JPH0335521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的に、制御される装置（本分中、
被制御装置と称す）の位置を入力信号に応答して
決めるための機械的な位置決め装置に関し、特
に、使用者が調節できる動的応答装置を有する位
置決め装置に関する。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕

作動機構と関連して用いられ、入力信号または
条件に応答して例えば弁ステムの運動を制御する
装置は当該技術において周知である。そのような
装置は普通圧縮空気を用いる空圧式のもので、弁
ステムの制御機能と運動との両方を操作する。単
動作動機構に対しては１つの空圧リレー、また複
動作動機構に対しては１対の空圧リレーを用いる
のが普通である。作動器はピストンを備え、この
ピストンが制御装置（通常、弁ステム）と結合さ
れて、その装置をピストン位置に従つて動かす。
被制御装置の位置に関する情報か位置決め器へフ
イードバツクされ、入力信号または条件によつて
決められた位置にう達したことを確認する。

一般的に、入力信号は力に変換されて加算器に
伝達される。この加算器は場合によつて加算ビー
ムまたはバランスビームと称されるものであり、
空圧リレーへの指令信号として使用されるノズル
圧力を調整するように動く。また被制御装置の位
置に関する情報も力に変換されて、加算器に伝達
される。加算器はゼロ調節力によつて静的バラン
ス状態にされ、そして、位置決め器が平衡状態の
とき、リレーは閉じられ、装置は休止状態になつ
ている。実際には通常それらリレーは、平衡状態
のときでも作動ピストンの両側にライン圧力を掛
けるようにされている。このような位置決め装置
と作動装置との操作は当該技術においてよく知ら
れている。いうまでもなく設計のパラメーターは
多様であり、そして広い範囲にわたつて作動装置
と被制御装置を満足させなければならないから多
くの妥協が必要になる。

例えば、周知のように、小さい容積の作動機構
の弁ステム位置を制御することは、大きい容積の
作動機構の弁ステム位置を、それに対応したより
大きい作動機構によつて制御することとは全く異
なる諸問題を含む。即ち、普通の小容積作動器で
は、位置決めを行うために変化させなければなら
ない容積がより小さいので、そのステム応答動作
の減衰の不完全さが大容積作動器より著しいもの
になる。特性について考えた場合、位置決め器
は、静的位置決めの正確さ、応答時間、動的安定
性、そして使用者にとつての使いよさ（価格の制
約と関連する）のような諸特性を備えなければな
らず、また広い範囲の操作条件に亘つて良好な機
能を遂行できる位置決め器の必要性も容易に認め
られる所である。

加算ビームに対する被制御装置内の可動要素の
位置を示すためのフイードバツク構造は多くのも
のがある。そのような種類のフイードバツクはし
ばしば大ループフイードバツクと称され、そして
単動ダイアフラム作動器を使つて操作するような
設計の場合には殆んどそれで充分である。しかし
大ループフイードバツクは、圧力差によつて動か
されるピストンの両側に空気圧力を掛けられる複
動作動器に対しては不充分である。このような複
動作動器では、作動器ピストンのオーバーシユー
トを防ぐが、しかもなおすみやかな立上りを有す
る対応を得るため、即ち良好な対応時間を保つた
めに、位置決め器内に、しばしば小ループフイー
ドバツクと称される別のフイードバツクを追加し
なければならない。この小ループフイードバツク
は負のフイードバツクであり、そして減衰装置と
みなすことができよう。

もちろん、位置決め器が特別な作動器及び被制
御装置と共に使用されるよう設計された場合な
ら、その位置決め装置は精密に減衰させることが
でき、従つて追加のフイードバツクまたは減衰の
必要は全くなくなる。即ち単使用位置決め装置と
作動装置とは最適に機能するよう容易に「調整」
できる。しかし実際には、そのことは価格の制約
があるため非現実的なことである。このジレンマ
に突当つたとき設計者は、「最悪のケース」の条
件に基いて適正に操作するようにユニツトを製作
する。位置決め器技術において、それは小さな作
動器を使用することを意味する。小容積の作動機
構はオーバーシユートを生じ易く、そして適当に
速い応答時間が要求される場合には振動状態にな
る。また「より重い」作動器をもつた位置決め器
は機能が相当低下する。こうして従来の装置は、
それらの価格と性能の矛盾のために、多くの欠点
をもつているのである。

