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JP2019196799A - Opening/closing position setting structure of electric actuator for valve and its opening/closing position setting method - Google Patents

Opening/closing position setting structure of electric actuator for valve and its opening/closing position setting method Download PDF

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JP2019196799A
JP2019196799A JP2018090643A JP2018090643A JP2019196799A JP 2019196799 A JP2019196799 A JP 2019196799A JP 2018090643 A JP2018090643 A JP 2018090643A JP 2018090643 A JP2018090643 A JP 2018090643A JP 2019196799 A JP2019196799 A JP 2019196799A
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valve
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Abstract

To provide an opening/closing position setting structure of an electric actuator for a valve which can adjust an output shaft of the electric actuator for the valve to an opening/closing position of a stem of the valve, can accurately regulate the output shaft side into a full-closed state or a full-open state while preventing the enlargement of the actuator and the complication of an internal structure, can exactly and easily adjust a valve opening/closing state of the output shaft, and can singly adjust an opening/closing position of the actuator without using the valve, and its opening/closing position setting method.SOLUTION: An opening/closing position setting structure of an electric actuator for a valve comprises a rotary encoder 30 for measuring a rotation angle of a control shaft 22 arranged at an output shaft 4 coaxially therewith, and a jig 6 detachably fixed to a valve fixing position at the output shaft 4 side, and rotationally regulating the output shaft 4 to a valve opening/closing position. A state of a control shaft 22 when the rotation of the output shaft 4 is regulated by the jig 6 is measured by the rotary encoder 30, and the valve opening/closing position of the actuator is set.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バルブ用電動アクチュエータの開閉位置を設定する構造に関し、特に、ボール弁等の回転弁の開閉位置を設定する場合に適した開閉位置設定構造とその開閉位置設定方法に関する。   The present invention relates to a structure for setting an opening / closing position of an electric actuator for a valve, and more particularly to an opening / closing position setting structure suitable for setting an opening / closing position of a rotary valve such as a ball valve and an opening / closing position setting method thereof.

従来、ボール弁等の回転弁に電動アクチュエータを搭載する場合、このバルブを正確に回転制御するためには、電動アクチュエータの出力軸に連結したバルブのステム(弁体)の動作角度を調整する必要がある。この場合、一般には、アクチュエータの出力軸をバルブの全開及び全閉位置となるように調整し、これによりアクチュエータ駆動時に、バルブを全開、全閉、及び任意の中間開度に流量制御することが可能になっている。   Conventionally, when an electric actuator is mounted on a rotary valve such as a ball valve, it is necessary to adjust the operating angle of the valve stem connected to the output shaft of the electric actuator in order to accurately control the rotation of the valve. There is. In this case, generally, the output shaft of the actuator is adjusted so as to be in the fully open and fully closed positions of the valve so that when the actuator is driven, the valve is fully opened, fully closed, and the flow rate can be controlled to an arbitrary intermediate opening. It is possible.

このようなアクチュエータの開閉位置の設定を実施する場合、マイクロスイッチとカムとによる接触型の位置検出装置や、光学式や磁気式などのロータリーエンコーダによる非接触型の位置検出装置を利用して調整することが多く、或はステッピングモータを用いて出力軸の回転角度を制御する技術も知られている。   When setting the opening / closing position of such an actuator, adjustment is made using a contact-type position detection device using a micro switch and a cam, or a non-contact type position detection device using a rotary encoder such as an optical or magnetic type. In many cases, a technique for controlling the rotation angle of the output shaft using a stepping motor is also known.

このうち、接触型の位置検出装置を用いた位置調整の場合、全閉、全開の各停止位置を正確に設定するためには、特にカムの位置調整に多大な時間と工数が必要となる。これに加えて、シロキサンガス等のガスの発生する環境下でバルブを使用すると、接点部に絶縁物の生成付着や接点部金属の酸化、腐食により接点障害などが発生して位置検出が不正確になり、寿命も低下しやすくなるという問題も有している。
一方、ステッピングモータを用いて出力軸の回転を制御する場合、ステッピングモータの搭載によりアクチュエータ全体が大型化し、しかも、ステッピングモータが高価であることから汎用的ではない。
これらに比較して、非接触型の位置検出装置を用いる場合、汎用的な直流モータを使用して全体のコンパクト性を確保しつつアクチュエータを構成し、接触型の位置検出装置の問題を解消した状態で出力軸の回転制御が可能になっている。
Among these, in the case of position adjustment using a contact-type position detecting device, in order to accurately set the fully closed and fully opened stop positions, particularly time and man-hours are required for cam position adjustment. In addition, if the valve is used in an environment where a gas such as siloxane gas is generated, contact failure may occur due to the formation of an insulator on the contact part, oxidation of the contact part metal, or corrosion, resulting in inaccurate position detection. Therefore, there is a problem that the life is likely to be reduced.
On the other hand, when the rotation of the output shaft is controlled using a stepping motor, the overall size of the actuator is increased due to the mounting of the stepping motor, and the stepping motor is expensive, which is not general.
Compared to these, when using a non-contact type position detection device, a general-purpose DC motor was used to configure the actuator while ensuring the overall compactness, and the problem of the contact type position detection device was solved. The rotation control of the output shaft is possible in this state.

この種の非接触型の位置検出装置を用いてバルブを回転制御するものとして、例えば、特許文献1におけるバルブ用アクチュエータが開示されている。このバルブ用アクチュエータの全閉位置設定装置では、位置検出装置として非接触型のロータリーエンコーダが用いられ、このロータリーエンコーダで出力軸の回転角度を計測し、バルブの全閉時の角度のずれを補正することで、バルブの開放角度を指令角度に近づけようとするものである。
このようにロータリーエンコーダでアクチュエータの出力軸を回転制御する場合には、ロータリーエンコーダが設置された出力軸をバルブのステムの開閉状態に調整する必要がある。
As an example of controlling the rotation of a valve using this type of non-contact type position detection device, for example, a valve actuator in Patent Document 1 is disclosed. This valve actuator fully-closed position setting device uses a non-contact rotary encoder as the position detection device. This rotary encoder measures the rotation angle of the output shaft and corrects the angle deviation when the valve is fully closed. By doing so, the opening angle of the valve is made closer to the command angle.
Thus, when the output shaft of the actuator is rotationally controlled by the rotary encoder, it is necessary to adjust the output shaft on which the rotary encoder is installed to the open / close state of the valve stem.

特開2002−276838号公報JP 2002-276838 A

しかしながら、特許文献1のアクチュエータの場合、出力軸を全閉・全開状態に調整する際に、この出力軸には回転が規制されていない状態のバルブステムが接続されるため、出力軸が全閉及び全開位置以上に回転するようになっている。このため、ステムを開閉状態に正確に合わせた状態にしつつ、出力軸を介してアクチュエータをバルブ開閉位置に調整する必要があり、正確に設定するためには手間がかかる。   However, in the case of the actuator of Patent Document 1, when the output shaft is adjusted to the fully closed / open state, a valve stem in a state where the rotation is not restricted is connected to the output shaft. And it is designed to rotate beyond the fully open position. For this reason, it is necessary to adjust the actuator to the valve open / close position via the output shaft while accurately adjusting the stem to the open / closed state, and it takes time and effort to set it accurately.

さらには、アクチュエータ内の減速歯車列のバックラッシによって出力軸の回転にずれが生じたり、或は直流モータを動力としたときにその電機子の慣性モーメントが高くなったりモータ自体の回転数が多くなって停止時にオーバーランが生じることもあるため、出力軸の調整がより困難になって微調整の必要が生じる。
上記の出力軸の位置調整は、弁種やバルブの個体差などに応じてバルブごとに実施する必要があるため、その都度、バルブにアクチュエータを搭載してステムに連結した状態の出力軸を調整することになる。
In addition, the output shaft rotation is deviated due to backlash of the reduction gear train in the actuator, or when the DC motor is used as power, the armature's moment of inertia increases or the motor itself rotates more. Since an overrun may occur during stoppage, the output shaft becomes more difficult to adjust and needs to be finely adjusted.
The above-mentioned position adjustment of the output shaft needs to be performed for each valve according to the valve type and individual differences of the valve, so each time the output shaft is connected to the stem with an actuator mounted on the valve. Will do.

これに加えて、特許文献1のアクチュエータでは、出力軸の計測用として、いわゆるアブソリュート形と呼ばれる絶対角度計測用のロータリーエンコーダが用いられている。このタイプのエンコーダを用いた場合、出力軸のゼロ合わせをするために微細な調整が必要になり、アクチュエータ内部の構造が複雑になってアクチュエータ全体の大型化することになる。   In addition, in the actuator of Patent Document 1, a rotary encoder for measuring an absolute angle called a so-called absolute type is used for measuring an output shaft. When this type of encoder is used, fine adjustment is required to zero-align the output shaft, which complicates the internal structure of the actuator and increases the size of the entire actuator.

アブソリュート形を用いる場合、高精度、高分解能で出力軸を設定するためには光学式ロータリーエンコーダを用いることが多く、この光学式ロータリーエンコーダは、ガスによる生成物の付着、粉塵や油分などの汚染に弱いことから微調整が一層難しくなり、高分解能化するためには光学系や内部機構が複雑になってエンコーダ全体が大型化したり高価格化にもつながる。
一方、光学式に比較して簡易型である磁気式のロータリーエンコーダを使用しようとしても、その精度が光学式よりも劣ることから、アクチュエータ出力軸の全閉及び全開位置の設定が難しくなり設定時間も長くなる。
When the absolute type is used, an optical rotary encoder is often used to set the output shaft with high accuracy and high resolution. This optical rotary encoder is used for contamination of products such as gas, dust and oil. This makes it difficult to make fine adjustments, and in order to increase the resolution, the optical system and internal mechanism become complicated, leading to an increase in the size and cost of the entire encoder.
On the other hand, even if an attempt is made to use a magnetic rotary encoder that is simpler than the optical type, the accuracy is inferior to that of the optical type, making it difficult to set the fully closed and fully open positions of the actuator output shaft. Also gets longer.

