JPH0618939U - 電気信号・空気圧変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラツパノズルからの噴出空気が電子回路へ
触れないようにし、電子回路の信頼性を高める。 【構成】本体４２，４４にダイヤフラム３により背圧室
２と大気室４とを区画する。ダイヤフラム３に結合され
かつ大気室４を貫通する給排気弁Ｃを、入口室３５と出
口室３２との間を連通・遮断可能に配設する。入口室３
５を減圧弁Ａを経て経て背圧室２に連通する。背圧室２
の端壁４２ａにフラツパノズル５４を配設する。フラツ
パノズル５４に対向してバイモルフ電歪素子からなるフ
ラツパ２７を端壁４２ａに支持する。フラツパノズル４
から噴出する空気が、フラツパ２７の電圧を制御する電
子制御装置２３へ流出するのを防止する仕切板２７を収
容室２２に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電気信号を空気圧に変換する電気信号・空気圧変換装置、特にフラツ パノズルに対向するフラツパをバイモルフ電歪素子から構成し、バイモルフ電歪 素子を駆動する電子回路を本体の内部へ収納した場合に、電子回路がフラツパノ ズルからの噴出空気に曝されるのを防止し、電子回路の動作の安定化を図る、電 気信号・空気圧変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

特開昭61-288116 号公報に開示される電気信号・空気圧変換装置では、フラツ パノズルに対向するバイモルフ電歪素子からなるフラツパの変位量に応じてノズ ル背圧を変化させるフラツパ機構を構成し、ノズル背圧に応動するダイヤフラム により給排気弁を駆動し、出口に所要の空気圧を得ている。出口の空気圧は圧力 センサにより検出され、電子制御装置へフイードバツクされる。フラツパを駆動 する電子回路は、フラツパの近くに配置するのが、電子回路からフラツパへの配 線と、圧力センサから電子回路への配線とが最短になり、電気信号・空気圧変換 装置をコンパクトに構成できる。

【０００３】 しかし、従来の電気信号・空気圧変換装置では、フラツパノズルと電子回路を 本体の同じ室に配置しているので、フラツパノズルから噴出した空気は電子回路 の周辺に滞留する。フラツパノズルから噴出する空気は予め空気清浄器で浄化さ れているが、噴出空気にはブリードを通過した微細な塵埃、湿気、空気圧作動機 器を潤滑する油から発生するオイルミストなどの異物が含まれるので、異物が電 子回路に付着すると、回路の信頼性が損われる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は上述の問題に鑑み、フラツパノズルからの噴出空気が電子回路 へ触れないようにし、電子回路の信頼性を高めた電気信号・空気圧変換装置を提 供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の構成は本体にダイヤフラムにより背圧室 と大気室とを区画し、ダイヤフラムに結合されかつ大気室を貫通する給排気弁を 入口室と出口室との間を連通・遮断可能に配設し、入口室に連通する背圧室の端 壁にフラツパノズルを配設し、フラツパノズルに対向してバイモルフ電歪素子か らなるフラツパを前記端壁に支持し、フラツパノズルから噴出する空気がフラツ パへの供給電圧を制御する電子制御装置へ流出するのを防止する防止手段を設け たものである。

【０００６】

【作用】

本考案によれば、フラツパノズルからの噴出空気は、本体の内部に設けた通路 を経て大気口から外部へ排出される。フラツパノズルからの噴出空気は、仕切板 により電子回路の周辺へ流出するのを阻止され、空気中の微細な異物が電子回路 に付着することはないので、回路の信頼性が向上する。

【０００７】

【実施例】

図１に示すように、本考案による電気信号・空気圧変換装置は、フラツパ機構 Ｂを備える上側の本体４２と、減圧弁Ａと給排気弁Ｃを備える下側の本体４４と を備えており、両者はダイヤフラム３を挟んで結合され、ダイヤフラム３の上側 に背圧室２を、下側に大気室４をそれぞれ区画される。ダイヤフラム３は後述の 給排気弁Ｃを結合する。本体４４は左側壁に入口４５を、右側壁に出口５７と大 気口５８をそれぞれ備えている。入口４５は部分円筒部をなす入口室３５に連通 し、両者の接続部にフイルタ３９を装着される。入口室３５は上端を大気室４の 底壁４ａにより区画され、下端を栓１０により閉鎖される。シール部材１２を装 着された栓１０は押え板５１により押えられ、押え板５１は本体４４の底壁へ重 ね合され、かつボルト５０により締結される。入口室３５の内部へ突出する壁部 は、入口室３５と同心の円筒状の出口室３２を区画し、出口室３２は出口５７に 連通される。

