JPH0247799B2

JPH0247799B2 - Sojushinkei

Info

Publication number: JPH0247799B2
Application number: JP19606381A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ooshima
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1990-10-22
Anticipated expiration: 2001-12-04
Also published as: JPS5897799A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、送受信計器に関するものである。更
に詳述すれば、流体、たとえば、空気式のプロセ
ス制御システム等に組み込まれる計器で、自動調
節時には、調節計等より信号を受信し、かつその
値を表示し、手動操作時には、信号を発生して、
システムに信号を送信する送受信計器に関するも
のである。

このような計器においては、 (1) 送信時（手動操作時）には、信号の発信と指
示。

(2) 受信時（自動調節時）には、信号を受信して
その信号を指示する。

(3) 受信→送信切換時に、バランスレス・バンプ
レスに切換える。

ことが要求される。

本発明はこれらを実現したものである。

本発明の目的は、構成が簡単で、小型、安価に
出来、かつ、受信から送信への切換時に、バラン
スレスバンプレスに切換し得る送受信計器を提供
するにある。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成説明図、第
２図は第１図の要部斜視図であ。

図において、２はベース１に一端が固定された
ベローズである。３はベローズ２の自由端２１が
係止された一端側の先端が円弧３１を描いてベー
ス１に固定され３２、その途中にピン３３が設け
られたメインフレクシヤである。４はその一端が
メインフレクシヤ３に軸４１により回転自由に軸
支されたフラツパーである。５はフラツパー４の
他端側に対向してベース１に固定されたノズル
で、フラツパー４の他端側とノズルフラツパー機
構を構成する。６はフラツパー４の他端にその一
端が固定されたフラツトフレクシヤである。５１
はノズル５の背圧P_Nを増幅する増幅器である。
５２は増幅器の出力を通す出力管である。５３は
出力管の途中に設けられ、送信時には出力管５２
を「導通」し、受信時には出力管５２を「大気に
開放する」という２動作のスイツチ動作を行うス
イツチである。５４は出力管５２より分岐し、ベ
ローズ２に連通された分岐管である。７はベース
１に一端側が軸７１により回転自在に軸支された
セクターレバーである。７２はセクターレバー７
の途中に軸７１方向に折曲し次に軸７１に直角方
向に折曲して設けられた折曲部である。而して折
曲部７２の０点において、フラツトフレクシヤ６
の他端が接触して力を発生している。８はセクタ
ーレバー７の内側の円弧部７３に接する入力ホイ
ールである。９は指示機構で、指針９１と目盛板
９２よりなる。指針９１は一端が回転自在にベー
ス１に取付けられ９１１、一端側に設けられた溝
９１２に前記メインフレクシヤ３のピン３３の先
端側が挿入されている。目盛板９２は指数９１の
他端（＝先端）の回転動作に対応して円弧を描い
てベース１に固定されている。

以上の構成において、先ず、送信時（＝手動
時）の動作について説明する。

送信圧力信号を増加する場合には、第３図Ａに
示す如く、入力ホイール８を信号が増加する方向
に回すと、セクターレバーが軸７１を中心に反時
計方向に回動し、フラツトフレクシヤ６を介して
フラツパー４はノズル５に接近する。フラツパー
４とノズル５との間隙が小さくなると、ノズル５
の背圧P_Nが上昇する。この背圧P_Nは増幅器５１
により増幅されて、ベローズの内圧を増加する。
このため、ベローズ２の自由端２１が変位し、フ
ラツパー４の回転支点Ｂ（≒軸４１）が図の右方
向に移動し折曲部７２の先端Ａに接するまで移動
する（第３図Ｂ）。フラツパー４の支点が右方向
に行きすぎると、フラツパー４はＡ点を支点にし
てノズル５との間隙は開き、ノズル背圧P_Nは減
少し、ベローズ２の内圧は減少する。上述の動作
をくり返して、フラツパー４とノズル５の間隙
は、入力ホイール８の回動量に対応してバランス
する。而して、フラツパー４とノズル５の間隙の
変化は、フラツパー４の変位に比べて無視できる
程小さいので、第３図Ｃに示すごとく、フラツパ
ー４はノズル５に対する点Ｎを支点として、接触
点Ａに変位X_Aと回転支点Ｂの変位X_Bは比例する。

