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JPH0512591B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0512591B2
JPH0512591B2 JP62161137A JP16113787A JPH0512591B2 JP H0512591 B2 JPH0512591 B2 JP H0512591B2 JP 62161137 A JP62161137 A JP 62161137A JP 16113787 A JP16113787 A JP 16113787A JP H0512591 B2 JPH0512591 B2 JP H0512591B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
load torque
torque
force
transmission mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62161137A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS646547A (en
Inventor
Yoshiaki Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Gear Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gear Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Gear Co Ltd filed Critical Nippon Gear Co Ltd
Priority to JP16113787A priority Critical patent/JPS646547A/en
Publication of JPS646547A publication Critical patent/JPS646547A/en
Publication of JPH0512591B2 publication Critical patent/JPH0512591B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Gear Transmission (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば弁開閉制御装置等において、
弁開閉時の負荷トルクの変動を検出し、負荷トル
クに異常があれば、弁開閉を途中で停止させ、か
つ、負荷トルクの履歴を調べて、弁開閉制御装置
の保守点検時期を算出することができるようにし
た負荷トルク変動監視方法とその装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to, for example, a valve opening/closing control device, etc.
Detects fluctuations in load torque when opening/closing a valve, and if there is an abnormality in the load torque, stops valve opening/closing midway through, checks the history of load torque, and calculates maintenance/inspection timing for the valve opening/closing control device. The present invention relates to a method and device for monitoring load torque fluctuations, which enables the monitoring of load torque fluctuations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の弁開閉制御装置は、弁開閉時に、予め定
めた値以上の負荷トルクが生じると、それを異常
事態と判別して、弁の開閉駆動力を遮断し、弁の
保護を計るようになつている。
Conventional valve opening/closing control devices detect that when a load torque exceeding a predetermined value occurs when opening/closing a valve, it is recognized as an abnormal situation, and the driving force for opening/closing the valve is cut off to protect the valve. ing.

第3図及び第4図は、従来のこの種の弁開閉制
御装置の一例を示すものである。
3 and 4 show an example of a conventional valve opening/closing control device of this type.

1はウエツジゲートバルブの弁体、2は弁ドラ
イブ軸、3は、弁ドライブ軸2の上端に設けた雄
ねじ4に螺合するナツト5と一体をなすウオーム
ホイールである。
1 is a valve body of a wedge gate valve, 2 is a valve drive shaft, and 3 is a worm wheel integrated with a nut 5 that is screwed into a male thread 4 provided at the upper end of the valve drive shaft 2.

6は、バルブの駆動源としてのモータ、7は、
モータ6から、歯車8,9を介して減速駆動さ
れ、かつ中央部にスプライン軸10を備える左右
方向の主ドライブ軸、11は、内孔がスプライン
軸10に噛合して、回転不能、かつ軸線方向には
移動可能であるとともに、前記ウオームホイール
3に噛合しているウオームである。
6 is a motor as a driving source for the valve; 7 is a motor as a driving source for the valve;
The left-right main drive shaft 11 is driven at a reduced speed by the motor 6 via gears 8 and 9 and has a spline shaft 10 in the center, and its inner hole meshes with the spline shaft 10 so that it cannot rotate and the axis This is a worm that is movable in the direction and meshes with the worm wheel 3.

ウオーム11の右端には、やや小径のスリーブ
軸12が連設され、スリーブ軸12の右端部に
は、フランジ13,13で挾まれた、やや大径の
環溝14が設けられている。
A sleeve shaft 12 with a slightly smaller diameter is connected to the right end of the worm 11, and a ring groove 14 with a slightly larger diameter is provided at the right end of the sleeve shaft 12, which is sandwiched between flanges 13, 13.

ウオーム11の左右両端から突出している主ド
ライブ軸7の部分には、それぞれフランジ15,
16が形成され、左方のフランジ15とウオーム
11の左端面、及び右方のフランジ16とそれに
近いフランジ13との間には、それぞれトルクス
プリング17,18が縮設されている。
The parts of the main drive shaft 7 protruding from both left and right ends of the worm 11 are provided with flanges 15 and 15, respectively.
Torque springs 17 and 18 are compressed between the left flange 15 and the left end surface of the worm 11, and between the right flange 16 and the flange 13 near it.

前記環溝14には、揺動アーム19の上端が係
合されている。揺動アーム19の下端における前
後方向の回転軸20の前端には、トルクスイツチ
21の可動接点22の下端が固着され、可動接点
22の上部両側には、若干の距離を隔てて、固定
接点23,24が設けられている。
The upper end of the swing arm 19 is engaged with the annular groove 14 . The lower end of a movable contact 22 of a torque switch 21 is fixed to the front end of a rotation shaft 20 in the front-rear direction at the lower end of the swing arm 19, and fixed contacts 23 are mounted on both sides of the upper part of the movable contact 22 at a slight distance. , 24 are provided.

主ドライブ軸7の左端部は、ウオーム25とな
つており、このウオーム25は、リミツトスイツ
チ26の入力軸27に設けたウオームホイール2
8と噛合している。
The left end of the main drive shaft 7 is a worm 25, and this worm 25 is connected to a worm wheel 2 provided on an input shaft 27 of a limit switch 26.
It meshes with 8.

