JPH0238780A - 電子制御双安定性流体動力式トランスジューサと空気圧動力式弁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光ユ皇塁棗 本発明は２ケ所の位置を直線状に動くアクチュエータに
関するもので、更に特定すれば２ケ所の位置の間で速い
通行時間で作動するピストンに対して空気エネルギーを
利用する高速作動アクチュエータに関するものである。

本発明は一対の制御弁を利用して高圧空気のピストンへ
の出入りと空気圧とを制御して、ソレノイドが付勢され
て弁の１個を開けるまで閉止位置に弁を保持する。保持
された空気はピストンを一方の位置から他方の位置に急
速に加速する。ピストンが一方から他方の位置に動く間
に、中間圧空気はチャンバーを満たしてピストンに対向
する力を加えてピストンを低速化する。

このアクチュエータは従来型の内燃機関のガス交換、即
ち取り入れ又は排気弁を開放し閉止するのに特に利用す
る口上ができる。カム作動弁の特性は徐々に作動するの
であるが、この弁はむしろ、その急速作動特性により、
完全開と完全閉の位置の間を殆ど即座に動く。

アクチュエータ機構は圧縮機弁や他の油圧又は空気装置
の弁又は高速制御作用が生産ラインの可動部分に必要と
される場合の流体アクチュエータ又は機械的アクチュエ
ータ用の高速作動制御弁等に多数の応用を見いだすこと
ができる。

内燃機関弁は一般にポペット型である。ポペット型は弁
閉止位置に向かってばね荷重が加わり、且つ回転カムシ
ャフトのカムによりばね付勢に対向して開にされる。カ
ムシャフトはエンジンクランクシャフトと同期していて
エンジンサイクルの固定好適時間で開及び閉を行う。固
定されたタイミングは高速エンジン速度に適するタイミ
ングと低速又はエンジンアイドル速度に適するタイミン
グとの妥協である。

従来技術も、そのようなカム作動弁設備を他の型の弁開
放機構と取り替えれば多くの利点があると認めている。

他の型の弁開放機構はエンジンクランクシャフト角度位
置又は他のエンジンパラメータ並びにエンジン速度の機
能として間及び閉作動が制御される。

出願人ウィリアム・イー・リチェソン（Ｗｉｌｌｉａｍ
Ｅ、　Ｒｉｃｈｅｓｏｎ）が１９８７年３月３日に出願
し、後に本出願人が承継した出願番号第０２１　、１９
５号の゛電磁的弁アクチュエーダ′と掲題された特許出
願では、開と閉位置で掛止する永久磁石を有する弁アク
チュエータが開示されている。電磁的反発作用が利用さ
れていて弁は一方の位置から他方の位置に動かされる。

幾つかの緩衝作用及びエネルギー回収系統が同じく含ま
れている。

出願人ウィリアム・イー・リチェソン（Ｗｉｌｌｉａｍ
Ｅ、　Ｒｉｃｈｅｓｏｎ）とフレプリ・ンク・エル・エ
リクソン（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ　Ｌ、　Ｅｒ１ｃｋｓｏ
ｎ）が１９８８年２月８日に出願し、本出願人が承継し
た出願番号第０７／１５３．２５７号の°″空気電子式
弁アクチュエータ”と掲題された出願では、先の出願の
反発作用とは別の解除型機構を使用している多少類似の
弁アクチュエータが開示されている。この出願で開示さ
れた装置は高圧空気供給装置を備え、かつ制御弁作用を
行う真に空気圧動力式弁で緩衝及び主動力源として空気
を使用している。この出願は取り入れ弁遅行閉止と操作
の６個のストロークサイクル様式を含め異なる操作様式
を開示している。

出願人ウィリアム・イー・リチェソン（Ｗｉｌｌｉａｍ
Ｅ、　Ｒｉｃｈｅｓｏｎ）とフレデリック・エル・エリ
クソン（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ　Ｌ、　Ｅｒ１ｃｋｓｏｎ
）が１９８８年２月８日に出願し、本出願人が承継した
出願番号第０７／１５３．１５５号の“空気動力式弁ア
クチュエータ“と掲題された出願では、全体的操作で本
発明に類似する弁作動装置が開示されている。この出願
の一つの特徴は、制御弁と掛止プレートは主作業面から
分離されていて一層低い掛止力とより高速の操作速度が
得られる軽減された重量となることである。この操作の
高速性は多少エネルギー効率の低い装置となる。

