閥促動(dòng)器、閥裝置以及閥促動(dòng)器的控制方法
【專利摘要】一種閥促動(dòng)器、閥裝置以及閥促動(dòng)器的控制方法，可將閥芯關(guān)閉而不會(huì)對(duì)閥座施加過度的接觸壓力。該閥促動(dòng)器(10)具有：驅(qū)動(dòng)源(11)、將驅(qū)動(dòng)源(11)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給外部的閥芯(12)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(13)、以及對(duì)閥芯(12)的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置檢測(cè)單元(14)，并設(shè)有：對(duì)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(13)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元(39)、以及根據(jù)扭矩計(jì)測(cè)單元(39)的測(cè)定值使驅(qū)動(dòng)源(11)停止的控制單元(15)，控制單元(15)根據(jù)位置計(jì)測(cè)單元(14)所檢測(cè)的閥芯(12)的位置，對(duì)作為向驅(qū)動(dòng)源(11)發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、扭矩計(jì)測(cè)單元(39)的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
【專利說明】閥促動(dòng)器、閥裝置以及閥促動(dòng)器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)閥芯進(jìn)行開閉控制的閥促動(dòng)器、具有該閥促動(dòng)器的閥裝置以及閥促動(dòng)器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閥促動(dòng)器有這樣的結(jié)構(gòu):當(dāng)利用扭矩限制器檢測(cè)出超過額定扭矩值的扭矩時(shí)停止驅(qū)動(dòng)源，防止閥芯等產(chǎn)生損傷，其具體例子記載在專利文獻(xiàn)1、2中。其利用了這樣的特性:當(dāng)閥芯的開閉動(dòng)作受到障礙物妨礙時(shí)，閥促動(dòng)器上產(chǎn)生的扭矩就上升。
[0003]另外，閉動(dòng)作中的閥芯與閥座接觸時(shí)，閥促動(dòng)器上產(chǎn)生的扭矩上升，因此，將超過額定扭矩值作為觸發(fā)點(diǎn)而停止驅(qū)動(dòng)源，也可在閥芯關(guān)閉的狀態(tài)(閉狀態(tài))下停止驅(qū)動(dòng)源。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平5— 248413號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2010—121702號(hào)公報(bào)
[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]但是，在閥芯對(duì)閥座施加接觸壓力的狀態(tài)下，當(dāng)使閥芯向進(jìn)一步按壓閥座的方向少許移動(dòng)時(shí)，施加在閥座上的接觸壓力就過大，會(huì)使閥座破損。
[0008]驅(qū)動(dòng)源的輸出一般由減速機(jī)構(gòu)減速后再驅(qū)動(dòng)閥芯，向驅(qū)動(dòng)源送出停止信號(hào)后至實(shí)際閥芯停止動(dòng)作之前，閥芯因慣性而向閉方向移動(dòng)，這種情況得到了本發(fā)明的發(fā)明人們的確認(rèn)。
[0009]因此，在事先對(duì)關(guān)閉閥芯的狀態(tài)下所產(chǎn)生的扭矩值進(jìn)行計(jì)測(cè)、僅將該值設(shè)定為扭矩極限的情況下，當(dāng)閥芯停止動(dòng)作時(shí)，施加在閥座上的接觸壓力大于設(shè)想的值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明是鑒于這種情況而做成的，其目的在于提供一種閥促動(dòng)器、閥裝置以及閥促動(dòng)器的控制方法，能將閥芯關(guān)閉而不會(huì)對(duì)閥座施加過大的接觸壓力。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]實(shí)現(xiàn)上述目的的第I發(fā)明的閥促動(dòng)器，具有:驅(qū)動(dòng)源、將所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給外部的閥芯的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、以及對(duì)所述閥芯的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置計(jì)測(cè)單元，該閥促動(dòng)器設(shè)有:對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元、以及根據(jù)所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值使所述驅(qū)動(dòng)源停止的控制單元，所述控制單元根據(jù)所述位置計(jì)測(cè)單元所檢測(cè)的所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
