JPS588445B2 - 調節計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気信号を利用した調節計に関するものであ
る。

第１図は従来公知の調節計の一例を示す構成図である。

図において、設定ベローズ１と測定ベローズ２に空気圧
信号Ｐｓ，Ｐｍが与えられ、互に逆方向の力を生じて力
の比較を行なう。

設定値信号Ｐｓと測定値信号Ｐｍ間に偏差ε（一Ｐｓ−
Ｐｍ）があるとすると、レバー３にトルクを生じてこれ
が支点４を中心として回転しようとする。

その結果、ノズル５の背圧が変化し、コントロールリレ
ー６を介して出力空気圧信号Ｐｃが変化する。

この出力空気圧信号Ｐｃの変化は比例ベローズ７に与え
られ、偏差εによってレバー３に生じた回転トルクをち
ょうど打ち消す方向および大きさのトルクを発生し、レ
バー３は常に力平衡する。

したがって、空気圧信号Ｐｃは常に偏差εに比例したも
のとなる。

このように構成した従来の調節計においては、支点４の
位置を移動することによって、レバー比ｌ１：ｌ２を変
え比例帯を調整するものである。

このため、支点４を可動支点で構成しなければならずヒ
ステリシス誤差を生じやすい欠点があった。

また支点４を大幅に移動させないと広い範囲の比例帯調
整ができず、構成が複雑となる欠点があった。

ここにおいて、本発明は、上記したような従来装置の欠
点をなくし、動作の安定な調節計を実現しようとするも
のである。

第２図および第３図は本発明の一実施例を示す構成図で
、第２図は斜視図、第３図は第２図におけるＹ−Ｙ断面
図である。

両図において、３１は第１のビームで、固定支点３２に
よって支持されており、設定ベローズ１と比例ベローズ
７とが発生する力によって変位する。

３５は第２のビームで、固定支点３６によって支持され
ており、測定ベローズ２と比例スプリング８とが発生す
る力によって変位する。

９および１０は固定ベース、１１は可動ベース、１２．
１３は可動ベース１１を回動可能に固定ベース１０に連
結させる板バネで、これらは交叉点Ｐを回転軸とする十
字バネを構成している。

ここで、十字バネを構成している板バネ１２．１３付近
を更に詳細に示せば、第５図の通りである。

第５図において、イは第２図斜視図における右側面図で
あり、口は第２図斜視図におけるフラツパ２１側から見
た側面図である。

一方の板バネ１２の一端は固定ベース１０に、他端は可
動ベース１１にそれぞれ固定されている。

また、他方の板バネ１３の一端は、固定ベース１０に、
他端は可動ベース１１にそれぞれ固定されている。

これらの板バネ１２．１３は、十字バネとしての機能を
果すように、その厚味方向に弾性を有するが、その軸方
向（長手方向）には撓まないものとなっている。

そして、これらで構成される十字バネは、第５図口に示
すように、板バネ部分１６を挾んでその両側に２組設け
られており、可動ベース１１は、この２組の十字バネに
よって固定べ一ス１０に支持される。

それ故に、可動ベース１１は２組の十字バネの交叉点Ｐ
−Ｐを結ぶ軸を回転軸として回動可能となり、しかもこ
の回動軸（交叉点Ｐの位置）は、可動ベース１１の回動
や、板，バネ１６の撓み、あるいはフレクシャ１４．１
５の移動等にかかわらず、常に固定した位置に維持され
る。

１４．１５は互にｄなる間隔を隔てて並行し、かつ十字
バネ１２．１３の交叉点Ｐを挾んで配列されたフレクシ
ャで、その一端はいずれも、板バネ１６を介して可動ベ
ース１１に固定されている。

板バネ１６は、一端が第５図に示すように取付板２５に
よって可動ベース１１に一体になるように固定結合し、
他端は剛体部となっていて、この剛体部にフレクシャ１
４．１５及び後述するフレクシャ１７の一端が固定され
ている。

またフレクシャ１４の他端は第１のビーム３１に固定さ
れ、フレクシャ１５の他端は第２のビーム３５に固定さ
れている。

１７は板バネ１６に固定されたフレクシャ、１８はフレ
クシャ１７に結合するＬ金具、１９は固定ベース１０に
設けられた取付台、２０は比例帯調整ネジである。

この比例帯調整ネジ２０は取付台１９に回転可能に取付
けられるとともにＬ金具１８に螺合しており、ネジ２０
を回転させると、Ｌ金具１８が矢印方向に移動し、この
動きはフレクシャ１７を介して板バネ１６に伝えられ、
フレクシャ１４．１５をともに移動させるようになって
いる。

２１はフラツパで、可動ベース１１に固定されている。

５はフラツパ２１に対向するノズルである。

なお、これらの図ではコントロールリレーや配管は省略
してある。

また、ここでは第２のビーム３５に比例スプリング８を
配置させたものであるが、これを積分ベローズとしても
よい。

このように構成した本発明に係る装置の動作を次に説明
する。

いま、設定ベローズ１に設定値信号Ｐｓが与えられると
、これが発生する力はビーム３１を変位させフレクシャ
１４に矢印方向の力Ｆ１が与えられる。

また測定ベローズ２に測定値信号Ｐｍが与えられると、
これが発生する力はビーム３５を変位させフレクシャ１
５に矢印方向の力Ｆ２が与えられる。

フレクシャ１４．１５に与えられた力Ｆ１，Ｆ２は板バ
ネ１６を介して可動ベース１１に伝えられ、可動ベース
１１は十字バネの交叉点Ｐを回転軸として回動変位する
。

ここでフレクシャ１４と交叉点Ｐとの距離を１１，フレ
クシャ１５と交叉点Ｐとの距離をｌ２とすれば、可動ベ
ース１１は次式が成立する位置で平衡し、この位置は設
定値信号Ｐｓと測定値信号Ｐｍとの偏差εに対応する。

