JPS5892003A - 調節演算機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ４・ 発明は、調節演算機構Ｋｌ！ｌＩするもので套る＠更に
詳述すれば、本発明社空気郷の流体を用いた調節演算機
構に関するものである〇 第１図は、従来より一般に使用されている空気を用いた
調節演算機構の一実施例の構成説明図であゐ。

図において、１はベース、２はリセット圧Ｐｒの導入さ
れる積分ベローズ、ｊは設定圧ｐｓＤ導入される設電、
ベローズ、’　ｔｆ　＠Ｉ定圧りの導入される測定ベロ
ーズ５は比例ベローズである。６はベースある。８はビ
ーム６の一端とノズル−フラッパ機構を構成するノズル
である。ム／Ｓは供給空気源で、レストリクターＲ（絞
り）を介してノズル８に供給されるｏ　ＰＲはパイロｆ
＞リレーで、ノズル８の背圧を増幅する。パイロ、トリ
レーＰＲの出力は出力ＰＯＵＴとしてｌｌ１１シ出され
ると共に比例ベローズ５に供給され、かつ、比例帯可変
抵抗Ｒ工を通る回路、あるいは、積分可変抵抗ＰＲ→積
分タンクＲＴ→リピータＲ→固定抵抗Ｒ２が連続的に接
続された回路とを通って積分ベローズ２に供給される。

以上の構成のものは、一定、設定、比例、・積分の４個
のベローズが使用されている。これが、調節演算機構の
一般的な構成例である◎ 一般に、ベローズは有効面積が安定で、ばね定数が小さ
く、きわめてすぐれ九受圧素子である。

しかしながら、ベローズは、他の構成部品に比して高価
・であり、装置全体が高価なものとなる。

まえ、本質的にその占有面積は大きくなシ、小型化には
１１１度がある。

ムは横方向の分力を受ける。　ダイアフラムは、縦方向
の剛性やダイアフラムが傾斜する場合の回転ばれ定数に
比して横方向の剛性はきわめて大龜い。し九がって、特
性の喪い装置が得られない。

更に、ビーム６０回動に対処するためにビーム６との接
続方法としてはピメｖト接続等が採用されるが、過大入
力、あるいは、入力が完全零時にビーム６０回動に完全
に追従することができず、接続がずれてしまう。あるい
は、ヒステリシス誤差等がきわめて大きく１ｋ〕ダイア
７２ムは使用することかで自ない。

本発明状、これ郷０ｆｌＪＩＩＩ点を幣決する％０であ
る０ 本発明Ｏ目的は、特性が曳好で、大幅なコストダウンが
得られ、小型化がはかれる調節演算機構を提出すゐにあ
ゐ。

第２図は、本発明の＝実施例の構成説明図であるＯ 図において、第１図と同一記号は同一機能を示す。以下
、第１図と相違部分のみ説明する０２’、　３！、　４
１．５°　バーｔｔＬ−ｔ”ｉヘースＩ　Ｋ１１ｊｉ！
−！れた積分、設定、測定、比例ダイアフラムで、ダイ
アララムＯ有効藺積Ａは囲者とも等しい０（以下、鱒称
す為場合には「ダイアフラム」と称する０）２１、３１
．４１．５１は、第ｓＷＪに示す如く、ツレツレ積分、
設定、一定、比例ダイアフラムに一端が取付けられ九積
分、設定、一定、比例ピン７レクシヤ（以下、総称する
場４ｒＫｄｒビンフレクシャ」と称する０）で、可撓性
を有する。６１はＭＳビームで、その途中が十字７レク
シヤ７１によ〕支持され、一定、設定ピン７レククヤの
他端が、支持点０□よ〕等距ｗｔｔｔ＊いて支持点０１
０両側Ｋｍ続されて　１いるｏ６２はＰＲビームで、そ
の途中が十字フレクシャ７２によ）支持基れ、比例、積
分ピンフレクシャの他端が、支持点０□より等距離りを
置いて支持点０２０両儒Ｋ１１ｌ続１れているＯノズル
８はＰＲビーム〇一端とノズル・フ÷Ｖパ機構を構成す
る。９は助ビーム６１とＰＲビーム６２を連結する連結
機構で、闘ビーム６１に一端が固定された第１７−ム９
１と、第１７−ム９１０他端に直交してその一端が龜付
けられ九７レクシヤ９２と、フレクシャ９２の他端にそ
〇−罎が直交して取付けられ、第１７−ム９１と平行を
なし、他端がＰＲビーム６２に接続され九第２アーム９
３よりｅる。第１アーム９１とＩＪ／Ｅ２アーム９３と
の長さの比ｅ１：ｅ２は、との場合は、５；ＩＫ設定さ
固定抵抗Ｒ２とＯ途中に必要に応じて取付けられる５０
％出力発生器である。第４図は、本実施例の斜視図であ
る。

