JP3607535B2 - Electric / pneumatic converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気/空気圧変換器に関し、特に防爆雰囲気で用いられる電気/空気圧変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気/空気圧変換器は、電気信号を空気圧信号に変換する装置であり、特に防爆雰囲気のプラントなどで使用される。電気/空気圧変換器の空気圧変換部は、ノズル・フラッパ機構等を用いるため、ノズルのつまりを掃除したり、機械的機構の手入れをしたりといったメンテナンスが必要である。このため、電気/空気圧変換器は、現場で蓋を外せない防爆容器の外に防水程度の能力を持った非防爆容器を設けて、この容器に空気圧変換部を入れる構造とするのが一般的である。そのため、防爆容器内で電気信号を回転や往復運動などの機械的運動に変換すると共に、これを防爆容器外部の空気圧変換部に伝達する必要がある。この場合、防爆容器の壁に伝達機構を通す貫通孔が設けられるため、ここで防爆要件を満たす必要がある。
【0003】
一方、正確な制御をするためには、出力空気圧を電気信号に変換し外部の調節器にフィードバックする必要がある。このため、防爆容器内に圧力センサを配置し、防爆容器の壁に別途、貫通孔を設けて出力空気圧を圧力センサに送るための空気通路を形成すると共に、この空気通路内に防爆の要件を満たすフレームアレスタを設けている。ところで、防爆容器の壁に伝達機構やフレームアレスタを直接取り付けた場合、メンテナンスなどでこれらの部品交換を行うときに防爆容器の蓋を外さなければならない。これを防ぐため、防水容器に2つの円筒形接合部を設けて、これに伝達機構やフレームアレスタをそれぞれ取り付け、防爆容器の貫通孔との接合を円筒形接合部で行うようにして、防水容器のみを取り外せば消耗部品の交換などのメンテナンスができるようにした電気/空気圧変換器が知られている。
【0004】
このような電気/空気圧変換器の構成例を図4と図5に示す。図4は、従来の電気/空気圧変換器の構成を示す部分切欠正面図であり、図5は、その構成を示すブロック図である。従来の電気/空気圧変換器は、耐圧防爆容器1と防水容器2の2つの容器を接合し、1つの容器構造としている。ここで、耐圧防爆容器1の防水容器2と接する面には、2つの台地状の突起が設けられており、これらの突起の中心に貫通孔が設けられている。また、これらの突起の防水容器2と接する面には、貫通孔の外周に沿って、防水用Oリング20,21を収納する溝が設けられている。
【0005】
一方、防水容器2の耐圧防爆容器1と接する面には、2つの円筒形接合部が突出して設けられている。これらの円筒形接合部は、中心が耐圧防爆容器1の貫通孔と一致し、外径が貫通孔の内径より防爆の要件を満たす隙が生じる程度小さく、長さが貫通孔より長くなるように形成されている。また、これらの円筒形接合部の根本にはリング状の溝が設けられて防水用Oリング20,21が取り付けられている。
【0006】
このような構成において、耐圧防爆容器1の2つの貫通孔に防水容器2の円筒形接合部が挿入されると共に、耐圧防爆容器1が防水容器2の内側からねじ19で固定されて1つの容器構造となっている。ここで、耐圧防爆容器1の貫通孔と防水容器2の円筒形接合部の間は、防爆の要件を満たす隙接合70,71となっている。
【0007】
耐圧防爆容器1には、モータ6、電流変換ユニット4、電気回路基板3及び端子台5が収納されている。また、耐圧防爆容器1の下面には、電線を通すための電気コンジット接続口8が設けられている。モータ6は、パルス信号により駆動されるパルスモータであり、その回転軸にかさ歯車7が取り付けられている。電流変換ユニット4は、空気圧力を電流信号に変換して出力する圧力センサである。電気回路基板3は、モータ駆動回路81及びインタフェース回路(I/F)82を備えている。インタフェース回路82は、外部から入力される電気信号に基づいて所定のパルス信号を発生させ、モータ駆動回路81に出力するものであり、電気信号としてパルス信号、アナログ信号又はディジタル信号が用いられる。モータ駆動回路81は、インタフェース回路82から入力されるパルス信号により、モータ6を駆動するパルス信号を出力する。
【0008】
