JP4593216B2 - Torque motor used for positioner - Google Patents

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Description

本発明は、ポジショナーに用いるトルクモーターに係り、より詳しくは、鉄材等を接近した場合でも誤動作を生じることのない、ポジショナーに用いるトルクモーターに関する。   The present invention relates to a torque motor used for a positioner, and more particularly to a torque motor used for a positioner that does not cause a malfunction even when an iron material or the like is approached.

従来から、バルブ駆動制御、プロセスオートメーション、その他一般産業用機器の駆動制御に際してポジショナーが用いられており、このポジショナーを調整弁に取り付けることにより、弁の駆動制御を可能としている。   Conventionally, a positioner has been used for valve drive control, process automation, and drive control of other general industrial equipment. By attaching this positioner to a regulating valve, the drive control of the valve is made possible.

ところで、周知の通り、ポジショナーは一般的に、調整弁を駆動するための駆動部と、この駆動部にエアーを供給することにより駆動部を駆動させるパイロット弁と、このパイロット弁の作動を制御するための作動制御部を具備しているが、電気信号を用いてパイロット弁を作動させる電空式のポジショナーでは、トルクモーターを用いて前記パイロット弁の作動を制御している。   By the way, as is well known, a positioner generally controls a drive unit for driving a regulating valve, a pilot valve for driving the drive unit by supplying air to the drive unit, and an operation of the pilot valve. In the electropneumatic positioner that operates the pilot valve using an electric signal, the operation of the pilot valve is controlled using a torque motor.

この関係を図4を用いて説明すると、図4は一般的な電空式ポジショナーに用いられるトルクモーター2の構造を説明するための図であり、また図5は図4に示されるトルクモーター2を図4における下方向から示した図であり、従来のトルクモーター2は、エアー管10によってパイロット弁におけるノズル背圧室に連結されたノズル9を備えており、このノズル9にはフラッパー8が、ノズル9の開口を閉塞可能な配置で備えられている。そして、このフラッパー8は、支点バネ7により支持されたアーマチュア6に装着されており、アーマチュア6を可動することによって、ノズル9の開口の閉止を解除する方向に向けてフラッパー8を移動させ、これによってノズル9よりエアーを放出してパイロット弁を作動させることを可能としている。   This relationship will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a view for explaining the structure of a torque motor 2 used in a general electropneumatic positioner, and FIG. 5 is a view of the torque motor 2 shown in FIG. 4 is a view showing the above from the lower side in FIG. 4. The conventional torque motor 2 includes a nozzle 9 connected to a nozzle back pressure chamber in a pilot valve by an air pipe 10, and a flapper 8 is connected to the nozzle 9. The nozzle 9 is provided in an arrangement capable of closing the opening. The flapper 8 is attached to an armature 6 supported by a fulcrum spring 7, and by moving the armature 6, the flapper 8 is moved in a direction to release the opening of the nozzle 9. Therefore, it is possible to operate the pilot valve by discharging air from the nozzle 9.

そして、電空式のポジショナーでは、一般的に、コイル4を用いて前記アーマチュア6を可動する方式を採用している。即ち、図4において4がコイルであり、このコイル4にはアーマチュア6が貫通しており、このコイル4に信号電流を印加することにより磁界を発生させ、その磁力によってアーマチュア6を可動することを可能としている。   The electropneumatic positioner generally employs a system in which the armature 6 is moved using a coil 4. That is, in FIG. 4, 4 is a coil, and an armature 6 passes through the coil 4. A magnetic field is generated by applying a signal current to the coil 4, and the armature 6 is moved by the magnetic force. It is possible.

ここで、図において5はヨークであり、電空式ポジショナーにおいては、コイル4に信号電流を印加することによって発生した磁力をより有効に利用可能にするための回路として、コイル4に発生する磁力と同一方向に向けて一対のヨーク5を配設している。   In the figure, reference numeral 5 denotes a yoke. In the electropneumatic positioner, the magnetic force generated in the coil 4 is used as a circuit for more effectively using the magnetic force generated by applying the signal current to the coil 4. A pair of yokes 5 are arranged in the same direction as the above.

更に、ポジショナーは一般的に、前記ヨーク5の補助動力として、ヨークにマグネット14を装着している。即ち、ポジショナーは、調整弁に取り付けられて動作するために、調整弁の流体制御時に多大の振動を受けやすく、従って、頑丈でなければならない。そのために、大きなトルクのトルクモーターを用いる必要があるので、マグネット14を補助動力として利用することが一般的である。   Further, the positioner generally has a magnet 14 attached to the yoke as auxiliary power for the yoke 5. That is, since the positioner is attached to the regulator valve and operates, the positioner is susceptible to a great deal of vibration during fluid control of the regulator valve, and therefore must be robust. Therefore, since it is necessary to use a torque motor having a large torque, it is common to use the magnet 14 as auxiliary power.

即ち、従来のポジショナーでは、一対のヨーク5の先端部でアーマチュアを挟むような構成にするとともに、一対のヨーク5の間に位置するようにして、略U字形状の形にしたマグネット14を配設していた。   That is, in the conventional positioner, the armature is sandwiched between the tip portions of the pair of yokes 5, and the magnet 14 having a substantially U shape is arranged so as to be positioned between the pair of yokes 5. It was set up.

そしてこのとき、マグネットの磁気は距離の二乗に反比例し、ヨーク5の先端部では磁力はかなり減衰するので、かなりの大きさのマグネットが必要となるため、従来のポジショナーでは、大きいマグネットを用いており、従ってトルクモーターが大型化していた。また、強い磁力を有するマグネット、例えば希土類のマグネットを用いることによりトルクモーターの大型化は防止可能であるが、希土類の強い磁気はN・S直線方向にあり、ヨーク5の形状どおりに全磁力を捕捉することは困難であるために、マグネットの磁気のかなりの量が周辺に漏洩してしまい、そのため、トルクモーターに鉄材を近づけると大きくドリフトしてしまっていた。   At this time, the magnetism of the magnet is inversely proportional to the square of the distance, and the magnetic force is considerably attenuated at the tip of the yoke 5, so that a considerably large magnet is required. Therefore, the conventional positioner uses a large magnet. Therefore, the torque motor was enlarged. In addition, the use of a magnet having a strong magnetic force, such as a rare earth magnet, can prevent an increase in the size of the torque motor. Since it was difficult to capture, a considerable amount of magnetism leaked to the surroundings, and when the iron material was brought close to the torque motor, it drifted greatly.

