特許 6291330 空気圧変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6291330

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】空気圧変換装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/20 20060101AFI20180305BHJP

   B01D 46/24 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/20 N

   B01D46/24 Z

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-81729(P2014-81729)

(22)【出願日】2014年4月11日

(65)【公開番号】特開2015-203585(P2015-203585A)

(43)【公開日】2015年11月16日

【審査請求日】2017年3月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】井上 和久

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 洋輔

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１８５５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２３３１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１０９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許第０２１０９２６８（ＧＢ，Ｂ）

【文献】 特開２０１１−２１５０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１７０７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１８７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００６７６４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１９５３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−０７４４２８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

Ｂ０１Ｄ ４６／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力される空気の空気圧を所定の空気圧に変換して出力する空気圧変換装置において、
前記入力される空気が流れる流路に設置されたフィルタユニットを備え、
前記フィルタユニットは、
前記流路を通過する空気中に含まれる異物を除去する筒状のフィルタスクリーンと、
前記筒状のフィルタスクリーンの周面に取り付けられ前記流路を通過する空気中に含まれる水を検知してその色が変わる水濡れ検知シート
とを備えることを特徴とする空気圧変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載された空気圧変換装置において、
前記フィルタユニットは、
前記水濡れ検知シートが取り付けられた前記筒状のフィルタスクリーンを覆う筒状のケース
を備えることを特徴とする空気圧変換装置。

【請求項3】

請求項１に記載された空気圧変換装置において、
前記水濡れ検知シートは、そのシート面の一部に切欠を有する
ことを特徴とする空気圧変換装置。

【請求項4】

請求項１に記載された空気圧変換装置において、
前記フィルタユニットが設置されている流路の外部に前記水濡れ検知シートの色が変わる面の状態を視認可能とする覗き窓が設けられている
ことを特徴とする空気圧変換装置。

【請求項5】

請求項１に記載された空気圧変換装置において、
前記フィルタユニットが設置されている流路の外部に前記筒状のフィルタスクリーンの異物を除去する面の状態を視認可能とする覗き窓が設けられている
ことを特徴とする空気圧変換装置。

【請求項6】

請求項１に記載された空気圧変換装置において、
前記フィルタユニットは、
前記入力される空気の入口に着脱可能に設置され、
前記空気の入口には、
前記フィルタユニットの抜け止めを防止するストップリングを挟んで配管継手が装着されている
ことを特徴とする空気圧変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、入力される空気の空気圧を所定の空気圧に変換して出力する空気圧変換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種の空気圧変換装置として、図８にその内部構成のブロック図を示すようなポジショナが知られている（例えば、特許文献１参照）。同図において、１はＩ／Ｆ（インターフェイス）端子、２はＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備えた電気回路モジュール、３は電空変換器、４は電空変換器３からのノズル背圧Ｐ_Nを増幅し出力空気圧Ｐｏとして調節弁２００へ供給するパイロットリレー（空気圧増幅器）、５は調節弁２００の動作位置を検出し電気回路モジュール２のＣＰＵへフィードバックする角度センサであり、これらによってポジショナ１００が構成されている。

【0003】

このポジショナ１００では、入力電気信号Ｉ_IN（４〜２０ｍＡ）がコントローラ３００から供与されると、すなわちコントローラ３００からＩ／Ｆ端子１へ入力電気信号Ｉ_INが与えられると、電気回路モジュール２のＣＰＵは、入力電気信号Ｉ_INと角度センサ５によって検出したフィードバック信号Ｉ_FBから制御演算を行い その結果に応じた電流Ｉ１を電空変換器３へ与える。電空変換器３は、空気圧供給源からの圧縮された空気圧Ｐｓの空気（高圧の計装空気）の供給を受けて、この計装空気の空気圧Ｐｓを電流Ｉ１に応じたノズル背圧Ｐ_Nに変換し、パイロットリレー４へ出力する。パイロットリレー４は、電空変換器３からのノズル背圧Ｐ_Nを増幅し、出力空気圧Ｐｏとして調節弁２００へ供給する。これにより、調節弁２００の弁開度が入力電気信号Ｉ_INで示される設定開度に調整される。

