JPS62274218A - 電空変換器 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電空変換器の改良に関する。

〈従来技術〉 第６図の礪成図、第７図のブロック線図により従来技術
の一例を説明する・ １．１′は、調節計等の操作手段よりの電流出力Ｉｏを
入力信号として受ける入力端子、２はトルクモータで、
コイル２０１　Ｋ入力＠ｆｌ工ｏが与えられる。

３はトルクモータで駆動されるレバーで、バネ４゜５に
より基準位置に規制されており、入力端子により一方の
端部３０１がフラッパーとして矢印Ａ方向Ｋｆｆｉ勧さ
れる。このフラッパー３０１にはノズル６が対向配置さ
れており、その背圧ｐｂが増加する。

７は供給空気源Ｐ３に対する絞りで、ノズルより噴出す
る空気を供給する。８はノズル背圧ｐｂを増幅するパイ
ロットリレーで、空気圧信号ＰＧを出力する。この空気
圧信号Ｐｏはフィードバックベローズ１５に導かれる。

このフィードバックベローズ１５の一端とレバーと３の
他端部３０２は固着されている。そのため、フィードバ
ックベローズ１５のＢ方向への力により、レバー３の他
端部３０２はＢ方向へ変位し、その力により、入力電流
１ｏによるレバー３の入方向への変位を引戻す様に作用
して系が平衡する。

この様な力平衡系により空気圧信号は入力電流Ｉｏに対
応して制御される。

第７図：まこの様な系をブロック線図で示したものであ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 この様な力平衡系による電空変換器では、入力電流を力
だ変換する高精度のトルクモータが必要であり、更に空
気圧信号を力によるフィードバック信号に変換する１構
が必要となり、いずれも機械的なｍ成要素で比較的大形
にな抄やすく、連結機構も機械的なため構成が複雑でコ
ストも高くなる欠点がある。

また、空気圧出力側の容ｆｔＫよる応答遅れやフィード
バック機構の機械ｇ！素の定数により、フラッパーを制
御するアクチェエータの応答に遅れを生じ、系が不安定
となりやすい欠点がある。

本発明はこの様な問題点を解決し、小形安価で安定性の
すぐれ九電空変換器の提供を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、空気圧信号スメメを入力端子
に対応させて出力するための電空変換器において、この
入力電流を電圧信号又はディジタル信号に変換する入力
処理手段と、この入力処理手段の出力とフィードバック
信号との差に基づいて空気圧信号を出力するパイロット
リレーの７ラツパーを制御するアクチェエータ手段と、
パイロットリレーの弁に連動するステム変位をｗＬ電気
信号変換してアクチェエータの入力側にフィードバック
する変位−電気信号変換手段と、空気圧信号出力を入力
して電圧信号又はディジタル信号の形態でフィードバッ
ク信号を得る圧力−電気信号変換手段とを具備せしめた
点にある。

く作用〉 本発明によれば、入力電流は入力処理手段によって電圧
信号又はディジタル信号に変換され、電圧信号又はディ
ジタル信号で与えられるフィードバック信号との差に基
づいてパイロットリレーが制御され、空気圧信号が出力
される。空気圧信号出力は圧力−電気信号変換手段によ
り電圧又はディジタル信号のフィードバック信号に変換
されて入力処理手段の出力と平衡すると共に、パイロッ
トリレーの弁に連動するステムの変位が電気信号に変換
されてアクチュエータの入力側にフィードバックされ、
アクチェエータ駆動信号と平衡する。

〈実施例〉 第１図〜第５図により本発明の詳細な説明する。第１図
および第２図は入力電流を電圧信号に変換する実施例の
構成図及びブロック図を示し、第６図と閤−の要素には
同一の符号を付してその説明を省略する。

１６は入力処理手段であり、入力電流ＩＯを電圧信号Ｖ
ｉに変換する。１７は差動増幅器で、電圧信号Ｖｉとフ
ィードバック信号Ｖｆの差を増幅する。この増ツバ３を
変位させる圧電アクチェエータ１８を駆動する。ノズル
６およびパイロットリレー８の構成は従来構成と同様で
ある。

パイロットリレー８の空気信号出力Ｐａは圧力−電気信
号変換器１９によりフィードバック信号Ｖｆに変換され
る。この変換器は、振動式カセ／す手段で構成されてお
り、一方の端部を固定された片持梁１９１のエツチング
等により形成された振動部１９２に一対の圧電素子１９
３，１９４を配置させ、増幅器１９７と２個の圧電素子
が閉ループを構成するようにして振動部１９２の１ｍｌ
有周波数の自己発振を発生させることができ、片持梁の
他端にベローズ１９６を介して空気圧信号出力を力に変
換して入力する墨により、空気圧信号出力に関連した周
波数の振動出力を得ることができる。信号処理回路１９
５は発振周波数を１圧信号Ｖｆに変換する機能を有する
。

変位−心気信号変換器２０は片持ばりの他４をベローズ
でなく、バネを介してパイロットリレーのステム変位を
力に変換することを除いて１９とまったく同一構成の圧
力′１１信号変換器でおり、パイロットリレー８の弁に
連動するステムＳＯｔの変位に関連した電圧信号Ｖｐを
発生させ、差動増幅器１７の出力ＶｏＶｃ負帰還する機
能を有する。

