JP2587392Y2

JP2587392Y2 - 空気式計器

Info

Publication number: JP2587392Y2
Application number: JP1993029941U
Authority: JP
Inventors: 善邦土岐
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2008-05-13
Also published as: JPH0684003U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はたとえば空気式指示調節
計、電空変換器、ポジショナ、空気式演算器等といった
空気式計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば空気式指示調節計、電空変換
器、ポジショナ、空気式演算器等の空気式計器にあって
は、ノズルフラッパ機構、変位伝達用のリンク機構、各
種指示表示を行なう指針による表示機構等が適宜の個所
に組み込まれている。そして、これらの機構において、
たとえばノズルフラッパ機構ではフラッパ、リンク機構
ではたとえば力平衡型のビームや変位式のリンクのよう
な可動リンク、あるいは各種記録表示を行なう指針等と
いうような種々の可動部材が数多く用いられている。

【０００３】たとえばバルブポジショナにあっては、実
願平２−１１９３６５号等からも明らかなように、計器
信号と駆動軸位置との関係を外乱に抗して常に正確に保
つため駆動軸位置を検出端として駆動部への出力空気圧
を加減する一種のサーボ機構で、通常入力信号（変位信
号）を、フラッパの揺動変位として変換し、これをノズ
ルフラッパ機構によって空気圧信号に変換して増幅した
後、バルブのアクチュエータに駆動圧力として供給し、
バルブを駆動制御するように構成されている。さらに、
この種のポジショナはバルブの実動作量をフィードバッ
ク機構によって前記フラッパにフィードバックすること
により、入力信号による力と平衡させるようになってい
る。

【０００４】また、現場型の指示調節計にあっては、た
とえば実願平３−１０１８７９号等からも明らかなよう
に、内部にノズルフラッパ機構による比例帯ユニット、
パイロットリレー、バッチユニット、積分ユニットが設
けられ、流量、差圧、圧力、液位等のプロセス量を設定
値と比較して調節出力空気圧を発信するように構成され
るとともに、前記プロセス量を指示計の指針で目盛り表
示を指示するような構成となっている。

【０００５】そして、上述したポジショナや調整計を始
めとする各種の空気式計器によれば、ノズルフラッパ機
構のフラッパ、変位伝達用リンク機構の可動リンク、さ
らに指示表示用の指針等といった細長い可動部材が数多
く必要で、適宜の位置に組込み配置されている。これら
の可動部材は、それぞれ回動、揺動あるいは軸線移動等
といった動作を行なうようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような各種の空気式計器において使用されているノズ
ルフラッパ機構のフラッパ、リンク機構を構成する力平
衡ビーム、変位式のリンク等の可動リンク、指示表示機
構の指針等といった可動部材にあっては、次のような問
題が生じている。

【０００７】すなわち、上述したような可動部材は、使
用時における耐振性の面から、それ程重量を増やすこと
ができず、このために可動部材自体の強度を上げること
ができない場合があった。

【０００８】さらに、このような可動部材にあっては、
これを組込んだ空気式計器の輸送、保管、据付工事時等
において予期せぬ衝撃が加わり、このような衝撃に伴っ
て可動部材自身や計器側に破損等を生じる虞れがあるも
ので、このような問題を解決し得る何らかの対策を講じ
ることが望まれている。

【０００９】また、上述したような破損等の問題は、空
気式計器の運転が停止されたりし、供給空気圧の供給が
なくなったときにあっても、前述した可動部材がフリー
の状態に置かれるために同様に生じるもので、このよう
な点をも配慮しなければならない。

【００１０】本考案はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、機器の輸送、保管、据付工事時や機器の運
転停止時のように供給空気圧がなくなったりしたとき
に、フラッパ、リンク、指針等の可動部材の動きを拘束
してロック保持し、衝撃等による破損問題や耐久性の問
題を解消することができる空気式計器を得ることを目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本考案に係る空気式計器は、フラッパ、リンク、
指針等の可動部材の少なくとも一側に、ピストンシリン
ダを配設し、このシリンダから突出させたピストンの一
端を可動部材に臨ませるとともに、シリンダにおけるピ
ストンの一端が突出する側の室に供給空気圧を導入し、
かつ反対側の室に弾性部材を介在させたものである。

【００１２】また、本考案に係る空気式計器は、可動部
材の少なくとも一側に、一端を枢支された揺動アームの
自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動アームを供
給空気圧の供給、停止によって揺動動作させるように動
作する感圧素子による空気圧アクチュエータを設けたも
のである。