端子台5は、外部配線を接続する接続端子であり、電気コンジット接続口8を通して外部から信号線(図示せず)や電源線(図示せず)が接続される。端子台5に接続される信号線には、この電気/空気圧変換器へ電気信号を入力する入力信号線と、電気信号を出力するための出力信号線がある。なお、図示しないが、電源線は、端子台5から電気回路基板3に接続され、インタフェース回路82とモータ駆動回路81と電流変換ユニット4に電源を供給する。
ここで、端子台5の入力信号線がインタフェース回路82の電気信号入力に接続され、インタフェース回路82のパルス信号出力がモータ駆動回路81のパルス信号入力に接続され、モータ駆動回路81の出力がモータ6に接続されている。また、電流変換ユニット4の電流出力が、電気回路基板3を介して端子台5の出力信号線に接続されている。
【0009】
防水容器2にはモータ軸の回転を空気圧変換ユニット9に伝達する駆動軸、空気圧変換ユニット9、パイロットリレー10(空気圧増幅器)及びフレームアレスタ60が収納されている。また、防水容器2の下面には、供給空気接続口11と出力空気接続口16が設けられている。駆動軸は、一方の円筒形接合部の貫通孔に挿入され、貫通孔の両端に設けられた軸受54で保持された回転軸50の両端に歯車を取り付けたものである。回転軸50の耐圧防爆容器側にはかさ歯車51が取り付けられており、モータ6の回転軸に取り付けられたかさ歯車7と噛み合わされて回転軸50を回転させる。この回転軸50の防水容器側には平歯車52が取り付けられており、空気圧変換ユニット9の駆動軸に取り付けられた平歯車55と噛み合わされている。ここで、回転軸50は、貫通孔に防爆の要件を満たす隙接合74で取り付けられている。
【0010】
空気圧変換ユニット9は、空気入力口と空気出力口とフラッパ機構を駆動する駆動軸を備えており、ノズル・フラッパ機構により入力された空気の圧力を所定の範囲で制御し出力する。パイロットリレー10は、空気供給口、供給空気出力口、空気入力口、空気出力口及び検出用空気出力口の5つのポートを備えており、空気供給口から空気の供給を受けて取り込むと共に、一部を供給空気出力口から出力する。また、空気入力口から取り入れた空気圧を増幅して空気出力口と検出用空気出力口から出力する。フレームアレスタ60は、円筒状の配管の中に丸棒状の軸61を挿入し、両端に空気配管用継手を取り付けた構造であり、軸61と配管の間の隙が防爆の要件を満たす隙接合76となるように軸61の外径を設定し、この隙を空気が流れるようにしたものである。フレームアレスタ60は、円筒形接合部の貫通孔に防爆の要件を満たす隙接合75で取り付けられている。
【0011】
ここで、供給空気接続口11からパイロットリレー10の空気供給口へ空気配管12が接続されており、出力空気接続口16からパイロットリレー10の空気出力口へ空気配管15が接続されている。また、パイロットリレー10の供給空気出力口から空気圧変換ユニット9の空気入力口へ空気配管13が接続されており、空気圧変換ユニット9の空気出力口からパイロットリレー10の空気入力口へ空気配管14が接続されている。また、パイロットリレー10の圧力検出用空気出力口からフレームアレスタ60の防水容器側空気配管用継手へ空気配管17が接続され、フレームアレスタ60の耐圧防爆容器側空気配管用継手から電流変換ユニット4の空気入口に空気配管18が接続されている。
【0012】
このような構成において、外部の調節器(図示せず)から電気信号85が出力されると、電気回路基板3のインタフェース回路82に入力される。インタフェース回路82は、電気信号85に基づいて所定パルスの制御信号86を発生させ、モータ駆動回路81に出力する。モータ駆動回路81は入力された制御信号86に基づいてモータ駆動パルス87をモータ6に出力する。これにより、モータ6が回転し、この回転がモータ軸のかさ歯車7と噛み合った駆動軸50のかさ歯車51に伝えられて駆動軸50が回転する。駆動軸50が回転すると、駆動軸50の防水容器側に取り付けられた平歯車52が空気圧変換ユニット9の駆動軸に取り付けられた平歯車55に回転を伝える。これにより、電気信号85が空気圧変換ユニット9に伝達される。
【0013】
一方、供給空気接続口11から、空気配管12でパイロットリレー10の空気供給口に供給された空気は、分岐されて、一方はパイロットリレー10に供給され、他方は供給空気出力口から空気配管13で空気圧変換ユニット9の空気入力口に供給される。この空気は、空気圧変換ユニット9のノズル・フラッパ機構により減圧を受けて空気出力口から出力される。この空気出力口の圧力は、空気圧変換ユニット9の駆動軸の回転により所定の範囲で変化する。この空気は、空気配管14でパイロットリレー10の空気入力口に供給され、圧力増幅されたのち、分岐されて、一方は空気出力口から空気配管15で出力空気接続口16に供給され、他方は圧力検出用空気出力口から空気配管17でフレームアレスタ60に入力される。出力空気接続口16に供給された空気は、制御弁(図示せず)などの空圧機器に供給されてその制御に用いられる。
