JPH08177802A - Electro-pneumatic converter - Google Patents

Electro-pneumatic converter

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JPH08177802A
JPH08177802A JP32225194A JP32225194A JPH08177802A JP H08177802 A JPH08177802 A JP H08177802A JP 32225194 A JP32225194 A JP 32225194A JP 32225194 A JP32225194 A JP 32225194A JP H08177802 A JPH08177802 A JP H08177802A
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JP
Japan
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movable iron
iron piece
yokes
pair
fulcrum
Prior art date
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Pending
Application number
JP32225194A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Akano
信一 赤野
Mikio Tanaka
幹夫 田中
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Priority to JP32225194A priority Critical patent/JPH08177802A/en
Publication of JPH08177802A publication Critical patent/JPH08177802A/en
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  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To eliminate inconvenience such as troublesomeness or high manufacturing cost by eliminating torque difference between two different positions from a fulcrum due to a pair of magnets on a movable iron core. CONSTITUTION: Magnets 5, 6 are sandwiched between opposed legs 2a, 3a, and 2b, 3b of a pair of U-shaped yokes 2, 3 with a space through which a movable iron piece 4 is penetrated remaining on one side. A coil 7 is arranged, on a center space of a yoke so as to surround the yoke. A beam 11 having a flapper 13 opposed to the nozzle 14 is continued on one end of the movable iron piece. Zero-adjusting and bias-adjusting elastic members 15, 16 are connected to the free end of the iron core piece. A fulcrum member 9 is formed on an end of the movable iron piece exposed to outside and connected to the beam for oscillatably supporting them. A non-magnetic plate 20 abuts against on each one side of the movable iron piece of the paired yokes, while a ferromagnetic plate 21 is superposed on the outside thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はたとえば各種空気式計器
や電空ポジショナ、電空変換器等のような力/変位変換
機構に適用して好適な電空変換器に関し、特に可動鉄片
型トルクモータを用いた電空変換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electropneumatic converter suitable for application to a force / displacement conversion mechanism such as various pneumatic instruments, electropneumatic positioners, electropneumatic converters, etc. The present invention relates to an electropneumatic converter using a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば電空ポジショナ等に用いられる
電空変換器は、電気信号としての入力電流に応じたトル
クを発生させ、ノズルフラッパ機構を駆動することによ
り、入力電流を空気圧信号に変換して空気圧出力として
出力するもので、従来から種々の構成によるものが知ら
れている。
2. Description of the Related Art For example, an electropneumatic converter used for an electropneumatic positioner generates torque according to an input current as an electric signal and drives a nozzle flapper mechanism to convert the input current into a pneumatic signal. It is output as an air pressure output, and conventionally, various configurations are known.

【0003】このような電空変換器として、たとえば図
2の(a),(b)に示すような可動鉄片型トルクモー
タを用いたものが知られている。なお、同図(a)は全
体を符号1で示す電空変換器の概略構成図、同図(b)
は(a)における左側面図である。
As such an electropneumatic converter, one using a movable iron piece type torque motor as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is known. It is to be noted that FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an electropneumatic converter indicated by reference numeral 1 as a whole, and FIG.
[Fig. 4] is a left side view of (a).

【0004】これらの図において、この可動鉄片型トル
クモータを用いた電空変換器1は、略コ字状を呈しその
両脚が向き合うように相対向して配置される一対をなす
ヨーク2,3と、これらのヨーク2,3の各脚2a,3
a;2b,3b間で端面側から見て一側寄りの部分に、
後述する可動鉄片4の貫通する空間を残して他側寄りの
部分に挾持されて配置されるマグネット5,6と、前記
ヨーク2,3の中央の空間に前記可動鉄片4の周囲を取
り囲むように配設されたコイル7とからなるトルクモー
タ部8を備えている。
In these drawings, an electropneumatic converter 1 using this movable iron piece type torque motor has a pair of yokes 2, 3 which are substantially U-shaped and are arranged so that both legs thereof face each other. And each leg 2a, 3 of these yokes 2, 3
a; In the portion closer to one side as seen from the end face side between 2b and 3b,
The magnets 5 and 6 are sandwiched between the movable iron pieces 4 and the magnets 5 and 6 which are sandwiched between the movable iron pieces 4 and the yokes 2 and 3 so as to surround the movable iron pieces 4. A torque motor unit 8 including a coil 7 arranged is provided.