そのために、この問題に対処するために従来は、トルクモーターを格納するケース及びカバーを大きくしてトルクモーターとの間に距離を設けたり、磁気シールドを装着するなどしていたが、ケース等を大きくした場合には装置全体が大型化してしまうという問題点があり、また、磁気シールドは鉄板等で覆う構造であるために、マグネットに近い位置では本来のトルクモーターの磁力も吸収してしまい、それによってトルク不足が発生するために、更に大きなマグネットを付加しなければならなくなり、有効ではなかった。   Therefore, in order to cope with this problem, conventionally, the case and cover for storing the torque motor were enlarged to provide a distance between the torque motor and a magnetic shield. If it is enlarged, there is a problem that the entire device becomes large, and since the magnetic shield is a structure covered with an iron plate etc., the magnetic force of the original torque motor is absorbed at a position close to the magnet, As a result, torque shortage occurs, so a larger magnet has to be added, which is not effective.

また、ポジショナーにおいてゼロ点調整やスパン調整を行う場合にはカバーを取り外して行うが、このとき、調整に使用する工具によりゼロ、スパンが大きく影響するために、従来は非磁性材の特殊工具で対処していたが、一般のユーザーは特殊工具を持っていない場合が多いために調整が困難であった。   Also, when performing zero point adjustment or span adjustment with the positioner, the cover is removed, but at this time, the zero and span are greatly affected by the tool used for adjustment. It was difficult to adjust because ordinary users often do not have special tools.

このように、従来の電空式ポジショナーでは、トルクモーターに使用するマグネットの磁気と鉄材の影響が誤動作の一因となるドリフトを発生させていたが、この問題を解決する有効な方法は提案されていなかった。   As described above, in the conventional electro-pneumatic positioner, the magnetism used in the torque motor and the influence of the iron material have caused drift that contributes to malfunction, but an effective method for solving this problem has been proposed. It wasn't.

そこで、本発明は、トルクモーターに使用するマグネットの磁気と鉄材の影響によるドリフトを防止することが可能なポジショナーのトルクモーターを提供することを課題としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a torque motor for a positioner capable of preventing drift due to the influence of magnetism and iron material of a magnet used for the torque motor.

本発明のポジショナーに用いるトルクモーターは、
パイロット弁に連通したノズルと、該ノズルの開口を閉塞あるいはその閉塞を解除する方向に移動可能なフラッパーと、該フラッパーを移動させるためのアーマチュアと、該アーマチュアが可動自在に貫通したコイルと、該コイルにおける前記アーマチュアの支点位置の反対側先端部において、一対の脚部で、前記アーマチュアの先端部近傍を挟み込むような配置で装着された、略U字形状としたヨークと、該ヨークの端面にNS・NS直列になるように装着した希土類マグネットと、を具備し、前記マグネットの磁力線の方向と前記アーマチュアの動作方向を同一方向にするとともに、前記マグネットの磁力線と前記コイルの磁力線が直角方向になるようにすることで、マグネットの磁気が、ヨーク、マグネット、アーマチュア、マグネット、及びヨークの順番で閉回路を形成するようにして、
前記ヨークにおける前記マグネットの磁力線方向の断面積を、前記マグネットにおける前記ヨークに当接する端面の面積よりも大きくするとともに、前記脚部の幅寸法を前記マグネットの厚みよりも大きくし、
更に、前記コイルの磁力線とマグネットの磁力線とが前記アーマチュアの先端部近傍で合流可能な配置で前記脚部の外周側に、コイルの磁力線を誘導可能な側板を配設するとともに、該側板における反マグネット側先端部を、前記アーマチュアの支点部に対して略直角に位置するように略L字形状にするとともに前記アーマチュアに近接して配置し、これにより、前記コイルに印加された電流信号によって発生する磁気が、アーマチュア、マグネット、側板の順番で閉回路を形成するようにして、90度異なる二つの磁気回路を前記アーマチュアの部分で同軸合流可能にしたことを特徴としている。
The torque motor used in the positioner of the present invention is
A nozzle communicating with the pilot valve, a flapper movable in a direction to close or release the opening of the nozzle, an armature for moving the flapper, a coil through which the armature is movably penetrated, and A substantially U-shaped yoke mounted in such a manner that a pair of legs sandwich the vicinity of the tip of the armature at the tip of the coil opposite to the fulcrum position of the armature, and an end surface of the yoke NS / NS rare earth magnets mounted in series, the direction of the magnetic lines of force of the magnet and the direction of movement of the armature are the same direction, and the magnetic lines of force of the magnet and the magnetic lines of the coil are perpendicular to each other. By doing so, the magnetism of the magnet is changed to yoke, magnet, armature, magnet. , And so as to form a closed circuit in the order of the yoke,
The cross-sectional area of the magnet in the magnetic field line direction in the yoke is made larger than the area of the end surface in contact with the yoke in the magnet, and the width of the leg is made larger than the thickness of the magnet,
Further, a side plate capable of guiding the magnetic field lines of the coil is disposed on the outer peripheral side of the leg portion so that the magnetic field lines of the coil and the magnetic field lines of the magnet can be merged in the vicinity of the tip of the armature. The magnet side tip is substantially L-shaped so as to be positioned substantially perpendicular to the fulcrum of the armature, and is arranged close to the armature, thereby generating a current signal applied to the coil It is characterized in that two magnetic circuits differing by 90 degrees can be coaxially merged at the armature portion so as to form a closed circuit in the order of armature, magnet, and side plate .

上記の問題を解決するためには、トルクモーターの磁力線を外部に漏洩させない構造を採用することが望ましく、また、磁気の強い希土類マグネットをトルクモーターに用いることが望ましい。   In order to solve the above problem, it is desirable to adopt a structure that does not leak the magnetic force lines of the torque motor to the outside, and it is desirable to use a strong magnetic rare earth magnet for the torque motor.

この点、本発明によれば、アーマチュアの両サイドの非常に近い位置に希土類マグネットを配設して、このマグネットによりアーマチュアの支点位置の反対側先端部近傍を挟み込むようにしているために、マグネットを従来の方式の数分の一に小さくすることが可能となり、超小型の電空ポジショナーを製造することが可能となった。そしてそれにより、調整弁への負担を少なくすることができ、耐振特性も大幅に向上させることが可能となった。   In this regard, according to the present invention, a rare earth magnet is disposed at a position very close to both sides of the armature, and this magnet sandwiches the vicinity of the tip on the opposite side of the armature fulcrum position. Can be reduced to a fraction of that of the conventional method, and an ultra-small electro-pneumatic positioner can be manufactured. As a result, the burden on the regulating valve can be reduced, and the vibration resistance can be greatly improved.

そして、本発明によれば、アーマチュアに作用した後のマグネットの磁気はU型にしたヨークに沿って通るために、(1)ヨーク、(2)マグネット、(3)アーマチュア、(4)マグネット、(5)ヨークと、磁気は閉回路を構成し、磁気が周辺に漏洩することを有効に防止でき、これにより、マグネットの磁気を効率よく取り出すことが可能となる。   According to the present invention, the magnetism of the magnet after acting on the armature passes along the U-shaped yoke, so that (1) yoke, (2) magnet, (3) armature, (4) magnet, (5) The yoke and magnetism constitute a closed circuit, and the magnetism can be effectively prevented from leaking to the periphery, thereby enabling the magnetism of the magnet to be taken out efficiently.

