JPH0684003U - 空気式計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気式計器に用いるフラッパ、リンク、指針
等の可動部材での無用な動きを防いで耐衝撃性を高め、
輸送保管、据付工事時等の破損を防止する。 【構成】 空気式計器において可動部材として用いられ
るフラッパ１２の少なくとも一側に、ピストンシリンダ
４０を配設する。このシリンダから突出させたピストン
４１のピストンロッド先端４２を前記フラッパに臨ませ
る。さらに、シリンダにおけるピストンの一端が突出す
る側の室４３に供給空気圧Ｐsup を導入し、かつ反対側
の室４４に弾性部材であるばね４５を介在させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はたとえば空気式指示調節計、電空変換器、ポジショナ、空気式演算器 等といった空気式計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば空気式指示調節計、電空変換器、ポジショナ、空気式演算器等の空気 式計器にあっては、ノズルフラッパ機構、変位伝達用のリンク機構、各種指示表 示を行なう指針による表示機構等が適宜の個所に組み込まれている。 そして、これらの機構において、たとえばノズルフラッパ機構ではフラッパ、 リンク機構ではたとえば力平衡型のビームや変位式のリンクのような可動リンク 、あるいは各種記録表示を行なう指針等というような種々の可動部材が数多く用 いられている。

【０００３】 たとえばバルブポジショナにあっては、実願平２−１１９３６５号等からも明 らかなように、計器信号と駆動軸位置との関係を外乱に抗して常に正確に保つた め駆動軸位置を検出端として駆動部への出力空気圧を加減する一種のサーボ機構 で、通常入力信号（変位信号）を、フラッパの揺動変位として変換し、これをノ ズルフラッパ機構によって空気圧信号に変換して増幅した後、バルブのアクチュ エータに駆動圧力として供給し、バルブを駆動制御するように構成されている。 さらに、この種のポジショナはバルブの実動作量をフィードバック機構によって 前記フラッパにフィードバックすることにより、入力信号による力と平衡させる ようになっている。

【０００４】 また、現場型の指示調節計にあっては、たとえば実願平３−１０１８７９号等 からも明らかなように、内部にノズルフラッパ機構による比例帯ユニット、パイ ロットリレー、バッチユニット、積分ユニットが設けられ、流量、差圧、圧力、 液位等のプロセス量を設定値と比較して調節出力空気圧を発信するように構成さ れるとともに、前記プロセス量を指示計の指針で目盛り表示を指示するような構 成となっている。

【０００５】 そして、上述したポジショナや調整計を始めとする各種の空気式計器によれば 、ノズルフラッパ機構のフラッパ、変位伝達用リンク機構の可動リンク、さらに 指示表示用の指針等といった細長い可動部材が数多く必要で、適宜の位置に組込 み配置されている。これらの可動部材は、それぞれ回動、揺動あるいは軸線移動 等といった動作を行なうようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述したような各種の空気式計器において使用されているノズ ルフラッパ機構のフラッパ、リンク機構を構成する力平衡ビーム、変位式のリン ク等の可動リンク、指示表示機構の指針等といった可動部材にあっては、次のよ うな問題が生じている。

【０００７】 すなわち、上述したような可動部材は、使用時における耐振性の面から、それ 程重量を増やすことができず、このために可動部材自体の強度を上げることがで きない場合があった。

【０００８】 さらに、このような可動部材にあっては、これを組込んだ空気式計器の輸送、 保管、据付工事時等において予期せぬ衝撃が加わり、このような衝撃に伴って可 動部材自身や計器側に破損等を生じる虞れがあるもので、このような問題を解決 し得る何らかの対策を講じることが望まれている。

【０００９】 また、上述したような破損等の問題は、空気式計器の運転が停止されたりし、 供給空気圧の供給がなくなったときにあっても、前述した可動部材がフリーの状 態に置かれるために同様に生じるもので、このような点をも配慮しなければなら ない。

【００１０】 本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、機器の輸送、保管、据 付工事時や機器の運転停止時のように供給空気圧がなくなったりしたときに、フ ラッパ、リンク、指針等の可動部材の動きを拘束してロック保持し、衝撃等によ る破損問題や耐久性の問題を解消することができる空気式計器を得ることを目的 としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

このような要請に応えるために本考案に係る空気式計器は、フラッパ、リンク 、指針等の可動部材の少なくとも一側に、ピストンシリンダを配設し、このシリ ンダから突出させたピストンの一端を可動部材に臨ませるとともに、シリンダに おけるピストンの一端が突出する側の室に供給空気圧を導入し、かつ反対側の室 に弾性部材を介在させたものである。