【0005】4は前述した可動鉄片で、図2の(a)に
おいて右端部が、同図の(c)に示したような略L字状
に折曲げ形成された支点ばね9により揺動自在に支持さ
れ、かつ前記ヨーク2,3の両脚間で一側寄りの空間部
と前記コイル7の中央部を貫通して配置されるととも
に、左端部は、ヨーク2,3の左側端部から外部に貫通
して突出している。なお、図中10は可動鉄片4の左端
部(可動端)4aの可動範囲を規制するストッパであ
る。また、前記支点ばね9の一方の片は、ヨーク3の側
壁部分にねじ止め固定され、これによりヨーク2,3間
から外部に露出した可動鉄片4のビーム11との連設側
端部が揺動自在に支持されることになる。
Reference numeral 4 denotes the above-mentioned movable iron piece, which is freely swingable by a fulcrum spring 9 whose right end portion in FIG. 2 (a) is bent into a substantially L shape as shown in FIG. 2 (c). Is disposed between the legs of the yokes 2 and 3 so as to pass through the space portion closer to one side and the central portion of the coil 7, and the left end portion is outside the left end portion of the yokes 2 and 3. Protruding through. In addition, reference numeral 10 in the drawing denotes a stopper that restricts the movable range of the left end portion (movable end) 4a of the movable iron piece 4. Further, one piece of the fulcrum spring 9 is screwed and fixed to the side wall portion of the yoke 3, so that the end of the movable iron piece 4 exposed from the space between the yokes 2 and 3 to the beam 11 is rocked. It will be movably supported.

【0006】11は前記可動鉄片4の支点ばね9側の端
部にねじ止めされて連設されているビームで、このビー
ム11も前記支点ばね9の他方の片にねじ止めされ、こ
の支点ばね9による支点で揺動可能に構成されている。
なお、12はこのビーム11の右端部(自由端)に付設
されたバランサである。13はこのビーム11の途中に
設けられたフラッパ、14はこれに対向して固定部に設
けられたノズルで、これにより周知のノズルフラッパ機
構が構成されている。
Reference numeral 11 denotes a beam which is screwed to the end of the movable iron piece 4 on the side of the fulcrum spring 9 and is continuously provided. The beam 11 is also screwed to the other piece of the fulcrum spring 9, and this fulcrum spring is provided. The fulcrum of 9 is swingable.
Reference numeral 12 is a balancer attached to the right end (free end) of the beam 11. Reference numeral 13 is a flapper provided in the middle of the beam 11, and 14 is a nozzle provided in the fixed portion so as to face the beamer, which constitutes a well-known nozzle flapper mechanism.

【0007】すなわち、供給空気圧Psup が固定絞りR
を介してノズル14の供給されると、このノズル14に
対向するフラッパ13との間隙に応じてノズル背圧Pn
が増減され、これを図示しないパイロットリレー等で増
幅することにより、空気圧出力Pout として出力される
ようになっている。ここで、図中15はゼロ点調整を行
なうためのゼロ調整用ばね、16はこれに対向して設け
られたバイアス調整用ばねである。さらに、上述したヨ
ーク2,3は、一般的な磁性材料であるパーマロイ等で
形成されている。また、マグネット5,6は、適宜の強
磁性体材料によって形成されている。
That is, the supply air pressure Psup is the fixed throttle R
When the nozzle 14 is supplied through the nozzle 14, the nozzle back pressure Pn is generated according to the gap between the nozzle 14 and the flapper 13 facing the nozzle 14.
Is increased / decreased and amplified by a pilot relay or the like (not shown) to be output as an air pressure output Pout. Here, in the figure, reference numeral 15 is a zero adjustment spring for performing zero adjustment, and reference numeral 16 is a bias adjustment spring provided opposite thereto. Further, the yokes 2 and 3 described above are formed of permalloy or the like which is a general magnetic material. The magnets 5 and 6 are made of an appropriate ferromagnetic material.