本出願と出願人ウィリアム・イー・リチェソン（Ｗｉｌ
ｌｉａｍ　Ｅ、　Ｒｉｃｈｅｓｏｎ）とフレデリック・
エル・エリクソン（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ　Ｌ、　Ｅｒ１
ｃｋｓｏｎ）が出願し、本出願人が承継した出願番号第
　　号、（出願人整理番号８８−Ｆ−８９６）のパ永久
磁石制御弁掛止装置を備える空気圧アクチュエータ゛°
は上述の装置より操作の効率が改良されている。

出願人ウィリアム・イー・リチェソン（Ｗｉｌｌｉａｍ
Ｅ、　Ｒｉｃｈｅｓｏｎ）が１９８８年２月８日に出願
し、後に本出願人が承継した総ての他の関連する出願に
は、″゛位置エネルギーと磁気エネルギーにより駆動さ
れる弁機構°”と出題された出願番号第０７／１５３．
２６２号の出願があり、そこではエネルギーが一つの弁
動作から蓄えられて次の弁動作の動力となる構成である
。更に、“反発作用作動の位置エネルギー駆動式弁機構
°′と出題された出願番号第０７／１５３．１５４号の
出願があり、ここでばばね（又は相当空気圧）が緩衝装
置として及びエネルギー貯蔵装置として機能し、加速す
る力の一部を供給して、一方の位置から他方の位置への
次の移動を助ける。これらの５個の総ての出願の開示は
ここで特定して組み込まれている。

出願番号第１５３．１５５号と同様に、本発明では、開
と閉位置の間でエンジン弁を動かす動力又は作業ピスト
ンは掛止作用部品と一定の制御弁作用構造体から分離さ
れていて、動かすべき重量は相当軽減され、非常に素早
い動作を可能とする。掛止し、解除する力は同じく軽減
される。これらの弁作用部品は主ピストンから分離して
いて、ピストン行程の全長に亙り移動する必要はない。

これば、効率の改善をもたらしている。

本発明の幾つかの目的の中で注目すべきは、次のものの
提供である。それば、高速移動時間と改善された効率に
より特徴付けられる双安定性流体動力式アクチュエータ
の提供であり、空気圧と他の操作パラメータの変動を許
容する空気圧動力式弁アクチュエータの提供であり、改
良されかつ制御可能な緩衝作用の特徴を有する電子式制
御の空気圧動力式アクチュエータの提供であり、非対称
的緩衝作用の特徴を有する空気圧動力式弁アクチュエー
タの提供であり、操作速度を多少犠牲にして効率の大幅
改善を生む弁アクチュエータの提供であり、ソレノイド
作動で、掛止式空気制御弁を有する弁の提供であり、並
びにアクチュエータの中の制御弁が主作業ピストンと協
働するが、しかしそれとは別個に作動する、改良型空気
圧動力式弁アクチュエータの提供である。本発明のこれ
ら並びに他の目的と利点ある特徴は一部明らかであり、
一部以下に指摘されている。

一般に、電子制御式双安定性流体動力式トランスジュー
サは空気動力式ピストンを含むアーマチャーを有し、ア
ーマチャーは開と閉位置との間の同じ軸線に沿って往復
動する制御弁と共に第１と第２位置との間で往復動がで
きる。空気圧掛止設備は閉止した制御弁を保持するよう
に機能し、−刃型磁的設備は付勢されて一時的に掛止設
備の効果を無効にして制御弁を開放して閉止位置から開
位置に動かす。電磁設備を付勢すると、軸線に沿って一
方向に制御弁を動かして、アーマチャーの一部を含む封
止されたチャンバーをまず形成し、次いで高圧源から流
体を導入して閉止チャンバーに入れかつ第１位置から逆
の方向に軸線に沿って第２位置にアーマチャーを駆動す
る。アーマチャーの第１と第２位置との間の距離は典型
的には弁の開位置と閉位置との間の距離より大きい。