以上の構成において、比例制御動作の場合ｔ−説明する
。この場合は、リピータＲ１積分演算ユニ、トを数多の
ぞき、５０％出力圧力発生器υを接続し九場合について
説明する。今、測定ダイアフラム４１に設定圧より大き
な圧力りが加わると、ＭＳビーム６１は時計方間のモー
メントを発生する。このモーメントは連結機構！を介し
てＰＲビーム６２に反時計方向Ｏモー°メントが生じ、
ノルズ８０背圧ｐＮが上昇すゐ。この背圧ＰＮはＩ（イ
ロットリレーＰＲで増幅され出力信号Ｐ　として出力さ
れる〇一方、ＵＴ り固定抵抗Ｒ２を通ってり七、ト圧カＰｒ（圧力発生器
、通ｆ５０％出力）Ｋｍ続畜れている。設定圧力Ｐ８と
一定圧力−の偏差によって生じ走圧カがリセ、ト圧力Ｐ
ｒよシ大暑いと、圧力差によって空気が流れ抵抗Ｒ１と
Ｒ２によりて圧力は分圧され抵抗Ｒと１２０間から得ら
れる圧力が積分ダイアフラム２゛に供給され石。即ち、
抵抗Ｒ１の両端の圧力差によるモーメントがＩ！＃遺カ
となって、測定圧りと設定圧Ｐ嘩による偏差と平衡する
。比例帯可変抵抗Ｒ１の大きさを変更すれば、同じ出力
圧による帰環力を変更することができ、比例帯の変更が
できる０この場合、Ｒ１−０とすれば比例帯α、Ｒニー
囚とすれば比例帯５００％となる・比例帯５００％とな
るのは、この場合、第１アーム９１と第２アーム９３と
の長すノ比ｔ５：１に選んであるからである。比例帯は
この機度Ｏ可変幅が一般に必要とされ、本願においては
比例帯可変幅は上述の比を変えることにょシ幽由に変え
られる。

以上の構成のプロ、り線図を第５１１１ｔ：示す。

図において、Ａはダイアフラムの有効面積、ｔはビー五
支点から測定、設定、比例、積分ビンフレククヤ取付位
置までの距離、ｅは第１アーム９１の長さ、ｅ２は第２
アーム９３の長さ、Ｋは支点０２に関する金ばね定数、
。は支点０２からノズルオでの距離、〜はノズル７う、
パーのゲイン、ＧＲはパイ四ツトリレ−のゲイン、ｅ！
Ｉは圧力分割可愛定数である。ζこで、伝達関数−ｇ２
（ＰＭ−ＰＭ）／／、（１−ｎ）、オープンループゲイ
：／　Ｇ　−ｅｅｎＡ　ＧＮＧＲ（１−ｎ）／にである
。

このようなもＯ＃ｃおい′ては、従来使用されていた高
ａｔベローズを用い丸もＯＫ対して、−優なレ ダイアフラムを用いることができゐので大幅なコストダ
ウンをすることができる〇 ずか曲り、ピン７レクシヤ〇一端はビームに直交し他端
はダイアフラムに直交することができる。

即ち、グイアップ本社横変位を生ずる必要はなく、わず
かに傾斜すればよい。ダイアフラムを傾斜１せる場合の
回転ばね定数線前述の如く比較的小さいので、装置の特
性への悪影響はない。

このようにして、ビームとダイアフラムの＃１監傾斜は
、ピン７レクシヤによって吸収され、−１定Ｋかかわる
ダイアフラムの軸方向の力は、ピンフレクシャによって
伝達される。ピンフレクシャは座屈に耐えるＳ＊に細く
作っておけば、大きなばね定数にならず、測定系の動作
に影響を与えない。

次に、ＭＳビーム６１とＰＲビーム６２を連結する連結
１Ｈ１１９を第１７−ム９１．フレクシャ９２、第２ビ
ーム９３により構成した０この結果、第１７−ム９１と
第２７−ム９３との長さの比ｅ工ｌｅ２を変えることに
より比例帯の可変幅を自由に設定するヒとができるもの
が得られる。

