JPH05306701A - 電空ポジショナー用アクチエーター - Google Patents
電空ポジショナー用アクチエーターInfo
- Publication number
- JPH05306701A JPH05306701A JP15553092A JP15553092A JPH05306701A JP H05306701 A JPH05306701 A JP H05306701A JP 15553092 A JP15553092 A JP 15553092A JP 15553092 A JP15553092 A JP 15553092A JP H05306701 A JPH05306701 A JP H05306701A
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- JP
- Japan
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- voltage signal
- actuator
- iron core
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギーの省力化と性能の向上を図った電
空ポジショナー用アクチエーターに関するものである。 【構成】 入力電流とフィードバック信号を内部処理し
たパルス幅制御電流により励磁される可動鉄心の電磁気
と該可動鉄心の両端に配設された永久磁石との間の反発
力の平衡点で停止し、そして、適宜、前記可動鉄心の動
作による相互リアクタンスの変位を検出するコイルを備
え、その変位信号を帰還してパルス幅制御電流をフィー
ドバック制御する。 【効果】 従来のポジショナーの如く機械的な力平衡に
よらず、系は電気信号によって平衡するので、機械的部
分が減少すると共に流量特性が自由に変更でき、精度を
増大すると共に小型少電力とすることができる。さら
に、制御空気が不要となり、制御空気供給機の容量が減
少され、それにより空気供給機の小型とコストの減少、
設備スペースの減少が図れる。
空ポジショナー用アクチエーターに関するものである。 【構成】 入力電流とフィードバック信号を内部処理し
たパルス幅制御電流により励磁される可動鉄心の電磁気
と該可動鉄心の両端に配設された永久磁石との間の反発
力の平衡点で停止し、そして、適宜、前記可動鉄心の動
作による相互リアクタンスの変位を検出するコイルを備
え、その変位信号を帰還してパルス幅制御電流をフィー
ドバック制御する。 【効果】 従来のポジショナーの如く機械的な力平衡に
よらず、系は電気信号によって平衡するので、機械的部
分が減少すると共に流量特性が自由に変更でき、精度を
増大すると共に小型少電力とすることができる。さら
に、制御空気が不要となり、制御空気供給機の容量が減
少され、それにより空気供給機の小型とコストの減少、
設備スペースの減少が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエネルギーの省力化と性
能の向上を図った電空ポジショナー用アクチエーターに
関するものである。
能の向上を図った電空ポジショナー用アクチエーターに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電空ポジショナー用アク
チエーターは図３に示すような構成が提案されている。
即ち、１、１′は調節計等の操作手段よりの電流出力Ｉ
ｏを入力信号として受ける入力端子、２はトルクモータ
ーで、入力電流Ｉｏが与えられる。３はトルクモーター
で駆動されるレバーで、フラッパー３０１が矢印Ａ方向
に駆動される。このフラッパーにはノズル６が対向配置
され、その背圧Ｐｂが増加する。８はノズル背圧Ｐｂを
増幅するパイロットバルブで、その空気圧出力Ｐｏはダ
イアフラムバルブ９を矢印Ｂ方向に駆動する。ダイアフ
ラムバルブ９の駆動力はレバー１０をＣ方向に回転し、
レンジアジャスター機構１３を介してレバー１４を矢印
Ｄ方向に駆動する。バネ１５は矢印Ｅ方向の変位を受
け、Ａ方向への変位を引き戻すように作用して系が平衡
する。
チエーターは図３に示すような構成が提案されている。
即ち、１、１′は調節計等の操作手段よりの電流出力Ｉ
ｏを入力信号として受ける入力端子、２はトルクモータ
ーで、入力電流Ｉｏが与えられる。３はトルクモーター
で駆動されるレバーで、フラッパー３０１が矢印Ａ方向
に駆動される。このフラッパーにはノズル６が対向配置
され、その背圧Ｐｂが増加する。８はノズル背圧Ｐｂを
増幅するパイロットバルブで、その空気圧出力Ｐｏはダ
イアフラムバルブ９を矢印Ｂ方向に駆動する。ダイアフ
ラムバルブ９の駆動力はレバー１０をＣ方向に回転し、
レンジアジャスター機構１３を介してレバー１４を矢印
Ｄ方向に駆動する。バネ１５は矢印Ｅ方向の変位を受
け、Ａ方向への変位を引き戻すように作用して系が平衡
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような力平衡によ
