JPH0629708Y2

JPH0629708Y2 - 圧力設定器

Info

Publication number: JPH0629708Y2
Application number: JP16766087U
Authority: JP
Inventors: 賢吉 ▲高▼寺; 隆弘筆保; 千秋岩佐
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-10-31
Filing date: 1987-10-31
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2002-10-31
Also published as: JPH0171640U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この考案は、圧力伝送器、差圧伝送器等の空気圧使用の
計器を較正する場合等に使用される圧力設定器に関す
る。

（ロ）従来の技術圧力設定器には、従来、第４図及び第５図に示すものが
使用されている。

第４図のものは、設定部３１によって設定される電圧が
アンプ３２で増幅され、圧電バイモルフ３３に印加さ
れ、圧電バイモルフ３３は印加電圧に応じて変位し、フ
ラッパ部３４とノズル３５の空隙が変化する。空気圧源
よりの供給圧がパイロットリレーバルブ３６を経て、ノ
ズル３５に入力されている。フラッパ部３４の変位とノ
ズル３５の背圧がバランスした点での背圧が出力圧とし
て導出される一方、出力圧が圧力センサ３７で電気信号
とされ、さらに信号変換部３８を経て、アンプ２にフィ
ードバックされる。そして、最終的には、設定部１で設
定された値の出力空気圧が出力される。

第５図のものは、内蔵のポンプ４１によって、圧力が供
給されて蓄えるタンク４２と、このタンク４２と空気圧
出力端４３との間の空気圧路４４に設けられる切替バル
ブ４５、ニードル弁４６、ベローズ４７、及び圧力セン
サ４８、４９とから構成されている。この圧力設定器で
は、先ず内蔵ポンプ４１で、タンク４２の空気圧を所定
値以上まで高め、切替バルブ４５をタンク４２側に投入
した状態で、ニードル弁４６を開き、表示器（図示せ
ず）を見ながら、出力圧を例えば上げてゆき、目標圧力
に達する手前で、ニードル弁４５を閉状態として、後は
ベローズ４７より微小圧力を上昇させて、目標圧力を得
る。

（ハ）考案が解決しようとする問題点上記従来の圧力設定器のうち、圧電バイモルフを使用し
たものは、一旦、設定値を入力すると自動的に目標圧力
に設定し得るが、エアー源を別に必要とする上、電源
（ＡＣ商用電源）が必要であるため、これらを用意でき
ないフィールドで使用することができなかった。

一方、ポンプ付きのタンクを備えたものは、エア源を内
蔵するものであるから、どこででも、使用できるが、設
定は圧力計の表示を見ながらマニュアルで所定の圧力に
なるように調整するものであるから、取扱いが面倒であ
るという問題があった。

この考案は、上記問題点に着目してなされたもので、ど
こででも使用でき、設定作業も煩雑でない圧力設定器を
提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この考案の圧力設定器は、ポンプにより空気圧力を蓄え
る圧力源と、この圧力源と空気圧出力端を結ぶ空気圧路
と、この空気圧路に設けられる空気圧路開閉手段及び非
排気型の圧力微調整機構と、目標圧力を設定する入力手
段と、空気圧出力端の空気圧を検出する圧力センサと、
この圧力センサで検出される出力圧が目標圧力に近い所
定の圧力となるまで、前記空気圧路開閉手段を開動作さ
せ、所定の圧力となると閉動作させる第１の制御手段
と、前記空気圧路開閉手段の閉動作後、前記出力圧が目
標圧力となるまで、前記圧力微調整機構を動作させる第
２の制御手段とから構成されている。

この圧力設定器では、目標圧力を被試験器等に出力する
場合、先ず入力手段により目標圧力を設定入力する。そ
して、空気圧路開閉手段を開き、目標圧力よりも高い空
気圧力を蓄える圧力源より、空気圧路を通して、空気圧
出力端より、空気圧を出力する。この出力圧が目標圧力
に近くなるまで、空気圧路開閉手段の開動作を続ける。
出力圧が目標圧力に近づくと、空気圧路開閉手段を閉じ
て、今度は、圧力微調整機構を動作させて、出力圧を目
標圧力に精度よく合致させる。

（ホ）実施例以下、実施例により、この考案をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、この考案の一実施例を示す圧力設定器のブロ
ック図である。