【0014】
フレームアレスタ60に入力された空気は、隙接合76の隙を通って耐圧防爆容器側から出力され、空気配管18で電流変換ユニット4に入力される。電流変換ユニット4は、入力された空気圧を電流信号に変換して出力する。この電流信号は、圧力モニター信号88として外部の調節器に出力される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成であると、駆動軸とフレームアレスタのほかに耐圧防爆容器の2つの貫通孔に対して防爆要件を満たす必要がある。この場合、隙と奥行きにより爆発時の炎を外に出さないという防爆要件においては、防爆隙を0.25mm以下にする必要があるため、2つの貫通孔に対して同時に隙の要件を満足させるには、貫通孔の口径、2つの貫通孔のピッチ、円筒形接合部の外径及び2つの円筒形接合部のピッチについて、高精度の加工が要求される。しかし、加工精度を考えると精度管理が極めて難しいという問題があった。また、耐圧防爆容器と防水容器を組み立てるときは、2つの貫通孔にそれぞれの円筒形接合部を同時に入れるため、それぞれの接合面に傷をつけないように慎重に行う必要があり、非常に気を使う難しい作業となっていた。
本発明の目的は、上記課題を解決するため、防爆容器の加工精度管理や組立を容易にした電気/空気圧変換器を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、この発明の電気/空気圧変換器は、モータと出力空気圧を電気出力信号に変換する圧力センサと入力された電気信号に基づきモータを駆動する電気回路とを内蔵した防爆容器と、電気信号に基づいて空気圧信号を出力する空気圧変換ユニットとこのユニットの出力を増幅するパイロットリレーとを内蔵する非防爆容器とからなり、防爆容器内に通ずる軸穴に取り付けられ、モータに連動して運動する駆動軸と、この駆動軸の運動を空気圧変換ユニットに伝達する伝達手段とを備えており、駆動軸は軸方向に貫通し、かつ防爆の要件を満たすフレームアレスタを内蔵した空気通路を有し、この空気通路の一端に空気圧変換ユニットまたはパイロットリレーのいずれか一方から出力される空気圧を導く空気配管が接続され、他端に空気圧を圧力センサに導く空気配管が接続されるとともに、軸穴に防爆の要件を満たす隙と長さを有するように軸受を介して配置されていることによって特徴づけられる。
この場合、駆動軸内の空気通路と空気配管の接続部の一構成例は、外径が先端方向に減少する傾斜面を有するパイプ状のオス側と、傾斜面の最小外径より大きく最大外径より小さい開口部を有するメス側とからなり、オス側の傾斜面がOリングを介してメス側の開口面と接するように接続されている。
また、モータ及び駆動軸内の空気通路と空気配管の接続部は、軸穴が設けられた容器に保持されている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に図を用いてこの発明の実施の形態を説明する。
図1は、この発明の実施の形態に係る電気/空気圧変換器の構成を示す部分切欠正面図であり、図2は、その構成を示すブロック図である。この電気/空気圧変換器は、図1に示すように、耐圧防爆容器1と防水容器2の2つの容器を接合し、1つの容器構造としている。ここで、耐圧防爆容器1の防水容器2と接する面には、1つの台地状の突起が設けられており、この突起の中心に貫通孔が設けられている。また、これらの突起の防水容器2と接する面には、貫通孔の外周に沿って、防水用Oリング20を収納する溝が設けられている。
【0018】
一方、防水容器2の耐圧防爆容器1と接する面には、1つの円筒形接合部が突出して設けられている。この円筒形接合部は、中心が耐圧防爆容器1の貫通孔と一致し、外径が貫通孔の内径より防爆の要件を満たす隙が生じる程度小さく、長さが貫通孔より長くなるように形成されている。また、この円筒形接合部の根本にはリング状の溝が設けられて防水用Oリング20が取り付けられている。このような構成において、耐圧防爆容器1の貫通孔に防水容器2の円筒形接合部が挿入されると共に、耐圧防爆容器1が防水容器2の内側からねじ19で固定されて1つの容器構造となっている。ここで、耐圧防爆容器1の貫通孔と防水容器2の円筒形接合部の間は、防爆の要件を満たす隙接合70となっている。