[0013]在第I發(fā)明的閥促動(dòng)器中，所述控制單元最好是，因檢測(cè)出所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置而將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
[0014]在第I發(fā)明的閥促動(dòng)器中，所述控制單元最好是，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述扭矩計(jì)測(cè)單元所測(cè)定的值。
[0015]在第I發(fā)明的閥促動(dòng)器中，所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)最好是，具有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸因該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩為小于所述第2值的第3值以上而進(jìn)行移動(dòng)，所述扭矩計(jì)測(cè)單元最好是，具有對(duì)所述旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)量進(jìn)行計(jì)測(cè)的位置測(cè)量?jī)x。
[0016]實(shí)現(xiàn)上述目的的第2發(fā)明的閥裝置，具有:對(duì)流路進(jìn)行開閉的閥芯、驅(qū)動(dòng)源、將所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述閥芯的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、以及對(duì)所述閥芯的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置計(jì)測(cè)單元，該閥裝置設(shè)有:對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元、以及根據(jù)所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值使所述驅(qū)動(dòng)源停止的控制單元，所述控制單元根據(jù)所述位置計(jì)測(cè)單元所檢測(cè)的所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
[0017]在第2發(fā)明的閥裝置中，所述控制單元最好是，因檢測(cè)出所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置而將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
[0018]在第2發(fā)明的閥裝置中，所述控制單元最好是，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述扭矩計(jì)測(cè)單元所測(cè)定的值。
[0019]實(shí)現(xiàn)上述目的的第3發(fā)明的閥促動(dòng)器的控制方法，該閥促動(dòng)器借助動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)賦予驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力而對(duì)閥芯進(jìn)行開閉，在該閥促動(dòng)器的控制方法中，設(shè)有對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行計(jì)測(cè)的扭矩計(jì)測(cè)單元，根據(jù)所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
[0020]在第3發(fā)明的閥促動(dòng)器的控制方法中，最好是，當(dāng)所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置時(shí)，將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
[0021]在第3發(fā)明的閥促動(dòng)器的控制方法中，最好是，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩的值。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]第I發(fā)明的閥促動(dòng)器、第2發(fā)明的閥裝置以及第3發(fā)明的閥促動(dòng)器的控制方法，根據(jù)閥芯的位置，對(duì)作為向驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。因此，在閥芯處于能與閥座接觸的位置的狀態(tài)、和閥芯處于不能與閥座接觸的位置的狀態(tài)下，能改變用于停止驅(qū)動(dòng)源的扭矩值。因此，能根據(jù)閥芯的位置而進(jìn)行這樣的控制:防止閥芯的開閉動(dòng)作受到障礙物的妨礙而產(chǎn)生損傷的控制、以及將閥芯關(guān)閉而不會(huì)將過度的接觸壓力施加在閥座上的控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的閥促動(dòng)器的說明圖。
[0025]圖2是該閥促動(dòng)器的俯視剖視圖。
[0026]圖3(A)、(B)分別是具有該閥促動(dòng)器的閥裝置的說明圖及其變形例的說明圖。
[0027]圖4是表示該閥促動(dòng)器的控制方法的流程圖。[0028]圖5是表示該閥促動(dòng)器的控制方法的流程圖。
[0029]符號(hào)說明
