JP5416014B2

JP5416014B2 - 圧力制御装置

Info

Publication number: JP5416014B2
Application number: JP2010082973A
Authority: JP
Inventors: 雅之高野; 勝彦近藤
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011215845A

Description

本発明は、流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、その圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネと、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジを回転自在な回転出力軸と、前記回転出力軸を回転駆動させる駆動部とを備えている圧力制御装置に関する。

上記のような圧力制御装置は、例えば、都市ガスを各需要家に供給するガス導管等の流体流路に設けられて、二次側圧力を所望の設定圧力に調整するものである。そして、ガス導管を通して各需要家に都市ガスを供給する場合、負荷が変動しても各需要家に供給される都市ガスの圧力が所望の範囲内になるように、負荷に応じて設定圧力を変更設定することが求められている。
そこで、圧力制御装置の圧力設定部は、駆動部にて回転出力軸を回転駆動することで、圧力調整ネジを回転駆動させて圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁の設定圧力を自動的に変更設定自在に構成されている。

圧力制御弁の設定圧力は、例えば、負荷等に応じた目標設定圧力に変更設定する必要があるので、従来、回転出力軸の回転位置を検出する回転位置検出センサとして、ポテンショメータが備えられ、そのポテンショメータにて検出する回転位置が目標設定圧力に対応する目標回転位置となるように、駆動部の作動を制御する制御部が備えられている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１３４３２３号公報

上記特許文献１に記載の装置では、回転位置検出センサとして、３６０度以上の回転位置をも検出可能なポテンショメータを１つ備えているが、例えば、レゾルバ等の３６０度までしか検出できない３６０度用センサは一般的に高耐久であるので、回転位置検出センサとして、このような３６０度用センサを用いることで、回転位置検出の信頼性の向上を図ることができる。

回転位置検出センサとして３６０度用センサを用いた場合には、センサが検出する回転範囲を３６０度以内に抑えなければならないために、回転出力軸の回転を大きな減速率にて減速させて減速出力軸に伝達する減速機構を備える必要がある。このように、減速機構にて回転出力軸の回転を大きな減速率にて減速させると、分解能を大きく落とすことになり、回転出力軸の回転位置をきめ細かく検出できなくなる。その為に、圧力制御弁の設定圧力を目標設定圧力等の所望の設定圧力に精度よく変更設定できなくなる虞がある。

一方、回転出力軸が３６０度の回転位置を通過する回数を積算可能な積算手段を備えれば、その積算手段の積算回数から回転出力軸の回転数を求めることができるので、積算手段を備えることで、上述のような減速機構を備えなくても、３６０度用センサを用いることができる。しかしながら、この場合には、停電時等においても、積算手段が積算回数を記憶しておく必要があるので、別途、積算回数を記憶する記憶手段を設けなければならず、構成の複雑化を招くことになる。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の簡素化を図りながら、回転位置検出の信頼性を向上して、回転出力軸の回転位置をきめ細かく検出することができる圧力制御装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る圧力制御装置の特徴構成は、流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、その圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネと、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジを回転自在な回転出力軸と、前記回転出力軸を回転駆動させる駆動部とを備えている圧力制御装置において、
前記回転出力軸の回転が基準用減速機構により減速されて伝達された第１減速回転軸の回転位置を検出する第１回転位置検出センサと、前記回転出力軸の回転位置又は前記回転出力軸の回転が前記基準用減速機構よりも減速率が低い低減速率用減速機構により減速されて伝達された第２減速回転軸の回転位置を検出する第２回転位置検出センサと、前記第１回転位置検出センサの検出情報に基づいて前記回転出力軸の回転数を求め、且つ、前記第２回転位置検出センサの検出情報に基づいて前記回転出力軸の回転角度を求め、それら求めた前記回転出力軸の回転数及び回転角度から前記回転出力軸の回転位置を求める回転位置演算手段とを備えている点にある。

本特徴構成によれば、回転出力軸が１回転すると、第１減速回転軸が所定の角度だけ回転するように基準用減速機構により回転出力軸の回転を減速させることができる。そして、第１回転位置検出センサが検出する第１減速回転軸の回転位置は、基準用減速機構により回転出力軸の回転が減速されたものであるので、基準用減速機構の減速率を用いて、第１回転位置検出センサにて検出した第１減速回転軸の回転位置から回転出力軸の回転数を求めることができる。したがって、回転出力軸が３６０度の回転位置を通過する回数を積算可能な積算手段を備えなくても、回転出力軸の回転数を求めることができる。
また、第２回転位置検出センサにて回転出力軸の回転位置を検出するときは、その回転出力軸の回転位置からそのまま回転出力軸の回転角度を求めることができ、第２回転位置検出センサにて第２減速回転軸の回転位置を検出するときにも、低減速率用減速機構の減速率を用いることで、第２回転位置検出センサが検出する第２減速回転軸の回転位置から回転出力軸の回転角度を求めることができる。

このように、回転位置演算手段は、第１回転位置検出センサの検出情報に基づいて回転出力軸の回転数を求めることができるとともに、第２回転位置検出センサの検出情報に基づいて回転出力軸の回転角度を求めることができるので、それら求めた回転出力軸の回転数及び回転角度から回転出力軸の回転位置をきめ細かく適切に求めることができる。よって、制御部は、このようにして回転位置演算手段にて求めた回転出力軸の回転位置が目標回転位置となるように駆動部の作動を制御することで、圧力制御弁の設定圧力を目標設定圧力に精度よく変更設定できる。

