JPH0625681Y2

JPH0625681Y2 - 電空変換器

Info

Publication number: JPH0625681Y2
Application number: JP1986132615U
Authority: JP
Inventors: 透丹沢; 豪吉田; 博史篠沢; 龍作久保田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2001-08-29
Also published as: JPS6340601U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、入力電流に対応させて空気出力を制御する電
空変換器に関するものである。

更に詳述すれば、制御ループの安定性の向上を図った電
空変換器に関するものである。

（従来の技術）第３図は従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

図において、１は入力電流Ｉ_inに対応して可動片11を駆
動するトルクモータである。２は可動片11の一端に対向
して設けられ、可動片11とノズルフラッパー機構を構成
するノズルである。３は、ダイアフラム30、排気弁31、
給気弁31を有し、ノズル２の背圧を増幅し出力圧Ｐ_out
として負荷Ａに出力するコントロールリレーである。４
はコントロールリレー３の出力空気圧Ｐ_outと同じ圧力
が入力されるフィードバックベローである。５はフィー
ドバックベロー４の力の信号を、トルモータ１にフィー
ドバックする手段で、この場合は、可動片11が兼用され
ている。６はコントロールリレー３の排気弁31に一端が
接続され他端が、可動片11の一端に対向して配置された
レバーである。７はレバー６と可動片11の一端との間に
設けられたスプリングである。

以上の構成において、入力信号電流Ｉ_inが入力される。
今、入力信号電流Ｉ_inにより可動片11が変位し、ノズル
２を閉じる方向に変位したとする。ノズル背圧Ｐ_Ｎは上
昇し、コントロールリレー３において排気弁31と給気弁
32の移動により増幅され、出力圧が出力される。一方、
フィードバックベロー４に出力圧Ｐ_outと同じ圧力が入
力され、可動片11を押圧し、ノズル２との隙間を開く方
向に作用する。而して、上記動作が繰り返されて、入力
信号電流Ｉ_inに対向して平衡する。

一方、ノズル背圧Ｐ_Ｎのコントロールリレー３への入力
によって、コントロールリレー３の排気弁31は、図の下
方に移動し、レバー６、スプリング７を介して、可動片
11を、図の下方に引き下げるように働く、而して上記動
作が繰り返されて、入力信号電流Ｉ_inに対応して平衡す
る。即ち、第４図のブロック図に示す如く、マイナール
ープＢを形成し、ループ全体の安定化に寄与する。した
がって、系の安定化特性の良好な装置が得られる。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、このようなものにおいては、可動片11と
レバー６との、スプリング７の取付け位置について正確
さが必要である。スプリング７の軸方向においてずれて
いる場合は、スプリング７が座屈を起したり、くの字形
に曲ったりしてしまう。また、スプリング７の軸長方向
において、ずれがあると、スプリング７の初期圧縮力が
異なることになり、場合によっては、動作時にスプリン
グ７の許容応力値以上になってしまうおそれがある。レ
バー６と可動片11の取付け位置を正確に配置しようとす
れば、コストが高くなることになる。

本考案は、この問題点を解決するものである。

本考案の目的は、簡単な構成により、フラッパーとコン
トロールリレーの位置関係に精度を必要としない、安価
かつ安定化特性の良好な電空変換器を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するために、本願は、入力電流に対応さ
せて空気圧出力を制御する電空変換器において、入力電
流に対応して第１フラッパーを駆動する駆動手段と、前
記第１フラッパーの一端に対向して設けられ該第１フラ
ッパーの一端とノズルフラッパー機構を構成する第１ノ
ズルと、該第１ノズルの背圧が入力される背圧室と該背
圧室の一方の壁を構成するダイアフラムと前記背圧室の外側であって該ダイアフラムの中央部に一
端が固定され背圧が増加すると該背圧室を広げる方向に
移動する筒状の排気弁と該排気弁の他端に一端が係合す
る給気弁とを備え前記第１ノズルの背圧を増幅して出力
圧として出力するコントロールリレーと、前記背圧室内
に設けられ前記排気弁の一端に一端が固定されたスプリ
ングと、前記背圧室内に設けられ該スプリングの他端に
取り付けられた第２フラッパーと、前記背圧室の壁を貫
通して設けられ途中が該背圧室の壁に固定され該第２フ
ラッパーに一端が対向し該第２フラッパーとノズルフラ
ッパー機構を構成し他端が大気中に開放され第１ノズル
の背圧が増加すると背圧が減少し第１ノズルの背圧が減
少すると背圧が増加する第２ノズルと、前記コントロー
ルリレーの出力空気圧と同じ圧力が入力されるフィード
バツクベローと、該フィードバツクベローの力の信号を
入力側にフィードバックするフィードバック手段とを具
備したことを特徴とする電空変換器を構成したものであ
る。