【0019】
耐圧防爆容器1には、モータ6、電気回路基板3、電流変換ユニット4及び端子台5が収納されている。また、耐圧防爆容器1の下面には、電線を通すための電気コンジット接続口8が設けられている。
ここで、モータ6、電気回路基板3、電流変換ユニット4、端子台5及び電気コンジット接続口8と各配線の接続は、従来例で説明したものと同じであるため、説明を省略する。なお、電気回路基板3、電流変換ユニット4及び端子台5は、耐圧防爆容器1に取り付けられており、モータ6は円筒形接合部の耐圧防爆容器側に取り付けられている。
【0020】
防水容器2には、フレームアレスタと回転軸を一体化しモータ軸の回転を空気圧変換ユニット9に伝達すると共に空気圧信号を電流変換ユニット4に伝達する駆動軸、空気圧変換ユニット9及びパイロットリレー10が収納されている。また、防水容器2の下面には、供給空気接続口11と出力空気接続口16が設けられている。ここで、空気圧変換ユニット9、パイロットリレー10、供給空気接続口11及び出力空気接続口16は、従来例で説明したものと同じであるため、説明を省略する。
【0021】
次に、駆動軸について説明する。図3は、駆動軸の詳細を示す拡大断面図である。図3において、駆動軸は回転軸30と調整ねじ40とホルダー45を有する。回転軸30は、円筒形接合部の貫通孔に挿入され、貫通孔の両端に設けられた軸受34で保持されており、防爆の要件を満たす隙接合72で取り付けられている。この回転軸30の耐圧防爆容器側にはかさ歯車31が取り付けられており、モータ6の回転軸に取り付けられたかさ歯車7と噛み合わされている。また、回転軸30の防水容器側には平歯車32が取り付けられており、空気圧変換ユニット9の駆動軸に設けられた平歯車35と噛み合わされている。
【0022】
また、この回転軸30は、フレームアレスタを兼ねており、軸内に形成された空気通路には、防爆の要件を満たす隙と奥行きを形成する丸棒状の軸33が挿入されている。この回転軸30の耐圧防爆容器側の先端は空気通路の出口となっており、この出口の外周に溝が形成され、Oリング43が配置されている。また、この回転軸30の平歯車32と防水容器側の先端との間には外径が先細りとなっている傾斜部が形成されている。また、防水容器側の先端は、空気通路の入り口となっている。
【0023】
調整ねじ40は、頭部に空気配管用継手44が取り付けられ、先端部に外径が先細りとなった傾斜部が形成され、頭部と傾斜部の間にねじ溝が切られた、中心軸に空気通路を有するねじであり、取付金具42にロックナット41と共に取り付けられる。取付金具42は、円筒形接合部の耐圧防爆容器側に取り付けられており、調整ねじ40を取り付けたときにその中心軸が回転軸30の中心と一致するように固定されている。ホルダー45は、空気通路と空気配管用継手46を備えた接続用金具であり、円筒形接合部の防水容器側に、空気通路の中心が回転軸30の中心と一致するように取り付けられている。このホルダー45は、空気通路の回転軸側出口の外周に溝が形成され、Oリング47が配置されている。
【0024】
この場合、調整ねじ40が回転軸30の耐圧防爆容器側の空気通路にOリング43を介して接続されており、回転軸30の防水容器側の先端がホルダー45の空気通路にOリング47を介して接続されている。調整ねじ40と回転軸30の接続部は、回転軸側に配置されたOリング43が、調整ねじ40の傾斜部分に接触するように構成されている。また、調整ねじ40の空気配管用継手44から電流変換ユニット4の空気入口に空気配管18が接続されている。
回転軸30とホルダー45の接続部は、ホルダー側に配置されたOリング47が、回転軸30の傾斜部分に接触するように構成されている。また、ホルダー45の空気配管用継手から空気配管がパイロットリレー10の圧力検出用空気出力口に接続されている。なお、そのほかの空気配管の接続は、従来例と同じであるので、説明を省略する。
【0025】
次に、図1から図3を参照して、この電気/空気圧変換器の動作について説明する。このような構成において、外部の調節器(図示せず)から電気信号85が出力されると、電気回路基板3のインタフェース回路82に入力される。インタフェース回路82は、電気信号85に基づいて所定パルスの制御信号86を発生させ、モータ駆動回路81に出力する。モータ駆動回路81は入力された制御信号86に基づいてモータ駆動パルス87をモータ6に出力し、モータ6を回転させる。これにより、モータ軸のかさ歯車7と噛み合った回転軸30のかさ歯車31が駆動され、回転軸30が回転する。防水容器側では、回転軸30の回転により回転軸30の平歯車32が空気圧変換ユニット9の駆動軸に取り付けられた平歯車35に回転を伝達し、空気圧変換ユニット9の駆動軸が回転する。