第１減速回転軸は、基準用減速機構により回転出力軸の回転が減速されて伝達されるので、例えば、基準用減速機構の減速率を調整することで、第１減速回転軸の回転範囲を３６０度以内に抑えることができ、第１回転位置検出センサとしては、３６０度用センサのような一般的に高耐久なセンサを用いることができる。また、第２回転位置検出センサとしては、３６０度以内の回転出力軸の回転角度を求めるために用いるので、第２回転位置検出センサについても、３６０度用センサのような一般的に高耐久なセンサを用いることができる。

そして、第２減速回転軸は、回転出力軸の回転が減速されているものの、基準用減速機構よりも減速率が低い低減速率用減速機構により減速されて回転出力軸の回転が伝達されているので、第２回転位置検出センサにて回転出力軸の回転位置をそのまま検出するときは勿論、第２回転位置検出センサにて第２減速回転軸の回転位置を検出するときも、分解能を大きく落とすことなく、回転出力軸の回転角度を検出することができる。

以上のことから、回転出力軸が３６０度の回転位置を通過する回数を積算可能な積算手段を備えなくてもよく、構成の簡素化を図ることができ、しかも、従来のポテンショメータ等よりも耐久性の面で優位な第１回転位置検出センサ及び第２回転位置検出センサを用いながら、回転位置検出の信頼性を向上して、回転出力軸の回転位置をきめ細かく検出し、圧力制御弁の設定圧力を所望の設定圧力に精度よく変更設定できる圧力制御装置を実現できるに至った。

本発明に係る圧力制御装置の更なる特徴構成は、前記第２回転位置検出センサが、前記回転出力軸に取り付けられている点にある。

本特徴構成によれば、回転出力軸に取り付けられた第２回転位置検出センサにて回転出力軸の回転位置をそのまま検出することができ、分解能を落とすことなく、回転出力軸の回転角度を検出することができる。しかも、回転出力軸の回転を減速させて伝達する減速機構を備えなくても、単に、第２回転位置検出センサを回転出力軸に取り付けるだけで、回転出力軸の回転角度を検出することができるので、回転出力軸の回転角度を検出するための構成の簡素化も図ることができる。

本発明に係る圧力制御装置の更なる特徴構成は、前記基準用減速機構の減速率は、前記回転出力軸の回転範囲に対して前記第１減速回転軸の回転範囲が３６０度以内となるように設定されており、前記第２回転位置検出センサは、前記回転出力軸に取り付けられており、３６０度以内の前記回転出力軸の回転角度を検出自在に構成されている点にある。

本特徴構成によれば、基準用減速機構の減速率が回転出力軸の回転範囲に対して第１減速回転軸の回転範囲が３６０度以内となるように設定されているので、第１減速回転軸の回転範囲を３６０度以内に確実に抑えることができ、第１回転位置検出センサとして、３６０度用センサのような一般的に高耐久なセンサの適応を確実に行える。そして、第２回転位置検出センサは、回転出力軸に取り付けられているので、第２回転位置検出センサを単に回転出力軸に取り付けるだけで、回転出力軸の回転角度を検出可能となり、構成の簡素化を図ることができる。しかも、第２回転位置検出センサとしては、３６０度以内の回転出力軸の回転角度を検出すればよいので、第２回転位置検出センサについても、３６０度用センサのような一般的に高耐久なセンサの適応を確実に行える。

本発明に係る圧力制御装置の更なる特徴構成は、前記基準用減速機構は、ウォーム減速機構にて構成されている点にある。

本特徴構成によれば、基準用減速機構をウォーム減速機構にて構成することで、基準用減速機構の設置スペースを小さなものとすることができ、装置として省スペース化を図ることができる。

圧力制御装置の全体概略構成図パイロット弁及び圧力設定部の概略斜視図パイロット弁及び圧力設定部の概略断面図圧力設定部の一部を示す斜視図圧力設定部の一部を示す斜視図圧力設定部の一部を示す斜視図圧力設定部の一部を示す断面図クラッチ機構を伝達状態に切り換えたときの状態を示す図クラッチ機構を伝達状態から遮断状態に切り換える途中の状態を示す図クラッチ機構を遮断状態に切り換えたときの状態を示す図

〔第１実施形態〕
本発明に係る圧力制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この圧力制御装置は、図１に示すように、流体流路１の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁２と、その圧力制御弁２の設定圧力を変更設定する圧力設定部３とを備えて構成されている。そして、圧力制御装置には、流体流路１の二次側圧力が設定圧力になるように圧力制御弁２に駆動圧を供給するパイロット弁４が設けられ、圧力設定部３は、このパイロット弁４を調整することにより圧力制御弁２の設定圧力を変更設定するように構成されている。

ここで、図示は省略するが、例えば、流体流路１の圧力制御弁２よりも下流側を複数の分岐路に分岐してそれら複数の分岐路の夫々を各需要家に接続することにより、複数の需要家に天然ガス等の流体を供給するように構成されている。そして、圧力制御弁２によりそれよりも下流側の二次側圧力を上流側の一次側圧力よりも低圧の設定圧力に調整するように構成されている。

圧力制御弁２は、第１ダイヤフラムＤ１を備えており、その内部空間が第１ダイヤフラムＤ１にて第１室Ｈ１と第２室Ｈ２とに区画されている。そして、圧力制御弁２は、流体流路１を開閉する第１弁体Ｂ１を備えており、この第１弁体Ｂ１は第１ダイヤフラムＤ１にて開閉される構成となっている。また、第１室Ｈ１には、第１ダイヤフラムＤ１を第１弁体Ｂ１の閉弁方向側に付勢する第１付勢バネＧ１が配設されている。