本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、バルブ用電動アクチュエータの出力軸をバルブのステムの開閉位置に調整する設定構造であり、アクチュエータの大型化や内部構造の複雑化を防ぎつつ、出力軸側を全閉又は全開状態に高精度に規制して出力軸のバルブ開閉状態を正確かつ簡便に調整でき、しかも、バルブを必要とすることなくアクチュエータ単独で開閉位置を調整できるバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造とその開閉位置設定方法を提供することにある。   The present invention has been developed in order to solve the conventional problems. The object of the present invention is a setting structure that adjusts the output shaft of the valve electric actuator to the open / close position of the valve stem. The output shaft side can be adjusted to the fully closed or fully open state with high accuracy, and the valve open / closed state of the output shaft can be adjusted accurately and easily without the need for a valve. It is an object of the present invention to provide an open / close position setting structure and an open / close position setting method for an electric actuator for a valve that can adjust the open / close position by an actuator alone.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、電動モータの回転が減速歯車列を介して出力軸に伝達されるアクチュエータと、このアクチュエータの出力軸に弁体のステムが接続されて回転駆動されるバルブとの開閉位置を設定するための開閉位置設定構造であって、出力軸と同軸に設けられた制御軸の回転角度を計測するロータリーエンコーダと、出力軸側のバルブの固定位置に着脱自在に固定されて出力軸をバルブ開閉位置に回転規制する治具とが設けられ、この治具で出力軸の回転が規制されたときの制御軸の状態をロータリーエンコーダで計測してアクチュエータのバルブ開閉位置が設定されるバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造である。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to an actuator in which the rotation of the electric motor is transmitted to the output shaft via the reduction gear train, and the valve stem is connected to the output shaft of the actuator. An open / close position setting structure for setting the open / close position of the driven valve, and a rotary encoder for measuring the rotation angle of the control shaft provided coaxially with the output shaft, and a fixed position of the valve on the output shaft side. A jig that is detachably fixed and restricts the rotation of the output shaft to the valve opening / closing position is provided. When the rotation of the output shaft is restricted by this jig, the state of the control shaft is measured by a rotary encoder, and It is an opening / closing position setting structure of the electric actuator for valves in which the valve opening / closing position is set.

請求項2に係る発明は、治具は、アクチュエータに形成されたバルブ固定用の雌螺子に挿着可能な突起部を有し、この突起部を介してアクチュエータのバルブ取付け位置に固定されるバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造である。   In the invention according to claim 2, the jig has a protrusion that can be inserted into a female screw for fixing the valve formed on the actuator, and the valve is fixed to the valve mounting position of the actuator via the protrusion. FIG.

請求項3に係る発明は、治具は、アクチュエータへの取付け用の取付部材を有し、この取付部材に形成された規制溝に対して回転する回転部材が取付けられ、この回転部材は、出力軸の端部に形成された凹状溝に凹凸嵌合して出力軸と同軸に回転させる嵌合部を有し、この嵌合部の遠心方向に突出して形成された規制部が規制溝のバルブ開閉位置で当接して出力軸をステムの回転角度に規制する状態に設けられたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造である。   In the invention according to claim 3, the jig has a mounting member for mounting to the actuator, and a rotating member that rotates with respect to the regulation groove formed in the mounting member is mounted. It has a fitting part that is concavo-convexly fitted into a concave groove formed at the end of the shaft and rotates coaxially with the output shaft, and the restriction part that protrudes in the centrifugal direction of this fitting part is a valve of the restriction groove This is an opening / closing position setting structure of the valve electric actuator provided in a state where it abuts at the opening / closing position and regulates the output shaft to the rotation angle of the stem.

請求項4に係る発明は、規制溝が略90°或は略180°に形成されたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造である。   The invention according to claim 4 is the open / close position setting structure of the electric actuator for valves in which the restriction groove is formed at approximately 90 ° or approximately 180 °.

請求項5に係る発明は、ロータリーエンコーダは、非接触のエンコーダICを有し、このエンコーダICに対向して制御軸の上端側に被検出体が一体に装着されたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造である。   According to the fifth aspect of the present invention, the rotary encoder has a non-contact encoder IC, and the open / close position of the electric actuator for the valve in which the detected body is integrally mounted on the upper end side of the control shaft facing the encoder IC. It is a setting structure.

請求項6に係る発明は、電動モータの回転が減速歯車列を介して出力軸に伝達されるアクチュエータと、このアクチュエータの出力軸に弁体のステムが接続されて回転駆動されるバルブとの開閉位置を設定する開閉位置設定方法であって、出力軸と同軸に設けられた制御軸にその回転角度を計測するロータリーエンコーダを設けると共に、出力軸側のバルブ固定位置に出力軸をバルブ開閉位置に規制する治具を着脱自在に固定し、この治具で出力軸の回転を規制したときの制御軸の状態をロータリーエンコーダで計測し、アクチュエータのバルブ開閉位置を設定するようにしたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法である。   The invention according to claim 6 is an opening / closing operation between an actuator in which the rotation of the electric motor is transmitted to the output shaft via the reduction gear train, and a valve that is driven to rotate by connecting the stem of the valve body to the output shaft of the actuator. An open / close position setting method for setting a position, wherein a rotary encoder for measuring the rotation angle is provided on a control shaft provided coaxially with the output shaft, and the output shaft is set to a valve fixed position on the output shaft side. An electric actuator for a valve in which a regulating jig is detachably fixed, and when the rotation of the output shaft is regulated with this jig, the state of the control shaft is measured with a rotary encoder, and the valve opening / closing position of the actuator is set This is an open / close position setting method.

請求項7に係る発明は、治具をアクチュエータから取外し、この治具の取付け位置にバルブを接続してこのバルブのステムを出力軸と同軸に回転させるようにしたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法である。   In the invention according to claim 7, the opening / closing position of the electric actuator for valves is set such that the jig is removed from the actuator, the valve is connected to the mounting position of the jig, and the stem of the valve is rotated coaxially with the output shaft. Is the method.

請求項8に係る発明は、出力軸が治具で規制される直前で、出力軸の回転を減速させるようにしたバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法である。   The invention according to claim 8 is the open / close position setting method of the electric actuator for valves, wherein the rotation of the output shaft is decelerated immediately before the output shaft is regulated by the jig.

請求項1に係る発明によると、ロータリーエンコーダと治具とを用いてバルブ用電動アクチュエータの出力軸をバルブのステムの開閉位置に調整でき、アクチュエータの大型化や内部構造の複雑化を防ぎつつ、出力軸側のバルブ固定位置に固定した治具を介して出力軸を全閉又は全開状態に高精度に規制した状態で、この出力軸と同軸の制御軸の回転をロータリーエンコーダで計測して出力軸のバルブ開閉状態の調整を正確かつ簡便に実施可能となる。この場合、治具で出力軸の回転を規制していることで、バルブに搭載することなくアクチュエータ単独で開閉位置を調整できる。   According to the first aspect of the present invention, the output shaft of the electric actuator for the valve can be adjusted to the open / close position of the valve stem using the rotary encoder and the jig, and the enlargement of the actuator and the complexity of the internal structure are prevented, With the output shaft fully closed or fully open, the rotation of the control shaft coaxial with this output shaft is measured with a rotary encoder and output via a jig fixed at the valve fixing position on the output shaft side. Adjustment of the valve open / close state of the shaft can be performed accurately and easily. In this case, since the rotation of the output shaft is regulated by the jig, the opening / closing position can be adjusted by the actuator alone without being mounted on the valve.

請求項2に係る発明によると、突起部をバルブ固定用の雌螺子に挿着することで、アクチュエータのバルブ固定位置に治具を固定した状態で、この治具によりアクチュエータの出力軸の回転を規制できる。このため、出力軸を雌螺子に固定されるバルブの開閉角度に正確に規制でき、この出力軸の開閉状態をロータリーエンコーダで調整可能になる。   According to the second aspect of the present invention, the protrusion is inserted into the female screw for fixing the valve so that the output shaft of the actuator can be rotated by this jig while the jig is fixed at the valve fixing position of the actuator. Can be regulated. For this reason, the output shaft can be accurately regulated to the opening / closing angle of the valve fixed to the female screw, and the opening / closing state of the output shaft can be adjusted by the rotary encoder.

請求項3に係る発明によると、取付部材の規制溝を回転部材が回転し、この回転部材の嵌合部がアクチュエータの出力軸の凹状溝に凹凸嵌合しつつ、規制部が規制溝のバルブ開閉位置で当接して出力軸をステムの回転角度に規制することにより、治具を装着するのみで出力軸の回転角度をバルブの開閉状態に強制的かつ正確に合わせて出力軸を高精度に位置合わせできる。   According to the invention of claim 3, the rotating member rotates in the restricting groove of the mounting member, and the fitting portion of the rotating member engages with the concave groove of the output shaft of the actuator, while the restricting portion is the valve of the restricting groove. By restricting the output shaft to the rotation angle of the stem by abutting at the open / close position, the output shaft can be forcibly and accurately matched to the open / closed state of the valve simply by mounting a jig, and the output shaft can be made highly accurate. Can be aligned.

請求項4に係る発明によると、規制溝を略90°に設けることでバルブを装着することなく二方型のボール弁の全閉及び全開位置に合わせて出力軸を正確に調整でき、また、規制溝を略180°に設けることで出力軸を三方切換式のボール弁の流路に合わせて切換え可能になる。   According to the invention of claim 4, the output shaft can be accurately adjusted according to the fully closed and fully open positions of the two-way ball valve without mounting the valve by providing the restriction groove at approximately 90 °, By providing the restriction groove at approximately 180 °, the output shaft can be switched in accordance with the flow path of the three-way switching type ball valve.

請求項5に係る発明によると、非接触のロータリーエンコーダと被検出体とを有するロータリーエンコーダを用いることにより、構成を簡略化して全体をコンパクト化でき、ガスの発生環境下であってもこのガスによる悪影響を抑えた状態で位置検出し、長期に渡って正確に開閉制御できる。被検出体をマグネットとし、エンコーダICを磁気式エンコーダICとし、マグネットを装着した制御軸と磁気式エンコーダICとの相対的角度を検出するインクリメンタル形とすることで、出力軸のゼロ合わせをおこなうことなく、開閉位置の調整の手間を省いて自動化を図れるため調整工数を大幅に削減でき、また、製造も容易となる。ロータリーエンコーダの小型化を図りながら、微細に調整して正確に開閉制御できる。   According to the invention of claim 5, by using a rotary encoder having a non-contact rotary encoder and a detected object, the configuration can be simplified and the whole can be made compact, and this gas can be produced even in a gas generation environment. The position can be detected in a state in which the adverse effects of are suppressed, and the opening and closing can be accurately controlled over a long period. The detected object is a magnet, the encoder IC is a magnetic encoder IC, and the output shaft is zeroed by adopting an incremental type that detects the relative angle between the magnet-mounted control shaft and the magnetic encoder IC. In addition, since it is possible to automate the operation by adjusting the opening / closing position, the number of adjustment steps can be greatly reduced, and the manufacture is facilitated. While miniaturizing the rotary encoder, it can be finely adjusted and accurately controlled for opening and closing.

