JPS6052321B2 - 流体作動式中継器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば航空機操縦装置、ボート操縦装置、自動
車ホイール駆動調節若しくは振動テスト設備などにおけ
る遠離操作又は増幅のための、遠隔指示器やサーボ比率
制御器として有効な、例えば油圧式、空圧式などの流体
作動式中継器に関するものである。

従来から流体供給機に連絡され、高低２つの流体域に関
連して動く閉塞部材を含む油圧式送信機を使つた油圧式
装置は知られている。

またその両端が管路によつて送信機の出力ポートに通じ
ているシリンダ内で偏位する複動ピストンを応答機とし
て用い、このシリンダに一対の管路で連絡され、複動ピ
ストンの偏位に相関して負荷を従動させる負荷シリンダ
ピストンも知られている。米国特許第３５８３２８５号
にはこれに類似の、流体圧力に応答する方向制御システ
ムが示されている（第１８図参照）。図中、入力弁５『
のピストン５Ｃはロツド５『により外部信号で偏位され
る。応答機をなす方向制御弁６６″のシリンダ２『はそ
の両端をそれぞれ流路３４″，３『によりフイードバツ
クバルブ５２″のシリンダ１Ｃに連通し、それよりは１
本の流路３２″により入力弁５『に連通している。制御
弁６６″の中間ランド７２″，７『で高圧側又は低圧側
に可変的に連通される流路４６″， ４７″は負荷シリ
ンダ２６″内のピス下ン８『の両端に通じている。一方
のピストンロツド８２″はレバー８『を介してフイード
バツク弁のロツド６『に連結され、フイードバツクの結
果として制御バルブ６６″を中央位置に戻そ−うとする
。しかしこの図にも示されているように、従来の中継器
てはそのほとんどが応答機のスプール弁の両端に流体圧
が等しくなつた後に弁を中立位置に戻すためのスプリン
グを用いているので、スプールの動きが流体の差圧の他
にこれらのスプリングの微妙な押圧差を受けるという欠
点がある。また送信機と応答機との間に単一の流路区間
３２″を有すること、その単一区間に直列的にフイード
バツクバルブ５２″が配置されていることは、送信機が
応答機に対し適確に指示出力を伝えにくく、また送信機
が出力流路３２″に対して単に開閉の２位置しか取り得
ない構造では、負荷の位置を連続的に変えるように可変
制動することができない欠点を伴う。本発明の第１の目
的は、従来の流体作動式中継器における指示出力の精度
不十分、構成の全般的な複雑性などに加え、特に可変絞
り機構の不備などの欠点を解消し、さらに改良された送
信、増幅応答及びフイードバツク装置を概ね軸方向に対
称的に構成するなど合理的に含めた流体作動式中継器を
提供することにある。

本発明の第２の目的は、送信機に外部より付加する信号
入力を回転形式で与えることのできる独特の回転型を用
い、中継器の適用分野を広げることのできる流体作動式
中継器を提供することにある。

本発明によれば、フイードバツダ調整機構は、直接複動
ピストンに組み入れられるか又は、機械的にピストンに
連結されていて、可変断面の通路例えば、底の傾斜した
溝を有して成り、これらの溝はシリンダーの開口ポート
又は側壁リセスと共働するように複動ピストンの両端に
存在する。

この複動ピストンは、ピストンの高圧力端からこの系統
の低圧力部分へ吐出される流体を可変的に絞るように偏
位する。゛本発明の送信、応答、受信装置は、例えば、
送信機が応答機又は送信機を作動させるための一対の管
出力を有する系統、送信機がスプールなど往復動部材の
可変絞りにより操作される系統、若しくは回転型送信機
を使用する系統及び負性的フイードバツク装置の合理的
に連結されたことにより有効に作動する。

本発明の流体作動式中継器は、各入口を流体圧力源Ｐに
接続され中間に流路制限部１９，２１を有しこの制限部
の出口側では圧力降下特性を伴つて流体を供給する一対
状の第１，第２の流体供給路１３−２３，１５−２５と
、その可動閉塞体の位置に従つて圧力源Ｐより低圧の流
体槽Ｒへ流体供給路２３，２５の各出口２７，２９をそ
れぞれ連通させる送信機３１，３９，７００と、複動自
由ピストン１０１とシリンダ６５とを有しそのシリンダ
の両端は流体供給路２３，２５に続く送信機よりの作動
流路６１，６３にそれぞれ連絡されそのピストンが流体
槽への流路を可変的に開く両端の閉塞体７７， ７９と
、圧力源と流体槽への内部流路を切換可能な中間２か所
の閉塞体１０７，１０８を備えている増幅応答機６５，
７０４と、シリンダ内に相対動する可動体を有しこの可
動体の各側の室がそれぞれ前記閉塞体１０７，１０８の
移動によつて圧力源Ｐ又は流体槽Ｒに通する一対の流体
導管１１３，１１５，７２０，７２２に連絡された負荷
シリンダ手段１１７，７０６と、この負荷シリンダ手段
の可動体に連結されて従動し低圧の流体槽Ｒに連通可能
の２つの流路の開度を相関的に変化させる可動部材を有
しその２つの流路をそれぞれ前記応答増幅機のシリンダ
両端に連絡している応答機へのフイードバツクバルブ手
段１２８，７０２とより成り、前記送信機は第１の流体
供給路１３−２３から流体槽Ｒへ可変的に流体を通す送
信機第１通液手段４３，３３と第２の流体供給路１５−
２５から流体槽Ｒへ可変的に流体を通す送信機第２通液
手段４５，３７とを含み、これら送信機第１，第２通液
手段はそれぞれ最大通液位置と最小通液位置との間の範
囲内で連続的に位置決め可能でかつこれら第１，第２通
液手段の可動部４３，４５は互いに機械的に連結されて
いて、これら可動部の動きが一方向において前記流体供
給路２３，２５の一方の通液量を可変的に増加しかつ他
方向において他方の通液量を可変的に増加可能であり、
また前記フイードバツクバルブ手段は前記送信機の第１
作動流路６１から流体槽Ｒへ可変的に流体を通すフイー
ドバツクの第１流通手段１３５，１６３と第２作動流路
６３から流体槽Ｒへ可変的に流体を通すフイードバツク
の第２流通手段１３７，１６５とを含み、それらフイー
ドバツクの第１，第２の流通手段の変動部１６５，１３
７は共通の弁子１３３上に形成されていて、応答機のピ
ストン１０１の位置変動に伴う弁子１３３の動きが一方
向において前記作動流路６１，６３の一方からの流通量
を可変的に増加しかつ他方向において他方からの流通量
を可変的に増加可能であり、しかも前記の送信機のダ１
通液手段とフイードバツクの第１流通手段とを結ぶ一連
の流路と、送信機の第２通液手段とフイードバツクの第
２流通手段とを結ぶ一連の流路とがそれぞれ途中で応答
機シリンダの両端部に通じかつ互いに並列的に設けられ
て成るを特徴とする。