パイロット弁４は、第２ダイヤフラムＤ２と第３ダイヤフラムＤ３とを備えており、第２ダイヤフラムＤ２及び第３ダイヤフラムＤ３にて、その内部空間が第３室Ｈ３と第４室Ｈ４と第５室Ｈ５に区画されている。第３室Ｈ３は、第１の二次側圧力導入路５により流体流路１の二次側（圧力制御弁２よりも下流側）に連通接続されているとともに、第２の二次側圧力導入路６により圧力制御弁２の第１室Ｈ１に連通接続されている。第４室Ｈ４は、一次側圧力導入路７により流体流路１の一次側（圧力制御弁２よりも上流側）に連通接続されているとともに、駆動圧導入路８により圧力制御弁２の第２室Ｈ２に連通接続されている。また、図示は省略するが、第２ダイヤフラムＤ２と第３ダイヤフラムＤ３とは連結部等により連結されており、一体的に上下に変位自在に構成されている。そして、第５室Ｈ５には、第２付勢バネＧ２が配設されており、この第２付勢バネＧ２が第３ダイヤフラムＤ３を第４室Ｈ４側に付勢することで、第２ダイヤフラムＤ２が第３室Ｈ３側に付勢されている。

一次側圧力導入路７の先端部には、第２弁体Ｂ２が設けられており、この第２弁体Ｂ２は第２ダイヤフラムＤ２により開閉される構成となっている。つまり、第２ダイヤフラムＤ２が第３室Ｈ３側に変位することにより第２弁体Ｂ２が開弁して、一次側圧力導入路７を通して流体流路１の一次側の流体が第４室Ｈ４に導入される。一方、第２ダイヤフラムＤ２が第４室Ｈ４側に変位することにより第２弁体Ｂ２が閉弁側に移動して、第４室Ｈ４への一次側の流体の導入量が減少される。

二次側圧力を設定圧力に調整するときの動作について説明する。
流体流路１の二次側圧力が設定圧力よりも低下すると、第１の二次側圧力導入路５にて流体流路１の二次側に連通接続されたパイロット弁４の第３室Ｈ３の圧力が低下し、第２付勢バネＧ２の付勢力により第２ダイヤフラムＤ２が第３室Ｈ３側に変位する。これにより、パイロット弁４の第２弁体Ｂ２が開き側に動作され、一次側圧力導入路７を通して第４室Ｈ４に流体流路１の一次側圧力が導入されて、第４室Ｈ４の圧力が上昇する。そして、その圧力上昇した第４室Ｈ４の圧力が駆動圧導入路８を通して圧力制御弁２の第２室Ｈ２に駆動圧として供給されて、第２室Ｈ２の圧力も上昇し、第１室Ｈ１と第２室Ｈ２との圧力差により第１ダイヤフラムＤ１が第１室Ｈ１側に変位する。よって、圧力制御弁２の第１弁体Ｂ１が開き側に動作され、流体流路１の二次側圧力を上昇させて二次側圧力を設定圧力に調整する。

一方、二次側圧力が設定圧力よりも上昇すると、パイロット弁４の第３室Ｈ３の圧力が上昇し、第２付勢バネＧ２の付勢力に抗して第２ダイヤフラムＤ２が第４室Ｈ４側に変位する。これにより、パイロット弁４の第２弁体Ｂ２が閉じ側に動作され、第４室Ｈ４への流体供給源がなくなる。すると、第２室Ｈ２の流体は、オリフィスＵ、第２の二次側圧力導入路６、第３室Ｈ３、第１の二次側圧力導入路５を介して二次側に排出され、第２室Ｈ２の圧力は低下し、第１室Ｈ１と第２室Ｈ２との圧力差により第１ダイヤフラムＤ１が第２室Ｈ２側に変位する。よって、圧力制御弁２の第１弁体Ｂ１が閉じ側に動作され、流体流路１の二次側圧力を低下させて二次側圧力を設定圧力に調整する。

圧力制御弁２の設定圧力は、常時、一定の圧力にするのではなく、圧力設定部３を備えることで、負荷等に応じて変更する目標設定圧力に設定圧力を調整している。例えば、流体流路１では、多くの需要が見込まれる時間帯には負荷が大きくなるので、圧力設定部３は、設定圧力を高圧の目標設定圧力に調整し、それ以外の時間帯には負荷が小さくなるので、設定圧力を低圧の目標設定圧力に調整している。

上述の如く、パイロット弁４において第２付勢バネＧ２の付勢力と第１の二次側圧力導入路５を通して供給される二次側圧力との大小関係に応じた駆動圧が、パイロット弁４から圧力制御弁２に供給されて、圧力制御弁２により二次側圧力が設定圧力に調整されている。そこで、圧力設定部３は、圧力制御弁２の設定圧力を変更設定するのであるが、第２付勢バネＧ２が圧力制御弁２の設定圧力を設定する圧力設定バネ９として構成されており、この圧力設定バネ９（第２付勢バネＧ２）のバネ荷重を調整することで、圧力制御弁２の設定圧力を変更設定自在に構成されている。

圧力設定部３は、図２及び図３に示すように、上述の圧力設定バネ９に加え、圧力設定バネ９に加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジ１０、その圧力調整ネジ１０を回転駆動させる駆動部１１、駆動部１１の作動を制御して設定圧力を変更設定する制御部（図示省略）等を備えて構成されている。そして、圧力設定部３は、パイロット弁４を形成するパイロット弁形成部１４の内部に圧力設定バネ９や圧力調整ネジ１０を配設するとともに、収納ケース１５の内部に駆動部１１や制御部(図示省略)を配設しており、パイロット弁形成部１４と収納ケース１５とを連結することで、圧力設定バネ９のバネ荷重を調整自在に構成されている。