米国特許第3565391号は、空気リレーとバラン
スビーム（加算ビーム）との間の動的安定を保持
するため小ループフイードバツクを有する空圧弁
位置決め器を開示している。この弁位置決め器は
通常のように、或る信号圧力で供給されるガスの
形の入力信号に応答して部品（被制御装置）を指
令することにより機械的運動または行程を行わせ
るように操作する。受取つた信号の実際の圧力に
応答して出力信号が送られ、所要の運動を起させ
る。被制御装置は動きながら機械的に基準点の位
置を移し、その基準点が、上記運動の実際に行わ
れたことを確証する信号をフイードバツクする。
（これは先に述べた大フイードバツクである。）指
令信号は普通、入力信号、出力信号、及びフイー
ドバツク信号に応答するノズル→フラツパ構成に
よつて発生される。上記特許は、１つの点が入力
信号によつて制御され、別の点が出力信号によつ
て制御され、そして第３の点が被制御装置からの
フイードバツク信号に応答するような３点バラン
スビームを使用することにより、限界感度と安定
性を維持しながら、オーバーシユートのない速い
応答時間の問題を解決することを試みる。そこで
該特許は、入力信号と、被制御装置の位置を表示
する大ループフイードバツク信号と、出力リレー
から加算ビームへ戻される固定の小ループフイー
ドバツク比または利得とをもつた通常の加算ビー
ムを開示する。小ループフイードバツクは加算ビ
ームに対する減衰効果を有し、そして３点装置は
動的安定性を備えると述べられている。

上記特許の装置及びその他の従来技術の装置は
当該技術における限定的な必要を満足させるもの
である。しかし本発明の装置は、後に示すよう
に、それら従来技術を更に超え、そして広範囲な
型式の作動器の機能を最適にするフイールド調節
が可能な位置決め装置を使用者に提供する。小さ
な作動器を用いる「最悪ケース」の設計基準と、
実質的により大きい作動器を用いる現在のフイー
ルド条件とに原因する従来技術の装置の問題点
は、本発明の装置によつて効果的に克服される。
使用者は単一の装置でもつて、本発明の位置決め
器を「動的調整」し、オーバーシユートのない
「きびきびした」応答を作ることができよう。最
後に、本発明によるそのような機能の改良は非常
に経済的且つ価格効果のあるように行なわれる。

そこで本発明の目的は、被制御装置の位置を制
御するための新規な位置制御装置にして、作動器
を減衰させる装置の特性を調整し、使用者が調整
できる位置制御装置を、低価格の動的調整可能に
位置制御装置として提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

従つて本発明の１つの特徴によれば、入力信号
によつて被制御装置の位置を制御する新規な位置
制御装置であつて、広い範囲の被制御装置特性に
亘つて位置決め装置の動的特性を調整するための
可調節減衰装置を含む位置決め器としての位置制
御装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、その位置決め器は
新規な運動増幅リレー装置と、作動器を動的に制
御するための減衰装置とを有する。

また本発明の１つの特徴が、位置決め器の小フ
イードバツクループ内に可変ばね装置すなわちば
ね定数を調節できるばね装置を効果的に組込む機
構に存する。

本発明のその他の目的及び特徴は、添付図面を
参照して以下に続ける説明から更に明瞭になろ
う。これら図面において同じ部品は同じ参照番号
で示される。

〔実施例〕

第１図は、位置決め器−作動器−被制御装置組
立体を示し、ここで、全体的に参照番号１０で指
示される本発明の位置制御装置である位置決め器
と、そして作動器２０とが、制御される装置（被
制御装置）１５を制御するように構成されてい
る。被制御装置１５は、位置決め器への入力信号
に応答して所要の位置に移動する可動ステムを有
する流体弁を備える。この弁は、図示のフランジ
によつてパイプラインの中に挿入設置することが
できる。ライン圧力、弁ステム位置、その他を監
視するのに一連のゲージが用いられよう。当該技
術者には明らかなように、位置決め器−作動器及
び被制御装置の寸法と形状の構成は様々である。

