JP2536791B2 - 電空変換器 - Google Patents
電空変換器Info
- Publication number
- JP2536791B2 JP2536791B2 JP2237129A JP23712990A JP2536791B2 JP 2536791 B2 JP2536791 B2 JP 2536791B2 JP 2237129 A JP2237129 A JP 2237129A JP 23712990 A JP23712990 A JP 23712990A JP 2536791 B2 JP2536791 B2 JP 2536791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- legs
- flapper
- sides
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電空ポジショナ等に適用して好適な電空変
換器に関するものである。
換器に関するものである。
[従来の技術] 従来からバルブポジショナ等に用いられ電気信号を空
気圧信号に変換して出力するこの種の電空変換器として
は、一般に第7図および第8図に示すように構成された
ものが知られている。すなわち、第7図はバルブポジシ
ョナの動作原理を示すブロックず、1はCPU等を備えた
演算部、2は電空変換器、3は電空変換器2の出力(制
御量)を検出するフィードバックセンサである。
気圧信号に変換して出力するこの種の電空変換器として
は、一般に第7図および第8図に示すように構成された
ものが知られている。すなわち、第7図はバルブポジシ
ョナの動作原理を示すブロックず、1はCPU等を備えた
演算部、2は電空変換器、3は電空変換器2の出力(制
御量)を検出するフィードバックセンサである。
電空変換器2は、第8図に示すように平面視コ字状に
形成された永久磁石4と、永久磁石4の上下面両端部に
一端部を対向させてそれぞれ取り付けられたヨーク5
と、上下のヨーク5間に配設さえたコイル6と、ヨーク
5間に適宜な隙間を保って配設されることにより前記コ
イル6の中心を貫通し、その下端部が下側のヨーク5の
一方に支点ばね7によって揺動自在に支持された鉄片8
と、鉄片8の下端に設けられたカウンタウエイト9とで
構成され、鉄片8の上端部にはノズル10が近接対向して
配設されている。ノズル10には空気供給源より所定圧の
供給空気圧SUPが供給されている。
形成された永久磁石4と、永久磁石4の上下面両端部に
一端部を対向させてそれぞれ取り付けられたヨーク5
と、上下のヨーク5間に配設さえたコイル6と、ヨーク
5間に適宜な隙間を保って配設されることにより前記コ
イル6の中心を貫通し、その下端部が下側のヨーク5の
一方に支点ばね7によって揺動自在に支持された鉄片8
と、鉄片8の下端に設けられたカウンタウエイト9とで
構成され、鉄片8の上端部にはノズル10が近接対向して
配設されている。ノズル10には空気供給源より所定圧の
供給空気圧SUPが供給されている。
このような構成からなるバルブポジショナにおいて、
演算部1に入力信号I0(4〜20mA)が入力されると、フ
ィードバックセンサ3からのフィードバック信号I1と比
較してその偏差が零の場合は電空変換器2に対する補正
信号の送出は行われない。入力信号I0が設定値に応じて
変化し、演算部1においてフィードバックセンサ3から
の電気信号I1と偏差が生じると、それに応じた補正信号
を電空変換器2に出力する。この補正信号はコイル6に
入力されてその磁界の強さを変化させるため、鉄片8が
ノズル10方向もしくは反ノズル方向に揺動する。このた
め、ノズルギャップが変化し、ノズル10の背圧PNを変化
させる。ノズル背圧PNは、不図示のパイロットリレー等
によって増幅された後、調節弁の弁軸を駆動する操作器
に出力圧Poutとして供給され、これによって調節弁が開
閉制御される。また、出力圧Poutはフィードバックセン
サ3によって検出され、演算部1にフィードバック信号
として入力されるため、弁はI0とI1の偏差が零になると
ころで安定する。
演算部1に入力信号I0(4〜20mA)が入力されると、フ
ィードバックセンサ3からのフィードバック信号I1と比
較してその偏差が零の場合は電空変換器2に対する補正
信号の送出は行われない。入力信号I0が設定値に応じて
変化し、演算部1においてフィードバックセンサ3から
の電気信号I1と偏差が生じると、それに応じた補正信号
を電空変換器2に出力する。この補正信号はコイル6に
入力されてその磁界の強さを変化させるため、鉄片8が
ノズル10方向もしくは反ノズル方向に揺動する。このた
め、ノズルギャップが変化し、ノズル10の背圧PNを変化
させる。ノズル背圧PNは、不図示のパイロットリレー等
によって増幅された後、調節弁の弁軸を駆動する操作器
に出力圧Poutとして供給され、これによって調節弁が開
閉制御される。また、出力圧Poutはフィードバックセン