[0030]10:閥促動(dòng)器，11:驅(qū)動(dòng)源，12:閥芯，13:動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，14:位置計(jì)測(cè)單元，15:控制單元，16:輸出軸，17:電動(dòng)機(jī)，18、19:齒輪，20:旋轉(zhuǎn)軸，21、22、22a:軸承，23:蝸桿，24:套筒，25:蝸輪，26:軸承殼體，28:主軸，30:框體，31:閥裝置，32:閥座，33:殼體，34:盤簧，35:滑動(dòng)軸，36:位置測(cè)量?jī)x，37:支承部件，38:運(yùn)算器，39:扭矩計(jì)測(cè)單元，40:齒輪，41:盤簧，42:編碼器，43:運(yùn)算器，45:連接部件，46:手柄，47:盤簧，50:閥促動(dòng)器，51:閥裝置，52:套筒，53:主軸，54:閥芯，55:框體，56:閥座。
【具體實(shí)施方式】
[0031]接著，參照說明書附圖來說明將本發(fā)明具體化的實(shí)施方式，供理解本發(fā)明。
[0032]如圖1、圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施方式的閥促動(dòng)器10具有:驅(qū)動(dòng)源11、將驅(qū)動(dòng)源11的驅(qū)動(dòng)力傳遞給外部的閥芯12的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13、對(duì)閥芯12的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置檢測(cè)單元14、以及根據(jù)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13上產(chǎn)生的扭矩為使驅(qū)動(dòng)源11停止的控制單元15。
[0033]如圖1、圖2所示，閥促動(dòng)器10具有電動(dòng)機(jī)17,該電動(dòng)機(jī)17具有驅(qū)動(dòng)源11、以及由驅(qū)動(dòng)源11賦予驅(qū)動(dòng)力而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸出軸16。
[0034]驅(qū)動(dòng)源11被從外部供給電力，通過驅(qū)動(dòng)而使輸出軸16旋轉(zhuǎn)，借助固定在輸出軸16上的齒輪18及與齒輪18嚙合的齒輪19，將旋轉(zhuǎn)力賦予固定有齒輪19的旋轉(zhuǎn)軸20而使其旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸20以由軸承21、22、22a支承成旋轉(zhuǎn)自如的狀態(tài)而保持水平。
[0035]旋轉(zhuǎn)軸20上安裝有蝸桿23，在蝸桿23上，如圖2所示嚙合有固定在套筒24上的蝸輪25。
[0036]由軸承殼體26支承成旋轉(zhuǎn)自如并保持鉛直的套筒24具有內(nèi)螺紋構(gòu)造，該內(nèi)螺紋構(gòu)造嚙合有配置成鉛直的外螺紋即主軸28。主軸28隨著套筒24的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行升降，所述套筒24利用驅(qū)動(dòng)源11的驅(qū)動(dòng)而與旋轉(zhuǎn)軸20 —起旋轉(zhuǎn)。
[0037]如圖3(A)所示，閥促動(dòng)器10與安裝在主軸28的下端上的板狀的閥芯12和將閥芯12支承成升降自如的框體30 —起使用。并且，主要由閥促動(dòng)器10、對(duì)流路進(jìn)行開閉的閥芯12及殼體30構(gòu)成門式閥裝置31。
[0038]閥促動(dòng)器10，通過使閥芯12下降并使閥芯12的下端部與安裝在框體30上的閥座32抵接而將流路關(guān)閉，通過使閥芯12上升并使閥芯12的下端部離開閥座32而將流路打開。
[0039]這里，如圖1、圖2所示，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13主要包括:輸出軸16，齒輪18、19，旋轉(zhuǎn)軸20，蝸桿23，套筒24，蝸輪25，以及主軸28。驅(qū)動(dòng)源11的驅(qū)動(dòng)力通過動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13而賦予閥芯12，使閥芯12升降。
[0040]另外，如圖2所示，閥促動(dòng)器10具有插通旋轉(zhuǎn)軸20的殼體33，殼體33內(nèi)裝有對(duì)旋轉(zhuǎn)軸20作用力的盤簧34。盤簧34設(shè)在一側(cè)安裝有齒輪19的旋轉(zhuǎn)軸20的離開齒輪19的位置上，在旋轉(zhuǎn)軸20的軸向使齒輪19的某方向的力作用于旋轉(zhuǎn)軸20。在本實(shí)施方式中，固定有軸承22a，而軸承22設(shè)計(jì)成與旋轉(zhuǎn)軸20 —起移動(dòng),盤簧34通過軸承22而使力作用于旋轉(zhuǎn)軸20。
[0041]另外，也可采用不是盤簧的彈性體來代替盤簧34，例如也可使用螺旋彈簧。[0042]當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸20上產(chǎn)生的扭矩為規(guī)定值(第3值)以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸20克服盤簧34的力而向使盤簧34收縮的方向移動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)軸20移動(dòng)的現(xiàn)象，因由驅(qū)動(dòng)源11的動(dòng)作賦予力的閥芯12的動(dòng)作受障礙物妨礙而產(chǎn)生，或因閥芯12由于驅(qū)動(dòng)源11的動(dòng)作而向閥座32施加接觸壓力而產(chǎn)生。