請求項6に係る発明によると、ロータリーエンコーダと治具とを用いてバルブ用電動アクチュエータの出力軸をバルブのステムの開閉位置に調整でき、アクチュエータの大型化や内部構造の複雑化を防ぎつつ、治具を介して出力軸を全閉又は全開状態に高精度に規制した状態で、この出力軸のバルブ開閉状態の調整を正確かつ簡便に実施可能となる。しかも、アクチュエータに対して治具を容易に着脱可能であり、この治具で出力軸の回転を規制していることで、バルブに搭載することなくアクチュエータ単独で開閉位置を調整できる。   According to the invention of claim 6, the output shaft of the electric actuator for the valve can be adjusted to the opening / closing position of the valve stem using a rotary encoder and a jig, while preventing the actuator from becoming large and the internal structure from being complicated, Adjustment of the valve open / closed state of the output shaft can be performed accurately and simply in a state where the output shaft is highly accurately regulated to the fully closed or fully opened state via the jig. In addition, the jig can be easily attached to and detached from the actuator, and by controlling the rotation of the output shaft with this jig, the opening / closing position can be adjusted by the actuator alone without being mounted on the valve.

請求項7に係る発明によると、治具を用いてアクチュエータ出力軸の全開及び全閉位置を正確に調整した後に、バルブを接続して出力軸からの回転量を正確にステムを介して伝達して開閉位置を高精度に制御可能となる。一つの治具で多数のアクチュエータのバルブ開閉位置の設定をおこなうこともき、治具の着脱も容易であるため、設定作業も容易になる。   According to the seventh aspect of the present invention, after the fully open and fully closed positions of the actuator output shaft are accurately adjusted using a jig, a valve is connected to accurately transmit the rotation amount from the output shaft through the stem. Thus, the opening / closing position can be controlled with high accuracy. A single jig can be used to set the valve opening / closing positions of a large number of actuators, and the jig can be easily attached and detached, so that the setting work is facilitated.

請求項8に係る発明によると、出力軸等の内部部品や治具の消耗及び損傷を防ぎ、バルブの開閉位置を正確に制御可能となる。   According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to prevent wear and damage of internal parts such as the output shaft and jigs, and to control the open / close position of the valve accurately.

アクチュエータに治具を装着する前の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state before mounting | wearing an actuator with a jig | tool. (a)は、図1の要部拡大斜視図である。(b)は治具を装着した状態を示す斜視図である。(A) is a principal part expansion perspective view of FIG. (B) is a perspective view which shows the state which mounted | wore the jig | tool. (a)は、図1における治具を示す斜視図である。(b)は、治具の他例を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the jig | tool in FIG. (B) is a perspective view which shows the other example of a jig | tool. アクチュエータの回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of an actuator. (a)は、アクチュエータのカバーを外した状態を示す一部切欠き正面図である。(b)は、(a)の要部拡大図である。(A) is a partially cutaway front view showing a state where the cover of the actuator is removed. (B) is the principal part enlarged view of (a). 磁気式エンコーダの動作状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation state of a magnetic encoder. アクチュエータをバルブに搭載した状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which mounted the actuator in the valve | bulb.

以下に、本発明におけるバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造とその開閉位置設定方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1においては、アクチュエータに治具を装着する前の状態を示し、図2は、治具装着部付近の要部拡大図を示している。本発明は、アクチュエータとこのアクチュエータで回転するバルブとの開閉位置を設定するための開閉位置設定構造であり、治具を用いてアクチュエータの開閉位置を正確に設定するものである。
Embodiments of an opening / closing position setting structure and an opening / closing position setting method for an electric actuator for a valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a state before the jig is mounted on the actuator, and FIG. 2 shows an enlarged view of the main part near the jig mounting portion. The present invention is an open / close position setting structure for setting an open / close position between an actuator and a valve rotated by the actuator, and accurately sets the open / close position of the actuator using a jig.

図1において、バルブ用電動アクチュエータ(以下、アクチュエータという)1は、電動モータ2、減速歯車列3、出力軸4、制御用基板5、内部を覆うためのカバー7を有し、このアクチュエータ1に治具6が取付けられる。出力軸4には、ボール弁よりなるバルブ10の弁体11のステム12が接続可能に設けられる。   In FIG. 1, a valve electric actuator (hereinafter referred to as an actuator) 1 has an electric motor 2, a reduction gear train 3, an output shaft 4, a control board 5, and a cover 7 for covering the inside. A jig 6 is attached. The output shaft 4 is provided with a stem 12 of a valve body 11 of a valve 10 made of a ball valve so as to be connectable.

図5において、アクチュエータ1は円形枠状の基台15を有し、この基台15の内部に減速歯車列3が収容され、この減速歯車列3の上方に円板状の仕切板16が取付けられ、この仕切板16の上面から柱状のスペーサ17が適宜間隔で複数箇所に立設され、このスペーサ17に基板5が固定されている。これにより、基板5は、仕切板16から所定間隔で配置される。図1に示すように、基台15の底面には、図7のバルブ10の取付フランジ13をネジ19で固定するための2つの雌螺子14が所定間隔で設けられている。   In FIG. 5, the actuator 1 has a circular frame-shaped base 15, the reduction gear train 3 is accommodated in the base 15, and a disk-like partition plate 16 is attached above the reduction gear train 3. In addition, columnar spacers 17 are erected at a plurality of positions from the upper surface of the partition plate 16 at appropriate intervals, and the substrate 5 is fixed to the spacers 17. Thereby, the substrate 5 is arranged at a predetermined interval from the partition plate 16. As shown in FIG. 1, two female screws 14 for fixing the mounting flange 13 of the valve 10 of FIG. 7 with screws 19 are provided on the bottom surface of the base 15 at a predetermined interval.

電動モータ2は、一般的な構造のDC(直流)ブラシレスモータよりなり、仕切板16の上面に固定される。電動モータをDCブラシレスモータとした場合、機械的に摺動する接点部分がなく、整流時に火花やアーク放電の発生を回避して絶縁物の生成を抑え、動作時のデッドポイントを防止する。これにより、開閉位置を調整した出力軸をその回転範囲で高精度に回転させ、信頼性の高い電動バルブを提供可能になる。また、絶縁低下を防いで長期に渡って動作を高精度に維持する。電動モータ2には、アクチュエータ1の外部からケーブル18が接続可能に設けられ、このケーブル18並びに制御用基板5を介して図示しない外部電源から電圧が供給されて回転するようになっている。   The electric motor 2 is a DC (direct current) brushless motor having a general structure, and is fixed to the upper surface of the partition plate 16. When the electric motor is a DC brushless motor, there is no mechanically slidable contact portion, and the generation of insulators is suppressed by avoiding the generation of sparks and arc discharge during rectification, and dead points during operation are prevented. As a result, the output shaft whose opening / closing position is adjusted can be rotated with high accuracy within the rotation range, and a highly reliable electric valve can be provided. In addition, the insulation is prevented from lowering and the operation is maintained with high accuracy over a long period of time. A cable 18 can be connected to the electric motor 2 from the outside of the actuator 1, and a voltage is supplied from an external power source (not shown) through the cable 18 and the control board 5 to rotate.

図5において、減速歯車列3は、図示しない入力軸と、出力軸4とを有し、電動モータ2からの回転が入力軸に入力され、その減速回転が出力軸4にトルクが増幅された状態で伝達される。   In FIG. 5, the reduction gear train 3 has an input shaft (not shown) and an output shaft 4. The rotation from the electric motor 2 is input to the input shaft, and the torque is amplified by the reduced rotation to the output shaft 4. Transmitted in state.

出力軸4は、基台15の底面から突出して設けられ、その下端部には凹状溝20が形成される。この凹状溝20には、バルブ10のステム12の上端に形成された平行二面部21が嵌合可能に設けられ、これら凹状溝20と平行二面部21との凹凸嵌合により、出力軸4にステム12が接続される。これらの接続により、減速歯車列3により減速された電動モータ2の回転は、出力軸4からステム12に伝達され、このステム12に接続された弁体11が回転駆動される。
その際に、本発明のアクチュエータの開閉位置設定構造によって、アクチュエータ1の出力軸4とバルブ10との開閉位置が設定される。
The output shaft 4 is provided so as to protrude from the bottom surface of the base 15, and a concave groove 20 is formed at the lower end thereof. The concave groove 20 is provided with a parallel two-surface portion 21 formed at the upper end of the stem 12 of the valve 10 so that the concave groove 20 and the parallel two-surface portion 21 are concavo-convexly fitted to the output shaft 4. The stem 12 is connected. With these connections, the rotation of the electric motor 2 decelerated by the reduction gear train 3 is transmitted from the output shaft 4 to the stem 12, and the valve body 11 connected to the stem 12 is driven to rotate.
At that time, the opening / closing position between the output shaft 4 of the actuator 1 and the valve 10 is set by the actuator opening / closing position setting structure of the present invention.

出力軸4には、同軸に制御軸22が設けられ、この制御軸22が出力軸4と一体に連動して回転する。制御軸22は、その上端側が仕切板16から突出して基板5に対向するように配置され、これら基板5と制御軸22との間にロータリーエンコーダ30が設けられる。   The output shaft 4 is provided with a control shaft 22 coaxially, and the control shaft 22 rotates integrally with the output shaft 4. The control shaft 22 is arranged so that the upper end side protrudes from the partition plate 16 and faces the substrate 5, and a rotary encoder 30 is provided between the substrate 5 and the control shaft 22.