第２図は、本発明の思想に従つて操作する位置
決め装置の概要図である。入力モジユール３０が
備えられて入力信号を機械力に変換し、これを加
算ビーム４０に伝達する。即ち、これらによつて
入力信号を入力の力に変換するコンバータを構成
する。入力モジユール３０は１対の空気室３２と
３３及びこれらに対応するダイアフラム３４、そ
して垂直方向に可動な入力モジユールカプセル３
１を備えて垂直方向の力を加算ビーム４０に伝
え、そこでこのビームは入力信号の関数として変
動する。１対の空気ライン３５がそれぞれに室３
２と３３とに接続して、入力源３６から送られる
空気圧力をそれら室に与える。入力源３６は入力
信号（電気信号とすることができよう）を対応す
る空気圧力に変換する機能をもつている。室３２
と３３へ送られた圧力は加算ビーム４０を「上」
方向へ押す適当な力を作る。逆転操作が必要な場
合には、正−逆選択スイツチ１５０が空気ライン
３５と入力源３６との間に挿入され、そのスイツ
チによつて逆転位置への切換えが行われると入力
空気圧力は室３２のみに送られ、そしてスイツチ
１５０は室３３を大気へつなげる。こうして逆転
操作の場合、室３２だけに送られる入力圧力が加
算ビーム４０を「下」方向へ押す適当な力を作
る。

加算ビーム４０は点Ａ周りで枢動するように装
架され、またフラツパ４７を形成する延出部を有
する。フラツパ４７は周知のようにノズル３７と
共同し、このノズル内の背圧を加算ビームの位置
の関数として制御する。加算ビーム４０はまた、
静的バランスまたはゼロ調節機構１２０を装架す
る延出部４１を備える。図面に示されるようにゼ
ロ調節機構は加算ビームに垂直下方向の力を加え
る。加算ビームに掛ける力を逆方向にしたい場合
には、ゼロ調節機構を簡単に逆転できることは容
易に理解されよう。加算ビームはまた、制御装置
の位置を表示する力を受ける（主フイードバツ
ク）。この力はスパン調節装置１００を介して加
算ビームに加えられる。このスハン調節装置は、
点Ｂ周りで枢動するように装架されるスパン調節
レバー１０１、スパン調節器１０２、及び被制御
装置位置レバー１１５に結合された範囲ばね１０
５を備える。レバー１１５は図示のように、作動
器２０内のピストンと結合される可動リンク２４
に結合される。

リレー装置５０は、運動増幅レバーとして作動
する機能を含むように、１対のリレー６０と８０
を互い違いに同時操作するよう枢軸５１で枢架さ
れるリレービーム５０ａを備える。このリレービ
ームは、リレー６０用のリレー操作器５９と、リ
レー８０を操作するためのクロスオーバー調節器
１４０とを備える。リレービーム５０ａはまた、
１対の変位ピストン５３と５４を備える。これら
ピストンの一方は指令信号圧力（ノズル背圧）に
応答し、他方は供給圧力に応答する。１対の出力
ライン６１と８１がリレー６０と８０をそれぞれ
に、ピストン型作動器２０内の空気室に接続させ
る。作動器２０はより具体的には、ハウジング２
１、可動ピストン２２、及びこのピストンを所定
の方向へ押すばね２３を備える。既に述べたよう
にリンク２４はそのピストン結合されると共に、
被制御装置位置レバー１１５と被制御装置１５と
に結合される。レバー１１５は点ｃ周りで枢動す
るように装架される。この枢架点の位置によつて
レバー１１５の機械的利得、即ち作動器からフイ
ードバツクされる運動が決められることは理解さ
れよう。ピストン２２の両側に掛かる圧力がその
ピストンを左または右へと動かし、従つてリンク
２４、被制御装置１５内の可動要素（図示せず）、
及びレバー１１５を動かす。

再びノズル３７についていうと、図面に示され
るように空気供給Ｓが絞り３８を介してそのノズ
ルの底部へ行われる。ノズルからのフラツパの距
離が変化すると、ノズルは、指令信号と称される
背圧の変化を受ける。指令信号ライン３９がその
ノズル圧変化をリレー装置５０内の指令室５５へ
伝える。この室を横断してダイアフラム５７が備
えられ、リレービーム５０ａ上の指令ピストン５
３につながつている。リレービームの反対側端部
に供給ピストン５４が備えられ、供給室５６を横
断するダイアフラム５８とつながつている。供給
室５６は、リレー６０及び８０と共に空気供給Ｓ
を受ける。最後に５２と４６はリレービームの端
部と加算ビームの端部としてそれぞれ設けられる
ブラケツトを示し、これらブラケツトは、第２図
の概要図において非線形ばねの形で示される可調
節減衰装置１３０を装架するものである。

