JP2621215B2

JP2621215B2 - 圧力調整機構

Info

Publication number: JP2621215B2
Application number: JP21747787A
Authority: JP
Inventors: 英文斎藤; 敏一末藤; 守本間
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JPS6465302A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、航空機のエアコンディショニング用エア回
路に組込まれるニューマチック（pneumatic）駆動バル
ブ等の駆動空気圧を制御するための圧力調整機構に関す
る。

［従来の技術］流体圧を利用して駆動されるバルブ類には、その圧力
調整機構として、一般にノズル・フラッパ機構が多用さ
れている。この調圧機構は、第５図に示すように、フラ
ッパｆを挟んでノズルｎ、ｎを対設し、トルクモータＴ
でフラッパｆを図示矢印のように傾動させ、ノズル開口
面積を相対的に可変することでその背圧を調整し、各ノ
ズルｎを分岐した駆動流体通路Ｄ、Ｄの流体（コントロ
ール）圧を調整するようにしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、この機構ではフラッパの動きが非常に小さな
ものであるため、駆動流体が空気の場合には、空気圧の
調整に必要なフラッパの微小な変位を与えることが困難
となる問題がある。また、フラッパを圧力設定値に対応
する変位に調整することも容易でない。

このように、空気を駆動流体とする場合の調圧機構に
は、その空気圧調整を精度よく確実に行なわしめるため
には、可動要素の変位に対するノズル先の開口面積が安
定で、しかもその変化量が大きいことが要求される。

［問題点を解決するための手段］本発明は、このような目的に合致する新規な駆動空気
圧調整機構を提供するものであって、次のような手段を
採用するものである。

すなわち、周方向に板厚若しくは半径を変化する円盤
（肉薄の円板乃至肉厚の円柱体の双方を含む）をボディ
内に回転自在に収容し、この円盤の表面とボディ内面と
の間に周方向で間隔を変化する隙間通路を形成するとと
もに、前記円盤の周縁部における対向位置で各々前記隙
間通路に臨む吹出し若しくは吸込みノズルを設け、一方
前記円盤の中心部に前記隙間通路に連通する開口部を設
けてなるものである。

［作用］このように構成したものであれば、調圧機構として以
下のような作用を営ませることができる。

今、円盤の周縁部で対向配置される各ノズルに空気源
から供給される高圧空気を導入し、円盤とボディとの間
に形成される隙間通路を通してそれぞれ円盤中心部に配
設された開口部から洩漏させるようにすると、その片側
位相にあるノズルと円盤中心部の開口部との間に形成さ
れる隙間通路の大きさと、反対側位相にあるノズルと同
開口部との間に形成されるそれとでは、円盤が周方向で
板厚若しくは半径に変化を有するものであるが故に異な
るものとなる。このため、大きな隙間通路に臨むノズル
側の空気ラインは圧力降下が大でその下流側のコントロ
ール圧を低くし、反対の小さな隙間通路に臨むノズル側
の空気ラインは圧力降下が小でその下流側のコントロー
ル圧を相対的に高くする。かくして、円盤の回転位相に
対応した圧力バランスが設定される。

次いで、この圧力バランス状態から円盤を回転する
と、両側ノズルと開口部とを連通する隙間通路の相対的
な大きさが、円盤の微小回転によっても、その周方向の
形状変化によって確実でしかも大きな隙間変化として捕
えられ、隙間通路の相対的な大小関係の変化により、こ
れに対応した圧力バランスが設定される。

従って、このような円盤を利用したものであれば、そ
の回転位相（変位）に対応させて、駆動空気圧（圧力バ
ランス）を正確、微細に調整することが簡単に行なえる
ものとなる。

［実施例］以下、図示の実施例について説明する。

第１図〜第３図は本発明の圧力調整機構を航空機のエ
アコンディション用エア回路に装備されるニューマチッ
ク駆動バルブに適用した場合を示している。

まず、第１図についてシステム全体構成を概説する
と、図外の空気源から高圧空気ライン１に供給される空
気は、対をなす空気ライン2a、2bに分岐され、各々分岐
点3a、3bから後述の圧力調整機構13に一部空気を逃がす
ようにしてそれぞれ調圧され、分岐点3a、3bの下流側に
各絞り4a、4bを介設して接続される空気ライン5a、5bか
らコントロール圧Pa、Pbをシリンダ６に導入するように
している。このシリンダ６はダイヤフラム７を内装する
復動式のもので、ダイヤフラム７の両側の圧力バランス
（駆動空気圧）で一体に延出されるピストン８を往復動
（図示矢印ａ）し、更にラック・ピニオン９、10を介し
てエアダクト11に介装したバタフライバルブ12を開閉
（図示矢印ｂ）するように構成してある。

