JPH0849703A - 電空変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 弁位置決め装置から圧力変換器へ、そしてそ
の逆に容易に変換できる電空変換器を提供する。 【構成】 モジュール部品と、電流圧力位置決め装置か
ら、電流圧力変換器へ容易に改装できる支持ハウジング
構造を備える電空変換器１０装置、ハウジング１２、モ
ジュールベース２６、分離式フィールド端子ボックスを
備える弁位置決め装置、取り付け部品なしで、エンクロ
ージャに取り付けられた内蔵カバー、金属取り付け部品
をなくし、組み立て時間を低減するため、超音波溶接し
たプラスチック空気式リレー４８、ハウジングとモジュ
ールベースの間に流体通路を設けるため、ガスケットと
共同で働く、ハウジング表面の開放チャンネル。圧力ゲ
ージ５０は、モジュールユニットに取り外し式に取り付
け、供給バイアス空気圧リレーは、供給圧力を、供給ポ
ートへ、またキャピラリー穴を通じて、供給バイアスキ
ャビティへ伝える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電空変換器装置に関
し、とくに、電流から圧力への変換器・位置決め装置に
関する。

【０００２】発明の背景電流から圧力への変換器などの
電空変換器は、パイプラインシステムで、プロセス流体
を制御するのに取り付けるフィールド装置として、広く
使われている。そのため、これらの装置は、潜在的に爆
発の危険がある環境に設置される。このような装置は、
たとえば、４から２０ｍＡの変動電流入力信号を受け取
り、流体制御弁の作動器に、変動圧力出力を与える。こ
れらの装置は、潜在的に爆発性の環境で使用できるの
で、爆発防止装置を備え付けるために、電気および空気
部品は、変換器・位置決め装置の爆発防止部の内部に隔
離される。ただし、通常、装置の外部に配置する圧力ゲ
ージは除く。

【０００３】現在使われている電空変換器は、潜在的に
爆発の危険がある区域で作動しているので、装置の修理
や通常の保守が必要な場合、作業をするために、電源を
外すか、装置全体を危険区域から移動させねばならな
い。ときには、たとえば、空気圧エレメントを調整する
か、取り外して交換する必要がある。現在の装置では、
これらの空気圧エレメントにアクセスするために、装置
の爆発防止部の密封を外すと、電気エレメントに発生し
た火花が、爆発性のガスに引火する危険な状況が発生す
る。そこで、装置を修理したり、危険区域から移動した
りするために電源を切ることは、時間がかかり、高費用
で、無駄である。

【０００４】さらに、電気および空気圧部品を、変換器
・位置決め装置の爆発防止装置の中に保ちながら、圧力
ゲージを、装置の爆発防止部の外側の部分に取り付ける
ことが必要である。

【０００５】しかし、このとき圧力ゲージは、雰囲気と
同時に、変換器・位置決め装置外面から少しでも突き出
ている圧力ゲージへの偶発的な吹きつけによる物理的な
損傷にも、さらされることになる。

【０００６】そこで、爆発の危険のある環境で使用で
き、電気を止めたり、装置全体を危険区域から移動した
りしなくても、空気圧部品を修理できる電空変換器を製
作することが望まれる。

【０００７】さらに、圧力ゲージを、雰囲気からも、偶
発的な物理的損傷からも保護できるような電空変換器を
製作することが望まれる。

【０００８】現在使用されている圧力変換器の計器は、
計器にフィードバックを送るとき、圧力信号を電流信号
に変換する圧力電流センサーを内蔵している。各デジタ
ル圧力変換器とともに、アナログ圧力変換器も利用でき
る。同じく現在使用できるのは、弁棒との機械的連結か
ら供給される、弁のフィードバックを受け入れる、分離
型の弁位置決め装置である。アナログ弁位置決め装置と
デジタル弁制御装置両方とも、個別に使用できる。

【０００９】一般的に、顧客は、現在所有している装置
に合うように、必要な計器の型式を選ぶ。このため顧客
は、現在所有している装置に最もうまく適合するよう
に、アナログ型の圧力変換器計器をまず購入しようとす
る。顧客の装置が変わったり、顧客が装置をデジタルで
作動するように変更したい場合、顧客は必要な別計器を
購入せねばならない。また、顧客が最初に圧力変換器計
器を購入したとき、弁位置決め装置構造に変えたいと思
うと、変えた装置に合う適切なデータフォーマットの、
新しい弁位置決め装置を購入せねばならない。 そのた
め、使うのに便利で、圧力変換器から弁位置決め装置
へ、またはその逆に容易に転換できる電空計器を作り出
すことが、さらにつよく望まれる。さらに、使用者が、
アナログデータ取り扱いから、デジタルデータ取り扱い
へ、またはその逆に、容易に転向できることが望まれ
る。さらにまた、計器の使用者が、求められるいかなる
通信データプロトコルでも受け入れ、適応できることが
望まれる。

【００１０】既存の電空計器では、計器のハウジングは
通例鋳物で作られている。そこで鋳物は、部品間の流体
の往来を可能にするよう、通路と相互接続通路を形成す
るため、正確な穴をあけねばならない。鋳物に、交差す
る穴をあけることは、時間のかかる精密な穴あけ作業
と、穴あけのためのハウジングの準備が必要である。ま
た、現在の計器は、貯蔵と組み立て時間を要する多くの
個別部分組み立て品を使用している。たとえば、計器の
カバーは通常、カバーを計器に取り付けるため、複数の
ピンとロック、その他複数部品の締め金具が必要であ
る。これには、数個の部品の在庫が必要であり、カバー
を計器に取り付けるのに、膨大な組み立て時間を要す
る。

【００１１】位置決め装置と変換器で広く使われる空気
式リレーは、通常、アルミニウムベースの材料で作られ
る。アルミニウムのリレー本体部品を組み立て、一方で
圧力密封のために、ゴムのダイアフラムとＯリングをク
ランプするのに、小ねじを使用している。現在の空気式
リレーの、これら多数の部分組み立て品を組み立てるの
は、製造環境において、単調であり、費用がかかる。

【００１２】そこで、部品を排除するか、少なくとも、
電空計器に必要な部品の数を減らすことが望まれる。

【００１３】発明の要約 この発明によると、広い範囲の出力装置を組み立てるプ
ラットホームとなる、電空計器の多様なモジュール構造
が得られる。出力装置とは、デジタル圧力変換器、デジ
タル弁コントローラー、アナログ弁位置決め装置、アナ
ログ圧力変換器などである。この発明によって得られる
上述の出力装置はすべて、以下の特長を備える １．すべて互いに環境的に隔離されている、フィールド
終端区画、エレクトロニクス区画、空気圧区画を備える
モジュール構造。

【００１４】２．防爆で、電気部品に干渉することな
く、保守と修理ができるモジュール構造。

【００１５】３．フィードバックで使用者が選択した変
動が可能であり、スライド式弁棒弁と、回転式軸弁作動
器を収納できる取り付けが可能である、モジュール構
造。

【００１６】この発明の原理によると、圧力変換器から
弁位置決め装置へ、そしてその逆に容易に変換できるモ
ジュール構造の電空装置が得られる。この発明の好まし
い実施例によると、変換可能計器は、中空内部を限定す
るハウジングを備えるエンクロージャ、電気空気圧部品
を内蔵するモジュールベースを備え、モジュールベース
は、取り外し式で、ハウジングに挿入される。ハウジン
グ部は、ハウジングに内蔵され、計器を弁位置決め装置
に変換するのに、電位計と軸を備え付けるよう、調整さ
れている。ハウジング部は、中空内部と通じていて、電
位計の出力は、ハウジング部とハウジングの中空内部を
経て、モジュールベースの電気部品に接続される。

【００１７】ハウジング部は、ハウジングにそって延
び、一端で電位計を収納するポケット内部を備える、延
長円筒ボスで形成することができる。ポケット内部は、
ハウジングの中空内部と交差し、ブッシュが延長円筒ボ
スにねじで取り付けられて、電位計軸を支持している。
この発明の電空計器を利用した弁位置決め装置を、圧力
変換器に変換するとき、ハウジング部から電位計を取り
外し、電位計出力ケーブルをモジュールベースについて
いる主プリント回路基盤から外し、主回路基盤を取り換
えて、技術上周知の通り、圧力変換器に適した信号を受
け入れさせることで、容易に実現できる。