位置決め器の操作は全く単純である。入力信号
によつて室３２と３３内に圧力変化がもたらさ
れ、これによつて入力モジユール３０に上向きの
力が作られる。即ちダイアフラム３４が入力モジ
ユールカプセル３１を垂直上方向へ動かし、これ
に相当する力を加算ビーム４０に掛ける。加算ビ
ーム４０は枢点Ａ周りで時計方向に枢通し、フラ
ツパ４７とノズル３７との間の距離を拡げる。そ
こで、絞り３８が在るため、ノズル内の背圧が低
くなる。これは指令信号として指令ライン３９を
通し指令室５５へ伝達され、この結果供給圧力に
対する指令室５５内の圧力が相対的に低くなり、
そこでリレー８０を開いて排出を行わせる。出力
ライン８１内の圧力が下がり、そして出力ライン
６１内の圧力が上がるので、作動器２０内のピス
トン２２は左へ動かされる。被制御装置１５内の
可動要素がリンク２４により動かされ、そしてそ
の位置が位置レバー１１５によつて、スパン調節
機構（即ち範囲ばね１０５、スパン調節レバー１
０１、ローラ１０２、及びスパン調節ボルト１１
０）を介して、加算ビームへと戻し伝送される。
レバー１１５の動きは範囲ばね１０５を引伸ば
し、そして加算ビームに対する負荷を大きくす
る。こうして加算ビームに掛かる全ての力の合力
がそのビームを通常的な平衡位置へ戻すように働
く。この平衡状態はノズル３７からの背圧にまで
達し、この背圧の値を元に戻す。

作動器の位置に対する入力圧力の比または利得
はスパン調節機構によつて換えられる。使用者が
前もつて行う目盛定めにおいてローラ１０２を左
右に動かすことにより、リンク２４から加算ビー
ムへフイードバツクされる力の変化の量を効果的
に増減することができる。

可調節減衰装置１３０はリレービームの運動に
関する（従つてリレープラグの運動に関する）情
報を、指令信号に応答して作られる力に対向する
力の形で、加算ビームへフイードバツクする。こ
れは動的フイードバツクであり、そして本発明の
実施態様においては、装置の静的平衡またはバラ
ンスに対し実質的な影響を及ぼすものではない。
即ち減衰装置１３０の作用は変化状態が生じる場
合にのみ働き、そしてその作用力は、位置決め器
と共に使用される作動器と被制御装置との特定の
特性に適合するように使用者によつて調節される
のである。

第３図は本発明に従つて構成される位置決め器
１０の平面図である。図面を明瞭にするため、そ
の構造の幾つかの部分は破断され、そして装架ね
じやボルトのような部品は省略されている。その
構造は、第３図と一緒に第４図と第５図を参照す
ることによつて一層よく理解されよう。リレービ
ーム５０ａは第３図の平面図では全体的に矩形で
あるが、第４図を見れば「屋根トラス」に似た形
状になつていることが分かる。それは枢軸５１上
に装架されて、その枢点周りで揺動する。リレー
体部５０ｂはアウトラインが示され（装架ボルト
は省略）、リレー装置５０に付属する様々な室、
ピストン、及びリレーを収容している。

参照番号４０で指示される加算ビームは単純に
平面的な形状のものでなく、第５図により明瞭に
示されるように、延出部４１と、これからずれた
「Ｕ」形部分４２を有する。更に第６図に示され
るように、その「Ｕ」形部分４２の外側脚に
「Ｔ」形の支持４４が形成されている。延出部４
１はフラツパ４７を結合し、このフラツパはノズ
ル３７の上方に置かれる。可変減衰機構１３０
は、平ばね１３１、可動クランプ１３３、及びリ
レービーム５０ａの端部と加算ビーム４０の端部
とにそれぞれに結合された１対のブラケツト５２
と４６を備える。その減衰機構は更に、平ばね１
３１と重なる別の平ばね１３２を備える。ブラケ
ツト４６は図示のように、ネジ４６ａによつて加
算ビームの延出部に結合される。ブラケツト５２
も同様にしてリレービームに結合されよう。