この発明の流体作動式中継器は、上述の構成によつて、
まず送信機における往復又は回転可能な閉塞体が電気信
号又は手動によつて所要に応じ可変的に偏位されると、
送信機内の一対の流路の開度に差異が生じ、従つて圧力
源から来る一対の流体供給路から増幅応答機のシリンダ
両端に至る一対の作動流路間に流体圧力の差が生じ、送
信機入力の程度に応じて応答機の複動ピストンが偏位す
る。このピストンの移動は負荷シリンダに至る一対の流
体導管相互間に圧力差を生じ、負荷ピストンが偏位して
これに連結された被制御部材例えばバルブ等が必要量だ
け調整される。この発明において送信機に対する入力信
号は連続かつ無段階に可変できるので、被制御部材の調
整が連続的かつ高い精度で比例制御できる。送信機のピ
ストン両端の閉塞体は同ピストンの偏位に伴い、圧力の
高い作動流体を圧力の低い作動流体より多く流体槽へ戻
すので、シリンダ両端の圧力差はやがて解消し、応答ピ
ストン及び負荷ピストンは確実に所要の移動位置て停止
し、入力信号の変らない限り被制御部材は所定の制御位
置に保たれる。なお、その後にこの制御位置が何らかの
原因で乱されるときには、負荷ピストンに連動するフイ
ードバツクバルブが作動して応答機に負性的に働き、こ
の外乱を鎮め絶えす被制御部材を正常位置に維持しよう
とする。次に、図面により、本発明の実施例を説明する
。

第１図を参照すると、流体作動式中継器は多くの導管に
連結している圧力流体源Ｐ例えばポンプ（図示されてい
ない）と他の導管に連結している低圧力流体槽Ｒ（図示
されていない）との間に連絡され、通常、この系統は油
圧式であり、作動用流体としてミネラルオイルのような
流体を用いる。しかし以下に説明する本発明のすべての
実施例は気体、例えば空気が作動用流体である空圧式系
統のものにも適用できる。圧力源導管１１から流入する
流体は、送信機本体１７内の流路１３，１５を通りオリ
フイス１９，２１を抜け流路２３，２５を経て、ポート
２７，２９から流出する。

このポート２７，２９は、送信機本体１７中に形成され
たシリンダー３１の内部に対して開放していて、流体は
さらにシリンダー３１から３つのポート３３，３５，３
７を通り、導管５１を経て流体槽Ｒに流入するようにな
つている。４つのランド４３，４５，５３，５５を有す
るスプール３９は、電磁ソレノイド４１によりシリンダ
ー３１内を軸方向に偏位する。

この電磁ソレノイド４１は、短行程のトルクモーターで
もよい。電磁ソレノイド４１は、第１図に示されるよう
に、スプリング４０，４２により中央位置に付勢されて
いる。第１図で示されるようにスプール３９が中央位置
に位置すると、ランド４３と４５は完全又はほぼ完全に
ポート２７，２９を塞ぎ、このために、送信機のむだな
動力消費が減少する。調整系統においては、一般にポー
ト２７，２９がスプール３９の中央位置で部分的に開口
しているであろう。操作上、電磁ソレノイド４１に印加
された電気信号によりスプール３９がシリンダー３１の
一端方向に偏位すると、ポート２７又は２９の一方がス
プール３９の偏位の影響を受ける分だけ開口し、他方の
ポートはスプール３９の軸方向の偏位の影響を受ける分
だけ閉塞する。