【0008】このような構成において、可動鉄片4は、
ヨーク2,3間でコイル7内を貫通して配置され、その
一端側の支点ばね9により支持されている部分を支点し
て揺動可能に支持されている。そして、このような可動
鉄片4は、図3から明らかなように、マグネット5,6
からの磁束が、ヨークの各脚2a,3a;2b,3b間
で可動鉄片4を横切るように通ることにより、磁気吸引
力Fが可動鉄片4をヨーク脚2a,3a;2b,3bに
それぞれバランスして磁気吸引するような磁気吸引力F
1,F2;F2,F1が生じ、これによりこれらの吸引
力F1,F2によって可動鉄片4がバランスして中立位
置で保持されることになる。
In such a structure, the movable iron piece 4 is
It is arranged so as to pass through the inside of the coil 7 between the yokes 2 and 3, and is swingably supported about a portion supported by a fulcrum spring 9 on one end side thereof. And, as is apparent from FIG. 3, the movable iron piece 4 as described above has magnets 5, 6
The magnetic flux from flows through the movable iron piece 4 between the legs 2a, 3a; 2b, 3b of the yoke, and the magnetic attraction force F balances the movable iron piece 4 with the yoke legs 2a, 3a; 2b, 3b. Magnetic attraction force F
1, F2; F2, F1 are generated, whereby the movable iron pieces 4 are balanced and held at the neutral position by the attraction forces F1, F2.

【0009】ここで、図3においてヨーク2,3の各脚
2a,3a;2b,3bと可動鉄片4との間隙がLgで
あると、この可動鉄片4の各脚2a,3a;2b,3b
に向かう磁気吸引力は、図中F1、F2で示すようにな
り、理想的にはこれらF1,F2は等しくなってバラン
スする。なお、Φgは間隙Lg間の磁束の大きさで、吸
引力Fはこれに比例して増減する。
Here, in FIG. 3, when the gap between the legs 2a, 3a; 2b, 3b of the yokes 2, 3 and the movable iron piece 4 is Lg, the legs 2a, 3a; 2b, 3b of the movable iron piece 4 are shown.
The magnetic attraction force directed to is as shown by F1 and F2 in the figure, and ideally these F1 and F2 are equal and balanced. Note that Φg is the magnitude of the magnetic flux between the gaps Lg, and the attractive force F increases or decreases in proportion to this.

【0010】一方、このような可動鉄片4の周囲を取り
囲むコイル7に駆動電流Icが供給されると、たとえば
図3に示されるように中立位置にある可動鉄片4には、
空隙磁束Φcの磁束が生じている部分で、電流の流れ
が、図示の方向であると、図中下側への吸引力が、コ字
状ヨーク2,3の各脚2a,3a;2b,3bのそれぞ
れで生じ、結果として図中下方に揺動変位することにな
る。電流が逆向きに流れると、上方に揺動変位すること
は言うまでもない。
On the other hand, when the drive current Ic is supplied to the coil 7 surrounding the movable iron piece 4 as described above, the movable iron piece 4 in the neutral position is, for example, as shown in FIG.
When the current flow is in the direction shown in the drawing in the portion where the magnetic flux of the air gap magnetic flux Φc is generated, the attraction force to the lower side in the drawing is such that the legs 2a, 3a; 3b, and as a result, swing displacement is performed downward in the figure. It goes without saying that when the current flows in the opposite direction, the current is oscillated and displaced upward.