【0026】
一方、供給空気接続口11から、空気配管12でパイロットリレー10の空気供給口に供給された空気は、分岐されて、一方はパイロットリレー10に供給され、他方は供給空気出力口から空気配管13で空気圧変換ユニット9の空気入力口に供給される。この空気は、空気圧変換ユニット9のノズル・フラッパ機構により減圧を受けて空気出力口から出力される。この空気出力口の圧力は、空気圧変換ユニット9の駆動軸の回転により所定の範囲で変化する。この空気は、空気配管14でパイロットリレー10の空気入力口に供給され、圧力増幅されたのち、分岐されて、一方は空気出力口から空気配管15で出力空気接続口16に供給され、他方は圧力検出用空気出力口から空気配管17でホルダー45に入力される。出力空気接続口16に供給された空気は、制御弁(図示せず)などの空圧機器に供給されてその制御に用いられる。
【0027】
ホルダー45に入力された空気は、回転軸30との接続部を介して回転軸30の空気通路に出力される。回転軸30の空気通路に入力された空気は、隙接合73の隙を通って耐圧防爆容器側から出力され、調整ねじ40との接続部を介して空気配管18で電流変換ユニット4に入力される。電流変換ユニット4は、入力された空気圧を電流信号に変換して出力する。この電流信号は、圧力モニター信号88として外部の調節器に出力される。
【0028】
この発明の実施の形態によれば、空気圧変換ユニットを駆動する駆動軸と空気圧信号を伝達するフレームアレスタを一体化することができるので、耐圧防爆容器の貫通孔が1カ所で済み、貫通孔間の加工精度を管理する必要が無くなると共に、組立が容易にできるようになる。また、回転軸30のホルダー45との接続部及び調整ねじ40の回転軸30との接続部にそれぞれ傾斜面を設け、この傾斜面でOリングと接触させるようにすると共に、調整ねじ40でOリング43,47を締め付ける力を調整できるようにしたので、回転軸30の空気通路内に漏れることなく空気を導入でき、かつ回転軸30の回転がスムーズになるように調整することができる。
【0029】
なお、回転軸の空気入出力部は、実施の形態に示した構造に限定されるものではなく、例えば、回転軸の両端を共にOリングを配置した穴とし、実施の形態で用いた調整ねじと同様の機構を駆動軸の両側に取り付けるようにしてもよい。すなわち、一方の穴に対して先細り形状のパイプを押しつけ、その傾斜面と穴側の面との間にOリングを介在させる構造であれば、どのようなものでもよい。
【0030】
また、この発明の実施の形態では、モータ6及び回転軸内の空気通路と空気配管の接続部を保持する取付金具42とホルダー45とを、軸穴が設けられた防水容器に取り付けたので、回転軸との噛み合わせや接続の組立・調整が容易にできると共に、防水容器を取り外すだけで消耗部品の交換などのメンテナンスができる。
また、この発明の実施の形態では、空気圧変換ユニットを駆動する駆動軸に回転軸を用いたが、これに限定されるものではなく、駆動軸を往復運動させて伝達するものであってもよい。
また、この発明の実施の形態では、防水容器に円筒形接合部を設け、この円筒形接合部を耐圧防爆容器の貫通孔に挿入しているが、耐圧防爆容器に円筒形接合部を設けて防水容器に設けた貫通孔に挿入するようにしてもよいことは言うまでもない。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、空気圧変換ユニットを駆動する駆動軸と空気圧信号を伝達するフレームアレスタを一体化することができる。これにより、耐圧防爆容器の貫通孔を1カ所にできるので従来例のような貫通孔間の加工精度を管理する必要が無くなると共に、防爆隙を要する取付部品数が減るので、精度管理の必要な作業を減らせるという効果が得られる。
また、耐圧防爆容器と防水容器の組付けを行う場合も挿入する穴が1つであるため、従来例のように穴を傷つけないように2つの穴に同時に注意を払う必要が無くなり、1つの穴に注意をすればよいため、組立が容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電気/空気圧変換器の構成を示す部分切欠正面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る電気/空気圧変換器の構成を示すブロック図である。