更に加えるに１第１図従来例においては、−個Ｏビーム
４に対応して、積分、設定、＠定、比例ベローズ２．３
．４．　Ｉ５が設けられている。この場合、ｌｌ！際の
設計上で杜、積分、比例ベローズのグループと設定、測
定ベローズのグループとはビーム４に対する力のバラン
スの関係上、有効面積は大自〈異ならざるを得ない。し
九がって、部品点数が・増加する。

これに対して、本願においては、ペース１０片面側に積
分、比例ダイアフラムとビーム６１とを、他面側に設定
、測定ダイアツクふとビーム６２とを設けたので力Ｏバ
ランスを別々に切カ離して考えることかで龜る。

この結果、四個のダイアフラムを同一有効面積を有する
％０で構成することができ、Ｉｌ＆の統一化がはかれ、
コストを低減することがで■ゐＣ以上の如く、■本発明
は、従来困難で６つ九、ダイアクラムを用いて特性の良
好な測定系を構成する課題を、可碗性を有するピン７レ
クシヤを用いるととＫより簿決することがで１九。■、
ベローズを使用し九−４２）Ｋシいては、ぺａ−ズの形
状の制約から薄くすゐことがで１１危かったが、本願に
おいては、本質的に落蓋形状を愈すダイア７りムを使用
し九ので、装置全体をきわめて薄くするととがで亀、小
蓋化がＩＫ現できゐ。■ベローズに比し、安価なダイア
フラムが使用できるので安価にすることができる。■ピ
ンフレクシャとビーム６１、６２０接続部分の位置の不
一致も小さなものは、ビンツレクシャが吸収でき加工精
度、組立精度を高める必要がなく、安価にできる。■連
結機構！自為ので、部品の統一化がはかれ、コストを低
減することができる。

以上説明したように１本発明によれば、特性が曳好で、
大幅なコストダウンが得られ、小型化がはかれる調節演
算機構を実現すゐことができる。

ｔ　　ｇｍｗの簡単な説明 第１閣は従来より一般に使用されている従来例の構成税
制ｔａｓｓｚ図は本発明の一実施例の構威説ｆＩＩｌＩ
、第ｓｌｌは第２１１０一部拡大図、腑４１１は第２９
の斜視図、第１は第２図のプロ、り線図である◎ １・・・ペース、２１・・積分ダイアフラム、２１１−
・・積分ピン７レクシヤ、３１・・設定ダイアフラム、
３１′・・・設定ピンフレクシャ、４Ｉ・・・測定ダイ
アフラム、４１１・・・測定ピンフレクシャ、５Ｉ・・
・比例ダイアフラム、５１１・・・比例ビンツレクシャ
、６１−・・ＭＳビーム、６２・・・ＰＲビーム、７１
．７２−・・十字フレクシャ、８・・・ノズル、！・・
・連結機構、９１・・・第１アーム、９２・・・フレク
シャ、９３・・・第２７−ム。

代理人　　　弁理士　　小　沢　信　ｄ′−ゝ：　　　
　　ｌ −、ユ／ 策　ｌ　刺 暦　Ｚ　り 箸　、７１日 η４１呵 ５’　　ｒｒＸ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブロック状のベースと、皺ベースの一間側にそれぞれ設
   けられた測定ダイアフラムと設定ンイアフラムと、前記
   ベースの他面側にそれぞれ設けられた積分ダイアフラム
   と比例ダイアフラムと、該比例、積分、測定、設定ダイ
   アクラムの中央部にその一端がそれぞれ固定畜れ可撓性
   を有する比例。 積分、Ｉｌ定、設定ビンフレクシャと、峡設定、ＩＩ！
   定ビン７レクシヤの他端がそれぞれ接続されその途中が
   ＊−４に支持されたＭＳビームと、前記積分。 比例ビン７レクシヤの他端がそれぞれ接続されその途中
   が支点に支持され７１ＰＲビー　ムと、前記ＭＳビーム
   の支点と前記一定ピンフレクシャ０１１ｊ付は位置と０
   １％１１０前記ＭＳビームに一端が讐続濱れた第１アー
   ムと該第１アームの他端に一端が接続された７レククヤ
   と該７レクシヤの他端にその一端が接続１れ他端が前記
   ＰＲビームの支点と前記比例ビンフレクシャの取付叶位
   置との間の前記ＰＲビームに接続された第２７−ムとを
   具える連結機構と、前記ＰＲビームの一端とノズル・フ
   ラ、パ機構を構成するノズルとを具備してなる調節演算
   機構〇