本発明の一般的並びに一つの態様では、空気圧動力式弁
アクチュエータは軸線に沿ってハウジングの中で往復動
ができるピストンを備える弁アクチュエータハウジング
を有する。ピストンは一対の相対面する主作業面を有す
る。一対の空気制御弁はハウジング及び開と閉位置との
間のピストンの双方に対して同じ軸線に沿って往復動で
きる。

コイルは電気的に付勢されて選択的に空気制御弁の１個
を開いて加圧空気を主作業面の１個に供給してピストン
を動かす。各空気制御弁は空気圧応答面を有し、それが
制御弁を閉止の状態に維持し、かつ空気逃がし管がピス
トン往復動の末端位置の中間に位置して、１個の主作業
面から豚腸した空気を排出しかつピストンから加速する
力を取り除く。空気逃がし管は更に中間圧で空気を導入
し、前記ピストンに捕捉、圧縮させて、前記アーマチャ
ーが前記位置の１個に接近するときアーマチャー動作を
低速化する機能がある。中間圧はピストンの方向に応じ
て異なる。空気逃がし管は中間圧空気をピストンの１個
の主作業面に供給して、空気制御弁が次に開くまでその
末端位置の１個にピストンを一時的に保持する。

（実施例） 参照符月は幾つかの図面を通して対応する部品を示す。

尚、ここに示した例は本発明に係る好適実施例をその一
態様で示したもので、このような例は開示の範囲を、又
は本発明の範囲をいかなる意味においても制限するもの
として解釈すべきではない。

弁アクチュエータは、ポペット弁又は他の部品（図示し
てない）を閉位置から開位置に動かす機能を有している
。順番に第１図から第８図に弁アクチュエータの種々の
部品位置を示している。逆の方向の動作は部品の対称性
から明白に理解される。−船釣に言えば、空気圧動力式
弁アクチュエータは弁アク千ユエータハウジング１９と
シャフト又はステム１１の軸線に沿ってハウジングの中
を往復動するピストン１３とを有する。ピストン１３は
一対の対面している主作業面３８及び４０と、加圧空気
源３９と、一対の空気制御弁１５及び１７とを有する。

尚、空気制御弁は開と閉位置との間でハウジング１９と
ピストン１３の双方に対し軸線に沿って往復動を行う。

空気制御弁の内の１個を選択的に開にして加圧空気を空
気源から前記主作業面の１個に供給するための磁気によ
る引き寄せ作用又は磁気による反発作用設備がピストン
を動かす。空気中間圧源４３を含む空気設備はピストン
の往復動の末端の近傍でピストンを減速する。選択する
なら、コイルばね１３５と１３７とを使用して、各空気
制御弁を付勢してそれぞれの空気弁をピストンから離し
て開位置に連続的に押進することができる。アクチュエ
ータは内燃機関ポペット弁の一部を構成しているか、又
は連結されているシャフト又はステム１１を含む。アク
チエエータは低重量の往復動ピストン１３と、ハウジン
グ１９の中に取り囲まれている一対の往復動又は摺動制
御弁部材１５及び１７とを有する。制御弁部材１５及び
１７は、制御弁の面２１と２３に作用する、空気源３９
からの高圧空気により閉位置に掛止され、かつコイル２
５と２７とを付勢することによりそれらの掛止位置から
移動させることができる。制御弁部材又はシャトル弁１
５と１７はピストン１３とハウジング１９との双方と協
働して種々の出入り口機能を果たす。ハウジング１９は
高圧入りロボート３９と低圧出口ボート４１と中間圧ボ
ート４３とを有する。低圧側はおおよそ大気圧で一方中
間圧倒は約０．７０ｋｇ／　ｃｍ”ｇ（１０ｐｓｉ）で
、高圧側は１．０ｋｇ／　ｃｍ”ｇ（１００ｐｓｉ）程
度である。