【００１８】好ましい実施例として、ハウジング内部と
端子ボックスの間の通路を備えて、ハウジングに取り付
けられた電気端子ボックスもある。電気端子基盤は、ア
クセスのために取り外せるカバーを備える端子ボックス
に、交換できるように取り付けられる。ケーブル装着帯
が端子ボックスの電気端子基盤に接続され、通路とハウ
ジングの中空内部を通って延び、モジュールベースの主
回路基盤に接続される。端子基盤とケーブル装着帯は、
アナログ、デジタル、通信、データプロトコルなどの、
対応するフォーマットと機能を受け入れることができる
ように、交換可能である。

【００１９】この発明の別の側面によると、ハウジング
は、ほぼ平らなハウジング取り付け表面を備え、その表
面に開いたチャンネルとスロットを備える。モジュール
ベースは、ハウジング取り付け表面の反対側にモジュー
ルベース取り付け表面を備える。ハウジング取り付け表
面とモジュールベース取り付け表面の中間に、ガスケッ
トを備える。ガスケットは、ハウジングの流体通路を限
定するように、開いたチャンネルを覆い、さらにハウジ
ング流体通路をモジュールベース流体通路に伝えるアパ
ーチャを備える。この発明のこの側面による顕著な長所
は、求められる流体伝達通路を形成するのに、ハウジン
グに正確な穴をあけたり、交差穴を正確に位置決めして
あける必要がないことである。

【００２０】この発明のさらに別の側面によると、カバ
ーを閉じた状態ででモジュールベースに保持しながら、
開いた状態で必要な場合はモジュールベースから容易に
取り外せるように、耳をモジュールベースに容易に挿入
できる形態の、内蔵取り付け耳をもつカバーが提供され
る。

【００２１】この発明のさらにもうひとつの側面による
と、プラスチック成形構造部品を備える、空気式リレー
が提供される。これらの部品は、圧力密封できるダイア
フラムをクランプするように、超音波溶接ができ、小ね
じが必要でなくなる。このため、部分組み立て品の数が
最小になり、空気式リレーの組み立て費用は、ほぼ半分
にまで激減する。

【００２２】電気と空気圧部品各々の分離区画を形成す
る装置の区画部分を備える電気空気圧部品の、ハウジン
グとモジュールベースを内蔵するエンクロージャを備え
る、電流圧力変換器・位置決め装置の形態での電空変換
器もある。モジュールベースの相対する側面間の分割内
壁は、分割内壁と、第一の方向の分割内壁と反対のモジ
ュールベースの第一部分との間の、分離区画を決定す
る。この分離区画は、できれば、電気部品を内蔵してい
るほうがよい。もうひとつの分離区画は、分割内壁と、
分割内壁の対面のモジュールベースの第二部分との間
に、できれば空気圧部品を電気部品から隔離して内蔵す
るように、第一の方向と逆の第二の方向に、限定され
る。

【００２３】空気圧部品を内蔵する分離区画には、取り
外し式のカバーを取り付けるのが好ましい。それによ
り、カバーを取り外すと、電気部品を隔離したまま、空
気部品を修理するために、空気圧部品分離区画へのアク
セスが得られる。そこで、この発明によると、爆発防止
電子区画は隔離され、妨害されず、爆発防止エレメント
すべては、この発明の装置の空気圧エレメントを修理し
ている間、元の状態である。このため、この発明の装置
の空気圧部品の作業をしている間、電源を切る必要がな
い。

【００２４】発明のこの側面の顕著な長所として、電源
を接続した状態で、変換器・位置決め装置の爆発防止部
の密封を破らずに、空気圧エレメントを調整し、取り外
し、交換することができることがある。他の顕著な長所
として、装置の保守診断を行なうため、空気圧エレメン
トをストロークして全開閉するなどの、保守長所が得ら
れることがある。空気圧エレメントは、保守や故障発見
の際中に調整して、空気圧ゼロを変更することができ
る。また、この発明に従うと、詰まりを起こし、清掃が
必要な供給圧力一次制限部へのアクセスが、容易に得ら
れる。

【００２５】この発明の別の側面によると、電空変換器
は、中空内部を限定するハウジングを備えるエンクロー
ジャと、エンクロージャに囲まれるようにハウジングの
中空内部に取り外し式に挿入できるモジュールベースを
備えている。変換器の電気および空気圧部品は、単数複
数の圧力ゲージを備えるモジュールベースに取り付けら
れ、その圧力ゲージはエンクロージャの中に配置され、
そのため環境と物理的損傷から保護されるようになって
いる。空気圧区画に取り付けられたゲージは、つねに供
給圧力媒体によってパージされている雰囲気に置かれる
ので、外部に取り付けた圧力ゲージを備える装置では見
られない腐食性の雰囲気から、保護されることになる。
圧力ゲージは、修理や交換を容易にするため、モジュー
ルベースにねじ式に取り付けるのが好ましい。

【００２６】この発明のさらに別の側面によると、モジ
ュールベースは、分割内部壁を備える。電気部品を、分
割内部壁の一方の側に取り付ける第一手段を備えてい
る。圧力ゲージなど空気圧部品を、分割内部壁の反対の
側に取り付ける第二手段を備えている。したがって、モ
ジュールベースをハウジング内部に挿入式に取り付けて
いるので、分離区画は、電気部品を空気圧部品から個別
に隔離するように、限定される。

【００２７】この発明のさらに別の側面によると、流体
作動器制御弁の改良型空気圧リレーを備えている。供給
圧力は、リレーのほぼ一定の供給圧力を保つため、キャ
ピラリー穴を通じて、供給バイアスキャビティに伝えら
れる。負荷の変化に反応する圧力の移り変りは、キャピ
ラリー穴により、供給バイアスキャビティから隔離され
ている。

【００２８】

【実施例】新規であると信じられるこの発明の特長は、
添付する請求の範囲において、詳しく述べてある。発明
は、添付の図面とともに、以下の説明を参照すると、も
っともよく理解されるであろう。図面において、数種の
図で、同じ参照番号は、同じ構成要素を指し示す。ここ
で、図１は、この発明にしたがってハウジングと取り外
し可能なモジュールベースを備えるエンクロージャを有
する、電流圧力変換器を描いた正面図である。

【００２９】図２は、図１に示す電流圧力変換器の、断
面線２−２にそって切り取った断面図である。

【００３０】図３は、図１に示す電流圧力変換器の、断
面線３−３にそって切り取ったモジュールの断面図であ
る。見やすくするため、一部の部品を除いてある。

【００３１】図４は、図２に示す電流圧力変換器の断面
線４−４にそって切り取った断面図である。見やすくす
るため、一部の部品を除いてある。

【００３２】図５は、図１に示す電流圧力変換器の断面
線４Ａ−４Ａにそって切り取った部分断面図である。

【００３３】図６は、図１に示す電流圧力変換器の断面
線５−５にそって切り取った部分断面図である。見やす
くするため、一部の部品を除いてある。

【００３４】図７は、電気端子を接続する相互接続基盤
を示す正面図である。

【００３５】図８は、相互接続基盤を、浮動可能に取り
付けたハウジングの内部を示す正面図である。

【００３６】図９は、相互接続基盤を浮動状態で取り付
ける肩つきねじの断面略図である。

【００３７】図１０は、供給バイアス空気圧リレーであ
る。

【００３８】図１１は、発明の好ましい実施例の斜視図
であり、容易に圧力変換器に改装できるモジュール構造
の弁位置決め装置を図示している。

【００３９】図１２は、図１１に示す弁位置決め装置の
断面線１１−１１にそった、発明の好ましい実施例の断
面図である。

【００４０】図１３と図１４は、図１１のモジュール構
造弁位置決め装置の展開斜視図であり、２つの図は、そ
れぞれの矢印が示す方向に、同じ中央基準軸にそって、
つながって配置してある。