【図3】図1の駆動軸の詳細を示す拡大断面図である。
【図4】従来の電気/空気圧変換器の構成を示す部分切欠正面図である。
【図5】従来の電気/空気圧変換器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…耐圧防爆容器、2…防水容器、3…電気回路基板、4…電流変換ユニット、5…端子台、6…モータ、7,31,51…かさ歯車、8…電気コンジット接続口、9…空気圧変換ユニット、10…パイロットリレー(空気圧増幅器)、11…供給空気接続口、12,13,14,15,17,18…空気配管、11…出力空気接続口、19…固定ねじ、20,21…防水用Oリング、30…回転軸、32,35,52,55…平歯車、33,61…軸、34,54…軸受、40…調整ねじ、41…ロックナット、42…取付金具、43,47…Oリング、44,46…空気配管用継手、45…ホルダー、50…駆動軸、60…フレームアレスタ、70,71,72,73,74,75,76…隙接合、81…モータ駆動回路、82…インタフェース回路(I/F)、85…電気信号、86…制御信号、87…モータ駆動パルス、88…圧力モニター信号。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric / pneumatic converter, and more particularly to an electric / pneumatic converter used in an explosion-proof atmosphere.
[0002]
[Prior art]
The electric / pneumatic converter is a device that converts an electric signal into a pneumatic signal, and is used particularly in an explosion-proof atmosphere plant or the like. Since the air pressure conversion unit of the electric / air pressure converter uses a nozzle / flapper mechanism or the like, maintenance such as cleaning of the nozzle clogging or maintenance of the mechanical mechanism is required. For this reason, it is common for an electrical / pneumatic converter to have a structure in which a non-explosion-proof container having a waterproof capability is provided outside an explosion-proof container whose lid cannot be removed in the field, and a pneumatic converter is placed in this container. It is. Therefore, it is necessary to convert the electrical signal into mechanical motion such as rotation or reciprocation within the explosion-proof container and to transmit this to a pneumatic pressure conversion unit outside the explosion-proof container. In this case, since a through-hole through which the transmission mechanism is passed is provided in the wall of the explosion-proof container, it is necessary to satisfy the explosion-proof requirement here.