第１図は、ピストン１３が最も左側の位置にあり、空気
制御弁１５が掛止されて閉止の位置にある初期の状態を
示す。この状態で、環状衝合端面２９はハウジング１９
の環状スロットに挿入されてＯ−リング３１で封止され
ている。これは空洞３３の圧力を封止して、主ピストン
１３を作動する力がなんら働かないようにしている。こ
の位置で、主ピストン１３は空洞３７にある圧力より高
い空洞３５の圧力により左側（掛止）に押進されている
。図示の位置で、環状間口４５は先の左側へのピストン
行程の終端で空洞３７から急速に圧縮空気を開放して、
環状開口４５は最終的開位置にある。

コイル２５に電流が流れると、面２１に働く空気圧と逆
にかつそれに打ち勝って強磁性プレート４７を引き寄せ
、制御弁は左側に動く。

第２図では、シャトル弁１５は左側に例えば１．３ｍ（
０，０５ｉｎ）動いており、一方ピストン１３はその距
離の約半分右側に動いている。面２１に働く空気圧力に
一時的に打ち勝ったコイル２５の引き寄せ力のために、
空気弁１５が開の位置にある。前述の゛永久磁石制御弁
掛止動作付き空気式アクチエニーダ′に類似で、前述の
出願番号第１５３．１５５号に非類似で、空洞５１と低
圧出口ポート４１との間の連通は弁１５が動いたため中
断されていないことに注意せよ。

この連通は制御弁１５の直列の開口５４により常に維持
されている。同じく、注意すべきことは、弁が０−リン
グ３１を存するスロットを離れるのと同時に、空気弁１
５の第１図の環状開口４５を閉止する５３でピストン１
３に重なり、急速な昇圧とピストン１３の最大級の加速
を確実にする。

第３図は空気弁１５が２．５　ａｉｍ（０，０１ｉｎ）
まで開き、ビス−トン１３が約３．８　Ｍ（０，１５ｉ
ｎ）右に動いた状態を示す。

第２図において、高圧空気は空洞３７とピストンを右に
駆動するピストン１３の面３８に供給されている。空洞
３７を経由してピストン面３８への高圧空気の供給は、
第３図ではハウジング１９の環状衝合部５５を通過する
ピストン１３の縁部により切断されている。ピストン１
３は空洞３７の高圧空気の膨張エネルギーにより加速し
続ける。ピストン１３の右縁部はボート４３とチャンバ
ー３５との間の連通を５７で切断しようとしている。

ディスク４７はその行程の左への末端に接近しつつあり
、かつギャップ６１にある空気を圧縮しつつある。これ
は、端部接近速度を低下させ、かつ従って動かない静止
構造体と空気弁部品との衝撃を軽減する緩衝又は低速化
効果を出す。左側の円筒の一部として示されている環状
面６２を削り取り（凹部）又はテーパを付けて（円錐面
）にして、仮４７の行程の片方又は両方の末端の近傍で
空気の流れを制限し、所望ならば端部の中間で動作を制
限することなく緩衝作用を高めることもできる。

ピストン１３は第４図では右に加速し続けて、かつ空気
弁１５は左方に最大限動いて開位置に到達している。弁
は短時間この位置に留まる。第４図では、主ピストン１
３はチャンバー３５と中間圧ボート４３との連通を丁度
閉止したところである。主ピストン１３の更に右方への
動きはチャンバー３５に捕捉されている空気を圧縮して
、ピストンが右側の末端に到達しているとき迄にピスト
ンは低速化され停止する。

第５図では、空気弁１５は尚左の末端の位置にある。空
気弁は、主ピストンが最右端に到達すると同時の頃に閉
止するように構成されている。第５図では、ピストンは
空洞３５の空気を圧縮してその速度は低下する。

第６図では、空気弁１５はその閉止位置に戻り始めてい
る。面２１に働いている高圧空気圧により、弁１５がそ
の閉止位置に戻る。第５図に図示しているよりピストン
が更に右方に動くと、中間圧力ボート４３に通じる部分
的環状スロット６７を開通し、チャンバー３７の高圧空
気が中間圧ボート４３に流れ出る。第４．５及び６図で
は、連続するピストン動作と対応して昇圧される空洞３
５の圧力が右方へのピストンの動作を低速化又は緩衝す
る。第６図において、ピストン１３と空気弁１７の衝合
角部の間の６９で丁度環状開口の形成が始まっている。

