JPH0138486Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はノズルとフラツパとの間隙変化により
ノズルからの空気に対する抵抗を変化させる空気
式可変抵抗器に関するものである。

〔従来の技術〕

工業的計測制御における変位の空気圧変換要素
としてノズルフラツパ式の可変抵抗器が広く用い
られている。この種の可変抵抗器は、薄い短冊状
に形成されたフラツパの一端を固定してその自由
端側をノズルに対向させ、フラツパをそのばね性
に抗して変位させることにより与えられるノズル
とフラツパとの間隙変化をノズルから大気へ放出
される空気に対する抵抗変化としてとらえるもの
である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、従来のノズルフラツパ機構は、フラ
ツパの変位とこれによる空気への抵抗の変化量と
が比例しないばかりでなく、抵抗特性がノズル径
によつて決められるので、これを変更することが
困難である。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は以上のような点に鑑みなされたもの
で、フラツパをばね部材で形成してこれにボール
を支持させ、このボールをフラツパの弾性でノズ
ル側へ付勢するとともに、フラツパの弾性力に抗
する調節手段を設けることにより、空気に対する
抵抗をフラツパの変位に比例させたり任意の抵抗
特性や高抵抗を得たりすることを可能ならしめて
性能の向上を計つた空気式可変抵抗器を提供する
ものである。以下、本考案の実施例を図面に基い
て詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る空気式可変抵抗器の実施
例を示す概要側面図、第２図ないし第４図は、そ
れぞれフラツパの角度、ノズル径、ボール径の変
化に対応するフラツパ変位と空気に対する抵抗値
との関係線図である。第１図において、計器の筐
体側には、フラツパ取付座１が設けられており、
その近傍には送気通路に接続されたノズル２が開
口されている。符号３で示すものはフラツパであ
つて、弾性を有するばね材により短冊状に形成さ
れて一端をフラツパ取付座１に止ねじ４で固定さ
れており、そのノズル２への対向部にボール５が
固定されている。前記取付座の座面は、その延長
面のノズル２からの高さがボール５の固定高さよ
りも幾分低く設定されており、したがつてこれら
とフラツパ３とを組付けた状態では、フラツパ３
は弾性変形して反り返り、ボール５はフラツパ３
の弾性によりノズル側へ付勢される。したがつ
て、フラツパ３の自由端側に矢印方向の力Ｐが加
えられない限り、ボール５はノズル２の孔縁へ均
一に接触してこれを閉鎖している。ここで例えば
鎖線で示すようなねじ手段６を操作することによ
り、力Ｐが得られ、ボール５とノズル２との間に
所望の間隙を与えることができる。

このように構成された可変抵抗器としてのノズ
ルフラツパ機構において、ノズル２へは図の下方
より常時一定圧力の空気が送給されている。一
方、フラツパ３は入力Ｐの加減により先端が符号
Ｘで示すだけ変化する。このフラツパ３の変位Ｘ
によりボール５がノズル２に対し移動して放出空
気に対する抵抗Ｒが変化される。

第２図は第１図に示す機構において取付座１の
高さを種々変え、ボール５がノズル２を閉塞した
ときのフラツパ３の反り角度δを４段階に変化さ
せた場合における変位Ｘと抵抗Ｒとの関係線図を
示しており、符号R₁で示すものが反り角度δの
最も小さいものであつて、矢印Ａ方向に向つて順
次反り角度δの大きいものを示している。また、
鎖線は従来のものすなわちフラツパによるボール
に対する予圧が全くない型式のものの変位−抵抗
曲線を示している。図において明らかなように、
フラツパ３の弾性でボール５をノズル２側へ予め
付勢することにより、変位Ｘを与える力にはフラ
ツパ３の弾撥力が加味され、従来は単純な二次曲
線であつた抵抗値との間に波形曲線が得られるよ
うになる。こうして得られた曲線の変曲点を含む
直線部は、反り角度δが小さいほど長くなること
が明らかであるから、目的にしたがつて反り角度
δを任意に選択することにより、これに対応する
ことができる。また、第２図においては従来の特
性は鎖線で示すようにわずかな変位Ｘに対し抵抗
Ｒが大きく変化して設定がしにくいが、本装置で
は変位Ｘを与えるねじ手段６の位置とボール５の
位置とを離せば、レバー比により変位Ｘに対する
ボール５の変位が小さくなり、したがつて符号Ｒ
で示すように、線の勾配が小さくなつて高感度な
微調整が可能になる。さらにフラツパ３の初期状
態に反り角度δを与えると、変位Ｘが小さい範囲
ではボール５がほゞノズル２の軸心に沿つて開閉
するが、ある位置からは円弧運動して軸心から離
れるので第２図にＡで示すような波形曲線とな
る。一般に空気式可変抵抗器は抵抗Ｒが大きい範
囲で高感度が要求され、抵抗Ｒが小さい範囲では
感度を上げることをそれほど必要としないから反
り角度δを与えた特性が要求を満足させるもので
あると言える。