このフィードバックループは系の安定性向上のためのも
ので、空気圧信号出力側の容量、構成要素の定数等より
発生する不安定要因を除く事が可能である。

この変位−電気信号変換器２０は、１９に比較して精度
の低いもので実現が可能である。

差動増幅器１７．カー電気信号変換器１９及び変位−電
気信号変換器２０等の駆動電源は、入力処理手段のツェ
ナーダイオード１６１より得られる定電圧ｇｂｔ利用す
る事が可能であり、特別な電源を必要としない。

第２図は、第１図の構成をブロック線図で表したもので
あり、電圧信号Ｖｉと電圧のフィードバック信号Ｖｆの
比較により系が平衡すると共にパイロットリレーのステ
ム変位がアクチ為二一タの入力側に帰還され、２重のル
ープで平衡が実現される点を特徴とする。

変位−電気信号変換６２Ｇを実現する手段は磁歪ポテン
シｌメータ、変位磁気抵抗変換器、光又は容量変化を利
用するもの等の応用が可能であるが、第３図に磁歪ポテ
ンシ１メータを利用した実現例を示す。

パイロットリレー８のステム８０！の変位信号は拡大機
構２１で拡大され、磁歪線２３と非接触に結合するコイ
ル２２をスライドさせる。２４は磁歪線両端部よりパル
ス信号電流を供給するパルス発生手段、２５．２６は更
に外側の両端部に設けら五たパルス検出手段で、スライ
ダ位置よりの反射パルスの到達時間差を演算回路２７で
処理して変位と関連した電圧信号Ｖｐを７４−ドパツク
信号として得る。

フラッパー３を駆動するアクチェエータ手段は、実施例
のごとき圧電素子の＃１かに、可動コイルや可動鉄片手
段で駆動する構成としても曳い。

纂４図は、ディジタル信号で平衡する糸の実施例を示す
。電圧信号Ｖｉはアナログ・ディジタル変＠ｒＩ２Ｂで
ディジタル信号Ｄｉに変換されてマイクロコンビ島−夕
３０に入力される。一方、圧カー電気轟 号変換ｆｉ１９’からは圧力に関連した振動周波数信号
Ｆが直接出力され、周期カウンタ２９でクロックをカウ
ントすることＫよ抄振動周期に対応したディジタルフィ
ードバック信号Ｄｆとしてマイクロコンビエータ３ＯＫ
入力される。

これらディジタル信号Ｄｉ　、　Ｄｆの偏差はこのマイ
クロコンビエータ３０内で演算処理され、ディジタル信
号として操作出力りが発信される。この操作出力謡は、
ディジタル・アナログ変換器３１により電圧信号ｖＯに
変換され、パイロットリレー８のステム変位に関連する
フィードバック信号ｖｐと差引かれてアクチェエータ１
８を駆動する増幅器１７に入金には、この様なディジタ
ル信号による平衡系が実現しやすく、また、マイクロコ
ンビエータを導入する事により入力信号と空気圧信号出
力の関係を特定の関数関係に演算する事も容易にできる
。

第５図の実施例は、周波数信号の位相比較によって系の
平衡が実現される＃成を示す。３２は電圧信号Ｖｉｔ−
周波数信号−１に変換する電圧−周波数変換器、３３は
位相比較検波器で、空気圧信号出力に関連する圧力−電
圧変換５１９’の周波数信号出力ω２とω１とを比較し
、位相差に関連した信号φを演算すると共に電圧信号Ｖ
ｏに変換して出力する。

この出力Ｖｏとパイロットリレー８のステム変位に関連
したフィードバック信号Ｖｐの差が差動増幅器１７に入
力される。

位相比較検波器３３はｌ’ＬＬ　−ＩＯとして市販され
ているものを使用する事が可能である。

この実施列でも、空気圧信号出力を検出する手段が周波
数信号を出力する場合に有効である。

〈発明の効果〉 以上説明したように１本発明によれば従来の電空変換器
のごとく機械的な力平衡によらず、系は電気信号によっ
て平衡するので、レバーやベアリングの如き機械的部分
が減少すると共に高精度で大形のトルクモータが不要と
なるために、小形。

安価で組立て烏く、ヒステリシス特性、耐震性を向上さ
せた電空変換器を実現する事ができる。

更に、２道フイードバツクの採用によゆ、入力信号に追
従性の良い安定な電空変換器を′：ｉ４現する事ができ
る。

【図面の簡単な説明】

他の実施例を示す構成図、第４図、第５図は本発明の他
の実施例を示す構成図、第６図は従来技術の一例を示す
構成図、第７図はそのブロック線図である。 １．１′・・・入力端子、３・・・フラッパー、８・・
・パイロットリレー、８０１　・・・パイロットリレー
ステム、１６・・・人力処理手段、１７・・・差動増幅
器、１８・・・アクチェエータ、１９・・・圧力−電気
信号変換器、２ｏ・・・変位−電気信号変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気圧信号を入力電流に対応させて出力するための電空
   変換器において、上記電流を電圧信号又はディジタル信
   号に変換する入力処理手段と、この入力処理手段の出力
   とフィードバック信号との差に基づいて上記空気圧信号
   を出力するパイロットリレーのフラッパーを制御するア
   クチュエータ手段と、上記パイロットリレーの弁に連動
   するステム変位を電気信号に変換して上記アクチュエー
   タの入力側にフィードバックする変位−電気信号変換手
   段と、上記空気圧信号出力を入力して電圧信号又はディ
   ジタル信号の形態で上記フィードバック信号を得る圧力
   −電気信号変換手段とを具備した電空変換器。