JPH11125203A - ポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１、第２のプリント配線基板のケース内へ
の組込作業および電気的接続作業を容易に行うことがで
き、組立作業性を向上させる。 【解決手段】 端子台３７の裏面に、第１、第２のプリ
ント配線基板６５Ａ，６５Ｂを所要の間隔をおいて取付
け、これら両基板をピン１５４とコネクタ１５５によっ
て電気的に接続する。これらのプリント配線基板が取付
けられた端子台３７を防爆ケース６内に嵌挿し、段部１
４１にねじ１４０とクリップ１４８によって固定する。
第２のプリント配線基板６５Ｂに電空変換器の励磁コイ
ルと、フィードバック機構のセンサを接続し、フィード
バック信号を第１のプリント配線基板６５Ｂに送出す
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、石油化学、化学工
業等の種々のプラントに用いられるバルブの作動軸を入
力信号に応じた位置に制御するために用いられるバルブ
ポジショナ等に適用して好適なポジショナに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】バルブポジショナは、計器信号と弁軸位
置との関係を外乱に抗して常に正確に保つため弁軸位置
を検出端として駆動部への操作器空気圧を加減する一種
のサーボ機構である。すなわち、バルブポジショナは、
入力信号（変位信号）をノズルフラッパ機構を有する伝
空変換器によって空気圧信号に変換して取り出した後、
パイロットリレーで増幅してバルブの操作器に出力空気
圧として伝送し、バルブを駆動するように構成されてい
る。また、バルブの実動作量をフィードバック機構によ
ってフィードバックすることにより入力信号による力と
バランスさせ、常に正確に制御するようにしている（特
開平４−１８５９０１号公報等）。

【０００３】図２０はこのようなバルブポジショナの従
来例を示すもので、１は被制御装置としてのバルブ、２
はバルブ１の作動軸、３はバルブ１の上部にヨーク４を
介して取付けた操作器、５はヨーク４の一側にブラケッ
ト等を介して取付けられた耐圧防爆構造のバルブポジシ
ョナである。

【０００４】バルブポジショナ５は、爆発ガス雰囲気中
で使用される際には、防爆基準により十分な防爆性能を
有することが義務付けられている。そのため、信号変換
部全体を格別の耐圧容器により形成した防爆ケース６内
に納める構造を採用している。防爆ケース６の外部に、
フィードバック機構７を構成するフィードバックレバー
８が突出しており、このフィードバックレバー８の基端
部がセンサ１１の回転軸１２に取付けられ、バルブ１の
作動軸２にピン９と長孔１０を介して連結されている。

【０００５】また、防爆ケース６は、信号変換部を構成
する電空変換器１３を内蔵している。この電空変換器１
３は、入力信号Ｉ0 （例えば４〜２０ｍＡ）をフラッパ
２２の変位に変換するもので、ヨーク１７、励磁コイル
１８、永久磁石１９等で構成されている。前記フラッパ
２２は、支点ばね２４によって揺動自在に支持され、ノ
ズル２３と共にノズルフラッパ機構２０を構成してい
る。フラッパ２２が支点ばね２４を中心として揺動する
と、フラッパ２２とノズル２３との隙間、すなわちノズ
ルギャップＧが変化してノズル背圧ＰN が変化し、この
ノズル背圧ＰN をパイロットリレー２６で増幅して出力
空気圧Ｐｏｕｔとした後操作器３に伝送すると、この操
作器３が駆動して作動軸２を上下方向に変位させ、これ
によってバルブ１の弁開度が調節される。また、作動軸
２の動きは、前記フィードバックレバー８が受けてその
回動角度をセンサ１１により電気信号Ｉ1 に変換し、こ
の電気信号Ｉ1 をフィードバック信号として制御演算部
２５にフィードバックし、ポジショナ５への入力信号Ｉ
0 と比較し、その差が零になるようにノズルフラッパ機
構２０にフィードバックすることにより、フラッパ２２
の動きを安定にする。なお、２７は配管、２９は圧力
計、３０は減圧弁、３１は絞り、３２は手動、自動の切
り換えを行う切替スイッチ、３３はスパン調整用スイッ
チ、３４はスパン調整用ねじ、３５は調整用スイッチ、
３６は零調整用ねじ、３７は端子台、３８はノズルフラ
ッパ機構２０とパイロットリレー２６を覆うカバーであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の防爆
型調整弁用バルブポジショナ５においては、第１、第２
の開口部を有する防爆ケースが用いられ、制御演算部２
５を２枚のプリント配線基板に実装している。バルブポ
ジショナの組立に際しては、端子台３７とこの端子台３
７の端子が電気的に接続された第１のプリント配線基板
を防爆ケース６の第１の開口部からケース内部に挿入し
て取付け、次に第２のプリント配線基板を第２の開口部
から前記第１のプリント配線基板に電気的に接続すると
共に電空変換器１３およびセンサ１１に接続した上で、
この第２のプリント配線基板を第２の開口部からケース
内部に組込むようにしていた。しかしながら、このよう
なバルブポジショナにおいては、ケース内部で第１、第
２のプリント配線基板の電気的接続を行う必要があるた
め、その接続作業が煩わしいという問題があった。ま
た、防爆ケース６に２つの開口部を設けているので、ケ
ース自体が大型化する。特に、大型であるとバルブ１の
ヨーク４の片側に取付けたとき重量のアンバランスが生
じるため、バルブの流体から生じる振動が増幅されてボ
ルト等の締結手段が緩むと、バルブポジショナ５が位置
ずれしてバルブの実動作量を高精度に検出することがで
きず、最悪の場合はバルブポジショナ５がヨーク４から
脱落するといった事故が発生する。