図３に示すように、圧力設定部３の圧力設定バネ９は、パイロット弁４の第５室Ｈ５に配設されており、その上端部が第３ダイヤフラムＤ３に当接され、その下端部がバネ受け部１３に当接されている。そして、パイロット弁形成部１４のうち第５室Ｈ５を形成する下方側部位には、その内壁部に第１ネジ部Ｎ１が形成されており、バネ受け部１３は、その外周部に形成された第２ネジ部Ｎ２とパイロット弁形成部１４に形成された第１ネジ部Ｎ１とが螺合する状態で設けられている。そして、パイロット弁４の第５室Ｈ５には、バネ受け部１３を上下方向に貫通する状態で第１回転軸Ｊ１が配設されており、この第１回転軸Ｊ１が回転することで、第１回転軸Ｊ１とバネ受け部１３が一体的に回転し、バネ受け部１３が上下動するように構成されている。第１回転軸Ｊ１とバネ受け部１３との一体回転によりバネ受け部１３が上下動して、圧力設定バネ９に加えるバネ荷重を調整自在に構成されている。これにより、第１回転軸Ｊ１とバネ受け部１３とが、圧力調整ネジ１０として構成されている。また、第１回転軸Ｊ１は、小径の下端側部位がパイロット弁形成部１４を貫通して下方側に突出する状態で配設されている。

一方、圧力設定部３の駆動部１１や制御部は、図３に示すように、駆動部１１にて回転駆動される第２回転軸Ｊ２とともに、収納ケース１５の内部に配設されている。第２回転軸Ｊ２は、その上端側部位が収納ケース１５から上方側に突出する状態で配設されている。そして、第１回転軸Ｊ１の下端側部位と第２回転軸Ｊ２の上端側部位とが回転軸連結部１６にて連結されており、第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２とが一体的に回転自在に構成されている。これにより、駆動部１１にて第２回転軸Ｊ２を回転駆動することで、第２回転軸Ｊ２及び第１回転軸Ｊ１を一体的に回転させてバネ受け部１３を上下動させ、圧力設定バネ９に加えるバネ荷重を調整する。

パイロット弁形成部１４と収納ケース１５との連結については、図２及び図３に示すように、第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２とを連結する回転軸連結部１６に加えて、パイロット弁形成部１４に固定された板状の第１連結部Ｋ１と収納ケース１５の上端側部位に固定された板状の第２連結部Ｋ２とを連結する連結部材２２が設けられている。連結部材２２は、円柱状に形成され、複数（この実施形態では４つ）設けられており、第１連結部Ｋ１と第２連結部Ｋ２とを複数箇所で連結している。そして、パイロット弁４と収納ケース１５とを電気的に絶縁するために、例えば、第２連結部Ｋ２との間に絶縁部材を介在させて連結部材２２を第２連結部Ｋ２に連結したり、連結部材２２自体を絶縁材料にて構成している。

駆動部１１は、図４に示すように、電動式の駆動モータ２３とその駆動モータ２３の回転駆動力により第２回転軸Ｊ２を回転させる駆動用減速機構Ｓ１とから構成されている。駆動用減速機構Ｓ１は、駆動モータ２３の出力軸に固定された駆動ギア２４と、第２回転軸Ｊ２に外嵌固定された第１ギアＦ１とを備えており、第１ギアＦ１は駆動ギア２４よりも大径に形成され、駆動ギア２４と第１ギアＦ１とが噛み合っている。これにより、駆動モータ２３の回転が駆動用減速機構Ｓ１にて減速された上で第２回転軸Ｊ２に伝達されて、駆動モータ２３により第２回転軸Ｊ２が回転駆動される。
このように、駆動モータ２３にて第２回転軸Ｊ２を回転駆動すると、上述の如く、第２回転軸Ｊ２と第１回転軸Ｊ１とが一体的に回転されてバネ受け部１３を上下動させ、圧力設定バネ９に加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁２の設定圧力を変更設定することができる（図３参照）。

そして、圧力設定部３の制御部は、第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の回転位置を監視しており、その第２回転軸Ｊ２の回転位置が目標設定圧力に相当する目標回転位置となるように、駆動モータ２３の作動を制御することで、圧力制御弁２の設定圧力を目標設定圧力に変更設定する。そこで、圧力設定部３には、図４及び図５に示すように、第２回転軸Ｊ２の回転位置を検出する回転位置検出センサ２５が設けられており、制御部は、この回転位置検出センサ２５の検出情報に基づいて、第２回転軸Ｊ２の回転位置を監視している。

（回転位置検出センサ）
本発明に係る圧力制御装置では、図５に示すように、回転位置検出センサ２５として、３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転角度を検出するための回転角度検出センサ２６（第２回転位置検出センサに相当する）と、第２回転軸Ｊ２の回転数を検出するための回転数検出センサ２７（第１回転位置検出センサに相当する）との２つの回転位置検出センサが備えられている。

回転角度検出センサ２６は、第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の下端側部位に配設されており、３６０度以内での回転角度の検出対象となる第２回転軸Ｊ２に直接取り付けられている。したがって、回転角度検出センサ２６は、３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転位置を３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転角度として検出自在な構成となっている。

回転数検出センサ２７は、基準用減速機構Ｓ２により第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の回転が減速されて伝達される第３回転軸Ｊ３（第１減速回転軸に相当する）の回転位置を検出するように構成されている。第３回転軸Ｊ３は、第２回転軸Ｊ２と直交する方向に延びる状態で配設されている。基準用減速機構Ｓ２は、第１ギアＦ１よりも下方側に第２回転軸Ｊ２の外周部に形成された第２ギアＦ２と第３回転軸Ｊ３に固定された第３ギアＦ３とが噛み合う状態で備えられたウォーム減速機構にて構成されている。ここで、第２回転軸Ｊ２は、目標設定圧力の最小値に対応する下限目標回転位置から目標設定圧力の最大値に対応する上限目標回転位置までを回転範囲としており、基準用減速機構Ｓ２の減速率は、第２回転軸Ｊ２の回転範囲に対して第３回転軸Ｊ３の回転範囲が３６０度以内になるように設定されている。