同図において、圧力源１は、手動ポンプなどを内蔵する
タンクであって、手動ポンプを動作することにより、タ
ンク内の空気圧を目標とする種々の設定空気圧以上の圧
力を蓄えられるものである。圧力源１と空気圧出力端２
間に接続される空気圧路４に電磁弁５及び圧力微調整機
構６が設けられている。また、被試験器３に所定の空気
圧を入力する場合に空気圧出力端２に被試験器３が接続
される。圧力源１より出力される空気圧は、圧力センサ
１２で検出され、信号検出増幅・変換回路１３を経て、
制御部７に取込まれ、表示部１４で表示可能に構成され
ている。また、空気圧出力端２の圧力は、圧力センサ１
０で検出され、やはり、信号検出増幅・変換回路１１を
経て制御部７に入力されている。また、設定すべき目標
圧力を入力する入力圧設定読込み部８が設けられてい
る。この入力圧設定読込み部８は、キー入力装置で構成
され、キー操作により設定目標圧力が読込まれ、信号変
換・増幅回路９を経て制御部７に取込まれる。制御部７
は、マイクロコンピュータなどで構成されている。圧力
微調整機構６は、ノンブリード（非排気）のものが使用
される。電磁弁５は、制御部７からの信号により開閉さ
れ、圧力源１の出力気圧を圧力微調整機構６に伝える。
また、電磁弁５は、圧力微調整機構６の圧力を、逆に外
部へ逃す働きを備えている。

入力圧設定読込み部８は、キー操作により設定したい圧
力が設定できる。例えば、１０００mmH₂O、1.000kgf/cm
^-2、100.0KPaなどが設定される。設定した圧力は、表示
部１４に表示される。入力圧設定読込み部８の読込みキ
ーを押すと制御部７からの信号により圧力調整を開始す
るようになっている。

制御部７は、各種回路構成部を制御する他、設定された
入力圧Ｐ_ｉと出力されている圧力Ｐ_０を比較する機能、
設定された入力圧Ｐ_ｉに近い所定の圧力Ｐ_ｉに出力圧Ｐ
_０が達するまで、電磁弁を開閉する機能、出力圧Ｐ_０が
所定値Ｐ_ｉ′に達すると電磁弁５を閉に切換え、圧力微
調整機構６を動作させて、目標値に合致させるまでを監
視、制御する機能、逆に、入力圧Ｐ_ｉに対して出力圧Ｐ
_０が大きい時には、圧力微調整機構と外部（大気）を通
にするため電磁弁５を外部開に切換える機能などを備え
ている。

表示部１４は、圧力源１の圧力を表示する機能、入力圧
設定のキーが押されるとその値を表示する機能、読込み
キーが押されるとＰ_ｉ＞Ｐ_０の時は、圧力低の表示ラン
プを点灯する機能、Ｐ_ｉ＜Ｐ_０の時は、圧力高の表示ラ
ンプを点灯する機能、圧力が調整され、Ｐ_ｉ＝Ｐ_０とな
ると圧力調整完の表示ランプを点灯する機能等を備えて
いる。

第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）に圧力微調整機構６の具体
例を示している。

第２図（Ａ）の圧力微調整機構は、制御部よりの指令に
より、モータ６１が回転し、この回転を回転変位変換機
構６２により、下方向への変位に変換し、伝達軸６３を
介して、ベローズ６４を下方へ押し上げ、空気圧路６５
の空気圧を微小な値だけ加圧し、空気圧路６５の圧力を
上昇させるものである。

第２図（Ｂ）の圧力微調整機構６は、第２図（Ａ）のベ
ローズ６４に代えて、リング６６ａ付きのピストン６６
を使用するものであり、モータの回転により回転変位変
換機構６２が下方に変位を与えると、ピストン６６が下
方に押され、その分やはり空気圧路６５の圧力を上昇さ
せるものである。

次に上記実施例圧力設定器の動作について説明する。

先ず、圧力源１の内蔵ポンプにより、圧力源１に、空気
圧力が蓄えられる。この空気圧力は圧力センサ１２で検
出され、信号検出増幅変換回路１３を経て、制御部７に
取込まれ、表示部１４に表示される。そして、圧力源１
の空気圧力は所要とする圧力設定値をカバーする以上の
値にまで高められる。続いて、入力圧設定読込み部８よ
り目標圧力が設定される。この目標圧力は信号変換・増
幅回路９を経て、制御部７に取込まれ、表示部１４に表
示される。この状態で入力圧設定読込み部８の読込みキ
ーが操作される。制御部７は、これに応答して電磁弁５
を動作し、圧力源１の空気圧力が電磁弁５、圧力微調整
機構６を経て、空気圧出力端２から、被試験器３に供給
される。この場合の圧力微調整機構６の、つまり空気圧
出力端２の出力圧は、圧力センサ１０で検出され、信号
検出増幅・変換回路１１を経て、制御部７に取込まれ
る。制御部７では、この出力圧Ｐ_０と目標設定圧Ｐ_ｉを
比較し、厳密には、Ｐ_ｉよりも若干低めのＰ_ｉ′とを比
較し、このＰ_ｉ′に出力圧Ｐ_０が一致するまで、電磁弁
５の開動作を継続する。