【００４１】図１５は、モジュールベースの正面図で、
見やすいように一部の部品を除外してある。

【００４２】図１６は、図１５に示すモジュールベース
の断面線１４−１４にそった断面図である。

【００４３】図１７は、出力圧力を感知する圧力センサ
ーを示す部分断面図である。

【００４４】図１８は、流体通路の表面のチャンネルを
示す計器ハウジング部の正面図である。

【００４５】図１９は、図１８のハウジングに面するモ
ジュールベース表面を示すモジュールベースの正面図で
ある。

【００４６】図２０は、弁位置決め装置から、圧力変換
器へ、そしてその逆に容易に変換できる電空変換器を図
示した概略ブロック図である。

【００４７】図１から図１０に図示する発明のモジュー
ルおよび変換の側面を、電流圧力変換器を備える実施例
との関連で、説明する。ここでの教示は、この発明で解
決できる問題を解決する、他の電空変換器装置にも同様
に適用できることを理解されたい。たとえば、この説明
は、電流圧力変換器に関連するが、このような装置は、
ここでの教示に従えば、電流圧力位置決め装置に容易に
転換できることは、技術上周知である。

【００４８】図１１から図２０に図示した、発明の柔軟
なモジュール側面と変換可能側面を、電流圧力位置決め
装置を備える好ましい実施例とのつながりで説明する。
この電流圧力位置決め装置は、図１から図１０の実施例
より容易に、電流圧力変換器に、またその逆に改装する
ことができる。この説明は、好ましい実施例を説明する
ものとして理解されるべきで、発明の範囲や請求の範囲
を制限するものではない。このため、発明と請求の範囲
は、ここにある教示と整合する広い解釈を認めるもので
ある。

【００４９】Ｉ 改装可能な電流圧力変換器 いま、図１と図２を参照する。中空の内部１４を限定す
る一部を備えるハウジング１２を内蔵するエンクロージ
ャを備える電流圧力変換器１０を図示している。ハウジ
ング１２は、たとえば工程をモニターするために、配電
制御システムからの電流制御信号を受ける電気信号ケー
ブルへの適切な接続を行なうため、界磁端子ストリップ
１８を備える界磁端子ボックス部１６を内蔵する。端部
キャップ２０は、端子１８に適切なケーブル配線接続が
できるよう、ハウジングから取り外し可能である。

【００５０】ハウジング１２はまた、空気供給源から供
給圧を受ける入口２２と、出力圧力を位置決め装置に、
または直接、弁作動器に連結できる出口ポート２４を備
えている。一般に、変動４〜２０ｍＡ電流制御信号に答
えて、電流圧力変換器１０は、出口２４に変動圧力出力
を行なう。

【００５１】モジュールベース２６（図３参照）は、電
流圧力変換器１０の、電気部品と、空気圧部品を内蔵す
る。一般に、これは、変動電流制御信号入力を変動ノズ
ル圧力信号へ変換するＩ／Ｐノズルブロックのような電
流圧力変換装置、変動ノズル圧力信号を受けて変動圧力
出力を出口２４で供給する圧力リレー、入口ポート２２
に連結されて供給圧力をモニターする圧力ゲージ、出口
２４で圧力出力をモニターする第二圧力ゲージ、電気信
号を必要に応じて処理する回路を備える、圧力センサー
やプリント回路基盤などの電子設備、から成り立ってい
る。

【００５２】モジュールベース２６は、モジュールベー
ス２６を、ねじの咬み合いでハウジング１２に挿入でき
るよう、ねじリング３０とＯリング３２をもつ金属ベー
ス２８を備える。図２を参照すると、モジュールベース
２６は、ハウジング１２に完全に挿入したときの完全ね
じ取り付け位置で示されている。

【００５３】モジュールベースはまた、モジュール壁３
４を備え、これは、一方の側で圧力部品を取り付け、他
方の側で電気部品を取り付ける。モジュールベース２６
と、対面壁３４では、マスク板３６と透明のカバー板３
８があって、モジュールベースの中に圧力区画４０を形
成し、モジュール壁３４とカバー板３８の間に限定され
ている。図２を参照すると、モジュールベースをハウジ
ングに挿入式に取り付けると、電気区画４２は、ハウジ
ング内部１４の一部として限定され、とくにモジュール
壁３４とハウジング側面４４の間に限定される。

【００５４】図１〜図３を参照すると、圧力部品は、モ
ジュール壁３４の一方の側のモジュールベースに取り付
けられ、電気部品は壁３４の他方の側に取り付けられる
ことが分かる。たとえば、Ｉ／Ｐノズルブロック−フラ
ッパー４６、空気式リレー４８、圧力ゲージ５０、５２
は、すべて空気圧区画４０の壁３４の一方の側面に取り
付けられる。電気部品と圧力センサー５６を備えるプリ
ント回路基盤５４は、モジュールベースをハウジングに
挿入したとき、電気区画４２の中に入るように、モジュ
ール壁３４の他方の側に取り付けられる。

【００５５】したがって、図２から分かるとおり、電子
部品は、分離された圧力区画４２に隔離され、圧力部品
は、モジュール壁３４の反対側の分離された圧力区画４
０に隔離される。圧力ゲージを含め、電気空気部品すべ
ては、計器のエンクロージャの中に保持される。当然、
適当な爆発防止装置が、区画４０と４２を相互接続す
る、壁３４を通過するオリフィスに挿入されることが理
解される。たとえば、図３を参照すると、壁３４を通る
アパーチャ５８は、圧力ゲージ５２と圧力センサー５６
とを相互接続する。火災防止器６０として知られる市販
材料が、アパーチャ５８に挿入されている。火災防止器
６０は、圧力は通過させるが、危険潜在環境の発火を防
ぐため、アパーチャ５８の火炎の温度を下げる多孔金属
プラグを備える。

【００５６】ねじリング３０は、金属ベース２８に関し
て、自由に回転する。ねじリングは、一方の側で、金属
ベース２８間に強く固定され、２つの支柱６２は、金属
ベース２８に固定されて、ねじリング３０のリム６６か
らわずかに距離を置いた突出レッジ６４を備える。

【００５７】このため、ねじリングが回転して、ねじハ
ウジング部６８をねじ式に咬み合わせるので、金属ベー
ス２８を、ハウジング１２に関して、Ｏリング３２を通
してしっかりと取り付け、密封することができる。

【００５８】この発明の一つの側面に従うと、圧力部品
と電気部品は、圧力部品の中に存在する危険環境に引火
する電気部品の不意の火花を防ぐために、ハウジング１
２とモジュールベース２６によって形成されるエンクロ
ージャの中に隔離されているが、圧力部品は、電源を切
ったり、装置１０を危険区域から移動したりしないで、
修理・保守できる、ということが分かる。この発明のこ
の側面に関して、カバー３８とマスク３６をエンクロー
ジャから取り外すと、電気区画４２の電気部品を隔離し
たままで、圧力区画４０内の圧力部品へのアクセスが可
能になることに、注目されたい。

【００５９】こうして、Ｉ／Ｐノズルブロック４６は、
電源を切らずに修理することができる。たとえば、空気
圧エレメントは、保守や故障発見の際中でも、Ｉ／Ｐノ
ズルブロックのゼロ調整ナット７０へのアクセスができ
るので、空圧ゼロに調整することができる。また、クリ
ーンアウトワイア７２へのアクセスが可能であり、ワイ
アを、空気の制限を無くし、詰まることのある空気供給
管のオリフィスを掃除するのに用いることが可能であ
る。同様に、電源を切らずに、圧力ゲージをモジュール
からねじ式に取り外し、必要なら取り換えることができ
る。空気式リレーの修理も、電気区画４２の電気部品を
完全に隔離して行なうことができる。

【００６０】この発明のもうひとつの側面に従うと、圧
力ゲージ５０と５２全体を、ハウジング１２とモジュー
ルベース２６が形成するエンクロージャの中に取り付
け、環境や、ハウジングの外の行為による物理的損傷に
曝されないようにする、という点が、注目される。しか
も、圧力ゲージは、取り外すことができ、圧力区画４０
へのアクセスが得られるように、取り外し式カバー３８
とマスク３６を外すことで、修理できる。

【００６１】図４は、入口端部７６の入口空気供給をＩ
／Ｐノズルブロック４６へ通じさせ、Ｉ／Ｐノズルブロ
ック変動圧力出力を空圧リレー４８へ通じさせる、縦の
通路を内蔵するモジュール壁３４を図示している。