る電空ポジショナーでは、入力電流を力に変換する高精
度のトルクモーター、加工精度の必要なノズル、ノズル
背圧を増幅するパイロットバルブ、更にバルブシステム
の変位を力によるフィードバック信号に変換する機構が
必要となり、いずれも機械的な構成要素で構成が複雑と
なり、製造コストが高くなる欠点がある。
る電空ポジショナーでは、入力電流を力に変換する高精
度のトルクモーター、加工精度の必要なノズル、ノズル
背圧を増幅するパイロットバルブ、更にバルブシステム
の変位を力によるフィードバック信号に変換する機構が
必要となり、いずれも機械的な構成要素で構成が複雑と
なり、製造コストが高くなる欠点がある。
【０００４】また、ノズル部より放出される制御空気
が、小量ではあるが常時消費されており、制御空気使用
量に占める割合は無視できず、エネルギー効率の面から
みても無駄が多く、運転コストも高い結果となる。さら
に能力を増大させるには制御空気供給機の容量を必然的
にアップさせなければならず、これが又、コストアップ
の要因の一つにもなっていた。
が、小量ではあるが常時消費されており、制御空気使用
量に占める割合は無視できず、エネルギー効率の面から
みても無駄が多く、運転コストも高い結果となる。さら
に能力を増大させるには制御空気供給機の容量を必然的
にアップさせなければならず、これが又、コストアップ
の要因の一つにもなっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き観
点に鑑みてなされたものであって、入力電流とフィード
バック信号を内部処理したパルス幅制御電流により励磁
される可動鉄心の電磁気と該可動鉄心の両端に配設され
た永久磁石との間の反発力の平衡点で停止し、そして、
適宜、前記可動鉄心の動作による相互リアクタンスの変
位を検出するコイルを備え、その変位信号を帰還してパ
ルス幅制御電流をフィードバック制御する電空ポジショ
ナー用アクチエーターを提供しようとするものである。
点に鑑みてなされたものであって、入力電流とフィード
バック信号を内部処理したパルス幅制御電流により励磁
される可動鉄心の電磁気と該可動鉄心の両端に配設され
た永久磁石との間の反発力の平衡点で停止し、そして、
適宜、前記可動鉄心の動作による相互リアクタンスの変
位を検出するコイルを備え、その変位信号を帰還してパ
ルス幅制御電流をフィードバック制御する電空ポジショ
ナー用アクチエーターを提供しようとするものである。
【０００６】
【作用】次に、本発明の作用について説明する。入力電
流は入力処理手段によって電圧信号またはデジタル信号
に変換され、該電圧信号又はデジタル信号に基づくフィ
ードバック信号との差の正負によって空気供給アクチエ
ーターと排気アクチエーターのいずれかがパルス幅制御
電流に比例動作してバルブが駆動する。バルブステムの
変位は電圧またはデジタル信号のフィードバック信号に
変換されて入力処理手段の出力と平衡する。また、アク
チエーター内に組み込まれた可動鉄心の動作による相互
リアクタンスの変位を検出するコイルによって発生した
信号を電圧またはデジタル信号のフィードバック信号に
変換し、入力処理手段の出力に影響を与え、アクチエー
ターの動作不安定を抑制する。
流は入力処理手段によって電圧信号またはデジタル信号
に変換され、該電圧信号又はデジタル信号に基づくフィ
ードバック信号との差の正負によって空気供給アクチエ
ーターと排気アクチエーターのいずれかがパルス幅制御
電流に比例動作してバルブが駆動する。バルブステムの
変位は電圧またはデジタル信号のフィードバック信号に
変換されて入力処理手段の出力と平衡する。また、アク
チエーター内に組み込まれた可動鉄心の動作による相互
リアクタンスの変位を検出するコイルによって発生した
信号を電圧またはデジタル信号のフィードバック信号に
変換し、入力処理手段の出力に影響を与え、アクチエー
ターの動作不安定を抑制する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例の構成を図１及び図
２を参照しながら説明する。図１は本発明の主体となる
アクチエーター部の一例を示す構成原理図であり、図２
は入力電流を電圧信号に変換するアナログ制御の一例を
示す回路構成図である。
２を参照しながら説明する。図１は本発明の主体となる
アクチエーター部の一例を示す構成原理図であり、図２
は入力電流を電圧信号に変換するアナログ制御の一例を
示す回路構成図である。
【０００８】先ず、図２を参照しながら制御回路の構成
から説明する。入力端子１２、１２′の入力電流Ｉｏを
入力処理手段１３で電圧信号Ｖｏに変換し、該電圧信号
Ｖｏとバルブ１９よりのフィードバック電圧信号ＶＦと
の差を差動増幅器１４で増幅し、その出力信号は比較形
増幅器１４′に入力する。そこで該差動増幅器１４の出
力信号の変位量に比例した出力信号にすると共にその出
力信号が正か負かで二路に分岐したパルス幅制御器１