[0043]在旋轉(zhuǎn)軸20上，通過滑動(dòng)軸35而連接有位置測(cè)量?jī)x36?；瑒?dòng)軸35以隨著旋轉(zhuǎn)軸20向旋轉(zhuǎn)軸20的軸向移動(dòng)而與旋轉(zhuǎn)軸20 —體地移動(dòng)的狀態(tài)下與旋轉(zhuǎn)軸20連接。由支承部件37支承的位置測(cè)量?jī)x36，根據(jù)滑動(dòng)軸35的移動(dòng)量計(jì)測(cè)旋轉(zhuǎn)軸20的移動(dòng)量，并能輸出該計(jì)測(cè)值。
[0044]如圖1所示，位置測(cè)量?jī)x36與運(yùn)算器38連接，運(yùn)算器38與控制單元15連接，運(yùn)算器38根據(jù)從位置測(cè)量?jī)x36輸出的滑動(dòng)軸35的移動(dòng)量的計(jì)測(cè)值，算出旋轉(zhuǎn)軸20上產(chǎn)生的扭矩。
[0045]在本實(shí)施方式中，主要由滑動(dòng)軸35、位置測(cè)量?jī)x36及運(yùn)算器38構(gòu)成對(duì)旋轉(zhuǎn)軸20上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩測(cè)定單元39。由于位置測(cè)量?jī)x36能連續(xù)檢測(cè)出滑動(dòng)軸35的移動(dòng)量，因此，扭矩計(jì)測(cè)單元39能正確地計(jì)測(cè)旋轉(zhuǎn)軸20上產(chǎn)生的扭矩。
[0046]另外，也可使用對(duì)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13的旋轉(zhuǎn)軸20以外的部件上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元，來代替扭矩計(jì)測(cè)單元39，此外，也可由隨旋轉(zhuǎn)軸20移動(dòng)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的軸和根據(jù)該軸的旋轉(zhuǎn)角度來計(jì)測(cè)旋轉(zhuǎn)軸20的移動(dòng)量的位置測(cè)量?jī)x構(gòu)成扭矩計(jì)測(cè)單元。另夕卜，控制單元15及運(yùn)算器38分別可由微機(jī)構(gòu)成。
[0047]控制單元15，以扭矩計(jì)測(cè)單元39測(cè)定出旋轉(zhuǎn)軸20的扭矩超過規(guī)定值為觸發(fā)點(diǎn)，向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)，防止對(duì)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13、閥芯12及主軸28等作用較大的力而產(chǎn)生不良情況。
[0048]這里，當(dāng)將作為控制單元15向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的扭矩計(jì)測(cè)單元39的測(cè)定值作為判定基準(zhǔn)值時(shí)，控制單元15根據(jù)閉動(dòng)作中的閥芯12的位置而分別使用二個(gè)不同的判定基準(zhǔn)值，確定向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的時(shí)間。
[0049]另外，如圖1、圖2所示，閥促動(dòng)器10設(shè)有對(duì)旋轉(zhuǎn)軸20的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行測(cè)定、根據(jù)該測(cè)定值檢測(cè)閥芯12的位置的位置計(jì)測(cè)單元14。如圖1所示，位置計(jì)測(cè)單元14可包括:隨著蝸輪25的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的齒輪40 ;與齒輪40 —體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸41 ;對(duì)旋轉(zhuǎn)軸41的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行計(jì)測(cè)的編碼器42 ;以及根據(jù)編碼器42的計(jì)測(cè)值算出閥芯12的位置的運(yùn)算器43。
[0050]控制單元15與運(yùn)算器43連接，被設(shè)計(jì)成可通過位置計(jì)測(cè)單元14檢測(cè)閥芯12的位置。
[0051]用百分比表示閥芯12的位置，若關(guān)閉狀態(tài)(閉狀態(tài))的閥芯2的位置設(shè)為0%、全開狀態(tài)的閥芯12的位置設(shè)為100%，則當(dāng)閥芯12進(jìn)行閉動(dòng)作時(shí)，控制單元15在閥芯12的位置超過1%且在100%以下的范圍，采用第I值作為判定基準(zhǔn)值，在閥芯12的位置為0%以上、1%以下的范圍，采用比第I值小的第2值作為判定基準(zhǔn)值。因此，閥芯12進(jìn)行閉動(dòng)作期間，作為控制單元15向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸20的扭矩值就因閥芯12的位置而有所不同。
[0052]另外，例如，第I值是80?120Nm范圍的值，第2值是20?60Nm范圍的值，旋轉(zhuǎn)軸20進(jìn)行移動(dòng)的第3值是比第2值小的10?20Nm范圍的值。另外，在本實(shí)施方式中，雖然將切換判定基準(zhǔn)值的閥芯12的位置設(shè)成1%，但并不限于此，例如，可設(shè)在0.5?5%范圍的位置。
[0053]下面，詳細(xì)說明閥芯12進(jìn)行閉動(dòng)作時(shí)的閥促動(dòng)器10的控制方法。