【００６２】ここで図５を参照すると、モジュール壁３
４と、入口端部７６を通路７７へ、７９を主要供給通路
８１からＩ／Ｐノズルブロック４６へ接続する通路が、
図示されている。ノズルブロック４６の変動圧力出力
は、通路８３を通り、空気式リレー４８に至る相互接続
通路７４へ供給されている。

【００６３】図３を参照すると、通路８１は、モジュラ
ーをハウジング内に取り付けたとき、空気供給圧力を受
け取る入口ポート２２と最終的に通じ合うように、入口
端部７６で横通路８５に接続していることが分かる。

【００６４】図４を参照すると、アパーチャ７８を、モ
ジュール壁に示してあるが、これで、プリント回路基盤
５４から、モジュール壁を通って、Ｉ／Ｐノズルブロッ
クまで電気接続ができるようになっている。すでに述べ
たとおり、これらのアパーチャはまた、電気区画４２の
火花が、壁３４を通って圧力区画４０へ至る危険潜在環
境に引火することを防ぐために、適切な爆発防止密封を
内蔵している。

【００６５】この発明の別の側面に従うと、ハウジング
端子とモジュール端子の間の接続の組合せは、ブライン
ド接続で行なわれる。すなわち、モジュールベース２６
がハウジング１２に挿入されると自動的に行なわれる。

【００６６】プリント回路基盤５４の電子部品は、図６
で明らかなように複数の雄端子ピンから成るモジュール
端子８２を内蔵するモジュール端子ストリップ８０に、
電気的に接続されている。プリント回路基盤５４は、プ
ラスチックカバー８４内に取り付けらているが、できれ
ばプラスチックカバー内の装置すべてエポキシ成形であ
ることが望ましい。つぎに、カバー８４は、適当なねじ
８６を使用して、モジュール壁３４に取り付けられる。
図６に示すとおり、モジュール端子８２は、カバー８４
を通って突き出し、ハウジング端子ストリップ９０にあ
る雌ハウジング端子８８と咬み合っている。９０は、ハ
ウジング相互接続板９２に取り付けてある。

【００６７】図７と図８を参照すると、ハウジング相互
接続板が、モジュール端子ピンと自動的に心合わせでき
るよう、浮動状態で取り付けられる方法を示してある。

【００６８】ハウジング側面の４４は、一対の直立リブ
９４を内蔵し、各々は、取り付けねじ９６を受けるねじ
式アパーチャを備えている。できれば、取り付けねじ９
６は、肩つきねじであり、肩がリブに突き当たり、肩つ
きねじが、リブのねじ式アパーチャに深く貫通しないよ
うになっているとよい。

【００６９】図９の略図を参照すると、この構造はさら
に詳しく図示されている。リブ９４内のねじ式アパーチ
ャは、肩１０２がリブ９４に突き当たるまで、ねじ９６
のねじ部分１００を受け入れる。図９で分かるとおり、
肩１０２の長さは、ハウジングの相互接続板９２の幅よ
り大きい。そのため、ハウジングの相互接続板は、ねじ
９６にそって、ねじ頭とリブ９４の頂きの間で、縦に浮
動することが可能である。必要ならば、ねじ頭９６は、
この目的のために寸法を決めることができ、大きめのワ
ッシャ１０６を利用してもよい。さらに、ハウジング相
互接続板９２のアパーチャ１０４の直径は、肩１０２の
直径よりやや大きくなっている。このため、相互接続板
は、ねじに関して、横に僅かに動くことが可能である。
このため、ハウジングの相互接続板は、ねじ９６とリブ
４によってしっかりと支えられるが、ねじとリブの間の
位置で浮動できるので、ハウジングの端子は、モジュー
ルベース２６をハウジングに挿入式に取り付けている
間、モジュール端子と自動心合わせができる。 モジュ
ール端子を、ハウジング端子に関して正しい方向に案内
するために、ハウジングの内部面に、縦の溝１０８を設
けてある。溝１０８は、金属ベース２８の外面に固定し
た指標ピン１１０と適合する。こうして、モジュールベ
ース２６をハウジングに挿入するとき、モジュールベー
スは、モジュール端子８２をハウジング端子８８と正し
く位置決めするため、指標ピン１１０が縦溝１０８には
まるまで、回転する。その後、ねじリング３０は、モジ
ュールベースをハウジングに移動するために回転するに
したがって、ハウジング相互接続板９２を浮動状態で取
り付けてあるので、雌ハウジング端子８８は、雄モジュ
ール端子８２と心合わせされ、モジュールベースが、ハ
ウジング相互接続板と最終的に電気相互接続する。図６
に示すとおり。

【００７０】柔軟な電気ケーブル１１２が、ハウジング
の相互接続板９２を、小さなプリント回路基盤１１４と
相互接続し、１１４は、シリーズのＲＦＩフィルター１
１６に接続し、フィルター１１６は、ハウジング１２を
通じて、適切なフィールド端子１８と接続している。

【００７１】変換器は、技術上周知の通り、容易に位置
決め装置に変更することができるので、ハウジング相互
接続基盤９２は、位置決め装置との接続のために適当な
コネクター１１８も内蔵している。変換器について、プ
ラグ１２０は、ハウジングの側面４４に取り付けてあ
り、電気区画４２を遮断している。装置を位置決め装置
として用いるとき、電位計を電気区画に取り付け、コネ
クター１１８と電気接続し、電位計の軸は、アパーチャ
を通って延び、適切な火炎防止器をプラグにつけてい
る。

【００７２】ここで図１０を参照すると、入口１２２で
変動制御圧力を受け、弁作動器との連絡のためにハウジ
ング１２の空気出口２４（図１参照）と連結した、出口
１２４で変動出力圧力を発する改良型空気式リレー４８
を図示している。リレー４８はまた、空気供給圧力の発
生源と接続するために、ハウジング１２の入口２２（図
１参照）と連結した供給圧力入口１２６をも備えてい
る。リレー４８は、排気出口１２８も備えている。

【００７３】空気式リレー４８は、入口１２６の任意の
供給圧力に関し、入口１２２で、空気圧入力範囲のスタ
ート点を設定するための、供給バイアス部を備えてい
る。スタート点入力圧力は、供給圧力の変化とともに変
化し、そのため、リレー４８は、バイアスばね等のハー
ドウェアを変更せずに、異なる供給圧力で作動すること
が可能である。図１０を参照すると、リレー４８は入力
信号ダイアフラム１３０、入力供給ポート１３２、排気
ポート１３４を備えていることが分かる。入口１２２の
変動圧力入力に対応するダイアフラム１３０の動きは、
入力供給および排気ポートの開閉を制御する。弁ロッド
１３６は、一端で供給弁プラグ１３８を備え、もう一端
で排気弁プラグ１４０を備える。

【００７４】プラグ１３８とキャップ１４４に固定した
弁スプリング１４２は、図１０の通り、通常、入力供給
ポート１３２にプラグ１３８を固定させている。これ
が、入口１２６からの供給圧力が、作動器出口１２４に
達するのを妨げており、そうでないと、この供給圧力
は、通路１４６、１４８を通り、開いた入力供給ポート
１３２を通り、通路１５０を通って、作動器出口１２４
に通じてしまう。

【００７５】入力信号ダイアフラム１３０と弁ロッド１
３６の間の駆動連結が、３つの中間ダイアフラム取り付
け本体、すなわち上部本体１５２、中間本体１５４、下
部本体１５６を貫通して備えられている。上部供給バイ
アスダイアフラム１５８が、本体１５２と１５４の間に
しっかり支えられ、下部供給バイアスダイアフラム１６
０が、中間ブロック１５４と下部ブロック１５６の間に
しっかり支えられている。

