JPH0222971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケーシングと、該ケーシングの端壁
に対し、長手軸線が直角をなすように、前記ケー
シング内に取付けられたベローと、該ベロー内部
に直列に接続され、かつ、前記ケーシングの端壁
に取付けられた操作部を有する絞り弁とを具備す
る空気圧式時限素子に関する。

この種の時限素子の一例が、ドイツ国特許公開
第2204667号公報に記載されている。

この種の時限素子は、概ね平滑な面を有する直
方体構造をなしており、空気圧制御系のため密に
並べて又は他の制御要素と並べてまとめて配設さ
れるので調節可能な絞り弁用操作部を支承してい
る方のケーシング端面（操作壁）のみが自由に利
用できる。

この種の時限素子は、遅延時間を広範囲に設定
し得るように製造され、小さな製造許容誤差が長
い遅延時間に及ぼす大きな影響を考慮して、スト
ツプウオツチを用いて遅延時間を調整する必要が
あり、しかも、その際調整目盛を頼りにできない
場合がしばしば生じる。長い遅延時間（数分に至
るまでの）のかかる調整は真に時間を要するもの
である。なぜなら、公知の時限素子ではその都度
設定された遅延時間が完全に経過した後にはじめ
て、時限素子によつて接続された空気圧消費装置
の応答又は空気圧プログラム制御系の後続段の応
答による確認が得られるからである。それゆえ、
特にこの種の複数の遅延素子を非線形連削におい
て含むプログラム制御系の動作も最適化する場合
多くの時間を費さなければならない。

このような点に鑑し、本発明の主な目的は、遅
延時間の経過前に調節可能な絞り弁用操作部を支
承したケーシング操作壁の側から目視コントロー
ルしつつ、時定数の設定が可能な空気圧式時限素
子を提供することにある。

本発明によれば、このような目的が、インジケ
ータ単体が、前記端壁の面に対し平行に可動案内
され、かつ、駆動部を介して、ベローの自由端と
連結されており、前記駆動部が、このベロー端の
軸方向運動を、前記端壁の面と平行をなす運動に
変換するようにベローの自由端が運動変換用駆動
部の従動部に結合された基板を担持しており、さ
らに、前記インジケータ担体によつて担持された
インジケータが、前記ベローの自由端の移動に応
じて、一定走路を運動するようになつており、し
かも、前記端壁の、少なくとも前記走路に対応す
る部分が透明にされ、或いは切欠されているこを
特徴とする空気圧式時限素子を提供することによ
り達成される。

本発明による空気圧式時限素子は、従来のこの
種の時限素子と全く同様に、他の時限素子又は空
気圧プログラム制御系の他の要素と密に配置する
ことができ、所望の遅延時間を相当迅速に調整す
ることができる。というのは、インジケータ担体
によつて担持されたインジケータとケーシングに
固定された操作壁上の１つ又は複数のインジケー
タとを用いて、ベローがその行程の例えば10％を
進むのに必要な時間を測定し、それにより総遅延
時間を外挿することができるからである。また、
より精密な調整のため、例えば全行程の50％で読
取りを行つて、やはり総遅延時間を外挿して求め
ることができる。最高度に精密な調整が必要なと
きにのみベローの総行程を移動させればよい。

本発明による時限素子の場合、所定のサイクル
時間内での各瞬間の位相関係を常時目視検査する
こともできる。このことは、時限素子を有する空
気圧プログラム系が正しく作動しているかどうか
の速やかな且つ簡単な目視検査を可能とし、例え
は運転時に生じる誤差が外乱の発見を著しく容易
にする。

本発明の好適実施例が、特許請求の範囲の従属
項に列挙してある。

特許請求の範囲第２項に記載の時限素子では、
絞り弁の操作部と同軸の窓において、時計におけ
ると同様にして時間経過の表示が行われる。ベロ
ーと同軸に配設された表示スリーブが占める空間
はごく僅かであるので、時限素子を非常にコンパ
クトな構造とし、しかも、高い分解能の表示が得
られる。また、運動変換用駆運部も表示スリーブ
に容易に付設することができる。運動変換用駆動
部は簡単に機械製造可能な、しかも、少数の部品
により構成される。

特許請求の範囲第４項に記載の本発明の好適実
施例によつて、時限素子のケーシングが表示スリ
ーブのための特別な案内面を持つ必要がなくなり
又表示スリーブと絞り弁と該絞り弁によつて担持
されたベローとを予め１個のアセンブリーとして
組立てることができる。これによつて時限素子の
取付けが著しく容易となる。

