JPH0257771A - 電動アクチュエータの特性設定方法 - 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〕 本発明は配管やエア・ダクト等に流れる流体の流量をバ
ルブやダンパ等によって制御する際に用いられる電動ア
クチュエータに関し、特にこの電動アクチュエータの特
性を決定する特性設定方法に関するものであ゛る。

〔従来の技術〕

従来この種の電動アクチュエータの特性設定方法として
は、空調設備等に用いられる第５図に示されるバルブに
おいては次のようにして行われていた。

つまり、流体の流通の弁の役目を果たすバルブステム１
６の回転により、バルブステム１６先端のプラグ１６ａ
とストッパ１７との当接部分の隙間を調節することによ
り、流路１５内を通過する流体の流量を調節し、希望す
る流量特性を実現していた。この当接部分の隙間の調節
は、プラグ１６ａのストッパ１７と当接する部分の形状
を、例えば、削りだし等の切削機械加工によって変更す
ることにより行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、上記従来の流量特性の設定は、プラグ１６
ａの機械加工の精度によって流量特性が定まる。しかし
ながら、この機構加工は、バルブの種類や口径等に応じ
て高度な切削技術を要し、さらに、機械加工を行いなが
ら加工をしたプラグ１６ａを実際のアクチュエータに実
装して確認試験をしなければならない。このため、バル
ブステム１６の製作コストは高くなり、また、流量特性
を決定するのに時間を要するという課題を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、角度センサによる出力軸の回転角度の検出特性を任
意に設定することにより、制御回路に入力される入力信
号と出力軸の回転角度との関係を任意に設定するように
したものである。

〔作　用〕

角度センサの検出特性に応じて入力信号と出力軸の回転
角度との関係が定まる。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して以下に詳述する。

第１図は本発明の一実施例が適用される電動アクチュエ
ータを表し、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

同図において、１は回転力を発生するモータ、２はこの
モータ１の回転を減速するギヤ機構、３はこのギヤ機構
２を介するモータｌの回転力により図示しないバルブを
駆動する出力軸、４はこの出力軸３の回転角度を検出す
る角度センサであるポテンショメータであり、これらは
、図示しない制御回路により、外部からの入力信号およ
びポテンショメータ４からの出力信号に基づいてバルブ
の開度がフィードバック制御されている。

また、ポテンショメータ４は、取り付は板５を介してプ
レート６にネジ７によってネジ止めされており、このプ
レート６には、ポテンショメータ４の軸の先端に固定さ
れたギヤ４ａの外径よりも大きい穴６ａが形成されてい
る。

このような構成において、モータ１の発生する回転力は
ギヤ機構２を介して減速され、トルクが増大されて出力
軸３を回転させる。この出力軸３の回転により、これに
接続されたバルブの開度が調節されて空調制御等に供さ
れる。また、出力軸３の回転角度は、ギヤ機構２の中の
出力軸３と固定されたギヤ２ａにより、ポテンショメー
タ４のギヤ４ａが駆動されて回転されることにより検出
される。

ポテンショメータ４は、その種類により、第２図に示さ
れるような種々な特性を有するものがあり、本電動アク
チュエータが適用される装置に応じた特性を有するポテ
ンショメータを選択することにより、つまり、ポテンシ
ョメータ４による出力軸３の回転角度の検出特性を任意
に設定することにより、制御回路に入力される入力信号
と出力軸３０回転角度との関係は任意に設定される。ま
た、ギヤ４ａの外径が穴６ａよりも小さいため、ネジ７
を取り外すことのみによりポテンショメータ４が外れる
ため、このポテンショメータ４の取り替え作業は容易な
ものとなっている。

第２図において、横軸はポテンショメータ４のシャフト
の回転角度、縦軸は各角度に対応したポテンショメータ
４の抵抗値を表す。−船釣にポテンショメータの特性は
、日本工業規格（ＪＩＳ）により、同図に示される３種
類の特性ａ、　　ｂ、　　ｃに相当するものが定められ
ており、また、これら以外にも容易に所望の特性を有す
るものを製造することが可能である。