【００７６】供給バイアスキャビティ１６２が、ダイア
フラム１５８、１６０、中間ブロック１５４、外部ケー
シング１５５の間に限定されている。ケーシング１５５
を通るキャピラリー穴１６４が、供給バイアスキャビテ
ィを供給圧力入口１２６と連結しているので、供給バイ
アスキャビティは、ほぼいつでも、供給圧力の下にあ
る。こういうわけで、供給圧力は、入力供給ポート１３
２に運ばれるだけでなく、キャピラリー穴１６４を経
て、供給バイアスキャビティ１６２に入る。供給圧力が
キャビティ１６２に形成されると、リレー４８の動作中
変化しないことが望ましい。供給ポート１３２が開閉す
ると、供給圧力の一時的な変化が生じる。キャピラリー
穴は、弁プラグ１３８が、負荷の変化に反応して、供給
ポート１３２を開閉するとき発生する圧力の変動から、
供給バイアスキャビティを隔離している。このため、入
力信号の変化により、軽い圧力変動が生じても、弁部が
安定しているので、性能が向上する。

【００７７】図１０は、通常の位置にあるリレー４８を
図示している。増加する変動圧力が入口１２２に連結さ
れると、入力信号ダイアフラム１３０が上にたわみ、本
体１５６、１５４、１５２、排気プラグ１４０、ロッド
１３６、弁プラグ１３８も上に動かし、供給ポート１３
２を外す。排気ポート１３４は、閉じたままである。そ
のため供給圧力は、入口１２６から、通路１４６、１４
８、開いた供給入力ポート１３２、通路１５０を通じて
作動器出口１２４に結合され、最後に弁作動器に結合さ
れる。下部供給バイアスダイアフラム１６０が、上部供
給バイアスダイアフラム１５８より大きいダイアフラム
面積をもつことに注目される。このため、リレーはバイ
アスされ、与えられた供給圧力に基づいた入力信号に相
応する出力スタート点を形成する。

【００７８】II 改装可能な電流圧力位置決め装置 図１１から図２０を参照する。ここには、電流圧力位置
決め装置から、電流圧力変換器に、またその逆に容易に
改装できる電空計器の好ましい実施例を図示してある。
たとえば、図１１と図１２の組立図は、現在利用できる
装置全体で、構造に最適な柔軟性のある好ましい電空変
換計器２００を図示している。とくに、構造は、数個の
主要計器部品についてモジュール式で、以下の利点が得
られる。

【００７９】（１）以前の計器ではなかった方法で、計
器を、弁位置決め装置から圧力変換器に容易に改装でき
る。

【００８０】（２）多種類のフィールド接続と構造を収
納できるように、ハウジングに、多種類の端子ボックス
を、取り外し式に取り付けることができる。

【００８１】図１１と図１２の組立図に示す電空変換計
器２００は、モジュール形式の数個の基礎エンクロージ
ャ部品、すなわちハウジング２０２、ハウジング２０２
から分離でき交換できるよう取り付けたフィールド端子
ボックス２０４、同じくハウジング２０２に交換できる
よう取り付けたモジュールベース２０６を内蔵する、弁
位置決め装置の形式である。計器エンクロージャの取り
外し式カバー２０８は、モジュールベース２０６に、取
り外し式に取り付けてある。フィールド端子ボックス２
０４には、中身を環境から保護するため、端子ボックス
カバー２１０を取り付けてある。

【００８２】計器２００は、電位計２１６を取り付ける
ため、ハウジングにそって延びる延長円筒ボス２１４に
つけたブッシュ２１２を備える、弁位置決め装置の形態
である。延長円筒ボス２１４は、ハウジングの背後壁２
１８にそって延び、鋳型ユニットとして、ハウジング２
０２と一体に形成されている（図１２参照）。ボス２１
４は中空で、ハウジング２０２の中空内部２２２と交差
し通じ合う内部ポケット２２０を備えている。図１３の
展開図で分かるとおり、位置決め装置２１６は、内部ポ
ケット２２０の中に配置された電位計２２４と、内部ポ
ケット２２０を通ってハウジング中空内部２２２に延
び、モジュールベース２０６に取り付けたプリント回路
基盤２３０と接続する電位計リード線２２６とコネクタ
ープラグ２２８とともに、挿入される。その後、ブッシ
ュ２１２は、電位計軸２３２の上を滑り、ボス２２０に
ねじ式に咬み合い、電位計軸２３２を支えて取り付け、
ハウジング２０２に取り付けた電位計２１６を保持す
る。

【００８３】図１２の組立図と、図１３の展開図を参照
すると、電位計２１６を含むさまざまな部品を、ハウジ
ング２０２に取り付ける方法を示している。とくに、フ
ィールド端子ボックス２０４は、ハウジング２０２上
で、対応する雌ねじ部２３４とねじ式に咬み合う雄ねじ
端部２３３を備えている。端子ボックス２０４は、内部
２３６から延び、直角に端子２０４を通って、ハウジン
グ２０２の中空内部２３２と通じるもう一方の端子端部
２４０に延びる管状通路２３８に通じる内部２３６を備
えている。

【００８４】フィールド端子ブロック２４２は、プリン
ト配線基盤２４４に取り付けられ、２４４は、コネクタ
ープラグ２４８で終わるケーブル装着帯２４６に取り付
けられている。図１３で分かるとおり、端子ブロック、
プリント配線基盤、ケーブル装着帯、コネクタープラグ
は、すべて一つの装置に組合せられる。とくに、ケーブ
ル装着帯が、無線周波数干渉（ＲＦＩ）フィルターフィ
ードスルー２５０を備えることに注目される（図１２参
照）。

【００８５】この構造の顕著な特長は、ねじつきＲＦＩ
フィルターを、ハウジングに設置し、プリント配線基盤
と端子ブロックを、ＲＦＩフィルターに半田付けするの
に必要な製造コストを、引き下げることである。さら
に、図１３に示す端子は、さらに容易に交換でき、設置
と動作において、より信頼できる。フィールド端子ブロ
ック２４２と、関連ケーブル装着帯を設置するとき、コ
ネクタープラグ２４８を内部２３６に挿入し、つぎに、
端子端部２４０を越えて、ハウジング２０２の中空内部
２２２までつづく管状通路２３８に挿入する。プラグ２
４８は、つぎにモジュールベース２０６の主プリント回
路基盤２３０に接続されることもある。端子ボックス２
０４内部では、プリント配線基盤２４４を、基盤がＯリ
ング２５２に突き当たり、プリント配線基盤２４４が、
ねじ２５４によって正しい位置に保持されるまで、管状
通路２３８の一端に向けて移動する。Ｏリング２５２
は、ハウジング内部２２２と、主回路基盤２３０を、環
境から密封するシールの役目をする。端子ボックスカバ
ー２１０は、端子ボックスにねじ式に取り付けられ、電
気部品を環境から影響されないように保つ援助をする。

【００８６】モジュールベース２０６は、分割壁２５８
の一方の側で隔離された主電気区画２５６を内蔵し、空
気圧部品は、壁２５８の他方の側にある。とくに、Ｉ／
Ｐノズルブロック、フラッパー装置２６０、空気式リレ
ー２６２、圧力ゲージ２６４、２６６などの、電流圧力
変換器装置はすべて、モジュールベース２０６の分割壁
２５８の一方の側に取り付けられ、壁２５８の他方の側
の電気部品から、物理的に隔離分離されるようになって
いる。こうして、電気部品は、計器エンクロージャの防
爆部分に保持される。、また、圧力ゲージを含むすべて
の電空部品は、計器エンクロージャ内に保持される。カ
バー２０８は、ゲージ２６４、２６６の視覚的読取りが
できるよう、それぞれ透明な窓を備えている。

【００８７】主プリント回路基盤２３０からＩ／Ｐ変換
器への電気接続は、適切なアパーチャ２７０を通ってＩ
／Ｐ変換器２６０につながる電気接点２６８を通じて、
供給される。壁２５８のアパーチャ２７２は、供給圧力
を、Ｉ／Ｐ変換器２６０に通じさせるためである。アパ
ーチャ２７４は、以下にさらに詳しく述べるとおり、Ｉ
／Ｐ変換器からの変動圧力を、計器の出力につなげるた
めである。

【００８８】図１８は、入力ポート２７６につながる供
給圧力と、供給圧力を、ハウジング表面２８２の開いた
チャンネル２８０につなげる通路２７８を示すハウジン
グ面の正面図である。表面２８２は、計器出力ポート２
８８と通じる通路２８６につながる、別の開放チャンネ
ル群２８４も備えている。したがって、開放チャンネル
２８０とハウジング表面２８２は、システムの入力側か
供給圧力側で圧力とつながり、表面２８２の開放チャン
ネル２８４は、計器の変動出力圧力側とつながってい
る。