（作用）以上の構成において、入力信号電流が入力されると、入
力信号電流により第１フラッパーが変位する。第１ノズ
ルを閉じる方向に変位したとすると、第１ノズル背圧は
上昇し、コントロールリレーにおいて増幅され、出力圧
が出力される。一方、フィードバックベロに出力圧と同
じ圧力が入力され、第１フラッパーを押圧し、第１ノズ
ルとの隙間を開く方向に作用する。而して、上記動作が
繰り返されて、入力信号電流に対応して平衡する。

一方、第１ノズル背圧の、コントロールリレーへの入力
によって、コントロールリレーの排気弁は、押圧されて
移動する。このため、第２フラッパも同時に変位し、第
２ノズルと第２フラッパとの間隙は大きくなり、背圧室
の圧力は減少するので、排気弁は逆方向に移動する。す
なわち、負帰還が掛る。入力信号電流により、第１フラ
ッパーが、第１ノズルを開く方向に変位した場合にも、
同様に負帰還が掛る。

而して、上記動作が繰り返されて、入力信号電流に対応
して平衡する。

以下、実施例について詳細に説明する。

（実施例）第１図は、本考案の一実施例の要部構成説明図である。

図において、第３図と同一記号は同一機能を示す。

33は第１ノズル２の背圧Ｐ_Ｎの入力される背圧室であ
る。34は、排気弁31の他端に一端が固定されたスプリン
グである。35はスプリング34の他端に取付けられた第２
フラッパーである。36は第２フラッパー35に一端が対向
し他端が大気中に開放され背圧室33に取付けられ第２フ
ラッパー35とノズルーフラッパー機構を構成する第２ノ
ズル、37は第２ノズル36の大気排気量をコントロールす
る可変絞りである。

以上の構成において、入力信号電流が入力されると、入
力信号電流により第１フラッパー（＝可動片）11が変位
する。第１ノズル２を閉じる方向に変位したとすると、
第１ノズル２の背圧は上昇し、コントロールリレー３に
おいて増幅され、出力圧Ｐ_outが出力される。フィード
バックベロー４に出力圧と同じ圧力が入力され、第１フ
ラッパー11を押圧し、第１ノズル２との隙間を開く方向
に作用する。而して、上記動作が繰り返されて、入力信
号電流に対応して平衡する。

一方、第１ノズル２の背圧のコントロールリレー３への
入力によって、コントロールリレー３の排気弁31は押圧
されて図の下方に移動する。このため、第２フラッパ35
も同時に下方に変位し、第２ノズル36と第２フラッパ35
との間隙は大きくなり、空気圧力は大気中に排出され、
背圧室33の圧力は減少するので、排気弁31は、図の上方
向に移動する。すなわち、負帰還が掛る。入力信号電流
により、第１フラッパ11が第１ノズル２を開く方向に変
位した場合にも、同様の負帰還が掛る。

第２図に第１図のブロック図の要部を示す。

以上の如く、コントロールリレー３に第２フラッパ35と
第２ノズル36とを設けたので、従来例の如く、レバー６
とフラッパー11との取付け位置を正確にする必要はな
く、従来例のスプリングの如く、初期圧縮力が異なった
り、動作時にスプリング７が許容応力値をこえるおそれ
もない。また、マイナーループがコントロールリレー３
に組み込まれた形となりユニット構成となり取扱いが便
利である。

したがって、簡単な構成によりフラッパーとコントロー
ルリレーの位置関係に精度を必要としない、安価、かつ
安定化特性の良好な電空変換器を得ることができる。

なお、前述の実施例においては、可動片11を駆動する手
段として、トルクモータを使用したものについて説明し
たが、これに限ることはなく、たとえば、圧電素子等を
利用して可動片を駆動してもよく、要するに、可動片11
を駆動する手段であればよい。

