JPH0942209A - アクチュエータ位置制御用ポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータ位置制御用ポジショナに関
し、チーズ継手および副圧縮空気路の配管が不要にな
り、コストダウンを図ると共に、輸送中および据付後の
副圧縮空気路の損傷による作動不良を防止できるように
したアクチュエータ位置制御用ポジショナの提供を目的
とする。 【解決手段】 空々式ポジショナのハウジング１内に形
成した圧縮空気源にアクチュエータを連通させる主圧縮
空気供給路２を、この主圧縮空気供給路２を開閉するバ
ルブ３を駆動する空気駆動機構４の受圧室８に連通させ
る副圧縮空気供給路39をハウジング１内に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ位
置制御用ポジショナに関し、特にチーズ継手および副圧
縮空気路の配管が不要になり、コストダウンを図れると
共に、輸送中および据付後の副圧縮空気路の損傷による
作動不良を防止できるようにしたアクチュエータ位置制
御用ポジショナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば図３に示すように、従来のアクチ
ュエータ位置制御用ポジショナとしては、内部に圧縮空
気源にアクチュエータを連通させる主圧縮空気供給路10
1 が形成され、この主圧縮空気供給路101 を開閉するバ
ルブ102 と、このバルブ102 を第１の支軸103 の周りに
回転自在に支持された第１のレバー104 を介して一方向
（図３上、左方）に駆動する空気駆動機構105 と、この
バルブ102 を第２の支軸106 の周りに回転自在に支持さ
れた第２のレバー107 を介して一方向に駆動するスプリ
ング108 とを内蔵したハウジング109 を有する、いわゆ
る、空々式ポジショナ100 がある。

【０００３】上記空気駆動機構105 は、ダイヤフラム室
110 をダイヤフラム111 で区画して形成した受圧室112
に制御された圧力を有する圧縮空気を供給してダイヤフ
ラム111 を押側方向（図３上、左方向）に駆動し、ダイ
ヤフラム111 に連結されたロッド113 で第１のレバー10
4 の上端部および第１のレバー104 の上端部に連結され
たバルブ102 を押側方向に駆動するようにしている。

【０００４】図３には、空気駆動機構105 の受圧室112
に所定の圧力が供給された状態でアクチュエータが受圧
室112 に供給された圧縮空気の圧力（以下、入力圧力と
いう）に対応する所定の位置に停止した状態の空々式ポ
ジショナ100 が示されている。この空々式ポジショナ11
0において、入力圧力を増大させた時には、受圧室112の
内圧で空気駆動機構105 のダイヤフラム111 （ピストン
でもよい）が第１のレバー104 の下端に一端が連結され
たスプリング108 に抗して押側方向に移動し、バルブ10
2 が押側方向に移動する。これにより、主圧縮空気供給
路101 の上流側部分101 ａが第２の下流側部分101 ｃに
連通され、圧縮空気がアクチュエータの第２受圧室に供
給される。

【０００５】第２受圧室に圧縮空気が供給されたアクチ
ュエータの動作に連動してステム114 が例えば反時計回
り方向に回転し、このステム114 に固定したカム115 が
上記スプリング108 の他端を支持する第２のレバー107
を第２の支軸106 を中心にしてスプリング108 の付勢力
を増大させる方向（図上、時計回り方向）に回転させ
る。これにより、スプリング108 が第１のレバー104 を
第１の支軸103 を中心にして受圧室112 の内圧に抗して
図上、時計回り方向に回転してバルブ102 を引側方向
（図上、右方向）に移動させ、バルブ102 が中立位置に
戻されてアクチュエータの第２受圧室への圧縮空気の供
給が停止され、アクチュエータが増大された入力圧力に
対応する位置に停止することになる。

【０００６】この状態または図３に示した状態から入力
圧力を減少させた時には、スプリング108 の付勢力によ
ってダイヤフラム111 が引側方向に押され、バルブ102
が引側方向に移動する。これにより、主圧縮空気供給路
101 の上流側部分101 ａが第１の下流側部分101 ｂに連
通され、圧縮空気がアクチュエータの第１受圧室に供給
され、アクチュエータは入力圧力を増大させた時と逆の
方向に作動する。