特許請求の範囲第５項に記載の本発明の好適実
施例によれば、表示スリーブの軸方向の固定が簡
単に実現する。

特許請求の範囲第６項に記載の時限素子では、
表示スリーブの軸方向腕が多少弾力性を有するの
で、表示スリーブの係止突端を時に容易に絞り弁
上に押しやることができる。同時に、表示スリー
ブの軸方向腕間にある縁凹部のおかげで絞り弁の
排気孔の連通が妨げられることがない。

特許請求の範囲第７項に記載の時限素子では、
遅延部の経過が線形表示される。

特許請求の範囲第８項に記載の好適実施例によ
れば表示帯を１方の端位置に予付勢するのに用い
た引張ばねが、時限素子の動作特性を変えないよ
うにすることができる。というのも、表示帯を介
してベローに加わる力は本質的にベロー自由端の
位置に依存しないからである。

特許請求の範囲第９項に記載の好適実施例によ
れば、機械的に特に簡単な構造のインジケータに
より、時間経過を線形表示することができる。イ
ンジケータは、非常に簡単に製造し、取付けるこ
とのできる剛性部材を含むだけである。

特許請求の範囲第１０項に記載の本発明の好適
実施例によれば、表示レバーが死点を越えて移動
することなく表示レバーのインジケータが特に大
きな範囲に亘つて移動することができる。

特許請求の範囲第１１項に記載の本発明の好適
実施例によれば、時限素子の取付けが特に簡単で
ある点で有利である。なぜなら、ベロー、絞り弁
及びインジケータを、予め一個のアセンブリーと
して組立てることができ、該アセンブリーを、ケ
ーシングの中に押し込めればよいからである。

以下、添付の図面について、本発明に基づく実
施例を詳しく説明する。

第１図はプラスチツクから成る角柱状ケーシン
グ１０を有する空気圧式時限素子を示しており、
該ケーシングは透明プラスチツクから成る蓋１２
で閉じてある。ケーシング１０は底板１４と垂直
側壁１６と水平側壁１８とを有する。

軟質ベロー２０の空気圧容量が、時限素子その
ものの機能を発揮するようになつており、該ベロ
ーは、一端が、蓋１２によつて担持された（例え
ば蓋に止着された）絞り弁２２の遊端面により気
密に閉じられており、他端が、前板２４により密
閉されている。ベロー２０は、その内部に設けら
れた圧縮ばね２６によつて、図示された伸長位置
に向けて付勢されている。

前板２４に中央弁孔２８が設けてあり、該弁孔
の中を弁棒３０が貫通している。この弁棒は、第
１図右側の遊端で、僅かに弾性を有する弁体３２
を担持し、該弁体はベロー２０の内部を突入して
いる。弁棒３０の他端は、ばね座３４を担持して
おり、前板３４の外面で一端が支持された、圧縮
ばね２６に比較して弱い圧縮ばね３８が、このば
ね座に支持されている。

ケーシング１０によつて担持された空気圧リミ
ツトスイツチ３６が、前板２４の第１図左側の遊
端面を共働し、空気圧消費装置又は空気圧プログ
ラム制御系における後段の制御系を制御するため
に用いられる。

ばね座３４が圧縮ばね３８の力に抗して第１図
右方向に動かされると、弁体３２は前板２４から
離され、ベロー２０が圧縮されると、ベロー内の
空気が、弁孔２８を介してケーシング１０の内部
に流入できるようになる。

ばね３４が開放され、圧縮されたベロー２０が
圧縮ばね２６の力をうけて再膨張すると、空気は
ケーシング１０の内部から、絞り弁２２の周壁４
０の自由縁に、周辺方向について等間隔に配置さ
れた入口孔４２を経て、エラストマからなる多孔
質の板４４に流入し、そこから円板状の溝板４
６を経てベロー２０の内部へと流入する。板４
４の第１図右側の前面は蓋１２で支持され又その
第図左側の前面は絞り溝板４６を弾性押圧されて
おり、さらに、該板の反対側の面が、絞り弁２２
の底４８に気密に当接している。

絞り溝板４６の第１図左側の前面に絞り溝５０
が設けてあり、該絞り溝の中心線は絞り溝板４６
の軸線に対し同心円状に延び、かつ、その三角形
横断面の面積が、周方向に沿つて一定の割合で変
化している。この実施例では絞り溝５０の横断面
は二等辺三角形の形状を有し、絞り溝５０の深さ
は周方向に沿つて線形に増大している。

最大横断面積を有する側の端部において、絞り
溝５０は軸方向孔５２を介して絞り溝板４６の第
１図右側の前面に連通し、従つて板４４を介し
てケーシング１０の内部に連通している。