サ3によって検出され、演算部1にフィードバック信号
として入力されるため、弁はI0とI1の偏差が零になると
ころで安定する。
[発明が解決しようとする課題] ところで、このような従来の電空変換器2において
は、鉄片8の中央に揺動の支点をもってくると、ユニッ
トから鉄片8が大きくはみ出してしまうため、全体が大
きくなってしまう。そのため、一般に鉄片8を小さくし
てカウンタウエイト9を用いているが、このような構成
ではカウントウエイト9が別に必要となるため、それだ
け部品点数が増加するばかりか、完全にバランスをとる
ことが難しく、取付姿勢により出力が変動してしまうと
云う問題があった。また、振動が加わると、共振を起こ
し、支点(ばね7)が破損すると云った問題もあった。
は、鉄片8の中央に揺動の支点をもってくると、ユニッ
トから鉄片8が大きくはみ出してしまうため、全体が大
きくなってしまう。そのため、一般に鉄片8を小さくし
てカウンタウエイト9を用いているが、このような構成
ではカウントウエイト9が別に必要となるため、それだ
け部品点数が増加するばかりか、完全にバランスをとる
ことが難しく、取付姿勢により出力が変動してしまうと
云う問題があった。また、振動が加わると、共振を起こ
し、支点(ばね7)が破損すると云った問題もあった。
さらにまた、第7図で2線式の場合には、4mA以下で
全電気回路および電空変換器2を駆動しなければならな
いが、電空変換器2を安全に駆動するためには極力発生
トルクを大きくする必要がある。発生トルクを大きくす
るためには、駆動する電流を増やすかまたはコイル6の
巻数を増やす必要がある。しかし、上述のように、電流
に制限があり、あまり増やすことができず、コイル6の
巻数を増やすと、全体形状が大きくなり、小型化の障害
となる上、コイル6のコストが高くなると云う問題があ
った。
全電気回路および電空変換器2を駆動しなければならな
いが、電空変換器2を安全に駆動するためには極力発生
トルクを大きくする必要がある。発生トルクを大きくす
るためには、駆動する電流を増やすかまたはコイル6の
巻数を増やす必要がある。しかし、上述のように、電流
に制限があり、あまり増やすことができず、コイル6の
巻数を増やすと、全体形状が大きくなり、小型化の障害
となる上、コイル6のコストが高くなると云う問題があ
った。
したがって、本発明は上記したような従来の問題点を
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、構成
が単純で取付姿勢の影響が少なく、耐振性に優れ、また
安価にして高トルクが得られるようにした電空変換器を
提供することにある。
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、構成
が単純で取付姿勢の影響が少なく、耐振性に優れ、また
安価にして高トルクが得られるようにした電空変換器を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、断面形状がE字
状に形成されることにより3つの脚部を有するヨーク
と、これらの脚部のうち中央の脚部の先端面に固定され
た永久磁石と、両側の脚部にそれぞれ固定され磁界の向
きが互いに反対向きになるように通電される一対のコイ
ルと、前記ヨークと略等しい長さであって長手方向中央
部が前記永久磁石に対向して支点を形成し、両端部が両
側の脚部の先端面に対向するように前記ヨークに揺動自
在に配設されたフラッパと、前記両側の脚部のいずれか
一方の先端面に前記フラッパに対向して設けられたノズ
ルと、前記フラッパのいずれか一方の端部側に設けられ
た雫調製機構とを備えたことを特徴とする。
状に形成されることにより3つの脚部を有するヨーク
と、これらの脚部のうち中央の脚部の先端面に固定され
た永久磁石と、両側の脚部にそれぞれ固定され磁界の向
きが互いに反対向きになるように通電される一対のコイ
ルと、前記ヨークと略等しい長さであって長手方向中央
部が前記永久磁石に対向して支点を形成し、両端部が両
側の脚部の先端面に対向するように前記ヨークに揺動自
在に配設されたフラッパと、前記両側の脚部のいずれか
一方の先端面に前記フラッパに対向して設けられたノズ
ルと、前記フラッパのいずれか一方の端部側に設けられ
た雫調製機構とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、断面形状がE字状に形成されること
により3つの脚部を有するヨークと、これらの脚部のう
ち中央の脚部に固定されたコイルと、両側の脚部の先端
面に磁極を互いに反対向きして固定された一対の永久磁
石と、前記ヨークと略等しい長さであって長手方向中央
部が前記中央の脚部に対向して支点を形成し、両端部が
前記各永久磁石に対向するように前記ヨークに揺動自在
に配設されたフラッパと、前記両側の脚部のいずれか一
方の先端面に前記フラッパに対向して設けられたノズル