圧力設定部３の制御部は、回転角度検出センサ２６にて検出した３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転位置をそのまま３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転角度Ｐ１として求めている。また、圧力設定部３の制御部は、回転数検出センサ２７にて検出した第３回転軸Ｊ３の回転位置及び基準用減速機構Ｓ２の減速率から第２回転軸Ｊ２の回転数Ｐ２を求めている。そして、圧力設定部３の制御部は、求めた第２回転軸Ｊ２の回転角度Ｐ１と求めた第２回転軸Ｊ２の回転数Ｐ２とから、下記の〔数１〕を用いて、第２回転軸Ｊ２の回転位置Ｐ３を求めている。これにより、制御部が、回転位置演算手段に相当する。

〔数１〕
Ｐ３＝Ｐ１＋３６０×Ｐ２
ここで、Ｐ１は第２回転軸Ｊ２の回転角度であり、Ｐ２は第２回転軸Ｊ２の回転数であり、Ｐ３は第２回転軸Ｊ２の回転位置である。

圧力設定部３の制御部は、第２回転軸Ｊ２の回転位置と圧力制御弁２の設定圧力との大小関係（例えば、第２回転軸Ｊ２の回転位置が増大側になるほど圧力制御弁２の設定圧力が増大する等の関係）を予め記憶しており、その記憶している大小関係を用いて、圧力制御弁２の設定圧力が目標設定圧力となるように、第２回転軸Ｊ２の回転位置を調整すべく、駆動モータ２３の作動を制御している。つまり、制御部１２は、記憶している大小関係から目標設定圧力に対応する第２回転軸Ｊ２の目標回転位置を求め、上記〔数１〕にて求めた第２回転軸Ｊ２の回転位置が目標回転位置となるように、駆動モータ２３の作動を制御している。

（クラッチ機構）
上述の如く、制御部が駆動モータ２３の作動を制御することで、圧力制御弁２の設定圧力を目標設定圧力に自動的に変更設定自在であるが、例えば、作業者の手動操作により圧力制御弁２の設定圧力を変更設定できるように構成されている。
つまり、図６〜図１０に示すように、圧力設定部３が、圧力調整ネジ１０側の第１ギアＦ１と駆動部１１側の駆動ギア２４とが噛み合い駆動部１１の回転駆動力を圧力調整ネジ１０に伝達する伝達状態と第１ギアＦ１と駆動ギア２４との噛み合いを解除して駆動部１１の回転駆動力の圧力調整ネジ１０への伝達を遮断する遮断状態とに切換自在なクラッチ機構３０を備えている。ここで、図６は、クラッチ機構３０の各部材を分解したときの分解斜視図を示しており、図７は、クラッチ機構３０の断面図を示している。そして、図８は、クラッチ機構３０を伝達状態に切り換えている状態を示しており、図９は、クラッチ機構３０を伝達状態から遮断状態に切り換える途中の状態を示しており、図１０は、クラッチ機構３０を遮断状態に切り換えている状態を示している。

このように、クラッチ機構３０を備えることにより、圧力制御弁２の設定圧力を目標設定圧力に変更設定するに当たり、制御部により駆動モータ２３の作動を制御して第１回転軸Ｊ１及び第２回転軸Ｊ２を自動的に回転させる場合には、クラッチ機構３０を伝達状態に切り換え、回転軸連結部１６に備えられた手動操作部材２０（図３参照）の手動操作により第１回転軸Ｊ１及び第２回転軸Ｊ２を回転させる場合には、クラッチ機構３０を遮断状態に切り換えている。

クラッチ機構３０は、第１ギアＦ１及び駆動ギア２４の軸心方向に沿う上下軸周りで第１位置（図８参照）と第２位置（図１０参照）とに亘って揺動操作自在な手動操作レバー３１と、第１ギアＦ１と駆動ギア２４とが噛み合う噛合位置（図８参照）と第１ギアＦ１と駆動ギア２４との噛み合いを解除する噛合解除位置とに駆動ギア２４をその径方向に移動自在な第１板状体Ｑ１と、第１位置と第２位置との手動操作レバー３１の揺動操作により噛合位置と噛合解除位置とに駆動ギア２４を移動させるように手動操作レバー３１の動作と駆動ギア２４の動作とを連係させる連係機構３２とを備えている。このように、クラッチ機構３０は、第１ギアＦ１を固定側ギアとし且つ駆動ギア２４を移動側ギアとして、移動側ギアである駆動ギア２４をその径方向に移動させることで、噛合位置と噛合解除位置とに駆動ギア２４を移動させて、伝達状態と遮断状態とに切換自在に構成されている。

手動操作レバー３１は、その一端部位が円筒状の支持部３４の上面部から上方側に突出する回転体４６に嵌め込まれており、その一端部位を支点として上下軸心周りに第１位置（図８参照）と第２位置（図１０参照）とに亘って揺動自在な棒状体にて構成されている。図６及び図７に示すように、支持部３４の外周部には円板状の第２板状体Ｑ２が外嵌されており、その第２板状体Ｑ２の上面には、上方側に延びる起立壁部３５が備えられている。そして、この起立壁部３５は、第２板状体Ｑ２の外形形状に沿って延びるように、平面視で円弧状に形成されており、手動操作レバー３１の下面部に形成された第１凹部Ｒ１に起立壁部３５が嵌合されている。これにより、手動操作レバー３１は、第１凹部Ｒ１と起立壁部３５との嵌合により起立壁部３５に案内されながら、第１位置と第２位置とに亘って揺動操作自在に構成されている。