第4図は、上記弁開閉制御装置のタイムチヤー
トを示すもので、弁の閉方向駆動時には、図の右
から左に経時し、弁の開方向駆動時には、図の左
から右に経時するものとする。
Figure 4 shows a time chart of the valve opening/closing control device. When the valve is driven in the closing direction, time elapses from right to left in the diagram, and when the valve is driven in the opening direction, time elapses from left to right in the diagram. shall be.

トルク特性は、両トルクスプリング17,18
がウオーム11を平衡状態で押圧しているときを
0点、閉駆動時に、弁体1の負荷トルクにより、
ウオーム11が軸線方向に移動することによつて
押圧される右側のトルクスプリング18の押圧力
を正、開駆動時に、弁体1の負荷トルクにより、
ウオーム11が軸線方向に移動することによつて
押圧される左側のトルクスプリング17の押圧力
を負として示してある。
Torque characteristics are determined by both torque springs 17 and 18.
When the worm 11 is pressed in an equilibrium state, the 0 point is set, and when the valve body 1 is driven to close, the load torque of the valve body 1 causes the
When the worm 11 moves in the axial direction, the pressing force of the right torque spring 18 is positive, and when driven to open, the load torque of the valve body 1 causes
The pressing force of the left torque spring 17, which is pressed by the movement of the worm 11 in the axial direction, is shown as negative.

トルクスプリング17,18の押圧力は、負荷
トルクに応じて生じ、かつ、この押圧力は、ウオ
ーム11の移動量に比例する。ウオーム11の移
動量は、揺動アーム19の回転軸20の回転角に
変換されて、トルクスイツチ21に伝えられる。
The pressing force of the torque springs 17 and 18 is generated according to the load torque, and this pressing force is proportional to the amount of movement of the worm 11. The amount of movement of the worm 11 is converted into a rotation angle of the rotation shaft 20 of the swing arm 19 and transmitted to the torque switch 21.

トルクスイツチ21は、可動接点22と左又は
右の固定接点23,24が閉じたとき、モータ6
を停止させるようになつており、この限動作動点
は、固定接点23,24の可動接点22からの距
離を変えることによつて調節される。第4図の正
負の一点鎖線は、限動作動点を示す。
The torque switch 21 switches the motor 6 when the movable contact 22 and the left or right fixed contacts 23, 24 are closed.
This limit operating point is adjusted by changing the distance from the movable contact 22 to the fixed contacts 23, 24. The positive and negative dashed lines in FIG. 4 indicate the limit motion point.

ウエツジゲートバルブ等、閉止時に一定のシー
ト圧を要するものは、前記トルクスイツチ21の
限動作動点で、所要のシート圧が得られたとき停
止させ、かつ閉止作動中にこのシート圧以上の負
荷トルクを生じたとき、閉止作動を停止させて、
弁の保護を計るようにする。
Items that require a constant seat pressure when closing, such as wedge gate valves, are stopped when the required seat pressure is obtained at the limiting operating point of the torque switch 21, and when the seat pressure exceeds this seat pressure during the closing operation. When load torque is generated, the closing operation is stopped and
Make sure to protect the valve.

リミツトスイツチ26は、主ドライブ軸7の絶
対値レベルの回転数に応じて設けた複数の限動作
動点により、全閉位置、全開位置、中間位置に対
応して作動するようになつている。
The limit switch 26 is configured to operate in a fully closed position, a fully open position, and an intermediate position by a plurality of limiting operating points provided according to the rotational speed of the main drive shaft 7 at an absolute value level.

リミツトスイツチ26の1つの限動作動点は、
複数の間欠送り歯車を備える回転カウンタ式にな
つている。
One limiting operating point of the limit switch 26 is
It is a rotation counter type equipped with multiple intermittent feed gears.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記した従来の弁開閉制御装置において、ウエ
ツジゲートバルブを制御する場合には、弁閉止作
動時の負荷トルク限動作動値を、所要のシート圧
以下にすることができず、また、開弁作動時に
も、開弁初期のウエツジゲートの引き抜き力以下
にすることができず、途中の爽雑物等による負荷
トルクの微小変化に対応することははできない。
In the conventional valve opening/closing control device described above, when controlling a wedge gate valve, it is not possible to reduce the load torque limit operating value at the time of valve closing operation to the required seat pressure or less, and Even during operation, the wedge gate pullout force cannot be lowered to less than the wedge gate's pulling force at the initial stage of opening the valve, and it is not possible to respond to minute changes in the load torque due to impurities or the like during the operation.

また、閉弁直前に、爽雑物によつて負荷トルク
が増大した場合、弁が全閉してないにもかかわ
ず、全閉したものと判断して、作動を終了するこ
ととなる。
Furthermore, if the load torque increases due to impurities just before the valve closes, the valve is determined to be fully closed even though it is not fully closed, and the operation is terminated.

このような場合、リミツトスイツチ26の全閉
作動点によつて、異常事態を検出することが可能
であるが、1つの全閉点に、2つの限動作動点を
正確に一致させることは困難である。また、シー
ト圧を得ることを優先させるため、閉弁時の限動
作動点は、トルクスイツチ21側に設定されてい
る。
In such a case, it is possible to detect an abnormal situation based on the fully closed operating point of the limit switch 26, but it is difficult to precisely align the two limiting operating points with one fully closed operating point. be. Further, in order to give priority to obtaining the seat pressure, the limiting motion point when closing the valve is set on the torque switch 21 side.