例えばポート２７が開口しレポート２９が閉塞すると、
圧力源導管１１からの流出量はオリフイス１９又は２１
により制限されているので、流路２３での圧力が低下し
、他方の流路２５での圧力が上昇する。このように、オ
リフイス１９を備える流路１３と、オリフイス２１を備
える流路１５は、降下圧力負荷特性を有する流体供給機
能を備えている。ポート２７，２９と、ランド４３，４
５を有するスプール３９がこの流路に連結している。こ
れらのランドは、その位置に従つて変化する圧出力を提
供するために、２つの流体供給の吐出口を開閉する位置
可変の閉塞体となつている。ランド４３，４５の位置は
、電磁ソレノイド４１により調節できるので、以上説明
した系統は、電気流体式変換送信機を提供する。ランド
４３，４５の周辺から若干漏入する流体によつてスプー
ル３９が動かなくなるのを防ぐた−めに、スプール３９
は、ランド４３，４５の外側にポート３３，３７と連結
している環状空間４７，４９を有する。

これらのポート３３，３７は流体槽Ｒに連結する導管５
１に接続される。

スプール３９は、その末端にランド５３，５５を備え、
補助案内としている。シリンダー３１の両端は、室５８
に続く流路５７によつて連結されていて、室５８は、電
磁ソレノイド４１を内蔵し、大気中への吐出口５９を有
する。送信機の可変性流体圧出力は、流路６１，６３を
通りこの実施例では、送信機本体１７中に形成されたシ
リンダー６５から成る増幅器である応答易機まで案内さ
れる。

応答機の複動自由ピストン１０１はシリンダー６５内を
浮動し、その両端６９，７１間での差圧に応じ、軸方向
に自由に偏位する。送信機から続く流路６１，６３は、
シリンダー６５の両端にそれぞれ連結しているので、そ
の流体の圧力が自由ピストン１０１両端へ作用する。こ
のピストン１０１の外周は環状溝７３，７５を有し、そ
の両端にランドJモV， ７９を備えている。

環状溝７３，７５により形成された環状空間８１，８３
は、それぞれ流路８５，８７を介して流体槽Ｒに続いて
いる。

外側のランドJモV，７９は外周面に各々傾斜溝８９，９
１を有し、ピストン１０１の両端から環状溝７３，７５
の方に進むにつれて溝の深さは浅くなる。圧力流体は、
流路６１，６３からこれらの傾斜溝８９，９１を経て、
ランドJモV，７９を抜けシリンダー６５の両端に近い周
面の凹陥部９３，９５まで流入し、そこから流路８５，
８７を通り流体槽Ｒまで流れる。必要に応じ図示されて
はいないが、キーとキー溝のような適当な係合手段が傾
斜溝８９，９１を凹陥部９３，９５と一直線に維持する
よう設けられる。傾斜溝８９，９１と凹陥部９３，９５
とを接続する吐出口９７，９９の寸法はピストン１０１
の軸方向の偏位につれて増減する。この吐出量により、
流路６１，６３圧カへの負性のフイードバツクが起る。
流路６１，６３のうちの一方が他方の流路よりも、高圧
になると、ピストン１０１は、高圧の流体を傾斜溝８９
又は９１を通じて流体槽Ｒまで漸増的に吐出させるよう
な修正方向に偏位し、また流路６１，６３のいずれかが
、相対的に他方の流路よりも低圧になると、自由ピスト
ン１０１は低圧の流体の流体槽Ｒへの吐出を減少させる
ような方向に偏位する。この可変性負性フイードバツク
のために、自由ピストン１０１は、スプール３９の偏位
の程度に比例して偏位し、やがて送信圧力に対応して所
要の位置に静止する。

自由ピストン１０１は表示器、バルブ、又は他の負荷の
ような適当な出力に機械的に連結することができ、こう
することによりシリンダー６５と自由ピストン１０１か
ら成るこの応答機は、送信機に連結された送信機として
の部分を構成できる。

流路６１，６３は第１図では送信機本体１７内に示した
が、ホース、パイプ又は他の延長流体導管に置き換えて
も良い。かくてこのシステムは、遠隔指示による比例制
御系を構成する。この場合、自由ピストン１０１とシリ
ンダー６５は第１図に示されるように、流性増幅器（応
答機）の部材を形成する。自由ピストン１０１の中央部
には環状溝６７が設けられている。環状溝６７により形
成された環状空間１０３は、圧力流体源Ｐに流路１０５
により連結している。環状溝６７と７３及び６７と７５
の間にそれぞれ位置するランド１０７，１０８は、自由
ピストン１０１がその中央位置にある時にシリンダー６
５の出口ポート１０９，１１０を塞ぐ、電磁ソレノイド
４１の導線１１１に印加された電気信号によるスプール
３９の偏位に応じ、自由ピストン１０１がシリンダー６
５の一端へ軸方向に移動すると、自由ピストン１０１の
移動に比例して、出口ポート１０９，１１０が開口する
。かくてこれらの出口ポートに連結された流体導管又は
ホース１１５，１１３のうちの一方が環状空間１０３と
流路１０５を−介して圧力流体源Ｐに連結されると他方
の流体導管又はホースが、環状空間８１と流路８５又は
環状空間８３と流路８７を介して流体槽Ｒに連結される
。ホース１１５，１１３は負荷シリンダー１１７の両端
にそれぞれ連結され、従つてこの負荷．シリンダー１１
７はそのピストン１１９と共働し遠隔受信機を形成する
。ホース１１５，１１３の一方が圧力流体源Ｐに、他方
が流体槽Ｒに連結されると、ピストン１１９は、高圧側
から低圧側へ流体が流れる方向へ一偏位する。