【００１３】

【作用】本考案によれば、空気式計器が運転中でシリン
ダの一方室に供給空気圧が導入されているときには、ピ
ストンの突出側の端部は、供給空気圧によって弾性部材
の付勢力に抗して、可動部材から離間している非係合状
態を維持し、可動部材の所要の動きを得ることができ
る。一方、供給空気圧が供給されていない輸送、保管、
据付工事時や運転停止時には、ピストンは、シリンダの
他方室での弾性部材によって可動部材側に押出され、そ
の突出している一端を、可動部材の一側に当接させてこ
れを押圧保持し、この可動部材を動かないようにロック
保持し得るものである。

【００１４】また、本考案によれば、空気圧アクチュエ
ータへの供給空気圧の導入によって揺動アームを、可動
部材とは非係合状態として、可動部材を任意に動作可能
とし、一方供給空気圧が停止したときには空気圧アクチ
ュエータの動きで揺動アームを、可動部材を押さえ込ん
で保持するように動作させ、この可動部材をロック保持
し得るものである。

【００１５】

【実施例】図１は本考案に係る空気式計器をポジショナ
に適用した場合の一実施例を示すものであり、図におい
て符号１で示すポジショナは、機器ケース２を備え、そ
の内外にはノズルフラッパ機構３、フィードバック機構
４、スパン調整機構５、ゼロ点調整機構６、入力信号Ｉ
0 を可動コイルの変位に変換するマグネットユニット
７、パイロットリレー８、端子盤９等を有し、バルブ１
０のヨーク（図示せず）に固定されている。

【００１６】前記ノズルフラッパ機構３は、中間部が支
点１１によって揺動自在に支持されたフラッパ１２と、
このフラッパ１２の一端に近接対向するノズル１３とを
備え、反ノズル側に前記ゼロ点調整機構６を形成するゼ
ロ点調整用ばね１４の一端が連結されている。また、フ
ラッパ１２の他端は前記マグネットユニット７の出力ス
テム１５にストラップ１６を介して連結されている。前
記ノズル１３は供給空気用配管１７を介して不図示の空
気供給源に接続されており、一定（通常１．４Kgｆ／ｃ
ｍ² ）の供給空気圧Ｐsup が供給される。この供給空気
用配管１７の途中には減圧弁１８、供給空気用圧力計１
９、前記パイロットリレー８、絞り２０等が設けられて
いる。

【００１７】なお、前記フィードバック機構４は、バル
ブ１０の弁軸２１の実動作量を前記フラッパ１２にフィ
ードバックするために、一端が機器ケース２の外部に突
出して前記弁軸２１に連結されたフィードバックレバー
２２と、一端が回動軸２３によって回動自在に軸支され
フィードバックスプリング２４を介して前記フラッパ１
２に連結されたスパンアーム２６と、これに取付けられ
たスパン調整ねじ２７と、フィードバックレバー２２の
回動軸２８に取付けられたフィードバックプレート２９
と、スパン調整ねじ２７に上下動自在に取付けられ先端
がフィードバックプレート２９に当接されるスパン調整
用のプレート当接部材３０等によって構成されている。

【００１８】前記マグネットユニット７は、機器ケース
２に貫通して取り付けられた防爆ケース３２を備え、そ
の内部は仕切壁３３によって２つの室に仕切られてお
り、その一方に前記端子盤９が、他方には環状のマグネ
ット３４、その外周を取囲む可動コイル３５、マグネッ
ト３４をサンドイッチする第１および第２のヨーク３
６，３７等が収納配置されている。そして、リード線９
ａ、端子盤９を介して可動コイル３５に、計測量に応じ
た入力信号Ｉ0 （４ｍＡ〜２０ｍＡ）が入力されると、
出力ステム１５には電磁誘導の原理に基づいて軸方向に
所定の変位量が与えられる。

【００１９】今、出力ステム１５に図中左方への変位が
生じたとすると、この変位はストラップ１６を介してフ
ラッパ１２に伝達されるため、フラッパ１２は支点１１
を中心として図中時計方向に回動変位してノズル１３と
のギャップを狭める。このため、ノズル背圧ＰN が増大
し、このノズル背圧ＰN はパイロットリレー８によって
増幅された後、出力空気用配管３８を通り出力空気圧Ｐ
out としてアクチュエータ３９に導かれ、これを動作さ
せる。そして、弁軸２１は、上方に移動しバルブ１０の
開度を調整する。また、弁軸２１の動きはフィードバッ
ク機構４を介してフラッパ１２に伝達され、フラッパ１
２に作用する入力信号Ｉ0 による時計方向回りの回動力
とバランスし、フラッパ１２の動きを安定化させる。