【０００８】 減圧弁Ａは本体４４の左側底壁部に小径の円筒部３６ａと大径の円筒部３６を 同軸に備えており、弁室としての円筒部３６ａの上端部は通路８を経て入口室３ ５に連通され、下端部は弁座４７を圧入嵌合される。弁体３０は円筒部３６ａの 内部にあつて、弱いばね３１により弁座４７へ付勢される。弁体３０のステムは 弁座４７の通路を経て円筒部３６に嵌装したピストン４８に結合される。シール 部材３７を装着されたピストン４８と、円筒部３６の下端部に調整可能に嵌装し たばね座４９との間に、強いばね４９ａが介装される。円筒部３６は本体４４の 内部通路４３とオリフイス２９を経て背圧室２へ連通される。背圧室２の上壁４ ２ａは収容室２２へ突出するフラツパノズル５４を配設される。

【０００９】 フラツパ機構Ｂはフラツパノズル５４に対向して、バイモルフ電歪素子からな る細長い板状のフラツパ２７を配設して構成される。フラツパ２７は基端部をボ ルト２５により本体４４の上壁４２ａの突部へ固定され、補強された先端部をフ ラツパノズル５４に接近して対向される。

【００１０】 給排気弁Ｃは実際には排気弁５と給気弁３３とからなり、排気弁５は底壁４ａ のシール部材７を装着された開口から出口室３２へ突出され、給気弁３３との離 接により大気室４と出口室３２とを連通・遮断する。排気弁５はダイヤフラム３ に作用する背圧室２の圧力により、ダイヤフラム３と底壁４ａの間に介装したば ね６の力に抗して押し下げられる。排気弁５は大気室４と出口室３２を連通する 内部通路５ａを備え、通路５ａの下端すなわち排気口４０を給気弁３３の上端へ 当接される。給気弁３３はシール部材１２を装着され、かつ栓１０の円筒部１４ へ嵌装され、入口室３５と出口室３２の間を連通・遮断する。栓４と給気弁３３ との間に介装したばね１３の力により、給気弁３３は中間フランジを出口室３２ の下端すなわち給気口３４へ当接される。給気弁３３は出口室３２と円筒部１４ を連通する内部通路を備えている。

【００１１】 大気室４は通路３８により大気口５８へ連通される。出口５７は上方へ延びる 通路５６を経て圧力センサ５２の感圧部へ連通される。圧力センサ５２は本体４ ２の上壁４２ａに設けた円筒部へシール部材５３を介して嵌装され、適当な手段 により固定される。図示してないが、圧力センサ５２は内部に感圧部としての半 導体ダイヤフラムを備えており、半導体ダイヤフラムは出口５７の圧力を電圧に 変換してフイードバツク信号として電子制御装置２３へ送る。

【００１２】 本考案によれば、本体４２の上壁４２ａのフラツパ２７を収容する収容室２２ は、仕切板２６により閉鎖される。仕切板２６はシール部材２６ａを挟んで本体 ４２に重ね合され、複数のボルト２８により締結される。仕切板２６は支持体２ １ａを介して基板２１をボルト２４により固定される。基板２１は電子制御装置 ２３の電子回路を支持する。電子制御装置２３は本体４２に結合したカバー２０ により覆われる。電子制御装置２３の電源端子はキヤツプ４１の開口を経て外部 へ引き出される。電子制御装置２３は圧力センサ５２からの導線を接続され、ま たフラツパ２７からの導線を接続される。

【００１３】 次に、本考案による電気信号・空気圧変換装置の作動について説明する。図示 してない空気圧源の加圧空気は入口４５からフイルタ３９を経て入口室３５へ入 り、給気弁３３が給気口３４から下方へ離れると出口室３２へ入り、出口５７か ら所要の空気圧作動機器へ供給される。給気弁３３は排気弁５と一緒にダイヤフ ラム３に作用する背圧室２の圧力により駆動される。

【００１４】 減圧弁Ａは入口室３５の加圧空気を、ばね４９ａのセツト荷重により決まるほ ぼ一定の圧力に減じて背圧室２へ供給する。入口室３５の加圧空気は通路８、円 筒部３６ａ、弁座４７、円筒部３６、通路４３、絞り２９を経て背圧室２へ供給 される。仮に、入口室３５の圧力が高くなり、円筒部３６の圧力も高くなると、 ピストン４８が押し下げられ、弁体３０が弁座４７へ接近するので、円筒部３６ の圧力は低くなる。円筒部３６の圧力が低下すると、ピストン４８がばね４９ａ の力により押し上げられ、弁体３０が弁座４７から離れるので、円筒部３６の圧 力は高くなる。