一端をそれぞれピストン１１９の片面に連結したピスト
ン棒１２１，１２３はシリンダー１１７の両端を貫通し
て張り出していて、ピストン１１９の両面のシリンダー
１１７内の流体圧力にさらされる部分は同一面積である
。ピストン棒１２３は、図示されてはいないが、機械的
負荷例えばバルブに連結するように延ばされる。またこ
のピストン棒１２３は、直交する横棒１２５により隣接
するフイードバツクバルブ１２８の心棒１２７に機械的
に連結されている。見易くするために、バルブ１２８は
負荷シリンダー１１７より大きい寸法で示されているが
、実際には、フイードバツクバルブ１２８で、流体圧に
さらされる部″分の面積は、負荷シリンダー１１７のそ
れど比較して無視し得るほどに小さい。心棒１２７は密
封される開口１２９を貫き、フイードバツクバルブの本
体内のシリンダー空どう１３１内まて延びていて、円柱
状の弁子１３３を形成している。

この弁子１３３は２個の傾斜溝１３５，１３７を有し、
この傾斜溝の深さは、弁子１３３の両端から中央部に進
むにつれて、深くなり、番号１３９，１４１に示される
ように、溝の最深部では一定の範囲を一定の深さに保つ
ている。弁子１３３が中央位置にあるときは、傾斜溝１
３５，１３７は、第１図に示されるように、シリンダー
空どう１３１の両端に近い環状溝１４３，１４５と軸方
向では整合されている。環状溝１４３，１４５はポート
１４７，１４９と夫々連結し、さらに、流体導管１５１
，１５３に連結していて、この導管１５１，１５３は夫
々増幅兼応答シリンダー６５に連通するポート１５５，
１５７に連結されている。フイードバツクバルブ本体の
空どう１３１の両端部分１５９，１６１は、拡大してい
て、流体槽Ｒに連結された導管１６７まで案内する流路
１６３，１６５と、傾斜溝１３５，１３７とに連絡して
いる環状空間を提供している。

従つて弁子１３３が軸方向に偏位すると、軸方向の偏位
の程度に比例して、傾斜溝１３５，１３７によるバルブ
本体の空どう１３１の両端部分への通路１６９，１７１
が開閉する。このために、例えば一方のフイードバツク
導管１５１の流体槽Ｒへの吐出量が増加し、逆に他方の
導管１５３の吐出量が減少するようになつている。作用
的には増幅ピストン１０１の両端を横切る差動圧力がこ
の増幅ピストン１０１を図上左右に偏位させると、負荷
ピストン１１９は、フイードバツクバルブの弁子１３３
と共に逆方向に偏位する。このために、増幅ピストン１
０１の両端に位置する導管１５１，１５３の間に差動圧
力が生じ、しかもフイードバツクバルブの弁子１２８か
らのフイードバツクは負性的となり、送信機のスプール
３９の偏位により生じた前記の差動圧力を相殺しようと
する。

このようにして差動圧力が相殺されると、増幅ピストン
１０１は中央位置つまり常態に戻る。このために、負荷
ピストン１１９の両側に働いた差動圧力が仕切られるの
で、入力導線１１１で電磁ソレノイド４１に印加された
信号力に比例した、スプール３９の偏位に比例してすで
に偏位した位置で負荷ピストン１１９が静止する。各種
部品、例えば送信機スプール３９、増幅ピストン１０１
、負荷ピストン１１９。

フイードバツクバルブの弁子１３３の動きは、電磁ソレ
ノイド４１の入力導線１１１に加えられた信号に比例す
るとされているが、これは単に、信号の強さと機械的位
置との間に機械的移動の増加をひき起す信号力の増加に
関して直接的な作用が存るというだけにすぎない。そし
て、適当な形状の溝８９，９１，１３５，１３７により
、その作用を直線的比例関係に近づくよう調整がなされ
る。単なる傾斜溝８９，９１，１３５，１３７の他に、
他の溝形を使つても良い。第２図、第３図には、第１図
の実施例の変形例が示されている。第２図、第３図には
第１図に示された装置の一部分のみが示されていて、第
２図、第３図の装置の残部は、第１図の残部と同じ．で
ある。第１図の部品と同じ部品には同じ参照番号をつけ
、説明も重復しない。第２図と第３図を調べてみると、
第２図では、第１図と同様ピストン１１９が中央位置に
あるときに、ピストン棒１２１，１２３はポート１５１
，１５３をほぼ塞ぐ．ように配列されているが、これに
反して第３図では、ランド４３，４５は、スプール３９
が中央位置にあるときには、ポート２７，２９を部分的
に開口させておくように配列されていることがわかる。
第２図と第３図は、次の２点について、第１図、実施例
と異なる。

先づ第一に、第３図では第１図における案内ランド５３
，５５が、大気への吐出流路５７，５９への漏流の戻り
口３３，３７と同様、スプール３９から除外されている
。（これらは、もちろん、必要に応じて使用され得る。
）第二に、最も重要な点であるが、第２図では、別体の
フイードバツクバルブ１２８が除外され、傾斜溝１３５
，１３７を持つフイードバツクバルブ装置の代りに、各
々の制御用流体導管１５１，１５３がピストン棒１２１
，１２３の両端に直接に設けられている。第４図には第
１図の実施例のもう一つの変形例”が示されているが、
通し番号を付記し、重複する説明を省く。