[0054]如圖4所示，當(dāng)閥芯12的閉動(dòng)作由于驅(qū)動(dòng)源11的動(dòng)作而開始(步驟SI)時(shí)，控制單元15通過位置計(jì)測(cè)單元14檢測(cè)閥芯12的位置(步驟S2)，判定檢測(cè)出的閥芯12的位置是否是1%(步驟S3) ο
[0055]并且，在閥芯12的位置超過1%時(shí)，控制單元15設(shè)定第I值為判定基準(zhǔn)值(步驟S4)，在閥芯12的位置為1%以下時(shí)，控制單元15設(shè)定第2值為判定基準(zhǔn)值(步驟S4’ )。
[0056]在設(shè)定第I值為判定基準(zhǔn)值時(shí)，控制單元15從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得旋轉(zhuǎn)軸20的扭矩測(cè)定值，將該測(cè)定值和第I值進(jìn)行比較(步驟S5)。并且，由控制單元15判定從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值是否超過第I值(步驟S6)，在該測(cè)定值超過第I值使，從控制單元15向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)，停止驅(qū)動(dòng)源11 (步驟S7)。在步驟S6中，作為從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值超過第I值的原因，被認(rèn)為是由障礙物妨礙了閥芯12的閉動(dòng)作和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)13的動(dòng)作。
[0057]在步驟S6中判定為從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值不超過第I值(即，測(cè)定值為第I值以下)時(shí)，控制單元15通過位置計(jì)測(cè)單元14檢測(cè)閥芯12的位置(步驟S8)，并判定檢測(cè)出的閥芯12的位置是否是1%以下(步驟S9)。
[0058]并且，在步驟S9，當(dāng)判定為閥芯12的位置不是1%以下(即，閥芯12的位置超過1%)時(shí)，返回到步驟S5。
[0059]另一方面，在步驟S9，當(dāng)判定為閥芯12的位置是1%以下時(shí)，則如圖5所示，控制單元15將判定基準(zhǔn)值從第I值切換成第2值，將第2值設(shè)定為判定基準(zhǔn)值(步驟S10)。因此，當(dāng)閥芯12被閉合至預(yù)定的位置時(shí)，判定基準(zhǔn)值就被切換。
[0060]步驟SlO之后，控制單元15從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得旋轉(zhuǎn)軸20的扭矩的測(cè)定值，將該測(cè)定值和第2值進(jìn)行比較(步驟Sll)。
[0061]接著，控制單元15對(duì)從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值是否超過第2值進(jìn)行判定(步驟S12)，在該測(cè)定值不超過第2值(即，測(cè)定值是第2值以下)時(shí)，返回到步驟SI I。
[0062]另一方面，在從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值超過第2值時(shí)，控制單元15向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)并使驅(qū)動(dòng)源11停止(步驟S13)。
[0063]這樣，在閥芯12的閉動(dòng)作的過程中，控制單元15根據(jù)閥芯12的位置切換判定基準(zhǔn)值，確定向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的時(shí)間。
[0064]從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得的測(cè)定值超過第2值，意味著閥芯12與閥座32抵接。這是因?yàn)?閉動(dòng)作中的閥芯12與閥座32抵接而對(duì)閥座32賦予力，從而根據(jù)作用與反作用的定律，由閥座32對(duì)閥芯12賦予打開閥芯12的方向的力。
[0065]并且，向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的控制單元15，在檢測(cè)出閥芯12的停止(步驟S14)后，從扭矩計(jì)測(cè)單元39獲得在閥芯12停止的狀態(tài)下、由扭矩計(jì)測(cè)單元39測(cè)定的旋轉(zhuǎn)軸20上產(chǎn)生的扭矩的測(cè)定值(步驟S15)。
[0066]在步驟S15中，控制單元15通過檢測(cè)扭矩計(jì)測(cè)單元39的測(cè)定值或位置計(jì)測(cè)單元14的測(cè)定值在規(guī)定時(shí)間不變化，從而就能檢測(cè)出閥芯12為閉狀態(tài)(關(guān)閉的狀態(tài))而停止動(dòng)作。[0067]驅(qū)動(dòng)源11有時(shí)也通過由齒輪18、19構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)或未圖示的其它的減速機(jī)構(gòu)與閥芯12連接，在向驅(qū)動(dòng)源11送出停止信號(hào)后，閥芯12因慣性而向?qū)⒏蟮呢?fù)載賦予閥座32的方向移動(dòng)后停止。因此，閥芯12按壓閥座32的力，從驅(qū)動(dòng)源11停止動(dòng)作一直增加到閥芯12實(shí)際停止動(dòng)作。
[0068]另外，控制單元15中預(yù)先設(shè)定有在關(guān)閉位置停止的閥芯12按壓閥座32的力的目標(biāo)值。該目標(biāo)值由各種實(shí)驗(yàn)確定，是閥座32不會(huì)因?yàn)閬碜蚤y芯12的按壓而破損、且能利用閥芯12將流路完全關(guān)閉的值。