【０００７】このアクチュエータの逆動作に連動してス
テム114 およびカム115 が逆回転すると、上記スプリン
グ108 の他端を支持する第２のレバー107 が支軸106 を
中心にしてスプリング108 の付勢力を減少させる方向
（図上、反時計回り方向）に回転し、ダイヤフラム111
が受ける受圧室112 の内圧によって第１のレバー104 が
バルブ102 を押側方向に移動させる。これにより、バル
ブ102 が中立位置に戻されてアクチュエータの第１受圧
室への圧縮空気の供給が停止され、アクチュエータが減
少された入力圧力に対応する位置に位置することにな
る。

【０００８】この空々式ポジショナ100 の受圧室112 に
供給する圧縮空気の圧力を制御する方法として、例えば
図４および図５に示すように、いわゆる、電空変換機構
200を用いる方法が知られている。この電空変換機構200
は、例えば図６に示すように、空々式ポジショナ100
の受圧室112 および圧縮空気源に連通される副圧縮空気
供給路201 と、受圧室112 を大気中に連通させるリリー
フ空気路202 と、このリリーフ空気路202 の流量を制御
して受圧室112の内圧を制御するフラッパー203と、この
フラッパー203 を駆動する電磁駆動機構204 とを備えて
いる。

【０００９】上記フラッパー203 はバルブハウジング20
5 に挿通して固定され、中心を貫通する中心通路206
と、バルブハウジング205 に形成され、上記副圧縮空気
供給路201 をこの中心通路206 に連通させる入口路207
と、上記中心通路206 の一端に形成した固定絞りとして
のノズル孔208 とを備えている。上記リリーフ空気路20
2 は、上記入口路207 、中心通路206およびノズル孔208
と、電磁駆動機構204 のカバー209 内に形成される大気
連通室210 およびこの大気連通室210 を大気中に連通さ
せる連通孔211 からなる。

【００１０】なお、上記中心通路206 は排気通路212 を
介して大気中に連通させることができるが、この排気通
路212 は通常閉塞される。また、中心通路206のノズル
孔208と反対側の端部は例えばそこに内嵌されたボール2
13 によって閉塞されている。上記電磁駆動機構204
は、上記カバー209 と、これの内部にフラッパー203 と
同軸心に配置された永久磁石214 、この永久磁石214の
磁界を制御するヨーク215およびフラッパーコイル216
とを備え、このフラッパーコイル216 のボビン217に上
記ノズル孔208 に対向させてフラッパー203 が固定され
る。また、この電磁駆動装置204 のカバー209 内には、
大気連通室210 からフラッパーコイル216 を遮断すると
共に、フラッパー203 およびフラッパーコイル216 を所
定の位置に復帰させる板バネ218 とを有し、フラッパー
コイル216 に通電すると、その通電量に対応してフラッ
パー214 がノズル孔208 に接近し、ノズル孔208 から流
出する空気流量が制御され、これにより、ノズル孔208
よりも上流側の受圧室112 の内圧が制御される。

【００１１】この電磁駆動機構204 は電磁作用によりフ
ラッパーコイル216 を駆動する構成になっているが、こ
れに代えて、固定されたコイルによって可動鉄片を駆動
するように構成した電磁駆動機構を用いることもある。
従来、このように空々式ポジショナ100 と電空変換機構
200 とを組み合わせたアクチュエータ位置制御用ポジシ
ョナにおいては、図４および図５に示すように、ポジシ
ョナと圧縮空気源との間の配管の構成を簡単にするた
め、空々式ポジショナ100 の外側にチーズ継手301 を設
け、このチーズ継手301 から空々式ポジショナ100 の受
圧室112 および電空変換機構200 のリリーフ空気路202
に連通する配管302 が設けられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このため、空々式ポジ
ショナ100 の外側にチーズ継手301 を設け、さらに、こ
のチーズ継手301 から分岐させる配管302 の組立てが必
要になり、部品点数増加すると共に、組立工数が増加し
て価格ダウンを図る上で不利になるという問題がある。