【０００７】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、第１、
第２のプリント配線基板の組込みおよび接続作業を容易
に行うことができ、組立作業性を向上させるようにした
ポジショナを提供することにある。また、本発明は、プ
リント配線基板と電空変換器等との電気的接続を容易に
行うことができるようにしたポジショナを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、電空変換器、ノズルフラッパ機構等
を備えたポジショナにおいて、円筒状に形成したケース
の内部に中仕切部材を取付け取外し可能に装着してケー
ス内部を結線室と電気室に仕切り、この中仕切部材の前
記電気室側面に第１および第２のプリント配線基板を板
厚方向に互いに離間させて取付け、これら両基板をコネ
クタジャックによって電気的に接続したことを特徴とす
る。第１の発明においては、第１、第２のプリント配線
基板を予め中仕切部材に取付けてコネクタジャックによ
り接続しておくことができるので、中仕切板部材ととも
に第１、第２のプリント配線基板をケース内に組込むこ
とができる。したがって、第１、第２のプリント配線基
板の接続作業およびケースへの組込み作業が容易であ
る。中仕切部材としては端子台が用いられる。

【０００９】第２の発明は、上記第１の発明において、
電気室には電空変換器およびフィードバック機構の一部
が収納され、第２のプリント配線基板は前記電空変換器
に電気信号を送出し、フィードバック機構からのフィー
ドバック信号が入力されることを特徴とする。第２の発
明において、電空変換器とフィードバック機構の一部は
電気室内に配置されることにより、第２のプリント配線
基板との電気的接続を容易である。第２のプリント配線
基板は、電気信号を電空変換器に出力し、フィードバッ
ク機構からのフィードバック信号が入力される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明をバルブ
ポジショナに適用した一実施の形態を示す正面図、図２
は同ポジショナの平面図、図３は同ポジショナの背面
図、図４は同ポジショナの左側面図、図５は同ポジショ
ナの蓋体を取外した正面図、図６は同ポジショナのカバ
ーを取外した背面図、図７は図６のVII −VII 線断面図
である。図８は電空変換器の取付構造を示す断面図、図
９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は図８のＸ−Ｘ
線断面図である。図１１はフィードバック機構の要部の
断面図、図１２はフィードバックレバーの正面図、図１
３は同フィードバックレバーの長孔に連結ピンを挿通し
た状態を示す図である。図１４は同ポジショナの要部の
断面図、図１５は端子台の取付構造を示す要部の断面
図、図１６（ａ）、（ｂ）はクランプの平面図および側
面図である。図１７は同ポジショナの要部の断面図、図
１８（ａ）、（ｂ）はキャップの内部を示す図およびＡ
−Ａ断面図、図１９は取付台の平面図、Ａ−Ａ線断面図
およびＢ−Ｂ線断面図である。なお、従来技術の欄で示
した構成部材等と同一のものについては同一符号をもっ
て示し、その説明を適宜省略する。

【００１１】これらの図において、防爆ケース６は前面
が開放する有底円筒状に形成され、前面側の開口部に蓋
体６０がＯリング６１を介して螺合されることにより所
定の防爆スキとスキの奥行きを保って気密に閉塞されて
いる。防爆ケース６の内部は、中仕切部材を構成する端
子台３７によって前後２つの室、すなわち結線室６３と
電気室６４（図７）に仕切られ、前方側の結線室６３に
は図示しない外部配線が防爆ケース６の周壁に設けた筒
状の外部配線接続部６６より挿入され、前記端子台３７
の端子６７（図５、図１４）に接続されている。外部配
線接続部６６は、防爆ケース６の外周に周方向に９０°
位相をずらして２個一体に突設されており、バルブに対
するバルブポジショナ５の取付け方向によっていずれか
一方が選択的に使用される。不使用側はキャップ６２
（図７）によって気密に閉塞される。