第４図に明示されるように、リレー６０と８０
はリレー作動器５９と圧力バランス調節器１４０
の下に置かれる。リレー装置５０がそれら１対の
同様なリレー６０と８０を備え、そしてこれらリ
レーは、それぞれに、供給ピストン５４と指令ピ
ストン５３に掛かる差力に応答して枢軸５１周り
で枢動または揺動するリレービーム５０ａによつ
て「押し引き」状に操作される。それらリレーは
各各に可動弁ステムを備え、これらステムの両端
部は球状の弁プラグになつていて、「亜鈴」に似
た構造を備える。各リレーはまた固定の入力弁座
と可動の排出弁座とを有し、後者はダイアフラム
に固定されてこれと一緒に動くことができる。ビ
ームが揺動すると、一方のリレーの排出弁座を持
上げてその出力室の圧力を大気圧まで下げ、そし
て他方のリレーの入力弁座を開いてその出力室の
圧力を供給圧力まで上げる。それら排出室は作動
器ピストンの両側につながつているから、雑木の
圧力変化はピストンを、従つて被制御装置を動か
すことになる。

より特定していうと、リレー６０は弁ステム６
２を備え、これの両端部に入力プラグ６３と排出
プラグ６４が取付けられている。反対側のリレー
８０も同様な構成の弁ステム８２、入力プラグ８
３、及び排出プラグ８４を備える。供給室７０が
入力弁座６５と８５につながつている。これら弁
座は通常それぞれの入力プラグによつて閉じられ
ている。操作を「堅固」にするためピストン作動
器の両側に比較的高い圧力を維持することがしば
しば望まれるが、これは入力弁を少しく開いて両
排出室内の圧力をその所要値まで高くすることに
よつて行われよう。

排出弁座６６と８６は同じような逆カツプ形の
もので、図面において太線で示されるダイアフラ
ム６７と８７に固定されている。それら排出弁座
は円筒形上部分６９と８９を有し、これら円筒形
部分は大気につなげられ、またそれぞれにリレー
作動器５９とクロスオーバー調節機構１４０の部
分１４３とに接触してちる。弁ステムは入力プラ
グに対する弱いばね７２で支持される。リレー体
部内に螺着される１対の緘封プラグ７１によつて
その組立体は完成する。

性能を高くするようリレー感度を適正なものと
するため指令ピストン５３の寸法は供給ピストン
５４のそれより大きくされることに留意すべきで
ある。また供給圧力の変動に対し装置の安定度を
高くするため、リレービームは供給ピストン５４
によつて供給偏倚される。

ここで、指令室５５内の圧力増大に応答してリ
レービーム５０ａが時計方向に動いたとすると、
排出弁座６６が排出プラグ６４から離れるように
動いて出力室６８を大気へつなげる。この間供給
プラグ６３と供給弁座６５は接触したままでいる
ので、供給弁座は緘封されている。該室内の圧力
変化は作動器のピストンに対する圧力の変化にな
る。また他方において、リレー８０の弁ステムが
反対方向へ動かされるので、この結果入力プラグ
８３が入力弁座８５から離れ、そこで出力室８８
に供給室７０からの空気が充たされる。そのステ
ム８２の運動の間、排出弁座８６が排出プラグ８
４と一緒に下方へ動かされ、従つてこの排出プラ
グと排出弁座の緘封状態が破られないことは理解
されよう。この結果リレー８０から作動器へ送ら
れる圧力は増大する。

両ステムの垂直方向の不整合が多少あつても良
好な弁着座を保持するため、弁プラグは球形状に
される。リレーは両方共同様な構造にされ、これ
は製造及び保守の点で有利である。また既に述べ
たように、リレービームはクロスオーバー調節を
容易にする。多くの複動作動器において、確実な
作動と迅速な応答を行わせるためピストンの両側
に相当程度の圧力−多くの場合供給圧力の60から
80％−を維持するのが普通である。この調節はビ
ームリレーによつて容易に行われ、そして休止ま
たは静死位置における入力弁座の漏洩は正確に制
御されよう。

また別の非常に重要な特徴は、負のフイードバ
ツクループに対する所要の運動増幅を行えるだけ
でなく、リレープラグの運動に非常に容易に接近
できるようにするリレービーム自体である。本発
明のリレービームによつて、小ループフイードバ
ツクが簡単且つ直截的に組込まれる。