【００８９】図１９は、モジュールベース２０６の背面
図を示す。すなわち、モジュールベースを図１４の基準
矢印２９０の方向から眺め、電気区画２５６は、モジュ
ールベース２０６の背面２９２を描きやすくするため取
り除いてある。図１９は、モジュールベース２０６に、
計器の各部品を相互に流体でつなぐため、ハウジング２
０２の流体通路とチャンネルと連絡するよう設けられた
数個の通路を示している。たとえば図１９で、通路２９
４はリレー排気通路であり、通路２９６は供給圧力をリ
レーに伝え、通路２９８はリレーの変動圧力を伝え、そ
のため計器出力を備える。通路３００は出力圧力ゲージ
２６４と通じ、通路３０２は入力圧力ゲージ２６６と通
じる。

【００９０】通路３０４は、出力圧力センサー３５４と
結合し、通路３０６は、Ｉ／Ｐ変換器供給圧力入力と接
続する（図１６参照）。

【００９１】図１３と図１４の展開図の部品図示位置か
ら分かるとおり、また、図１８と１９を参照して分かる
とおり、通路２７８とチャンネル２８０に連結した入力
ポート２７６の入力供給圧力は、通路２９６と連絡し
て、圧力をリレー２６２に供給する。通路３１８を通る
リレー排気通路２９４は（図１８参照）、図１２に示す
リレー排気ポート３０８から排気する。プラスチックベ
ント３０９は、ゴミ埃が、リレー排気ポート３０８に達
しないように防いでいる。

【００９２】ハウジング２０２の表面２８２と、モジュ
ールベース２０６の表面２９２の中間に、柔軟なゴム材
料で形成されるガスケット３１０が備えられる。ガスケ
ット３１０は、開放チャンネル２８０と２８４を覆っ
て、ハウジング２０２内の流体通路を形成する。さら
に、ガスケット３１０は、モジュールベースとハウジン
グの間の流体チャンネルを、望むとおりに連結するアパ
ーチャ群を備えている。たとえば、モジュールベース２
０６の通路２９４、２９６、２９８と、各通路３１８、
チャンネル２８０、２８４とそれぞれ直線に並んでいる
アパーチャ３１２、３１４、３１６に注目すること。

【００９３】取り外し式カバー２０８は、カバーを正位
置に閉じたとき、圧力ゲージ２６４、２６６が見えるよ
うに、透明部３２０、３２２を備えている。図１４から
分かるとおり、カバー２０８は一対のカーブつきの耳３
２４を備える。カバー２０８は、各耳３２４の先端３２
６が、モジュールベース上部壁３３０の各カバー取り付
けスロット３２８に直接対面するまで、カバー２０８を
まず持ちあげることで、モジュールベース２０６に取り
付けられる。これにより、カーブつき耳部分３２４は、
縦のスロットとほぼ並ぶので、カバーの前面エッジ３３
２がモジュールベース上部壁３３０と突き当たるまで、
スロットに挿入することができる。この時点で、カバー
２０８は、カーブつき耳３２４で、閉鎖位置まで下方に
回転することができる。耳は、カバーを下方閉鎖位置に
保持する援助をしている。

【００９４】図１５〜１８を参照すると、モジュールベ
ース２０６に圧力部品を取り付け、適切な通路にその流
体相互接続をつなげる詳細を図示している。便宜上、図
１５では入力圧力側を”ＩＮ”とし、出力圧力側を”Ｏ
ＵＴ”としている。図１６を参照すると、通路３０６を
通る供給圧力は、入力ポート２７６（図１８、１９参
照）、チャンネル２８０、ガスケット３１０の穴３０９
（図１３参照）から、通路３０６を通って供給される。
通路３０６は、入力供給圧力をＩ／Ｐ変換器２６０に供
給する通路２７２と連絡する交差通路３３６と相互接続
する。

【００９５】Ｉ／Ｐ変換器２６０の圧力出力側は、通路
２７４と連結し、つぎに分割壁２５８の縦通路３３８に
連結し、通路３３８は、図１２に示すとおり、圧力リレ
ー２６２の入力ダイアフラムへの変動圧力入力と連結し
ている。圧力ゲージ２６６は、通路３０２と連絡する通
路３４２を内蔵する直立レッジ３４０（図１９参照）に
取り付けられ、チャンネル２８０と入力ポート２７６か
らの入力供給圧力を、圧力ゲージ２６６に通している。

【００９６】図１７を参照すると、同様に、出力圧力ゲ
ージ２６４を、直立レッジ３４４に取り付けてあること
が分かる。つぎにレッジ３４４は、通路３００と連絡す
る通路３４６を備え、３００は、ガスケット３１０の穴
３１５を通って、ハウジング２０２のチャンネル２８４
と連絡している。このため、ゲージ２６４は、計器の出
力圧力を感知して表示することができる。

【００９７】圧力リレー２６２が起こす計器の変動出力
圧力は、圧力リレー２６２の出力チャンバーから、通路
３４８に結合し、火災防止器３５０を通って交差通路３
０４に結合し、３０４は、ガスケット３１０の穴３１３
を通る圧力を、ハウジング２０２のチャンネル２８４に
伝えている。図１６に示すとおり、通路３４８を通る出
力圧力を感知するために、圧力センサー３５４を備える
ことができる。この計器を、弁位置決め装置として使う
と、圧力センサー３５４を、診断のために使うことがで
きる。この計器を、電流圧力変換器として使うと、圧力
センサー３５４は、システムのフィードバック機構とし
て働く。以降に、さらに詳しく説明する。

【００９８】ここで図２０を参照すると、計器２００の
概略ブロック図があり、主要部品は、弁位置決め装置
か、圧力変換器かのいずれかに用いる機能ブロック図で
示されている。図１１〜図１９に示す発明の好ましい実
施例に関して図示したとおり、モジュールベース２０６
に取り付けたＩ／Ｐ変換器２６０と圧力リレー２６２を
備える弁位置決め装置の形態での、電流圧力位置決め装
置を示している。また、ハウジング２０２は、ハウジン
グ部、すなわち、位置電位計２２４を備える電位計２１
６を収納する一体中空ボス２１４と内部ポケット２２０
を内蔵している。弁位置決め装置として用いるとき、計
器２００は、軸２３２が、フィードバックアーム３５６
で回転するように、フィードバックアーム３５６（図１
１と１２参照）を位置決め装置軸２３２に取り付けるね
じ取り付け手段３５８を備えるフィードバックアーム３
５６を備えている。

【００９９】図２０を参照すると、流体制御弁３６０と
スライド式弁棒作動器３６２が概略的に描かれており、
弁作動器は、弁棒の線状動作中に、弁とともに動くよう
接続されたピン３６４を内蔵する。したがって、弁棒３
６２が、図２０の基準矢印に示すように、上下に移動す
るとき、ピン３６４も、弁棒とともに動き、ピンはフィ
ードバックアーム３５６に結合しているので、フィード
バックアームは、回転方向の基準矢印で示すように回転
する。フィードバックアーム３５６の回転は、電位計軸
２３２を回転させ、電位計２２４の位置を変化させ、変
化した位置が位置センサー３６６に感知され、変動電流
を、Ｉ／Ｐ変換器２６０の入力に結合させる。電位計よ
り、コンデンサー、インダクター、活性エレメントを備
える、他のフィードバックエレメントを用いることがで
きる。

【０１００】図１２は、フィードバックアーム３５６の
スロット３６８のバイアス位置に支えられたピン３６４
を図示している。ばねクリップ３７０は、ピン３６４を
スロット３６８の側面に保持するよう、バイアスしてあ
る。そこで、ピン３６４が、弁棒３６２に従う動きで動
くと、ピン３６４もスロット３６８内で直線状に動き、
フィードバックアーム３５６を回転させ、弁位置の変化
を、電位計２２４の位置の変化に変える。

【０１０１】電位計の位置の変化を表示する信号は、電
位計リード線２２６により、電気区画２５６内の主回路
基盤２３０に取り付けた位置センサー３６６へと伝えら
れる。Ｉ／Ｐ変換器２６０への、対応する変動電流信号
入力は、入力リード線２６８で、回路基盤２３０から、
アパーチャ２７０を通り、Ｉ／Ｐ変換器２６０に送られ
る。