そのため、本発明によれば、ゼロ点調整やスパン調整の際に特殊工具を一切不要にすることができる。即ち、本発明によれば、ハンマー、大型モンキースパナ等の、在来機種では考えられなかった大きな鉄材を接近しても殆ど誤動作することが無いために、ゼロ点調整やスパン調整の際に非磁性材の特殊工具を用いる必要がなく、一般のユーザーでも調整が可能となった。   Therefore, according to the present invention, no special tool can be required at the time of zero point adjustment or span adjustment. That is, according to the present invention, even when a large iron material such as a hammer or a large monkey spanner that was not considered in conventional models is approached, there is almost no malfunction. There is no need to use special tools made of magnetic materials, and adjustments can be made even by ordinary users.

本発明のポジショナーに用いるトルクモーターは、パイロット弁に連通したノズルと、このノズルの開口を閉塞あるいはその閉塞を解除する方向に移動可能なフラッパーを備えるとともに、フラッパーを移動させるためのアーマチュアを備えている。更に、該アーマチュアが可動自在に貫通したコイルを備え、このコイルにおける前記アーマチュアの支点位置の反対側先端部においては、前記アーマチュアの先端部近傍を挟み込むような配置で、一対の脚部を有する略U字形状としたヨークが配設されている。そして、ヨークの端面には、NS・NS直列になるように希土類マグネットを装着し、これにより、マグネットの磁力線の方向と前記アーマチュアの動作方向が同一方向になるように構成している。   The torque motor used in the positioner of the present invention includes a nozzle communicating with the pilot valve, a flapper movable in a direction to close or release the opening of the nozzle, and an armature for moving the flapper. Yes. Further, the armature includes a coil that is movably penetrated, and the front end portion of the coil opposite to the fulcrum position of the armature is disposed so as to sandwich the vicinity of the front end portion of the armature and has a pair of legs. A U-shaped yoke is disposed. A rare earth magnet is mounted on the end face of the yoke so that NS and NS are in series, so that the direction of the magnetic lines of force of the magnet and the operating direction of the armature are the same.

ここで、ヨークにおける、前記マグネットの磁力線方向の断面積を、前記マグネットにおける前記ヨークに当接する端面の面積よりも大きくするとともに、前記脚部の幅寸法を前記マグネットの厚みよりも大きくし、更に、前記コイルの磁力線とマグネットの磁力線とが前記アーマチュアの先端部近傍で合流可能になるような配置で、前記脚部の外周側に側板を配設するとよく、更にまた、そのときに、側板における反マグネット側先端部を、前記アーマチュアの支点部に対して略直角に位置するように略L字形状にするとともに前記アーマチュアに近接して配置するとよい。   Here, in the yoke, the cross-sectional area of the magnet in the direction of the line of magnetic force is made larger than the area of the end face of the magnet in contact with the yoke, the width of the leg is made larger than the thickness of the magnet, The side plate may be disposed on the outer peripheral side of the leg portion in such an arrangement that the magnetic field lines of the coil and the magnetic field lines of the magnet can be merged in the vicinity of the tip of the armature. The tip end portion on the side opposite to the magnet may be substantially L-shaped so as to be positioned substantially perpendicular to the fulcrum portion of the armature, and may be disposed close to the armature.

そして、これによると、コイルに印加された電流信号によって発生する磁気は、アーマチュアを通りマグネットの磁気と合流し、ヨークの側面に配設したL字側板経由するために、ここでも磁気の閉回路を形成し、いわゆる90度異なる二つの磁気回路をアーマチュアの部分で同軸合流させる構成としているため、これにより、マグネットの磁気をより効率よく取り出すことが可能となる。   And according to this, since the magnetism generated by the current signal applied to the coil passes through the armature and merges with the magnetism of the magnet and passes through the L-shaped side plate disposed on the side surface of the yoke, the magnetism is also closed here. And so that two so-called 90 degrees different magnetic circuits are coaxially joined at the armature portion, so that the magnetism of the magnet can be taken out more efficiently.

また、前記アーマチュアの先端部を、アーマチュアの長手方向と直角方向に配置した一対のバイアススプリングで挟み込むように付勢するとともに、アーマチュアの長手方向と平行方向に向けて、アーマチュアの動作を制御するバイアススプリングを備えるとよく、これにより、アーマチュアの位置の調整を容易に行うことが可能となる。   Further, the bias is applied so that the tip of the armature is sandwiched between a pair of bias springs arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the armature and the operation of the armature is controlled in a direction parallel to the longitudinal direction of the armature. A spring may be provided, which makes it possible to easily adjust the position of the armature.

そしてこのとき、アーマチュアの先端部を付勢するバイアススプリングを非磁性体あるいは磁気化しにくい素材により構成するとよく、これにより、誤作動を未然に防止することが可能となる。   At this time, the bias spring for urging the distal end of the armature may be made of a non-magnetic material or a material that is difficult to be magnetized, thereby preventing malfunction.

本発明のポジショナーに用いるトルクモーターの実施例について図面を参照して説明すると、図1は、本実施例のトルクモーターを説明するための図であり、図において2がトルクモーターである。また、図2は、本実施例におけるトルクモーター2の基本的な構造を説明するための一部省略斜視図である。   An embodiment of the torque motor used in the positioner of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the torque motor of the present embodiment, in which 2 is the torque motor. FIG. 2 is a partially omitted perspective view for explaining the basic structure of the torque motor 2 in this embodiment.

そして、本実施例のトルクモーター2では、ケース3に収容されたコイル4を備えており、このコイル4を貫通する配置でアーマチュア6が配設されるとともに、このアーマチュア6の上端部近傍は、装着部材12によって前記ケース3に装着された支点バネ7に支持され、更にアーマチュア6の上端部分には、装着部材12によって前記ケース3に装着されるとともにエアー管10を介してパイロット弁に連通したノズル9の開口を閉塞及びその閉塞を解除可能なフラッパー8が装着されている。   And in the torque motor 2 of a present Example, it has the coil 4 accommodated in case 3, The armature 6 is arrange | positioned by the arrangement | positioning which penetrates this coil 4, and the upper end part vicinity of this armature 6 is the following. The mounting member 12 supports the fulcrum spring 7 mounted on the case 3, and further, the upper end portion of the armature 6 is mounted on the case 3 by the mounting member 12 and communicates with the pilot valve via the air pipe 10. A flapper 8 capable of closing the opening of the nozzle 9 and releasing the closing is mounted.