これにより、被試験器３に入力れる空気圧力Ｐ_０は上昇
し、目標圧力Ｐ_ｉに近づけられる。つまり粗調整を行
う。

やがて、出力圧Ｐ_０が、目標圧力Ｐ_ｉより若干低めのＰ
_ｉ′に対すると、制御部７は、電磁弁５を閉じ、圧力微
調整機構６を動作させ、つまり第２図（Ａ）におけるベ
ローズ６４を下方に押し下げるよう作動させ、出力空気
圧を若干高くなるように調整し、今度は出力圧Ｐ_０と目
標圧力値Ｐ_ｉとが一致するか否かを判別し、一致するま
で、圧力微調整機構を作動させて、出力圧を上昇させ
る。これにより圧力微調を行っている。やがて出力圧Ｐ
_０が設定入力圧Ｐ_ｉに達すると、圧力微調整機構６の微
調動作を停止させ、被試験器３には、目標とする圧力が
設定入力されることになる。

すでに、ある圧力を設定出力している状態から、その値
よりも小さな新たな目標圧力を設定する場合には、新た
に設定された入力圧Ｐ_ｉと出力圧Ｐ_０が比較されるが、
入力圧Ｐ_ｉよりも出力圧Ｐ_０が大きいので、この場合、
制御部７は電磁弁５を外部通に切換えて、圧力微調整機
構６の空気圧路４の出力を外部に排気するように連通さ
せる。これにより圧力センサ１０の、つまり出力圧が減
少し、やがて目標圧力Ｐ_ｉよりも若干高めのＰ_ｉ′に出
力圧が達すると、この時点で、電磁弁５を閉じ、以後若
干高めの出力圧Ｐ_０を減圧するように圧力微調整機構６
を作動させると、やはり被試験器３には、目標とする圧
力Ｐ_ｉを供給することができる。

上記実施例圧力設定器において、圧力微調整機構６で、
どの程度の圧力調整をなし得るかは、被試験器３を含め
た出力側の圧力容器全容積によって決まる。例えば、電
磁弁５の開閉により、圧力源１の空気圧が出力圧とし
て、０〜９００mmH₂Oが上昇させられ、後１０００mmH₂O
の目的設定圧までもっていくのに圧力微調整機構６を使
用するとすると、残りの出力側容器の容積によっては、
ベローズを最大から最小に縮めても、１００mmH₂Oだ
け、上昇させ得ない場合も生じる。この場合には、ベロ
ーズなどの圧力微調整機構６によって調整する範囲をさ
らに小さく可動範囲限界までもっていかなくてはならな
い。

このように、圧力微調整機構６が、どの程度の範囲をカ
バーすることができるかを把握することが必要となるこ
とがある。そのため、例えば第２図（Ａ）のベローズ６
４の回転変位変換機構６２にベローズが伸びきった点、
つまり上限点と、縮きった点、つまり下限点とにリミッ
タを設けるとともに、これらの位置を検出する位置検出
部６７を第３図に示すように備え、これによってベロー
ズの破壊を防止できる。

また、設定しようとする圧力が入力されると、回転変位
変換機構６２、位置検出部６７とにより、ベローズの、
例えば５％容積変化を起こす。そして、この時の圧力変
化を出力圧Ｐ_０で検出すると、既知の値であるベローズ
の可動範囲から、ベローズの圧力調整範囲が求まるの
で、その範囲内にある適当な出力圧値まで、電磁弁５を
開閉すれば後は、そのベローズ等の圧力微調整機構で目
標圧力を設定することができる。

また、この動作と同時に、例えば圧力設定が上昇方向に
ある場合には、ベローズが上限点へ向かう動作を行う。
こうすることにより速やかに圧力設定が自動的に行われ
る。

（ヘ）考案の効果この考案によれば、圧力源に内蔵ポンプ型のタンクなど
を用いることができるので、空気源を有しない部分で
も、どこででも使用することができる。その上、入力手
段により、目標圧力を設定し得、入力設定圧と出力圧の
制御により、目標圧力に達するまでは、空気圧力開閉手
段の開動作により、出力空気圧を粗調整し、目標圧力に
近づくと圧力微調整機構により圧力微調整を行うので、
精度の良い供給設定圧を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す圧力設定器の回路
ブロック図、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）は、上記実施
例圧力設定器に使用される圧力微調整機構の一例を示す
図、第３図は、ベローズの圧力調整範囲を検出する場合
を説明する説明図、第４図及び第５図は、従来の圧力設
定器を示すブロック図である。１：圧力源、２：空気圧出力端、３：被試験器、４：空気圧路、５：電磁弁、６：圧力微調整機構、７：制御部、８：入力圧設定読込み部、１０：圧力センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−159624（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−88078（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−115115（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−153152（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ポンプにより空気圧力を蓄える圧力源と、
この圧力源と空気圧出力端を結ぶ空気圧路と、この空気
圧路に設けられる空気圧路開閉手段及び非排気型の圧力
微調整機構と、目標圧力を設定する入力手段と、空気圧
出力端の空気圧を検出する圧力センサと、この圧力セン
サで検出される出力圧が目標圧力に近い所定の圧力とな
るまで、前記空気圧路開閉手段を開動作させ、所定の圧
力となると閉動作させる第１の制御手段と、前記空気圧
路開閉手段の閉動作後、前記出力圧が目標圧力となるま
で、前記圧力微調整機構を動作させる第２の制御手段と
からなる圧力設定器。