【００１２】 また、本考案に係る空気式計器は、可動部材の少なくとも一側に、一端を枢支 された揺動アームの自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動アームを供給空 気圧の供給、停止によって揺動動作させるように動作する感圧素子による空気圧 アクチュエータを設けたものである。

【００１３】

【作用】

本考案によれば、空気式計器が運転中でシリンダの一方室に供給空気圧が導入 されているときには、ピストンの突出側の端部は、供給空気圧によって弾性部材 の付勢力に抗して、可動部材から離間している非係合状態を維持し、可動部材の 所要の動きを得ることができる。一方、供給空気圧が供給されていない輸送、保 管、据付工事時や運転停止時には、ピストンは、シリンダの他方室での弾性部材 によって可動部材側に押出され、その突出している一端を、可動部材の一側に当 接させてこれを押圧保持し、この可動部材を動かないようにロック保持し得るも のである。

【００１４】 また、本考案によれば、空気圧アクチュエータへの供給空気圧の導入によって 揺動アームを、可動部材とは非係合状態として、可動部材を任意に動作可能とし 、一方供給空気圧が停止したときには空気圧アクチュエータの動きで揺動アーム を、可動部材を押さえ込んで保持するように動作させ、この可動部材をロック保 持し得るものである。

【００１５】

【実施例】

図１は本考案に係る空気式計器をポジショナに適用した場合の一実施例を示す ものであり、図において符号１で示すポジショナは、機器ケース２を備え、その 内外にはノズルフラッパ機構３、フィードバック機構４、スパン調整機構５、ゼ ロ点調整機構６、入力信号Ｉ0 を可動コイルの変位に変換するマグネットユニッ ト７、パイロットリレー８、端子盤９等を有し、バルブ１０のヨーク（図示せず ）に固定されている。

【００１６】 前記ノズルフラッパ機構３は、中間部が支点１１によって揺動自在に支持され たフラッパ１２と、このフラッパ１２の一端に近接対向するノズル１３とを備え 、反ノズル側に前記ゼロ点調整機構６を形成するゼロ点調整用ばね１４の一端が 連結されている。また、フラッパ１２の他端は前記マグネットユニット７の出力 ステム１５にストラップ１６を介して連結されている。 前記ノズル１３は供給空気用配管１７を介して不図示の空気供給源に接続され ており、一定（通常１．４Kgｆ／ｃｍ² ）の供給空気圧Ｐsup が供給される。こ の供給空気用配管１７の途中には減圧弁１８、供給空気用圧力計１９、前記パイ ロットリレー８、絞り２０等が設けられている。

【００１７】 なお、前記フィードバック機構４は、バルブ１０の弁軸２１の実動作量を前記 フラッパ１２にフィードバックするために、一端が機器ケース２の外部に突出し て前記弁軸２１に連結されたフィードバックレバー２２と、一端が回動軸２３に よって回動自在に軸支されフィードバックスプリング２４を介して前記フラッパ １２に連結されたスパンアーム２６と、これに取付けられたスパン調整ねじ２７ と、フィードバックレバー２２の回動軸２８に取付けられたフィードバックプレ ート２９と、スパン調整ねじ２７に上下動自在に取付けられ先端がフィードバッ クプレート２９に当接されるスパン調整用のプレート当接部材３０等によって構 成されている。

【００１８】 前記マグネットユニット７は、機器ケース２に貫通して取り付けられた防爆ケ ース３２を備え、その内部は仕切壁３３によって２つの室に仕切られており、そ の一方に前記端子盤９が、他方には環状のマグネット３４、その外周を取囲む可 動コイル３５、マグネット３４をサンドイッチする第１および第２のヨーク３６ ，３７等が収納配置されている。 そして、リード線９ａ、端子盤９を介して可動コイル３５に、計測量に応じた 入力信号Ｉ0 （４ｍＡ〜２０ｍＡ）が入力されると、出力ステム１５には電磁誘 導の原理に基づいて軸方向に所定の変位量が与えられる。

【００１９】 今、出力ステム１５に図中左方への変位が生じたとすると、この変位はストラ ップ１６を介してフラッパ１２に伝達されるため、フラッパ１２は支点１１を中 心として図中時計方向に回動変位してノズル１３とのギャップを狭める。このた め、ノズル背圧ＰN が増大し、このノズル背圧ＰN はパイロットリレー８によっ て増幅された後、出力空気用配管３８を通り出力空気圧Ｐout としてアクチュエ ータ３９に導かれ、これを動作させる。そして、弁軸２１は、上方に移動しバル ブ１０の開度を調整する。また、弁軸２１の動きはフィードバック機構４を介し てフラッパ１２に伝達され、フラッパ１２に作用する入力信号Ｉ0 による時計方 向回りの回動力とバランスし、フラッパ１２の動きを安定化させる。