第３図は制御回路による処理を示すブロック線図である
。

同図において、制御回路に入力された入力信号は演算手
段１１によって増幅され、電動アクチュエータを駆動す
るのに必要なレベルに変換されて出力される。この変換
された出力信号により出力軸駆動手段（モータ１．ギヤ
機構２）　１２は駆動され、出力軸３は回転する。この
出力軸３の回転角度は回転角度検出手段１３（ポテンシ
ョメータ４）によって検出され、演算手段１１の出力し
た外部入力信号に対応した信号と比較されてその偏差が
求められ、出力軸駆動手段１２の駆動制御が補正され、
外部入力信号に対応する正確な回転角度になるように出
力軸３の回転角度が修正される。

第２図に示される各特性を有するポテンショメータを本
電動アクチュエータに用いた場合、電動アクチュエータ
の入出力特性は第４図のように示される。なお、同図の
横軸は電動アクチュエータの入力、縦軸はこの各入力に
応じた電動アクチュエータからの出力を表す。

同図において、曲線ａａは、ポテンショメータ４の特性
が第２図に示される曲線ａに示される特性のものであり
、バルブ特性の通称としてはクイックオープニング特性
と言われており、入力の増加に応じて急速にバルブが開
くように制御される特性である。また、曲線ｂｂは、ポ
テンショメータ４の特性が第２図に示される直線すに示
される特性のものであり、バルブ特性の通称としてはり
ニヤ特性と言われており、入力の増加に線形的にバルブ
が開くように制御される特性である。また、曲線ｃｃは
、ポテンショメータ４の特性が第２図に示される曲線Ｃ
に示される特性のものであり、バルブ特性の通称として
はイコールパーセント特性と言われており、入力の増加
率とバルブの開度の増加率とが等しくなるように制御さ
れる特性のものである。

なお、上記実施例では回転角度検出手段１３の検出特性
は、各種の特性を有する個々のポテンショメータを任意
に選択することにより、入力信号と出力軸３の回転角度
との関係を任意に設定するようにしたが、１個のポテン
ショメータ４が各種の特性を有する、例えば、１軸で２
つの抵抗特性を有するポテンショメータを用いて任意に
設定するようにしても良く、上記実施例と同様な効果を
奏する。

また、ポテンショメータ４の替わりに電子回路を用いた
ソフトウェア制御により、回転角度検出手段１３の検出
特性を任意に選択するようにしても良く、上記実施例と
同様な効果を奏する。

また、上記実施例では、バルブステムが回転するタイプ
のバルブで説明したが、バルブステムが直線状に動くバ
ルブにも利用できることは自明である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は１．角度センサによる出力
軸の回転角度の検出特性を任意に設定することにより、
制御回路に入力される入力信号と出力軸の回転角度との
関係は任意に設定される。

どのため、従来、入力信号と出力軸の回転角度を決定す
るために行われた、バルブの種類や口径等に応じた高度
な技術の機械加工およびこの機械加工に応じた確認試験
は不要となり、製品コストは低減化され、しかも、流量
特性の決定が容易に、かつ、時間を要することなく行え
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の一実施例が適用さ
れる電動アクチュエータを示す平面図、側面図、第２図
は電動アクチュエータの各特性を決定するために取り替
えられる第１図に示されるポテンショメータ４の各特性
を示すグラフ、第３図は各特性を実現するために行われ
る制御の構成を示すブロック線図、第４図は本実施例に
より決定される電動アクチュエータの各入出力特性を表
すグラフ、第５図は従来の電動アクチュエータの特性を
決定するための方法を説明するためのバルブの断面図で
ある。 ｌ・・・モータ、２・・・ギヤ機構、３・・・出力軸、
４・・・ポテンショメータ、４ａ・・・ポテンショ・メ
ータ４のギヤ、５・・・取り付は板、６・・・プレート
、６ａ・・・プレート６に開けられた穴、７・・・ネジ
。 特許出願人　山武ハネウェル株式会社 代　理　人　山川政権（ほか２名） （Ｑ） 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　回転力を発生するモータと、この回転を減速するギヤ
   機構と、このギヤ機構を介する前記モータの回転力によ
   りバルブを駆動する出力軸と、この出力軸の回転角度を
   検出する角度センサとを備え、この角度センサの検出出
   力信号をフィードバック信号として用い、このフィード
   バック信号と外部からの入力信号とにより前記モータを
   回転制御する電動アクチュエータにおいて、 前記角度センサの回転角度の検出特性を任意に設定する
   ことにより、前記入力信号と前記出力軸の回転角度との
   関係を任意に設定することを特徴とする電動アクチュエ
   ータの特性設定方法。