特に第３図と第５図にスパン調節装置１００が
示される。スパン調節レバー１０１が、ヨーク１
０４で結合される１対の「爪形」調節腕１０３を
備える。被制御装置位置レバー１１５が位置決め
器ハウジングの１１４の個所に枢架され、そして
破断面１１６で示されるように上方へ延び、その
先端は折曲げたフランジ１１７になり、微調節ね
じ１０９を支持する。このねじ１０９は、フラン
ジ１１７内の肩付きねじ１０８上に枢架された
「Ｌ」形調節レバーと共同する。ねじ１０９の調
節により調節腕１０６を反時計方向に動かして範
囲ばね１０５を引伸ばすと、ヨーク１０４を介し
て調節腕１０３に加えられる負荷が大きくなる。
「Ｕ」形の装架ブラケツト４９が、枢点Ｂを形成
する可撓性の平ばねを介してスパン調節レバーの
「ヨーク端部」を支持する。各調節腕１０３は湾
曲面１１３を有し、これら湾曲面は、中心ねじ孔
を有する軸１１１の端部に取付けられたローラ１
０２に対して当たる。そのねじ孔に補合するねじ
条をもつた調節ボルト１１０がそのねじ孔に係合
し、軸１１１をボルト１１０に沿つて動かすこと
ができる。これによつて湾曲面１１３が点Ｂ周り
の傾斜または回転変位度を決める。これが加算ビ
ームに掛かる力を加減することはいうまでもな
い。湾曲面の形状は、ローラ１０２の左右へ動か
すことによる最初の目盛定めのときに生じる静的
平衡のゼロシフトまたは変化の量を最小にするよ
うなものにされる。調節ボルト１１０が加算ビー
ムの「Ｕ」形部分の両脚の間に結合されることを
留意すべきである。

加算ビームの延出部４１は、ノズル３７の上に
設定されるフラツパ４７を備える。ゼロ調節装置
１２０は、概要図のものとは異なり（それらは加
算ビームに対し下向きの力を加える）、直立支持
１２１、ねじ付き軸１２２、負荷ばね１２３、及
び、ゼロ節のため加算ビームの延出部４１に掛け
る力を変えるためのギザ付き調節ノブ１２４を備
える。加算ビーム延出部４１は入力モジユール３
０の上に重なる。

第６図に示されるように、加算ビームの「Ｔ」
形支持４４は全体的に「Ｕ」形の平ばね４５に仮
付け溶接され、そしてこのばねビームの脚が支持
ブラケツト４９の延出脚４９ａと４９ｂに仮付け
溶接されて枢点Ａを形成する。スパン調節ボルト
１１０は減径された部分を有し、この部分は加算
ビームの外側脚４２の孔４３に貫通し、従つて加
算ビームは点Ａ周りで枢動できるのである。加算
ビームが動くとき、スパン調節ボルトもそれと一
緒に動く。

第７図は本発明の可調節減衰装置を示す。それ
は、そのブラケツト５２と４６の形状を見易く斜
視的に示す第８図をも参照することにより、更に
一層明瞭にされよう。ブラケツト５２はリレービ
ームの腕に結合され、そしてブラケツト４６は加
算ビームの延出部４１に結合される。ここで再び
留意すべきことは、リレービームが、小フイード
バツクループにおける可調節減衰装置のための
「運動増幅」を得る非常に好適な機構であるとい
うことである。相互に平行に延在する１対の平ば
ね１３１と１３２がそれぞれに適当なフランジま
たはブラケツト５２と４６に結合される。それら
平行なばねに沿つて可調節クランプ１３３が摺動
でき、それらばねの長さに沿つた任意の地点で固
定することができる。クランプ１３３をブラケツ
ト４６と５２の方へ動かせば、リレービーム５０
ａと加算ビーム４０との間の結合が効果的に「堅
く」される。この状態において、リレービームの
運動は加算ビームに対する大きな減衰力になる。
クランプ１３３を反対方向へ動かしてばねを長く
すれば、リレービームの運動の加算ビームに対す
る減衰力は小さくなる。それら力は静的なもので
なく、動的なものであることを留意すべきであ
る。休止または平衡状態において、減衰機構が加
算ビームに加える力は無視できるものである。事
実上、要素１３１，１３２，１３３は可変ばねと
して機能し、使用者がそのばね定数を調節するこ
とができる。