第１図と第４図に示される実施例の基本的な相違点は、
第１図でのスプール３９の制御ポート２７，２９が第４
図では、ノズル２７Ａ，２９Ａによつて置き替えられて
いて、その流れも閉塞体３９Ａによつて調節される。第
１図の電磁ソレノイド４１により作動するスプール３９
と異なり、第４図の閉塞体３９Ａは、手動機構である。
この円筒形閉塞体３９Ａの一方端の軸受２０１は、閉塞
体３９Ａのねじ式ピン２０３を支えるように内部にねじ
が刻まれている。閉塞体３９Ａは回転するにつれて、ノ
ズル２７Ａ，２９Ａのうちの一方に接近し、同時に他方
のノズルから遠ざかるように動き、この装置により、導
管２３，２５の流体圧力が変化する。閉塞体３９Ａは、
その支持体２０９の平軸受で支えられた、非ねじ式ピポ
ツトピン２０５を片側に備え、またノズル２７Ａ，２９
Ａは、支持体２０９の内腔へ流体を出入させる。ピン２
０３，２０５の半径方向の流路２１１，２１３は各々、
支持体２０９の内腔に通じ、また閉塞体３９Ａ内の軸方
向流路２０７にも連結していて、流路２０７から流体を
流体槽Ｒに案内する戻り管３６に吐出する。さらに第１
図と第４図の他の構造上の相違点は、機械的に負荷ピス
トン棒１２３に接続しているフイードバツクバルブ１２
８Ａの構造にある。

フイードバツクバルブ１２８Ａは、第４図では、１本の
長い溝を形成するように互いに連結されたゆるい傾斜溝
１３５，１３７から左右の流路６１，６３に、流体を吐
出させる。溝１３５，１３７はその両端を、バルブ本体
の両外側に密封状に設けた環状ブーツ２２１内側の空間
２２０に連通し、心棒１２７内の流路２２２を通じ、流
体を流体槽Ｒに戻すことも可能である。フイードバツク
バルブ１２８Ａが流路６１，６３内の圧力を等しくする
ように移動すると、増幅ピストン１０１は、中間位置に
戻り、負荷ピストン１１９は、手動式閉塞体３９Ａの設
定位置に対応して所要の新しい位置に停まる。第１図と
第４図の実施例の相違点は、第４図では増幅ピストン１
０１がその両端に第１図の実施例の溝８９，９１のよう
な、傾斜溝を備えていないことである。

第５図には、第１〜４図の実施例に類似の変形実施例が
示されていて、同じ参照番号の説明は省く。

第１，３図に示されるようなポート２７，２９と共働し
、かつ電磁ソレノイドにより作動するスプール３９では
なく、第５図の実施例では、第４図と同様、ノズル２７
Ａ，２９Ａと共働する手動式のホイール型閉塞体３９Ａ
を含む。しかし増幅ピストン１０１については、第１，
２図同様フィードバツク装置を備える。第５図の実施例
においては、第１図のように、増幅ピストン１０１の両
端に、このピストンの殊端まで延びきつた８９，９２の
ような傾斜溝を備えていない代わりに、各ランドJモV，
７９の中央を囲む環状溝８９Ｂ，９１Ｂと連通するま
で傾斜溝８９Ａ，９１Ａが延ひている。そして環状溝８
９Ｂ，９１Ｂがそれぞれ、半径方向と軸方向のピストン
内流路８９Ｃ，８９Ｄ及び９１Ｃ，９１Ｄを経て、増幅
ピストン１０１の末端に通じている。傾斜溝８９Ａ，９
１Ａの形は、第６，７，８図の拡大図により明確に示さ
れる。短い傾斜溝８９Ａ，９１Ａは環状溝８９Ｂ，９１
Ｂと共働し、ノズル閉塞体３９Ａの非直線状入力と相関
的な非直線上フイードバツクを提供し、このために、送
信機の手動機構による運動と、増幅ピストン１０１の運
動との間にほぼ直線状に比例する制御が果される。第９
図は、第８図のＶ型断面の溝９１Ａに対する代用として
の矩形断面のフイードバツク溝９１Ｅを示す。

なお第５図には、負荷シリンダーや負荷ピストンは何も
示されていないが、これは、第５図の増幅出力路１１３
，１１５が、普通は第１，２，４図のような、フイード
バツク装置を備えている適当な負荷シリンダー１１７へ
通する流路１１７Ａ，１１７Ｂに連結しているからてあ
る。

負荷フイードバツクなしで、閉塞体３９Ａでの入力の大
きさに係わりなく、負荷ピストンは最終的にその偏位の
限界まで偏位し、この負荷ピストンの割合は、閉塞体３
９Ａでの入力の大きさに比例して変動する。しかし応用
例においては、第１〜４図の実施例の負荷フイードバツ
ク装置が除外されることもある。第５図は、圧力流体源
Ｐに案内する導管１１とオリフイス１９，２１との間の
濾過スクリーン２２５の使用を示していて、この濾過ス
クリーン２２５は外部粒子によるオリフイス１９，２１
の閉塞を防ぐのに効果的である。

第１〜４図には示されていないが、このスクリーンのあ
る構造は、本発明のすべての実施例に適応可能なもので
ある。第１０図は、第５図に類似した別の実施例を示し
ている。第５図と第１０との相違点は、増幅ピストン１
０１における傾斜溝の有無と、手動閉塞体３９Ａに代わ
る電動フラツパ一４１Ａの使用とにある。第１０図の増
幅ピストン１０１におけるフイードバツク溝系統では、
第５図の短い傾斜溝８９Ａ，９１Ａが除かれている。

