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公開番号2024115880
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-27
出願番号2023021761
出願日2023-02-15
発明の名称流量調整弁及びそれを用いる流量制御装置
出願人株式会社ニッキ
代理人弁理士法人平和国際特許事務所
主分類F02D 11/10 20060101AFI20240820BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】流体の流量を調整しながら制御を行うための流量調整弁について、簡易な構成で高精度な流量制御を行えるようにする。
【解決手段】流体が通過する流体通路を形成したボディ10と、弁体21と、弁軸22と、ACサーボモータ40と、を有し、開度センサで前記弁体21の開度を検知しながら前記ACサーボモータ40を回動操作することで前記弁体21の開度を変更して前記流体の流量を調整する流量調整弁1Aにおいて、前記開度センサは、前記ACサーボモータ40に付設された角度位置センサ50が兼ねるものとされ、前記弁体21側及び前記弁軸22側に開度センサを備えていない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流体が通過する流体通路を形成したボディと、
前記流体通路を開閉する弁体と、
回動可能に前記ボディに支持されるとともに前記弁体と結合した弁軸と、
出力軸が前記弁軸に接続されたＡＣサーボモータと、を有し、
前記弁体の開度を開度センサで検知しながら前記ＡＣサーボモータの前記出力軸を回動操作することで、前記弁軸を介して前記弁体の開度を変更して前記流体の流量を調整する流量調整弁において、
前記開度センサは、前記ＡＣサーボモータに付設された角度位置センサが兼ねるものとされ、前記弁体側及び前記弁軸側に開度センサを備えていない、ことを特徴とした流量調整弁。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記出力軸と前記弁軸の間には歯車が介装されており、前記角度位置センサが検出した角度位置に前記出力軸と前記弁軸の回転比率に応じた係数を掛けることにより、前記弁体の開度を推定しながら前記流体の流量の調整を行う、ことを特徴とする請求項１に記載した流量調整弁。
【請求項３】
請求項２記載の前記流量調整弁に付設又は接続されて前記角度位置センサの検出データが入力されるとともに前記ＡＣサーボモータの駆動操作を行う流量制御装置であって、前記角度位置センサが検出した前記角度位置に前記出力軸と前記弁軸の回転比率に応じた係数を掛けて前記弁体の開度を推定しながら前記流量調整弁の制御を実行する、ことを特徴とした流量制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量調整弁及びそれを用いる流量制御装置に関し、殊に、ＡＣサーボモータを使用して弁体の精密な開閉操作を行う流量調整弁、及びそれに接続されてそれを制御に用いる流量制御装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
空気やエンジンの排気ガスなどの流体による流量を調整する弁（バルブ）を、例えばＤＣモータやステッピングモータなどの電動モータ駆動で精密に開閉操作する方式を採用した流量調整弁が周知であるが、例えば図６に示した、ＤＣモータ４０Ｂを用いた流量調整弁１Ｂのように、弁体２１の開閉角度であるバルブ開度を検知するために、前記弁体２１と結合した弁軸２２の軸線上に開度センサ（角度位置センサ）３１および検知用のマグネット３２を搭載しているのが一般的である。
【０００３】
前記開度センサには、接触式（抵抗式）や非接触式（磁力式）など、様々な方式のものが採用されており、いずれの方式においても、弁体の開度を検知するための種々の部品を搭載する必要があるため、流量調整弁のコンパクト化や低コスト化を困難にする一つの要因となっている。
【０００４】
また、流量調整弁における弁体の駆動手段として使用される電動モータとして、モータの回動状態に応じたその出力軸の角度位置を正確に制御することができるＡＣサーボモータを用いることも知られている。
【０００５】
例えば図７に示した、ＡＣサーボモータ４０Ｃを用いた流量調整弁１Ｃのように、前記ＡＣサーボモータ４０Ｃは、出力軸４１と、前記出力軸４１の周りに設置したロータ４２およびステータ４３と、前記出力軸４１が回動した角度位置を検出する角度位置センサ５０とを備えているのが通常であり、前記出力軸４１の回動角度を検出する出力側の角度位置センサ（エンコーダ）５０と、弁軸２２の回動角度を弁体２１の開度として検出する前記弁体２１側の開度センサ３１の２つのセンサを備えていることから、部品点数が増加しており、構造の複雑化や製品コストの高騰に繋がっている。
【０００６】
一方、上述した流量調整弁１Ｂ，１Ｃや、例えば特開平６－９３８８８号公報（特許文献１）に記載された発明のように、モータ側の出力軸と弁体側の弁軸の間には、回動速度変換用の歯車６１，７１，７２，８１等が介装されているのが一般的であることから（図６，図７参照）、前記弁体２１側の前記開度センサ３１で検出した角度と出力側の前記角度位置センサ５０で検出した角度は一致しないため、前記開度センサ３１による検出データをそのまま使用してモータの駆動制御を実行することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平６－９３８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、流体の流量を調整しながら制御を行うための流量調整弁について、簡易な構成で高精度な流量制御を行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、流体が通過する流体通路を形成したボディと、前記流体通路を開閉する弁体と、回動可能に前記ボディに支持されるとともに前記弁体と結合した弁軸と、出力軸が前記弁軸に接続されたＡＣサーボモータと、を有し、前記弁体の開度を開度センサで検知しながら前記ＡＣサーボモータの前記出力軸を回動操作することで、前記弁軸を介して前記弁体の開度を変更して前記流体の流量を調整する流量調整弁において、前記開度センサは、前記ＡＣサーボモータに付設された角度位置センサが兼ねるものとされ、前記弁体側及び前記弁軸側に開度センサを備えていない、ことを特徴とする。
【００１０】
このように、流量調整弁に備えられたＡＣサーボモータに付設されている角度位置センサによる検出データを、弁体の開度（バルブ角度）を検知するためのデータとして前記弁体の開閉制御に使用するものとして、前記弁体や前記弁軸側に開度センサを備えていない構成の流量調整弁としたことにより、簡易な構成で高精度な流量制御が可能となり、また、製品のコンパクト化も可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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