クランプは使用者が調節でき、そしてばねの構
成は位置決め器の静的バランスをくずさずにクラ
ンプの移動を可能にするようなものになつている
ので、使用者は作動器が最適に機能するように位
置決め器の「仕上げ」または「微調整」を行うこ
とができる。従つて本発明の装置は、使用装置の
特定な要件に応じて、余分な経費を加えずに最適
な状態にされる。実際、リレービームの運動増幅
性能と、リレービームを減衰装置に結合すること
の容易さとによつて、この位置決め器は全体的に
従来技術に対し優れた経済性と便宜性を示すので
ある。

第９図は、単動ばね負荷ダイアフラム形作動器
２９を示し、これには単一の出力ライン６１が接
続する。リンク２４が、被制御装置１５内の可動
要素（図示せず）を回転させる機構に結合され
る。これは例えば、垂直動ステムでなく、回転型
弁ステムで構成できよう。この回転要素にカム２
６が結合される。このカムは、これの角運動が、
範囲ばね１０５と結合した位置レバー１１５ａの
端部に取付けたローラ２７を介して伝達されるよ
うな形状にされる。別の出力ランイン８１（リレ
ー装置から）が、この型式の装置では一方のリレ
ーのみが必要であることを示す８１ａの個所に接
続される。この装置はその他の点では全て実質的
に先に述べた装置と同様に操作する。作動器と被
制御機構には多くの型式が可能なことはいうまで
もない。この概要図は、単に、本発明が特定の型
式の作動器、即ち、ピストン／ダイアフラム形、
直接作動または逆転作動型に限定されるものでな
いことを指摘することにある。もちろん、被制御
装置の種類は本発明の内容に関わるものではな
い。

〔発明の効果〕

ここに述べてきた発明は、静的平衡（ゼロ目盛
定め）に影響することのない可調節減衰を行える
位置制御装置である位置決め器を提示するもので
ある。これによつて使用者は、その位置決め器−
作動器組立体が最高な性能を示すように仕上げま
たは微調整することができる。またそこに組込ま
れる新規なリレー機構が、リレー装置から加算装
置への小フイードバツクループ内で減衰を行わせ
る運動増幅を容易に達せられるようにすることに
留意すべきである。そのリレービームを含む位置
決め器に小ループフイードバツクを加えることが
簡単且つ容易に行えることは、製作にとつて大き
な利点となる。更にそこに組込まれるリレー装置
は、作動器ダイアフラムまたはピストンに掛かる
静的圧力の調節を容易にし、そして作動器の「堅
固さ」を優れたものにすると共に、装置の最適な
応答時間を得るための本発明の減衰特性の利点を
完全にするものである。