【0011】すなわち、上述した図3から明らかなよう
な原理によって動作する可動鉄片型のトルクモータ部8
において、マグネット5,6により発生する可動鉄片4
を横切る空隙磁束は、可動鉄片4を取り囲むコイル7の
駆動電流により変化する。この空隙磁束の増減によっ
て、可動鉄片4の吸引力が変化し、トルクを発生して、
可動鉄片4が所要の状態に揺動変位する。このような変
位が生じると、可動鉄片4に一体的に連設されたビーム
11が揺動し、そのフラッパ13がノズル14に対して
進退し、ノズルフラッパ間隙が変化し、ノズル背圧Pn
を増減し、出力圧Pout を所要の圧力に変換するように
なっている。
That is, the movable iron piece type torque motor section 8 which operates according to the principle apparent from FIG. 3 described above.
In, the movable iron piece 4 generated by the magnets 5 and 6
The air gap magnetic flux that traverses the magnetic field changes with the drive current of the coil 7 surrounding the movable iron piece 4. Due to the increase or decrease in the air gap magnetic flux, the attractive force of the movable iron piece 4 changes, and torque is generated,
The movable iron piece 4 is swingably displaced to a required state. When such displacement occurs, the beam 11 integrally connected to the movable iron piece 4 swings, its flapper 13 advances and retreats with respect to the nozzle 14, the nozzle flapper gap changes, and the nozzle back pressure Pn.
Is increased or decreased to convert the output pressure Pout into a required pressure.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電空変換器1において、可動鉄片型のトルクモータ部8
では、支点ばね9により片持ち支持されている可動鉄片
4のマグネット5,6による磁気吸引力作用位置が、支
点からの距離が(La+Lb)である位置とLbである
位置であり、揺動変位した場合にそれぞれの位置での空
隙磁束Φgが異なってしまうという問題を生じている。
これは、揺動変位により、各位置での可動鉄片4とヨー
ク2,3における左、右の脚2a,3a;2b,3bで
の間隔Lgが異なり、これによりそれぞれの部分で生じ
る磁気吸引力が異なってしまうことから明らかである。
In the conventional electro-pneumatic converter 1 as described above, the movable iron piece type torque motor section 8 is used.
Then, the magnetic attraction force acting positions of the magnets 5 and 6 of the movable iron piece 4 which is cantilevered by the fulcrum spring 9 are the position where the distance from the fulcrum is (La + Lb) and the position where it is Lb. In that case, there arises a problem that the air gap magnetic flux Φg at each position is different.
This is because the gap Lg between the left and right legs 2a, 3a; 2b, 3b of the movable iron piece 4 and the yokes 2, 3 at each position is different due to the swing displacement, and the magnetic attraction force generated at each portion by this difference. It is clear from the difference.

【0013】このような問題を生じると、コイル7に駆
動電流Icを流し、可動鉄片4を、各ヨーク2,3での
左、右脚2a,3a;2b,3b間で揺動変位させる吸
引力F1,F2を生じさせても、ヨーク2,3での左、
右のマグネット5,6によって可動鉄片4に生じる吸引
力に差が生じる。これにより、トルクモータ部8での発
生するトルクにばらつきを生じ、一定値とすることがで
きず、所望の変位出力が、結果としてノズルフラッパ間
隙を適切に調整し、所望の出力圧Pout を得られるとは
言えないものであった。
When such a problem occurs, a driving current Ic is passed through the coil 7, and the movable iron piece 4 is oscillated and displaced between the left and right legs 2a, 3a; 2b, 3b of the yokes 2, 3. Even if the forces F1 and F2 are generated, the left of the yokes 2 and 3,
A difference occurs in the attraction force generated on the movable iron piece 4 by the right magnets 5 and 6. As a result, the torque generated in the torque motor unit 8 varies and cannot be set to a constant value. As a result, the desired displacement output properly adjusts the nozzle flapper gap to obtain the desired output pressure Pout. It could not be said.

【0014】このような従来の電空変換器1では、上述
したトルクモータ部8によるコイル7への駆動電流Ic
に応じた空気圧出力を所望の状態で得るために、このト
ルクモータ部8での出力を決める複雑なメカ機構部品、
たとえば支点ばね9やコイルばねによるゼロ調整用、バ
イアス調整用ばね15,16等として、ばね力等が異な
る複数種類のものを準備し、しかもその加工精度等を上
げておき、これらを適宜選択して組合わせるという面倒
でしかもコスト高となる調整を行なう必要があった。
In such a conventional electropneumatic converter 1, the drive current Ic to the coil 7 by the above-mentioned torque motor unit 8 is used.
In order to obtain an air pressure output corresponding to the desired state, a complicated mechanical mechanism component that determines the output of the torque motor unit 8,
For example, as the zero adjustment and bias adjustment springs 15 and 16 using the fulcrum spring 9 and the coil spring, a plurality of types having different spring forces and the like are prepared, and further, their processing accuracy is increased, and these are appropriately selected. It was necessary to make adjustments that would be bothersome and costly to combine.