【0004】

このポジショナ１００では、供給される計装空気に異物が混入していたような場合、トラブルとなる虞がある。このため、例えば特許文献２では、ポジショナの空気回路中に異物を除去するフィルタを設けるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−２４２７０６号公報

【特許文献2】特開２００５−２３３１９８号公報

【特許文献3】特開２０１３−０１１６５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ポジショナ１００に供給される計装空気には、水分が混入している場合もある。実際の現場では、異物や水分の混入が認められ、それらがポジショナの空気回路内に侵入することで、内部に一時的又は恒久的な詰まりを発生させてトラブルとなる。異物に関しては、フィルタスクリーン等である程度補足可能であるが、水分に関しては、侵入を防止することができない。

【0007】

なお、ポジショナの空気回路上に水分を吸収可能なフィルタを設置することが考えられるが、水分を捕捉する容量を持たせる必要があるため、空気回路上の大きな流路抵抗となり、ポジショナの制御性能を著しく低下させてしまう。更に、フィルタが水分の捕捉を続けることで、流路抵抗を増加させ、最終的に流路閉塞となることもある。また、空気の流れがある部分への設置となるため、確実な固定方法とメンテナンス性の両立が要求され、製品サイズの大型化，コストアップの要因となる。

【0008】

このため、現在は水分除去用のフィルタは装備されておらず、フィールドにて水分の侵入が原因と思われるトラブルが度々発生している。このトラブルの検証作業時には、トラブルの発生原因となった水（結露により生じた水滴）が蒸発又は移動してしまっており、トラブルの再現性が非常に低く、痕跡も残りにくいため、トラブルの原因特定を困難にさせている。

【0009】

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、異物を除去すると共に、水分の侵入を原因とするトラブルの発生を簡単に知ることが可能な空気圧変換装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このような目的を達成するために本発明は、入力される空気の空気圧を所定の空気圧に変換して出力する空気圧変換装置において、入力される空気が流れる流路に設置されたフィルタユニットを備え、フィルタユニットは、流路を通過する空気中に含まれる異物を除去する筒状のフィルタスクリーンと、筒状のフィルタスクリーンの周面に取り付けられ流路を通過する空気中に含まれる水を検知してその色が変わる水濡れ検知シートとを備えることを特徴とする。

【0011】

この発明によれば、筒状のフィルタスクリーンで流路を通過する空気中に含まれる異物が除去され、水濡れ検知シートで流路を通過した空気に水が含まれていたか否かを知ることが可能となる。本発明では、通過した空気に含まれていた水の痕跡を知るのみであるので、空気回路の流路抵抗を増加させることがない。これにより、水の浸入の記録と異物の侵入の防止とを両立させることが可能となる。

【0012】

なお、本発明において、水濡れ検知シートは、流路を通過する空気に含まれている水を検知してその色が変わるシートであり、すなわち流路を通過する空気中に結露が生じていることを検知してその色が変わるシートであり、空気中の湿度が高くても結露が生じていなければその色は変わらない。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、流路を通過する空気中に含まれる異物を除去する筒状のフィルタスクリーンと、筒状のフィルタスクリーンの周面に取り付けられ流路を通過する空気中に含まれる水を検知してその色が変わる水濡れ検知シートとを備えたフィルタユニットを入力される空気が流れる流路に設置するようにしたので、空気回路の流路抵抗を増加させることなく、水の浸入の記録と異物の侵入の防止とを両立させることができ、異物を除去すると共に、水分の侵入を原因とするトラブルの発生を簡単に知ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る空気圧変換装置の一実施の形態であるポジショナの計装空気の入口部を示す図である。

【図2】このポジショナで用いるストップリングを示す図である。

【図3】このポジショナで用いるフィルタユニットの分解斜視図である。

【図4】このポジショナで用いるフィルタユニットの正面図および側面図である。

【図5】このポジショナで用いる水漏れ検知シートの他の例を示す図である。

【図6】覗き窓を設けるようにした場合のフィルタユニットの構成例を示す分解斜視図である。

【図7】覗き窓を設けるようにした場合の図１に対応する図である。

【図8】ポジショナの内部構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る空気圧変換装置の一実施の形態の要部を示す図である。図１には、本発明に係る空気圧変換装置の一実施の形態として、ポジショナにおける計装空気の入口部を示している。