【００１３】また、このチーズ継手301 および配管302
は空々式ポジショナ100 のハウジング109 、電空変換機
構200 のバルブハウジング205 およびカバー209 の外側
に突出しているので、輸送中や据付後に他物が衝突して
損傷することがあり、かかる損傷によってポジショナが
正常に動作しなくなることがあるという問題もある。本
発明は、上記の事情を鑑みて、チーズ継手および副圧縮
空気路の配管が不要になり、コストダウンを図れると共
に、輸送中および据付後の副圧縮空気路の損傷による作
動不良を防止できるようにしたアクチュエータ位置制御
用ポジショナを提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアクチュエ
ータ位置制御用ポジショナは、上記の目的を達成するた
め、内部に圧縮空気源にアクチュエータを連通させる主
圧縮空気供給路が形成され、この主圧縮空気供給路を開
閉するバルブと、このバルブを駆動する空気駆動機構と
を内蔵したハウジングを有する空々式ポジショナおよび
上記空気駆動機構の受圧室を上記主圧縮空気供給路に連
通させる副圧縮空気供給路を備えるアクチュエータ位置
制御用ポジショナにおいて、上記副圧縮空気路が上記ハ
ウジング内に形成されることを特徴とするものである。

【００１５】本発明によれば、副圧縮空気路を上記ハウ
ジング内に形成することにより、空々式ポジショナのハ
ウジング外にチーズ継手を組付けたり、さらに、このチ
ーズ継手から分岐される配管を組付けたりする必要がな
くなる。また、空々式ポジショナのハウジングから突出
するチーズ継手や配管が輸送中および据付後に他物と衝
突するおそれがなくなる。

【００１６】

【発明の実施形態】本発明の一実施例に係るアクチュエ
ータ位置制御用ポジショナを図面に基づいて具体的に説
明すれば、以下の通りである。図１の構成図に示すよう
に、本発明の一実施例に係るアクチュエータ位置制御用
ポジショナは、空々式ポジショナＰと電空変換機構Ｃと
を組み合わせたもの（電空式ポジショナ）であり、図１
に示すように、空々式ポジショナＰのハウジング１内に
は圧縮空気源にアクチュエータを連通させる主圧縮空気
供給路２と、この主圧縮空気供給路２を開閉するスプー
ル弁からなるバルブ３と、このバルブ３を駆動する空気
駆動機構４およびスプリング５が内蔵されている。

【００１７】上記空気駆動機構４はダイヤフラム室６
と、このダイヤフラム室６を大気圧室７と受圧室８とに
区画するダイヤフラム９と、このダイヤフラム９に固定
され、大気圧室７を貫通してバルブ３の方向に突出させ
たロッド10とを備える。上記ハウジング１内には、第１
の支軸11を介して第１のレバー12が回転自在に支持さ
れ、この第１のレバー12の第１の支軸11から上方に延び
る第１のアーム13の上端部に上記ロッド10の先端が受け
止められる。また、このこの第１のレバー12の第１の支
軸11から下方に延びる第２のアーム14の上端部に上記ス
プリング５の一端が連結される。

【００１８】上記ハウジング１内には、第２の支軸15を
介して第２のレバー16が回転自在に支持され、この第２
のレバー16の第２の支軸15から下方に延びる第１のアー
ム17の下端に上記スプリング５の他端が連結され、この
第２のレバー16の第２の支軸13から左方に延びる第２の
アーム18の下端部に回転自在に支持させたベアリングか
らなるカムフォロア19が設けられる。そして、このカム
フォロア19をアクチュエータに連動させたステム20に固
定したカム21に受け止めさせている。

【００１９】上記バルブ３は第１のレバー12の第１のア
ーム13の上端部に連結され、空気駆動機構４の受圧室８
の内圧が増大した時、または、上記スプリング５の付勢
力が減少した時に押側方向（図１上、左方向）に移動
し、空気駆動機構４の受圧室８の内圧が減少した時、ま
たは、上記スプリング５の付勢力が増大した時に引側方
向（図１上、右方向）に移動する。