したがつて、送信時（＝手動時）に、これらの
セクターレバー７、フラツトフレクシヤ６、フラ
ツパー４等の機構はノズル固定の変位式のサーボ
系を構成し、入力変位X_Aに対応した圧力を送信
する。

次に、受信時（＝自動調節時）には、ベロー２
は調節計等からの外部圧力信号によつて変位し、
指示機構９が連動されて、指針９１によりその信
号値を表示する。

次に、受信（＝自動調節）→送信（＝手動）の
切換時の動作状態について説明する。

受信時（＝自動調節）のベローズ２の内圧Ｐと
回転支点Ｂの変位X_Bとの関係特性は送信時（＝
手動時）と同じである。したがつて、フラツパー
４の変位X_Bは、ベローズ２の内圧Ｐが送信時
（＝手動時）と同じならば第３図Ｂに示すごとく、
送信時（＝手動時）の変位と同じ変位を示す。ま
た、セクターレバー７はフリー状態にあり、フラ
ツトフレクシヤ６の作用により、フラツパー４と
セクターレバー７の接触点Ａの位置も送信時（＝
手動時）と同じ位置になる。したがつて、セクタ
ーレバー７もベロー２の内圧Ｐが等しい場合、送
信時（＝自動調節時）と受信時（手動時）で同じ
角変位を示す。即ち、受信時と送信時とで、信号
とセクターレバー７の位置関係が等しく、受信時
にはセクターレバー７が受信信号に追従して変位
する。

この結果、受信から送信に切換時に、信号を合
わせるためにセクターレバー７を操作する必要が
ないものが得られる。

一方、ノズル５には受信時（＝自動調節時）に
おいても、供給空気源Ａ／Ｓより空気圧が供給さ
れている。但し、出力管５２はスイツチ５３によ
り大気開放されている。したがつて、ノズル５か
らの噴出力により、ノズル５とフラツパー４の間
隙が開かれようとする。これに対して、フラツパ
ー４とフラツトフレクシヤ６と折曲部７２の作用
により、フラツパー４はノズル５方向に押圧さ
れ、ノズル５とフラツパー４の間隙は、送信時
（手動時）の使用間隙範囲内に保つようにされて
いる。即ち、第４図に示す如く、フラツパー４と
フラツトフレクシヤ６との間に折曲部７２がはさ
まれている状態にある。この場合、折曲部７２と
フラツトフレクシヤ６との接点０には、フラツト
フレクシヤ６によつて発生する力Fsが働き、こ
のFsの力によつて、フラツパー４と折曲部７２
との接点ＡにはF_Rの力が働く、支点Ｂから力Fs、
F_Rの働く位置までの距離を、それぞれls、l_Rとす
ると、セクターレバー７はフリーの状態にあるの
で、支点Ｂを中心にフラツパー４に働くモーメン
トはM_f＝Fsls−F_Rl_Rとなる。このモーメントM_f
がノズル５の噴出力に対応する力となる。したが
つて、ノズル５の噴出力に対応するように、これ
等の値を設定すればよい。

この結果、受信から送信に切換時に、フラツパ
ー４は急激に動くことなく、バンプを生ずること
がないものが得られる。

したがつて、受信から送信に切換時に、バラン
スレス・バンプレスに切換えることができる。

更に、従来のものにおいては、平衡ビーム上に
ノズルが配置されているために、ノズルへの配管
として、たとえば、ポリウレタンチユーブ等の柔
らかなチユーブを用いねばならず、ヒステリシス
が生じやすかつた。本発明装置においては、ノズ
ル５をベース１に固定するようにしたので、上記
の欠点のないものが得られる。