【００１５】 背圧室２の加圧空気はフラツパノズル５４から収容室２２へ噴出する時、フラ ツパ２７に衝突する。フラツパノズル５４に対するフラツパ２７の接近度は、フ ラツパノズル５４からの噴出空気量を変化させ、背圧室２の圧力を変化させる。 フラツパ２７の電圧は電子制御装置２３により、設定圧力と圧力センサ５２によ り検出された出口５７の圧力との偏差がなくなるように制御される。フラツパ２ ７へ供給される電圧が高くなると、フラツパ２７がフラツパノズル５４へ接近し 、フラツパノズル５４からの噴出空気量が減少するので、背圧室２の圧力が高く なり、ダイヤフラム３の平衡状態が崩れる。ダイヤフラム３と一緒に排気弁５と 給気弁３３がばね６，１３の力に抗して押し下げられ、給気口３４が開かれ、出 口室３２の圧力が高くなる。

【００１６】 出口室３２の圧力が高くなると、圧力センサ５２の信号が電子制御装置２３へ フイードバツクされ、フラツパ２７へ供給される電圧が低くなるので、フラツパ ２７がフラツパノズル５４から離れ、背圧室２の圧力が低くなり、排気弁５がば ね６の力により押し上げられ、、排気弁５に追随して給気弁３３もばね１３の力 により押し上げられ、給気口３４と排気口４が閉じて新な平衡状態になる。

【００１７】 フラツパ２７の供給電圧がなくなると、フラツパ２７はフラツパノズル５４か ら離れ、背圧室２の圧力が低くなるので、ダイヤフラム３はばね６の力により上 壁４２ａへ押し付けられる。排気弁５が給気弁３３から離れ、排気口４０が開か れ、出口５７の空気は出口室３２、排気口４０、通路５ａ、大気室４、通路３８ を経て大気口５８へ流出する。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は上述のように、本体にダイヤフラムにより背圧室と大気室とを区画し 、ダイヤフラムに結合されかつ大気室を貫通する給排気弁を入口室と出口室との 間を連通・遮断可能に配設し、入口室に連通する背圧室の端壁にフラツパノズル を配設し、フラツパノズルに対向してバイモルフ電歪素子からなるフラツパを前 記端壁に支持したものであり、フラツパを収容する収容室が仕切板により閉鎖さ れるので、フラツパノズルから大気室へ噴出された空気は通路を経て大気口へ流 出するから、仕切板の上側に配設された電子制御装置の電子回路が噴出空気に曝 されることはない。つまり、電子回路がフラツパノズルから噴出した空気に含ま れる微細な塵埃、湿気、オイルジエツトなどにより汚染されることはないので、 電子回路が動作不良を起すなどの恐れがなく、回路の信頼性が向上する。

【００１９】 仕切板は極く薄い板でよく、嵩ばるものでないから、電気信号・空気圧変換装 置のコンパクト化を妨げない。フラツパとしてバイモルフ電歪素子を用いたこと により、耐振動性、耐衝撃性に優れ、小型軽量で大きなゲインと高精度の空気圧 制御が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電気信号・空気圧変換装置の正面
断面図である。

【符号の説明】

Ａ：減圧弁 Ｂ：フラツパ機構 Ｃ：給排気弁 ２：背
圧室 ３：ダイヤフラム ４：大気室 ５：排気弁 ２２：収容室 ２６：仕切板
２７：フラツパ ３２：出口室 ３３：給気弁 ３
８：通路 ４５：入口 ５４：フラツパノズル ５７：出口 ５８：大気口

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】本体にダイヤフラムにより背圧室と大気室
   とを区画し、ダイヤフラムに結合されかつ大気室を貫通
   する給排気弁を入口室と出口室との間を連通・遮断可能
   に配設し、入口室に連通する背圧室の端壁にフラツパノ
   ズルを配設し、フラツパノズルに対向してバイモルフ電
   歪素子からなるフラツパを前記端壁に支持し、フラツパ
   ノズルから噴出する空気がフラツパへの供給電圧を制御
   する電子制御装置へ流出するのを防止する防止手段を設
   けたことを特徴とする、電気信号・空気圧変換装置。
2. 【請求項２】前記防止手段はフラツパを収容する収容室
   を閉鎖する仕切板であり、仕切板の収容室と反対側に電
   子制御装置を配設した、請求項１に記載の電気信号・空
   気圧変換装置。
3. 【請求項３】前記フラツパノズルから噴出する空気を前
   記大気室へ流出させる通路と、該通路を大気口へ連通す
   る通路とを本体に設けた、請求項１に記載の電気信号・
   空気圧変換装置。