(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧によって動作する調節弁の作動軸の変位量を検出しその変位量に応じた電気信号を出力する変位検出部と、
前記変位検出部からの電気信号より得られる前記調節弁の実開度と設定開度との偏差を求め、この偏差に応じた制御信号を出力する制御演算部と、
前記制御演算部からの制御信号を空気圧信号に変換する電空変換部と、
前記電空変換部からの空気圧信号を増幅し出力空気圧として前記調節弁の操作器に供給する空気圧信号増幅部とを備えたポジショナにおいて、
前記変位検出部は、前記調節弁に固定設置され、
前記制御演算部、前記電空変換部および前記空気圧信号増幅部はケース内に収容され、
前記変位検出部からの電気信号を前記制御演算部に導くケーブルを有し、
前記ケーブルには、前記変位検出部にその検出部内をパージする空気を導く通路が設けられている
ことを特徴とするポジショナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたポジショナにおいて、
前記変位検出部に導かれる空気は前記ケース内から送られるものである
ことを特徴とするポジショナ。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気信号を空気圧信号に変換して調節弁の弁開度を制御するポジショナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、化学プラント等においては、その流量プロセスに用いられる調節弁に対してポジショナを設け、このポジショナによって調節弁の開度を制御するようにしている。このポジショナは、上位装置から送られてくる設定開度と調節弁からフィードバックされてくる実開度との偏差を求め、この偏差に応じた電気信号を制御信号として生成する制御演算部と、この制御演算部が生成した制御信号を空気圧信号に変換する電空変換部と、この電空変換部からの空気圧信号を増幅し出力空気圧として調節弁の操作器に供給する空気圧信号増幅部（パイロットリレー）とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このポジショナでは、調節弁の実開度を弁軸の変位量として検出する変位検出部として角度センサが用いられており、この角度センサはフィードバックレバーを介して弁軸の変位量に応じて回転する回転軸を有している。この角度センサの回転軸の回転角度に応じた電気信号が実開度を示す信号として制御演算部にフィードバックされる。
【０００４】
このようなポジショナでは、電気部品である変位検出部（角度センサ）、制御演算部、電空変換部等をケース内に収容したうえで、調節弁のヨークにブラケット等を介して固定されて使用されるのが一般的である。しかし、調節弁は流量制御に伴って振動を発生する振動源を構成しているので、その調節弁に固定されているポジショナもその振動の影響を受けて、弁開度制御の精度が悪化する虞がある。
【０００５】
そこで、このようなポジショナの振動による制御性の悪化を解決することを目的としたポジショナが特許文献２に示されている。この特許文献２に示されたポジショナでは、従来防爆ケース内に収容されていた角度センサを外に出し別体とし、この別体とした角度センサを調節弁のヨークにブラケットを介して固定する一方、ポジショナ本体は調節弁の振動を受けない調節弁から離れたところに設置したうえで、角度センサとポジショナ本体間をケーブルで接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−２８１１８号公報
【特許文献２】実開平０４−８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に示されたポジショナでは、角度センサをポジショナのヨークに固定しているので、調節弁の弁軸の変位量に応じて回転する角度センサの回転軸の隙間から、角度センサの内部に雨水が侵入したり、湿気が入り込んだりするなどして、角度センサの電気部品を腐食損傷させたり、回転軸が摩耗して、その摩耗粉が軸受との隙間に入り込み、回転軸が固着するなどという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、変位検出部の電気部品の腐食損傷や回転軸の固着などを防止することが可能なポジショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために本発明は、空気圧によって動作する調節弁の作動軸の変位量を検出しその変位量に応じた電気信号を出力する変位検出部と、変位検出部からの電気信号より得られる調節弁の実開度と設定開度との偏差を求め、この偏差に応じた制御信号を出力する制御演算部と、制御演算部からの制御信号を空気圧信号に変換する電空変換部と、電空変換部からの空気圧信号を増幅し出力空気圧として調節弁の操作器に供給する空気圧信号増幅部とを備えたポジショナにおいて、変位検出部は、調節弁に固定設置され、制御演算部、電空変換部および空気圧信号増幅部はケース内に収容され、変位検出部からの電気信号を制御演算部に導くケーブルを有し、ケーブルには、変位検出部にその検出部内をパージする空気を導く通路が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、変位検出部からの電気信号を制御演算部に導くケーブルに設けられた通路を通して変位検出部の検出部内に空気が導かれ、変位検出部の検出部内がエアパージされる。これにより、変位検出部の検出部内に雨水や湿気などが侵入したとしても、その侵入した雨水や湿気などが吹き飛ばされ、変位検出部の検出部内が雨水や湿気などのない状態に保たれる。