【００１２】一方、電気室６４にはフィードバック機構
７のセンサ１１と、電空変換器１３およびプリント配線
基板６５が収納されている。さらに、防爆ケース６の外
壁には供給空気圧Ｐｓｕｐの圧力と、出力空気圧Ｐｏｕ
ｔを表示する２つの圧力計２９が取付けられ、背面側に
はノズルフラッパ機構２０とパイロットリレー２６が取
付けられている。そして、このような防爆ケース６は、
取付板６８に複数個のボルトおよびナットによって固定
され、この取付板６８がバルブのヨーク４に位置決めさ
れ複数個のボルト６９（図１）によって取付けられてい
る。

【００１３】前記フィードバック機構７は、図７に示す
ように防爆ケース６の外部に設けられたフィードバック
レバー８と、防爆ケース６の内部に組み込まれ前記フィ
ードバックレバー８の回動角度を電気信号に変換する回
転型のセンサ１１とを備えている。

【００１４】前記フィードバックレバー８は、図７、図
１１〜図１３に示すように長手方向に分割された第１、
第２のレバー８Ａ，８Ｂによって構成されている。第１
のレバー８Ａは、基端部が前記センサ１１の回転軸１２
に嵌合され、かつボルト７０によって固定されることに
より、先端部が防爆ケース６の側方に突出している。

【００１５】前記第２のレバー８Ｂは第１のレバー８Ａ
より長く形成されており、基端部が前記第１のレバー８
Ａの前面に２個のねじ７１によって着脱可能に取付けら
れ、バルブの作動軸２に突設した連結ピン９が挿通され
る長孔１０を有している。フィードバックレバー８を２
分割された第１、第２のレバー８Ａ，８Ｂとで構成した
理由は、バルブポジショナ５の梱包時に第２のレバー８
Ｂを第１のレバー８Ａから外して梱包することにより梱
包容積を小さくし、梱包費用の低減と搬送性を向上させ
るためである。なお、第１のレバー８Ａを回転軸１２か
ら外して梱包した場合は、現場でバルブポジショナ５を
据え付けるときに、回転軸１２に対して第１のレバー８
Ａを角度誤差が生じないように高い精度で取付けなけれ
ばならないため好ましくない。これに対して、第１のレ
バー８Ａに対する第２のレバー８Ｂの角度誤差は、ねじ
７１が挿通されるねじ取付孔とねじ孔との位置精度内で
決まるためそれほど問題はない。

【００１６】前記長孔１０は第２のレバー８Ｂの長手方
向に長く形成され、バルブ側端部には長孔１０の幅より
大きな丸穴７２が連設されている。このような丸穴７２
を設けると、連結ピン９として先端部に大径部を有する
ピン、例えばボルト等が用いられたとき、その頭部を長
孔１０に直接挿通させることができない場合に有効であ
る。長孔１０の幅は、６．８ｍｍ、連結ピン９の外径は
６ｍｍ程度、丸穴７２の穴径は１０ｍｍ程度である。

【００１７】また、前記第２のレバー８Ｂには、前記連
結ピン９を長孔１０の上側壁１０ａに圧接するピン押圧
用ばね７３が装着されている。このピン押圧用ばね７３
は線ばねからなり、両端部がコ字状に折り曲げられ、一
方の折曲部７３ａが第２のレバー８Ｂの基部寄りに上方
から係止され、他方の折曲部７３ｂが第２のレバー８Ｂ
の先端部に設けた小孔７５に挿通されて係止されてい
る。ピン押圧用ばね７３の中央部７３ｃは、上方に凸と
なるように湾曲しており、連結ピン９に対する押圧部を
形成している。このように押圧部７３ｃを凸状に湾曲さ
せると、連結ピン９の位置が何処であっても直線状に形
成して長孔１０に対して斜めに装着した従来装置の場合
に比べて連結ピン９に対する押圧力を略一定にすること
ができる。すなわち、直線状のピン押圧用ばねを用いた
従来装置においては、連結ピンがばねの基端側に位置す
ると、変形量が小さく、押圧力は最大となる。そのた
め、ピン押圧用ばね７３が摩耗してばね特性が低下す
る。また、フィードバックレバーと連結ピン９との間の
摩擦が大きくなり、円滑に動作しなくなる。一方、基端
から離間すると変形量が大きくなり、押圧力は減少す
る。そのため、フィードバックレバーが振動、衝撃等に
よって遊動し易くなり、作動軸の実動作量を高精度に検
出できなくなる。これに対して、押圧部７３ｃを凸状に
湾曲させた本発明においては、押圧部７３ｃの中央にお
いて、変形量が最大で押圧力は減少し、中央から離間す
ると変形量は減少し、押圧力は増大する。しかし、押圧
部７３ｃの中央部における押圧力の減少は、従来のピン
押圧用ばねの変位側端における押圧力の減少に比べて相
対的に小さく、端部においては押圧力の増加が従来のピ
ン押圧用ばねの基端における押圧力の増大に比べて相対
的に小さい。その結果として、連結ピン９に対する押圧
力が略一定となる。したがって、ピン押圧用ばね７３の
摩耗が少なく耐久性に優れ、バルブの実動作量を高精度
に検出することができる。なお、ピン押圧用ばね７３と
しては、線ばねを用いた例を示したが、これに限らず板
ばねを用いてもよい。

