに連動して弁体を開閉動作させる構
造になっており、ダイアフラムの下側の面には二次側流
体圧力が上方に作用し、又上側の面には圧力設定用の調
節ばねの弾性力が下方に作用していて、この二つの力が
釣合うまでダイアフラムが変位し、弁体が開弁又は閉弁
方向に移動して流体の通過量を調節して、二次側流体圧
力を調節ばねによる設定圧力に調整するようになってい
る。二次側流体圧力を所望値に設定するには、圧力計を
見ながら減圧弁に設置されている調節ねじを手動で回し
、調節ばねの弾性力を調整する、二とによ−１．て行な
うが、減圧弁が容易に近すけない場所に設置されていた
り、設定圧力を頻繁に変更−４る必要がある場合には、
電気や空気圧等によっＣ遠隔操作を１１なう。

電気的に遠隔操作を行なう減圧弁として、上述の自刃式
減圧弁ｒこ調節ねｊニを進退させる千−夕を取イ」け、
所望の設定圧力目標値を上限及び下限設定圧力からなる
「１標範囲として設定器乙こ入力し、圧力センサーで検
出された二次側流体圧力が目標範囲内にあるか否かをに
１位置式オンオフ調節旧によって比較判定１−２、目標
範囲外にあるときばこの調節計によってモータを駆動さ
せて調節ばねの弾性力を調整し、目標範囲内に入るとモ
ータを停止させるようにしたものが知られており、減圧
弁と調節計は信号線によって接続されていて、調節計乙
こ内蔵又は外付けされた設定器によって所望の目標圧力
を容易に遠隔設定することができる。そして、この種の
減圧弁は、−二次側流体圧力が目標範囲内にあるときは
モータが停止しているが、多少の負荷変動による二次側
流体圧力変化があっ′Ｃも、冒頭の説明のように自刃式
減圧弁とし２て比例動作による二次側流体圧力の自動調
整を行な・うから、過敏に応答して′Ｋｊ、繁にモータ
が正転、逆転したすせず、ギヤ等の機械的伝達部う）の
摩耗を生じないので寿命が表かに長く、又自刃式である
から停電時にも本来の圧力調節機能は失われないという
利点がある。

ところで、この自刃式減圧弁による流体圧力の設定及び
制御精度は、設定器に入力する。上限及び下限設定圧力
値からなる設定圧力の目標範囲の大小、モータ等の可動
部の慣性、ギヤ回りのバソクラソシエ及び二次側配管の
容積に関係し、調節ねしの進退に対する二次側流体圧力
の応答性、減圧弁の機械的な動作の遅れ等による設定圧
力の行き過ぎ（以下オーバーランという）の大きさによ
って決定される。例えば、上限及び下限設定圧力値の差
がある程度大きい場合、二次側流体圧力が設定圧力の目
標範囲外にある状態から自動設定すると、モータが駆動
し、目標範囲内に入ると調節計から停止信号が出力され
、前述したように多少のオーバーラン後にモータが停止
する。しかし、この目標範囲はオーバーランを見越した
大きなものであるから、モータ停止後の実際の流体圧力
は所望値に近いとは限らず、不正確であり、目標範囲を
大きく設定することは精度上好ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

設定）ＩＥ力の目標範囲を狭くすればするほど精密な圧
力設定が可能となるが、しかし目標範囲を狭くしずぎる
と、モータに停止ト信号が入力されてもオーバーランに
より流体圧力値が目標範囲を常に通り越してしまうよう
になり、モータは連続的に正転と逆転を繰返すハンチン
グ状態になって止まらなくなってしまう。この為、モー
タの過熱や歯車等機械的伝達部分の摩耗を生じる欠点が
あり、非常に精密な圧力設定を行うことは困難である。

又、オーバーランの大きさは、単にこの種減圧弁自体の
機械的な要因以外に調節ねじの進退に対する二次側流体
圧力の応答性、即ち配管や使用圧力や流量条件によって
も異なるので、夫々の条件に合わせて最少の設定圧力目
標範囲を決定しなげればならず、これに時間がかかって
しまう。

又、製造プロセス等に減圧弁を使用する場合、例えば製
品の加熱工程に蒸気を用いるときは、減圧弁の二次側流
体圧力が数種類に亘って要求されることがよくあり、こ
のような場合、繰返して設定圧力の目標範囲を変更しな
ければならないから、面倒であり、圧力の設定ミスも発
生する。これを改善する手段として、夫々設定圧力を異
ならせた複数個の減圧弁を設置して、切替えて使用する
方法もあるが、不経済であった。

本発明はこのような問題点に鑑み、非常に精密な圧力設
定ができる圧力制御弁を提供することを目的とする。

又、本発明の他の目的は、設定器に設定圧力の目標範囲
を任意に複数種類設け１、所望のものを選択使用できる
ようにした圧力制御弁を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による圧力制御弁は、モータの駆動を制御する三
位置式オーンオフ調節計によって、−４次側流体圧力を
目標範囲に制御しようとするものにおいて、目標範囲を
モータがハンチングを起こす程度に狭く設定すると共に
、モータを駆動開始後５〜数十秒経過後に停止させる駆
動限定手段を設けるようにしたものである。