【0016】

図１において、１０はケース、１１はケース１０内に形成された計装空気の流路、１２は流路１１の入口１１ａに着脱可能に設置されたフィルタユニットである。流路１１の入口１１ａには、すなわち空気圧Ｐｓの計装空気の入口１１ａには、フィルタユニット１２の抜け止めを防止するストップリング１３を挾んで、フィッティング（配管継手）１４が装着されている。

【0017】

ストップリング１３は、図２に示すようなＣ型のリングであり、フィルタユニット１２を流路１１の入口１１ａの流路１１の途中に形成された段差面１１ｂまで入れ込んだ後、ストップリング１３の径を縮ませて流路１１の内周面に形成された溝１１ｃに嵌め込むことによって、フィルタユニット１２の抜け止めを防止させている。そして、このストップリング１３を溝１１ｃに嵌め込んだ後、フィッティング１４を流路１１の入口１１ａに螺合させている。

【0018】

本実施の形態において、フィルタユニット１２は、その分解斜視図を図３に示すように、フィルタスクリーン１５と、水濡れ検知シート１６と、筒状ケース１７とで構成されている。

【0019】

フィルタスクリーン１５は、全体がメッシュ状とされ、円筒状とされた胴体部１５ａと、この胴体部１５ａからややすぼめて一体的に形成された底面部１５ｂとを備えている。底面部１５ｂもメッシュ状とされている。

【0020】

水濡れ検知シート１６は、円筒状に形成されており、その内径および幅はフィルタスクリーン１５の胴体部１５ａの外径および幅とほゞ等しくされている。この水濡れ検知シート１６は、水に接触すると毛細細管現象によりその端面１６ａ及び，その周辺の色が変わる特殊なシートであり、空気中の湿度が高くても結露が生じていなければ端面１６ａ及び，その周辺の色が変わることはない。なお、この種の水濡れ検知シートについては、例えば特許文献３に詳述されているので、ここでの説明は省略する。

【0021】

筒状ケース１７は、円筒状とされた胴体部１７ａと、この胴体部１７ａからややすぼめて一体的に形成された先端部１７ｂとを備えている。先端部１７ｂは開口とされている。胴体部１７ａの内径および幅は水濡れ検知シート１６の外径および幅とほゞ等しくされている。

【0022】

このフィルタユニット１２において、水濡れ検知シート１６は筒状ケース１７の胴体部１７ａの内周面に接着叉は，嵌め込まれており、この水濡れ検知シート１６が接着された筒状ケース１７にフィルタスクリーン１５を圧入し、フィルタスクリーン１５の胴体部１５ａの外周面に水濡れ検知シート１６を位置させている。

【0023】

すなわち、図４に示すように、フィルタユニット１２は、フィルタスクリーン１５と水濡れ検知シート１６と筒状ケース１７との３層構造とされており、外側に位置する筒状ケース１７と内側に位置するフィルタスクリーン１５との間に水濡れ検知シート１６が挟まれた状態で取り付けられている。

【0024】

このフィルタユニット１２を流路１１の入口１１ａにセットしたポジショナでは、フィルタスクリーン１５で流路１１を通過する空気中に含まれている異物が除去される。この異物はフィルタスクリーン１５の底面部１５ｂに溜まる。また、流路１１を通過する空気中に水が含まれていた場合、すなわち流路１１を通過する空気に結露による水滴が生じていた場合、この水が水濡れ検知シート１６に接触すると、毛細細管現象により、水濡れ検知シート１６の端面１６ａ及び，その周辺の色が変わる。

【0025】

このようにして、本実施の形態では、フィルタスクリーン１５で流路１１を通過する空気中に含まれている異物が除去され、水濡れ検知シート１６で流路１１を通過する空気中に含まれる水が検知される。この場合、水濡れ検知シート１６は細細管現象によって端面１６ａ及び，その周辺の色が変色するのみであるので、すなわち通過した空気に含まれていた水の痕跡を知るのみであるので、空気回路の流路抵抗を増加させることなく、水の浸入の記録と異物の侵入の防止とが両立されるものとなる。