次に、前記コイル4における、前記アーマチュア6の支点位置の反対側先端部には、略U字形状としたヨーク5が、一対の脚部501で前記アーマチュア6における支点位置の反対側先端部を挟み込むような配置で装着されている。即ち、前記一対の脚部501はそれぞれ、その先端部を前記アーマチュア6側に向けており、これにより、前記一対の脚部501は、その端面で前記アーマチュア6における支点位置の反対側先端部を挟み込むような配置となっている。   Next, a substantially U-shaped yoke 5 is provided at a tip of the coil 4 opposite to the fulcrum position of the armature 6, and a pair of legs 501 has a tip of the armature 6 opposite to the fulcrum position. It is installed in such a way that it is sandwiched. That is, each of the pair of leg portions 501 has its tip end directed toward the armature 6, whereby the pair of leg portions 501 have their end surfaces opposite to the tip end on the opposite side of the fulcrum position in the armature 6. The arrangement is such that it is sandwiched.

また、前記一対の脚部501の端面にはそれぞれ、前記アーマチュア6の支点位置の反対側先端部を挟みこむような配置において、希土類マグネット14が、NS・NS直列になるように装着され、これにより、前記マグネット14の磁力線と前記コイル4の磁力線が直角方向になるようにしている。   Further, the rare earth magnets 14 are mounted on the end surfaces of the pair of leg portions 501 so as to be in NS / NS series in such an arrangement that the opposite end portions of the armature 6 to the fulcrum positions are sandwiched. Thus, the magnetic lines of force of the magnet 14 and the lines of magnetic force of the coil 4 are perpendicular to each other.

そのために、マグネット14の磁気は、(1)ヨーク5、(2)マグネット14、(3)アーマチュア6、(4)マグネット14、(5)ヨーク5の順番で閉回路を形成するため、マグネット14の磁気が周辺に漏洩することを防止することができる。   For this purpose, the magnet 14 forms a closed circuit in the order of (1) yoke 5, (2) magnet 14, (3) armature 6, (4) magnet 14, and (5) yoke 5. Can be prevented from leaking to the periphery.

次に、本実施例においては、前記マグネット14の磁力線方向で見た際のヨーク5の断面積を、マグネット14におけるヨーク5に当接する端面の面積よりも大きく構成するとともに、脚部501における、アーマチュア6の長手方向に直交する方向に向けた寸法を、マグネット14の厚さ寸法よりも大きくしており、更に、前記コイル4の外周側においては、前記コイル4の磁力線とマグネット14の磁力線とが、前記アーマチュア6の先端部近傍で合流可能な配置で、磁力線を誘導可能な側板15を配設している。 Next, in this embodiment, the cross-sectional area of the yoke 5 when viewed in the direction of the magnetic force of the magnet 14 is configured to be larger than the area of the end surface of the magnet 14 that contacts the yoke 5, and the leg 501 The dimension in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the armature 6 is made larger than the thickness dimension of the magnet 14. Further, on the outer peripheral side of the coil 4, the magnetic field lines of the coil 4 and the magnetic field lines of the magnet 14 However, a side plate 15 capable of inducing magnetic field lines is arranged in such a manner that it can be merged in the vicinity of the tip of the armature 6.

そして、更に、前記側板15は、反マグネット側先端部を、前記アーマチュア6に向けて略直角にし、これにより側板15を略L字形状にするとともに、前記アーマチュア6に近接して配置している。そのため、コイル4に印加された電流信号によって発生する磁気は、アーマチュア6を通りマグネット14の磁気と合流し、ヨーク5の側面に配設したL字形の側板15経由し、ここでも磁気の閉回路が形成され、いわゆる90度異なる二つの磁気回路をアーマチュア6の部分で同軸合流させることができ、マグネットの磁気をより効率よく取り出すことが可能となる。   Further, the side plate 15 has the opposite end on the side opposite to the magnet facing the armature 6, thereby making the side plate 15 substantially L-shaped and arranged close to the armature 6. . Therefore, the magnetism generated by the current signal applied to the coil 4 passes through the armature 6 and merges with the magnetism of the magnet 14 and passes through the L-shaped side plate 15 disposed on the side surface of the yoke 5. Thus, two so-called 90 degrees different magnetic circuits can be coaxially joined at the armature 6 portion, and the magnetism of the magnet can be taken out more efficiently.

このように、本実施例のトルクモーター3では、磁気の強い希土類マグネットを用いているためにマグネットを大きくする必要が無くなり、トルクモーターを小型化することができ、更にこれによりポジショナー全体を小型にすることが可能となった。   As described above, in the torque motor 3 of this embodiment, since a strong magnetism rare earth magnet is used, it is not necessary to enlarge the magnet, and the torque motor can be reduced in size, thereby further reducing the size of the entire positioner. It became possible to do.

また、コイル4における、アーマチュア6の支点位置の反対側先端部に、前記アーマチュア6の下端部を挟みこむような配置で、略U字形状としたヨーク5を装着するとともに、このヨーク5の端部に、希土類マグネット14をNS・NS直列になるように装着し、これにより、前記マグネット14の磁力線と前記コイル4の磁力線が直角方向になるようにしているため、ヨーク4、アーマチュア6及びマグネット14で磁気の閉回路を形成することができ、マグネットの磁気が周辺に漏洩することが無くなった。   Further, a substantially U-shaped yoke 5 is mounted on the coil 4 at the tip of the armature 6 opposite to the fulcrum position of the armature 6 so as to sandwich the lower end of the armature 6. Since the rare earth magnet 14 is mounted in the NS / NS series in this part, the magnetic lines of force of the magnet 14 and the magnetic lines of the coil 4 are perpendicular to each other. Therefore, the yoke 4, the armature 6 and the magnet 14 can form a magnetic closed circuit, and the magnetism of the magnet does not leak to the periphery.

更に、コイル4の周囲に、前記マグネット14の磁力線と同軸になるようにして側板15を配設するとともに、この側板15を、反マグネット側先端部を前記アーマチュア6に向けて略直角にすることで略L字形状としているため、コイル4に印加された電流信号によって発生する磁気は、アーマチュア6を通りマグネット14の磁気と合流し、ヨーク5の側面に配設したL字形の側板15経由するために、ここでも磁気の閉回路を形成して、いわゆる90度異なる二つの磁気回路をアーマチュア6の部分で同軸合流させることができるために、マグネットの磁気をより効率よく取り出すことが可能となった。   Further, a side plate 15 is arranged around the coil 4 so as to be coaxial with the magnetic field lines of the magnet 14, and the side plate 15 is made substantially perpendicular to the armature 6 with the tip on the side opposite to the magnet. Therefore, the magnetism generated by the current signal applied to the coil 4 passes through the armature 6 and merges with the magnetism of the magnet 14 and passes through the L-shaped side plate 15 disposed on the side surface of the yoke 5. For this reason, a magnetic closed circuit is formed here, so that two magnetic circuits different from each other by 90 degrees can be coaxially joined at the armature 6, so that the magnetism of the magnet can be taken out more efficiently. It was.