ピストンが左に戻るリバウンドを防止するのを助けるた
め、ピストンが右手の休止位置に接近するとき：この環
状開口は高圧空気をチャンバー３５から導管８３を通っ
て低圧ボート４１に逃がす。

この逃がし又は吹き出しにおける空気制御弁１５と１７
の挙動がピストン行程の対向する末端の各近傍で同じで
あることは、他の多数の特徴と同様に弁アクチュエータ
の対称性から理解できる。各場合において、空気制御弁
と、ピストンと、ハウジングの固定部とは協働してピス
トンから緩衝作用空気を可能な限り最後の瞬間に逃がし
、一方これら同じ部品は行程の開始時に協働して空気を
供給し、ピストン行程の遥かに長い部分のためのピスト
ンの動力とする。導管１６と８３は寸法が異なっていて
緩衝特性となる差圧を生成する。それは、吹き出し中導
管１６より多く空気流れを制限する導管により、右方へ
の動作より左方へのより大きい緩衝作用を行う。

右の末端近傍でのピストン動作の緩衝作用はボート４３
での中間圧の高さを制御して、チャンバー３５に初期封
じ込められている空気の密度を効果的に制御することに
より調節可能である。中間圧が高すぎる場合は、ピスト
ンはチャンバー３５の高圧の圧縮空気のためリバウンド
する。この圧力が低い場合には、ピストンは終端位置に
高速で接近して、かつ金属たわみ又は機械的ばねにより
機械的にリバウンドする。正しい圧力では、ピストンは
ゆっくりと動いて右手の位置に休止する。流体媒体が充
満している空洞７３と更に主ピストン１３に固定され更
にそれと共に動く小ピストン７５とを含む小さな液圧式
チャンバーにより行程の内置後の数十分のｌＩＩｍの間
に、ピストン動作を緩衝する最終的作用がなされる。主
ピストンの行程のいずれかの終端近傍で、小ピストン７
５は浅い環状制限区域７７に入り、流体を置換しかつ主
ピストンを休止させる。油等の流体を入り口８５から緩
衝空洞７３に供給する。

第７図では、空気弁Ｉ５はその閉止位置への戻り経路の
中途にある。チャンバー３５の圧力が、６９の環状開口
を通り更に開口８１と溝８３とを通って低圧ポート４１
に逃げて、チャンバー３５の圧力がほぼ大気圧に低減し
たとき、最終的緩衝作用がほぼ完結する。弁１５と１７
は、３５と８３等のチャンバーの間の自由な空気流れを
許容する５４と８１等の多数の孔をそれぞれのウェブ部
に有することに注意せよ。第７図では、ピストン１３は
低速度になり、緩衝作用はほぼ完結し、かつ小流体ピス
トン７５による最終緩衝作用が行われている最中である
。

主ピストン１３は第８図で右手の末端に到達し、空気弁
１５は閉止している。空気源３９からチャンバー３７と
ピストンＩ３の面３８への高圧空気の供給は、第３図に
示すようにハウジング縁部５５を通過するピストン縁部
１０５によりかなり前に中断されている。ピストン１３
は、ピストン面３８に働く空気源４３からのチャンバー
３７の中間圧により図示の位置に保持又は掛止される。

弁閉止状態に対応する第１図では、ピストン面３８と弁
ハウジングとの間隙は僅かで、一方弁が開いている第８
図では、そのような間隙はない。この間隙はエンジン弁
を閉止するのを必要とされるよりはピストン１３の行程
を多少潜在的に大きくする。これは、異なる温度膨張と
同じような問題に拘わらず、完全な閉止を確実にする。

尚、前記問題にはエンジン弁が完全には閉止しない結果
となる問題を含む。縁部１０５と１０９との間のピスト
ン１３の環状弁作用面１０７の長さのために、チャンバ
ー６３が高圧源チャンバー３３と連通ずることはないこ
とに、第１図から第８図の順番において注意すべきであ
る。チャンバー６３は前記出願番号筒１５３、１５５号
の同様なチャンバーとは反対に常にボート４】の出口圧
力に維持されている。

