JPH03238510A - 自己調整弁の圧力調整装置 - 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、−次圧または二次圧を設定圧力に自己調整す
る自己調整弁に関する。

〈従来の技術〉 従来、自己調整弁としては例えば減圧弁がある。

この減圧弁では設定圧力の調整は、圧力設定ばねを圧縮
している調節ねじを調整して、圧力設定ばねの圧縮度を
変化させることによって行なわれている。このような圧
力設定ばねの圧縮度の変化をモータを用いて行なうこと
により、設定圧力の調整を遠隔制御することが考えられ
る。

そのような場合の構成としては、例えば第５図に示すよ
うなものがある。同図に於て参照番号２は圧力設定ばね
で、一端部にはダイヤフラム（図示せず）と接触するば
ね受け４が取付けられており、他端部にもばね受け６が
取付けられている。

このばね受け６はボール８を介して調節ねじ１０の先端
部と接触している。この圧力調節ねじ１０の下端部には
雄ねじ１２が形成されており、固定的に設けた雌ねじ部
材１４に螺合している。

駆動部はモーター１６、ポテンショメータ１８、減速機
２０及びモーター制御の為のドライバー基板２２とから
戊る。減速機２０からの出力軸２４は圧力調節ねじ１０
とスプライン結合させる。このスプライン嵌合部は出力
軸２４の周側面にローラ２６ａ、　ｂを設け、一方圧力
調節ねじ１０の上部を円筒形に形成し、その円筒部に溝
２８を形成し、その溝に前記ローラ２６ａ、ｂを嵌合せ
しめたものである。従って出力軸２゜か左右に回転する
と、ローラ２６ａ、ｂ　、と溝２８が噛み合ってその回
転を圧力調節ねじ１ｏに伝達し、圧力調節ねじ１０の雄
ねじ１２は雌ねじ部材１４とのねじ結合の為に軸方向に
変位して圧力設定ばね２への付勢力を変更する。

調節ねじ１０の先端が基準位置からどの程度の位置にあ
るかを表す値（ねじ位置）と、圧力設定ばねの圧縮度、
ひいては設定圧力との間には関数関係があり、モータ１
６を回転させて調節ねじ１ｏに所定のねじ位置をとらせ
ることによって、所定の設定圧力を設定することができ
る。なお、調節ねじ１０が所定のねじ位置をとるように
制御する方法としては、例えば前述したポテンショメー
タ等のねじ位置検出装置を設け、これからの出力が所定
のねじ位置を検出した信号を生成するまでモータを回転
させるさせる方法か、或いは１パルスを供給すると何度
回転するかが判明してしているステッピングモータをモ
ータ１６として用い、ステッピングモータに供給するパ
ルス数を制御する方法、がを用いることができる。

上述したようにねじ位置と設定圧力との間には関数関係
があるので、この関係式を調節計内のマイクロコンピュ
ータに記憶させておき、設定圧力をマイクロコンピュー
タに入力し、ねじ位置を演算し、このねじ位置を調節ね
じ１ｏがとるようにモータ１６をマイクロコンピュータ
が制御する。

〈発明が解決しようとする課題〉 調節計から入力した設定圧力が精度よく二次側圧力に反
映させる為には、調節計内に記憶するねじ位置と設定圧
力との間の関数関係と、減圧弁の実際のねじ位置と設定
圧力との間の関数関係が一致していなければならない。

そのためには実測した減圧弁の関係式を調節計内に記憶
させなければならず、これは非常に手間なことであり、
しかも調節計と減圧弁の間には全く互換性がなくなる。

そこで減圧弁と調節計は互換性を持たせるために、調節
計内に第２図に示すような理論的な設定圧力とねじ位置
の関係〈−次式〉を記憶させておく。そして調節計で演
算された設定圧力に対するねじ位置（０〜１００％）が
アナログ信＠（４〜２０ｍＡ）として駆動部のドライバ
ー基板２２に入力され、この信号かドライバー基板内の
変換回路でねじ位置信＠１〜５Ｖ（これは実際のねじ位
置０〜１００％を検出するポテンショメータからの信号
１〜５ｖと比較するための信号である）に変換される際
にゼロ調整とゲイン調整を行い、減圧弁の実際の関係式
を第２図に示すような理論的な関係式に近似的に近付け
ていた。

ところが、ねじ位置と設定圧力との関係式は各減圧弁の
機械部分の寸法公差等によって、各減圧弁毎に若干具な
っており、実際のねじ位置と設定圧力との関係を測定す
ると第３図に示すように厳密には一次式では表せない様
々な結果が得られる。

従ってゼロ調整とゲイン調整を高精度に行なっても第２
図に示すような一次式には完全に近似せず、実際の圧力
設定に於て成る圧力範囲では設定精度か悪くなるという
問題が残る。

従って本発明の技術的課題は、上記の問題点を解決する
自己調整弁の圧力調整装置を提供することである。

〈課題を解決する為の手段〉 上記課題を解決する為に講じた本発明の技術的手段は、
自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力を調整する手
段と、この調整手段を駆動する手段と、上記自己調整弁
の設定圧力と上記調整手段の調整量の関係を複数のパタ
ーンの回帰式として記憶する手段と、上記複数の回帰式
を選択する手段と、自己調整弁の設定圧力を入力するこ
とにより上記の選択された回帰式に基づいて上記調整手
段の調整量を演算し、上記駆動手段に供給する制御信号
を演算する手段とを具備する 一実施態様では、記憶手段、演算手段等は、後述するよ
うにマイクロコンピュータによって実現される。