ここに本発明の特定の実施例を図示し説明して
きたが、本発明のより広い範囲から外れずに様々
な変化形や改訂型が可能なことは当該技術者にと
つて明らかであろう。従つて特許請求の範囲は、
本発明の精神と目的の中に含まれるそれら変形例
の全てを包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パイプライン中に接続される弁を制
御する作動器に装架される本発明の位置決め器を
示す図面、第２図は、本発明に従つて構成される
位置決め器の単純化した概要図、第３図は、第１
図の位置決め器の単純化した、部分破断平面図、
第４図は、第３図の位置決め器の新規なリレー装
置の、４−４線に沿つた部分立面図、第５図は、
第３図の位置決め器の、５−５線に沿つた部分立
面図、第６図は、第５図の位置決め器の、６−６
線に沿つた部分端面図、第７図は、第３図の位置
決め器の小ループフイードバツク機構の、７−７
線に沿つた部分図、第８図は、第７図のフイード
バツク機構の一部分の斜視図、第９図は、作動器
と被制御装置位置レバーの変形例の概要図であ
る。 １０……位置決め器、１５……被制御装置、２
０，２９……作動器、２４……可動リンク、３０
……入力モジユール、３１……入力モジールカプ
セル、３２，３３……空気室、３４……ダイアフ
ラム、３５……空気ライン、３６……入力源、３
７……ノズル、４０……加算ビーム、４２……Ｕ
形部分、４４……Ｔ形支持、４５……平ばね、４
６，５２……ブラケツト、４７……フラツパ、４
９……装架ブラケツト、５０……リレー装置、５
０ａ……リレービーム、５１……枢軸、５３……
指令ピストン、５４……供給ピストン、５５……
指令室、５６……供給室、５７，５８……ダイア
フラム、５９……リレー操作器、６０，８０……
リレー、６２，８２……弁ステム、６３，８３…
…入力プラグ、６４，８４……排出プラグ、６
５，８５……入力弁座、６６，８６……排出弁
座、６８，８８……出力室、７０……空気供給
室、７１……緘封プラグ、１００……スパン調節
装置、１０１……スパン調節レバー、１０２……
ローラ、１０５……範囲ばね、１０６……調節レ
バー、１０９……微調節ねじ、１１０……スパン
調節ボルト、１１１……ローラ軸、１１５……被
制御装置位置レバー、１２０……ゼロ調節装置、
１２１……直立支持、１２２……ねじ軸、１２３
……負荷ばね、１２４……調節ノブ、１３０……
減衰装置、１３１，１３２……平ばね、１３３…
…クランプ、１４０……クロスオーバー調節器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号に応答して被制御装置の機械的な位
   置を制御する装置にして、複数の力を総計しかつ
   加算機能としての指令信号を作る加算ビームと、
   前記指令信号に応答して前記被制御装置の位置を
   制御するリレー装置と、前記被制御装置の位置を
   指示する前記加算ビームへ力を作用する作動器
   と、前記入力信号を入力の力に変換しかつ前記加
   算ビームへ前記入力の力を作用するコンバータ
   と、前記被制御装置の運動を動的に制御する減衰
   装置と、を包含する機械的な位置制御装置におい
   て、 前記リレー装置が運動増幅レバーを含み、前記
   減衰装置が調節可能でありかつ前記リレー装置か
   ら前記加算ビームへ力を作用し、そして前記調節
   可能な減衰装置が、使用者の調節が可能でありか
   つその調節が前記位置制御装置の静的特性に概ね
   影響しないようにした非線形ばねを包含する、こ
   とを特徴とする機械的な位置制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記運動増幅レバーがリレービームを包含
   し、そして前記リレー機構がさらに前記リレービ
   ームによつて操作可能な一対のリレーを含むこと
   を特徴とする機械的な位置制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
   て、前記非線形ばねが、一対の平ばねにして、そ
   れぞれが前記加算ビームにそして前記リレービー
   ムに連結される一方の端部および前記平ばねの有
   効長さを同時に変える可動クランプを有する一対
   の平ばね、を包含する機械的な位置制御装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の装置におい
   て、さらに、前記被制御装置に接続される出力お
   よび前記リレー機構に接続される入力を有する作
   動器を含み、そして、前記作動器の出力が前記被
   制御装置の位置を指示する前記力を前記加算ビー
   ムに供給することを特徴とする機械的な位置制御
   装置。 ５ 特許請求の範囲第４項の記載の装置におい
   て、前記リレービームが前記リレー間の枢動のた
   めに枢軸に取り付けられ、前記一方の平ばねの前
   記加算ビームへの連結が前記リレーへの距離より
   長い前記枢軸からの距離のところにあつて、機械
   的な利得を提供することを特徴とする機械的な位
   置制御装置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の装置におい
   て、前記リレーが前記リレービームによつて機械
   的に操作され、そして、さらに前記位置制御装置
   が平衡状態にあるとき、前記作動器に作用する力
   を調節する前記リレービームによつて担持される
   前記一方のリレーのための調節装置を含むことを
   特徴とする機械的な位置制御装置。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記非線形ばねは、一対のばね部材を包含
   し、該各ばね部材が前記運動増幅レバーおよび前
   記加算ビームのそれぞれの一方に接続された一方
   の端部を有し、そして前記ばね部材の有効長さを
   同時に変換して前記加算ビーム上の減衰効果を変
   更する可動クランプを包含することを特徴とする
   機械的な位置制御装置。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、さらに前記被制御装置の位置を制御する作動
   器を含み、該作動器が前記リレー機構から駆動さ
   れることを特徴とする機械的な位置制御装置。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記運動増幅レバーが枢着されたリレービー
   ムを包含し、そして前記非線形ばねが調節可能な
   ばね定数を有する可撓性平ばね部材を包含するこ
   とを特徴とする機械的な位置制御装置。