第９図では、中間圧ポート４３を省略している。

ボート４１と１１３とは同じ圧力（一般には大気圧）で
ある。従って、ピストンを動作の終端に保持又は掛止す
べきピストン１３を横切る圧力差はない。

強磁性材料のピストン１３を製作することにより、圧力
による掛止の特徴を１１５と１１７等の永久磁石で置き
換えることができる。永久磁石はピストンを末端位置の
１個に保持し、かつ狭い空気間隙を備えるように構成さ
れていてピストンが動いて離れるにつれ保持する力が急
速に落ちる。第９図の構成の利点は、ボート３９とポー
ト１１３の圧力との差は大きくて大きな膨脹比率と大き
い効率が得られることである。ピストンを掛止する圧力
である、ポート１１３と４１との圧力差は減少し、又は
ゼロになる。それ故、磁気的掛止を使用することができ
る。

第１０図は２個の改変例を示す。その１個は第９図の説
明で示唆されており、他の１個では永久磁石制御弁掛止
装置を備える空気式アクチュエータの構造は多少同じと
示唆される。第１０図では、例えばばね付勢の圧力逃が
し弁に働くばね力が変動する種類の調整自在圧力調整器
１１９はポート４１と１２１　との圧力差を選択するこ
とを許容して第９図の磁気的掛止に拠ることなしに最良
の膨脹比率を使用することができる。調整ニードル弁１
２３は通路８３（第７図参照）の絞りを制御し、従って
ピストン動作の緩衝作用を差動的に制御する。

第１１図では、ピストン１３の作業面１２３と１２５の
間の間隔を相当に増大している。２個の異なる中間圧導
管１３１と１３３を効果的に設けて、対応する方向にピ
ストン緩衝作用のだめの各初期圧力を独立に設定するた
めに、第９図の圧力調整器１１９と類似の一対の調整自
在圧力調整器１２７が導入されている９調整器１２９は
右方への動作の緩衝作用を制御し、−力調整器１２７と
１２９は左への動作中の緩衝作用を制御する。緩衝作用
が開始したとき、緩衝作用の細かい制御は初期圧力によ
り決定される。

第１図と比較すると、次の事が判る。即ち、第１２図で
は、一対のコイルばね１３５と１３７はピストン１３の
環状スロットに対面して入っている。ばね１３５は圧縮
されて、ピストン１３と空気制御弁１５とを押圧して相
互に離し、一方ばね１３７は図示の位置で開放される。

ばね１３５の力は弁１５を開にする上においてソレノイ
ド２５により加えられるべき力を低減するが、図示の位
置でピストンを掛止するための所要の圧力差を増加させ
る。

第１３図は第１２図のコンセプトと空気制御弁１５を開
けるために“′電磁的弁アクチュエータ′°と標題され
る出願番号第０２１，１９５号の前述特許出願に開示さ
れた種類の電磁的反発作用技術とを組み合わせている。

簡単に言えば、コイル１３９は付勢されて、非磁性導電
板１４１に電流を誘導し、かつ２個の電流は板１４１を
駆逐する対向する磁界を発生させる。第１２図と比較す
ると、この構成はより大きいエネルギーを消費するが、
より素早い操作ができる。

本発明が利用される内燃機関の状況については殆ど記述
していない。この状況は前述の特許出願とそこに引用さ
れた文献に開示されたものと同じである。尚、電子式制
御と空気圧力源等の特徴の詳細については文献を参照さ
れたい。この好適実施例では、作動ピストンとそれに関
連して連結されたエンジン弁の重量は従来装置に比較し
て大幅に低減されている。エンジン弁とピストンが完全
開と完全閉位置の間で約１１．４０Ｍ１　（０，４５ｉ
ｎ）動く間に、空気制御弁は約３．２園（０，１２５ｉ
ｎ）動くのみで、従って操作にはより少ないエネルギー
を必要とする。