また、一定のシート圧が得られるところを全閉
点とすると、この全閉点は、シートや伝達機構の
摩耗によつて経時変化することがあり、かつリミ
ツトスイツチ26の全閉限動点は、絶対値レベル
で初期設定されるため、トルクスイツチ21とリ
ミツトスイツチ26との全閉動作点に、経時的に
差異を生じてくる。
Further, if the fully closed point is defined as the point where a constant seat pressure is obtained, this fully closed point may change over time due to wear of the seat or transmission mechanism, and the fully closed point of the limit switch 26 is Since the initial settings are made at the absolute value level, the fully closed operating points of the torque switch 21 and the limit switch 26 will differ over time.

さらに、リミツトスイツチ26の中間作動点
X,Yは、作動点を1つ増す毎に、間欠送り歯車
によるギヤトレーンの最終段に設けられた限動接
点を、1組ずつ増加しなければならず、かつ、増
設したギヤトレーンを、動作点に正確に調整しな
ければならない。
Furthermore, for each intermediate operating point X, Y of the limit switch 26, each time the operating point is increased by one, the number of limiting contacts provided at the final stage of the gear train formed by the intermittent feed gear must be increased by one set, and , the added gear train must be precisely adjusted to the operating point.

このリミツトスイツチ26の動作点の調整は、
全閉点、全開点及び中間点X,Y共に、弁を実際
に作動させた状態によつて、現物合わせして決め
ることが望ましい。また中間作動点は、弁の使用
状況に応じて、初期設定後、途中で修正を加え
て、最適値を選択的に調節することが多い。
Adjustment of the operating point of this limit switch 26 is as follows:
It is desirable that the fully closed point, fully open point, and intermediate points X and Y are determined based on the actual operating state of the valve. Further, the intermediate operating point is often modified after initial setting to selectively adjust the optimum value depending on the usage status of the valve.

このように、中間点の設定値を初期設定値から
変更した場合、リミツトスイツチ26を接点の摩
耗等のために交換するには、新たなリミツトスイ
ツチ26の中間点X,Yに、予め知られている設
置時の初期値を、再設定したのでは不可である。
In this way, when the setting value of the intermediate point is changed from the initial setting value, in order to replace the limit switch 26 due to contact wear, etc., it is necessary to set the new limit switch 26's intermediate point X, Y in advance. It is not possible to reset the initial values at the time of installation.

そのため、交換のために取り外したリミツトス
イツチ26の全閉点又は全開点からの各中間点
X,Yの相対値を読み取り、それを、新たなリミ
ツトスイツチ26に再設定しなければならない
が、このリミツトスイツチ26の交換作業には、
非常な手間と熟練を要する。
Therefore, it is necessary to read the relative values of each intermediate point X and Y from the fully closed point or fully open point of the limit switch 26 that was removed for replacement, and reset it to the new limit switch 26. For the replacement work,
It requires a lot of effort and skill.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によると、動力源に連結された動力伝達
機構と、負荷に連結された動力伝達機構の間に、
負荷トルクに応じて弾性結合力を変化する伝達力
可変連結機構を設け、この伝達力可変連結機構の
弾性結合力を電気値に変換するとともに、その電
気値を、前記動力源もしくは負荷のいずれかに連
結された動力伝達機構における要所の電気値と対
応させて、負荷の可動範囲の負荷トルク特性を求
め、その負荷トルク特性を、予め記憶させた参照
値と比較して、負荷トルク変動を検出することに
より、上記問題点は解決される。
According to the present invention, between the power transmission mechanism connected to the power source and the power transmission mechanism connected to the load,
A variable transmission force coupling mechanism that changes the elastic coupling force according to the load torque is provided, and the elastic coupling force of the variable transmission force coupling mechanism is converted into an electrical value, and the electrical value is transferred to either the power source or the load. The load torque characteristics in the movable range of the load are determined in correspondence with key electrical values in the power transmission mechanism connected to the By detecting this, the above problem can be solved.

また、動力源に連結された動力伝達機構と、負
荷に連結された動力伝達機構と、両動力伝達機構
の間に介在され、負荷トルクに応じて、弾性結合
力を変化する伝達力可変連結機構と、該伝達力可
変連結機構におけるその弾性結合力に応じて位置
を変化する部位に連結され、該部位の位置をトル
ク値信号に変換するトルク値検出手段と、動力源
もしくは負荷のいずれか一方の動力伝達機構に連
結され、該動力伝達機構の適所の動きを数値信号
に変換する回転量検出手段と、トルク値検知手段
と回転量検出手段の数値信号同士を対応付けし
て、負荷可変範囲の負荷トルク特性データを求め
る演算手段と、負荷トルクの参照値が予め記録さ
れている参照値メモリーと、この参照値メモリー
から参照値を読み出して、これを、複数の前記負
荷トルク特性データを比較する手段とを備えるこ
とを特徴とする駆動力伝達機構における負荷トル
ク変動監視装置により、上記問題点は解決され
る。
In addition, there is a power transmission mechanism connected to a power source, a power transmission mechanism connected to a load, and a variable transmission force coupling mechanism that is interposed between both power transmission mechanisms and changes the elastic coupling force according to the load torque. , a torque value detection means connected to a part of the variable transmission force coupling mechanism whose position changes according to its elastic coupling force and converts the position of the part into a torque value signal, and either a power source or a load. A rotation amount detection means is connected to the power transmission mechanism and converts the movement of the power transmission mechanism at an appropriate position into a numerical signal, and the numerical signals of the torque value detection means and the rotation amount detection means are associated with each other to determine the load variable range. a calculation means for calculating load torque characteristic data; a reference value memory in which a reference value of load torque is recorded in advance; and a reference value read from the reference value memory and compared with a plurality of the load torque characteristic data. The above-mentioned problem is solved by a load torque fluctuation monitoring device in a driving force transmission mechanism characterized by comprising means for.