【０１０２】したがって、計器が弁位置決め装置２００
として働く、図示した発明の好ましい実施例では、出力
ポート２９８の変動圧力出力が、弁棒３６２とピン３６
４を、ある種の様態で動かす。この動きは、フィードバ
ックアーム３５６によって、電位計２２４の変化位置に
転換される。変化位置は、位置センサー３６６によって
感知され、変動電流に形を変え、リード線２６８でＩ／
Ｐ変換器２６０に供給され、管路２７４に変動圧力を供
給する。この発明の顕著な長所によると、計器は、容易
に圧力変換器に改装できる。この改装を行なうには、新
しい主回路基盤２３０を設けるため、電気区画２５６を
交換する必要があるかもしれない。すなわち、回路基盤
２３０と、電気区画２５６内部の電気部品は、中空構造
内に詰めることが望ましい。しかし、電気区画は、４本
のねじ３７２を外して、モジュールベース２０６をハウ
ジング２０２から分離し、電気区画２５６を外す前にプ
ラグ２４８と２２８を主回路基盤２３０から外し、圧力
変換器としての使用に適するものと交換することで、容
易に変更することができる。また、電位計１６とブッシ
ュ２１２は、ハウジングのボス２１４から取り外し、適
切なプラグと交換することもでき、これらの部品を正位
置に置いたままで主回路基盤とつながないこともでき
る。いかなる場合でも、電流圧力変換器モードでは、変
動圧力の出力ポート２８８でのフィードバックは、圧力
センサー３５４を通じてつながれ、入力リード線２６８
でＩ／Ｐ変換器２６０に供給される変動電流信号を提供
する。

【０１０３】元の計器を電流圧力変換器として組み立て
ていれば、計器を電流圧力位置決め装置に改装するに
は、電位計２１６とブッシュ２１２を、ハウジングボス
２１４の内部ポケット２２０に配置し、主回路基盤２３
０と、できれば電気区画２５６全体を、弁位置決め装置
の動作に適合させたものと交換し、フィードバックアー
ム３５６を電位計軸２３２に取り付け、スライド弁棒動
作のためにピン３６４をスロット３６８に配置すること
ですんだであろうということが、当然に理解される。も
し、スライド弁棒の代わりに、回転軸作動器を流体弁に
用いたら、フィードバックアーム３５６のような適切な
フィードバックアームを、電位計軸２３２に結合し、回
転作動器から適切な回転動作フィードバックリンクにも
結合し、フィードバックリンクの動きが、電位計軸２３
２の回転を生じさせるようにすることも、当然に理解さ
れる。電位計の代わりに、他の種類のフィードバックエ
レメントを、教示にしたがって、利用し、計器２００に
内蔵させることができる。たとえば、コンデンサー、イ
ンダクター、活性エレメントを用いたフィードバックエ
レメントを、電位計の代わりに用いたり、組合せて用い
たりすることもできる。

【０１０４】フィードバックアーム３５６は、トランジ
ット中や、初期校正中は、たとえば図１１に示すよう
に、フィードバックアーム３５６の適当なアパーチャを
通るピン３７４を用いて、ハウジングに関して安定させ
ることが望ましい。計器２００の動作中は、ピン３７４
を外す。

【０１０５】いま図１２と図１４を参照すると、小ねじ
の必要がなくなるよう、ダイアフラムをクランプして、
圧力密封を行なえるように超音波溶接できる、プラスチ
ック成形構造体部品を利用する、改良型圧力リレーを示
している。発明のこの側面によると、圧力リレーの組み
立て費用は激減し、緩み部分が最小になる。とくに、プ
ラスチック体部品は、ガラス充填酸化ポリフェニリンで
形成する。ダイアフラムは、ポリエステル繊維とニトリ
ルで形成される。Ｏリングは、ブナＮゴム材料で形成さ
れる。とくに、入力ダイアフラム３８０、供給バイアス
ダイアフラム３８２、フィードバックダイアフラム３８
４は、リレー本体部品で空間的に分離されて保持され、
リレーの中に必要なチャンバーを形成している。排気本
体３８６、ダイアフラム保持器３８８、ダイアフラムス
ペーサー３９０、供給本体３９２は、ダイアフラムを分
離して保持し、各リレーチャンバーを形成するプラスチ
ック部品である。リレー２６２に形成されるような、各
リレーチャンバーは、図１２に、通路３３８、排気チャ
ンバー３９４、供給圧力チャンバー３９６、出力圧力チ
ャンバー３９８と連絡する入力圧力チャンバーとして示
してある。

【０１０６】上述のリレー部品はすべて、従来の超音波
溶接設備と技術を用いて、超音波溶接することができ
る。こうして、主リレー本体部品は、超音波溶接で容易
に組み立てられ、金属のねじや金属の付属品が必要な
い。

【０１０７】弁プラグ４００、従来の供給ポート、排気
ポートなどの、残りの金属部品は、その後リレーに挿入
できる。金属キャップ４０２とベレビルばね４０４を、
適切なねじ４０６とともに用いて、リレー２６２をモジ
ュールベース２０６に固定する。Ｏリングをリレー２６
２の周辺に用いて、各種リレーチャンバーを、モジュー
ルベース２０６に取り付けたとき、互いから密封する。
また、リレー２６２で、チャンバー３９６からの供給圧
力が、形成されたチャンバー４１０に供給されるので、
キャップ４０２と供給本体３９２の間のチャンバー４１
０は、供給圧力に維持される。したがって、この改良型
空気式リレーは、図１〜図１０の実施例との関係で上述
した、ほぼ一定の供給バイアス圧力改良をも含んでい
る。

【０１０８】ここまでの詳細な説明は、理解の便宜のた
めにのみ行なったもので、当業者にとって変更態様は明
白であるから、何ら不要な制限を加えることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明にしたがってハウジングと取り外し
可能なモジュールベースを備えるエンクロージャを有す
る電流圧力変換器を描いた正面図である。