【００２０】 ここで、前記パイロットリレー８は、内部が２つのダイヤフラムと隔壁によっ て４つの室、すなわち空気供給室、出力室、大気開放室およびノズル背圧室に仕 切られたハウジングを備え、周知の通り、ノズル背圧ＰN を増幅した前記出力空 気圧Ｐout を得ているが、その詳細な説明は省略する。なお、図中３８ａは出力 空気圧用の圧力計である。

【００２１】 さて、本考案によれば、上述したような構成によるポジショナ１において、装 置運転時に揺動される細長い可動部材としてのフラッパ１２を、非運転時に拘束 してロック保持するために、このフラッパ１２の一側に、ピストンシリンダ４０ を配設し、このシリンダ４０から突出させたピストン４１のロッド部先端４２を 、フラッパ１２の一側に当接可能な状態で臨ませるとともに、シリンダ４０にお けるピストン４１の一端が突出する側の室４３に前記供給空気用配管１７から通 路４３ａを介して供給空気圧Ｐsup を導入し、かつ反対側の室４４に弾性部材と してコイルばね４５を介在させた構成としたところに特徴を有している。

【００２２】 特に、本実施例では、上述したピストンシリンダ４０のピストンロッド先端４ ２を、ノズル１３の先端部分とフラッパ１２を介して対向する位置に配設し、供 給空気圧Ｐsup がないときに、ばね４５の付勢力で、ノズル１３の先端部との間 にフラッパ１２を挾み込んでロック保持するようにした場合を示している。

【００２３】 このような構成によれば、空気式計器としてのポジショナ１が運転中でシリン ダ４０の一方室４３に供給空気圧Ｐsup が導入されているときには、ピストン４ １の突出側の端部４２は、供給空気圧Ｐsup によってばね４５の付勢力に抗して 、可動部材であるフラッパ１２から離間している非係合状態を維持し、フラッパ １２の所要の動きを得ることができる。一方、供給空気圧Ｐsup が供給されてい ないポジショナ１の輸送、保管、据付工事時や運転停止時には、ピストン４１は 、シリンダ４０の他方室４４での弾性部材によってフラッパ１２側に押出され、 その突出しているロッド先端４２を、フラッパ１２の一側に当接させてこれを押 圧することによりノズル１３との間で挾み込んで保持し、これを動かないように ロック保持し得るものである。

【００２４】 ここで、上述した実施例では、フラッパ１２の一側にのみピストンシリンダ４ ０を配設し、そのピストンロッド先端４２によりノズル１３との間でフラッパ１ ２を挾み込んでロック保持するようにしているが、たとえば図２に示すように、 フラッパ１２を始めとするリンク、指針等の可動部材５０を、両側からピストン ロッド先端４２，４２を同時に作動させて挾み込んでロック保持するように構成 してもよいことは、容易に理解されよう。

【００２５】 図３の（ａ），（ｂ）は本考案を空気式計器に用いられる指示表示機構の指針 に適用した場合を示すものであり、これらの図において、符号６０は指針、６１ はその回動軸、６２は機器ハウジング、６３はその一部に設けられたガラス窓、 ６４はガラス窓６３に対向し指針６０の背面側に配設された目盛り板で、この実 施例では、ハウジング６３の内側に設けたピストンシリンダ４０のピストンロッ ド先端４２を、目盛り板６４に対向する位置で指針６０を押圧保持し得るように 臨ませ、これによって目盛り板６４との間に挾み込んで指針６０をロック保持す るように構成している。

【００２６】 なお、図３の（ｂ）において符号６６は検出エレメント、６７はその検出値を 指針６０に伝える変位伝達リンク系、６８はパイロットリレー、６９は発信器ユ ニット、７０はフィードバック系であるが、その詳細は周知の通りである。

【００２７】 図４の（ａ），（ｂ）は本考案の別の実施例を示すものであり、この実施例で は、空気式計器において受信ユニット７１に用いられる変位伝達レバー７２をロ ック保持するために、次のような構成を採用している。

【００２８】 すなわち、この実施例では、可動部材であるレバー７２の少なくとも一側（実 施例では両側）に、一端７３ａ，７３ａを枢支された揺動アーム７３，７３の自 由端７３ｂ，７３ｂを臨ませて設けるとともに、この揺動アーム７３，７３を供 給空気圧Ｐsup の供給、停止によって揺動動作させるように動作する感圧素子に よる空気圧アクチュエータとして受圧ベローズ７４を、アーム７３，７３間に介 在させて設けたものである。