【００１８】前記２個のねじ７１は、第２のレバー８Ｂ
を第１のレバー８Ａに取付けたときねじ７１とねじ穴と
のクリアランスによる第２のレバー８Ｂの角度誤差を小
さくするために、フィードバックレバー８の長手方向に
離間していることが好ましい。

【００１９】前記防爆ケース６の一側面後端部には、前
記センサ１１を収納するセンサ収納部８０が形成されて
いる。このセンサ収納部８０は、図７および図１１に示
すように防爆ケース６の周壁部に設けた外側に凸状に突
出する半円弧状の外壁８１と、この外壁８１に対向して
ケース内部に設けられ外壁８１とは反対方向に同一の曲
率半径で凸状に湾曲した円弧状の内壁８２とによって防
爆ケース６の内外に連通する円筒状に形成され、前記セ
ンサ１１が防爆ケース６の後方から嵌合されている。こ
の場合、センサ１１の外周面とセンサ収納部８０の内周
面との間には、ケース外部に火炎が逸走しないよう防爆
基準にしたがって所定の防爆スキｄ（例：ｄ＝０．１ｍ
ｍ）と、スキの奥行Ｌ（例：Ｌ＝９ｍｍ）が与えられて
いる。前記センサ収納部８０のケース外側に開放する開
口部は、蓋部材８４がガスケット８５を介して取付けら
れることにより気密に閉塞されている。センサ１１の回
転軸１０は、前記蓋部材８４に設けた挿通孔８６をシー
ル部材８７を介して貫通し、その突出端部に前記フィー
ドバックレバー８が取付けられている。

【００２０】また、前記センサ収納部８０は、内壁８２
のケース前後方向の長さが外壁８１より短いことにより
防爆ケース６の電気室６４と連通している。センサ収納
部８０の奥壁８９とセンサ１１の背面との間には適宜な
隙間が設けられ、この隙間を通ってセンサ１１のリード
線９０が電気室６４内に導かれ、プリント配線基板６５
（６５Ａ）にコネクタジャック９１Ａ，９１Ｂを介して
電気的に接続されている。

【００２１】このように、防爆ケース６に外部に開放す
るセンサ収納部８０を設けると、フィードバックレバー
８を予め回転軸１２に取付けた状態でセンサ１１を防爆
ケース６にケース外部から組み付けることができる。

【００２２】図８〜図１０において、前記電空変換器１
３は、磁性材料によって形成されることにより磁性構成
体を構成するコア１７と、励磁コイル１８および永久磁
石１９を備えている。

【００２３】前記コア１７は、励磁コイル１８が取付け
られる水平コア部１７ａと、この水平コア部１７ａの両
端部に設けられた左右の垂直コア部１７ｂ，１７ｃとか
らなるコ字状の基部１７Ａと、各垂直コア部１７ｂ，１
７ｃの先端にそれぞれ片持ち支持されて取付けられた２
個の開放部形成部材１００，１０１とで構成されてい
る。垂直コア部１７ａは、防爆ケース６の内部に位置
し、前記励磁コイル１８が取付けられている。垂直コア
部１７ｂ，１７ｃは、前記防爆ケース６の背面壁を貫通
して外部に突出し、その突出端面に前記開放部形成部材
１００,１０１が互いに対向するように水平に片持ち支
持されてねじ１０２によりそれぞれ着脱可能に取付けら
れている。前記開放部形成部材１００，１０１は、水平
コア部１７ａ、垂直コア部１７ｂ，１７ｃと同一の磁性
材料によって板状に形成され、後述するノズルフラッパ
機構２０のフラッパ２２と共にマグネットユニット１０
５を形成している。なお、垂直コア部１７ｂ，１７ｃ
は、インサート成形等によって防爆ケース６の形成と同
時にかつケース壁面を貫通して設けられる。

【００２４】前記フラッパ２２は、前記開放部形成部材
１００，１０１を挟んで対向する前後２個の可動鉄片２
２Ａ，２２Ｂとからなり、これらの可動鉄片２２Ａ，２
２Ｂを揺動自在に支持する支点ばね２４とで前後対称な
形状のシーソー構造体１０３を形成している。前後対称
な形状とは、シーソー構造体１０３を表裏反転させて使
用するとき、永久磁石１９の極性のみが逆になり、フラ
ッパ２２が逆動作する以外、他には何等影響を与えない
形状を意味する。