ロータリーエンコーダ30は、制御軸22(出力軸4)の回転角度を計測するために設けられ、本例では、非接触の磁気式からなり、非接触の磁気式のエンコーダIC31、このエンコーダICより検出される被検出体であるマグネット32を有している。ロータリーエンコーダは、被接触式であれば磁気式に限ることはなく、例えば光学式を用いるようにしてもよい。   The rotary encoder 30 is provided for measuring the rotation angle of the control shaft 22 (output shaft 4). In this example, the rotary encoder 30 is a non-contact magnetic type, and is detected by a non-contact magnetic encoder IC 31 and this encoder IC. It has a magnet 32 which is an object to be detected. The rotary encoder is not limited to the magnetic type as long as it is a contact type, and for example, an optical type may be used.

図5、図6において、エンコーダIC31は、基板5の制御軸22との対向側に配置され、マグネット(被検出体)32の回転角度を検出可能な情報が記録されている。マグネット32は、例えば、φ8mm〜φ10mm程度の略円筒形状の永久磁石からなり、N極とS極とが厚み方向に二極面着磁され、制御軸22の上端側に保持用ホルダ33を介して装着される。   5 and 6, the encoder IC 31 is disposed on the side of the substrate 5 facing the control shaft 22, and information that can detect the rotation angle of the magnet (detected body) 32 is recorded. The magnet 32 is made of, for example, a substantially cylindrical permanent magnet having a diameter of about φ8 mm to φ10 mm. The N pole and the S pole are magnetized in two directions in the thickness direction, and a holding holder 33 is provided on the upper end side of the control shaft 22. Is attached.

図5(b)に示すように、ホルダ33は略円筒状に形成され、このホルダ33の上部と下部には切欠溝34が軸方向に沿って交互に設けられ、この切欠溝34によりホルダ33は径方向に拡縮変形可能に設けられる。ホルダ33は切欠溝34を介して、上部にマグネット32が装着された状態で、その下部が制御軸22の上端部に固定される。このホルダ33を介して、マグネット32が制御軸22に任意の着磁角度で取付けられ、制御軸22が回転したときには、この制御軸22と一体にマグネット32が回転する。マグネットはエンコーダIC31から数ミリ程度の間隙を介して対向状態で配置される。   As shown in FIG. 5B, the holder 33 is formed in a substantially cylindrical shape, and notch grooves 34 are provided alternately along the axial direction at the upper and lower portions of the holder 33, and the holder 33 is formed by the notch grooves 34. Is provided so as to be capable of expanding and contracting in the radial direction. The holder 33 is fixed to the upper end portion of the control shaft 22 with the magnet 32 attached to the upper portion of the holder 33 through the notch groove 34. When the magnet 32 is attached to the control shaft 22 at an arbitrary magnetization angle via the holder 33 and the control shaft 22 rotates, the magnet 32 rotates integrally with the control shaft 22. The magnets are arranged facing each other with a gap of about several millimeters from the encoder IC31.

制御軸22(出力軸4)の回転角度の検出は、マグネット32のN極とS極とによる漏洩磁束をエンコーダIC31に鎖交させて、このエンコーダIC31の内部に配置された図示しないホール素子からの出力電圧より連続してベクトル演算して角度アナログ信号を得た後、この角度アナログ信号をデジタル信号に変換することで得られる。   The rotation angle of the control shaft 22 (output shaft 4) is detected from a hall element (not shown) arranged inside the encoder IC 31 by interlinking the leakage magnetic flux due to the N pole and S pole of the magnet 32 to the encoder IC 31. After obtaining an angle analog signal by performing vector operation continuously from the output voltage of the output voltage, the angle analog signal is converted into a digital signal.

この場合、エンコーダIC31の角度アナログ信号は、高速シリアル通信によりMPUに基板上の銅箔パターンを通じてデジタル信号に伝達され、これによって出力軸の正確な回転角度のデータが得られる。   In this case, the angle analog signal of the encoder IC 31 is transmitted to the MPU through a copper foil pattern on the substrate to the MPU by high-speed serial communication, thereby obtaining accurate rotation angle data of the output shaft.

このように、エンコーダIC31を介して、制御軸22のマグネット32の回転を信号として後述のMPU(中央演算処理装置)40に取り込むことで、アクチュエータ1の出力開度の絶対値をデジタル値として得るようにし、制御軸22の回転状態を計測する。前述のマグネット32は、ホルダ33により制御軸22(出力軸4)の軸心と一致した状態で取付けられて制御軸22(出力軸4)と同軸に回転する。このマグネット32の回転を非接触式のエンコーダIC31で計測することで、電子式無接点の状態になって接点障害が防がれている。   In this way, the absolute value of the output opening of the actuator 1 is obtained as a digital value by taking the rotation of the magnet 32 of the control shaft 22 as a signal into the MPU (Central Processing Unit) 40 described later via the encoder IC 31. Thus, the rotation state of the control shaft 22 is measured. The magnet 32 described above is attached by the holder 33 so as to coincide with the axis of the control shaft 22 (output shaft 4), and rotates coaxially with the control shaft 22 (output shaft 4). By measuring the rotation of the magnet 32 with a non-contact encoder IC 31, an electronic non-contact state is obtained and contact failure is prevented.

このようにして、図6に示すエンコーダIC31とマグネット32との関係において、例えば、図6(a)から図6(d)までの何れの制御軸22(マグネット32)の回転状態であっても、エンコーダIC31により高精度に計測可能となる。図6(a)、図6(b)、図6(c)、図6(d)は、制御軸22がそれぞれ、0°、90°、180°、270°回転したときのマグネット32の極性を示しており、バルブ10が90°開閉式の2方ボール弁の場合には、図6(a)を弁閉状態、図6(b)を弁開状態とすればよい。また、3方ボール弁の場合、制御軸22が、図6(a)から図6(c)までの180°回転するときのマグネット32の極性により回転状態を計測可能になっている。   In this way, in the relationship between the encoder IC 31 and the magnet 32 shown in FIG. 6, for example, any control shaft 22 (magnet 32) from FIG. 6 (a) to FIG. The encoder IC31 can measure with high accuracy. 6 (a), 6 (b), 6 (c), and 6 (d) show the polarities of the magnet 32 when the control shaft 22 rotates 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, respectively. In the case where the valve 10 is a 90 ° open / close type two-way ball valve, FIG. 6 (a) may be closed and FIG. 6 (b) may be opened. In the case of a three-way ball valve, the rotation state can be measured by the polarity of the magnet 32 when the control shaft 22 rotates 180 ° from FIG. 6 (a) to FIG. 6 (c).

図1〜図3において、治具6は、アクチュエータ1への取付け用の取付部材41と、この取付部材41に回転自在に装着される回転部材42を有している。   1 to 3, the jig 6 includes an attachment member 41 for attachment to the actuator 1 and a rotation member 42 that is rotatably attached to the attachment member 41.

取付部材41は、コンパクトな矩形状に形成され、アクチュエータ1への取付け側に2つの小円柱状の突起部43が形成される。突起部43は、アクチュエータ1(基台15)のバルブ10固定用の2つの雌螺子14に対応する位置に形成され、この雌螺子14に挿着可能に設けられる。治具6は、突起部の43雌螺子14への挿着を介して、アクチュエータ1の所定のバルブ取付け位置にずれを防いだ状態で固定可能となる。   The attachment member 41 is formed in a compact rectangular shape, and two small cylindrical protrusions 43 are formed on the attachment side to the actuator 1. The protrusion 43 is formed at a position corresponding to the two female screws 14 for fixing the valve 10 of the actuator 1 (base 15), and is provided so as to be insertable into the female screw 14. The jig 6 can be fixed to the predetermined valve mounting position of the actuator 1 in a state where displacement is prevented, by inserting the protrusion portion into the 43 female screw 14.

取付部材41の取付け面側には、略扇状で有底の規制溝45が形成される。図3(a)において、規制溝45は、バルブ10の開閉角度である90°或は開閉時のあそびを含めた90°以上に形成され、この規制溝45に回転部材42が取付けられる。また、図3(b)においては、規制溝の他例を示しており、この規制溝46は、180°或は開閉時のあそびを含めた180°以上に形成された状態を示している。   On the attachment surface side of the attachment member 41, a regulation groove 45 having a substantially fan shape and a bottom is formed. In FIG. 3A, the regulation groove 45 is formed at 90 ° or more including the opening / closing angle of the valve 10 or 90 ° including play at the time of opening / closing, and the rotating member 42 is attached to the regulation groove 45. Further, FIG. 3B shows another example of the regulation groove, and the regulation groove 46 shows a state where it is formed at 180 ° or 180 ° including play at the time of opening and closing.

このように、規制溝は、略90°或は略180°に形成され、或はこれら以外の角度に形成されていてもよい。図3(a)における規制溝45、図3(b)における規制溝46の各両端側には、規制端面47がそれぞれ形成され、この各規制端面47に回転部材42が当接可能になっている。   As described above, the restriction groove may be formed at approximately 90 ° or approximately 180 °, or may be formed at an angle other than these. A regulation end face 47 is formed on each end side of the regulation groove 45 in FIG. 3A and the regulation groove 46 in FIG. 3B, and the rotating member 42 can come into contact with each regulation end face 47. Yes.

図2に示す回転部材42は、回転軸部50、嵌合部51を有し、回転軸部50の端部に矩形状の嵌合部51が一体に形成される。回転軸部50は、回転部材42を規制溝45(46)に取付けたときの回転中心であり、出力軸4と同軸となる位置に設けられる。嵌合部51は、出力軸4の凹状溝20に凹凸嵌合可能な幅に形成され、これら嵌合部51、凹状溝20の凹凸嵌合を介して回転部材42が出力軸4と同軸に回転するように取付けられる。嵌合部51の遠心方向には、この嵌合部51と一体に規制部52が突出して形成される。   The rotating member 42 shown in FIG. 2 has a rotating shaft portion 50 and a fitting portion 51, and a rectangular fitting portion 51 is integrally formed at the end of the rotating shaft portion 50. The rotation shaft portion 50 is a rotation center when the rotation member 42 is attached to the restriction groove 45 (46), and is provided at a position coaxial with the output shaft 4. The fitting portion 51 is formed to have a width that can be concavo-convexly fitted into the concave groove 20 of the output shaft 4, and the rotating member 42 is coaxial with the output shaft 4 through the concavo-convex fitting of the fitting portion 51 and the concave groove 20. Mounted to rotate. In the centrifugal direction of the fitting portion 51, a restricting portion 52 is formed so as to protrude integrally with the fitting portion 51.