第１板状体Ｑ１は、平面視においてその中央部位が両端部位よりも突出する凸状の板状体にて構成されており、その一端部位を支点として上下軸心周りに揺動自在に設けられている。第１板状体Ｑ１の中央部位には、その下方側に駆動モータ２３が取り付けられている。駆動モータ２３から上方側に延設された出力軸は、第１板状体Ｑ１を上下方向に貫通しており、その出力軸に設けられた駆動ギア２４は、第１板状体Ｑ１よりも上方側に配設されている。これにより、第１板状体Ｑ１が、その一端部位を支点として上下軸心周りに揺動することで、第１板状体Ｑ１と駆動モータ２３と駆動ギア２４とが一体的に移動自在に構成されている。

連係機構３２は、手動操作レバー３１と一体的に移動自在な係合ピン４１と、第１板状体Ｑ１の他端部位に形成された長孔状の係合溝４２とを備えており、係合ピン４１を係合溝４２に係合させることで、手動操作レバー３１の動作と駆動ギア２４の動作とを連係させている。手動操作レバー３１を支持する支持部３４の内部には、上下軸心周りで回転自在に支持された回転体４６が配設されており、その回転体４６は、ボルト等の締結具Ｔにより手動操作レバー３１に締結されている。よって、手動操作レバー３１を揺動操作すると、その揺動操作に伴って回転体４６が回転するように構成されている。回転体４６の下端部には、下方側に延びるように係合ピン４１が設けられており、この係合ピン４１は、回転体４６の回転軸心から偏心した位置に配設されている。これにより、手動操作レバー３１が上下軸心周りで揺動操作されると、その揺動操作に伴い回転体４６が回転して係合ピン４１が回転体４６の回転軸心周りで回転移動する。係合ピン４１は、係合溝４２に係合した状態で回転移動するので、係合溝４２の側壁部位を押圧しながら移動することになり、その係合ピン４１の押圧によって第１板状体Ｑ１が上下軸心周りで揺動される。このようにして、連係機構３２は、手動操作レバー３１の動作と第１板状体Ｑ１の動作とを連係しており、図８に示すように、手動操作レバー３１が第１位置に揺動操作されると駆動ギア２４が噛合位置に移動するように第１板状体Ｑ１を揺動させ、図１０に示すように、手動操作レバー３１が第２位置に揺動操作されると駆動ギア２４が噛合解除位置に移動するように第１板状体Ｑ１を揺動させる。

噛合位置(図８参照)と噛合解除位置（図１０参照）とは、第１ギアＦ１の径方向において間隔を隔てて離間する位置として設定されている。そして、駆動ギア２４を噛合位置とする第１板状体Ｑ１を第１ギアＦ１から径方向の離れる側に揺動することにより駆動ギア２４が噛合解除位置に移動される。これにより、駆動ギア２４と第１ギアＦ１との摺動を防止してその摺動抵抗を軽減しながら、駆動ギア２４を噛合解除位置に移動させることができる。その結果、手動操作レバー３１を第１位置から第２位置に揺動操作するときに必要な操作力を低減することができ、操作性の向上を図ることができる。また、駆動ギア２４を噛合解除位置とする第１板状体Ｑ１を第１ギアＦ１に径方向の近づける側に揺動することにより駆動ギア２４が噛合位置に移動される。これにより、案内手段等を備えなくても、駆動ギア２４及び第１ギアＦ１の両者のギアが有する山型の歯形状を利用して、第１ギアＦ１に対して駆動ギア２４を適切に噛み合わせることができ、構成の簡素化を図ることができる。

そして、噛合位置と噛合解除位置とのうち噛合位置側に駆動ギア２４を復帰付勢する圧縮バネ等の第１弾性体Ｃ１が設けられている。この第１弾性体Ｃ１は、その一端部が第１板状体Ｑ１の揺動支点となる一端部位とは反対側の他端部位に接続されており、その第１板状体Ｑ１の他端部位を第１ギアＦ１に径方向で近づく側に付勢することで、駆動ギア２４を噛合位置側に復帰付勢している。

（ロック機構）
また、駆動ギア２４を噛合位置及び噛合解除位置の夫々において位置保持するロック機構３３が備えられている。このロック機構３３は、手動操作レバー３１を第１位置及び第２位置の夫々において位置保持することで、駆動ギア２４を噛合位置及び噛合解除位置の夫々に位置保持するように構成されている。

以下、図７〜図１０に基づいてロック機構３３の構成について説明する。ここで、図７（ａ）は、ロック機構３３が手動操作レバー３１の位置を位置保持している状態を示しており、図７（ｂ）は、ロック機構３３が手動操作レバー３１の位置保持を解除している状態を示している。また、図８は、ロック機構３３が第１位置において手動操作レバー３１の位置を位置保持している状態（すなわち、駆動ギア２４を噛合位置に位置保持している状態）を示しており、図９は、ロック機構３３が第１位置において手動操作レバー３１の位置保持を解除した状態（すなわち、駆動ギア２４の噛合位置への位置保持を解除した状態）を示しており、図１０は、ロック機構３３が第２位置において手動操作レバー３１を位置保持している状態（すなわち、駆動ギア２４を噛合解除位置に位置保持している状態）を示している。