[0003]
On the other hand, in order to perform accurate control, it is necessary to convert the output air pressure into an electrical signal and feed it back to an external regulator. For this reason, a pressure sensor is disposed in the explosion-proof container, and an air passage is provided in the wall of the explosion-proof container to send an output air pressure to the pressure sensor separately. A frame arrester is provided to meet the requirements. By the way, when the transmission mechanism or the frame arrester is directly attached to the wall of the explosion-proof container, the cover of the explosion-proof container must be removed when replacing these parts for maintenance or the like. In order to prevent this, the waterproof container is provided with two cylindrical joints, each of which is attached with a transmission mechanism and a frame arrester, and is joined to the through-hole of the explosion-proof container with the cylindrical joint. There is known an electric / pneumatic converter in which maintenance such as replacement of consumable parts can be performed by removing only one of them.
[0004]
A configuration example of such an electric / pneumatic converter is shown in FIGS. FIG. 4 is a partially cutaway front view showing a configuration of a conventional electric / pneumatic converter, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration. The conventional electric / pneumatic converter has a single container structure in which two containers, the explosion-
[0005]
On the other hand, two cylindrical joints protrude from the surface of the
[0006]
In such a configuration, the cylindrical joint of the
[0007]
The explosion-
[0008]
The
Here, the input signal line of the
[0009]
The
[0010]
The air
[0011]
Here, an
[0012]
In such a configuration, when an
[0013]
On the other hand, the air supplied from the supply
[0014]
The air input to the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a configuration, it is necessary to satisfy the explosion-proof requirements for the two through holes of the explosion-proof container in addition to the drive shaft and the frame arrester. In this case, in the explosion-proof requirement that the flame at the time of explosion does not go out due to the gap and depth, the explosion-proof gap needs to be 0.25 mm or less. Therefore, high-precision processing is required for the diameter of the through hole, the pitch of the two through holes, the outer diameter of the cylindrical joint, and the pitch of the two cylindrical joints. However, there is a problem that it is extremely difficult to control the accuracy in consideration of the processing accuracy. Also, when assembling the explosion-proof container and the waterproof container, each cylindrical joint must be inserted into the two through-holes at the same time, so it is necessary to be careful not to damage each joint surface. It was a difficult task to use.
An object of the present invention is to provide an electric / pneumatic converter that facilitates processing accuracy management and assembly of an explosion-proof container in order to solve the above-described problems.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an electric / pneumatic converter according to the present invention includes a motor, a pressure sensor that converts an output air pressure into an electric output signal, and an electric circuit that drives the motor based on the input electric signal. It consists of an explosion-proof container, a non-explosion-proof container containing a pneumatic conversion unit that outputs a pneumatic signal based on an electrical signal, and a pilot relay that amplifies the output of this unit, and is attached to a shaft hole that communicates with the explosion-proof container. And a transmission means that transmits the movement of the drive shaft to the air pressure conversion unit. The drive shaft penetrates in the axial direction and has a built-in frame arrester that satisfies the explosion-proof requirements. An air pipe that has an air passage and guides the air pressure output from either the air pressure conversion unit or the pilot relay to one end of the air passage. It is continued, with the air pipe for guiding the air to the pressure sensor is connected to the other end, characterized by being arranged through a bearing so as to have a gap and length to meet the explosion proof requirements of the shaft hole.
In this case, one configuration example of the connection portion between the air passage in the drive shaft and the air pipe includes a pipe-shaped male side having an inclined surface whose outer diameter decreases in the distal direction, and a maximum outer diameter larger than the minimum outer diameter of the inclined surface. It consists of a female side having an opening smaller than the diameter, and is connected so that the male-side inclined surface is in contact with the female-side opening surface via an O-ring.