【0015】さらに、前述した従来の可動鉄片型トルク
モータ部8を用いた電空変換器1では、一対のコ字状ヨ
ーク2,3の各脚2a,3a;2b,3b間に挾持され
るマグネット5,6の強さに、ばらつきが大きいという
問題もあった。すなわち、このような強さの異なるマグ
ネット5,6を用いた場合、可動鉄片4のマグネット
5,6に対応する位置での発生トルクを同一とするに
は、上述した場合と同じく、メカ的な機構部品であるば
ね部品、つまり支点ばね9やコイルばねによるゼロ調整
用、バイアス調整用ばね15,16等を複数種類準備
し、そのばね加工精度を上げて、これらを個別に組合わ
せることが必要があり、面倒な調整作業と加工コストの
上昇等といった不具合を生じるものであった。
Further, in the electropneumatic converter 1 using the conventional movable iron piece type torque motor section 8 described above, it is held between the legs 2a, 3a; 2b, 3b of the pair of U-shaped yokes 2, 3. There is also a problem that the strengths of the magnets 5 and 6 vary widely. That is, when using the magnets 5 and 6 having different strengths, in order to make the generated torques at the positions corresponding to the magnets 5 and 6 of the movable iron piece 4 the same, the mechanical torque is the same as in the case described above. It is necessary to prepare a plurality of types of spring parts, which are mechanical parts, that is, zero adjustment and bias adjustment springs 15 and 16 by the fulcrum spring 9 and the coil spring, increase the spring machining accuracy, and combine them individually. However, this causes troubles such as troublesome adjustment work and increase in processing cost.

【0016】また、上述したような電空変換器1での可
動鉄片型トルクモータ部8によれば、原理的に見て外部
磁界の影響を受け易いために、外部磁場の影響を少なく
するための磁気シールドが不可欠であり、このような問
題点にも配慮し、上述した従来の不具合を一掃できるよ
うな何らかの対策を講じることが望まれている。
Further, according to the movable iron piece type torque motor unit 8 in the electropneumatic converter 1 as described above, the influence of the external magnetic field is reduced in principle because it is easily influenced by the external magnetic field. The magnetic shield of 1. is indispensable, and it is desired to take some measures in consideration of such a problem so as to eliminate the above-mentioned conventional problems.

【0017】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、トルクモータ部の可動鉄片上での一対のマ
グネットに対応するそれぞれの位置で生じる磁気吸引力
(発生トルク)を、支点からの距離の長短やマグネット
強さのばらつきによっても、略同一としてバランスさせ
ることができ、ゼロ調整用ばねや支点ばね等を数種準備
して適宜選択して組合わせる等といった面倒でコスト高
となる従来の不具合を一掃し、しかもトルクモータ部へ
の外部磁場の影響を少なくする磁気シールド機能も発揮
できる可動鉄片型トルクモータを用いた電空変換器を得
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the magnetic attraction force (generated torque) generated at each position corresponding to the pair of magnets on the movable iron piece of the torque motor unit is generated from the fulcrum. Even if the distance is short or the magnet strength is varied, the balance can be made to be approximately the same, and several types of zero adjustment springs, fulcrum springs, etc. must be prepared and appropriately selected and combined, resulting in high cost. It is an object of the present invention to obtain an electropneumatic converter using a movable iron piece type torque motor that can eliminate conventional problems and can also exert a magnetic shield function that reduces the influence of an external magnetic field on the torque motor unit.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る電空変換器は、両脚が向き合うよう
に相対向して配設される一対のコ字状ヨークと、これら
ヨークの両脚間で一側寄りに挾持されかつ他側寄りに可
動鉄片の貫通する空間を残して配設されるマグネット
と、一対のヨークによる中央の空間に可動鉄片の周囲を
取り囲むように配設されるコイルと、ノズルに対向する
フラッパを有し前記可動鉄片の一端側に連設されるビー
ムと、このビームの自由端側に接続されたゼロ調整およ
びバイアス調整用の弾性部材と、可動鉄片のヨークから
外部に露呈した部分でビームとの連設部分を揺動自在に
支持する支点部材を備え、一対のコ字状ヨークにおける
可動鉄片側の側面部に当接して配置される非磁性体板
と、その外側に重ね合わせて配置される強磁性体板とを
設けたものである。
In order to meet such a demand, an electropneumatic converter according to the present invention comprises a pair of U-shaped yokes arranged so as to face each other so that both legs face each other, and these yokes. The magnet is sandwiched between the two legs on one side and is disposed on the other side leaving a space through which the movable iron piece penetrates, and a pair of yokes is arranged to surround the movable iron piece in the central space. A coil, a beam having a flapper facing the nozzle and connected to one end side of the movable iron piece, an elastic member for zero adjustment and bias adjustment connected to the free end side of the beam, and a beam of the movable iron piece. A non-magnetic plate provided with a fulcrum member that swingably supports a portion connected to the beam at a portion exposed to the outside from the yoke, and is arranged in contact with a side surface portion of the pair of U-shaped yokes on the movable iron piece side. And overlap it on the outside Allowed are disposed is provided with a ferromagnetic material plate.