【００２０】図１には、受圧室８に与えられた圧力に対
応する位置にアクチュエータが位置している状態が示さ
れており、今、この状態から空気駆動機構４の受圧室８
の内圧を増大させたとすると、ダイヤフラム９がスプリ
ング５に抗して図上、左方に移動し、バルブ３が押側方
向（図１上、左方向）に移動し、バルブ３が主圧縮空気
供給路２の上流側部分２ａを第２の下流側部分２ｃに連
通させ、アクチュエータの第２の受圧室に圧縮空気が供
給される。その結果、アクチュエータが作動し、この作
動に連動するステム16およびカム17が例えば図１上、反
時計回り方向に回転し、第２のレバー16がカム21に駆動
されて図上、時計回りに回転し、スプリング５の付勢力
を増大させる。このスプリング５の付勢力が増大する
と、第１のレバー12が図１上、時計回り方向に回転して
バルブ３を中立位置に移動させ、主圧縮空気供給路２の
上流側部分２ａを第１および第２の下流側部分２ｂ・２
ｃから遮断する。これにより、アクチュエータの第２受
圧室への圧縮空気の供給が停止し、アクチュエータの動
作は増大された受圧室８の内圧に対応する位置に停止す
る。

【００２１】この状態または、図１に示した状態から空
気駆動機構４の受圧室８の内圧を減少させたとすると、
スプリング５が受圧室８の圧力に抗して第１のレバー12
を時計回り方向に回転させ、バルブ３を引側方向（図１
上、右方向）に移動させて、空気供給路２の上流側部分
２ａを第１の下流側部分２ｂに連通させ、アクチュエー
タの第１の受圧室に圧縮空気が供給される。その結果、
アクチュエータが逆作動し、この逆作動に連動するステ
ム16およびカム17が例えば図１上、時計回り方向に回転
し、第２のレバー16をカム21で制限しながらスプリング
５によって図上、反時計回りに回転させ、スプリング５
の付勢力を減少させる。このスプリング５の付勢力が減
少すると、受圧室８の内圧がスプリング５の付勢力に抗
して第１のレバー12を図１上、反時計回り方向に回転さ
せ、バルブ３を中立位置に移動させる。これにより、主
圧縮空気供給路２の上流側部分２ａを第１および第２の
下流側部分２ｂ・２ｃから遮断され、アクチュエータの
第１受圧室への圧縮空気の供給が停止し、アクチュエー
タの動作は減少された受圧室８の内圧に対応する位置に
停止する。

【００２２】上記電空変換機構Ｃは、バルブハウジング
22と、これに組付けられた電磁駆動機構23とを備え、こ
のバルブハウジング22内に受圧室８を大気中に連通させ
るリリーフ路24が形成される。そして、このリリーフ路
24の途中に所定の固定絞りとしてのノズル孔25が形成さ
れると共に、このノズル孔25の出口端に接離するフラッ
パー26が設けられる。

【００２３】上記電磁駆動機構23は、永久磁石27と、こ
れを取り囲むヨーク28と、永久磁石27と同軸心状に配置
され、永久磁石27の軸心方向に進退するムービングコイ
ル29と、これらを収納するハウジング30とを備える。こ
れら永久磁石27およびムービングコイル29の軸心から偏
心させた位置にハウジング30に回転可能に回転軸31を支
持させ、図１および図４の斜視図に示すように、この回
転軸31の一端に固定した第１のアーム32の遊端部をムー
ビングコイル29の軸心に固定する一方、この回転軸31の
他端に固定した第２のアーム33の遊端部に上記フラッパ
ー26が固定され、これにより、ムービングコイル29の進
退に連動してフラッパー26が上記ノズル孔25の出口端に
接離するようにしてある。

【００２４】なお、この実施例では、上記回転軸31を１
対のベアリング34・35を介してハウジング30に回転可能
に支持させると共に、両ベアリング34・35間にスペーサ
36を介在させてリリーフ路24とハウジング30内とを連通
させる通路の断面積を防爆設計基準以下に狭くしてあ
る。また、ハウジング30からの導線の引出孔42は、図２
に示すように、導線の導出端部とこれに電気的に接続さ
れた端子とを埋め込んだ絶縁材43を用いて閉塞してあ
る。

【００２５】さらに、図１および図４に示すように、上
記ムービングコイル29と第１のアーム32との間に鉄、鋼
などの磁性体からなる座金37を支持させ、永久磁石27お
よびヨーク28によりこの座金37を吸引することにより非
通電時にムービングコイル29を永久磁石27側に引き戻す
と共に、通電時のムービングコイル29の過剰動作を抑え
てムービングコイル29の動作を安定させるようにしてい
る。