【００２５】前記各可動鉄片２２Ａ，２２Ｂと開放部形
成部材１００，１０１および永久磁石１９の継鉄１０６
との間には、適宜なギャップａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが
それぞれ形成されている。支点ばね２４は薄い板ばねか
らなり、前記開放部形成部材１００と１０１の対向面間
に形成された空間１０７内に位置し、両端部がモールド
樹脂１０８にモールドされている。また、支点ばね２４
のモールド樹脂１０８にモールドされる両端部付近には
狭幅部１１０が設けられ、この狭幅部１１０の捩れ方向
への弾性変形によってフラッパ２２の揺動を可能にして
いる。なお、可動鉄片２２Ａ，２２Ｂは支点ばね２４の
表裏面にスペーサ１１１を介してそれぞれ取付けられて
いる。

【００２６】前記モールド樹脂１０８は円板状に形成さ
れ、前記開放部形成部材１００，１０１と支点ばね２４
をインサート成形によりモールドした後、永久磁石１９
と支継鉄１０６を取付けてこれらをユニット化すること
により前記マグネットユニット１０５を形成している。
ただし、ユニット化の方法はこれに限らない。

【００２７】前記永久磁石１９は２個用いられ、モール
ド樹脂１０８の外周に１８０°位相を異ならせて設けた
２つの凹部内にＮ極がケース後方側に、Ｓ極がケース前
方側になるようにそれぞれ取付けられ、継鉄１０６によ
って磁気的に結合されている。

【００２８】永久磁石１９の磁束は、Ｎ極から継鉄１０
６のＮ極−ギャップｅを通り可動鉄片２２Ａにおいて２
つに分岐されてそれぞれギャップａ，ｃ−開放部形成部
材１００，３２−ギャップｂ，ｄを経て可動鉄片３６に
入ると再び合流し、ギャップｆ−継鉄１０６のＳ極を経
て永久磁石１９のＳ極に戻る。

【００２９】励磁コイル８の磁束は、水平コア部１７ａ
から垂直コア部１７ｂを経て開放部形成部材１００を通
ると、２つに分岐されてギャップａ，ｂ−可動鉄片２２
Ａ，２２Ｂをそれぞれ通り、ギャップｃ，ｄを通って開
放部形成部材１０１を通ると再び合流して垂直コア部１
７ｃを通り水平コア部１７ａに戻る。

【００３０】ギャップＸ（Ｘ；ａ〜ｄ）における磁気吸
引力Ｆｘは、 Ｆｘ＝ＫΦｘ²Ｓｇｘ ただし、Ｋ：比例定数、Φｘ：ギャップＸの磁束、Ｓｇ
ｘ：ギャップＸの断面積である。Ｓｇａ＝Ｓｇｂ＝Ｓｇ
ｃ＝Ｓｇｄとして Ｆｘ＝Ｋ’Φｘ² （Ｋ’＝ＫＳｇｘ） ギャップｂ，ｃでは、 Φｂ＝Φｃ＝Φｍ＋Φｃ ただし、Φｍ：永久磁石の磁束、Φｃ：励磁コイルの磁
束である。 Ｆｂ＝Ｆｃ＝Ｋ’（Φｍ＋Φｃ）² ギャップａ，ｂでは Φａ＝Φｄ＝Φｍ−Φｃ Ｆａ＝Ｆｄ＝Ｋ’（Φｍ−Φｃ）² 発生トルクＴは Ｔ＝｛（Ｆｂ−Ｆａ）＋（Ｆｃ−Ｆｄ）｝・ｌ ＝Ｋ’’Φｍ・Φｃ ただし、ｌはフラッパの支点からギャップ中心までの距
離、Ｋ’’は定数である。例えば、Φｃ＝０なら、Ｔ＝
０となる。

【００３１】このように２つの可動鉄片２２Ａ，２２Ｂ
を開放部形成部材１００，１０１を挟んで対向するよう
に配置した電空変換器１３においては、４つのギャップ
ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて励磁コイル１８と永久磁石１９
の磁束がそれぞれ重畳される。この場合、ギャップｂ，
ｃでは磁束の向きが同じであるために加算されてフラッ
パ２２に対する吸引力が増大し、ギャップａ，ｄでは磁
束の向きが逆になるために相殺されて吸引力が減少し、
これらの吸引力の差がフラッパ２２を揺動させるための
回転トルクＴとなる。