加えるに、本発明装置においては、フラツパー
４とセクターレバー７との連結機構として、フラ
ツトフレクシヤ６を用いた。従来例においては、
このフラツトフレツシヤ６の代りにコイルスプリ
ング等が用いられていたので、コイルスプリング
を配置するための一定量の広さが必要となりコン
パクトにまとめられない。また、フラツトフレク
シヤは平らなバネ材を打抜いて容易に作れるがコ
イルスプリングはフラツトフレツシヤに比べて高
価であり、コイルスプリング取付けのための機構
が必要となり部品点数の増大をまねき、安価に作
ることができない。本発明装置においては、これ
に対して、安価、コンパクトにすることができ
る。

第５図は、本実施例の発信時（＝手動時）のブ
ロツク線図、第６図は、受信時（＝自動調節時）
のブロツク線図である。

図において、Dinは入力、r₁は入力ホイール８
とセクターレバー７とのレバー比、r₂はセクター
レバー７とフラツパー４とのレバー比、δ_fはノズ
ル吹出力及びフラツトフレクシヤの発生力をノズ
ル地点に換算した変位、δ_Nはノズル・フラツパー
間隙、k_tは全ばね定数、ΔFはフラツトフレクシ
ヤの発生力、Δf_Nはノズル吹出力、ΔA_fはフラツ
パー有効面積、P_Nはノズル背圧、G_Nはノズルゲ
イン、G_Rはリレーゲイン、Poutは送信圧力、Ａ
はベローズ有効面積、K_Bはベローズのばね定数、
K_fはフレクシヤのばね定数、r₃はベローズの先端
の変位をフラツパーのノズル地点の変位に換算す
る比率、γθはベローズの先端の変位を指針のふ
れ角に変換する比率、θ_Iは指針のふれ角である。

以上説明したように、本発明によれば、構成が
簡単で、小型、安価にでき、かつ、受信から送信
への切換時に、バランスレス・バンプレスに切換
し得る送受信計器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２
図は第１図の要部斜視図、第３図、第４図は第１
図の動作説明図、第５図は第１図実施例の発信時
（＝手動時）のブロツク線図、第６図は第１図実
施例の受信時（＝自動調節時）のブロツク線図で
ある。１……ベース、２……ベローズ、２１……自由
端、３……メインフレクシヤ、３３……ピン、４
……フラツパー、４１……軸、５……ノズル、５
１……増幅器、５２……出力管、５３……スイツ
チ、５４……分岐管、６……フラツトフレクシ
ヤ、７……セクターレバー、７１……軸、７２…
…折曲部、７３……歯車部、８……入力ホイー
ル、９……指示機構、９１……指針、９１２……
溝、９２……目盛板。

Claims

【特許請求の範囲】

１送受信の切換が可能に構成され、送信時には
流体信号をマニユアル操作によつて出力し、受信
時には流体入力信号を受信して指示表示する送受
信計において、ベースに一端が固定されたベロー
と、該ベローの自由端が係止された一端側がベー
スに固定され途中にピンが設けられたメインフレ
クシヤと、該メインフレクシヤの他端に回転自由
にその一端が軸支されたフラツパーと、該フラツ
パーの他端側に対向して前記ベースに固定され該
フラツパーとノズル・フラツパー機構を構成する
ノズルと、前記フラツパーの他端にその一端が固
定されたフラツトフレクシヤと、前記ノズルの背
圧を増幅する増幅器と、該増幅器の出力を出力す
る出力管と、該出力管より分岐され前記ベローに
連通する分岐管と、該分岐管への分岐点と前記増
幅器との間の出力管に設けられたスイツチと、一
端が前記ベースに回転自由に取付けられその途中
に設けられた折曲部が前記フラツパーと前記フラ
ツトフレクシヤの他端との間に係止さたセクター
と、前記ベローユニツトの自由端の変位を指示す
る指示機構とを具備してなる送受信計。