【００２６】ここで、ムービングコイル29は通電によ
り、その電流値に比例した力を受けてフラッパー26を開
く方向に付勢し、ノズル孔25の開度を調整する。これに
より、ノズル孔25から放出される圧縮空気の流量が制御
され、受圧室８の内圧が制御されることになる。ところ
で、この実施例において特に重要なことは、ハウジング
１内に主圧縮空気供給路２に受圧室８を連通させる副圧
縮空気供給路40が形成されていることである。

【００２７】すなわち、上記空々式ポジショナＰのハウ
ジング１は本体ハウジング38とこれの片面に組付けられ
たサブハウジング39とからなり、これら本体ハウジング
38とサブハウジング39との間に上記ダイヤフラム室６が
形成されると共に、これら本体ハウジング38とサブハウ
ジング39との間にダイヤフラム９を挿んで、サブハウジ
ング39内に上記受圧室８が形成されるようにしている。

【００２８】この本体ハウジング38内には、上記主圧縮
空気供給路２の上流側部分２ａから分岐され、サブハウ
ジング39側に開口する副圧縮空気供給路40の一部分40ａ
が形成され、サブハウジング39内には、この本体ハウジ
ング38内の副圧縮空気供給路40の一部分を上記受圧室８
に連通させる副圧縮空気供給路40の残りの部分40ｂが形
成される。

【００２９】なお、この副圧縮空気供給路40の残りの部
分40ｂの途中にはオリフィス41が形成され、主圧縮空気
供給路２が開通している時に副圧縮空気供給路40に供給
される空気量を一定以下に制限するようにしている。こ
のように、ハウジング１内に副圧縮空気供給路40を形成
することにより、空々式ポジショナＰのハウジング１に
チーズ継手や受圧室８への配管を組付けることなく電空
変換機構を組付ることができ、部品点数を削減できると
共に、これらチーズ継手や受圧室８への配管を組付ける
工程を省略することができ、大幅なコストダウンを図る
ことができる。

【００３０】また、輸送時や据付時、さらに、据付後に
これらチーズ継手や受圧室８への配管に他物が衝突して
損傷するおそれがなくなり、かかる損傷によってポジシ
ョナの作動が不良になることを防止できる。なお、上記
空々式ポジショナＰを電空変換機構Ｃを組付けることな
く用いる場合には、本体ハウジング38とサブハウジング
39との間に副圧縮空気供給路40の一部分40ａと残りの部
分40ｂとを遮断するシールを挟み込めばよい。

【００３１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアクチ
ュエータ位置制御用ポジショナは、副圧縮空気路を上記
ハウジング内に形成しているので、空々式ポジショナの
ハウジング外にチーズ継手を組付けたり、さらに、この
チーズ継手から分岐される配管を組付ることなく電空変
換機構を組付けることができ、部品点数を削減できると
共に、これらチーズ継手や受圧室への配管を組付ける工
程を省略することができ、大幅なコストダウンを図るこ
とができる効果が得られる。

【００３２】また、副圧縮空気路を上記ハウジング内に
形成することにより、空々式ポジショナのハウジングか
ら突出するチーズ継手や配管が輸送中および据付後に他
物と衝突するおそれがなくなり、かかる損傷によってポ
ジショナの作動が不良になることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の要部の斜視図である。

【図３】従来の空々式ポジショナの構成図である。

【図４】従来例の正面図である。

【図５】従来例の底面図である。

【図６】従来の電空変換機構の断面図である。

【符号の説明】

Ｐ…空々式ポジショナ １…ハウジング ２…主圧縮空気供給路 ３…バルブ ４…空気駆動機構 ８…受圧室 40…副圧縮空気供給路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に圧縮空気源をアクチュエータに連
   通させる主圧縮空気供給路が形成され、この主圧縮空気
   供給路を開閉するバルブと、このバルブを駆動する空気
   駆動機構とを内蔵したハウジングを有する空々式ポジシ
   ョナおよび上記空気駆動機構の受圧室を上記主圧縮空気
   供給路に連通させる副圧縮空気供給路を備えるアクチュ
   エータ位置制御用ポジショナにおいて、上記副圧縮空気
   路が上記ハウジング内に形成されることを特徴とするア
   クチュエータ位置制御用ポジショナ。