絞り弁２２の底４８の絞り溝５０の中心線と半
径方向に沿つて整合する位置に、調整通路５４が
設けてあり、該通路はベロー２０の半径方向内側
に接する絞り弁２２の第１図左側の前面に連通し
ている。

調整軸５８が、蓋１２の外側に一端が突出して
おり、その内側の縮径端部６０によつて絞り弁２
２の底４８で支承されている。調整軸５８の四角
部６２は絞り溝板４６の補完的な切欠部６４に嵌
着されている。調整軸５８の外端には、握り６６
が設けられている。

単純化して図示されているように、圧縮空気シ
リンダ６８が、ケーシング１０の底板１４によつ
て担持され、該シリンダのピストン棒７０の面取
りされた端部がばね座３４に作用する。

絞り弁２２の外周面は表示スリーブ７４に回転
自在に支承されている。表示スリーブはプラスチ
ツク材料を射出成形してなるものであり、該材料
は絞り弁２２の材料に対して、小さな摩擦を伴い
つつ滑動することができる。表示スリーブ７４の
蓋側末端には、絞り弁２２の入口孔４２の連通を
確保する縁凹部７６が切欠されてり、該凹部間に
は、軸方向腕７８が残されている。腕はそれぞれ
半球形をなす内向突端の止め装置８０を有してい
る。突端８０は絞り弁２２の周溝８２の滑り遊隙
内を移動可能であるが、表示スリーブ７４が、絞
り弁２２に対して軸線方向に脱落するのを阻止し
ている。

表示スリーブ７４の周壁８４に螺旋形カムスロ
ツト８６が設けてあり、該スロツトは合計300゜の
角度にわたつて延び又その軸方向全寸はベロー２
０の行程に相当する。前板２４に半径方向外向き
に突設されたカムピン８８が、カムスロツト８６
の中を移動する。

第２図から最も明らかなように、それ自体透明
材料から成る蓋１２には、握り６６のための目盛
９０が印刷されており、目盛９０は、表示スリー
ブ７４の軸方向腕７８の自由前面を見通すことの
できる円形窓９４を除き、時限素子の内部を見え
なくする不透明カラー板９２が背後に設けてあ
る。符号９６のより示したこの指標は着色してあ
り、こうしてベロー２０の各瞬間の動作位置を示
すインジケータとして使われる。

次に、以上説明した時限素子の作動の要領を説
明する。

圧縮空気シリンダ６４が負荷されると、まず弁
体３２が弁孔２８から持ち上げられ、ピストン棒
７０が更に進出してベロー２０が圧縮される。ベ
ロー２０が、その作動行程だけ圧縮されるに伴な
い、カムピン８８がカムスロツト８６を介して表
示スリーブ７４を300゜だけ回動させ、インジケー
タの指標９６が目盛９０の「1024」の位置に達す
る。

次にピストン棒７０が急激に進入し（例えば、
ばねによつて一定方向に付勢され単純に作動する
圧縮空気シリンダの場合には、急激な排気によつ
て）、弁体３２は弁孔２８を閉じる。いまや圧縮
ばねの作用をうけて、空気は絞り溝板４６の設定
角位置に応じた流量をもつて、概ね急激に入口孔
４２、板４４及び可変絞り通路を経てベロー２
０の内部に吸込まれる。前記通路は絞り弁２２の
底４８と調整通路５４及び絞り溝５０によつて形
成されている。

ベロー２０の再膨脹と同期して、インジケータ
の指標９６は、第２図において反時計回りに回動
し、時限素子の動作を目視で容易に追従すること
ができる。従つて、ストツプウオツチを用いて、
時間の較正が容易に可能である。なぜなら中間時
刻からでも総遅延時間の実際値を逆算することが
でき、ベロー２０が定位置に完全に復帰するのを
待つ必要がないからである。時限素子の誤作動
（例えば引つ掛かり）も運転中容易に目視で確認
できる。

第３図は、本発明に基づく時限素子の一変形実
施例の前面を示す。すでに第２図を参考に説明し
た部材には同一符号が付してある。

窓９４′はここで矩形に構成され、蓋１２の下
縁と平行に延びている。窓９４′の背後を、イン
ジケータの指標９６′を担持した表示帯７４′が、
長手方向に移動する。窓９４′に対して第２の目
盛９８が設けてある。表示帯７４′の案内及び駆
動の要領の詳細は第４図に詳しく示してある。