と、前記フラッパのいずれか一方の端部側に設けられた
零調整機構とを備えたことを特徴とする。
により3つの脚部を有するヨークと、これらの脚部のう
ち中央の脚部に固定されたコイルと、両側の脚部の先端
面に磁極を互いに反対向きして固定された一対の永久磁
石と、前記ヨークと略等しい長さであって長手方向中央
部が前記中央の脚部に対向して支点を形成し、両端部が
前記各永久磁石に対向するように前記ヨークに揺動自在
に配設されたフラッパと、前記両側の脚部のいずれか一
方の先端面に前記フラッパに対向して設けられたノズル
と、前記フラッパのいずれか一方の端部側に設けられた
零調整機構とを備えたことを特徴とする。
[作用] 本発明において、フラッパは支点に関して対称な形状
となっているので、原理的に姿勢の影響を受けず、振動
が加わっても回転モーメントが発生しない。両側2つの
脚部にコイルを設けた場合、コイル巻数が増え、高トル
クを発生させる。
となっているので、原理的に姿勢の影響を受けず、振動
が加わっても回転モーメントが発生しない。両側2つの
脚部にコイルを設けた場合、コイル巻数が増え、高トル
クを発生させる。
[実施例] 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明に係る電空変換器の第1実施例を示す
断面図、第2図は平面図である。これらの図において、
電空変換器20は断面形状がE字状に形成されたヨーク21
を備えている。そのため、ヨーク21は3つの脚部21A、2
1B、21Cを有し、そのうち中央の脚部21Bにはコイル6が
嵌装され、両側の脚部21A、21Cの先端面には、環状の永
久磁石4A、4Bが互いに磁極を反対向きにして配設されて
いる。すなわち、永久磁石4Aは、N極を下に、S極を上
に向けて脚部21Aに密接固定され、永久磁石4Bは反対に
N極を上に、S極を下に向けて脚部21Cに密接固定され
る。
断面図、第2図は平面図である。これらの図において、
電空変換器20は断面形状がE字状に形成されたヨーク21
を備えている。そのため、ヨーク21は3つの脚部21A、2
1B、21Cを有し、そのうち中央の脚部21Bにはコイル6が
嵌装され、両側の脚部21A、21Cの先端面には、環状の永
久磁石4A、4Bが互いに磁極を反対向きにして配設されて
いる。すなわち、永久磁石4Aは、N極を下に、S極を上
に向けて脚部21Aに密接固定され、永久磁石4Bは反対に
N極を上に、S極を下に向けて脚部21Cに密接固定され
る。
また、前記ヨーク21には、フラッパ22が前記脚部21B
の先端面と、永久磁石4A、4Bに対向するように配設され
ている。フラッパ22は、その長さがヨーク21と略等し
く、長手方向中央部が支点ばね7によって上下方向に揺
動自在に支持されている。支点ばね7は、その一端が前
記ヨーク21に取り付けられたブラケット23に固着され、
他端がフラッパ22の上面に止めねじ24によって固定され
ている。
の先端面と、永久磁石4A、4Bに対向するように配設され
ている。フラッパ22は、その長さがヨーク21と略等し
く、長手方向中央部が支点ばね7によって上下方向に揺
動自在に支持されている。支点ばね7は、その一端が前
記ヨーク21に取り付けられたブラケット23に固着され、
他端がフラッパ22の上面に止めねじ24によって固定され
ている。
前記脚部21Aの先端面にはさらにノズル10が配設され
ており、このノズル10はフラッパ22の一端部下面に近接
対向し、供給空気源から所定圧の空気圧SUPが絞り25を
介して供給されている。前記脚部21Aの内部には配管26
とノズル10を接続する空気通路27が形成されている。一
方、他方の脚部21Cの先端面にはストッパピン28がフラ
ッパ22の他端部下面に対向して設けられている。また、
フラッパ22の他端部には零調整機構を構成する零調用ね
じ29と、零調用ばね30が設けられている。零調用ねじ29
は、フラッパ22の他端部に設けたねじ孔31に螺入されて
いる。前記零調用ばね30は、その一端が前記ねじ29に連
結され、他端が前記ブラケット23の上面に固定されてお
り、ねじ29の締め付け操作によって下方に弾性変形され
ると、その反力が大きくなり、フラッパ22に反時計方向
回りの回転モーメントを与える。
ており、このノズル10はフラッパ22の一端部下面に近接
対向し、供給空気源から所定圧の空気圧SUPが絞り25を
介して供給されている。前記脚部21Aの内部には配管26
とノズル10を接続する空気通路27が形成されている。一
方、他方の脚部21Cの先端面にはストッパピン28がフラ
ッパ22の他端部下面に対向して設けられている。また、
フラッパ22の他端部には零調整機構を構成する零調用ね
じ29と、零調用ばね30が設けられている。零調用ねじ29
は、フラッパ22の他端部に設けたねじ孔31に螺入されて
いる。前記零調用ばね30は、その一端が前記ねじ29に連
結され、他端が前記ブラケット23の上面に固定されてお
り、ねじ29の締め付け操作によって下方に弾性変形され