そのため、本発明によれば、ハンマー、大型モンキースパナ等の、在来機種では考えられなかった大きな鉄材を接近しても殆ど誤動作することが無くなり、ゼロ点調整やスパン調整の際に非磁性材の特殊工具を用いる必要がなく、一般のユーザーでも調整が可能となった。   Therefore, according to the present invention, even when a large iron material, such as a hammer or a large monkey spanner, which has not been considered in conventional models is approached, there is almost no malfunction, and a non-magnetic material is used during zero point adjustment and span adjustment. It is not necessary to use special tools and adjustments can be made by ordinary users.

次に、図1及び図2において16は、バイアススプリングであり、即ち、本実施例においては、前記ヨーク5の外周面に一対の係止部18を装着するとともにこの一対の係止部18間にバイアススプリング16を配置している。   Next, in FIGS. 1 and 2, 16 is a bias spring, that is, in this embodiment, a pair of locking portions 18 are mounted on the outer peripheral surface of the yoke 5 and the pair of locking portions 18 are interposed. A bias spring 16 is disposed on the side.

この構造を詳細に説明すると、本実施例では、前記アーマチュア6の先端部が係止される係止用金具1903の両端側にそれぞれバイアススプリング16を固着するとともに、この一対のバイアススプリング16の端部にも金具1902を固着している。そして、前記係止部18を貫通したネジ1901により前記金具1902をそれぞれ押圧し、これにより、前記係止部18間にバイアススプリング16を配置するとともに、このバイアススプリング16によりアーマチュア6の先端部を両側から付勢している。そしてこれにより、入力信号を印加しない状態においてアーマチュア6がマグネット14に吸着されることを防止している。   This structure will be described in detail. In the present embodiment, the bias springs 16 are fixed to both end sides of the locking bracket 1903 to which the tip of the armature 6 is locked, and the ends of the pair of bias springs 16 are fixed. A metal fitting 1902 is also fixed to the portion. Then, the metal fittings 1902 are pressed by screws 1901 penetrating the locking portions 18, whereby the bias spring 16 is disposed between the locking portions 18, and the tip of the armature 6 is moved by the bias spring 16. It is energized from both sides. This prevents the armature 6 from being attracted to the magnet 14 when no input signal is applied.

ここで、前記バイアススプリング16について説明すると、本実施例において前記アーマチュア6の先端部を両側から付勢するバイアススプリング16としては、非磁性体あるいは磁気化しにくい素材を用いて構成しており、これにより、バイアススプリング16が磁気化することを防止している。即ち、アーマチュア6の先端部を付勢しているバイアススプリング16を磁性体により構成した場合には、このバイアススプリングが前記マグネット14等の影響で磁気化してしまい、その磁力が前記閉回路に影響を及ぼし、それによりゼロ点が狂ってしまうことが考えられる。そこで、本実施例においては、前記アーマチュア6の先端部を両側から付勢するバイアススプリング16を非磁性体あるいは磁気化しにくい素材により構成し、これにより、ゼロ点が狂ってしまうことを有効に防止可能としている。なお、本実施例においては、前記バイアススプリング16の具体的な素材としては、特に磁気化しにくい素材として、ステンレスの316を用いた。但し、必ずしも非磁性体等を用いる必要はなく、ゼロ点が狂ってしまうことを他の方法で解決可能な場合には磁性体を用いてもよい。   Here, the bias spring 16 will be described. In the present embodiment, the bias spring 16 that biases the tip of the armature 6 from both sides is made of a non-magnetic material or a material that is difficult to magnetize. This prevents the bias spring 16 from being magnetized. That is, when the bias spring 16 that biases the tip of the armature 6 is made of a magnetic material, the bias spring is magnetized by the influence of the magnet 14 and the like, and the magnetic force affects the closed circuit. It can be considered that the zero point is mad. Therefore, in the present embodiment, the bias spring 16 that urges the tip of the armature 6 from both sides is made of a non-magnetic material or a material that is difficult to be magnetized, thereby effectively preventing the zero point from going wrong. It is possible. In this embodiment, stainless steel 316 is used as a specific material of the bias spring 16 as a material that is not easily magnetized. However, it is not always necessary to use a non-magnetic material or the like, and a magnetic material may be used when it is possible to solve the fact that the zero point is off by other methods.

次に、本実施例においては、前記側板15と前記フラッパー8との間にも、アーマチュアの長手方向と平行方向に向けてバイアススプリング17を連結しており、このバイアススプリング17は、前記アーマチュア6の先端部近傍に配設したバイアススプリング16と同様に、アーマチュアの位置制御のために用いられている。   Next, in this embodiment, a bias spring 17 is also connected between the side plate 15 and the flapper 8 in a direction parallel to the longitudinal direction of the armature, and the bias spring 17 is connected to the armature 6. Similar to the bias spring 16 disposed in the vicinity of the tip of the armature, it is used for armature position control.

なお、本実施例においては、前記マグネット14とアーマチュア6との間に、非磁性のストッパー13を装着しており、これにより、入力信号を印加しない状態においてアーマチュア6がマグネット14に吸着されることを防止している。   In this embodiment, a non-magnetic stopper 13 is mounted between the magnet 14 and the armature 6, so that the armature 6 is attracted to the magnet 14 when no input signal is applied. Is preventing.

次に、このように構成される本実施例のトルクモーター3を用いたポジショナーについて簡単に説明すると、図3は電空式単動型ポジショナーを説明するための図であり、図3において2点鎖線で示した箇所がポジショナー1である。   Next, the positioner using the torque motor 3 of the present embodiment configured as described above will be briefly described. FIG. 3 is a diagram for explaining the electropneumatic single-acting positioner. In FIG. A position indicated by a chain line is the positioner 1.

そして、このポジショナー1は、その使用に際しては、導通管71によって駆動部51に連通され、これによって、駆動部51に連結された弁を制御可能としており、導通管71を介して前記駆動部51に連通され、これによって前記駆動部51を駆動させるためのパイロット弁21と、このパイロット弁21の作動を制御するためのトルクモーター2と、前記駆動部51の駆動を制御するための駆動制御手段41とを有して構成されている。   In use, the positioner 1 is communicated with the drive unit 51 by the conducting pipe 71, thereby enabling control of the valve connected to the driving unit 51, and the drive unit 51 is connected via the conducting pipe 71. A pilot valve 21 for driving the drive unit 51, a torque motor 2 for controlling the operation of the pilot valve 21, and a drive control means for controlling the drive of the drive unit 51. 41.