【００２０】ここで、前記パイロットリレー８は、内部
が２つのダイヤフラムと隔壁によって４つの室、すなわ
ち空気供給室、出力室、大気開放室およびノズル背圧室
に仕切られたハウジングを備え、周知の通り、ノズル背
圧ＰN を増幅した前記出力空気圧Ｐout を得ているが、
その詳細な説明は省略する。なお、図中３８ａは出力空
気圧用の圧力計である。

【００２１】さて、本考案によれば、上述したような構
成によるポジショナ１において、装置運転時に揺動され
る細長い可動部材としてのフラッパ１２を、非運転時に
拘束してロック保持するために、このフラッパ１２の一
側に、ピストンシリンダ４０を配設し、このシリンダ４
０から突出させたピストン４１のロッド部先端４２を、
フラッパ１２の一側に当接可能な状態で臨ませるととも
に、シリンダ４０におけるピストン４１の一端が突出す
る側の室４３に前記供給空気用配管１７から通路４３ａ
を介して供給空気圧Ｐsup を導入し、かつ反対側の室４
４に弾性部材としてコイルばね４５を介在させた構成と
したところに特徴を有している。

【００２２】特に、本実施例では、上述したピストンシ
リンダ４０のピストンロッド先端４２を、ノズル１３の
先端部分とフラッパ１２を介して対向する位置に配設
し、供給空気圧Ｐsup がないときに、ばね４５の付勢力
で、ノズル１３の先端部との間にフラッパ１２を挾み込
んでロック保持するようにした場合を示している。

【００２３】このような構成によれば、空気式計器とし
てのポジショナ１が運転中でシリンダ４０の一方室４３
に供給空気圧Ｐsup が導入されているときには、ピスト
ン４１の突出側の端部４２は、供給空気圧Ｐsup によっ
てばね４５の付勢力に抗して、可動部材であるフラッパ
１２から離間している非係合状態を維持し、フラッパ１
２の所要の動きを得ることができる。一方、供給空気圧
Ｐsup が供給されていないポジショナ１の輸送、保管、
据付工事時や運転停止時には、ピストン４１は、シリン
ダ４０の他方室４４での弾性部材によってフラッパ１２
側に押出され、その突出しているロッド先端４２を、フ
ラッパ１２の一側に当接させてこれを押圧することによ
りノズル１３との間で挾み込んで保持し、これを動かな
いようにロック保持し得るものである。

【００２４】ここで、上述した実施例では、フラッパ１
２の一側にのみピストンシリンダ４０を配設し、そのピ
ストンロッド先端４２によりノズル１３との間でフラッ
パ１２を挾み込んでロック保持するようにしているが、
たとえば図２に示すように、フラッパ１２を始めとする
リンク、指針等の可動部材５０を、両側からピストンロ
ッド先端４２，４２を同時に作動させて挾み込んでロッ
ク保持するように構成してもよいことは、容易に理解さ
れよう。

【００２５】図３の（ａ），（ｂ）は本考案を空気式計
器に用いられる指示表示機構の指針に適用した場合を示
すものであり、これらの図において、符号６０は指針、
６１はその回動軸、６２は機器ハウジング、６３はその
一部に設けられたガラス窓、６４はガラス窓６３に対向
し指針６０の背面側に配設された目盛り板で、この実施
例では、ハウジング６３の内側に設けたピストンシリン
ダ４０のピストンロッド先端４２を、目盛り板６４に対
向する位置で指針６０を押圧保持し得るように臨ませ、
これによって目盛り板６４との間に挾み込んで指針６０
をロック保持するように構成している。

【００２６】なお、図３の（ｂ）において符号６６は検
出エレメント、６７はその検出値を指針６０に伝える変
位伝達リンク系、６８はパイロットリレー、６９は発信
器ユニット、７０はフィードバック系であるが、その詳
細は周知の通りである。

【００２７】図４の（ａ），（ｂ）は本考案の別の実施
例を示すものであり、この実施例では、空気式計器にお
いて受信ユニット７１に用いられる変位伝達レバー７２
をロック保持するために、次のような構成を採用してい
る。

【００２８】すなわち、この実施例では、可動部材であ
るレバー７２の少なくとも一側（実施例では両側）に、
一端７３ａ，７３ａを枢支された揺動アーム７３，７３
の自由端７３ｂ，７３ｂを臨ませて設けるとともに、こ
の揺動アーム７３，７３を供給空気圧Ｐsup の供給、停
止によって揺動動作させるように動作する感圧素子によ
る空気圧アクチュエータとして受圧ベローズ７４を、ア
ーム７３，７３間に介在させて設けたものである。