【００２９】 このような構成によれば、ベローズ７４への供給空気圧Ｐsup の導入によって 揺動アーム７３，７３を、可動部材であるレバー７２とは非係合状態として、レ バー７２を任意に回動動作可能とし、一方供給空気圧Ｐsup が停止したときには ベローズ７４が縮んで揺動アーム７３，７３を、レバー７２を挾み込んで挾持保 持するように動作させ、このレバー７２をロック保持し得るものである。

【００３０】 ここで、図４中７５はレバー７２の支持アーム、７６はレバー７２を揺動動作 させる入力側ベローズ、７７はレバー７２に連結された変位伝達用のレバー系で あるが、その詳細な説明は省略する。

【００３１】 なお、本考案は上述した実施例構造には限定されず、各部の形状、構造等を適 宜変形、変更し得ることは言うまでもない。たとえば空気式計器やこれに用いら れる可動部材としては、上述した実施例でのフラッパ１２、レバー５０，７２、 指針６０等に限定されず、各種の空気式計器において用いられる可動部材であれ ば適用して効果を発揮し得るものである。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る空気式計器によれば、フラッパ、リンク、指 針等の可動部材の少なくとも一側に、ピストンシリンダを配設し、このシリンダ から突出させたピストンの一端を可動部材に臨ませるとともに、シリンダにおけ るピストンの一端が突出する側の室に供給空気圧を導入し、かつ反対側の室に弾 性部材を介在させるようにしたので、簡単な構造であるにもかかわらず、機器運 転時には、供給空気圧の供給によって、可動部材の所要の動きを確保する一方、 供給空気圧が供給されない輸送、保管、据付工事時や運転停止時には、シリンダ の他方室での弾性部材によってピストンの一端を押出し、可動部材の一側を押圧 して動かないようにロック保持し得るもので、外部から加わる衝撃等によって可 動部材が破損することを簡単かつ確実に防止し、耐久性を向上させ得るという実 用上優れた効果を奏する。

【００３３】 また、本考案に係る空気式計器によれば、可動部材の少なくとも一側に、一端 を枢支された揺動アームの自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動アームを 供給空気圧の供給、停止によって揺動動作させるように動作する感圧素子による 空気圧アクチュエータを設けるようにしたので、簡単な構造であるにもかかわら ず、空気圧アクチュエータによって揺動アームを所要の状態に揺動動作させ、上 述したと同様の作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る空気式計器をポジショナに適用し
た一実施例を示す要部の概略断面図である。

【図２】本考案に係る空気式計器の別の実施例を示す概
略図である。

【図３】本考案に係る空気式計器の他の実施例を示し、
（ａ）は要部の概略断面図、（ｂ）はその概略側面図で
ある。

【図４】本考案に係る空気式計器のさらに別の実施例を
示し、（ａ）は要部の概略断面図、（ｂ）はその概略側
面図である。

【符号の説明】

１ ポジショナ（空気式計器） ３ ノズルフラッパ機構 ４ フィードバック機構 ７ マグネットユニット ８ パイロットリレー １０ バルブ １２ フラッパ（可動部材） １３ ノズル １７ 供給空気用配管 ４０ ピストンシリンダ ４１ ピストン ４２ ピストンロッド先端 ４３ 一方室 ４４ 他方室 ４５ コイルばね（弾性部材） ５０ レバー（可動部材） ６０ 指針（可動部材） ６４ 目盛り板 ７１ 受信ユニット ７２ レバー（可動部材） ７３ 揺動アーム ７３ａ 一端 ７３ｂ 自由端 ７４ 受圧ベローズ（空気圧アクチュエータ） Ｐsup 供給空気圧 Ｐout 出力圧

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラッパ、リンク、指針等の可動部材を
   備えている空気式計器において、 前記可動部材の少なくとも一側に、ピストンシリンダを
   配設し、このシリンダから突出させたピストンの一端を
   前記可動部材に臨ませるとともに、前記シリンダにおけ
   るピストンの一端が突出する側の室に供給空気圧を導入
   し、かつ反対側の室に弾性部材を介在させたことを特徴
   とする空気式計器。
2. 【請求項２】 フラッパ、リンク、指針等の可動部材を
   備えている空気式計器において、 前記可動部材の少なくとも一側に、一端を枢支された揺
   動アームの自由端を臨ませて設けるとともに、この揺動
   アームを供給空気圧の供給、停止によって揺動動作させ
   るように動作する感圧素子による空気圧アクチュエータ
   を設けたことを特徴とする空気式計器。