回転部材42は、嵌合部51が凹状溝20に装着された状態で規制溝45に回転可能に取付けられ、規制部52が規制溝45のバルブ開閉位置となる規制端面47、47に当接することで、回転部材42に接続される出力軸4がステム12の回転角度に規制される。図示しないが、嵌合部51はくさび状に形成されていてもよく、この場合、嵌合部51が凹状溝20に食い込むように嵌合し、回転部材42が出力軸4に対してガタの無い状態で一体に回転する。   The rotating member 42 is rotatably attached to the restricting groove 45 in a state where the fitting part 51 is mounted in the concave groove 20, and the restricting part 52 abuts on restricting end faces 47 and 47 that are valve opening / closing positions of the restricting groove 45. Thus, the output shaft 4 connected to the rotating member 42 is restricted by the rotation angle of the stem 12. Although not shown, the fitting portion 51 may be formed in a wedge shape. In this case, the fitting portion 51 is fitted so as to bite into the concave groove 20, and the rotating member 42 is loose with respect to the output shaft 4. Rotates as a unit in the absence.

図1〜図3において、治具6は、突起部43の雌螺子14への挿着により出力軸4側のバルブ10の固定位置に着脱自在に固定され、この状態で出力軸4がバルブ10の開閉位置に回転規制される。この治具6を用いて出力軸4の回転を所定の開閉状態に強制的に規制し、このときの制御軸22の回転状態をロータリーエンコーダ30で計測することで、アクチュエータ1のバルブ開閉位置を設定可能に設けている。   1 to 3, the jig 6 is detachably fixed to the fixing position of the valve 10 on the output shaft 4 side by inserting the protrusion 43 into the female screw 14. In this state, the output shaft 4 is connected to the valve 10. The rotation is restricted to the open / close position. The jig 6 is used to forcibly restrict the rotation of the output shaft 4 to a predetermined opening / closing state, and the rotation state of the control shaft 22 at this time is measured by the rotary encoder 30, thereby setting the valve opening / closing position of the actuator 1. It can be set.

図4において、前述の基板5には、エンコーダIC31以外にも、モータ駆動回路60、モータ回生制動回路61、モータトルク制御回路62、自動角度設定機能選択スイッチ63、入出力インターフェース回路64、電源回路65、モード設定回路66が設けられ、これらはそれぞれ前述したMPU40に接続される。   4, in addition to the encoder IC 31, the substrate 5 described above includes a motor drive circuit 60, a motor regenerative braking circuit 61, a motor torque control circuit 62, an automatic angle setting function selection switch 63, an input / output interface circuit 64, a power supply circuit. 65 and a mode setting circuit 66 are provided, and these are respectively connected to the MPU 40 described above.

MPU40は、基板5上の回路に接続され、アクチュエータ1全体の制御をおこなうようになっている。MPU40の内部にはEEPROM70が内蔵され、このEEPROM70には、制御軸22を所定の開閉角度に制御するための制御角度データが格納(記録)されている。   The MPU 40 is connected to a circuit on the substrate 5 and controls the entire actuator 1. An EEPROM 70 is built in the MPU 40, and control angle data for controlling the control shaft 22 to a predetermined opening / closing angle is stored (recorded) in the EEPROM 70.

モータ駆動回路60は、電動モータ2駆動用の回路として電動モータ2に接続される。モータ回生制動回路61は、電動モータ2に制動を加えるために設けられる。このモータ回生制動回路61を、慣性モーメントの低いエンコーダIC31及びDCブラシレスモータ(電動モータ)2に組み合わせることで、惰走量を抑えて精度の高い位置検出を可能にし、ステム12回転時のトルクの増減変化の影響を受けることなく、バルブ10を安定してタイトシャット、フルオープン動作させる。   The motor drive circuit 60 is connected to the electric motor 2 as a circuit for driving the electric motor 2. The motor regenerative braking circuit 61 is provided for applying braking to the electric motor 2. By combining this motor regenerative braking circuit 61 with the encoder IC 31 and the DC brushless motor (electric motor) 2 having a low moment of inertia, it is possible to detect the position with high accuracy while suppressing the coasting amount, and the torque at the time of rotating the stem 12 The valve 10 is stably operated in a tight shut and full open operation without being affected by the increase / decrease change.

モータトルク制御回路62は、治具6で出力軸4を全閉から全開位置までの回転範囲に規制するときに、減速歯車列3、出力軸4、電動モータ2、モータ駆動回路60、電源回路65へのストレスを抑えるために、電動モータ2の最大出力トルク値の低減用として設けられる。一方、治具6の非装着状態で回転の規制が必要でない場合には、アクチュエータ1の許容最大トルク値以上のトルクの発生を抑えるために、電流制限をおこなうようになっている。   The motor torque control circuit 62 controls the reduction gear train 3, the output shaft 4, the electric motor 2, the motor drive circuit 60, and the power supply circuit when the jig 6 restricts the output shaft 4 to the rotation range from the fully closed position to the fully opened position. In order to suppress the stress to 65, it is provided for reducing the maximum output torque value of the electric motor 2. On the other hand, when it is not necessary to restrict the rotation when the jig 6 is not mounted, the current is limited in order to suppress the generation of torque exceeding the allowable maximum torque value of the actuator 1.

自動角度設定機能選択スイッチ63は、アクチュエータ1の自動角度を切替える機能を備えている。このスイッチ63により、本実施形態では、「自動角度設定モード」、或は「通常動作モード」の各モードに切替え可能になっており、MPU40の内部に備えられたファームウェア(ソフトウェア)のフローを切替えることで各モードを選択可能になっている。「自動角度設定モード」は、アクチュエータ1の開閉位置設定方法で出力軸4の開閉位置を設定するときに使用する運転モードであり、一方、「通常動作モード」は、開閉位置の設定後にアクチュエータ1にバルブ10を取付け、このバルブ10を通常時に開閉制御するときの運転モードを表している。   The automatic angle setting function selection switch 63 has a function of switching the automatic angle of the actuator 1. In this embodiment, the switch 63 can be switched to each mode of “automatic angle setting mode” or “normal operation mode”, and the flow of firmware (software) provided in the MPU 40 is switched. Each mode can be selected. The “automatic angle setting mode” is an operation mode used when the opening / closing position of the output shaft 4 is set by the opening / closing position setting method of the actuator 1, while the “normal operation mode” is the actuator 1 after setting the opening / closing position. The operation mode when the valve 10 is attached to the valve 10 and the valve 10 is normally controlled to be opened and closed is shown.

入出力インターフェース回路64は、アクチュエータ1の開閉指令入力信号、開閉出力信号をユーザ回路と整合させるために設けられる。電源回路65は、図示しない電源供給端子から供給される電力を、アクチュエータ1内部で使用するモータ用電源、制御用電源の仕様に整合させて電力を供給するために設けられる。モード設定回路66は、アクチュエータ1を180°開閉動作時のモードを設定するために設けられる。   The input / output interface circuit 64 is provided to match the opening / closing command input signal and the opening / closing output signal of the actuator 1 with the user circuit. The power supply circuit 65 is provided to supply power by matching power supplied from a power supply terminal (not shown) with specifications of a motor power supply and a control power supply used in the actuator 1. The mode setting circuit 66 is provided for setting a mode when the actuator 1 is opened and closed by 180 °.

続いて、バルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法並びに作用を述べる。
図1〜図5において、アクチュエータ1の開閉位置を、90°開閉のボール弁よりなるバルブ10の動作角度に設定する場合、制御軸22にロータリーエンコーダ30(エンコーダIC31、マグネットからなる被検出体32)を設けると共に、出力軸4側のバルブ固定位置に治具6を固定し、この治具6により規制される出力軸4と一体に回転する制御軸22をロータリーエンコーダ30で計測することによりバルブ開閉位置を設定する。
Next, a method for setting the open / close position of the electric actuator for valves and the operation thereof will be described.
1 to 5, when the opening / closing position of the actuator 1 is set to the operating angle of the valve 10 composed of a 90 ° opening / closing ball valve, a rotary encoder 30 (encoder IC 31, a detected object 32 including a magnet) is connected to the control shaft 22. ), A jig 6 is fixed at a valve fixing position on the output shaft 4 side, and the control shaft 22 rotating integrally with the output shaft 4 regulated by the jig 6 is measured by the rotary encoder 30 to thereby measure the valve. Set the open / close position.

この場合、モータトルク制御回路62により低トルク駆動モードを設定し、この低トルク駆動モードで出力軸4が治具6で回転規制される直前で、出力軸4の回転を減速させるようにしている。このように電動モータ2のトルクを低減し、この状態で出力軸4(制御軸22)に接続された回転部材42の規制部52を規制端面47に当接させて位置規制することで高精度に調整可能になって信頼性も向上する。以下に、開閉位置設定方法の手順を詳述する。   In this case, a low torque drive mode is set by the motor torque control circuit 62, and the rotation of the output shaft 4 is decelerated immediately before the rotation of the output shaft 4 by the jig 6 in this low torque drive mode. . In this way, the torque of the electric motor 2 is reduced, and in this state, the restricting portion 52 of the rotating member 42 connected to the output shaft 4 (control shaft 22) is brought into contact with the restricting end surface 47 to restrict the position. It becomes possible to adjust to the reliability. The procedure of the opening / closing position setting method will be described in detail below.

アクチュエータ1の開閉角度を設定する場合、前述の「自動角度設定モード」により、以下の(1)〜(12)の手順で実施する。   When the opening / closing angle of the actuator 1 is set, the following (1) to (12) are performed according to the “automatic angle setting mode” described above.

(1)外部電源をオフにして電圧を供給していない状態で、自動角度設定機能選択スイッチ62を「自動角度調整モード」に切替える。 (1) The automatic angle setting function selection switch 62 is switched to the “automatic angle adjustment mode” in a state where the external power supply is turned off and no voltage is supplied.