ここで、まず、前記駆動部51について説明すると、この駆動部51は、可動壁53を備えており、この可動壁53により仕切られる配置で駆動部圧力室52が形成され、この駆動部圧力室52には、前記導通管71が連通されている。また、可動壁53における反駆動部圧力室側には、ステム54が連結されており、このステム54の先端部分に弁が連結される。そしてこの構成により、導通管71を介して駆動部圧力室52内にエアーが供給されると、前記可動壁53がステム54側に膨張し、これによりステム54が、連結された弁側に移動して弁の駆動を行うことが可能となる。なお、図において55は前記可動壁52の膨張に制御を加えるためのスプリングであり、このスプリング55により、前記可動壁53の膨張に対してフィードバッグが加えられる。   Here, first, the drive unit 51 will be described. The drive unit 51 includes a movable wall 53, and a drive unit pressure chamber 52 is formed in an arrangement partitioned by the movable wall 53. 52 is connected to the conducting pipe 71. In addition, a stem 54 is connected to the counter driving portion pressure chamber side of the movable wall 53, and a valve is connected to a tip portion of the stem 54. With this configuration, when air is supplied into the drive unit pressure chamber 52 through the conducting pipe 71, the movable wall 53 expands toward the stem 54, and the stem 54 moves toward the connected valve side. Thus, the valve can be driven. In the figure, reference numeral 55 denotes a spring for controlling the expansion of the movable wall 52, and a feedback bag is added to the expansion of the movable wall 53 by the spring 55.

次に、図3において21はパイロット弁21であり、このパイロット弁21は、給気口2201を備えた一次側圧力室22aとこの一次側圧力室22aに連通された二次側圧力室22bにより構成される給気圧力室22を備えており、二次側圧力室22bには、導通管71を介して前記駆動部圧力室52に連通する出力口2202が備えられている。   Next, in FIG. 3, reference numeral 21 denotes a pilot valve 21, which is constituted by a primary pressure chamber 22 a having an air supply port 2201 and a secondary pressure chamber 22 b communicated with the primary pressure chamber 22 a. The supply air pressure chamber 22 is provided, and the secondary side pressure chamber 22b is provided with an output port 2202 that communicates with the drive unit pressure chamber 52 via a conduction pipe 71.

また、一次側圧力室22aと二次側圧力室22bとの間には給気弁座23が形成され、この給気弁座23により形成された空間が給気通路とされている。   An air supply valve seat 23 is formed between the primary side pressure chamber 22a and the secondary side pressure chamber 22b, and a space formed by the air supply valve seat 23 serves as an air supply passage.

更に、二次側圧力室22bには排気弁座29の一端部が移動自在に挿入されており、排気弁座29には、二次側圧力室22b内に開口とされるとともに、任意の箇所で外部に連通した排気口2902が形成された排気路2901が形成されている。   Further, one end portion of an exhaust valve seat 29 is movably inserted into the secondary side pressure chamber 22b, and the exhaust valve seat 29 is opened in the secondary side pressure chamber 22b and at any location. Thus, an exhaust passage 2901 is formed in which an exhaust port 2902 communicating with the outside is formed.

更にまた、前記給気圧力室22内には、給気弁2401と排気弁2402を同心円状に一体に備えた弁体24が、給気弁2401により前記給気通路を、及び排気弁2402により前記排気路2901の開口を閉塞可能なように、スプリングにより挿架されている。   Further, a valve body 24 having a supply valve 2401 and an exhaust valve 2402 concentrically integrated in the supply pressure chamber 22 is provided by the supply valve 2401, the supply passage, and the exhaust valve 2402. It is inserted by a spring so that the opening of the exhaust passage 2901 can be closed.

次に、パイロット弁2内にはノズル背圧室26が形成されており、このノズル背圧室26の一端は一次側圧力室22aに連通している。   Next, a nozzle back pressure chamber 26 is formed in the pilot valve 2, and one end of the nozzle back pressure chamber 26 communicates with the primary pressure chamber 22a.

また、パイロット弁21内には圧力室27が形成されており、この圧力室27にはエアー供給管72が連結されている。そして、ノズル背圧室26と圧力室27はダイヤフラム28等の隔壁により仕切られており、更に圧力室27におけるノズル背圧室26に対向する側もダイヤフラム等の隔壁が備えられており、前記排気弁座29は、このダイヤフラム28に支持される形態で可動自在に備えられている。   A pressure chamber 27 is formed in the pilot valve 21, and an air supply pipe 72 is connected to the pressure chamber 27. The nozzle back pressure chamber 26 and the pressure chamber 27 are partitioned by a partition wall such as a diaphragm 28, and a partition wall such as a diaphragm is also provided on the side of the pressure chamber 27 facing the nozzle back pressure chamber 26. The valve seat 29 is movably provided in a form supported by the diaphragm 28.

次に、図3において2は図1に示したトルクモーターであり、このトルクモーター2は、前記パイロット弁21における排気弁座29を作動させるために用いられる。即ち、コイル4に信号電流が印加されると、アーマチュア6は、支点バネ7を中心に、フラッパー8がノズル9の先端部の閉塞を解除する方向、図における矢印A方向に動く。そして、アーマチュア6の動きによってフラッパー8はノズル9の先端から引き離され、これによりノズル9よりエアーが放出されるとともに、ノズル背圧室26の圧力が低下し、ノズル背圧室26と圧力室27とのエアー圧力のバランスがくずれる。   Next, in FIG. 3, reference numeral 2 denotes the torque motor shown in FIG. 1, and this torque motor 2 is used to operate the exhaust valve seat 29 in the pilot valve 21. That is, when a signal current is applied to the coil 4, the armature 6 moves around the fulcrum spring 7 in the direction in which the flapper 8 releases the blockage of the tip of the nozzle 9, in the direction of arrow A in the figure. Then, the flapper 8 is pulled away from the tip of the nozzle 9 by the movement of the armature 6, thereby releasing air from the nozzle 9 and reducing the pressure in the nozzle back pressure chamber 26, and the nozzle back pressure chamber 26 and the pressure chamber 27. The air pressure balance is lost.

そうすると、ノズル背圧室26と圧力室27とを仕切っているダイヤフラム28がノズル背圧室26側に移動するとともに、このダイヤフラム28に支持されている排気弁座29は、給気圧力室22a側に移動する。   Then, the diaphragm 28 partitioning the nozzle back pressure chamber 26 and the pressure chamber 27 moves to the nozzle back pressure chamber 26 side, and the exhaust valve seat 29 supported by the diaphragm 28 is connected to the supply pressure chamber 22a side. Move to.

そして、それにより、排気弁座29が弁体23を押し上げ、それにともなって、圧力室22においては、給気弁座23が開口になるとともに排気弁座29の排気路2901は閉止され、出力口2202及び導通管71を介して、エアーが駆動部圧力室52内に供給され、それにより隔壁53がステム側に膨張することでステム34を移動させ、このステムに連結される調整弁を駆動することが可能となる。   As a result, the exhaust valve seat 29 pushes up the valve body 23. Accordingly, in the pressure chamber 22, the supply valve seat 23 is opened and the exhaust passage 2901 of the exhaust valve seat 29 is closed, and the output port Air is supplied into the drive unit pressure chamber 52 through 2202 and the conducting pipe 71, whereby the partition wall 53 expands toward the stem side to move the stem 34, and drives the regulating valve connected to the stem. It becomes possible.