【００３２】さらに、前記モールド樹脂１０８の両面に
は、案内板１１３，１１４がねじ１１５によって着脱自
在に取付けられている。後方の案内板１１３の一端部に
は、前記ノズル２３が可動鉄片２２Ａに近接して対向す
るように取付けられている。このノズル２３は先端部に
調整用のねじ部２３ａを有する空気ノズルからなり、取
付台１２１の凹部にＯリング１１８を介して進退自在に
嵌合され、前記調整用ねじ部２３ａが案内板１１３のね
じ孔にねじ込まれている。したがって、ノズル２３を手
で回すと、ノズル２３は可動鉄片２２Ａに対して接近離
間する方向に移動調整され、これによってノズルギャッ
プが調整される。なお、前記案内板１１３，１１４は、
マグネットユニット１０５を表裏反転させる際、モール
ド樹脂１０８から一時的に取り外される。

【００３３】前記ヨーク本体１７Ａの防爆ケース６の外
側に突出する突出端部にマグネットユニット１０５をね
じ１０２により着脱自在にかつ表裏反転可能に取付けた
理由は、電空変換器１３を正動作型（電気信号が大きく
なると空気圧信号が大きくなる）として使用したり逆動
作型（電気信号が大きくなると空気圧信号が小さくな
る）として使用したりする場合の切替を容易にするため
である。すなわち、今まで制御していたバルブと逆動作
のバルブを制御する変更が生じた場合、あるいはポジシ
ョナに故障が発生して急遽予備のポジショナと交換する
必要が生じ、この予備のポジショナとバルブとの動作が
異なっていた場合、マグネットユニット１０５を表裏反
転させて永久磁石１９の極性を反転させるだけでよい。
したがって、防爆ケース６を開いて励磁コイル１８のプ
ラスとマイナスを端子に逆に接続する必要がなく、動作
の変更作業を容易にかつ迅速に行うことができる。

【００３４】また、フラッパ２２と支点ばね２４をユニ
ット化してシーソー構造体１０３とし、さらにこのシー
ソー構造体１０３と永久磁石１９、継鉄１０６および空
間部形成部材１００，１０１をユニット化してマグネッ
トユニット１０５としているので、部品交換の際にはユ
ニットごと交換すればよく、精度良く取付けることがで
き、取付、調整作業が容易で、振動、衝撃等に対しても
強く、耐震性を向上させることができる。また、支点ば
ね２４を板ばねで形成し、捩れ方向への弾性変形を利用
してフラッパ２２を揺動自在に支持しているので、従来
装置のようにコイルばねで付勢する必要がなく、この点
からも振動、衝撃等に強く、しかも支点部が摩耗しない
ので、長期間にわたって安定した精度を確保することが
できる。

【００３５】前記ノズル２３は、図１７、図１９に示す
ように取付台１２１に設けられ、さらにその背面側にノ
ズル２３の背圧を増幅するパイロットリレー２６がガス
ケット１２３を介して取付けられ、かつフラッパ機構２
０、取付台１２１およびパイロットリレー２６をカップ
状のカバー１２２によって覆っている。前記取付台１２
１には、パイロットリレー２６とノズル２３を接続する
空気回路１２４が形成されている。したがって、配管に
よってノズル２３とパイロットリレー２６を接続する必
要がなく、組立作業が容易である。また、これら両部品
間の距離を最小にすることができるので、応答性も良好
である。さらに、両側面には図４に示すように開放部１
２５が形成され、この開放部１２５に指を差し込むとノ
ズル２３を回転させることができるようになっている。

【００３６】前記パイロットリレー２６としては、消費
空気を外部に排気する従来周知のブリード型が用いられ
るため、その詳細な構成については説明を省略する。パ
イロットリレー２６の側面にはブリード用孔１２６が形
成され、このブリード用孔１２６から排気された空気を
前記カバー１２２に設けた排気口１２８およびカバー１
２２に取付けたキャップ１３０の開口１３１から外部に
排気するようにしている。

【００３７】前記排気口１２８はカバー１２２の背面中
央に開口しており、その開口縁には、径方向外方にＵ字
状に折り曲げられたラッパ状の雨水侵入防止部１３３が
カバー１２２と一体に設けられている。

【００３８】前記キャップ１３０は図１８に示すように
浅底円筒状に形成されることにより、円筒状の外周壁１
３０ａと、この外周壁１３０ａの一端開口部を覆う円板
部１３０ｂとからなり、また内部には同心円状に形成さ
れた第１、第２の環状壁１３０ｃ，１３０ｄが一体に突
設されている。外周壁１３０ａと第１、第２の環状壁１
３０ｃ，１３０ｄの一部には、周方向に適宜な間隔をお
いて複数個の開口１３１，１３５，１３６がそれぞれ形
成されている。したがって、前記ブリード用孔１２６か
ら排出された空気は、開口１３５−開口１３６を通り開
口１３１からキャップ１３０の外部に排気される。開口
１３１と開口１３５は、キャップ１３０の径方向におい
て対向する位置に形成され、開口１３６は隣り合う開口
１３１（１３５）間に位置するように形成されている。
このようなキャップ１３０は、円板部１３０ｂの外周寄
りに形成した２個のねじ取付孔１３８を有し、これらの
ねじ取付孔１３８に挿通されるねじ１３９（図３）によ
って前記カバー１２２に取付けられることにより前記ブ
リード用孔１２８を覆っている。