【図２】 図１に示す電流圧力変換器の断面線２−２に
そって切り取った断面図である。

【図３】 図１に示す電流圧力変換器の断面線３−３に
そって切り取ったモジュールの断面図である。

【図４】 図２に示す電流圧力変換器の断面線４−４に
そって切り取った断面図である。

【図５】 図１に示す電流圧力変換器の断面線４Ａ−４
Ａにそって切り取った部分断面図である。

【図６】 図１に示す電流圧力変換器の断面線５−５に
そって切り取った部分断面図である。

【図７】 電気端子を接続する相互接続基盤を示す正面
図である。

【図８】 相互接続基盤を浮動可能に取り付けたハウジ
ングの内部を示す正面図である。

【図９】 相互接続基盤を浮動状態で取り付ける肩つき
ねじの断面略図である。

【図１０】 供給バイアス空気圧リレーである。

【図１１】 発明の好ましい実施例の斜視図であり、容
易に圧力変換器に改装できるモジュール構造の弁位置決
め装置を図示している。

【図１２】 図１１に示す弁位置決め装置の断面線１１
−１１にそった発明の好ましい実施例の断面図である。

【図１３】 図１１のモジュール構造弁位置決め装置の
展開斜視図である。

【図１４】 図１１のモジュール構造弁位置決め装置の
展開斜視図である。

【図１５】 一部の部品を除外したモジュールベースの
正面図である。ようにある。

【図１６】 図１５に示すモジュールベースの断面線１
４−１４にそった断面図である。

【図１７】 出力圧力を感知する圧力センサーを示す部
分断面図である。

【図１８】 流体通路の表面のチャンネルを示す計器ハ
ウジング部の正面図である。

【図１９】 図１８のハウジングに面するモジュールベ
ース表面を示すモジュールベースの正面図である。

【図２０】 弁位置決め装置から圧力変換器へ、そして
その逆に容易に変換できる電空変換器を図示した概略ブ
ロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチーブン バール パウラス アメリカ合衆国 50158 アイオワ マー シャルタウン エッジブルーク ドライブ 2007 (72)発明者 スタンレイ ロナルド グッド アメリカ合衆国 50158 アイオワ マー シャルタウン リチャード レイン 511 (72)発明者 バリー リン ガールダー アメリカ合衆国 50158 アイオワ マー シャルタウン ピッカーリング ディアー ル． 2745ディ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁棒に接続可能な軸を備えるフィードバ
   ックエレメントを用いて、弁の位置を表示するため、圧
   力変換器から弁位置決め装置へ容易に改装できる、電空
   変換計器で、フィードバックエレメント出力が、弁棒位
   置に対応するもので、前記計器は以下のものを備える 中空内部を限定するハウジングを備え、前記ハウジング
   に取り外し式に挿入できる電気空気圧部品を取り付けた
   モジュールベースを備えるエンクロージャ、 前記ハウジングは、計器を弁位置決め装置に改装すると
   き、前記フィードバックエレメントと軸とを収納し取り
   付けるように調整したハウジング部を備え、前記ハウジ
   ング部は、前記中空内部と連絡して、前記フィードバッ
   クエレメント出力を、前記ハウジング部と前記中空内部
   を通じて前記モジュールベースの前記電気部品に接続で
   きる。
2. 【請求項２】 請求項１による電空変換計器で、前記ハ
   ウジングが、その一端でハウジング中空内部に直接開い
   ているもの。
3. 【請求項３】 請求項１による電空変換計器で、前記ハ
   ウジング部が、前記ハウジングにそって延びる延長円筒
   ボスを備えるもの。
4. 【請求項４】 請求項３による電空変換計器で、前記延
   長円筒ボスが、前記ハウジングと一体に形成されるも
   の。
5. 【請求項５】 請求項４による電空変換計器で、前記延
   長円筒ボスが、ポケット内部の一端で前記フィードバッ
   クエレメントを受け取るポケット内部を備え、前記ポケ
   ット内部の一端は、フィードバックエレメント出力が、
   モジュールベースの電気部品に、ハウジング部と中空内
   部を通じて、接続できるように、ハウジングの中空内部
   と交差しているもの。
6. 【請求項６】 請求項５による電空変換計器で、前記フ
   ィードバックエレメント軸を支えるために、前記中空内
   部の他端で前記延長円筒ボスにねじ式に取り付けできる
   ブッシュを備えるもの。
7. 【請求項７】 請求項６による電空変換計器で、前記フ
   ィードバックエレメントが電位計を備えるもの。
8. 【請求項８】 請求項１による電空変換計器で、電気端
   子ボックスと、前記ハウジングに前記電気端子ボックス
   を取り換え式に取り付ける手段と、前記電気端子ボック
   スを通る通路とを備え、前記ハウジングが、前記端子ボ
   ックスと、前記モジュールベースの前記電気部品との間
   の電気接続を前記通路手段と前記ハウジング中空内部を
   通じて可能にしているもの。
9. 【請求項９】 請求項８による電空変換計器で、前記端
   子ボックスに取り換え式に取り付ける電気端子基盤と、
   前記端子ボックスの取り外し式カバーを備えるもの。
10. 【請求項１０】 請求項９による電空変換計器で、前記
    電気端子基盤に接続され、前記モジュールベースの前記
    電気部品に接続するよう前記通路手段と前記ハウジング
    中空内部を通じて延長するケーブル装着帯を備え、前記
    端子基盤とケーブル装着帯は、ユニット装置で、アナロ
    グ、デジタル、通信データプロトコルなどの対応する所
    望の機能を受け入れるように取り換え可能なもの。
11. 【請求項１１】 請求項１０による電空変換計器で、前
    記ケーブル装着帯が、前記ユニット装置に無線周波数干
    渉フィルターを備えるもの。
12. 【請求項１２】 請求項１による電空変換計器で、前記
    ハウジングに前記モジュールベースをねじ（スクリュ
    ー）で取り付けるねじ手段と、前記エンクロージャの前
    記電気部品と空気式部品を、閉じたとき囲いこみ、か
    つ、前記空気圧部品に容易にアクセスできるよう取り外
    せる、取り外し式カバーとを備えるもの。
13. 【請求項１３】 請求項１２による電空変換計器で、前
    記カバーと前記モジュールベースを、他の取り付け構造
    なしで、取り外し式に取り付けできる、前記モジュール
    ベースと前記取り外し式カバーと結合した内蔵手段を備
    えるもの。
14. 【請求項１４】 請求項１３による電空変換計器で、前
    記内蔵手段が、前記モジュールベースに少なくとも一つ
    のスロットと、前記カバーに少なくとも一つの突出した
    カーブ部分を備え、前記突出カーブ部分を、前記モジュ
    ールベースに前記カバーを取り付けるとき、前記スロッ
    トに挿入でき、前記カーブ部分は、前記カバーを前記モ
    ジュールベースに保持しながら、前記カバーを閉じた位
    置に回転させることができるもの。
15. 【請求項１５】 請求項１４による電空変換計器で、前
    記内蔵手段が、前記モジュールベースの両面に一対の前
    記スロットを備え、それぞれと結合する前記突出カーブ
    部分を備えるもの。
16. 【請求項１６】 請求項１による電空変換計器で、前記
    モジュールベースに取り付けた空気式リレーを備え、プ
    ラスチックリレー本体部品とゴムのダイアフラム、およ
    び、前記プラスチックリレー本体部品と前記ゴムのダイ
    アフラムとを溶接する超音波溶接手段を備えるもの。
17. 【請求項１７】 ハウジング取り付け表面で終わる中空
    内部を限定するハウジングを備え、前記ハウジングが入
    口圧力ポートと出口圧力ポートを備えるエンクロージャ
    と、 前記入力ポートと前記出口ポートと各々連絡する各チャ
    ンネルを備える前記ハウジング取り付け表面と、 前記ハウジング中空内部に取り外し式に挿入でき、対面
    に配置され、前記ハウジング表面にごく接近してモジュ
    ールベース取り付け表面を備える電空部品を取り付けた
    モジュールベースと、 前記電空部品と連絡するモジュールベース流体通路を備
    える前記モジュールベース取り付け表面と、 前記チャンネルを覆ってハウジングの流体通路を限定
    し、前記ハウジング流体通路を前記モジュールベース流
    体通路につなげるアパーチャを備え、前記ハウジング取
    り付け表面と、前記モジュールベース取り付け表面の中
    間で、それらにごく接近してあるガスケットから成る電
    空変換器。
18. 【請求項１８】 流体制御のための供給バイアス空気式
    リレーで、以下のものを備える供給圧力入口、変動圧力
    制御入口、作動器圧力出口、排気出口を備えるハウジン
    グ、 前記供給圧力入口を、前記作動器圧力出口につなげる供
    給ポート、 前記供給圧力入口を、前記排気出口につなげる排気ポー
    ト、 前記変動圧力制御入口に連結した入力ダイアフラムと、
    前記変動圧力制御入口における変動圧力に応じて前記作
    動器圧力出口に変動圧力を加えるために、前記供給ポー
    トと前記排気ポートに咬み合って接し前記入力ダイアフ
    ラムに連結した各弁プラグ。前記各弁プラグと前記入力
    ダイアフラムの中間に取り付けた一対のダイアフラムを
    備え、前記一対のダイアフラムが供給バイアスキャビテ
    ィを限定している供給バイアスダイアフラム手段、 前記作動器圧力出口に、前記供給圧力入口の供給圧力に
    基づいた前記変動圧力制御入口の変動圧力に相応する初
    期圧力を、前記作動器圧力出口に形成するため、前記リ
    レーをバイアスするよう前記供給圧力入口を前記供給バ
    イアスキャビティにつないだ流れ手段。
19. 【請求項１９】 請求項１８による供給バイアス空気圧
    リレーで、バイアスキャビティを、供給圧力の一時的な
    変動から隔離するため、前記流れ手段が、前記供給バイ
    アスキャビティと前記供給圧力入口の間に制限された通
    路を備えるもの。
20. 【請求項２０】 請求項１９による供給バイアス空気圧
    リレーで、前記流れ手段がキャピラリーアパーチャを備
    えるもの。
21. 【請求項２１】 請求項２０による供給バイアス空気圧
    リレーで、前記ダイアフラム手段一対が異なるダイアフ
    ラム面積であるもの。