〈作　用〉 まず、減圧弁の二次側圧力と設定圧力の関係を実測し、
得られたデータから回帰式を作成する。

そして、予め記憶された複数のパターンの回帰式の中か
ら上記の実測からの回帰式とほぼ近似できる回帰式を選
択する。回帰式が決定され、設定圧力を入力すれば、そ
の減圧弁に最も最適なねじ位置の調整量が演算され、こ
の調整量に基づいて駆動手段へ制御信号が送られる。

〈実施例〉 上記技術手段の具体例を示す実施例を説明する。

（第１乃至５図参照） 第１図に於て３０は減圧弁、３２は調整手段、３４は駆
動手段である。調整手段３２には第５図に示した圧力設
定ばね２、ボール８及び調節ねじ１０等が対応する。ま
た、駆動手段３４には同じく第５図に示したモータ１６
、減速機２０．ポテンショメータ１８及び制御のための
電子機器を配列したドライバー基板２２等が対応する。

前述したように複数台の減圧弁に於て、二次側圧力とね
じ位置の関係を実測すると第３図に示すように一次式で
は表せない様々な回帰式が得られる。これらのデータを
解析すると第４図に示すように複数のパターンの回帰式
で表せることが判明した。そして調節計内のマイクロコ
ンビ１−夕には第４図に示すような設定圧力とねじ位置
の５通り（Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ）の関係式を記憶
し、そしてその５通りの関係式が任意に選択できるよう
に選択スイッチを設ける。第４図に於て横軸は圧力、縦
軸はねじ位置で０〜１００％として表示する。調節計４
０には設定部４２から必要とする設定圧力を表す設定圧
力信号も供給される。尚、本実施例では基本的な回帰式
のパターンを５通りとしたが、更に精度をよく近似させ
る為にはもう少し増やしてもよい。

設定の手順として、まず、所定の減圧弁の二次側圧力と
設定圧力の関係を実測し、得られたデータから回帰式を
作成する。そして、予め調節計４０に記憶された複数の
パターンの回帰式（第４図中Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ）の中
から上記の実測からの回帰式とほぼ近似できる回帰式を
選択スイッチにて選択する。

一方、駆動部３４内の制御のためのドライバー基板２２
には調節計から送られてくるアナログ信号４〜２０ｍＡ
をポテンショメータ１８からのねじ位置信号１〜５ｖと
比較する為に電圧（１〜５Ｖ）に変換する変換回路が内
蔵されている。この変換回路には出力電圧が可変できる
ようにゼロ調整、ゲイン調整機能を有しており、この機
能を用いて変換回路から出力されるねじ位置信号が前記
の選択された回帰式により近似するように微調整する。

従ってこの両者の関係式は既に近似したもので成る故に
、ゼロ調整、ゲイン調整は微調整するだけで両関係式は
更に近似することができる。　調節計４０により回帰式
が選択、決定され、設定部４２から設定圧力を入力する
と上記関係式から設定圧力に対応するねじ位置が演算（
％）され、その値に対応するアナログ信号４〜２０ｍＡ
に変換され駆動部３４へ送られる。

調節計４０から送られたアナログ信号はドライバー基板
２２内の変換回路で１〜５ｖに変換されて出力される。

これらと同時にモータ１６へ駆動信号が出され、モータ
は所定の方向へ回転する。出力軸２４の回転にともなっ
てその変位（ねじ位置）がポテンショメータ１８で位置
信号（１〜５Ｖ）として出力され、そしてこの出力信号
が上記比較回路から出力されたねじ位置信号と比較され
、両者が一致すればモータ駆動停止信号を出す。

ここで更に高精度の制御を必要とするならば、二次側圧
力を検出してフィードバックさせることもできる。つま
り、圧力センサ３６で減圧弁３０の二次側圧力を検出し
て、その検出した圧力を表す圧力信号を生成する。この
圧力信号は変換部３８に於てＡ／Ｄ変換されてマイクロ
コンビ１−夕を有する調節計４０に供給される。調節計
４０内で設定圧力と実測値を比較して偏差が生じていれ
ば、再び調節計４０から回帰式に基づいて駆動部３４へ
修正信号が送出される。

〈発明の効果〉 本発明によれば、調節計内の回帰式は実際の減圧弁の設
定圧力とねじ位置の関係の回帰式を基にして複数のパタ
ーンで作成され、そしてその中からより実際のものと合
致した回帰式を選択するので、設定圧力全域に於て圧力
設定の目標との誤差が極めて小さく、そして即座に設定
することができる。また、ドライバー基板内の変換回路
でゼロ調整、ゲイン調整する場合にも微調整のみで実測
の回帰式を基本回帰式に近似させることができる。

また、複数のパターン化された回帰式は調節計で個々の
減圧弁に合ったものを選択することができるので、調節
計と減圧弁との互換性を持たせることができる。

図である。

２： １６： ２２： ３４： 圧力設定ばね モーター ドライバー基板 駆動部 １０：調節ねじ １８：ポテンショメータ ３０：減圧弁 ４０：調節計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力を調整す
   る手段と、この調整手段を駆動する手段と、上記自己調
   整弁の設定圧力と上記調整手段の調整量の関係を複数の
   パターンの回帰式として記憶する手段と、上記複数の回
   帰式を選択する手段と、自己調整弁の設定圧力を入力す
   ることにより上記の選択された回帰式に基づいて上記調
   整手段の調整量を演算し、上記駆動手段に供給する制御
   信号を演算する手段とを具備する自己調整弁の圧力調整
   装置。