JPS5921342Y2 - バルブ開度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、往復動バルブの開度を検出するものに用いら
れるバルブ開度検出装置に関するものである。

例えば、電動アクチュエータを用いてバルブを自動的に
開閉制御する場合等においては、バルブの開度をポテン
ショメータ等により電気的に検出して、その電気信号を
制御回路にフィードバックするのが一般的である。

しかして、このような制御システムにおいては、前記ポ
テンショメータから前記制御回路に向けて発信される電
気信号がバルブ開度に対して良好な直線性を示すことが
望まれる。

ところが、従来のものは、バルブの弁軸等の往復直進動
作を多数の歯車を介して直線比例特性を有したポテンシ
ョメータに伝達することによって往復動バルブのバルブ
開度を検出するようにしている。

そのため、構造が複雑になるばかりでなく、歯車のバッ
クラッシュが相乗的に利用して検出精度を著しく低下さ
せることとなり、前述した要望を十分に満足させること
ができないという問題がある。

本考案は、このような事情に着目してなされたもので、
弁軸等の進退部材が行なう往復直進動作を、回動アーム
とバックラッシュ消去対策を施した一対の歯車とを介し
て正接変化の特性を有するポテンショメータに伝達する
ように構成することによって、前述した不都合を解消す
ることができるバルブ開度検出装置を提供するものであ
る。

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

図示しない往復動バルブの弁体とともに往復直進動作を
行なう進退部材、例えば、弁軸１の所要個所にピン２を
突設している。

また、前記弁軸１の側方は回動アーム３を枢設し、この
回動アーム３の回動端側に設けた長孔４に前記ピン２を
スライド可能に係合させることによって、前記回動アー
ム３を前記弁軸１の往復直進動作に伴わせて往復回動動
作させるようにしている。

また、この回動アーム３の回動力を、該回動アーム３と
一体に回動する第１の歯車５と、この歯車５に噛合する
第２の歯車６とを介してポテンショメータフの入力軸７
ａに伝達するようにしている。

第２の歯車６は、前記第１の歯車５よりも歯数の少ない
歯車であり、バックラッシュ消去用の弾性部材、例えば
一端８ａを固定したぜんまい８によって一定方向に回動
付勢されている。

なお、９は、前記第２の歯車５と、前記ポテンショメー
タ７の入力軸７ａとを接続する直結軸である。

ポテンショメータ７は、その抵抗値が前記回動アーム３
の回動角度の正接の一次関数となるような特性を有して
いる。

次いで、この装置の作動を説明する。

弁軸１の送りネジ部に螺合させたドライブ・ブツシュ（
図示せず）を回転させて、前記弁軸１を矢印ＡまたはＢ
方向に直進動作させると、それに付勢されて回動アーム
３が矢印ＣまたはＤ方向に回動する。

そして、この回動アーム３の回動動作が第１の歯車５と
第２の歯車６とによって増速されてポテンショメータフ
に伝達される。

しかして、この装置においては、回動アーム３の回動角
度（回動アーム３の回動支点３ａを通り前記弁軸１に直
交する基線１と、前記回動アーム３との角度）をθ、前
記回動支点３ａと前記弁軸１との距離をａ、作動前の前
記基線１と前記弁軸１のピン２との距離をｂ、前記弁軸
１の送りネジ部のネジリードをＬ、弁軸１に駆動力を与
えるドライブ・ブツシュの回転数をｎとすると、前記弁
軸１の動作量はＬ−ｎとなるため、 なる式が成立する。

一方、前述したところから、ポテンショメータフの抵抗
値Ｒは、例えばＲ６，Ｃを定数とすると、 Ｒ−Ｒｏ （１−ｔａｎの＋Ｃ，，，，，，（第２式
）なる式で表わされる。

よって、第１式と第２式とを用いてポテンショメータ７
の抵抗値Ｒとドライブ・ブツシュの回転数ｎとの関係を
導くと、となる。

すなわち、前記抵抗値Ｒは前記回転数ｎの一次関数にな
る。

したがって、ポテンショメータ７の抵抗値出力Ｒは、前
記ドライブ・ブツシュの回転数ｎ、ひいては、弁軸１の
往復直進動作量ｌ−Ｈに正比例することになる。

しかも、本考案の装置では、回動アーム３の往復回動動
作を一対の歯車５，６により増速しているので、ポテン
ショメータフの作動範囲を広くすることが可能となり、
該ポテンショメータ７の分解能が高くなる。

また、前記歯車６をぜんまい８によって常時一定方向に
回動付勢しているので、前記両歯車５，６間にバックラ
ッシュが生じない。

したがって、このような装置であれば、ポテンショメー
タ７から出力される電気信号がバルブ開度に対して良好
な直線性を示すことになり、その信号を自動制御等に使
用した場合、制御の高精度化が期待できる。

なお、第１の歯車と第２の歯車とのギヤー比は図示実施
例のものに限られないのは勿論であり、例えば、ギヤー
比をさらに大きくして多回転形のポテンショメータを使
用すれば、さらに分解能を向上させることが可能である
。

また、ポテンショメータの抵抗値変化は前記実施例にお
ける第２式に示すようなものに限られない。

要するに前記抵抗値変化が、回動アームの回動角度の正
接の一次関数となるように設定されておれば、同様な効
果が得られる。

以上、説明したように、本考案は、進退部材が行なう往
復直進動作を、回動アームとバックラッシュ消去対策を
施した一対の歯車とを介して正接変化の特性を有するポ
テンショメータに伝達するようにしたものであるため、
構成が簡単であり、しかも、ポテンショメータから、バ
ルブ開度に対して良好な直線性を示す電気信号を出力さ
せることができるバルブ開度検出装置を提供できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は概略的な構造
説明図、第２図は作用説明図である。 １・・・進退部材（弁軸）、３・・・回動アーム、５・
・・第１の歯車、６・・・第２の歯車、７・・・ポテン
ショメータ、８・・・弾性部材（ぜんまい）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 往復動バルブの弁体とともに往復直進動作を行なう進退
   部材と、回動端部を前記進退部材の所定個所に係合させ
   前記進退部材の往復直進動作に伴って往復回動動作を行
   なう回動アームと、この回動アームと一体に回動する第
   １の歯車と、この第１の歯車に噛合する該第１の歯車よ
   りも歯数の少ない第２の歯車と、この第２の歯車を一定
   方向に回動付勢するバックラッシュ消去用の弾性部材と
   、前記第２の歯車に直結され抵抗値が前記回動アームの
   回動角度の正接の一次関数となるように設定されたポテ
   ンショメータとを具備してなることを特徴とするバルブ
   開度検出装置。