〔作 用〕[Effect]

弁体等の被駆動体の駆動範囲の負荷トルクの特
性データが、被駆動体が作動される毎に求めら
れ、その特性データを、負荷トルクの特性データ
の設置されてから現在までの途中の履歴や初期値
と比較して、負荷トルク変動分が求められるた
め、被駆動体が駆動されている位置に拘わりな
く、正確な異常状態を検出しうる。
Characteristic data of load torque in the drive range of a driven body such as a valve body is obtained every time the driven body is operated, and the characteristic data is used to calculate the characteristic data of load torque from the time when the characteristic data was installed to the present. Since the load torque variation is determined by comparing with the history and the initial value, an accurate abnormal state can be detected regardless of the position where the driven body is being driven.

また、負荷トルク特性データは、被駆動体の駆
動範囲に係る位置データと、その位置における負
荷トルクのデータのテーブルであるため、作動中
の駆動範囲における位置データから、多数の中間
作動点を任意に選択でき、かつ負荷トルクの限動
値を、位置又は範囲に応じて、任意に設定するこ
とが可能である。
In addition, since the load torque characteristic data is a table of position data related to the drive range of the driven body and load torque data at that position, a large number of intermediate operating points can be arbitrarily determined from the position data in the drive range during operation. The load torque limit value can be arbitrarily set depending on the position or range.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
で、同図中の機構部は、第3図の従来機構と同一
であるため、それと同一の符号を付してある。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Mechanical parts in the figure are the same as the conventional mechanism shown in FIG. 3, and therefore are given the same reference numerals.

第1図の機構部において、モータ6と歯車8,
9と主ドライブ軸7により、動力伝達機構Aが形
成されている。
In the mechanical part of FIG. 1, a motor 6, a gear 8,
9 and the main drive shaft 7 form a power transmission mechanism A.

また、弁体1と弁ドライブ軸2と雄ねじ4とナ
ツト5とウオームホイール3とにより、負荷たる
弁体1に連結された動力伝達機構Bが形成されて
いる。
Further, the valve body 1, the valve drive shaft 2, the male screw 4, the nut 5, and the worm wheel 3 form a power transmission mechanism B connected to the valve body 1, which is a load.

前記両動力伝達機構A,Bの間には、ウオーム
ホイール3と噛合し、主ドライブ軸7上に、回転
不能に、かつ軸線方向に移動可能に嵌合され、か
つ軸線方向の両端にトルクスプリング17,18
が設けられたウオーム11と、その周辺の機構と
からなる伝達力可変連結機構Cが設けられてい
る。
Between the two power transmission mechanisms A and B, the worm wheel 3 is engaged, the main drive shaft 7 is fitted non-rotatably and movably in the axial direction, and torque springs are provided at both ends in the axial direction. 17,18
A variable transmission force coupling mechanism C is provided, which includes a worm 11 provided with a worm 11 and a mechanism around the worm 11.

伝達力可変連結機構Cの弾性結合力は、負荷ト
ルクに応じて変化する。
The elastic coupling force of the variable transmission force coupling mechanism C changes depending on the load torque.

本発明においては、このトルク値検出手段とし
て、ウオーム11の側方移動量は、揺動アーム1
9の回転軸20に連結したトルクエンコーダ30
が用いられている。
In the present invention, as this torque value detection means, the amount of lateral movement of the worm 11 is determined by the swing arm 1.
Torque encoder 30 connected to rotating shaft 20 of 9
is used.

トルクエンコーダ30は、アブソリユート型ロ
ータリーエンコーダであつて、回転軸20の回転
角度(θ)を計るものであり、その回転角度
(θ)は、ウオーム11の移動量に比例し、かつ、
トルクスプリング17,18の平衡点からの正逆
の回転角度(θ1)(θ2)は、トルクスプリング1
8,17の押圧力、すなわち負荷トルクに比例す
る。
The torque encoder 30 is an absolute rotary encoder that measures the rotation angle (θ) of the rotating shaft 20, and the rotation angle (θ) is proportional to the amount of movement of the worm 11, and
The forward and reverse rotation angles (θ 1 ) (θ 2 ) of the torque springs 17 and 18 from the equilibrium point are
8 and 17, that is, proportional to the load torque.

主ドライブ軸7上に刻設したウオーム25に噛
合されたウオームホイール28は、回転量検知手
段、すなわち弁開閉度エンコーダ31の入力軸と
一体をなしている。
A worm wheel 28 meshed with a worm 25 formed on the main drive shaft 7 is integrated with an input shaft of a rotation amount detection means, that is, a valve opening/closing degree encoder 31.