【００３９】このようにカバー１２２に雨水侵入防止部
１３３を設け、キャップ１３０に開口１３１，１３５，
１３５を設けると、バルブポジショナ５のバルブへの取
付角度がどのような角度であっても雨水がカバー１２２
内に浸入するのを確実に防止することができる。また、
雨水がキャップ１３０内に浸入しても下方に位置する開
口１３１から速やかに排水することができる。

【００４０】図５、図７、図１４〜図１６において、前
記端子台３７は合成樹脂によって外径が防爆ケース６の
前端部側の内径より若干小さい円板状に形成されて前記
防爆ケース６の前面側開口部から嵌合され、かつ複数個
のねじ１４０とクリップ１４８によって固定されること
により、上記した通りケース内部を結線室６３と電気室
６４に仕切っている。端子台３７の前面側には前記端子
６７が配列され、裏面外周寄りには筒状体からなる複数
個の基板取付部１４５が一体に突設され、これらの基板
取付部１４５にプリント配線基板６５が取付けられてい
る。

【００４１】前記防爆ケース６は、電気室６４を形成す
る奥側内径が結線室６３を形成する前端部側より小径の
異径筒状体に形成されることにより前記端子台３７を受
け止める段部１４１を有し、またこの段部１４１と結線
室６３の壁面との境部にはＯリング１４２が嵌着される
環状溝１４３が形成されている。さらに、防爆ケース６
の内壁で前記段部１４１より前方側には前記クリップ１
４８の一端部を係止する環状溝１５０が形成されてい
る。

【００４２】前記プリント配線基板６５は、前後方向に
適宜間隔をおいて配置された大きさが異なる第１、第２
のプリント配線基板６５Ａ，６５Ｂとで構成されてい
る。第１のプリント配線基板６５Ａは端子台３７の外径
より若干小さく、前記基板取付部１４５に嵌装され、か
つ端子台３７の背面に固着されている。この第１のプリ
ント配線基板６５Ａは、前記端子台３７の端子６７を介
して外部コードに接続されるとともに、落雷保護回路が
形成されている。

【００４３】第２のプリント配線基板６５Ｂは電気室６
４の内径より小さく、前記基板取付部１４５の先端面に
ねじ１４６によって固定されている。この第２のプリン
ト配線基板６５Ｂには、、制御演算部２５（図２０参
照）を構成する電気回路と、バルブの開度を外部機器に
送信するための発信回路が形成され、前記電空変換器１
３の励磁コイル１８、フィードバック機構７のセンサ１
１等が接続されることにより、前記電空変換器１３に電
気信号Ｉ0 を送出する一方、センサ１１からのフィード
バック信号が入力される。また、第２のプリント配線基
板６５Ｂはコネクタジャックを形成するピン１５４とコ
ネクタ１５５によって前記第１のプリント配線基板６５
Ａに電気的に接続されており、これによって発信回路に
よる弁開度の信号が第１のプリント配線基板６５Ａを介
して外部に発信される。

【００４４】前記クリップ１４８は弾性変形可能な金属
板によって逆への字状に折り曲げ形成され、折曲部１４
８ａとは反対側に前記ねじ１４０が挿通される長孔１４
８ｂが形成されている。このクリップ１４８は端子台３
７の前面外周寄りに予めねじ１４０と共に装着され、端
子台３７がプリント配線基板６５と共に防爆ケース６内
に嵌挿されると先端部が前記環状溝１５０に挿入され
る。この状態でねじ１４０を締め付けてクリップ１４８
を押し下げると、クリップ１４８はテコの原理により防
爆ケース６を図１５において上方に移動させ、端子台３
７を押し下げようとする。その結果、第１のプリント配
線基板６５Ａは段部１４１に圧接され、端子台３７はＯ
リング１４２に圧接されて所定の位置に固定される。

【００４５】このように第１、第２のプリント配線基板
６５Ａ，６５Ｂを板厚方向に所要の間隔をおいて積層
し、コネクタジャックで両基板を電気的に接続すると、
リード線による接続が不要で、第１、第２のプリント配
線基板６５Ａ，６５Ｂの取付作業が著しく容易である。