本発明に係る空気通路は関係する絞り損失が殆ど又は全
くない大きい環状開口である。

前述のことから明白なことであるが、この新規な、電子
式制御型空気圧動力式アクチュエータが前に設定した目
的と利点ある特徴並びに他の特徴等に合致して開示され
ている。更に、特許請求の範囲に記載の本発明の本旨又
は範囲から逸脱することなく、当業者は正確な型、形状
及び詳細に関する多数の改変を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気圧動力式アクチュエータを示
す断面図で、空気圧動力式アクチュエータに備えである
動力ビストンは、対応するエンジン弁が閉止していると
き、それが通常ある最も左側の位置に掛止されている： 第２図から第８図は第１図と同じ断面図で、ピストンが
右方に動いて最も右側に、即ち弁開位置にあるときの部
品の動作と機能を示す：第９図から第１３図は第１図と
同じ断面図で、アクチュエータの改変例を示す。 １１・・・シャフト又はステム　１３・・・ピストン１
５、１７・・・空気制御弁　　　１６・・・導管１９・
・・弁アクチュエータハウジング２１、２３・・・空気
制御弁の面　２５．２７・・・コイル２９・・・環状衝
合端面　　　　３１・・・０−リング３３、３５．３７
・・・空洞　　　　３８．４０・・・主作業面３９・・
・加圧空気源、高圧入りロポート４１・・・低圧出口ボ
ート ４３・・・空気中間圧源、中間圧ポート４５・・・環状
開口 ４７・・・ディスク、強磁性プレート ５１・・・空洞　　　　　　　　５４・・・空気制御弁
の開口５５・・・ハウジング縁部　　　６１・・・ギャ
ップ６２・・・環状面　　　　　　　６３・・・チャン
バー６７・・・部分的環状スロット６９・・・環状間ロ
ア３・・・空洞　　　　　　　　７５・・・小ピストン
７７・・・環状制限区域　　　　８Ｉ・・・開口８３・
・・導管８５・・・入り口 １０５、１０９・・・ピストン縁部　１０７・・・環状
弁作用面１１３・・・ボー）　　　　　　　１１５．１
１７・・・永久磁石１１９・・・圧力調整弁　　　　１
２１・・・ボート１２３・・・調整ニードル弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１位置と第２位置との間で軸線に沿って往復動す
   るアーマチャーと、開位置と閉位置との間で前記軸線に
   沿って往復動する制御弁と、前記閉位置で前記制御弁を
   保持する空気圧式掛止手段と、前記掛止設備より一時的
   に大きな力を出して前記制御弁を解放し前記閉位置から
   前記開位置に動かす電磁的設備と、並びに高圧流体源と
   を備える電子制御双安定性流体動力式トランスジューサ
   であって、前記電磁的設備を付勢すると前記軸線に沿っ
   て一方向に弁を動かして前記アーマチャーの一部を含む
   封止されたチャンバーを最初に形成し、更に次いで前記
   アーマチャーの一部に高圧流体を供給して前記第１位置
   から前記第２位置に前記軸線に沿って逆の方向に前記ア
   ーマチャーを駆動する、ことを特徴とする電子制御双安
   定性流体動力式トランスジューサ。 ２、弁アクチュエータハウジングと、軸線に沿ってこの
   ハウジングの中で往復動し、かつ一対の相対面する主作
   業面を有するピストンと、加圧空気源と、前記ハウジン
   グ及び開位置と閉位置との間の前記ピストンの双方に対
   し前記軸線に沿って往復動できる一対の空気制御弁と、
   選択的に前記空気制御弁の１個を開いて加圧空気を前記
   空気源から前記主作業面の１個に供給してピストンを動
   かす手段と、並びにピストンをその往復動の末端近傍で
   不均整に減速するための空気圧手段とを備える、ことを
   特徴とする空気圧動力式弁アクチュエータ。 ３、ピストン動作の方向に依存して異なった空気圧で前
   記空気圧手段に空気を供給して、ピストン動作に対向す
   る外部力の変動を補償するための中間圧空気源を備えて
   いることを特徴とする請求項２に記載の空気圧動力式弁