垂直側壁１６の前側下端付近に配設された２つ
のガイドローラ１００が表示帯７４′の外側端板
１０２，１０４を蓋の面と平行な向きから、一方
の側壁１６付近にあつて、しかも、ケーシング１
０の軸線と平行な方向へとガイドし、同時に、表
示帯７４′の前記端板間にある中央端板１０６を
窓９４′の背部に密接するように移動される。ガ
イドローラ１００は下側側壁１８及び該側壁１８
に支持された部材１０８により支持されている。
必要に応じて、ガイドローラを、適宜な個所で、
蓋１２によつて担持された突起の中で支承されて
いるものとしてもよい。

長くて弱い引張ばね１１０が外側端板１０２の
末端に掛けてあり、該ばねの他端はケーシング１
０の底１４によつて担持された突起１１２に固着
してある。外側端板１０４の末端は支持体１１４
に着脱自在に（係合部材もしくはねじにより）止
着してあり、該支持体は前板２４によつて担持さ
れた腕１１６にしつかり取付けてあり、全体とし
て表示帯７４′の端板１０４は、第４図に切欠き
図示した前側側壁１０と平行に延びることにな
る。

第３図及び第４図の時限素子では、表示帯７
４′がベロー２０の前板２４と同期して連結し、
該帯に設けられたインジケータの指標９６′はこ
うして時限素子の作動の目視検査を可能とする。

第５図に示した時限素子では、蓋１２が、第３
図及び第４図の時限素子におけると同時に構成さ
れている。ただしインジケータの指標９６′は表
示レバー７４″の遊端によつて担持されている。
表示レバーの当該端部に案内ピン１１８が形成さ
れており該ピンは蓋１２と平行に延びて、下側側
壁１８によつて担持された案内リブ１２０と蓋１
２の裏面との間の滑り間隙内を運動することがで
きる。

表示レバー７４″の内端に継手ブツシユ１２２
が形成されてあり、該ブツシユに継手ピン１２４
が受容されている。継手ピンはやはり腕１１６の
外端に固定され、該腕は第５図に切欠き図示した
前側側壁１６の近くまで延びている。表示レバー
７４″の長さは、時限素子が第５図に図示した進
出位置にある時、案内ピン１１８が図面平面に直
角な方向に沿つて、継手ピン１２４の背後にくる
よう設計してある。

第５図に実施例では窓９４′に対して設けられ
た目盛９８が、前板２４の運動がインジケータの
指標９６′を担持又は表示した表示レバー７４″の
自由端の運動が、正弦的な運動を行なうのに応じ
て、非線形の刻設されていることは云うまでもな
い。

第５図の時限素子の場合、予め全く別々に組立
可能な２つのアセンブリーからなる。すなわち、
圧縮空気シリンダ６８を有するケーシング１０か
らなる第１のアセンブリーと、ベロー２０、絞り
弁及びインジケータを有する蓋１２からなる第２
のアセンブリーとは、容易に互いに組み付けるこ
とができる。