又、設定器に複数の異なる目標範囲が設定され、任意の
目標範囲を選択できるようにしてもよい。

〔作　用〕

従って、二次側流体圧力が目標範囲外にあると、三位置
式オンオフ調節計によりモータが駆動され、モータが正
転と逆転を繰り返すハンチング状態になるが、駆動限定
手段によって、モータ駆動開始後５〜数十秒経過後にモ
ータは強制的に停止させられ、二次＠流体圧力値は目標
範囲内か、その近接値に制御される。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

図面は自刃式減圧弁の概略縦断面図であり、１は従来公
知の減圧弁部、２は減圧弁部１の調節ねじを動作させる
モータ部、３はモータ部の駆動を制御する制御部である
。

減圧弁部１において、４は弁箱、５は弁座６に対して二
次側に位置して弁体ばね７の弾性力によって閉じ方向に
付勢されている弁体、８は弁棒９を介して弁体５を圧接
するダイアフラム、１０は検出穴１０ａを通して導入さ
れる二次側流体すの圧力をダイアフラム８に作用させる
ダイアフラム室、１１は上下一対のばね受け１２ａ、１
２ｂの間に圧縮されて配設されその弾性力を下ばね受け
１２ｂを介してダイアフラム８に作用させる調節ばね、
１３はその側部が減圧弁本体に螺合して支持され先端が
上ばね受け１２ａに圧接されている調節ねしであって、
その左右回転により進退して調節ばね１１の弾性力を調
整できる。そして、始めに二次側に流体が送られると最
初は、弁体５は弁座６に着座して開口が閉塞されるが、
調節ねじ１３が左回転により下降すると、調節ばね１１
の弾性力が増大してダイアフラム８は下方に変位し、弁
体５が押し開かれて二次側流体が二次側に流れ、この二
次側流体圧力が検出穴１０ａを介してダイアフラム室１
０へ進入し、ダイアフラム８を挾んで調節ばね１１の下
向きの圧力と二次側流体圧力の上向きの力とが釣合うよ
うに、弁体５の開度が調整され、二次側流体圧力が決定
されるようになっている。

次にモータ部２において、Ｍは下部の減速機１５を介し
てその軸先端の歯車１５ａにその回転を減速して伝達す
るモータ、１６は歯車１５ａと噛合する歯車１７のボー
ルスプラインと接続され回転及び上下動可能な出力軸、
１８は出力軸１６の下端及び調節ねじ１３の上端を接続
する軸継手であって、モータＭの駆動を受けて出力軸１
６が回転しながら上下動し、軸継手１８を介して調節ね
じ１３を回転させて調節ばね１１の弾性力を調節できる
ようになっている。１９は出力軸１６の上側に設けられ
た位置検出用の円盤、２０ａ、２０ｂは出力軸１６と平
行な位置に夫々設けられた出力軸１６の上下動における
上限位置及び下限位置を検出する位置検出センサーであ
り、この位置検出センサー２０ａ、２０ｂは、光学、磁
気１機械的その他どのような手段でもよい。

次に制御部３において、２２は二次側流体管に設けられ
た二次側流体すの圧力を検出する圧力センサー　２３は
所望する上限及び下限設定圧力値からなる複数の目標範
囲が設定され各目標範囲を夫々割当てられた押ボタンに
より選択できる設定器であって、各目標範囲はハンチン
グが生じる程度に狭く設定されている。２４は内蔵又は
外付けされた設定器２３．圧力センサー２２及び位置検
出センサー２０ａ、２０ｂに夫々信号線で接続された三
位置式オンオフ調節計であって、設定器２３で選択され
た目標範囲と圧力センサー２２の検出値とを比較し、検
出値が目標範囲外であればモータＭに対し駆動信号を出
力し、検出値が目標範囲内であれば停止信号を出力する
ようになっている。２５は調節計２４からの駆動信号又
は停止信号を受けてモータＭの駆動及び停止を制御する
駆動回路、２６は調節計２４及び駆動回路２５に信号線
で接続されモータＭの駆動開始後５〜数十秒間で適宜決
定された計時時間が経過すると停ｔｈ（ｆｉ月を出力し
で千−夕Ｍを停止卜させる計時回路即ち駆Ｃ１限定丁段
であって１、二の回路によりハンチング時間が限定され
ること乙５゛なる。