従つて環状溝８９Ｂ，９１Ｂと流体槽Ｒへの吐出路８５
，８７とを連通するのに十分な増幅ピストン１０１の軸
方向の最初の偏位は、何らかのフイードバツクが起る以
前に必要であり、その後の増幅ピストン１０１の同方向
への偏位により流通量が増加する。必要に応じて、ラン
ドJモV， ７９は、第１０図のピストン１０１に示され
る、一端での環状溝７３，８９Ｂの間と、他端ての環状
溝は７５，９１Ｂとの・間の部分で環状に輪部が生ずる
ように、内側にテーパさせ載頭円錐型にすることも可能
である（第１１図）。これらのランドの一番外側の部分
７９Ｂは、案内用として円筒形を成す。フラツパ一型閉
塞体３９Ｂを駆動する第１０図Ｊに示される電動フラツ
パ一４１Ａは相対して配置されたＵ字形磁石２３１，２
３３を含み、その中間点２３５で回動可能に取り付けら
れたフラツパ一３９Ｂを備えている。

フラツパ一３９Ｂの上端を、そのハウジング２４１側壁
に連結し、ねじ２１４３によつて調節される引張ばね２
３７，２３９は、フラツパ一２９Ｂの下端を中央位置に
保つ。そして、電磁ソレノイド４１ａ又は４１ｂの入力
ライン１１１Ａ又は１１１Ｂのうちのいずれかに電気信
号が加えられると、フラツパ一３９Ｂはそれに比例する
分だけ引きつけられ、ノズル２７Ａ又は２９Ａに接近若
しくは、これから離れる。これにより、流路２３，２５
への吐出が可変的になり、一方ノズル２７Ａ，２９Ａを
通り過ぎた流体は、流路３５Ａ，３５Ｂを経て、流体槽
Ｒに戻る。第１２図は、営業的によく実施される実施例
を示していて、この実施例では、送信機６００が、溝付
きバルブ棒６０４に連結されかつ圧力導管６０６から溝
６０８，６１０を抜ける流体の流れを可変的にさえぎつ
てバルブ棒６０４を動かすよう設けられて、管６１２と
６１４との間に差動圧力を生じさせる作動レバー６０２
を備えている。

差動圧力は増幅器６２０内のスプールバルブ６１８を動
かす。スプールバルブ６１８はフイードバツク溝６２２
，６２４を備えていて、このスプールバルブ６１８の動
きによつて、導管６２６と６２８間て圧力不均衡が生じ
、この力の不均衡により、以前に説明されたように負荷
シリンダー６３２内のピストン６３０が動く、ピストン
６３０はピストン棒６３６によりＵリンク６３４に連結
されている。このＵリンク６３４は負荷フイードバツク
装置６４２を作動させるカム６４０を備えた板６３８に
固着されている。負荷フイードバツク装置６４２は、溝
付きの弁子６４４を内部に取り付けた本体６４３を有す
る。この弁子６４４は、一端にローラ６４６を保持して
いて、ばね６４８によりカム６４０の傾斜面に接してい
る。かくて弁子６４４はカム６４０の位置に依存する位
置まて動く。従つてこの弁子６４４の位置は負荷ピスー
トン６３０の動きにより変化するので、送信機６００か
らの圧力流体は管６１２，６１４から、一部が弁子６４
４の溝６５０，６５２を通り、戻り管６５４まて可変的
に吐出される。この吐出圧力は増幅器のスプールバルブ
６１８に作用し、これ．、を中間位置に戻し、負荷ピス
トン６３０の動きを止めるように圧力不均衡を減少させ
る傾向にある。このため、Ｕリンク６３４とこれに固着
した負荷（図示しない）は、送信機の作動レバー６０２
が移動した位置に対応する位置に静止する。この営業的
に利用される実施例では、増幅スプールバルブと受信機
とが、本発明の望ましい実施例で説明されたフイードバ
ツク装置に組み入れられる。これらのフイードバツク装
置は、作動レバー６０２の位置の既知の機能として最終
的にＵリンク６３４の位置を定めるように共働して作用
するよう示されている。また、負荷ピストン６３０には
、管６２６，６２８からの差動圧力にさらされる不均等
な面積があるため、負荷ピストンは、管６２６，６２８
内の圧力の均衡というよりむしろ、負荷ピストンの両端
での力の均衡により静止するようになる。第１３図は第
１２図の２７−２７線での負荷フ・イードバツク装置の
正面図である。

ばね６４８は、溝付き弁子６４４のロツド下端に取りつ
けられたローラ６４６をカム６４０と接触させるよう示
されている。この図では断面Ｔ型に示されているカム６
４０は、下側のローラ６５６に支持されて水平に移動可
能である。第１４図、第１５図は各々、この実施例によ
る負荷フイードバツク用の溝をはつきりと示しているフ
イードバツク装置の弁子６４４と増幅スプールバルブ６
１８の縦断面図である。

第１６図は、別の営業的に利用される実施例を示してい
る。

この実施例では、回転型受信機７００と回転フイードバ
ツク装置７０２は、第２６図で説明された増幅器６２０
とほぼ同じ増幅応答機７０４と、回転流体サーボ系統を
生み出す水圧式モーター７０６と共に作動する。このモ
ーター７０６は例えば、二端型出力シヤフトと共働する
よう適当に改良されたハイドロレコ型２Ｍ０００Ｂ２Ａ
１水圧式モーターでも良い。送信機７００は、その頂部
７０７を囲み下方の軸部に回転可能に支持される回転子
７０１を備えでいる。