【００４６】また、ねじ１４０とクリップ１４８を用い
て端子台３７を防爆ケース６内に固定すると、防爆ケー
ス６の電気室６４の内径を従来の防爆ケースに比べて大
きくすることができる。すなわち、従来はねじ１４０を
段部１４１にねじ込んで端子台３７を固定していたた
め、防爆ケース６の内径差を大きくして段部１４１のケ
ース中心方向の突出寸法を大きくする必要があったが、
本発明においてはねじ１４０を端子台３７にねじ込むだ
けで、段部１４１にはねじ込む必要がないため、段部１
４１の突出寸法、言い換えれば防爆ケース６の内径差を
小さくすることができる。そのため、前記電気室６４の
容積が大きく、より大きなプリント配線基板の組込みが
可能である。また、同じ大きさのプリント配線基板を収
納する場合は、防爆ケース６を小型化することができ
る。さらに、クリップ１４８によって端子台３７を段部
１４１に押し付けているので、端子台３７の取付け位置
も正確で、ねじ１４０が多少緩んでも遊動するようなこ
とはない。

【００４７】なお、上記した実施の形態においては、２
個の可動鉄片２２Ａ，２２Ｂによってフラッパ２２を形
成した例を示したが、本発明はこれに何等特定されるも
のではなく、従来のノズルフラッパ機構と同様に１個の
フラッパで構成したものであってもよい。また、上記実
施の形態においては、爆発ガス雰囲気中で使用される耐
圧防爆型のバルブポジショナに適用した例を示したが、
これに限らず耐圧防爆型でないものにもそのまま適用す
ることが可能である。その場合は、ケースを耐圧容器と
する必要がない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るポジシ
ョナによれば、第１、第２のプリント配線基板を中仕切
部材に取付けられた状態でケース内に組込むことができ
るので、また、ケース内部でプリント配線基板どうしを
電気的に接続する必要がなく、また中仕切部材とプリン
ト配線基板の組込作業も一度に行うことができ、組立の
作業性を向上させることができる。また、プリント配線
基板と電空変換器、フィードバック機構のセンサとの電
気的接続も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るバルブポジショナをバルブのヨ
ークに取付けた状態を示す正面図である。

【図２】 同ポジショナの平面図である。

【図３】 同ポジショナの背面図である。

【図４】 同ポジショナの左側面図である。

【図５】 同ポジショナの蓋体を取外した正面図であ
る。

【図６】 同ポジショナのカバーを取外した背面図であ
る。

【図７】 図６のVII −VII 線断面図である。

【図８】 電空変換器の取付構造を示す断面図である。

【図９】 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】 図８のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】 フィードバック機構の要部の断面図であ
る。

【図１２】 フィードバックレバーの正面図である。

【図１３】 同フィードバックレバーの長孔に連結ピン
を挿通した状態を示す図である。

【図１４】 同ポジショナの要部の断面図である。

【図１５】 端子台の取付構造を示す要部の断面図であ
る。

【図１６】 （ａ）、（ｂ）はクランプの平面図および
側面図である。

【図１７】 同ポジショナの要部の断面図である。

【図１８】 （ａ）、（ｂ）はキャップの背面図および
Ａ−Ａ断面図である。

【図１９】取付台の平面図、Ａ−Ａ線断面図およびＢ−
Ｂ線断面図である。

【図２０】 ポジショナの従来例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１…バルブ、２…作動軸、３…操作器、４…ヨーク、６
…防爆ケース、７…フィードバック機構、８…フィード
バックレバー、９…連結ピン、１０…長孔、１１…セン
サ、１２…回転軸、１３…電空変換器、１７…ヨーク、
１８…励磁コイル、１９…永久磁石、２０…ノズルフラ
ッパ機構、２２…フラッパ、２２Ａ，２２Ｂ…可動鉄
片、２３…ノズル、２６…パイロットリレー、３７…端
子台、６５…プリント配線基板、８０…センサ収納部、
８１…外壁、８２…内壁、８４…蓋部材、８６…挿通
孔、９０…リード線、１２１…取付台、１２２…カバ
ー、１２４…空気回路、１３０…キャップ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電空変換器、ノズルフラッパ機構、フィ
   ードバック機構等を備えたポジショナにおいて、 円筒状に形成したケースの内部に中仕切部材を取付け取
   外し可能に装着してケース内部を結線室と電気室に仕切
   り、この中仕切部材の前記電気室側面に第１および第２
   のプリント配線基板を板厚方向に互いに離間させて取付
   け、これら両基板をコネクタジャックによって電気的に
   接続したことを特徴とするポジショナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のポジショナにおいて、 電気室には電空変換器およびフィードバック機構の一部
   が収納され、第２のプリント配線基板は前記電空変換器
   に電気信号を送出し、フィードバック機構からのフィー
   ドバック信号が入力されることを特徴とするポジショ
   ナ。