【００１１】
本発明において、変位検出部に導く空気は、ポジショナへの空気の供給源とは別の供給源から送るようにしてもよいが、ポジショナへの空気の供給源を利用すれば、空気の供給源を別途設ける必要がない。また、ポジショナのケース内から変位検出部に空気を送るようにすれば、ポジショナ内で利用される空気が有効に活用されるものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、変位検出部からの電気信号を制御演算部に導くケーブルに、変位検出部の検出部内をパージする空気を導く通路を設けるようにしたので、変位検出部の検出部内がエアパージされるものとなり、変位検出部の検出部内が雨水や湿気などのない状態に保たれ、変位検出部の電気部品の腐食損傷や回転軸の固着などを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るポジショナの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】このポジショナの調節弁との接続状況を示す正面図である。
【図３】このポジショナの角度センサの調節弁における取り付け状況を示す平面断面図である。
【図４】角度センサからの電気信号をポジショナのケース内に導くケーブルの一例を示す断面図である。
【図５】角度センサからの電気信号をポジショナのケース内に導くケーブルの他の例を示す断面図である。
【図６】角度センサへのケーブルの引き込み部の断面図である。
【図７】角度センサの内部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係るポジショナの一実施の形態を示すブロック図である。同図において、１００は本発明に係るポジショナ、２００はこのポジショナ１００によってその弁開度が制御される調節弁である。
【００１５】
調節弁２００は、弁軸（作動軸）２０を駆動する操作器２１を有しており、弁軸２０には連結ピン２２が設けられ、この連結ピン２２にその長孔２３ａを摺動自在に挿通させてフィードバックレバー２３が設けられている。フィードバックレバー２３は、弁軸２０の上下動に応じて、すなわち連結ピン２２の上下動に応じて、支点Ｐ１を中心として回動する。
【００１６】
ポジショナ１００は、上位装置（図示せず）から送られてくる設定開度θｓｐと調節弁２００からフィードバックされてくる実開度θｐｖとの偏差を求め、この偏差に応じた電気信号を制御信号として生成する制御演算部１と、空気圧の供給源３００から供給される空気圧Ｐｓを受けて、制御演算部１が生成した制御信号を空気圧信号（ノズル背圧）Ｐｎに変換する電空変換部２と、電空変換部２が変換した空気圧信号Ｐｎを増幅し出力空気圧Ｐｏｕｔとして調節弁２００の操作器２１へ出力する空気圧信号増幅部（パイロットリレー）３と、角度センサ（変位検出部）４とを備えている。
【００１７】
このポジショナ１００において、角度センサ４は、調節弁２００のヨーク２４（図２参照）にブラケット２５を介して固定され、その回転軸４１（図３参照）がフィードバックレバー２３と連結されている。これにより、支点Ｐ１を中心とするフィードバックレバー２３の回動に伴って角度センサ４の回転軸４１が回転し、弁軸２０の変位量に応じた電気信号が調節弁２００の実開度θｐｖとして制御演算部１へフィードバックされる。なお、フィードバックレバー２３には、連結ピン２２を長孔２３ａの長手方向に延びる一側壁（この例では、上側の側壁）２３ａ１に圧接するピン押圧用ばね２６が、その両端部をフィードバックレバー２３の壁面部に掛止させて装着されている。
【００１８】
また、このポジショナ１００において、制御演算部１、電空変換部２および空気圧信号増幅部３はケース５内に収容されている。このケース５内において、制御演算部１および電空変換部２は、防爆構造とされた容器（図示せず）にさらに収納されている。また、ケース５と角度センサ４との間には、角度センサ４からの電気信号を制御演算部１に導くケーブル６が設けられている。このケーブル６には、本実施の形態特有の構成として、角度センサ４からの電気信号を制御演算部１に導くリード線群６１に加え、電空変換部２への空気圧Ｐｓを分岐して角度センサ４の検出部内へ導くエアチューブ６２が設けられている。
【００１９】