(2)アクチュエータ1を上下逆向きとした状態で、凹状溝20に嵌合部51を凹凸嵌合させつつ、2箇所の雌螺子14、14に突起部43、43をそれぞれ挿着させて基台15の底面に所定の向きで治具6を固定する。これによって、治具6により出力軸4(制御軸22)を回転規制可能となる。 (2) With the actuator 1 turned upside down, the projections 43 and 43 are respectively inserted into the two female screws 14 and 14 while the fitting portion 51 is concavo-convexly fitted into the concave groove 20 and The jig 6 is fixed to the bottom surface of the table 15 in a predetermined direction. Accordingly, the rotation of the output shaft 4 (control shaft 22) can be restricted by the jig 6.

(3)この状態で外部電源をオンにすると、MPU40内に備えられたソフトウェアが「自動角度調整モード」に切り替わると同時に、モータトルク制御回路62が低トルク駆動モードとなり、電動モータ2を全閉方向に回転させる。 (3) When the external power supply is turned on in this state, the software provided in the MPU 40 switches to the “automatic angle adjustment mode” and at the same time, the motor torque control circuit 62 enters the low torque drive mode and the electric motor 2 is fully closed. Rotate in the direction.

(4)電動モータ2の回転することで出力軸4が全閉方向に回転する。回転部材42の規制部52が規制溝45の全閉側の規制端面47に当接したときに回転が停止し、出力軸4が全閉状態となる。その際、モータトルク制御回路62の低トルク駆動モードにより、減速歯車列3、出力軸4、制御軸22が最低限のトルクで回転するように抑制している。このため、出力軸4と一体回転する規制部52が規制端面47に当接したときに、減速歯車列3、出力軸4、制御軸22、電動モータ2、図示しないモータ駆動回路等が破損や故障するおそれがない。 (4) As the electric motor 2 rotates, the output shaft 4 rotates in the fully closed direction. When the restricting portion 52 of the rotating member 42 comes into contact with the restricting end surface 47 on the fully closed side of the restricting groove 45, the rotation is stopped and the output shaft 4 is fully closed. At this time, the reduction gear train 3, the output shaft 4, and the control shaft 22 are suppressed to rotate with a minimum torque by the low torque drive mode of the motor torque control circuit 62. For this reason, when the restricting portion 52 that rotates integrally with the output shaft 4 comes into contact with the restricting end surface 47, the reduction gear train 3, the output shaft 4, the control shaft 22, the electric motor 2, a motor drive circuit (not shown), and the like are damaged. There is no risk of failure.

(5)出力軸4が全閉位置で停止したときには、エンコーダIC31による角度データ値の変化が停止し、この変化停止状態が予め設定された時間継続したときにバルブの全閉位置として認識され、この状態をMPU40内のEEPROM70に全閉位置データとして記録する。或は、エンコーダIC31にリセット信号を送り、角度データをゼロとし、このゼロの値をEEPROM70に全閉位置データとして記録する。 (5) When the output shaft 4 stops at the fully closed position, the change of the angle data value by the encoder IC 31 stops. When this change stop state continues for a preset time, it is recognized as the fully closed position of the valve. This state is recorded in the EEPROM 70 in the MPU 40 as fully closed position data. Alternatively, a reset signal is sent to the encoder IC 31 to make the angle data zero, and this zero value is recorded in the EEPROM 70 as the fully closed position data.

(6)全閉位置の記録後には、電動モータ2への通電がオフとなりその回転が停止する。 (6) After recording the fully closed position, the electric current to the electric motor 2 is turned off and the rotation stops.

(7)次いで、モータトルク制御回路62による低トルク駆動モードを維持した状態で、電動モータ2が全開方向に回転駆動する。 (7) Next, the electric motor 2 is rotationally driven in the fully open direction while maintaining the low torque drive mode by the motor torque control circuit 62.

(8)出力軸4が全開方向に回転し、回転部材42の規制部52が全閉側の規制端面47に当接したときに回転が停止し、出力軸4が全開状態となる。この場合にも、全閉方向の場合と同様に低トルク駆動モードにより、減速歯車列3、出力軸4、制御軸22が最低限のトルクで回転するように抑制している。このため、規制部52が規制端面47に当接したときにも、減速歯車列3、出力軸4、制御軸22、電動モータ2、モータ駆動回路等が破損や故障するおそれがない。 (8) When the output shaft 4 rotates in the fully open direction and the restricting portion 52 of the rotating member 42 comes into contact with the restricting end surface 47 on the fully closed side, the rotation stops and the output shaft 4 enters the fully open state. In this case as well, the reduction gear train 3, the output shaft 4, and the control shaft 22 are restrained from rotating with a minimum torque by the low torque drive mode as in the fully closed direction. For this reason, even when the restricting portion 52 comes into contact with the restricting end surface 47, there is no possibility that the reduction gear train 3, the output shaft 4, the control shaft 22, the electric motor 2, the motor drive circuit, and the like are damaged or broken.

(9)出力軸4が全開位置で停止したときには、エンコーダIC31による角度データ値の変化が停止し、この変化停止状態が予め設定された時間継続したときにバルブの全開位置として認識され、この状態をEEPROM70に全開位置データとして記録する。 (9) When the output shaft 4 stops at the fully open position, the change of the angle data value by the encoder IC 31 stops, and when this change stop state continues for a preset time, it is recognized as the fully open position of the valve. Is recorded in the EEPROM 70 as fully open position data.

(10)全開位置の記録後には、電動モータ2への通電がオフとなり、その回転が停止する。 (10) After recording the fully open position, the electric power to the electric motor 2 is turned off and the rotation stops.

(11)上述の動作により、「自動角度設定モード」での出力軸4の全閉位置・全開位置が設定が完了となる。これらの完了後には外部電源のオフ状態を確認し、自動角度設定機能選択スイッチ63を「自動角度設定モード」から「通常動作モード」に切り替えるようにする。 (11) With the above-described operation, the setting of the fully closed position / full open position of the output shaft 4 in the “automatic angle setting mode” is completed. After completion of these, the off state of the external power supply is confirmed, and the automatic angle setting function selection switch 63 is switched from the “auto angle setting mode” to the “normal operation mode”.

(12)アクチュエータ1から治具6を持ち上げるようにして取り外す。このとき、嵌合部51、突起部43は、凹状溝20、雌螺子14から簡単に外れるようになっている。 (12) Remove the jig 6 by lifting it from the actuator 1. At this time, the fitting portion 51 and the protruding portion 43 can be easily detached from the concave groove 20 and the female screw 14.

上記のアクチュエータ1の開閉位置設定後に、治具6の取付け位置にバルブ10を固定し、バルブ10のステム12を出力軸4に接続してこれらを同軸に回転させることで、バルブ10が高精度に開閉動作する。この場合、前述の「通常動作モード」の運転モードによりバルブが動作する。「通常動作モード」によるバルブの動作設定の一例を以下の(13)〜(22)の手順に示す。   After the opening / closing position of the actuator 1 is set, the valve 10 is fixed to the mounting position of the jig 6, the stem 12 of the valve 10 is connected to the output shaft 4, and these are rotated coaxially. Open and close. In this case, the valve operates in the operation mode of the “normal operation mode” described above. An example of the valve operation setting in the “normal operation mode” is shown in the following procedures (13) to (22).

(13)外部電源を投入し、開閉指令に従って電動モータ2の回転方向を定めてduty100%通電の状態でアクチュエータ1を動作させる。 (13) The external power supply is turned on, the rotation direction of the electric motor 2 is determined according to the opening / closing command, and the actuator 1 is operated in a state where the duty is 100%.

(14)このときのエンコーダIC31からの角度データ値をMPU40で逐次読み取る。 (14) The angle data value from the encoder IC 31 at this time is sequentially read by the MPU 40.

(15)開閉指令が全開方向への指令であるときには、EEPROM70に記録された全開位置データとエンコーダIC31からの角度データ読取値とを比較し、全開位置データの数%(例えば3%〜5%)手前でモータ駆動回路60のPWM制御により電動モータ2への通電率を低減させ、全開位置データの0.5%以下になったら通電を中止すると共に、モータ回生制動回路61で制動を掛けるようにする。
その際、角度データ読取値が、EEPROM70の全開位置データを超えている場合には、閉方向に電動モータ2を逆回転させ、全開位置データの+0.5%以下に収まったときに通電を中止すると共に、モータ回生制動回路61で制動を掛けるようにする。
(15) When the open / close command is a command in the fully open direction, the fully open position data recorded in the EEPROM 70 is compared with the angle data read value from the encoder IC 31, and several% (for example, 3% to 5%) of the fully open position data. ) The energization rate to the electric motor 2 is reduced by the PWM control of the motor drive circuit 60 in front, and the energization is stopped and the motor regenerative braking circuit 61 applies the brake when it becomes 0.5% or less of the fully opened position data. To.
At this time, if the angle data read value exceeds the fully open position data of the EEPROM 70, the electric motor 2 is reversely rotated in the closing direction, and the energization is stopped when it falls within + 0.5% of the fully open position data. At the same time, braking is applied by the motor regenerative braking circuit 61.

(16)角度データ読取値が、EEPROM70の全開位置データの93%以上になったときに、入出力インターフェース回路64により、開閉出力信号として全開信号を出力する。このときの閾値である93%は、ファームウェアの設定、もしくは図示しないDIPスイッチの設定で変更するものとする。このように、ロータリーエンコーダ30で読み取る角度データを常時監視し、予め設定した閾値と比較して信号を出力する構成であるため、拡張性を発揮可能であり、閾値を任意に設定することも可能になる。 (16) When the angle data read value becomes 93% or more of the full open position data of the EEPROM 70, the input / output interface circuit 64 outputs a full open signal as an open / close output signal. The threshold value 93% at this time is changed by firmware setting or DIP switch setting (not shown). As described above, since the angle data read by the rotary encoder 30 is constantly monitored and a signal is output in comparison with a preset threshold value, the expandability can be exhibited and the threshold value can be arbitrarily set. become.

(17)開方向の指令運転において、EEPROM70の全開位置データとエンコーダIC31による角度データ読取値を比較し、予め設定した時間(例えば開閉時間×1.5)を経過しても全開位置データの±0.5%以内に収まらない場合には、電動モータ2への通電をオフとし、入出力インターフェース回路64よりエラー信号を出力する。 (17) In the command operation in the opening direction, the fully open position data of the EEPROM 70 is compared with the angle data read value by the encoder IC 31, and the ± of the fully open position data is ± even if a preset time (for example, opening / closing time × 1.5) elapses. If it does not fall within 0.5%, the power supply to the electric motor 2 is turned off and an error signal is output from the input / output interface circuit 64.