頂部７０７は、半径方向に延び、回転子７０１の内側円
周と接触している一対の腕７０６″を有する。回転子７
０１は、調節ノブ７０５により最大角１８０度程度まで
回転可能となるように、腕７０６″と接触する突起７０
３により制限される。回転子７０１の内側円周は、偏心
溝７１２を備え、底板７０９は、ねじ７１１で回転子７
０１に固着され、密閉リング７１３は、回転子７０１と
送信機の頂部７０７どの間の空間７１０を密閉する。圧
力流体は、図示されてはいない右方の流体源から導管７
０８に導入され、偏心溝７１２と連通している環状空間
７１０の圧力を一定度に保つ。この偏心溝７一１２は、
第１７図に明確に示されているが、腕７０６″の末端ま
で延び、流体増幅器７０４の調節入力に連結されている
導管７１４，７１６の圧力を別々の一定度に保持する。
偏心溝７１２の底部は、第１７図のように、平面図では
円形をなし、この円は、回転子がその回りを回転する軸
に対しわずかに偏心をなす。この円の中心は回転子７０
１の軸に対し、回転子の軸と突起７０３の中心とをつな
ぐ線に沿つて、突起７０３から遠ざかる方向にわずかに
はずれている。突起７０３に連接する溝は半径方向の深
度が最小であり、突起７０３の反対正面にある溝は、深
度が最大である。第１６図に示されるように、溝７１２
の幅は、一定であり、腕７０『の上下幅よりせまいため
、第１７図のように、流路７１４，７１６から流出する
流体は、空間７１０に入るまでに、溝にそつて短い距離
移動せねばならず、従つてこの過程では、流体が溝の深
度に応じて絞られる。導管７１４，７１６が偏心溝７１
２の各部を通り圧力をもつて流れる流体により別々に圧
力を一定度に保たれるので、増幅器７０４は、出力導管
７２０，７２２に差動圧力を生じさせ、これにより水圧
式モーター７０６を調節するよう作用する。

モーター７０６は二端を有する出力シヤフトを備えてい
て、一端７２４は負荷又は、指示器に連結され、他端７
２６は、軸継手７２８を経て、負荷フイードバツク装置
７０２の回転ヘツド７３０に連結されている。フイード
バツク装置７０２は、構造上送信機７００と同じである
。負荷フイードバツク装置７０２では、別々の圧力を一
定度に保たれた導管７１４，７１６が、偏心溝７５２を
経て連通室７３４を通り、図示されてはいない流体槽に
連絡している導管７１８に流体を可変的に吐出する。こ
の可変的な吐出により、導管７１４，７１６内の圧力が
均衡されて、水圧式モーター７０６のシヤフト７２４の
回転を、送信機７００の調節ノブ７０５の回転変位に対
応した位置で止める。内部の突起７０３は、調節ヘツド
７０７から偏心溝に向かつて開口している導管７１４，
７１６に対して、流れにおいて最大の差がある点を通過
して、回転子７０１での偏心溝７１２の回転を妨げるよ
うになつている。フイードバツク装置７０２内の偏心溝
７３２及び突起（図示されていない）もフイードバツク
装置７０２内で上記と同じ機能を有する。なお、第１７
図は、第１６図における３１−３１線での送信機７００
の横断面であり、偏心溝７１２と導管７１４，７１６と
の連通状態を示していて、導管７０８と、導管７１４又
は７１６のうちの一方との間の溝により構成された独特
な可変的閉塞体を示している。

この偏心溝の形状は、すでに説明されたサーボ系統に示
される送信機と負荷との間のフイードバツクの機能を望
ましいものにするよう、送信機と負荷フイードバツク装
置内で変更することができる。本発明の中継器において
は、送信機、応答機及びフイードバツク手段がすべて共
通な一対の流路の間に並列的に連絡されており、しかも
これらの機器、手段のピストン、又はスプールにはその
中央に関し対称的に配置された傾斜溝などの可変的に通
液量を調節する機構が付設されており、出力及びフイー
ドバツクが連続的に変化可能で、被制御部材への制御が
柔軟でしかも高い精度を発揮できる。

また直線動型を改変して、送信機に用いられた回転型送
信機はその入力操作に回転機を利用することができ、本
発明中継器の適用分野を広げることができる。

本発明の中継器において、送信機、応答機及び負荷フイ
ードバツクバルブはいずれも、前記一対の作動流路のそ
れぞれを低圧の流体槽へ可変的に連通させる一対の閉塞
機構を含んでおり、しかも各段階における一対の閉塞機
構はそれぞれ一方の開度が大となれば他方の開度が小と
なるように相関的に作動するので、送信機やフイードバ
ツクバルブが単一作動のものあるいは直列的に配置され
ているものに比し、流体圧力の伝達が円滑かつ連続的に
行なわれる利点が大きく、負荷に対する制御が他の段階
の機器に影響されることなく、きわめて効率的に行なわ
れる。