手動操作レバー３１の内部には、図７に示すように、手動操作レバー３１の外部に突出する側と内部に引退する側とに水平方向に沿って出退自在な円柱状の出退ボタン３６が設けられている。そして、この出退ボタン３６を手動操作レバー３１の外部に突出側に押圧付勢する圧縮バネ等の第２弾性体Ｃ２が、手動操作レバー３１の内部に設けられている。出退ボタン３６には、手動操作レバー３１に設けられた第１凹部Ｒ１と同様に、第２凹部Ｒ２が設けられており、起立壁部３５が第２凹部Ｒ２にも嵌合されている。そして、出退ボタン３６の第２凹部Ｒ２の側壁部位には、図８〜図１０に示すように、水平方向に突出する円弧状の突起部３７が形成されており、起立壁部３５には、水平方向に凹入する円弧状の凹入溝部３８が形成されており、図８及び図１０に示すように、凹入溝部３８に突起部３７が嵌合自在に構成されている。そして、凹入溝部３８は、手動操作レバー３１の第１位置に相当する位置、及び、手動操作レバー３１の第２位置に相当する位置の夫々に形成されている。これにより、ロック機構３３は、突起部３７と凹入溝部３８とを備え、凹入溝部３８に突起部３７が嵌合することで、第１位置及び第２位置の夫々において手動操作レバー３１の位置を位置保持する。

これにより、手動操作レバー３１が第１位置に位置するときに、突起部３７が凹入溝部３８に嵌合して手動操作レバー３１が第１位置に位置保持され、手動操作レバー３１が第２位置に位置するときにも、突起部３７が凹入溝部３８に嵌合して手動操作レバー３１が第２位置に位置保持される。よって、第１位置又は第２位置に位置する手動操作レバー３１を揺動操作するときには、まず、作業者が出退ボタン３６を手動操作レバー３１の内部に引退する側に押し操作することで、突起部３７と凹入溝部３８との嵌合を解除して手動操作レバー３１の位置保持を解除した上で、手動操作レバー３１を揺動操作する。

上述の如く、クラッチ機構３０は、手動操作レバー３１を第１位置と第２位置とに揺動操作して駆動ギア２４を噛合位置と噛合解除位置とに移動させて、伝達状態と遮断状態とに切換自在に構成されている。ここで、圧力制御弁２の設定圧力の変更設定については、通常、制御部が駆動モータ２３の作動を制御することで自動的に行うので、図８に示すように、クラッチ機構３０は伝達状態に切り換えられている。そして、作業者による手動操作によって圧力制御弁２の設定圧力を変更設定するときには、図９に示すように、作業者が出退ボタン３６を手動操作レバー３１の内部に引退する側に押し操作することで手動操作レバー３１の位置保持を解除した上で、手動操作レバー３１を揺動操作して、図１０に示すように、クラッチ機構３０を遮断状態に切り換えている。

そして、作業者による手動操作によって圧力制御弁２の設定圧力を変更設定するために、図３に示すように、回転軸連結部１６には、手動操作部材２０が備えられており、作業者が手動操作により手動操作部材２０を回転操作すると、その回転操作に伴って第１回転軸Ｊ１及び第２回転軸Ｊ２が回転されるように構成されている。これにより、クラッチ機構３０を遮断状態に切り換えた上で、作業者が手動操作部材２０を回転操作することで、第１回転軸Ｊ１及び第２回転軸Ｊ２を回転させてバネ受け部１３を上下動させ、圧力設定バネ９に加えるバネ荷重を調整して圧力制御弁２の設定圧力を変更設定する。このようにして、圧力設定部３は、作業者の手動操作により圧力制御弁２の設定圧力を変更設定自在に構成されている。

ここで、本発明に係る圧力制御装置では、上述の如く、制御部が駆動モータ２３の作動を制御することで圧力制御弁２の設定圧力の変更設定を自動的に行う場合に、圧力設定部３の制御部は、回転角度検出センサ２６の検出情報から３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転角度Ｐ１を求め、回転数検出センサ２７の検出情報から第２回転軸Ｊ２の回転数Ｐ２を求めて、それら求めた第２回転軸Ｊ２の回転角度と回転数とから、上記の〔数１〕を用いて、第２回転軸Ｊ２の回転位置Ｐ３を求めているが、作業者の手動操作により圧力制御弁２の設定圧力を変更設定する場合においても、第２回転軸Ｊ２の回転位置を求めることができる。

つまり、作業者の手動操作により圧力制御弁２の設定圧力を変更設定する場合には、クラッチ機構３０を遮断状態に切り換えた上で、作業者が手動操作部材２０を回転操作することで圧力制御弁２の設定圧力を変更設定する。このとき、手動操作部材２０の回転操作により第２回転軸Ｊ２が回転されるので、その第２回転軸Ｊ２の回転に伴って基準用減速機構Ｓ２により第３回転軸Ｊ３も回転される。これにより、圧力設定部３の制御部は、回転角度検出センサ２６の情報から３６０度以内の第２回転軸Ｊ２の回転角度Ｐ１を求めることができるとともに、回転数検出センサ２７の検出情報から第２回転軸Ｊ２の回転数Ｐ２を求めることができる。よって、圧力制御部３の制御部は、それら求めた第２回転軸Ｊ２の回転角度と回転数とから、上記の〔数１〕を用いて、第２回転軸Ｊ２の回転位置Ｐ３を求めることができる。そこで、例えば、圧力制御部３の制御部は、求めた第２回転軸Ｊ２の回転位置を表示部等に表示させることで、作業者が第２回転軸Ｊ２の回転位置を認識しながら、圧力制御弁２の設定圧力を変更設定することができ、作業者が圧力制御弁２の設定圧力を所望の設定圧力に容易に変更設定することができる。