図４にケーブル６の断面図を示す。この例では、ケーブル６の中心部にエアチューブ６２が設けられ、このエアチューブ６２の周囲にリード線群６１が設けられている。なお、図５に示すように、断面ダルマ状のケーブル６とし、リード線群６１とエアチューブ６２とを１つのケーブル６内で２つに分けるようにしてもよい。
【００２０】
図６に角度センサ４へのケーブル６の引き込み部の断面図を示す。ケーブル６は角度センサ４が収容されたケース７内にブッシング８を介して引き込まれている。ブッシング８はナット９によってケース７に締め付け付けられている。ケース７内において、ケーブル６から引き出されたリード線群６１は、絶縁スリーブ１０によって、角度センサ４からのリード線と圧着接続されている。また、ケーブル６から引き出されるエアチューブ６２の端面は、ケース７内のリード線群６１の収容空間７ａに臨み、このリード線群６１の収容空間７ａにエアチューブ６２からの空気が吹き出される。
【００２１】
図７は角度センサ４の内部の構成を示す断面図である。角度センサ４は、円筒状の軸受用シリンダ４２を収納固定したケース４３内に、ヨーク４４をその下端に固定した回転軸４１を下方から挿入して、回転軸４１の上端をケース４３上面の挿通孔４５から突出させ、さらに磁気センサ４６を取り付けた蓋４７によってケース４３の下面の開口４８を塞いで構成されている。回転軸４１に固定されたヨーク４４内には２つの永久磁石４９，５０が収納されており、磁気センサ４６は支持台５１の上面に固定されている。
【００２２】
なお、５２はケース４３の上面に突出した回転軸４１のリング溝に取り付けられた係止リング、５３はヨーク４４と軸受用シリンダ４２との間に挿入されたリング、５４，５５はパッキン、５６はフランジ、５７はキャップ、５８はフィードバックレバー２３を回転軸４１に連結するボルト、５９は磁気センサ４６からの電気信号を取り出す基板であり、蓋４７にはケース４３の内部空間と連通する連通孔４７ａが設けられている。
【００２３】
この角度センサ４において、回転軸４１は、軸受用シリンダ４２の内周面４２ａを軸受面として、ヨーク４４と一体となって回転する。これにより、磁気センサ４６の表面における磁石４９，５０が作る磁力線の方向が変化し、磁気センサ４６の出力抵抗値が変化して、回転軸４１の回転角度に応じた電気信号が生成される。
【００２４】
このように構成されたポジショナ１００では、角度センサ４からの電気信号を制御演算部１に導くケーブル６に設けられたエアチューブ６２を通して、空気圧の供給源３００からの電空変換部２への空気圧Ｐｓが分岐して、角度センサ４が収容されたケース７内のリード線群６１の収容空間７ａに導かれる。
【００２５】
これにより、エアチューブ６２の端面からケース７内のリード線群６１の収容空間７ａに空気が吹き出され、この吹き出された空気が連通孔４７ａを通して、角度センサ４のケース４３の内部空間に導かれ、角度センサ４の検出部内がエアパージされる。
【００２６】
これにより、角度センサ４の検出部内に雨水や湿気などが侵入したとしても、その侵入した雨水や湿気などが吹き飛ばされ、角度センサ４の検出部内が雨水や湿気などのない状態に保たれ、角度センサ４の電気部品の腐食損傷や回転軸５１の固着などが防止されるものとなる。
【００２７】
なお、この実施の形態では、空気圧の供給源３００からの電空変換部２への空気圧Ｐｓを分岐して角度センサ４に導くようにしたが、電空変換部２からの空気圧信号（ノズル背圧）Ｐｎを分岐して角度センサ４に導くようにしてもよく、空気圧信号増幅部３からの出力空気圧Ｐｏｕｔを分岐して角度センサ４に導くようにしてもよい。また、図示はしていないが、ポジショナ１００から外部へ排出される空気を角度センサ４に導くようにしてもよい。
【００２８】
また、ポジショナ１００への空気圧の供給源３００とは別の空気圧の供給源を設け、この別の空気圧の供給源からの空気をポジショナ１００を通さずにケーブル６の途中から中に入り込ませ、このケーブル６の中に入り込ませた空気を角度センサ４に送るようにしてもよい。
【００２９】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術的範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１…制御演算部、２…電空変換部、３…空気圧信号増幅部（パイロットリレー）、４…角度センサ（変位検出部）、４１…回転軸、４７ａ…連通孔、５…ケース、６…ケーブル、６１…リード線群、６２…エアチューブ、２０…弁軸（作動軸）、２１…操作器、２３…フィードバックレバー、１００…ポジショナ、２００…調節弁、３００…空気圧の供給源。
【図１】
0005781900.tif 000002
【図２】
0005781900.tif 000003
【図３】
0005781900.tif 000004
【図４】
0005781900.tif 000005
【図５】
0005781900.tif 000006
【図６】
0005781900.tif 000007
【図７】
0005781900.tif 000008