【００２９】このような構成によれば、ベローズ７４へ
の供給空気圧Ｐsup の導入によって揺動アーム７３，７
３を、可動部材であるレバー７２とは非係合状態とし
て、レバー７２を任意に回動動作可能とし、一方供給空
気圧Ｐsup が停止したときにはベローズ７４が縮んで揺
動アーム７３，７３を、レバー７２を挾み込んで挾持保
持するように動作させ、このレバー７２をロック保持し
得るものである。

【００３０】ここで、図４中７５はレバー７２の支持ア
ーム、７６はレバー７２を揺動動作させる入力側ベロー
ズ、７７はレバー７２に連結された変位伝達用のレバー
系であるが、その詳細な説明は省略する。

【００３１】なお、本考案は上述した実施例構造には限
定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得る
ことは言うまでもない。たとえば空気式計器やこれに用
いられる可動部材としては、上述した実施例でのフラッ
パ１２、レバー５０，７２、指針６０等に限定されず、
各種の空気式計器において用いられる可動部材であれば
適用して効果を発揮し得るものである。

【００３２】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る空気式
計器によれば、フラッパ、リンク、指針等の可動部材の
少なくとも一側に、ピストンシリンダを配設し、このシ
リンダから突出させたピストンの一端を可動部材に臨ま
せるとともに、シリンダにおけるピストンの一端が突出
する側の室に供給空気圧を導入し、かつ反対側の室に弾
性部材を介在させるようにしたので、簡単な構造である
にもかかわらず、機器運転時には、供給空気圧の供給に
よって、可動部材の所要の動きを確保する一方、供給空
気圧が供給されない輸送、保管、据付工事時や運転停止
時には、シリンダの他方室での弾性部材によってピスト
ンの一端を押出し、可動部材の一側を押圧して動かない
ようにロック保持し得るもので、外部から加わる衝撃等
によって可動部材が破損することを簡単かつ確実に防止
し、耐久性を向上させ得るという実用上優れた効果を奏
する。

【００３３】また、本考案に係る空気式計器によれば、
可動部材の少なくとも一側に、一端を枢支された揺動ア
ームの自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動アー
ムを供給空気圧の供給、停止によって揺動動作させるよ
うに動作する感圧素子による空気圧アクチュエータを設
けるようにしたので、簡単な構造であるにもかかわら
ず、空気圧アクチュエータによって揺動アームを所要の
状態に揺動動作させ、上述したと同様の作用効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る空気式計器をポジショナに適用し
た一実施例を示す要部の概略断面図である。

【図２】本考案に係る空気式計器の別の実施例を示す概
略図である。

【図３】本考案に係る空気式計器の他の実施例を示し、
（ａ）は要部の概略断面図、（ｂ）はその概略側面図で
ある。

【図４】本考案に係る空気式計器のさらに別の実施例を
示し、（ａ）は要部の概略断面図、（ｂ）はその概略側
面図である。

【符号の説明】

１ポジショナ（空気式計器）３ノズルフラッパ機構４フィードバック機構７マグネットユニット８パイロットリレー１０バルブ１２フラッパ（可動部材）１３ノズル１７供給空気用配管４０ピストンシリンダ４１ピストン４２ピストンロッド先端４３一方室４４他方室４５コイルばね（弾性部材）５０レバー（可動部材）６０指針（可動部材）６４目盛り板７１受信ユニット７２レバー（可動部材）７３揺動アーム７３ａ一端７３ｂ自由端７４受圧ベローズ（空気圧アクチュエータ）Ｐsup 供給空気圧Ｐout 出力圧

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】フラッパ、リンク、指針等の可動部材を
備えている空気式計器において、前記可動部材の少なくとも一側に、ピストンシリンダを
配設し、このシリンダから突出させたピストンの一端を
前記可動部材に臨ませるとともに、前記シリンダにおけ
るピストンの一端が突出する側の室に供給空気圧を導入
し、かつ反対側の室に弾性部材を介在させたことを特徴
とする空気式計器。
【請求項２】フラッパ、リンク、指針等の可動部材を
備えている空気式計器において、前記可動部材の少なくとも一側に、一端を枢支された揺
動アームの自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動
アームを供給空気圧の供給、停止によって揺動動作させ
るように動作する感圧素子による空気圧アクチュエータ
を設けたことを特徴とする空気式計器。