なお、図3において41はステム54の駆動にフィードバッグを加えるための駆動制御手段であり、この駆動制御手段41は、ステム54の任意の個所に連結されるフィードバックレバー42、43を備えており、フィードバックレバー42、43にはカム44に連結され、ステム42が移動するとカム44が回転するようにしている。また、カム44にはレンジ調整アーム45の先端部が当接しており、カム44が回転するとレンジ調整アーム45は、支点を中心として、反時計回り方向へ回転するようにしている。更に、レンジ調整アーム45にはベアリング軸46が連結されるとともに、このベアリング軸46にはゼロ調整アーム47が当接され、カム44の回転に伴ってレンジ調整アーム45が反時計回り方向へ回転すると、ゼロ調整アーム47は、ベアリング軸46上をすべりながら、支点を中心として時計回りに回転するようにしている。そして、ゼロ調整アーム47の先端部(支点と反対側)には、他端が前記作動制御部2におけるフラッパーアーム11に連結されたフィードバックスプリング48の一端が連結され、カム44の回転に伴ってゼロ調整アーム47が時計回りに回転することにより、フィードバックスプリング48は上側に引き上げられ、これによりフラッパー8は、ノズル9の先端を閉塞する方向に戻される。   In FIG. 3, reference numeral 41 denotes a drive control means for adding a feedback to the drive of the stem 54. The drive control means 41 includes feedback levers 42 and 43 connected to arbitrary portions of the stem 54. The feedback levers 42 and 43 are connected to a cam 44 so that the cam 44 rotates when the stem 42 moves. Further, the tip end portion of the range adjustment arm 45 is in contact with the cam 44, and when the cam 44 rotates, the range adjustment arm 45 rotates counterclockwise around the fulcrum. Further, a bearing shaft 46 is connected to the range adjusting arm 45, and a zero adjusting arm 47 is brought into contact with the bearing shaft 46, and the range adjusting arm 45 rotates counterclockwise as the cam 44 rotates. Then, the zero adjustment arm 47 rotates clockwise around the fulcrum while sliding on the bearing shaft 46. Then, one end of a feedback spring 48 having the other end connected to the flapper arm 11 in the operation control unit 2 is connected to the tip end portion (the side opposite to the fulcrum) of the zero adjustment arm 47, and as the cam 44 rotates. As the zero adjustment arm 47 rotates clockwise, the feedback spring 48 is pulled upward, and the flapper 8 is returned in a direction to close the tip of the nozzle 9.

そして、このような構成において、ステム54の移動に伴って、フィードバックレバー42、43を介してカム44が時計回り方向(矢印C方向)へ回転するとともに、このカム44の回転によって、レンジ調整アーム45が支点を中心として反時計回り方向(矢印D方向)へ回転する。   In such a configuration, as the stem 54 moves, the cam 44 rotates in the clockwise direction (arrow C direction) via the feedback levers 42 and 43, and the rotation of the cam 44 causes the range adjustment arm to rotate. 45 rotates counterclockwise (arrow D direction) around the fulcrum.

そして、レンジ調整アーム45が反時計回り方向へ回転することによって、ベアリング軸46によって支持されているゼロ調整アーム47が支点を中心として時計回りに回転し(矢印E方向)、これにより、フィードバックスプリング48が上に引き上げられるとともに(矢印F方向)フラッパーアーム11を上に引き上げ、フィードバックスプリング48の張力とコイル4の吸引力が平衡した時点で、フラッパー8がノズル9の先端部を閉塞するように近づいていく。   Then, when the range adjustment arm 45 rotates counterclockwise, the zero adjustment arm 47 supported by the bearing shaft 46 rotates clockwise about the fulcrum (in the direction of arrow E), thereby the feedback spring. 48 is pulled up (in the direction of arrow F), the flapper arm 11 is pulled up, and when the tension of the feedback spring 48 and the suction force of the coil 4 are balanced, the flapper 8 closes the tip of the nozzle 9. Approaching.

そうすると、ノズル9より放出されるエアーが減少するとともにノズル背圧室26の圧力が上がり、ノズル背圧室26と圧力室27とのエアー圧力のバランスが初期の状態に近づき、これによりノズル背圧室26と圧力室27とを仕切っているダイヤフラム28が圧力室27側に移動するとともに、このダイヤフラム28に支持されている排気弁座29が初期の位置に近づいていく。そしてそれにより、給気圧力室22aにおいては、給気弁2401が給気弁座23を閉塞する方向に動く。   Then, the air discharged from the nozzle 9 decreases and the pressure in the nozzle back pressure chamber 26 increases, and the balance of the air pressure in the nozzle back pressure chamber 26 and the pressure chamber 27 approaches the initial state. The diaphragm 28 partitioning the chamber 26 and the pressure chamber 27 moves toward the pressure chamber 27, and the exhaust valve seat 29 supported by the diaphragm 28 approaches the initial position. As a result, the supply valve 2401 moves in the direction of closing the supply valve seat 23 in the supply pressure chamber 22a.

そしてこれにより、駆動部圧力室52へ供給されるエアー量が減少していきステム54の移動が停止していく。即ち、ステム54は、フィードバックスプリング48の張力とコイル4の吸引力が平衡するまで動き、これにより入力信号電流に比例したステム54の変化が得られる。   As a result, the amount of air supplied to the drive unit pressure chamber 52 decreases and the movement of the stem 54 stops. That is, the stem 54 moves until the tension of the feedback spring 48 and the attractive force of the coil 4 are balanced, thereby obtaining a change in the stem 54 proportional to the input signal current.

本発明のポジショナーに用いるトルクモーターは、前述した単動型のポジショナーに限らず、すべての電空式ポジショナーに適用可能であり、これにより、ポジショナーを小型化することができるとともに、ゼロ点調整、スパン調整の際の特殊工具を不要にし、ユーザーにおいても調整を行うことを可能としている。   The torque motor used in the positioner of the present invention is not limited to the single-acting type positioner described above, and can be applied to all electropneumatic positioners. This makes it possible to reduce the size of the positioner and adjust the zero point. A special tool is not required for span adjustment, and the user can make adjustments.