   アクチュエータ。 ４、前記空気圧手段は微細な調整が自在で、前記ピスト
   ンがピストン減速に関する一方の末端に接近するにつれ
   て前記ピストンが他方の末端に接近するときと同様にピ
   ストン減速を変えることができる、ことを特徴とする請
   求項２に記載の空気圧動力式弁アクチュエータ。 ５、それぞれの空気弁を連続的に押圧して前記ピストン
   から離すために、ばね付勢手段を各空気制御弁に備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の空気圧動力式弁アク
   チュエータ。 ６、前記空気弁が開いて高圧空気を前記ピストンに供給
   する前に、空気制御弁動作は前記主作業面を含む封止さ
   れたチャンバーを形成する、ことを特徴とする請求項２
   に記載の空気圧動力式弁アクチュエータ。 ７、前記選択的に開ける手段はソレノイドを備えること
   を特徴とする請求項２に記載の空気圧動力式弁アクチュ
   エータ。 ８、前記選択的に開ける手段は電磁的反発作用設備を備
   えることを特徴とする請求項２に記載の空気圧動力式弁
   アクチュエータ。 ９、弁アクチュエータハウジングと、軸線に沿ってこの
   ハウジングの中で往復動し、且つ一対の相対面する主作
   業面を有するピストンと、加圧空気源と、前記ハウジン
   グ及び開位置と閉位置との間の前記ピストンの双方に対
   し前記軸線に沿って往復動できる一対の空気制御弁と、
   選択的に前記空気制御弁の１個を開いて加圧空気を前記
   空気源から前記主作業面の１個に供給してピストンを動
   かす手段と、前記ピストンをその往復動の末端近傍で減
   速する空気圧手段と、並びに連続してそれぞれの空気弁
   を押圧して前記ピストンから離して開位置の状態にする
   、各空気制御弁のためのばね付勢手段とを備える、こと
   を特徴とする空気圧動力式弁アクチュエータ。 １０、弁アクチュエータハウジングと、軸線に沿ってこ
   のハウジングの中で往復動し、且つ一対の相対面する主
   作業面を有するピストンと、加圧空気源と、前記ハウジ
   ング及び開位置と閉位置との間の前記ピストンの双方に
   対し前記軸線に沿って往復動できる一対の空気制御弁と
   、選択的に前記空気制御弁の１個を開いて加圧空気を前
   記空気源から前記主作業面の１個に供給してピストンを
   動かす手段と、前記ピストンをその往復動の末端近傍で
   減速する空気圧手段と、並びに中間圧空気源から前記空
   気圧手段に空気を供給して、ピストン動作に対向する外
   部力の変動を補償するための微細制御可能な弁作用手段
   を含む中間圧空気源を備えることを特徴とする空気圧動
   力式弁アクチュエータ。 １１、第１位置と第２位置との間で往復動する、ピスト
   ンを含むアーマチャーと、圧縮空気源を備える動力源と
   、空気逃がし管と、前記第１位置と第２位置の各々で前
   記ピストンを磁気的に捕捉する手段とを有する電子制御
   双安定性空気圧動力式トランスジューサであって、前記
   空気逃がし管は前記第１位置と第２位置のおおよそ中間
   に位置して空気を排出しかつ前記ピストンから加速する
   力を取り除き更に中間圧で空気を導入し、前記ピストン
   に捕捉、圧縮させて、前記アーマチャーが前記位置の１
   個に接近するときアーマチャー動作を低速化する、こと
   を特徴とする電子制御双安定性空気圧動力式トランスジ
   ューサ。 １２、一対の空気制御弁と前記空気制御弁を閉止位置に
   保持する圧縮空気手段とを備える、ことを特徴とする請
   求項１１に記載の電子制御双安定性空気圧動力式トラン
   スジューサ。 １３、前記ピストンは強磁性材料で形成された一対の主
   作業面を有し、前記磁気的に捕捉する手段は前記第１と
   第２位置に極く接近して取り付けられた空気間隙の狭い
   複数の磁石を備える、ことを特徴とする請求項１２に記
   載の電子制御双安定性空気圧動力式トランスジューサ。