本実施例は以１の。！、・）に構成されており、次にそ
の作用を説明づる。

ま４゛、ダイアフラノ、８を挾んで予め設定された調節
ばね１１の朝性力と＝次側流体圧力とが釣合−１，た状
態で、ニー次側流体圧力が圧力センサー２２で検出され
、この検出値が設定器２３で選択された設定圧力の目標
範囲と−ｈ位置式オンオフ調節計２４で比較されるが、
目標範囲夕）に二次側流体圧力が設定されていると、調
節計２４から駆動信号が出力され、モータＭが駆動して
減速機１５．歯車１５ａ、１７等を介して調節ねじ１３
が左又は右回転されて調節ばね１１の弾性力が増減し、
次側流体圧力が目標範囲の設定圧力に向けて増減される
。そして二次側流体圧力が目標範囲内に入ると、調節計
２４から停止信号が出力されてモータＭが停止するが１
、二の目標範囲は非常に狭く設】　１ 定されているからオーバーランを起ζ二し５、これが圧
力センサー２２で検出されて干−夕Ｍが今度は逆転Ｌ　
、、ハンチング状態になる。−・方、最初の千−タ駆動
のための駆動信号によって計時回路２６が４時を開始し
、ｐめ設定された１５−・数−１秒の計時時間経過後に
モ・−タＭに停止１＝信−υを出力し７てモータＭを停
止１−させる。と、二ろで、ハンチング状態における千
−夕Ｍの正転及び逆転の周期は極く短かいのでモータＭ
の駆動量は小さく、Ｉｊ′Ｊ動部の慣性は最小になり、
又ＴＴ５次側配管の容積に関係する減圧弁の機械的な動
作の遅れもオーバーランを数秒間繰返す内に小さくなる
ので、干−夕Ｍの停止時における二次側流体圧力の値は
目標範囲内か又はその極く近接値となり、非常に精密な
圧力設定ができる。このようにしてハンチング状態が解
消され、その後は単にメカニカルなダイアフラム構造の
自刃式減圧弁として、比例動作による二次側流体圧力の
自動調整が行われる。

更に、設定圧力を変更するときは設定器２３の他の押ボ
タンを押して選択すれば、目標範囲が変更されるから、
上述の動作が繰返され、新たな二次側流体圧力が精密に
設定される。

尚、モータＭの駆動による調節ねじ１３の上下動の際、
出力軸１６の円盤１９が位置検出センサー２Ｑａ、２０
ｂの何れかに検出されると、検出信号が調節計２４に送
られ、調節計２４では駆動信号等が出力されていたとし
ても、これらの信号に優先して停！上、信号が駆動回路
２５に出力され、モータＭが停止させられる。これによ
り、調節ねじ１３の上下動範囲を規制し、調節ばね１１
の弾性力を調節する機構部分の機械的な破損を防止する
ことができる。

以にのように本実施例によれば、二次側流体圧力を非常
に精密に設定でき、しかも設定圧力の目標範囲がハンチ
ングを生じる程度に極＜狭＜ても、ハンチング時間が短
かいから、モータの過熱や歯車等の機械的伝達部分の摩
耗を生じる、ことはない。

更に設定器ζ、こ複数の設定圧力の目標範囲を設けて、
任意に選択する、′とができるから、目標範囲の選択が
容易−ご圧力の設定ミスが無くなり、製品の品質が向」
ニする。

尚、本実施例では自刃代置動形減圧弁を用いて説明した
が、本発明はこれに限定される、−となく、パイロット
作動形減圧弁、差圧弁、背圧弁等の圧力調整弁や、温度
調整弁にも適用することができ、本明細書ではこれらを
総称して圧力制御弁とする。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明に係わる圧力制御弁によれば、設定圧
力のｌ］標範囲をハンチングが生じる程度に狭く設定す
ると共に、ハンチング時間を限定する駆動限定手段を設
けたから、二次側流体圧力を非常に精密に設定でき、し
かもハンチングによるモータの過熱や歯車等の機械的伝
達部分の摩耗を生しることがない。

又、設定器に複数の設定圧力の目標範囲を設けて任意に
選択できるようにしたから、目標範囲の選択が容易で圧
力の設定ミスが無くなり、製品の品質が向−にする。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による圧力制御弁の一実施例である自刃式
減圧弁の概略縦断面図である。 ５・・・・弁体、８・・・・ダイアフラム、１１・・・
・調節ばね、１３・・・・調節ねし、Ｍ・・・・モータ
、２２・・・・圧力センサー　２３・・・・設定器、２
４・・・・三位置式オンオフ調節計、２６・・・・計時
回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力設定用の調節ばねの弾性力を調整する調節ね
   じを進退させるモータを取付け、流体の二次側圧力が予
   め設定された目標範囲外にあるときは、前記モータの駆
   動を制御する三位置式オンオフ調節計によってモータを
   駆動させて前記調節ばねの弾性力を調整し、流体の二次
   側圧力が目標範囲内に入ると前記モータを停止させるよ
   うにした圧力制御弁において、 目標範囲を前記モータがハンチングを起こす程度に狭く
   設定すると共に、前記モータを駆動開始後５〜数十秒経
   過後に停止させる駆動限定手段を設けたことを特徴とす
   る圧力制御弁。
2. （２）前記三位置式オンオフ調節計に配置された設定器
   に複数の異なる目標範囲が設けられ、夫々に割当てられ
   た押ボタンにより所望する設定圧力の目標範囲を選択で
   きるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲（１）
   に記載の圧力制御弁。