[0069]控制單元15將步驟S15中獲得的扭矩計(jì)測(cè)單元39的測(cè)定值(以下也稱為“閥關(guān)閉值”)和預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，根據(jù)閥關(guān)閉值和目標(biāo)值的大小關(guān)系來補(bǔ)正第2值，并更新第2值(步驟S16)。
[0070]具體來說，當(dāng)閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，當(dāng)閥關(guān)閉值小于目標(biāo)值時(shí)，將第2值補(bǔ)正成比原有值大的值。
[0071]通過進(jìn)行這種補(bǔ)正，進(jìn)行了閉動(dòng)作的閥芯12停止時(shí)的閥關(guān)閉值接近目標(biāo)值，能可靠地防止閥座32的破損和閥座32的過度磨損。
[0072]另外，在閥關(guān)閉值等于目標(biāo)值時(shí)，不補(bǔ)正第2值，在下次的閥芯12的閉動(dòng)作時(shí)使用
原有值。
[0073]由于閥芯12反復(fù)按壓閥座32，故閥座32產(chǎn)生磨損或變形。因此，在將第2值設(shè)成固定值的情況下，已停止的閥芯12從閥座32接受的力因閥芯12反復(fù)的閉動(dòng)作而變化。因此，調(diào)整第2值、使閥關(guān)閉值接近目標(biāo)值，在防止閥座32破損或過度磨損方面、由閥芯12將流路可靠地關(guān)閉這方面是有效的。
[0074]另外，當(dāng)在步驟S3中閥芯12的位置被判定為1%以下、在步驟S4’中設(shè)定第2值為判定基準(zhǔn)值時(shí)，則如圖4、圖5所示，控制單元15進(jìn)行從步驟Sll到步驟S16的工序。
[0075]并且，當(dāng)將閥芯12打開時(shí)，控制單元15將判定基準(zhǔn)值固定為第I值，確定向驅(qū)動(dòng)源11發(fā)送停止信號(hào)的時(shí)間。
[0076]另外，如圖2、圖3(A)所示，閥促動(dòng)器10采用了這樣的設(shè)計(jì):具有可通過連接部件45與旋轉(zhuǎn)軸20連接的手柄46，即使在停止驅(qū)動(dòng)源11的狀態(tài)下，也能通過手動(dòng)使閥芯12動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，設(shè)有盤簧47，該盤簧47對(duì)手柄46作用使手柄46與連接部件45連接的方向的力，手柄46利用來自該盤簧47的力而與連接部件45連接。
[0077]如圖3 (A)所示，閥促動(dòng)器10用于門式閥裝置31，與此相對(duì)，作為閥促動(dòng)器10的變形例的閥促動(dòng)器50如圖3(B)所示，用于蝶式閥裝置51。
[0078]閥促動(dòng)器50，主要在套筒和主軸的連接、位置計(jì)測(cè)單元的結(jié)構(gòu)方面不同于閥促動(dòng)器10。
[0079]下面，對(duì)于閥促動(dòng)器50，以不同于閥促動(dòng)器10的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說明。
[0080]閥促動(dòng)器50具有由軸承殼體26支承成旋轉(zhuǎn)自如的套筒52、以及與該套筒52鍵連接的主軸53。
[0081]主軸53利用驅(qū)動(dòng)源11的驅(qū)動(dòng)與套筒52 —體地旋轉(zhuǎn)。
[0082]閥裝置51主要包括:閥促動(dòng)器50 ;固定在主軸53上、與主軸53 —體旋轉(zhuǎn)的板狀且圓形的閥芯54 ;以及將閥芯54支承成可旋轉(zhuǎn)的框體55。
[0083]并設(shè)計(jì)成:在框體55的內(nèi)側(cè)，安裝有與配置在關(guān)閉位置的閥芯54抵接的閥座56，通過將閥芯54按壓在閥座56上而可靠地將流路密閉。
[0084]閥促動(dòng)器50的未圖示的位置計(jì)測(cè)單元，具有對(duì)閥芯54的旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行檢測(cè)的構(gòu)造，將閥芯54與閥座56抵接的位置設(shè)為O度，將全開狀態(tài)的閥芯54的位置設(shè)為90度，并將閥芯54的位置以角度值輸出。閥促動(dòng)器50的未圖示的控制單元，在閥芯54的閉動(dòng)作的過程中，在從位置計(jì)測(cè)單元輸出的閥芯54的位置為I度的時(shí)刻，將判定基準(zhǔn)值從第I值切換成第2值。另外，將判定基準(zhǔn)值從第I值切換成第2值的閥芯54的位置，不限定于位I度，例如也可是0.5?3度的范圍。
[0085]以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于上述的方式，不脫離本發(fā)明宗旨的條件變更等完全是本發(fā)明的適用范圍。
[0086]例如，第2值也可不補(bǔ)正而維持相同的值，在該情況下，由于與補(bǔ)正第2值的情況相比，在較短的時(shí)間內(nèi)更換閥座，因此，能可靠地關(guān)閉閥芯，并且防止閥座的損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種閥促動(dòng)器，其特征在于，具有:驅(qū)動(dòng)源、將所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給外部的閥芯的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、以及對(duì)所述閥芯的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置計(jì)測(cè)單元， 該閥促動(dòng)器設(shè)有:對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元、以及根據(jù)所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值使所述驅(qū)動(dòng)源停止的控制單元，所述控制單元根據(jù)所述位置計(jì)測(cè)單元所檢測(cè)的所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