【0026】

なお、上述した実施の形態では、水濡れ検知シート１６の端面１６ａ及び，その周辺で水が通過したか否かを確認するようにしたが、図５（ａ）に示すように水濡れ検知シート１６のシート面の一部に例えば矩形状の切欠１６ｂを形成するようにし、この矩形状の切欠１６ｂの端面及び，その周辺でも水が通過したか否かを確認するようにしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、水濡れ検知シート１６のシート面に多数の丸孔１６ｃを設け、この多数の丸孔１６ｃの端面及び，その周辺で水が通過したか否かを確認するようにしてもよい。

【0027】

また、上述した実施の形態では、水濡れ検知シート１６の端面１６ａ及び，その周辺の色を確認する場合、フィッティング１４を取り外さなければならないが、例えば、図５（ｂ）に示したような多数の丸孔１６ｃを設けた水濡れ検知シート１６を用いるようにした場合、図６に示すように、筒状ケース１７の水濡れ検知シート１６の丸孔１６ｃに対向する位置に角孔１７ａを設けるようにし、図７に示すように、この角孔１７ａから水濡れ検知シート１６の丸孔１６ｃを覗けるような覗き窓１０ａをケース１０に設けるようにすれば、フィッティング１４を取り外さなくても水濡れ検知シート１６の丸孔１６ｃの端面及び，その周辺の色を確認することができるようになる。

【0028】

また、上述した実施の形態では、フィルタスクリーン１５の底面部１５ｂに溜まった異物の状態を確認する場合、フィッティング１４を取り外さなければならないが、例えば、図６に示すように、筒状ケース１７のフィルタスクリーン１５の底面部１５ｂに対向する位置に角孔１７ｂを設け、図７に示すように、この角孔１７ｂからフィルタスクリーン１５の底面部１５ｂを覗けるような覗き窓１０ｂをケース１０に設けるようにすれば、フィッティング１４を取り外さなくてもフィルタスクリーン１５の底面部１５ｂに溜まった異物の状態を確認することができるようになる。

【0029】

また、上述した実施の形態では、フィルタユニット１２を流路１１の入口１１ａにセットするようにしたが、必ずしも流路１１の入口１１ａでなくてもよく、流路１１の入口１１ａよりもさらにケース１０の内部に入った位置にフィルタユニット１２をセットするようにしてもよい。この場合、そのセットした位置に、図７に示したような覗き窓１０ａ，１０ｂを設けるようにすれば、ポジショナを分解しなくても、水濡れ検知シート１６による水の検知状態やフィルタスクリーン１５による異物の除去状態を確認することが可能である。

【0030】

図１に示したように、フィルタユニット１２を流路１１の入口１１ａにセットすると、フィッティング１４を取り外すだけで水濡れ検知シート１６による水の検知状態やフィルタスクリーン１５による異物の除去状態を確認することが可能となり、またフィルタユニット１２の交換も簡単に行うことが可能となる。また、ストップリング１３が折れたとしても、フィッティング１４でフィルタユニット１２の抜け止めがさらに防止されるものとなる。これにより、ローコストで、メンテナンス性も良好な、安全性の高い、水の浸入の記録と異物の侵入の防止と流路抵抗の増加抑制とを両立させたフィルタ機能を持ったポジショナが実現されるものとなる。

【0031】

また、上述した実施の形態では、フィルタユニット１２をフィルタスクリーン１５と水濡れ検知シート１６と筒状ケース１７との３層構造としたが、フィルタスクリーン１５と水濡れ検知シート１６との２層構造としてもよい。この場合、流路１１の内壁が筒状ケース１７の役割を果たす。

【0032】

また、上述した実施の形態では、ポジショナを例にとって説明したが、入力される空気の空気圧を所定の空気圧に変換して出力する装置であればよく、減圧弁などでも同様にして適用することができる。

【0033】

また、上述した実施の形態では、水濡れ検知シート１６として水を検知すると端面及び，その周辺の色が変わるシートを用いるようにしたが、水を検知すると色が変わって文字が浮き出てくるようなシートであっても構わない。

【0034】

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0035】

１０…ケース、１０ａ，１０ｂ…覗き窓、１１…流路、１１ａ…入口、１２…フィルタユニット、１３…ストップリング、１４…フィッティング、１５…フィルタスクリーン、１６…水漏れ検知シート、１６ａ…端面、１６ｂ…矩形状の切欠、１６ｃ…丸孔、１７…筒状ケース、１７ａ，１７ｂ…角孔、１００…ポジショナ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】