JPS5920150B2 - 演算機構

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【発明の詳細な説明】本発明は主として計測器に用いられる演算機構に関する
ものである。

更に詳述すれば、空気式計測器に用いて好適な演算機構
に関するものである。

本発明の目的は小型で安価な開平、平方演算機構を提供
するにある。

以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の原理説明図である。

図において、１は第１剛体ビームで一端にはＦｌが加え
られ、他端は回転自由に支点０１に支持されている。

２は第２剛体ビームで一端は第１剛体ビームの他端に固
定されている。

３は第２剛体ビームの他端に一端が接続され他端には力
Ｆ２が加えられる板ばねである。

１１，１２は図示の如く、支点０１から力Ｆ１．Ｆ２の
作用点までのそれぞれのアーム長を表わす。

而して、力Ｆ２−０のときには板ばね３の他端は支点０
１に一致し、１２＝０となるように構成されている。

いま、力Ｆ１を入力、力Ｆ２を出力する。

入力Ｆ、が増加して、出力Ｆ２が増加すると、板ばね３
は第２剛体ビーム２との接続点０２を固定端として曲げ
を受けて変形し、アーム長１２が増加する。

この場合、出力Ｆ２は下式に示す如く、ばね特性が直線
的ならば入力Ｆ１の平方根に比例する。

今、入力Ｆ１、出力Ｆ２がバランスしているとすると、Ｆｌ１１＝Ｆ２１２・・・・・・・・・（１
）アーム長１２と出力Ｆ２との関係はＦ２−ｋ１２・・・・・・・・・（２）但し、ｋは
板ばね３の、出力Ｆ２とアーム長１２の間の関係を示す
ばね定数とする。

（ＩＸ２）式からしたがって、出力Ｆ２を測定すれば入力Ｆ１の平方根が
得られる。

また、入出力を入れ替えれば（３）式からが得られ、入
力の平方が出力として得られる。

第２図は本発明を空気式の演算器に使用せる場合の一実
施例の構成説明図である。

図において、第１図と同一記号は同一機能を示す。

４は入力ベロー、５は出力ベロー、６は入力ビーム、７
は出力ビーム、８は空気圧増幅器、９はノズル、１０は
零調バネである。

０３〜０８はたとえば板ばねを使用したフレクシャ支点
である。

入力ベロー４は、入力圧Ｐｉｎが導入されるものであっ
て、その自由端は入力ビームロに係合されている。

入力ビームロは一端が第１剛体ビーム１に支点０３を介
して接続され、他端が支点０５を介して筐体等に結合さ
れ、支点０４で自由に折曲できる。

ノズル９は、第２図図示の如く、第１剛体ビームの一部
をフラッパとしたノズルフラッパ機構を構成するように
配置されている。

空気圧増幅器８は、このノズル９の背圧を増幅するもの
で、その出力は出カベ−０５に加えられるとともに出力
圧力Ｐｏｕｔとして取り出される。

出力ベロー５の自由端は出力ビームＴに係合されている
。

出力ビーム７は一端が板ばね３に支点０６を介して接続
され、他端が支点０８を介して筐体等に結合され、支点
０７で自由に折曲できるように構成されている。

零調ばね１０は出力ビーム７と筐体等との間を結んで設
けられている。

以上の構成において、入力圧Ｐｉｎがベロー４に導入さ
れると、ベロー４は伸縮し、入力ビームロはＯ３を支点
として回動し、第１剛体ビーム１にＦ、の力を加える。

この力Ｆ１に対応して第１剛体ビーム１は０１を支点と
して回動し、ノズル９の背圧を増減する。

この背圧の変化はベロー５に帰還され、Ｆｌｌｌのモー
メントＦ２１２のモーメントが支点０１に関して平衡す
る。

第３図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明の具体的に設計例で、Ａは平
面図、Ｂは側面図、Ｃは要部構成説明図である。

本実施例では第４図に示す如く、入力Ｆ１と出力Ｆ２を
ほぼ一直線上にあるようにして、占有面積の比較的大き
いベロー４，５を近接して配置し、より小型化をねかっ
たものである。

なお、上述の実施例では、ベロー４，５とノズルフラッ
パー機構を利用して空気式の演算器を構成した例につい
て説明したが、電気的に力を検出して電気式の演算器と
しても構成できるのは勿論である。

また、第１剛体ビーム１と第２剛体ビーム２は一体的に
構成されたものであってもよいことは勿論である。

以上説明したように、本発明は剛体ビームと折返しフレ
クシャ機構を利用して、開平又は平方演算機構を構成し
た。

この結果、簡単な構成により小型で安価な演算機構を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明を空気式
の演算器に使用せる場合の一実施例の構成説明図、第３
図Ａ、Ｂ、Ｃは第２図の具体的な設計の一例で、Ａは平
面図、Ｂは側面図、Ｃは要部構成説明図、第４図は第３
図の説明図である。

【特許請求の範囲】