５、１５′のいずれに信号出力するかを判断する。
から説明する。入力端子１２、１２′の入力電流Ｉｏを
入力処理手段１３で電圧信号Ｖｏに変換し、該電圧信号
Ｖｏとバルブ１９よりのフィードバック電圧信号ＶＦと
の差を差動増幅器１４で増幅し、その出力信号は比較形
増幅器１４′に入力する。そこで該差動増幅器１４の出
力信号の変位量に比例した出力信号にすると共にその出
力信号が正か負かで二路に分岐したパルス幅制御器１
５、１５′のいずれに信号出力するかを判断する。
【０００９】又、該各パルス幅制御器１５、１５′は比
較形増幅器１４′よりの信号の変位量に比例したパルス
幅電流Ｉ１を出力する。その出力信号によりそれぞれ作
動する空気供給アクチエーター１７、排気アクチエータ
ー１８よりのフィードバック信号ＶＦ′を該比較形増幅
器１４′に入力して該差動増幅器１４の出力信号の変位
量を少量変化させて系の安定を図る。
較形増幅器１４′よりの信号の変位量に比例したパルス
幅電流Ｉ１を出力する。その出力信号によりそれぞれ作
動する空気供給アクチエーター１７、排気アクチエータ
ー１８よりのフィードバック信号ＶＦ′を該比較形増幅
器１４′に入力して該差動増幅器１４の出力信号の変位
量を少量変化させて系の安定を図る。
【００１０】前記空気供給アクチエーター１７は一方の
パルス幅制御器１５よりのパルス幅電流Ｉ１で動作して
バルブ１９に空気を供給する。前記排気アクチエーター
１８は他方のパルス幅制御器１５′よりのパルス幅電流
Ｉ１で動作してバルブ１９より空気を排気する。
パルス幅制御器１５よりのパルス幅電流Ｉ１で動作して
バルブ１９に空気を供給する。前記排気アクチエーター
１８は他方のパルス幅制御器１５′よりのパルス幅電流
Ｉ１で動作してバルブ１９より空気を排気する。
【００１１】前記バルブ１９の動作量をメインフィード
バック１６で電圧信号ＶＦに変換して前記電圧信号Ｖｏ
と比較し、該バルブ１９の動作量を前記入力電流Ｉｏに
比例させるものである。
バック１６で電圧信号ＶＦに変換して前記電圧信号Ｖｏ
と比較し、該バルブ１９の動作量を前記入力電流Ｉｏに
比例させるものである。
【００１２】次に、本発明の主体である前記アクチエー
ター１７、１８の一例の構成原理を図１を参照しながら
説明する。無励磁の場合、磁路を構成する外套管３の内
部一端側に固置された永久磁石７は、該外套管３と、該
永久磁石７の片面に一端が位置されて他端側が該外套管
３の中心孔から摺動自在に張出する可動鉄心４とに沿っ
て矢印Ａで示す磁気回路を形成する。そのために該可動
鉄心４の一端は該永久磁石７の片面に吸着される。
ター１７、１８の一例の構成原理を図１を参照しながら
説明する。無励磁の場合、磁路を構成する外套管３の内
部一端側に固置された永久磁石７は、該外套管３と、該
永久磁石７の片面に一端が位置されて他端側が該外套管
３の中心孔から摺動自在に張出する可動鉄心４とに沿っ
て矢印Ａで示す磁気回路を形成する。そのために該可動
鉄心４の一端は該永久磁石７の片面に吸着される。
【００１３】前記可動鉄心４の他端には磁気絶縁体５を
介して永久磁石６が固着され、前記可動鉄心４の一端に
は前記永久磁石７の中心孔に往復移動自在な磁気絶縁棒
８の一端が固定され、それにより該可動鉄心４の永久磁
石７に対する位置合わせが自然に行われる。
介して永久磁石６が固着され、前記可動鉄心４の一端に
は前記永久磁石７の中心孔に往復移動自在な磁気絶縁棒
８の一端が固定され、それにより該可動鉄心４の永久磁
石７に対する位置合わせが自然に行われる。
【００１４】前記外套管３の他端には該可動鉄心４の他
端部を収納するケース１１が一体的に設けられ、該ケー
ス１１の天板内面中央には前記永久磁石６と対向する永
久磁石６′が固着されている。前記両永久磁石６、６′
は互いに反対磁極が対峙して反発し合い、その反発力で
該可動鉄心４は前記永久磁石７にさらに押し付けられ
る。前記可動鉄心４の両端の磁気絶縁体５及び磁気絶縁
棒８は可動鉄心４に対する永久磁石の影響を最小限にす
るものである。
端部を収納するケース１１が一体的に設けられ、該ケー
ス１１の天板内面中央には前記永久磁石６と対向する永
久磁石６′が固着されている。前記両永久磁石６、６′
は互いに反対磁極が対峙して反発し合い、その反発力で
該可動鉄心４は前記永久磁石７にさらに押し付けられ
る。前記可動鉄心４の両端の磁気絶縁体５及び磁気絶縁
棒８は可動鉄心４に対する永久磁石の影響を最小限にす
るものである。
【００１５】前記可動鉄心４に巻かれた駆動コイル１０
は前記パルス幅制御器１５より出力されたパルス幅電流
Ｉ１を駆動コイル用入力端子１、１′から入力して該可
動鉄心４に対して永久磁石７と反発し合う同極の磁極を
励磁する。それにより該可動鉄心４は永久磁石７から離
れる矢示Ｂ方向へ移動する。その移動に従って該可動鉄
心４の反対側の両永久磁石６、６′の間隙が減少し、そ
れに伴って該両永久磁石６、６′間の反発力が増大す
る。このようにして、該可動鉄心４はその両端部の反発
