JPS5819632Y2 - 空気式演算器

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【考案の詳細な説明】本考案は空気圧信号を演算して開平またば２乗の出力圧
を発生させる空気式の演算器に関するものである。

本考案の目的は簡単な構成の空気式演算器を実現するに
ある。

第１図は本考案の原理的構成図である。

第１図において、Ｌは軸支点ａを中心に回動する可動環
Ｓ１ｔＳ２は該可動環りの可動端を両側から懸
張するバネである。

この２つのバネのバネ定数は同じで、同一長さに伸張さ
れた状態でとりつけられている。

一方のバネＳ１は可動環りの配置されたＹ−Ｙ方向に直
交するＸ−Ｘ方向に設けられている。

また他方のバネＳ２はＸ−Ｘに対してθ傾けて配置され
ている。

ｂは可動環り上のバネＳ１とＳ２の懸張点、ｃ、ｄはバ
ネＳ１．Ｓ２の固定点である。

ここで可動環りの点すに力Ｆｉを与えたときバネの伸張
力をＦｓとすると、前記のθとＦｉおよびＦｓの間に次
の式が成り立つ。

Ｆｉ＝Ｆｓ（１−ＣＯ３θ）（１） θ２ θ４一方、ＣＯ８θ＝１−一＋−・・・・・・である。

普通の４ノズルフラッパ機構のノズル間隔は小さくθ以下が省略
され、（１）式は（２）式で表わせる。

Ｆｉ＝に１θ２（２）また、θ＝ｋ２Ａ１（３）ｋｌ＋に２は定数即ち、本考案は上記（２）、（３）式の原理を利用
して空気圧信号相互間の開平または２乗の演算出力を得
るようにしたものである。

第２図は本考案実施例の構成説明図である。

第２図において、１は軸支点ａを中心に回動偏位する第
１可動桿、２は該可動環と交叉する方向に配置され、そ
の可動端付近のｂ付近と同軸上に独立に軸支された第２
可動桿、３と４は第１可動桿１を両側から懸張する第１
と第２バネである。

２つのバネ３と４の懸張点は前記第２可動桿の軸支点す
上に選ばれ、特に第２バネ４の他端は第２可動桿上のｄ
に固定されている。

そしてこれら第１と第２可動桿１，２やよび第１と第２
バネ３と４により、前述した第１図の原理素子を構成す
る。

５は第１ベロー、６は第２ベローで、それぞれ可動端側
か第１可動桿１と第２可動桿２に連結されている。

５１と６１は零調バネである。７はノズル７１と第１可
動桿１で作るフラッパ７２とよりなるノズルフラッパ機
構、８はノズル７１の背圧を増幅する空気圧増幅器、９
は絞りである。

Ｐｉは入力圧、Ｐｏは出力圧、Ｐｓは供給空気圧である
。

上述構成の装置において、第１ベロー５に一定の入力圧
が供給されて第１可動桿１釦よび第２可動桿２が図示の
状態で平衡しているものとする。

ここで第１ベロー５の入力圧が高くなると第１可動桿１
が軸支点ａを中心に時計方向に回転し、ノズル７１とフ
ラッパ７２との間隙を狭くする。

ノズル間隙が狭くなるとノズルフラッパ機構７の背圧が
上り、この圧力は増幅器８で増幅されて第２ベロー６に
供給される。

第２ベロー６は増幅器８の出力圧を受けて第２可動桿２
を反時計方向に回転し、点線のように微小角θ偏位する
。

このため第２バネ４の引張力の水平方向の成分が小さく
なって第１可動桿１が左方に押し戻される。

そして可動枠１が新しい位置で平衡静止する。

続いて、入力圧Ｐｉが下がると、第１可動桿１が左に傾
きノズル背圧を下げる。

同時に第２ベロー６内の圧力が下がりθが小さくなって
第１可動桿１が右に押され、再び新しい平衡点に達する
。

この場合、入力圧Ｐｉによって生じる力と第２ベロー６
に発生する帰還力とは、共に第１図のときに説明したＦ
ｉとθに対応する。

よって前述の平衡状態における増幅器８の出力端から入
力圧Ｐｉの開平値に対応した演算出力圧ＰＯを取出すこ
とができる。

同様にして、変位検出用のノズルフラッパ機構７を第１
可動桿の左側に設けて入力圧Ｐｉを第２ベロー６に供給
すると共に、増幅器８の出力を第１ベロー５に帰還する
ようにすれば、（３）式の原理により２乗演算を行うこ
とができる（第３図参照）。

、以上説明したように、本考案によれば懸張バネで連結
されて交叉する方向に配置された２つの可動枠の変位と
傾斜角との相対的な関係を利用するので、原理が単純で
精度もよく、故障もほとんど発生しない。

また、構成要素は２つの可動枠、懸張バネ、ベロー督よ
びノズルフラッパ機構、空気圧増幅器を用いるだけであ
り、構成が極めて簡単にできる。

したがって本考案によれば、精度が高く構造が単純な空
気式の開平またば２乗演算器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理構成図、第２図卦よび第３図は本
考案実施例の説明図である。１．２・・・可動枠、３，４・・・懸張バネ、５，６・
・・ベロー７・・・ノズルフラッパ機構、８・・・空
気圧増幅器。

【実用新案登録請求の範囲】