（考案の効果）以上説明したように、本考案は、入力電流に対応させて
空気圧出力を制御する電空変換器において、入力電流に
対応して第１フラッパーを駆動する駆動手段と、前記第
１フラッパーの一端に対向して設けられ該第１フラッパ
ーの一端とノズルフラッパー機構を構成する第１ノズル
と、該第１ノズルの背圧が入力される背圧室と該背圧室
の一方の壁を構成するダイアフラムと前記背圧室の外側であって該ダイアフラムの中央部に一
端が固定され背圧が増加すると該背圧室を広げる方向に
移動する筒状の排気弁と該排気弁の他端に一端が係合す
る給気弁とを備え前記第１ノズルの背圧を増幅して出力
圧として出力するコントロールリレーと、前記背圧室内
に設けられ前記排気弁の一端に一端が固定されたスプリ
ングと、前記背圧室内に設けられ該スプリングの他端に
取り付けられた第２フラッパーと、前記背圧室の壁を貫
通して設けられ途中が該背圧室の壁に固定され該第２フ
ラッパーに一端が対向し該第２フラッパーとノズルフラ
ッパー機構を構成し他端が大気中に開放され第１ノズル
の背圧が増加すると背圧が減少し第１ノズルの背圧が減
少すると背圧が増加する第２ノズルと、前記コントロー
ルリレーの出力空気圧と同じ圧力が入力されるフィード
バツクベローと、該フィードバツクベローの力の信号を
入力側にフィードバックするフィードバック手段とを具
備したことを特徴とする電空変換器を構成した。

この結果、コントロールリレーに第２フラッパーと第２
ノズルとを設けマイナーフィードバックループを構成し
たので、従来例の如く、レバーとフラッパーとの取り付
け位置を正確にする必要はなく、従来例のスプリングの
如く、初期圧縮力が異ったり、動作時にスプリングが許
容応力値をこえるおそれもない。また、マイナーフィー
ドバックは維持されるので、系の安定化特性の良好な装
置が得られる。

したがって、本考案によれば、簡単な構成により、フラ
ッパーとコントロールリレーの位置関係に精度を必要と
しない、安価かつ安定化特性の良好な電空変換器を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図、第２図は
第１図の要部ブロック図、第３図は従来より一般に使用
されている従来例の構成説明図、第４図は第３図のブロ
ック図である。１…トルクモータ、11…可動片、２…第１ノズル、３…
コントロールリレー、30…ダイアフラム、31…排気弁、
32…給気弁、33…背圧室、34…スプリング、35…第２フ
ラッパ、36…第２ノズル、４…フィードバックベロー、
５…フィードバック手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者久保田龍作東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河北辰電機株式会社内 (56)参考文献実開昭61−131502（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力電流に対応させて空気圧出力を制御す
る電空変換器において、入力電流に対応して第１フラッ
パーを駆動する駆動手段と、前記第１フラッパーの一端
に対向して設けられ該第１フラッパーの一端とノズルフ
ラッパー機構を構成する第１ノズルと、該第１ノズルの
背圧が入力される背圧室と該背圧室の一方の壁を構成す
るダイアフラムと前記背圧室の外側であって該ダイアフラムの中央部に一
端が固定され背圧が増加すると該背圧室を広げる方向に
移動する筒状の排気弁と該排気弁の他端に一端が係合す
る給気弁とを備え前記第１ノズルの背圧を増幅して出力
圧として出力するコントロールリレーと、前記背圧室内
に設けられ前記排気弁の一端に一端が固定されたスプリ
ングと、前記背圧室内に設けられ該スプリングの他端に
取り付けられた第２フラッパーと、前記背圧室の壁を貫
通して設けられ途中が該背圧室の壁に固定され該第２フ
ラッパーに一端が対向し該第２フラッパーとノズルフラ
ッパー機構を構成し他端が大気中に開放され第１ノズル
の背圧が増加すると背圧が減少し第１ノズルの背圧が減
少すると背圧が増加する第２ノズルと、前記コントロー
ルリレーの出力空気圧と同じ圧力が入力されるフィード
バツクベローと、該フィードバツクベローの力の信号を
入力側にフィードバックするフィードバック手段とを具
備したことを特徴とする電空変換器。