力が釣り合ったところで停止する。
は前記パルス幅制御器１５より出力されたパルス幅電流
Ｉ１を駆動コイル用入力端子１、１′から入力して該可
動鉄心４に対して永久磁石７と反発し合う同極の磁極を
励磁する。それにより該可動鉄心４は永久磁石７から離
れる矢示Ｂ方向へ移動する。その移動に従って該可動鉄
心４の反対側の両永久磁石６、６′の間隙が減少し、そ
れに伴って該両永久磁石６、６′間の反発力が増大す
る。このようにして、該可動鉄心４はその両端部の反発
力が釣り合ったところで停止する。
【００１６】前記可動鉄心４に巻かれたもう一方の相互
リアクタンス変位検出用コイル９は前記可動鉄心４と一
端側の永久磁石７との間の間隙が増大することによる相
互リアクタンスの減少とパルス幅電流Ｉ１の交流分との
相互結合により相互リアクタンス検出用出力端子２、
２′に交流電圧Ｖ１を発生し、それにより該可動鉄心４
の大まかな位置を検出して前記メインフィードバック１
６の遅れを補正し、系の安定を計る。
リアクタンス変位検出用コイル９は前記可動鉄心４と一
端側の永久磁石７との間の間隙が増大することによる相
互リアクタンスの減少とパルス幅電流Ｉ１の交流分との
相互結合により相互リアクタンス検出用出力端子２、
２′に交流電圧Ｖ１を発生し、それにより該可動鉄心４
の大まかな位置を検出して前記メインフィードバック１
６の遅れを補正し、系の安定を計る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上の説明により明らかなよう
に、従来のポジショナーの如く機械的な力平衡によら
ず、系は電気信号によって平衡するので、機械的部分が
減少すると共に高精度のトルクモーターが不要となる。
に、従来のポジショナーの如く機械的な力平衡によら
ず、系は電気信号によって平衡するので、機械的部分が
減少すると共に高精度のトルクモーターが不要となる。
【００１８】そして、安価で組立易く、ヒステリシス特
性が向上すると共に流量特性が自由に変更できる電空ポ
ジショナーを実現することができる。
性が向上すると共に流量特性が自由に変更できる電空ポ
ジショナーを実現することができる。
【００１９】アクチエーターは反発力を利用するために
低信号での推力が大きく、精度を増大すると共に小型少
電力とすることができる。反対に、高信号では推力はさ
ほど増加せず、系の安定が計れる。
低信号での推力が大きく、精度を増大すると共に小型少
電力とすることができる。反対に、高信号では推力はさ
ほど増加せず、系の安定が計れる。
【００２０】また、相互リアクタンスの変位を検出する
コイルを設けることにより更に系の安定が増大する。
コイルを設けることにより更に系の安定が増大する。
【００２１】そして又、可動鉄心の他端側の永久磁石の
反発力を利用するため、バネが不要となり、経年変化を
減少できる。
反発力を利用するため、バネが不要となり、経年変化を
減少できる。
【００２２】さらに、空気供給アクチエーターと排気ア
クチエーターの二台を使用することにより、従来のポジ
ショナーのノズル部より常に消費される制御空気が不要
となり、制御空気供給機の容量が減少され、それにより
空気供給機の小型とコストの減少、設備スペースの減少
が計れる。
クチエーターの二台を使用することにより、従来のポジ
ショナーのノズル部より常に消費される制御空気が不要
となり、制御空気供給機の容量が減少され、それにより
空気供給機の小型とコストの減少、設備スペースの減少
が計れる。
【図１】本発明の主体となるアクチエーター部の一例を
示す構成原理図である。
示す構成原理図である。
【図２】入力電流を電圧信号に変換するアナログ制御の
一例を示す回路構成図である。
一例を示す回路構成図である。
【図３】従来の電空ポジショナー用アクチエーターの構
成の一例を示す概略図である。
成の一例を示す概略図である。
１、１′ 駆動コイル用入力端子 ２、２′ 相互リアクタンス検出用出力端子 ３ 磁路用外套管 ４ 可動鉄心 ５ 磁気絶縁物 ６、６′ 永久磁石 ７ 永久磁石 ８ 磁気絶縁棒 ９ 相互リアクタンス変位検出用コイル １０ 駆動コイル １１ ケース １２、１２′ 入力端子 １３ 入力処理手段 １４、１４′ 増幅器 １５、１５′ パルス幅制御器 １６ メインフィードバック １７ 空気供給アクチエーター １８ 排気アクチエーター １９ バルブ
Claims (2)
- 【請求項１】 入力電流とフィードバック信号を内部処
理したパルス幅制御電流により励磁される可動鉄心の電
磁気と該可動鉄心の両端に配設された永久磁石との間の
反発力の平衡点で停止することを特徴とする電空ポジシ
ョナー用アクチエーター。 - 【請求項２】 前記可動鉄心の動作による相互リアクタ
ンスの変位を検出するコイルを備え、その変位信号を帰
還してパルス幅制御電流をフィードバック制御する請求