以上詳細に説明した空気圧式時限素子の２つの
実施例は、実質的に同一の機能を有する。インジ
ケータの運動方向を逆転し得ることは容易に理解
されよう。すなわち第１図及び第２図の時限素子
では、カムスロツト８６を逆方向に進む螺旋とす
ることにより、第３図乃至第５図の実施例では、
腕１１６を第４図及び第５図において、他方の後
側側壁１６に取付けることによつて、逆転でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インジケータを組込んだ空気圧式時
限素子の第２図−線についての縦断面図であ
る。第２図は、第１図時限素子の操作壁の平面図
である。第３図は、インジケータを組込んだ時限
素子の変形実施例の操作壁の平面図である。第４
図は、第３図の時限素子の−線についての縦
断面図である、第５図は、インジケータを組込ん
だ時限素子の第２変形実施例を示す、第４図と同
様の縦断面図である。 １０……ケーシング、１２……蓋、１４……
底、１６，１８……側壁、２０……ベロー、２２
……絞り弁、２４……前板、２６……圧縮ばね、
２８……弁孔、３０……弁棒、３２……弁体、３
４……ばね座、３６……リミツトスイツチ、３８
……圧縮ばね、４０……周壁、４２……排気孔、
４４……板、４６……絞り溝板、４８……底、
５０……絞り溝、５２……孔、５４……調整通
路、５８……調整軸、６０……端部、６２……四
角形、６４……切欠部、６６……握り、６８……
圧縮空気シリンダ、７０……ピストン棒、７４…
…表示スリーブ、７４′……表示部、７４″……表
示レバー、７６……縁凹部、７８……腕、８０…
…鼻端、８２……溝、８４……周壁、８６……カ
ムスロツト、８８……カムピン、９０……目盛、
９２……カラー板、９４……窓、９６，９６′…
…指標、１００……ガイドローラ、１０２，１０
４，１０６……端板、１０８……部材、１１０…
…引張ばね、１１２……突起、１１４……支持
体、１１６……腕、１１８……案内ピン、１２０
……案内リブ、１２２……継手ブツシユ、１２４
……継手ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシングと、当該ケーシングの端壁に対
   し、長手方向の軸線が直角をなすように前記ケー
   シング内部に取付けられたベローと、当該ベロー
   内部に直列に接続され、かつ、前記ケーシングの
   端壁に取付けられた操作部を有する絞り弁とを具
   備する空気圧式時限素子において、 インジケータ担体７４，７４′，７４″が、前記
   端壁１２の面に対して平行に可動的に案内され、
   かつ当該インジケータ担体７４，７４′，７４″
   は、駆動部８６，８８，１００，１１４〜１２４
   を介して、前記ベロー２０の自由端において前板
   ２４と連結されており、前記駆動部が、前記前板
   ２４の軸方向運動を前記端壁１２の面に対して平
   行な前記インジケータ担体の運動に変換するよう
   になつており、さらに前記インジケータ担体７
   ４，７４′および７４″によつて担持されているイ
   ンジケータ９６および９６′が、前記前板２４の
   運動範囲内を移動するようになつており、しか
   も、前記端壁の少くとも前記走路に対応する部分
   が、透明であるか、または切欠部を有しているこ
   とを特徴とする空気圧式時限素子。 ２ インジケータ担体が、ベロー２０の軸線と同
   軸をなす表示スリーブ７４として構成されてお
   り、運動変換用駆動部が、前記表示スリーブ７４
   によつて担持された螺旋形カム面８６と当該カム
   面と協働するカムピン８８とを有し、当該カムピ
   ンが、前記ベローの自由端部に取付けられた前板
   ２４と連結されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の空気圧式時限素子。 ３ カム面が、螺旋形カムロツト８６の端縁によ
   つて形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の空気圧式時限素子。 ４ 表示スリーブ７４が、調節可能な絞り弁２
   ２，４４の円筒状に構成された外面上に回動自在
   に支承されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項また第３項に記載の空気圧式時限素子。 ５ 表示スリーブ７４が、少くとも１個の内向突
   端をなす止め装置８０を有し、当該突端部が、絞
   り弁２２，４４の係止溝８２と係合していること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の空気
   圧式時限素子。 ６ 止め装置８０が、表示スリーブ７４の周辺方
   向で間隔を有して配設された軸方向の腕７８に形
   成されており、当該腕が、調節可能な絞り弁２
   ２，４０の排気孔４２の端縁の一部をなしている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
   空気圧式時限素子。 ７ インジケータ担体が、軟質の表示帯７４′に
   よつて形成されており、かつそれは、前記ベロー
   ２０の軸に平行に延び、引張りばね１１０を介し
   て前記ケーシング１０に固定されている第１の端
   板１０２と、前記第１の端板１０２に対して間隔
   を有して平行に延び、かつ前記前板２４と結合し
   ている第２の端板１０４と、前記両端板間にあつ
   て前記端壁１２に平行な第３の端板１０６を備え
   ており、かつ前記第１の端板１０２の運動を前記
   第３の端板１０６の運動に、また当該第３の端板
   １０６の運動を前記第２の端板１０４の運動に転
   向させる運動転向手段１００とを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の空気圧式
   時限素子。 ８ 引張りばね１１０が、弾性が弱くかつ長いも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載の空気圧式時限素子。 ９ インジケータ担体が、表示レバー７４″の端
   部によつて形成され、運動変換用駆動部が、当該
   表示レバー７４″の一端からベロー２０の自由端
   に取付けられた前板２４へのヒンジ継手１２２，
   １２４と、端壁１２と平行な平面において表示レ
   バー７４″の他端を案内するための線形ガイド１
   ２，１１８，１２０とを案内するようになつてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の空気式時限素子。 １０ ヒンジ継手１２２，１２４のヒンジ部１２
   ４が、半径方向腕１１６を介して前板２４によつ
   て担持され、当該腕が、ケーシング１０の側壁１
   ６，１８の一方１６の近くまで延びていることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の空気圧
   式時限素子。 １１ ケーシング１０の側壁１６，１８の一方１
   ８の自由縁に対して間隔をおいて配設された案内
   リブ１２０と、端壁１２の内面との間の滑り間隙
   内を、表示レバー７４″の自由端に形成された案
   内ピン１１８が移動することにより、線形のガイ
   ド作用を行わせるようになつていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１０項に記載の空気圧式時
   限素子。