弁開閉度エンコーダ31も、アブソリユート型
ロータリー多回転エンコーダであり、このエンコ
ーダ31は、主ドライブ軸7の絶対レベルの回転
量を計つて、弁体1の開度を知りうる。
The valve opening/closing degree encoder 31 is also an absolute type rotary multi-rotation encoder, and this encoder 31 can measure the amount of rotation of the main drive shaft 7 at an absolute level to know the opening degree of the valve body 1.

トルクエンコーダ30及び弁開閉度エンコーダ
31は、いずれも、回転量をデイジタル的に計る
手段であるが、これは、位置検出又は位置測定に
用いられる他の手段、例えば抵抗式ポテンシヨメ
ータであつてもよい。また、回転量を直線運動に
変換してから、リニア式の位置検出手段へ伝達し
てもよい。
Both the torque encoder 30 and the valve opening/closing degree encoder 31 are means for digitally measuring the amount of rotation; Good too. Alternatively, the amount of rotation may be converted into linear motion and then transmitted to the linear position detection means.

トルクエンコーダ30は、回転軸20とエンコ
ーダ30の入力軸との間に設けた可変角度(θ1
(θ2)を増幅する増速歯車により、その分解能を、
可変角度(θ1)(θ2)の範囲において、正負の符
号付きで、4〜6ビツトのバイナリーコードで出
力するものとしてある。
The torque encoder 30 has a variable angle (θ 1 ) provided between the rotating shaft 20 and the input shaft of the encoder 30.
2 ) is increased by increasing the resolution.
In the range of variable angles (θ 1 ) (θ 2 ), a 4- to 6-bit binary code with positive and negative signs is output.

弁開閉度エンコーダ31は、弁の全閉から全開
までを、7〜8ビツト程度の分解能で示すものと
してある。
The valve opening/closing degree encoder 31 is designed to indicate the range from fully closed to fully open of the valve with a resolution of about 7 to 8 bits.

弁開閉度エンコーダ31を、弁体1が連結され
た動力伝達機構Bの適所に連結し、弁体1の直接
的な移動量を、絶対値レベルで計るようにしても
よい。
The valve opening/closing degree encoder 31 may be connected to an appropriate position of the power transmission mechanism B to which the valve body 1 is connected, and the direct movement amount of the valve body 1 may be measured at an absolute value level.

トルクエンコーダ30並びに弁開閉度エンコー
ダ31が出力する各デイジタル電気信号e1,e2
は、インターフエイス33,34を介して、演算
手段であるマイクロコンピユータ(以下CPUと
略称する)35に取り込まれる。
Each digital electric signal e 1 , e 2 output by the torque encoder 30 and the valve opening/closing degree encoder 31
is taken into a microcomputer (hereinafter abbreviated as CPU) 35, which is a calculation means, via interfaces 33 and 34.

CPU35は、以下に説明する作業手順や、そ
の他の機能を制御するためのプログラムを記録し
ている読み出し専用メモリROM、並びに日付や
時刻を演算するカレンダ時計部等を具備している
が、それらは周知であるので、その説明と図示は
省略する。
The CPU 35 is equipped with a read-only memory ROM that records the work procedures described below and programs for controlling other functions, as well as a calendar clock unit that calculates date and time. Since it is well known, its explanation and illustration will be omitted.

CPU35は、弁体1が開閉駆動される毎に、
弁開閉度エンコーダ31が出力する信号e2をアド
レス信号aとし、トルクエンコーダ30が出力す
る信号e1を、前記アドレス信号aに対応するデー
タdとして取り込み、それを、記録手段である作
業メモリ36に書き込む。
Each time the valve body 1 is driven to open or close, the CPU 35
The signal e2 output by the valve opening/closing degree encoder 31 is taken as an address signal a, the signal e1 output by the torque encoder 30 is taken in as data d corresponding to the address signal a, and is stored in the working memory 36, which is a recording means. write to.

弁開閉度エンコーダ31が出力する信号e2と、
トルクエンコーダ30が出力する信号e1を、同時
に対応付けしたものは、弁の開度と対応する負荷
トルクの特性データである。以下、信号e2と信号
e1を、信号e2の全域に亘つて対応付けしたテーブ
ル形態のものを、負荷トルクデータと称する。
A signal e2 outputted by the valve opening/closing degree encoder 31,
What is simultaneously associated with the signal e1 outputted by the torque encoder 30 is characteristic data of the load torque corresponding to the opening degree of the valve. Below, signal e 2 and signal
A table format in which e 1 is associated with the entire signal e 2 is referred to as load torque data.