〔第２実施形態〕
この第２実施形態は、上記第１実施形態において第２回転位置検出センサの構成についての別実施形態である。以下、第２回転位置検出センサの構成について説明するが、その他の構成については上記第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

上記第１実施形態では、第２回転位置検出センサとしての回転角度検出センサ２５を第２回転軸Ｊ２（出力回転軸に相当する）に取り付けて、第２回転軸Ｊ２の回転角度を回転角度検出センサ２５にてそのまま検出するようにしている。
この第２実施形態では、図示は省略するが、基準用減速機構Ｓ２とは別に、第２回転軸Ｊ２の回転を減速させて第２減速回転軸に伝達させる低減速率用減速機構を備え、この低減速率用減速機構の減速率を基準用減速機構Ｓ２よりも低い減速率に設定する。そして、第２減速回転軸に第２回転位置検出センサとしての回転位置検出センサを取り付け、第２回転位置検出センサにて第２減速回転軸の回転位置を検出する。

これにより、第２回転位置検出センサにて検出する第２減速回転軸の回転位置は、低減速率用減速機構にて第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の回転が減速されたものであるので、圧力設定部の制御部は、低減速率用減速機構の減速率を用いて、第２回転位置検出センサにて検出する第２減速回転軸の回転位置から第２回転軸Ｊ２の回転角度を求めることができる。このように、第２減速回転軸は、第２回転軸Ｊ２の回転が減速されているものの、基準用減速機構よりも減速率が低い低減速率用減速機構により減速されて第２回転軸Ｊ２の回転が伝達されているので、第２回転位置検出センサにて第２減速回転軸の回転位置を検出することで第２回転軸Ｊ２の回転角度を求めても、分解能を大きく落とすことなく、第２回転軸Ｊ２の回転角度を検出することができる。

また、低減速率用減速機構を備えるに当たり、上述の如く、基準用減速機構Ｓ２とは別に、低減速率用減速機構を備えることもできるが、この構成に代えて、基準用減速機構Ｓ２の一部が低減速率用減速機構を兼用することもできる。
図示は省略するが、第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の回転を第３回転軸Ｊ３（第１減速回転軸に相当する）に伝達するに当たり、その回転の伝達を中継する中継用回転軸を設け、基準用減速機構Ｓ２として、第２回転軸Ｊ２（回転出力軸に相当する）の回転を減速させて中継用回転軸に伝達する第１基準用減速機構（例えば平行軸歯車減速機構）と、中継用回転軸の回転を減速させて第３回転軸Ｊ３（第１減速回転軸に相当する）に伝達する第２基準用減速機構（例えばウォーム減速機構）とを設ける。そして、第１回転位置検出センサを第３回転軸Ｊ３に取り付けてその第３回転軸Ｊ３の回転位置を検出し、第２回転位置検出センサを中継用回転軸に取り付けてその中継用回転軸の回転位置を検出する。このように、基準用減速機構Ｓ２を第１基準用減速機構と第２基準用減速機構とから構成すると、基準用減速機構Ｓ２の一部である第１基準用減速機構が、低減速率用減速機構を兼用することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記第１及び第２実施形態では、基準用減速機構Ｓ２をウォーム減速機構にて構成しているが、基準用減速機構Ｓ２をどのような減速機構にて構成するかについては適宜変更が可能である。

本発明は、流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、その圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネと、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジを回転自在な回転出力軸と、前記回転出力軸を回転駆動させる駆動部とを備え、構成の簡素化を図りながら、回転位置検出の信頼性を向上して、回転出力軸の回転位置をきめ細かく検出できる各種の圧力制御装置に適応可能である。

１流体流路
２圧力制御弁
３圧力設定部
９圧力設定バネ
１０圧力調整ネジ
１１駆動部
２６第２回転位置検出センサ（回転角度検出センサ）
２７第１回転位置検出センサ（回転数検出センサ）
Ｊ２回転出力軸（第２回転軸）
Ｊ３第１減速回転軸（第３回転軸）
Ｓ２基準用減速機構

Claims

流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁と、その圧力制御弁の前記設定圧力を変更設定する圧力設定部とが設けられ、前記圧力設定部は、バネ荷重の調整により前記設定圧力を変更設定自在な圧力設定バネと、前記圧力設定バネに加えるバネ荷重を調整自在な圧力調整ネジを回転自在な回転出力軸と、前記回転出力軸を回転駆動させる駆動部とを備えている圧力制御装置であって、
前記回転出力軸の回転が基準用減速機構により減速されて伝達された第１減速回転軸の回転位置を検出する第１回転位置検出センサと、前記回転出力軸の回転位置又は前記回転出力軸の回転が前記基準用減速機構よりも減速率が低い低減速率用減速機構により減速されて伝達された第２減速回転軸の回転位置を検出する第２回転位置検出センサと、前記第１回転位置検出センサの検出情報に基づいて前記回転出力軸の回転数を求め、且つ、前記第２回転位置検出センサの検出情報に基づいて前記回転出力軸の回転角度を求め、それら求めた前記回転出力軸の回転数及び回転角度から前記回転出力軸の回転位置を求める回転位置演算手段とを備えている圧力制御装置。
前記第２回転位置検出センサが、前記回転出力軸に取り付けられている請求項１に記載の圧力制御装置。
前記基準用減速機構の減速率は、前記回転出力軸の回転範囲に対して前記第１減速回転軸の回転範囲が３６０度以内となるように設定されており、前記第２回転位置検出センサは、前記回転出力軸に取り付けられており、３６０度以内の前記回転出力軸の回転角度を検出自在に構成されている請求項１又は２に記載の圧力制御装置。
前記基準用減速機構は、ウォーム減速機構にて構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の圧力制御装置。