ると、その反力が大きくなり、フラッパ22に反時計方向
回りの回転モーメントを与える。
第3図は電空変換器20の動作原理を示す図である。同
図において、34はフラッパ22の支点、実線による矢視線
35は永久磁石4A、4Bによる磁界の方向、点線による矢視
線36はコイル6による磁界の方向を示す。コイル6は電
流が流れると、左側の永久磁石4A側では永久磁石4Aによ
る磁界の方向と同方向の磁界が発生し、反対に右側の永
久磁石4B側では永久磁石4Bの磁界の強さを打ち消す向き
に磁界が発生する。このため、左側ではフラッパ22を引
き付ける力Fが強まり、右側では力が弱まるので、フラ
ッタ22には支点34を中心として供給電流に比例した反時
計方向回りの回転トルクが発生し、フラッパ22をノズル
10に近付ける。したがって、ノズルギャップが減少して
ノズル背圧PNが増大し、もって電流信号に比例した空気
圧信号を発生する。
図において、34はフラッパ22の支点、実線による矢視線
35は永久磁石4A、4Bによる磁界の方向、点線による矢視
線36はコイル6による磁界の方向を示す。コイル6は電
流が流れると、左側の永久磁石4A側では永久磁石4Aによ
る磁界の方向と同方向の磁界が発生し、反対に右側の永
久磁石4B側では永久磁石4Bの磁界の強さを打ち消す向き
に磁界が発生する。このため、左側ではフラッパ22を引
き付ける力Fが強まり、右側では力が弱まるので、フラ
ッタ22には支点34を中心として供給電流に比例した反時
計方向回りの回転トルクが発生し、フラッパ22をノズル
10に近付ける。したがって、ノズルギャップが減少して
ノズル背圧PNが増大し、もって電流信号に比例した空気
圧信号を発生する。
かくして、このような構成からなる電空変換器20にあ
っては、フラッパ22の中央を支点34によって支持してい
るので、左右対称で原理的に取付姿勢の影響を受けず、
そのためカウンタウエイトを必要とせず、また振動が加
わっても回転モーメントが発生せず、耐振性を向上させ
ることができると云う利点を有する。
っては、フラッパ22の中央を支点34によって支持してい
るので、左右対称で原理的に取付姿勢の影響を受けず、
そのためカウンタウエイトを必要とせず、また振動が加
わっても回転モーメントが発生せず、耐振性を向上させ
ることができると云う利点を有する。
第4図および第5図は本発明の第2実施例を示す断面
図および平面図、第6図は動作原理を示す図である。本
実施例は中央の脚部21Bの先端面に永久磁石4を配設
し、左右両側の脚部21A、21Cにコイル6A、6Bをそれぞれ
嵌装した点が上記第1実施例と異なり、その他の構成は
同様であるため、同一符号を以て示し、その説明を省略
する。
図および平面図、第6図は動作原理を示す図である。本
実施例は中央の脚部21Bの先端面に永久磁石4を配設
し、左右両側の脚部21A、21Cにコイル6A、6Bをそれぞれ
嵌装した点が上記第1実施例と異なり、その他の構成は
同様であるため、同一符号を以て示し、その説明を省略
する。
このような構成においては、上記第1実施例による効
果に加えて、コイルを2つ使用しているので、形状をあ
まり大きくすることなく全体のコイル巻数を増やすこと
ができ、大きなトルクを得ることができると云う利点を
有する。
果に加えて、コイルを2つ使用しているので、形状をあ
まり大きくすることなく全体のコイル巻数を増やすこと
ができ、大きなトルクを得ることができると云う利点を
有する。
なお、本発明は上記実施例に特定されることなく種々
の変形、変更が可能で、例えば零調整機構の板ばね30を
コイルばねで構成したり、フラッパ22のノズル側端部に
設けてもよいことは勿論である。
の変形、変更が可能で、例えば零調整機構の板ばね30を
コイルばねで構成したり、フラッパ22のノズル側端部に
設けてもよいことは勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る電空変換器は、ヨー
クの断面形状をE字形として3つの脚部を設け、その脚
部にコイルと永久磁石を取付け、フラッパを脚部先端面
に対向させてその中央を支点で揺動自在に支持するよう
に構成したので、原理的にフラッパは取付姿勢の影響を
受けず、耐振性に優れ、またカウンタウエイトが不要で
部品点数を削減することができる。さらに、永久磁石を
中央の脚部に設け、両側の脚部にそれぞれコイルを設け
ると、コイルの数、換言すればコイルの巻数が増え、大
きなトルクを得ることができる。
クの断面形状をE字形として3つの脚部を設け、その脚
部にコイルと永久磁石を取付け、フラッパを脚部先端面
に対向させてその中央を支点で揺動自在に支持するよう
に構成したので、原理的にフラッパは取付姿勢の影響を
受けず、耐振性に優れ、またカウンタウエイトが不要で
部品点数を削減することができる。さらに、永久磁石を
中央の脚部に設け、両側の脚部にそれぞれコイルを設け
ると、コイルの数、換言すればコイルの巻数が増え、大