CPU35は、作業メモリ36上の新規な負荷
トルク特性データと比較するための、負荷トルク
参照値が記録されている参照値メモリ37と、負
荷トルク特性データの履歴を記録する手段、すな
わちICカード38を備えている。
The CPU 35 has a reference value memory 37 in which a load torque reference value is recorded for comparison with the new load torque characteristic data on the work memory 36, and a means for recording the history of the load torque characteristic data, that is, an IC card 38. It is equipped with

参照値メモリ37には、現在の弁駆動時点の直
前における負荷トルク特性データ、複数回の弁駆
動時の負荷特性を平均化した平均負荷トルク特性
データ、弁施設時の初期負荷トルク特性データ、
異常負荷を生じたケースの異常負荷トルク特性デ
ータ、その他、異常負荷を判別するために要求さ
れる各種、各時期の負荷トルク特性データが、記
録保持されているか、あるいはICカード38か
ら読み出して、記録されている。
The reference value memory 37 includes load torque characteristic data immediately before the current valve driving time, average load torque characteristic data obtained by averaging the load characteristics during multiple valve driving times, initial load torque characteristic data at the time of valve installation,
Abnormal load torque characteristic data in cases where an abnormal load has occurred, and other load torque characteristic data of various types and periods required for determining abnormal loads, are recorded and held or read from the IC card 38. recorded.

参照値メモリ37は、各種の異常負荷の判別に
利用される重要なデータが記録されるため、バツ
クアツプ電池39を備えている。
The reference value memory 37 is equipped with a backup battery 39 in order to record important data used for determining various types of abnormal loads.

ICカード38には、弁体1の開閉駆動毎に得
られる負荷トルク特性データが、CPU35に内
蔵されたカレンダ時計部の日付や時刻のデータと
ともに記録される。ただし、前回の負荷トルク特
性データ、平均負荷トルク特性データ、又は標準
負荷トルク特性データのいずれかと、一致もしく
は近似した場合には、負荷トルク特性データの記
録を省略して、動作回数のみが更新される。
Load torque characteristic data obtained each time the valve body 1 is opened and closed is recorded in the IC card 38 together with date and time data from a calendar clock unit built into the CPU 35. However, if it matches or approximates the previous load torque characteristic data, average load torque characteristic data, or standard load torque characteristic data, the recording of the load torque characteristic data is omitted and only the number of operations is updated. Ru.

さらに、負荷トルク特性データの記録に際して
は、前記各種の基準値からの偏差値、又は特異値
のみを記録して、データの記憶容量の増大を計る
こともできる。
Furthermore, when recording the load torque characteristic data, it is also possible to increase the data storage capacity by recording only deviation values from the various reference values or singular values.

このICカード38には、弁開閉駆動の装置全
体の動的負荷トルク変動の全履歴が記録され、保
守点検に際して、ICカード38の記録データを
分析することにより、弁体1や弁座等の摩耗度、
あるいは駆動系の摩耗度等を知ることができ、保
守点検や部品交換の正確な時期を算出できる。
This IC card 38 records the entire history of dynamic load torque fluctuations of the entire valve opening/closing drive device, and during maintenance and inspection, by analyzing the recorded data of the IC card 38, it is possible to check the valve body 1, valve seat, etc. degree of wear,
Alternatively, it is possible to know the degree of wear of the drive system, and to calculate the exact timing for maintenance inspections and parts replacement.

第2図は、トルクエンコーダ30と弁開閉度エ
ンコーダ31の両出力信号e1,e2のタイムチヤー
トを示すもので、弁開時と弁閉時の時間経過は、
第4図と同様に、逆向きになつている。
FIG. 2 shows a time chart of both the output signals e 1 and e 2 of the torque encoder 30 and the valve opening/closing degree encoder 31. The time elapsed between the valve opening and the valve closing is as follows.
As in Figure 4, it is oriented in the opposite direction.

第2図における点線示の曲線は、負荷トルク変
動分が一定値を超えた場合に、モータ6を停止さ
せる限動作動特性曲線であり、1点鎖線で示す従
来のものより、低負荷トルクの部分では感度が高
く、高負荷トルクの部分では感度が低くなつてい
る。
The curve indicated by the dotted line in FIG. 2 is a limited operating dynamic characteristic curve that stops the motor 6 when the load torque fluctuation exceeds a certain value. The sensitivity is high in areas where the torque is high, and the sensitivity is low in areas where high load torque is applied.

負荷トルク変動分は、トルクエンコーダ30の
信号e1の値を作業メモリ36に取り込んだ直後
に、そのときの弁開閉度エンコーダ31の信号e2
のアドレス信号aに基き、参照値メモリ37の同
一アドレスのデータdを読み出し、現在取り込ん
だ負荷抵抗データdと、基準となる負荷トルク特
性データの同一アドレス部分の負荷トルクデータ
d′を、比較手段であるCPU35の減算ルーチン
によつて減算して求められる。
Immediately after the value of the signal e 1 of the torque encoder 30 is taken into the work memory 36, the load torque fluctuation is calculated by the signal e 2 of the valve opening/closing encoder 31 at that time.
Based on the address signal a of , the data d at the same address in the reference value memory 37 is read out, and the load torque data at the same address part of the load resistance data d and the reference load torque characteristic data is read out from the reference value memory 37.
It is obtained by subtracting d' by a subtraction routine of the CPU 35, which is a comparison means.

この際のCPU35の演算速度は、アドレス信
号aのステツプ速度よりも十分に高速であるた
め、負荷トルク変動の検出結果は、実時間で、モ
ータ6の制御に反映される。なお、モータ6は、
CPU35により、インターフエイス40及びモ
ータ駆動制御装置41を介して制御される。
Since the calculation speed of the CPU 35 at this time is sufficiently faster than the step speed of the address signal a, the detection result of the load torque fluctuation is reflected in the control of the motor 6 in real time. Note that the motor 6 is
It is controlled by the CPU 35 via an interface 40 and a motor drive control device 41.