(18)一方、手順(15)における開閉指令が全閉指令であるときには、EEPROM70に記録された全閉位置データとエンコーダIC31からの角度データ読取値を比較し、全閉位置データの数%(例えば3%〜5%)手前でモータ駆動回路60のPWM制御により電動モータ2への通電率を低減させ、全閉位置データの0.5%以下になったら通電を中止すると共に、モータ回生制動回路61で制動を掛けるようにする。
その際、角度データ読取値が、EEPROM70の全閉位置データを超えている場合には、開方向に電動モータ2を逆回転させ、全閉位置データの−0.5%以下に収まったときに通電を中止すると共に、モータ回生制動回路61で制動を掛けるようにする。
(18) On the other hand, when the opening / closing command in the procedure (15) is a full-close command, the full-close position data recorded in the EEPROM 70 is compared with the angle data read value from the encoder IC31, and the percentage of the full-close position data ( (For example, 3% to 5%) The energization rate to the electric motor 2 is reduced by the PWM control of the motor drive circuit 60 just before the energization is stopped and the motor regenerative braking is stopped when it becomes 0.5% or less of the fully closed position data. The circuit 61 applies braking.
At that time, if the angle data read value exceeds the fully closed position data of the EEPROM 70, the electric motor 2 is rotated in the reverse direction in the open direction and is within -0.5% of the fully closed position data. The energization is stopped and braking is applied by the motor regenerative braking circuit 61.

(19)角度データ読取値が、EEPROM70の全閉位置データの7%以下になったときに、入出力インターフェース回路64より、開閉出力信号として全閉信号を出力する。このときの閾値である7%は、ファームウェアの設定、もしくはDIPスイッチの設定で変更するものとする。 (19) When the angle data read value becomes 7% or less of the fully closed position data of the EEPROM 70, the input / output interface circuit 64 outputs a fully closed signal as an open / close output signal. The threshold value 7% at this time is changed by firmware setting or DIP switch setting.

(20)閉方向の指令運転において、EEPROM70の全閉位置データとエンコーダIC31による角度データ読取値を比較し、予め設定した時間(例えば開閉時間×1.5)を経過しても全閉位置データの±0.5%以内に収まらない場合には、電動モータ2への通電をオフとし、入出力インターフェース回路64よりエラー信号を出力する。 (20) In the command operation in the closing direction, the fully closed position data of the EEPROM 70 is compared with the angle data read value by the encoder IC 31, and the fully closed position data is passed even if a preset time (for example, opening / closing time × 1.5) elapses. If it does not fall within ± 0.5% of the above, the power supply to the electric motor 2 is turned off and an error signal is output from the input / output interface circuit 64.

(21)ここで、図3(b)における略180°の規制溝46を有する治具6を用いて180°の開閉制御或は中間開度に停止させる際には、モード設定回路66で動作モードを設定する。中間開度に設定する場合、EEPROM70に記録された全開・全閉位置データの中心値を中間位置データとしてEEPROM70に演算によりあらたに記録設定し、中間位置でも停止できるようにファームウェアのルーチンを切替えて対応する。 (21) Here, when the jig 6 having the restriction groove 46 of about 180 ° in FIG. 3B is used to stop the opening / closing at 180 ° or the intermediate opening, the mode setting circuit 66 operates. Set the mode. When setting to the intermediate opening, the central value of the full-open / full-closed position data recorded in the EEPROM 70 is newly recorded and set in the EEPROM 70 as intermediate position data, and the firmware routine is switched so that it can also stop at the intermediate position. Correspond.

(22)中間位置の指令運転において、EEPROM70に記録された中間位置データとエンコーダIC31による角度データ読取値を比較し、予め設定した時間(例えば開閉時間×1.5)を経過しても中間位置データの±0.5%以内に収まらない場合には、電動モータ2への通電をオフとし、入出力インターフェース回路64によりエラー信号を出力する。 (22) In the intermediate position command operation, the intermediate position data recorded in the EEPROM 70 and the angle data read value by the encoder IC 31 are compared, and even if a preset time (for example, opening / closing time × 1.5) has elapsed, the intermediate position If it does not fall within ± 0.5% of the data, the power supply to the electric motor 2 is turned off and an error signal is output by the input / output interface circuit 64.

本発明のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造は、出力軸4と同軸に設けた制御軸22側にロータリーエンコーダ30を設け、ステム12と接続される出力軸4側のバルブ固定位置の基台15の雌螺子14を介して治具6を固定し、この治具6により出力軸4の回転を規制したときに、制御軸22の状態をロータリーエンコーダ30で計測してバルブ開閉位置を設定しているため、マイクロスイッチやカムを用いることなく、アクチュエータ1単独で出力軸4のバルブ開閉位置の調整をおこなうことができる。   The open / close position setting structure of the electric actuator for valve according to the present invention includes a rotary encoder 30 on the control shaft 22 side provided coaxially with the output shaft 4, and a base of the valve fixing position on the output shaft 4 side connected to the stem 12. When the jig 6 is fixed via 15 female screws 14 and the rotation of the output shaft 4 is restricted by the jig 6, the state of the control shaft 22 is measured by the rotary encoder 30 to set the valve opening / closing position. Therefore, the valve opening / closing position of the output shaft 4 can be adjusted by the actuator 1 alone without using a microswitch or a cam.

この場合、ロータリーエンコーダ30が、非接触のエンコーダIC31、マグネット32を有し、エンコーダIC31を基板5に搭載し、このエンコーダIC31に対向してマグネット32を制御軸22の上端にホルダ33を用いて一体に装着していることにより、これらを接触させることなく配置でき、調整工数を削減しつつ簡便かつ正確に取付けできる。このため長寿命を延長でき、マイクロスイッチの接点が中立点に位置する現象による出力信号の不正な発生も防止する。   In this case, the rotary encoder 30 has a non-contact encoder IC 31 and a magnet 32, the encoder IC 31 is mounted on the substrate 5, and the magnet 32 is opposed to the encoder IC 31 using a holder 33 at the upper end of the control shaft 22. By mounting them integrally, they can be arranged without contacting them, and can be attached easily and accurately while reducing the number of adjustment steps. For this reason, it is possible to extend the long life, and to prevent the illegal generation of the output signal due to the phenomenon that the contact point of the microswitch is located at the neutral point.

エンコーダIC31、φ8mm〜φ10mmによるマグネット32を使用していることで小型化したロータリーエンコーダ30を構成し、アクチュエータ1の高さ寸法を低く抑えて全体のコンパクト化に寄与する。   By using the encoder IC 31 and the magnet 32 of φ8 mm to φ10 mm, the rotary encoder 30 that is miniaturized is configured, and the height of the actuator 1 is kept low, contributing to the overall compactness.

一組のエンコーダIC31とマグネット32とを面実装により配設していることで部品点数を削減でき、アクチュエータ1内部に複雑な配線を必要とすることもなく、これらを細かく位置決め調整しつつ配置する必要もない。   By arranging a set of encoder IC 31 and magnet 32 by surface mounting, the number of parts can be reduced, and complicated wiring is not required in the actuator 1, and these are arranged with fine positioning and adjustment. There is no need.

電動モータ2への電圧をモータ駆動回路内の半導体(MOS_FET、パワートランジスタ)スイッチでオンオフできることで、機械的接点部によるアーク放電を阻止し、接触抵抗の増加や発熱による各部品の接点部の摩耗、溶け込み、微溶着などによる動作不良を排除できる。これに加えて、電極の溶解を回避することで接点部分の金属転移が無く、復帰不良(ロッキング)の発生も防止する。
さらに、アクチュエータ1の使用環境に硫化ガス等のガスが存在する場合でも、接点部に絶縁物が生成付着することがない。
Since the voltage to the electric motor 2 can be turned on and off by a semiconductor (MOS_FET, power transistor) switch in the motor drive circuit, arc discharge by the mechanical contact part is prevented, and the contact part of each part is worn due to increased contact resistance or heat generation. It is possible to eliminate malfunctions caused by melting, fine welding, and the like. In addition, by avoiding dissolution of the electrode, there is no metal transition at the contact portion, and the occurrence of return failure (rocking) is also prevented.
Furthermore, even when a gas such as a sulfide gas exists in the environment where the actuator 1 is used, an insulator is not generated and adhered to the contact portion.

前述のようにエンコーダIC31とマグネット32とが接触していないため、アクチュエータ1が車両などの振動や衝撃が発生しやすい環境下に配置される場合にも、破損、接点障害、誤作動を防いで長寿命化を図ることができる。制御軸22にその回転を検知するための側圧が加わることもないため、長期間の使用後にも制御軸22のガタを抑えて出力軸4の回転角度が変化するおそれもない。   As described above, since the encoder IC 31 and the magnet 32 are not in contact with each other, even when the actuator 1 is disposed in an environment where vibrations and impacts are likely to occur, such as a vehicle, damage, contact failure, and malfunction can be prevented. Long life can be achieved. Since the side pressure for detecting the rotation is not applied to the control shaft 22, there is no possibility that the rotation angle of the output shaft 4 is changed by suppressing the backlash of the control shaft 22 even after long-term use.

バルブ10が、90°開閉の二方型、或は180°回転する三方型の何れのボール弁の場合でも、対応する治具6をアクチュエータ1に装着すれば容易に対応でき、アクチュエータ1の内部機構、ハードウェア、ファームウェアによって「自動角度設定モード」の角度調整時に規制溝の異なる治具6を用いるだけで、必要とするバルブの制御角度に設定できる。さらに、規制溝の角度を変えるようにすれば、任意の動作角度に設定することもできるため汎用性が高い。   Regardless of whether the valve 10 is a two-way ball valve that opens and closes 90 ° or a three-way ball valve that rotates 180 °, it can be easily handled by mounting the corresponding jig 6 on the actuator 1. The required control angle of the valve can be set by simply using the jig 6 having a different regulating groove when adjusting the angle in the “automatic angle setting mode” by the mechanism, hardware, and firmware. Furthermore, if the angle of the restricting groove is changed, it can be set to an arbitrary operation angle, so that versatility is high.