項１記載の電空ポジショナー用アクチエーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155530A JPH07117086B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 電空ポジショナー用アクチエーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155530A JPH07117086B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 電空ポジショナー用アクチエーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306701A true JPH05306701A (ja) | 1993-11-19 |
| JPH07117086B2 JPH07117086B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=15608090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4155530A Expired - Fee Related JPH07117086B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 電空ポジショナー用アクチエーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117086B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604356C1 (ru) * | 2015-06-08 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Импульсный электромагнитный привод |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756734A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-05 | Hitachi Ltd | Start controller for tester |
| JPS57129902A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-12 | Hitachi Ltd | Servomechanism driver |
| JPS61140601A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-27 | Toyota Motor Corp | 流体圧アクチユエ−タ制御装置 |
| JPS62274102A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Yamatake Honeywell Co Ltd | バルブポジシヨナ |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP4155530A patent/JPH07117086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756734A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-05 | Hitachi Ltd | Start controller for tester |
| JPS57129902A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-12 | Hitachi Ltd | Servomechanism driver |
| JPS61140601A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-27 | Toyota Motor Corp | 流体圧アクチユエ−タ制御装置 |
| JPS62274102A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Yamatake Honeywell Co Ltd | バルブポジシヨナ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604356C1 (ru) * | 2015-06-08 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Импульсный электромагнитный привод |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07117086B2 (ja) | 1995-12-18 |
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