Moreover, the connection part of the air passage and air piping in a motor and a drive shaft is hold | maintained at the container provided with the shaft hole.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a configuration of an electric / pneumatic converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration. As shown in FIG. 1, this electric / pneumatic converter has a container structure in which two containers, a pressure-proof explosion-
[0018]
On the other hand, one cylindrical joint is projected from the surface of the
[0019]
In the explosion-
Here, since the connection of each wiring with the
[0020]
In the
[0021]
Next, the drive shaft will be described. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing details of the drive shaft. In FIG. 3, the drive shaft has a
[0022]
The rotating
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The
[0024]
In this case, the
The connecting portion between the
[0025]
Next, the operation of the electric / pneumatic converter will be described with reference to FIGS. In such a configuration, when an
[0026]
On the other hand, the air supplied from the supply
[0027]
The air input to the
[0028]
According to the embodiment of the present invention, since the drive shaft for driving the air pressure conversion unit and the frame arrester for transmitting the air pressure signal can be integrated, only one through-hole of the explosion-proof container is required. As a result, it becomes unnecessary to manage the machining accuracy, and the assembly can be facilitated. In addition, an inclined surface is provided at each of the connecting portion of the
[0029]
The air input / output unit of the rotating shaft is not limited to the structure shown in the embodiment. For example, both ends of the rotating shaft are holes in which O-rings are arranged, and the adjusting screw used in the embodiment is used. You may make it attach the same mechanism to both sides of a drive shaft. That is, any structure may be used as long as a tapered pipe is pressed against one hole and an O-ring is interposed between the inclined surface and the hole side surface.
[0030]
Further, in the embodiment of the present invention, the mounting
In the embodiment of the present invention, the rotary shaft is used as the drive shaft for driving the air pressure conversion unit. However, the present invention is not limited to this, and the drive shaft may be reciprocated for transmission. .
In the embodiment of the present invention, the waterproof container is provided with the cylindrical joint, and the cylindrical joint is inserted into the through-hole of the explosion-proof container. However, the explosion-proof container is provided with the cylindrical joint. Needless to say, it may be inserted into a through-hole provided in the waterproof container.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the drive shaft that drives the air pressure conversion unit and the frame arrester that transmits the air pressure signal can be integrated. As a result, since the through-hole of the explosion-proof container can be made in one place, it is not necessary to manage the processing accuracy between the through-holes as in the conventional example, and the number of mounting parts that require the explosion-proof gap is reduced, so the accuracy management is necessary. The effect of reducing work is obtained.
In addition, when assembling the explosion-proof container and the waterproof container, since there is one hole to be inserted, it is not necessary to pay attention to two holes at the same time so as not to damage the hole as in the conventional example. Since it is sufficient to pay attention to the holes, the effect of facilitating assembly can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a configuration of an electric / pneumatic converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric / pneumatic converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing details of the drive shaft of FIG. 1;
FIG. 4 is a partially cutaway front view showing a configuration of a conventional electric / pneumatic converter.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional electric / pneumatic converter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記電気信号に基づいて空気圧信号を出力する空気圧変換ユニットと、このユニットの出力を増幅するパイロットリレーとを内蔵する非防爆容器とからなる電気/空気圧変換器であって、
前記防爆容器内に通ずる軸穴に取り付けられ、前記モータに連動して運動する駆動軸と、この駆動軸の運動を前記空気圧変換ユニットに伝達する伝達手段とを備え、
前記駆動軸は、軸方向に貫通し、かつ防爆の要件を満たすフレームアレスタを内蔵した空気通路を有し、この空気通路の一端に前記空気圧変換ユニットまたは前記パイロットリレーのいずれか一方から出力される空気圧を導く空気配管が接続され、他端に前記空気圧を前記圧力センサに導く空気配管が接続されるとともに、前記軸穴に防爆の要件を満たす隙と長さを有するように軸受を介して配置されていることを特徴とする電気/空気圧変換器。An explosion-proof container containing a motor, a pressure sensor that converts an output air pressure into an electric output signal, and an electric circuit that drives the motor based on the input electric signal;
An electrical / pneumatic converter comprising a pneumatic conversion unit that outputs a pneumatic signal based on the electrical signal, and a non-explosion proof container containing a pilot relay that amplifies the output of the unit,
A drive shaft attached to a shaft hole communicating with the inside of the explosion-proof container and moving in conjunction with the motor; and a transmission means for transmitting the movement of the drive shaft to the air pressure conversion unit;
The drive shaft has an air passage having a built-in frame arrester that penetrates in the axial direction and satisfies the explosion-proof requirements, and is output from one of the air pressure conversion unit and the pilot relay to one end of the air passage. An air pipe for guiding air pressure is connected, and an air pipe for guiding the air pressure to the pressure sensor is connected to the other end, and the shaft hole is disposed through a bearing so as to have a clearance and a length that satisfy the explosion-proof requirements. An electric / pneumatic converter characterized by being made.
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