なお、前述した電動アクチュエータをボール弁以外のバルブに搭載して開閉位置を設定するようにしてもよく、例えば、バタフライ弁に搭載してその開閉位置を設定する場合、そのサイズや弁翼差値などの異なる仕様に応じて、異なる規制溝を有する治具を予め準備するようにすれば、前述の場合と同様に開閉位置の調整を簡単に実施できる。   The electric actuator described above may be mounted on a valve other than the ball valve to set the open / close position. For example, when the open / close position is set on a butterfly valve, the size or valve blade difference value may be set. If a jig having different restriction grooves is prepared in advance according to different specifications such as, the opening / closing position can be easily adjusted as in the case described above.

本発明は、ステッピングモータのような高精度のモータを使用したアクチュエータ以外の汎用的なモータで動作するアクチュエータに特に有効であり、制御角度データ格納用としてEEPROMのような不揮発性メモリを使用していれば、簡便な構造にしつつバルブ開閉位置をステッピングモータを使用した場合と同様に正確に設定することができる。   The present invention is particularly effective for an actuator that operates with a general-purpose motor other than an actuator that uses a high-precision motor such as a stepping motor, and uses a nonvolatile memory such as an EEPROM for storing control angle data. Then, the valve opening / closing position can be accurately set as in the case of using the stepping motor while having a simple structure.

上記実施形態では、出力軸(制御軸)の回転状態を計測するためにロータリーエンコーダを用いているが、例えばジャイロセンサのような出力軸の回転角度を計測する装置を用いるようにしてもよい。   In the above embodiment, the rotary encoder is used to measure the rotation state of the output shaft (control shaft). However, for example, a device that measures the rotation angle of the output shaft such as a gyro sensor may be used.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope does not depart from the spirit of the invention described in the claims of the present invention. Thus, various changes can be made.

1 バルブ用電動アクチュエータ
2 DCブラシレスモータ(電動モータ)
3 減速歯車列
4 出力軸
6 治具
10 ボール弁(バルブ)
11 弁体
12 ステム
14 雌螺子
20 凹状溝
22 制御軸
30 ロータリーエンコーダ
31 エンコーダIC
32 マグネット(被検出体)
41 取付部材
42 回転部材
43 突起部
45 規制溝
51 嵌合部
52 規制部
1 Electric actuator for valve 2 DC brushless motor (electric motor)
3 Reduction gear train 4 Output shaft 6 Jig 10 Ball valve
11 Valve body 12 Stem 14 Female screw 20 Concave groove 22 Control shaft 30 Rotary encoder 31 Encoder IC
32 Magnet (Detected object)
41 Mounting member 42 Rotating member 43 Protruding part 45 Restricting groove 51 Fitting part 52 Restricting part

Claims (8)

電動モータの回転が減速歯車列を介して出力軸に伝達されるアクチュエータと、このアクチュエータの出力軸に弁体のステムが接続されて回転駆動されるバルブとの開閉位置を設定するための開閉位置設定構造であって、前記出力軸と同軸に設けられた制御軸の回転角度を計測するロータリーエンコーダと、前記出力軸側のバルブの固定位置に着脱自在に固定されて前記出力軸をバルブ開閉位置に回転規制する治具とが設けられ、この治具で前記出力軸の回転が規制されたときの前記制御軸の状態を前記ロータリーエンコーダで計測して前記アクチュエータのバルブ開閉位置が設定されることを特徴とするバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造。   Open / close position for setting the open / close position of an actuator in which the rotation of the electric motor is transmitted to the output shaft via the reduction gear train and the valve driven by the stem of the valve body connected to the output shaft of the actuator A rotary encoder for measuring a rotation angle of a control shaft provided coaxially with the output shaft; and a valve open / close position where the output shaft is detachably fixed to a fixed position of the valve on the output shaft side. A rotation restricting jig is provided, and when the rotation of the output shaft is restricted by the jig, the state of the control shaft is measured by the rotary encoder, and the valve opening / closing position of the actuator is set. An open / close position setting structure for an electric actuator for valves. 前記治具は、前記アクチュエータに形成されたバルブ固定用の雌螺子に挿着可能な突起部を有し、この突起部を介して前記アクチュエータのバルブ取付け位置に固定される請求項1に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造。   2. The jig according to claim 1, wherein the jig has a protrusion that can be inserted into a female screw for fixing a valve formed on the actuator, and is fixed to a valve mounting position of the actuator via the protrusion. Opening / closing position setting structure of electric actuator for valves. 前記治具は、前記アクチュエータへの取付け用の取付部材を有し、この取付部材に形成された規制溝に対して回転する回転部材が取付けられ、この回転部材は、前記出力軸の端部に形成された凹状溝に凹凸嵌合して前記出力軸と同軸に回転させる嵌合部を有し、この嵌合部の遠心方向に突出して形成された規制部が前記規制溝のバルブ開閉位置で当接して前記出力軸を前記ステムの回転角度に規制する状態に設けられた請求項1又は2に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造。   The jig includes a mounting member for mounting to the actuator, and a rotating member that rotates with respect to a restriction groove formed on the mounting member is mounted. The rotating member is attached to an end of the output shaft. It has a fitting part that is concavo-convexly fitted into the formed concave groove and rotates coaxially with the output shaft, and the restriction part that protrudes in the centrifugal direction of the fitting part is at the valve opening / closing position of the restriction groove The open / close position setting structure of the electric actuator for valves according to claim 1, wherein the open / close position is set in a state where the output shaft is in contact with the stem and the stem is restricted to a rotation angle. 前記規制溝が略90°或は略180°に形成された請求項3に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造。   The opening / closing position setting structure of the electric actuator for valves according to claim 3, wherein the restriction groove is formed at approximately 90 ° or approximately 180 °. 前記ロータリーエンコーダは、非接触のエンコーダICを有し、このエンコーダICに対向して前記制御軸の上端側に被検出体が一体に装着された請求項1乃至4の何れか1項に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定構造。   5. The rotary encoder according to claim 1, wherein the rotary encoder has a non-contact encoder IC, and a detection target is integrally mounted on an upper end side of the control shaft so as to face the encoder IC. Opening / closing position setting structure of electric actuator for valves. 電動モータの回転が減速歯車列を介して出力軸に伝達されるアクチュエータと、このアクチュエータの出力軸に弁体のステムが接続されて回転駆動されるバルブとの開閉位置を設定する開閉位置設定方法であって、前記出力軸と同軸に設けられた制御軸にその回転角度を計測するロータリーエンコーダを設けると共に、前記出力軸側のバルブ固定位置に前記出力軸をバルブ開閉位置に規制する治具を着脱自在に固定し、この治具で前記出力軸の回転を規制したときの前記制御軸の状態を前記ロータリーエンコーダで計測し、前記アクチュエータのバルブ開閉位置を設定するようにしたことを特徴とするバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法。   Opening / closing position setting method for setting an opening / closing position of an actuator in which rotation of an electric motor is transmitted to an output shaft via a reduction gear train and a valve driven by a stem of a valve body connected to the output shaft of the actuator A control shaft provided coaxially with the output shaft is provided with a rotary encoder for measuring a rotation angle thereof, and a jig for restricting the output shaft to a valve opening / closing position at a valve fixing position on the output shaft side. It is detachably fixed, and the state of the control shaft when the rotation of the output shaft is restricted by this jig is measured by the rotary encoder, and the valve opening / closing position of the actuator is set. Open / close position setting method for electric actuator for valves. 前記治具を前記アクチュエータから取外し、この治具の取付け位置にバルブを接続してこのバルブのステムを前記出力軸と同軸に回転させるようにした請求項6に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法。   The opening / closing position of the electric actuator for valves according to claim 6, wherein the jig is removed from the actuator, a valve is connected to a mounting position of the jig, and a stem of the valve is rotated coaxially with the output shaft. Setting method. 前記出力軸が前記治具で規制される直前で、前記出力軸の回転を減速させるようにした請求項6又は7に記載のバルブ用電動アクチュエータの開閉位置設定方法。   The opening / closing position setting method of the electric actuator for valves according to claim 6 or 7, wherein the rotation of the output shaft is decelerated immediately before the output shaft is regulated by the jig.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934301A (en) * 2021-03-08 2021-06-11 成都艾科斯伦医疗科技有限公司 Test tube rack locking and unlocking calibration method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001099347A (en) * 1999-09-30 2001-04-10 Canon Precision Inc Valve actuator unit control circuit device
JP2006115610A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Kitz Corp Control method of actuator for valve
JP2009162366A (en) * 2008-01-10 2009-07-23 Fuji Koki Corp Motor-operated valve and its assembling method
JP2011074935A (en) * 2009-09-29 2011-04-14 Yamatake Corp Actuator, control valve, and method of calibrating real opening converting characteristic of actuator
JP2013249810A (en) * 2012-06-01 2013-12-12 Mikuni Corp Cooling water-control valve
CN104089024A (en) * 2014-06-27 2014-10-08 珠海格力电器股份有限公司 Limiting structure and pressure drop device
JP2016125554A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社鷺宮製作所 Process of manufacture of electric valve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001099347A (en) * 1999-09-30 2001-04-10 Canon Precision Inc Valve actuator unit control circuit device
JP2006115610A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Kitz Corp Control method of actuator for valve
JP2009162366A (en) * 2008-01-10 2009-07-23 Fuji Koki Corp Motor-operated valve and its assembling method
JP2011074935A (en) * 2009-09-29 2011-04-14 Yamatake Corp Actuator, control valve, and method of calibrating real opening converting characteristic of actuator
JP2013249810A (en) * 2012-06-01 2013-12-12 Mikuni Corp Cooling water-control valve
CN104089024A (en) * 2014-06-27 2014-10-08 珠海格力电器股份有限公司 Limiting structure and pressure drop device
JP2016125554A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社鷺宮製作所 Process of manufacture of electric valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934301A (en) * 2021-03-08 2021-06-11 成都艾科斯伦医疗科技有限公司 Test tube rack locking and unlocking calibration method
CN112934301B (en) * 2021-03-08 2022-12-23 成都艾科斯伦医疗科技有限公司 Test tube rack locking and unlocking calibration method

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