さらに、第３図はノズル２の径を変化させた場
合における変位Ｘと抵抗Ｒとの関係線図を示し、
図ａは反り角度δの小さい場合を示し、図ｂは反
り角度δの大きい場合を示している。また、それ
ぞれ符号R₂で示すものがノズル径の最も大きい
ものであつて、矢印Ｂ方向へ向かつて順次ノズル
径の小さいものを示している。このようにノズル
２の径を変化させることによつて異なつた抵抗特
性が得られ、これに対して反り角度δを変えるこ
とによりさらに多種の抵抗特性が得られる。

第４図はボール５の径を変化させた場合におけ
る変位Ｘと抵抗Ｒとの関係線図を示し、図ａは反
り角度δの小さい場合を示し、図ｂは反り角度δ
の大きい場合を示している。また、それぞれ符号
R₃で示すものがボール径の最も大きいものであ
つて、矢印Ｃ方向へ向つて順次ボール径の小さい
ものを示している。このようにボール５の径を変
化させることによつても異なつた抵抗特性が得ら
れ、これに対して反り角度δを変えることにより
さらに多種の抵抗特性が得られる。

このようにボール径を変えることにより所望の
特性が得られるが、これだけではなくボールフラ
ツパを用いた理由は他にもある。すなわち、通常
ボール５を用いることにより、高シール性が得ら
れるので、高抵抗性の実現が可能となることが知
られており、例えば20c.c.程度の小容量と組合わせ
た場合でも100分〜200分の時定数が容易に得られ
る。本考案においてはこのようなボールフラツパ
を用いることにより、上記のように説明される抵
抗特性を、ノズル背圧としてよくとらえることが
できるのである。

〔考案の効果〕

以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば、空気式可変抵抗器において、フラツパをば
ね部材で形成してこれにボールを支持させ、この
ボールをフラツパの弾性であらかじめノズル側へ
付勢し予定をかけるとともに、フラツパの由由端
側にその弾性力に抗する調節手段を設けることに
より、空気に対する抵抗に、フラツパの変位に比
例するリニヤ特性を得させたり任意の特性を得さ
せたりすることが、フラツパの反り角度ならびに
ボール径、ノズル径などを変えることによつて可
能となるとともに、ボールとノズルとの組合せに
よりこの特性をノズル背圧としてよくとらえるこ
とができる。そして、リニア特性が得られること
により高感度な微調整が可能になり、また高感度
を要求される抵抗の大きい範囲での高感度特性が
得られ可変抵抗器としての性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る空気式可変抵抗器の実施
例を示す概要側面図、第２図はフラツパの反り角
度を変化させて比較するフラツパの変位Ｘと空気
に対する抵抗値Ｒとの関係線図、第３図は同じく
ノズルの径を変化させて比較する変位Ｘと抵抗Ｒ
との関係線図、第４図は同じくボールの径を変化
させて比較する変位Ｘとの抵抗Ｒとの関係線図で
ある。 ２……ノズル、３……フラツパ、５……ボー
ル、６……ねじ手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ノズルに対向するボールを、ばね部材で形成さ
   れて一端を固定したフラツパで支持させ、このボ
   ールを前記フラツパの弾性によりノズル開口を塞
   いだ状態で予圧がかかるようにするとともに、前
   記フラツパの自由端側に、フラツパの弾性力に抗
   して前記ノズルとボールとの間にすき間を与える
   手段を臨ませたことを特徴とする空気式可変抵抗
   器。