きなトルクを得ることができる。
第1図は本発明に係る電空変換器の第1の実施例を示す
断面図、第2図は平面図、第3図は電空変換器の動作原
理を示す図、第4図および第5図は本発明の第2実施例
を示す断面図および平面図、第6図は動作原理を示す
図、第7図はバルブポジショナの動作原理図、第8図は
(a)、(b)は電空変換器の従来例を示す断面図およ
び平面図である。 4、4A、4B…永久磁石、5…ヨーク、6、6A、6B…コイ
ル、10…ノズル、20…電空変換器、21…ヨーク、21A、2
1B、21C…脚部、22…フラッパ、30…板ばね。
断面図、第2図は平面図、第3図は電空変換器の動作原
理を示す図、第4図および第5図は本発明の第2実施例
を示す断面図および平面図、第6図は動作原理を示す
図、第7図はバルブポジショナの動作原理図、第8図は
(a)、(b)は電空変換器の従来例を示す断面図およ
び平面図である。 4、4A、4B…永久磁石、5…ヨーク、6、6A、6B…コイ
ル、10…ノズル、20…電空変換器、21…ヨーク、21A、2
1B、21C…脚部、22…フラッパ、30…板ばね。
Claims (2)
- 【請求項1】断面形状がE字状に形成されることにより
3つの脚部を有するヨークと、これらの脚部のうち中央
の脚部の先端面に固定された永久磁石と、両側の脚部に
それぞれ固定され磁界の向きが互いに反対向きになるよ
うに通電される一対のコイルと、前記ヨークと略等しい
長さであって長手方向中央部が前記永久磁石に対向して
支点を形成し、両端部が両側の脚部の先端面に対向する
ように前記ヨークに揺動自在に配設されたフラッパと、
前記両側の脚部のいずれか一方の先端面に前記フラッパ
に対向して設けられたノズルと、前記フラッパのいずれ
か一方の端部側に設けられた零調整機構とを備えたこと
を特徴とする電空変換器。 - 【請求項2】断面形状がE字状に形成されることにより
3つの脚部を有するヨークと、これらの脚部のうち中央
の脚部に固定されたコイルと、両側の脚部の先端面に磁
極を互いに反対向きして固定された一対の永久磁石と、
前記ヨークと略等しい長さであって長手方向中央部が前
記中央の脚部に対向して支点を形成し、両端部が前記各
永久磁石に対向するように前記ヨークに揺動自在に配設
されたフラッパと、前記両側の脚部のいずれか一方の先
端面に前記フラッパに対向して設けられたノズルと、前
記フラッパのいずれか一方の端部側に設けられた零調整
機構とを備えたことを特徴とする電空変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2237129A JP2536791B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 電空変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2237129A JP2536791B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 電空変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04119202A JPH04119202A (ja) | 1992-04-20 |
JP2536791B2 true JP2536791B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=17010839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2237129A Expired - Lifetime JP2536791B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 電空変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2536791B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5633190Y2 (ja) * | 1976-10-06 | 1981-08-06 | ||
JPS57200701A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-09 | Shimadzu Corp | Electro-pneumatic transducer |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2237129A patent/JP2536791B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04119202A (ja) | 1992-04-20 |
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