また、これらの機構の対称かつ並列的構成によつて応答
機が速やかに中立位置を取り、負荷が所要の制御位置を
絶えす正しく維持する作用効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施例による流体作動中継器
を示す拡大断面図、第２図と第３図は第１図の変形例を
示す部分図、第４図と第５図は第１〜３図に類似の他の
２つの変形例図、第６図、第７図、第８図はそれぞれ第
５図の実施例の増幅ピストン末端の立面図、縦断面図、
端面図、第９図は第８図に類似の他の実施例の図、第１
０図は電動フラツパによる流体作動中継器の縦断面図、
第１１図は第１０図に示されるスプールバルブの部分断
面図、第１２図は営業上の実施例の部分断面図、第１３
図は２７−２７線での第１２図の一部の立面図、第１４
図、第１５図は第１２図で示された実施例で使用される
バルブの断面図、第１６図は営業上の他の実施例の部分
断面図、第１７図は３１−３１線での第１６図に示され
る送信機の断面図、第１８図は従来の中継器の一例の説
明図である。 １７・・・・・・送信機本体、１９，２１・・・・オリ
フイス、２７，２９・・・・・・出力口（ポート）、３
１・・・送信シリンダー、３９・・・・・・送信スプー
ル、４１・・・・電磁石ソレノイド、６５・・・・・・
増幅シリンダ、６１，６３，１１３，１１５，７２０，
７２２・・・・流路、４３，４５，５３，５５，７７，
７９・・ランド（閉塞体）、８９，９１・・・・・・傾
斜溝（断面変動手段）、１０１・・・・・・増幅ピスト
ン、１１７・・・・・・負荷シリンダ、１１９・・・・
・・負荷ピストン、１２８・・・・・フイードバツクバ
ルブ、１３３・・・・・・弁子、１３５，１３７・・・
・・・傾斜溝、７００・・・・・・回転子型送信機、７
０１・・・・・・回転子、７０２・・・・・・フイード
バツク装置、７０４・・・・・・増幅応答機、７０７・
・・・水圧式モータ（負荷シリンダ手段）、Ｐ・・・・
・・圧力流体源、Ｒ・・・・・・流体槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体作動式中継器が、各入口を流体圧力源Ｐに接続
   され中間に流路制限部１９，２１を有しこの制限部の出
   口側では圧下降下特性を伴つて流体を供給する一対状の
   第１、第２の流体供給路１３−２３，１５−２５と、そ
   の可動閉塞体の位置に従つて圧力源Ｐよりは低圧の流体
   槽Ｒへ流体供給路２３，２５の各出口２７，２９をそれ
   ぞれ連通させる送信機３１，３９，７００と、複動自由
   ピストン１０１とシリンダ６５とを有しそのシリンダの
   両端は流体供給路２３，２５に続く送信機よりの作動流
   路６１，６３にそれぞれれ連絡されそのピストンが流体
   槽への流路を可変的に開く両端の閉塞体７７，７９と、
   圧力源と流体槽への内部流路を切換可能な中間２か所の
   閉塞体１０７，１０８を備えている増幅応答機６５，７
   ０４と、シリンダ内に相対動する可動体を有しこの可動
   体の各側の室がそれぞれ前記閉塞体１０７，１０８の移
   動によつて圧力源Ｐ又は流体槽Ｒに通ずる一対の流体導
   管１１３，１１５，７２０，７２２に連絡された負荷シ
   リンダ手段１１７，７０６と、この負荷シリンダ手段の
   可動体に連結されて従動し低圧の流体槽Ｒに連通可能の
   ２つの流路の開度を相関的に変化させる可動部材を有し
   その２つの流路をそれぞれ前記応答増幅機のシリンダ両
   端に連結している応答機へのフィードバックバルブ手段
   １２８，７０２とより成り、前記送信機は第１の流体供
   給路１３−２３から流体槽Ｒへ可変的に流体を通す送信
   機第１通液手段４３，３３と第２の流体供給路１５−２
   ５から流体槽Ｒへ可変的に流体を通す送信機第２通液手
   段４５，３７とを含み、これら送信機第１、第２通液手
   段はそれぞれの最大通液位置と最小通液位置との間の範
   囲内で連続的に位置決め可能でかつこれら第１、第２通
   液手段の可動部４３，４５は互いに機械的に連結されて
   いて、これら可動部の動きが一方向において前記流体供
   給路２３，２５の一方の通液量を可変的に増加しかつ他
   方向において他方の通液量を可変的に増加可能であり、
   また前記フィードバックバルブ手段は前記送信機の第１
   作動流路６１から流体槽Ｒへ可変的に流体を通すフィー
   ドバック第１流通手段１３５，１６３と第２作動流路６
   ３から流体槽Ｒへ可変的に流体を通すフィードバックの
   第２流通手段１３７，１６５とを含み、これらフィード
   バックの第１、第２の流通手段の変動部１３５，１３７
   は共通の弁子１３３上に形成されていて、応答機のピス
   トン１０１の位置変動に伴う弁子１３３の動きが一方向
   において前記作動流路６１，６３の一方からの流通量を
   可変的に増加しかつ他方向において他方からの流通量を
   可変的に増加可能であり、しかも前記の送信機の第１通
   液手段とフィードバックの第１流通手段とを結ぶ一連の
   流路と、送信機の第２通液手段とフィードバックの第２
   流通手段とを結ぶ一連の流路とがそれぞれ途中で応答機
   シリンダの両端部に通じかつ互いに並列的に設けられて
   成るを特徴とする流体作動式中継器。