本発明のトルクモーターの実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the Example of the torque motor of this invention. 本発明のトルクモーターの実施例の基本的構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the basic structure of the Example of the torque motor of this invention. 本発明のトルクモーターの実施例を用いた単動型の電空式ポジショナーを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the single action type electropneumatic positioner using the Example of the torque motor of this invention. 従来のトルクモーターを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional torque motor. 従来のトルクモーターを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional torque motor.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポジショナー
2 作動制御部
3 トルクモーター
4 コイル
5 U字型ヨーク
501 一対の脚部
6 アーマチュア
7 支点バネ
8 フラッパー
9 ノズル
10 エアー管
11 フラッパーアーム
12 装着部材
13 ストッパー
14 マグネット
15 側板
16、17 バイアススプリング
18 係止部
1901 ネジ
1902 金具
1903 係止用金具
21 パイロット弁
22 給気圧力室
22a 一次側圧力室
22b 二次側圧力室
2201 給気口
2202 出力口
23 給気弁座
24 弁体
2401 給気弁
2402 排気弁
26 ノズル背圧室
27 圧力室
28 ダイヤフラム
29 排気弁座
2901 排気路
2902 排気口
41 駆動制御部
42、43 フィードバッグレバー
44 カム
45 レンジ調整アーム
46 ベアリング軸
47 ゼロ調整アーム
48 フィードバックスプリング
51 駆動部
52 駆動部圧力室
53 隔壁
54 ステム
55 スプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positioner 2 Operation control part 3 Torque motor 4 Coil 5 U-shaped yoke 501 A pair of leg part 6 Armature 7 A fulcrum spring 8 Flapper 9 Nozzle 10 Air pipe 11 Flapper arm 12 Mounting member 13 Stopper 14 Magnet 15 Side plate 16, 17 Bias spring 18 Locking portion 1901 Screw 1902 Metal fitting 1903 Locking metal fitting 21 Pilot valve 22 Supply air pressure chamber 22a Primary side pressure chamber 22b Secondary side pressure chamber 2201 Supply port 2202 Output port 23 Supply valve seat 24 Valve body 2401 Supply air Valve 2402 Exhaust valve 26 Nozzle back pressure chamber 27 Pressure chamber 28 Diaphragm 29 Exhaust valve seat 2901 Exhaust passage 2902 Exhaust port 41 Drive control unit 42, 43 Feedback lever 44 Cam 45 Range adjustment arm 46 Bearing shaft 47 Zero adjustment arm 48 Feedback Spring 51 driving unit 52 drive unit the pressure chamber 53 partition wall 54 stem 55 spring

Claims (3)

ポジショナーにおいてパイロット弁を作動させるためのトルクモーターであって、
パイロット弁に連通したノズル(9)と、
該ノズル(9)の開口を閉塞あるいはその閉塞を解除する方向に移動可能なフラッパー(8)と、
該フラッパー(8)を移動させるためのアーマチュア(6)と、
該アーマチュア(6)が可動自在に貫通したコイル(4)と、
該コイル(4)における前記アーマチュア(6)の支点位置の反対側先端部において、一対の脚部(501)で、前記アーマチュア(6)の先端部近傍を挟み込むような配置で装着された、略U字形状としたヨーク(5)と、
該ヨーク(5)の端面にNS・NS直列になるように装着した希土類マグネット(14)と、を具備し、
前記マグネット(14)の磁力線の方向と前記アーマチュア(6)の動作方向を同一方向にするとともに、前記マグネット(14)の磁力線と前記コイル(4)の磁力線が直角方向になるようにすることで、マグネット(14)の磁気が、ヨーク(5)、マグネット(14)、アーマチュア(6)、マグネット(14)、及びヨーク(5)の順番で閉回路を形成するようにし、
前記ヨーク(5)における前記マグネット(14)の磁力線方向の断面積を、前記マグネット(14)における前記ヨーク(5)に当接する端面の面積よりも大きくするとともに、前記脚部(501)の幅寸法を前記マグネット(14)の厚みよりも大きくし、
更に、前記コイル(4)の磁力線とマグネット(14)の磁力線とが前記アーマチュア(6)の先端部近傍で合流可能な配置で前記脚部(501)の外周側に、コイル(4)の磁力線を誘導可能な側板(15)を配設するとともに、該側板(15)における反マグネット側先端部を、前記アーマチュア(6)の支点部に対して略直角に位置するように略L字形状にするとともに前記アーマチュア(6)に近接して配置し、これにより、前記コイル(4)に印加された電流信号によって発生する磁気が、アーマチュア(6)、マグネット(14)、側板(15)の順番で閉回路を形成するようにして、90度異なる二つの磁気回路を前記アーマチュア(6)の部分で同軸合流可能にしたことを特徴とするポジショナーのトルクモーター。
A torque motor for operating a pilot valve in a positioner,
A nozzle (9) communicating with the pilot valve;
A flapper (8) movable in a direction to close or release the opening of the nozzle (9);
An armature (6) for moving the flapper (8);
A coil (4) through which the armature (6) movably passes;
In the coil (4), the armature (6) is mounted at an end on the side opposite to the fulcrum position of the armature (6) so that a pair of legs (501) sandwiches the vicinity of the end of the armature (6). A U-shaped yoke (5);
A rare earth magnet (14) mounted on the end face of the yoke (5) so that NS and NS are in series;
By making the direction of the magnetic force line of the magnet (14) and the operating direction of the armature (6) the same direction, the magnetic force line of the magnet (14) and the magnetic force line of the coil (4) are perpendicular to each other. The magnet (14) forms a closed circuit in the order of the yoke (5), the magnet (14), the armature (6), the magnet (14), and the yoke (5);
The cross-sectional area of the magnet (14) in the magnetic field direction of the yoke (5) is larger than the area of the end surface of the magnet (14) contacting the yoke (5), and the width of the leg (501). The dimension is larger than the thickness of the magnet (14),
Further, the magnetic field lines of the coil (4) and the magnetic field lines of the coil (4) are arranged on the outer peripheral side of the leg part (501) in such an arrangement that the magnetic field lines of the coil (4) and the magnetic field lines of the magnet (14) can be merged near the tip of the armature (6). A side plate (15) capable of guiding the armature (15) is disposed, and the tip end portion on the side opposite to the magnet of the side plate (15) is substantially L-shaped so as to be positioned substantially perpendicular to the fulcrum portion of the armature (6). And the magnetism generated by the current signal applied to the coil (4) is arranged in the order of the armature (6), the magnet (14), and the side plate (15). A torque motor for a positioner, characterized in that a closed circuit is formed so that two magnetic circuits different by 90 degrees can be coaxially joined at the armature (6) .
前記アーマチュア(6)の先端部を、アーマチュア(6)の長手方向と直角方向に配置した一対のバイアススプリング(16)で挟み込むように付勢するとともに、アーマチュア(6)の長手方向と平行方向に向けて、アーマチュア(6)の動作を制御するバイアススプリング(17)を備えたことを特徴とする請求項1に記載のポジショナーのトルクモーター。   The armature (6) is urged so as to be sandwiched between a pair of bias springs (16) arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the armature (6) and parallel to the longitudinal direction of the armature (6). The torque motor of the positioner according to claim 1, further comprising a bias spring (17) for controlling the operation of the armature (6). 前記アーマチュア(6)の先端部を付勢したバイアススプリング(16)を非磁性体あるいは磁気化しにくい素材により構成したことを特徴とする請求項2に記載のポジショナーのトルクモーター。   The torque motor for a positioner according to claim 2, wherein the bias spring (16) biasing the tip of the armature (6) is made of a non-magnetic material or a material that is difficult to magnetize.
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