Ｆｌ・ｌ１＝Ｆ２・ｌ２ フラツパ２１は、可動ベース１１に固定されており、可
動ベース１１の回動位置に対応して傾き、ノズル５の背
圧が変化する。

ノズル５の背圧は、コントロールリレー（図示せず）を
介して出力空気圧信号Ｐｃとなるとともに、これが比例
ベローズ（フィードバック外ローズ）７に加えられ、Ｐ
ｓとＰｍとの偏差によって生じた交叉点Ｐを中心とする
回転トルクを打消すようにビーム３１に帰還力を与える
。

これによって、交叉点Ｐを中心としてフレクシャ１４．
１５に与えられる力による回転トルクが平衡し、出力空
気圧信号Ｐｃが常に偏差εに比例したものとなる。

この装置において、比例帯を調整するには、比例帯調整
ネジ２０を回転させることによってなされる。

すなわち、比例帯調整ネジ２０を回転すると、フレクシ
ャ１７が例えば第４図の矢印ａ方向（交叉点Ｐの軸と直
角な方向）に移動する。

フレクシャ１７の一端は、板バネ１６に固定されており
、フレクシャ１７が矢印ａ方向に移動すると、この板バ
ネ１６はフレクシャ１７に引張られた形となって、第４
図に示すように板バネ１６の固定点付近を支点として撓
む。

フレクシャ１４．１５の一端は、いずれも板ばね１６に
間隔ｄを隔てて固定されており、板ばね１６の撓みとと
もにこれらのフレクシャ１４．１５も間隔ｄを維持しな
がら第４図に示すよう移動する。

一方、固定ベース１０と可動ベース１１とを連結する十
字バネ１２，１３の交叉点Ｐは、フレクシャ１７の移動
にかかわらず常に固定点に保持されるものである。

従って交叉点Ｐからの各フレクシャ１４．１５までの距
離１１．１２は、フレクシャ１７の移動量に対応して変
更でき、これによって比例帯を調整することができる。

なお、ここでは比例演算を行なう調節計について例示し
たが、積分演算等、他の演算を行なわせるようにしても
よい。

以上説明したように、本発明によれば、十字バネの交叉
点からの距離ｌ１．ｌ２を僅かに変更することによって
大幅な比例帯調整ができるので、全体を小形に構成でき
、また可動支点をもたないのでヒステリシス誤差のない
動作の安定な調節計が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の調節計の一例を示す構成図、第２図
および第３図は本発明の一実施例を示す構成図、第４図
は比例帯調整の動作を説明するための説明図、第５図は
十字バネ付近の要部構成説明図である。 １……設定ベローズ、２儒…測定ベローズ、３……レバ
ー、４……支点、５……ノズル、６……コントロールリ
レー、７―…比例ベローズ、８……比例スプリング、３
１……第１のビーム、３５……第２のビーム、３２．３
６……固定支点、９，１０……固定ヘース、１１……可
動ベース、１２．１３……板バネ（十字バネ）、１４．
１５……フレクシャ、１６……板バネ、１７……板バネ
、２０……比例帯調整ネジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 設定値信号に対応した力を発生する圧力カ変換素子
   、この圧力カ変換素子が発生する力によって変位する第
   １のビーム、測定値信号に対応した力を発生する圧力カ
   変換素子、この圧力カ変換素子が発生する力によって変
   位する第２のビーム、２組の十字バネで互に結合する固
   定ベースと可動ベース、前記２組の十字バネの交叉点（
   可動ベースの回動軸）を挾んで所定間隔で配列され一端
   がバネ機構を介して前記可動ベースに固定された第１お
   よび第２のフレクシャ、前記バネ機構に結合し前記第１
   および第２のフレクシャの少なくとも一部を所定間隔を
   維持させつつ前記交叉点の軸（可動ベースの回動軸）と
   直角な方向に移動させる比例帯調整手段、前記可動ベー
   スの回動変位に対応した力を発生しこの力が前記第１の
   ビームに与えられるようにした帰還素子を具備し、前記
   第１のビームの一端と前記第１のフレクシャの他端とを
   結合するとともに、前記第２のビームの一端と前記第２
   のフレクシャの他端とを結合するようにした調節計。 ２ 圧カカ変換素子、帰還素子としてそれぞれべ口−ズ
   を用いた特許請求の範囲第１項記載の調節計。 ３ 帰還素子としてベローズを用いるとともに可動ベー
   スにフラツパを取付け、このフラツパの変位をノズル背
   圧として検出し、ノズル背圧に対応する空気圧信号を前
   記ベローズに与えるようにした特許請求の範囲第１項記
   載の調節計。 ４ 第２のビームに比例スプリングまたは積分ベローズ
   によって生ずる力を与えるようにした特許請求の範囲第
   １項記載の調節計。