2.如權(quán)利要求1所述的閥促動(dòng)器，其特征在于，所述控制單元，因檢測(cè)出所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置而將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
3.如權(quán)利要求2所述的閥促動(dòng)器，其特征在于，所述控制單元，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述扭矩計(jì)測(cè)單元所測(cè)定的值。
4.如權(quán)利要求2或3所述的閥促動(dòng)器，其特征在于，所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸因該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩為小于所述第2值的第3值以上而進(jìn)行移動(dòng)，所述扭矩計(jì)測(cè)單元具有對(duì)所述旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)量進(jìn)行計(jì)測(cè)的位置測(cè)量?jī)x。
5.一種閥裝置，其特征在于，具有:對(duì)流路進(jìn)行開閉的閥芯、驅(qū)動(dòng)源、將所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力傳遞給所述閥芯的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、以及對(duì)所述閥芯的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置計(jì)測(cè)單元， 該閥裝置設(shè)有:對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行測(cè)定的扭矩計(jì)測(cè)單元、以及根據(jù)所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值使所述驅(qū)動(dòng)源停止的控制單元，所述控制單元根據(jù)所述位置計(jì)測(cè)單元所檢測(cè)的所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
6.如權(quán)利要求5所述的閥裝置，其特征在于，所述控制單元，因檢測(cè)出所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置而將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
7.如權(quán)利要求6所述的閥裝置，其特征在于，所述控制單元，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述扭矩計(jì)測(cè)單元所測(cè)定的值。
8.一種閥促動(dòng)器的控制方法，該閥促動(dòng)器借助動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)賦予驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力而對(duì)閥芯進(jìn)行開閉，該閥促動(dòng)器的控制方法的特征在于， 設(shè)有對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩進(jìn)行計(jì)測(cè)的扭矩計(jì)測(cè)單元，根據(jù)所述閥芯的位置，對(duì)作為向所述驅(qū)動(dòng)源發(fā)送停止信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)的、所述扭矩計(jì)測(cè)單元的測(cè)定值的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行切換。
9.如權(quán)利要求8所述的閥促動(dòng)器的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述閥芯已被閉合至預(yù)定的位置時(shí)，將所述判定基準(zhǔn)值從第I值切換成比該第I值小的第2值。
10.如權(quán)利要求9所述的閥促動(dòng)器的控制方法，其特征在于，在閥關(guān)閉值大于目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值小的值，在所述閥關(guān)閉值小于所述目標(biāo)值時(shí)，將所述第2值補(bǔ)正成比原有值大的值，所述閥關(guān)閉值是所述閥芯為閉狀態(tài)而停止時(shí)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生的扭矩的值。
【文檔編號(hào)】F16K31/04GK103939667SQ201310109636
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】長(zhǎng)井信貴, 久木田大輔, 森正和 申請(qǐng)人:西部電機(jī)株式會(huì)社