閉弁駆動時において、爽雑物によつて負荷トル
クに変動が生じると、2点鎖線で示す如く、硬い
物Hに対しては変化率が高く、軟い物Sに対して
は変化率が低く表われる。軟い物の場合には、一
定以上の力が加えられると、弁体1を損傷するこ
となく、切断されて除去されることが多い。
When the load torque fluctuates due to impurities when the valve is closed, as shown by the two-dot chain line, the rate of change is high for a hard object H, and the rate of change is low for a soft object S. appears low. In the case of a soft material, if a force above a certain level is applied, it is often cut and removed without damaging the valve body 1.

この硬軟の両爽雑物を、点線で示す限動値で制
御すると、従来は制限を受けなかつた軟い物が制
限され、従来より停止動作の回数が増加すること
になる。
If both hard and soft impurities are controlled by the limit value shown by the dotted line, the soft objects, which were not restricted in the past, will be restricted, and the number of stopping operations will increase compared to the past.

しかし、爽雑物の硬軟を、負荷トルク変動分の
微分値を求めて判別し、高い増加率を示して硬い
物と判別された場合には、速やかにモータを停止
させる。
However, the hardness or softness of the impurities is determined by calculating the differential value of the load torque fluctuation, and if a high rate of increase is shown and the object is determined to be hard, the motor is immediately stopped.

また、負荷トルク変動はあるが、増加率が低く
て、軟い物と判別された場合には、限動値を所定
の比較的大きなトルクまで引き上げて、爽雑物が
自然に除去されるようにすることもできる。
In addition, if the load torque fluctuates but the rate of increase is low and the object is determined to be soft, the limit value is raised to a predetermined relatively large torque so that the impurities are naturally removed. It can also be done.

このような爽雑物による異常があつたこと、並
びにそのときの負荷変動の最大値等は、ICカー
ド38に記録される。
The occurrence of an abnormality due to such impurities and the maximum value of load fluctuation at that time are recorded in the IC card 38.

上述の新旧の負荷特性データは、必要に応じて
表示部42に表示したり、通信回線インターフエ
イス43を介して、中央制御システム44へ伝送
したりすることもできる。
The above-mentioned old and new load characteristic data can be displayed on the display section 42 or transmitted to the central control system 44 via the communication line interface 43, if necessary.

また、定常的に負荷トルクの大きな弁閉止部分
においては、モータ6自体の出力トルクを増大さ
せるように、モータ駆動制御装置41をCPU3
5で制御することにより、従来のモータよりも、
1クラス小型のモータを使用することができる。
In addition, in the valve closing portion where the load torque is constantly large, the CPU 3 controls the motor drive control device 41 so as to increase the output torque of the motor 6 itself.
By controlling with 5, compared to conventional motors,
A one class smaller motor can be used.

弁の全閉から全開の中間点は、弁開閉エンコー
ダ31の分解能に応じて細かに区分でき、中間部
に弁の停止点を多数設定したり、その設定点の値
と、他の条件の論理積又は論理和をとつて、中間
の停止点を他の所に変更したり、又は所要の制御
信号を出力したりすることも容易である。
The intermediate point between the valve fully closed and fully opened can be divided into fine sections according to the resolution of the valve open/close encoder 31, and many stopping points of the valve can be set in the intermediate part, and the value of the set point and the logic of other conditions can be divided. It is also easy to perform a product or a logical sum to change the intermediate stopping point to another location, or to output a required control signal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、被駆動体の移動範囲の負荷ト
ルク特性が、被駆動体を駆動する毎に得られるの
で、定常的負荷トルク分を除いて変動分のみが検
出でき、そのため、負荷トルク変動を高感度に監
視できる。
According to the present invention, the load torque characteristics in the moving range of the driven body are obtained each time the driven body is driven, so only the fluctuation component can be detected, excluding the steady load torque component. can be monitored with high sensitivity.

また、負荷トルク変動を求めるために参照され
る負荷トルク特性は、最新のものに更新できるの
で、機構部の摩耗等による負荷トルクの緩やかな
変動も除去される。
Further, since the load torque characteristic referred to for determining the load torque fluctuation can be updated to the latest one, gradual fluctuations in the load torque due to wear of mechanical parts or the like are also eliminated.

駆動毎に得られる負荷トルク特性を、平均した
り、積算したり、その特異部分を抽出したり、そ
れらを記憶したりすることは容易であり、かつこ
れらのデータに基いて、機構部の摩耗の程度を算
出することができる。
It is easy to average, integrate, extract unique parts, and store the load torque characteristics obtained for each drive. It is possible to calculate the degree of