前記圧力調整機構13を第２、３図を併せて詳述する
と、この機構13はベースボディ14に調圧要素として円盤
（円板）15を回転自在に収容して構成される。すなわ
ち、ボディ14の内部に円盤15よりも若干径が大きく上下
間隔一定の収容空間を形成しておく一方で、円盤15は第
３図に示すように周方向で板厚を連続的に変化（Ｂ＝Ba
〜Bb）するものに形成している。この円盤は、ボディ14
上に設置したモータ16の回転軸17にスプライン18を介し
て軸支され、前記空間と同心位置に浮上支持される。か
くして、円盤15の表裏面とボディ14の内面との間に、周
方向で間隔を変化する隙間通路19a、19bが形成される。

このようにして円盤15を収容したボディ14には、円盤
15の周縁部における180゜位相間隔の対向位置で、該円
盤15を上下から挟むようにして各々前記隙間通路19a又
は19bに臨む各一対の吹出しノズル20a、20bを設けるよ
うにしている。そして、これらのノズル20a、20bには、
前記分岐点3a、3bからエア通路21a、21bを連通させ、前
記空気ライン2a、2bに供給される駆動空気を導入するよ
うにしている。

一方、円盤15の中心部には、前記回転軸17の下方延長
部に位置してボディ14に外部と連通する開口部22を設け
ている。この開口部22はその周縁で前記隙間通路19a、1
9bの内周端と全周的に連通するものである。

以上のような圧力調整機構の作動は次の通りである。

モータ16に変位信号に応じた電流を印加すると、その
回転軸17が回転し、円盤15を任意の回転位相に位置決め
することができる。しかるに、円盤15はその板厚を周方
向で連続的に変化するものであるから、ノズル20a側に
形成される隙間通路19aと、ノズル20b側に形成される隙
間通路19bとはその開口面積（流路抵抗）が異なり、円
盤周縁のノズル20a、20bからその中心の開口部22に空気
が逃げる際の圧力降下量が相違してくる。この結果、空
気ライン2a、2bの両分岐点3a、3bでの圧力に相対的な変
化を生じ、さらにシリンダ６でダイヤフラム７の両側に
供給されるコントロール圧Pa、Pbに差異を生じ、ダイヤ
フラム７の動きに追随してエア回路のバルブ開度が調節
される。

しかして、このような構成からなるものであると、構
造が簡単で、その円盤駆動力が軽微なもので足る等の利
点が得られる上に、板厚が一様でない円盤の回転を利用
したことで、その変位（回転位相）に対するノズル先の
開口面積が安定で、しかも大きな変化量が与えることが
できるから、駆動空気圧を正確にかつ微調整することが
容易に行なえるのが特徴である。

本発明の圧力調整機構は、上記実施例に掲げたもの以
外にも、以下に列挙するような種々の変形実施例を採用
することができる。

すなわち、ノズル20a、20bを円盤15の両面側に設ける
場合を例示したが、これは片面側のみ複数個ノズルを設
けるようにしても差支えない。また、ノズル20a、20bに
は吹出しノズルを用いる場合を説明したが、これは吸込
みノズルとしてもよい。この場合、実施例とは逆に円盤
中心の開口部22に空気源を接続し、ここから圧力調整機
構13で圧力降下する駆動空気を導入することになる。更
に、円盤15の変形は必ずしも周方向全域に形成する必要
はなく、ノズル20a、20bと相対する面以外は板厚一定と
してもかまわない。

そして、隙間通路19a、19bの開口面積を可変する円盤
15の周方向における変形の態様としては、実施例のよう
に板厚を変える場合の他、第４図に示すように、その半
径を周方向で変化（Ｒ＝Ra〜Rb）させる態様を選ぶこと
も可能である。この場合、円盤15を肉厚のもの（円柱
体）とすることを条件に、ノズル20a、20bはその周縁部
における表裏面ではなく外周面に向けて対向配置する。

なお、本発明の圧力調整機構はエアコンディショニン
グ用エア回路の駆動バルブに限らず、空圧機器の調圧機
構として一般的に利用可能である。

［発明の効果］以上に述べたように、本発明の圧力調整機構による
と、簡単な内部構造でニューマチック駆動バルブ等に必
要な駆動空気圧を正確にしかも敏感に調整することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図はシステム全体の回路図、第２図はその圧力調整機構
の断面図、第３図はその円盤の分解斜視図である。第４
図は変形実施例を示す円盤等の斜視図である。第５図は
従来のノズル・フラッパ機構の概要を示す概略図であ
る。 13……圧力調整機構 14……ボディ 15……円盤 16……モータ 17……回転軸 19a、19b……隙間通路 20a、20b……ノズル 21a、21b……エア通路 22……開口部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周方向に板厚若しくは半径を変化する円盤
をボディ内に回転自在に収容し、この円盤の表面とボデ
ィ内面との間に周方向で間隔を変化する隙間通路を形成
するとともに、前記円盤の周縁部における対向位置で各
々前記隙間通路に臨む吹出し若しくは吸込みノズルを設
け、一方前記円盤の中心部に前記隙間通路に連通する開
口部を設けたことを特徴とする圧力調整機構。