また、取り付け調整は、従来のトルクスイツチ
とリミツトスイツチによるものに比して、格段に
簡単になる。
Furthermore, installation adjustment is much easier than with conventional torque switches and limit switches.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク
図、第2図は、第1図の要部電気信号のタイムチ
ヤート、第3図は、従来の弁開閉制御装置の一例
を示す斜視図、第4図は、第3図に示すトルクス
イツチとリミツトスイツチの開閉信号と負荷トル
クの関係を示すタイムチヤートである。 1…弁体、2…弁ドライブ軸、3…ウオームホ
イール、4…雄ねじ、5…ナツト、6…モータ、
7…主ドライブ軸、8,9…歯車、10…スプラ
イン軸、11…ウオーム、12…スリーブ軸、1
3…フランジ、14…環溝、15,16…フラン
ジ、17,18…トルクスプリング、19…揺動
アーム、20…回転軸、21…トルクスイツチ、
22…可動接点、23,24…固定接点、25…
ウオーム、26…リミツトスイツチ、27…入力
軸、28…ウオームホイール、30…トルクエン
コーダ、31…弁開閉度エンコーダ、33,34
…インターフエイス、35…CPU、36…作業
メモリ、37…参照値メモリ、38…ICカード、
39…バツクアツプ電池、40…インターフエイ
ス、41…モータ駆動制御装置、42…表示部、
43…通信回線インターフエイス、44…中央制
御システム、A,B…動力伝達機構、C…伝達力
可変連結機構。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart of the main electrical signals in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of a conventional valve opening/closing control device. , FIG. 4 is a time chart showing the relationship between the opening/closing signals of the torque switch and limit switch shown in FIG. 3 and the load torque. 1... Valve body, 2... Valve drive shaft, 3... Worm wheel, 4... Male thread, 5... Nut, 6... Motor,
7... Main drive shaft, 8, 9... Gear, 10... Spline shaft, 11... Worm, 12... Sleeve shaft, 1
3... Flange, 14... Annular groove, 15, 16... Flange, 17, 18... Torque spring, 19... Swing arm, 20... Rotating shaft, 21... Torque switch,
22...Movable contact, 23, 24...Fixed contact, 25...
Worm, 26... Limit switch, 27... Input shaft, 28... Worm wheel, 30... Torque encoder, 31... Valve opening/closing degree encoder, 33, 34
...Interface, 35...CPU, 36...Working memory, 37...Reference value memory, 38...IC card,
39... Backup battery, 40... Interface, 41... Motor drive control device, 42... Display section,
43...Communication line interface, 44...Central control system, A, B...Power transmission mechanism, C...Transmission force variable coupling mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 動力源に連結された動力伝達機構と、負荷に
連結された動力伝達機構の間に、負荷トルクに応
じて弾性結合力を変化する伝達力可変連結機構を
設け、この伝達力可変連結機構の弾性結合力を電
気値に変換するとともに、その電気値を、前記動
力源もしくは負荷のいずれかに連結された動力伝
達機構における要所の電気値と対応させて、負荷
の可動範囲の負荷トルク特性を求め、その負荷ト
ルク特性を、予め記憶させた参照値と比較するこ
とにより、負荷トルク変動を検出するようしたこ
とを特徴とする駆動力伝達機構における負荷トル
ク変動監視方法。 2 動力源に連結された動力伝達機構と、負荷に
連結された動力伝達機構と、両動力伝達機構の間
に介在され、負荷トルクに応じて、弾性結合力を
変化する伝達力可変連結機構と、該伝達力可変連
結機構におけるその弾性結合力に応じて位置を変
化する部位に連結され、該部位の位置をトルク値
信号に変換するトルク値検出手段と、動力源もし
くは負荷のいずれか一方の動力伝達機構に連結さ
れ、該動力伝達機構の適所の動きを数値信号に変
換する回転量検出手段と、トルク値検知手段と回
転量検出手段の数値信号同士を対応付けして、負
荷可変範囲の負荷トルク特性データを求める演算
手段と、負荷トルクの参照値が予め記録されてい
る参照値メモリーと、この参照値メモリーから参
照値を読み出して、これを、複数の前記負荷トル
ク特性データを比較する手段とを備えることを特
徴とする駆動力伝達機構における負荷トルク変動
監視装置。
[Claims] 1. A variable transmission force coupling mechanism is provided between a power transmission mechanism connected to a power source and a power transmission mechanism connected to a load, and the transmission force variable coupling mechanism changes the elastic coupling force according to the load torque. The elastic coupling force of the variable transmission force coupling mechanism is converted into an electrical value, and the electrical value is correlated with the electrical value of the key point in the power transmission mechanism connected to either the power source or the load, and the load is adjusted. A method for monitoring load torque fluctuations in a driving force transmission mechanism, characterized in that load torque fluctuations are detected by determining load torque characteristics in a movable range and comparing the load torque characteristics with a reference value stored in advance. . 2. A power transmission mechanism connected to a power source, a power transmission mechanism connected to a load, and a variable transmission force coupling mechanism that is interposed between both power transmission mechanisms and changes the elastic coupling force according to the load torque. , a torque value detection means connected to a part of the variable transmission force coupling mechanism whose position changes according to its elastic coupling force and converts the position of the part into a torque value signal, and a torque value detection means of either the power source or the load. A rotation amount detection means is connected to the power transmission mechanism and converts the movement of the power transmission mechanism at an appropriate position into a numerical signal, and the numerical signals of the torque value detection means and the rotation amount detection means are correlated with each other to determine the load variable range. a calculation means for calculating load torque characteristic data; a reference value memory in which a reference value of load torque is recorded in advance; and a reference value read from the reference value memory and compared with a plurality of the load torque characteristic data. 1. A load torque fluctuation monitoring device in a driving force transmission mechanism, comprising: means.
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