【0019】[0019]

【作用】本発明によれば、支点部材により片持ち支持さ
れる可動鉄片において、支点からの距離が異なって配置
される一対のマグネットに対応する二位置での発生トル
クが、マグネットの強さのばらつき等でトルク差を生じ
ても、ヨークの可動鉄片が貫通する側に、非磁性体板を
介して磁気シールド機能をもつ強磁性体板を重ね合わせ
て配置し、かつその取付距離、取付け位置を任意に調整
することにより、発生トルクをバランスさせて略同一と
することができる。
According to the present invention, in a movable iron piece which is cantilevered by a fulcrum member, the torque generated at two positions corresponding to a pair of magnets arranged at different distances from the fulcrum is the strength of the magnet. Even if there is a torque difference due to variations, etc., a ferromagnetic plate having a magnetic shield function is placed on the side of the yoke through which the movable iron piece penetrates, and its mounting distance and mounting position. Can be adjusted arbitrarily to balance the generated torques and make them substantially the same.

【0020】[0020]

【実施例】図1の(a),(b),(c)は本発明に係
る電空変換器の一実施例を示すものであり、これらの図
において前述した図2の(a),(b)等と同一または
相当する部分には同一番号を付して詳細な説明は省略す
る。
1 (a), 1 (b), and 1 (c) show one embodiment of the electropneumatic converter according to the present invention. In these figures, FIG. The same or corresponding parts as in (b) and the like are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0021】本発明は、前述したような可動鉄片型トル
クモータ(トルクモータ部8)を用いた電空変換器1に
おいて、一対のコ字状ヨーク2,3における可動鉄片4
側の側面部(つまり反マグネット5,6側の側面部)に
当接して配置される非磁性体板20と、その外側に重ね
合わせて配置される強磁性体板21とを設けたところを
特徴としている。なお、図中22,22はこの強磁性体
板21を、非磁性体板20を介してヨーク2,3にねじ
止め固定するための止めねじである。
According to the present invention, in the electropneumatic converter 1 using the movable iron piece type torque motor (torque motor portion 8) as described above, the movable iron piece 4 in the pair of U-shaped yokes 2 and 3 is used.
The non-magnetic plate 20 arranged to be in contact with the side surface on the side (that is, the side surfaces on the side opposite to the magnets 5 and 6) and the ferromagnetic plate 21 arranged to overlap the outside thereof. It has a feature. In the figure, 22 and 22 are set screws for fixing the ferromagnetic plate 21 to the yokes 2 and 3 via the non-magnetic plate 20.

【0022】すなわち、本実施例では、支点ばね9によ
り片持ち支持される可動鉄片4での発生トルクに、支点
との距離やマグネット5,6の強さのばらつき等でトル
ク差を生じた際に、ばね類(9,15,16)を従来の
ように数種準備して選択したりすることなく、ヨーク
2,3の可動鉄片4が貫通する側に非磁性体板20を介
して重ね合わせて配置される強磁性体板21の取付け距
離(ヨーク2,3側からの距離つまり非磁性体板20の
厚みによる隙間a)を任意に調整することにより、磁気
的な結合、たとえば取付け位置の調整で変更すること
で、発生トルクを調整し、これらをバランスさせて略同
一とすることができる。
That is, in the present embodiment, when a torque difference is generated in the torque generated by the movable iron piece 4 which is cantilevered by the fulcrum spring 9, due to variations in the distance from the fulcrum, the strength of the magnets 5 and 6, and the like. In addition, the springs (9, 15, 16) are stacked on the side of the yokes 2, 3 through which the movable iron piece 4 penetrates without interposing a non-magnetic plate 20 without preparing and selecting several kinds of springs as in the conventional case. Magnetic coupling, for example, the mounting position, can be achieved by arbitrarily adjusting the mounting distance (the distance from the yokes 2 and 3 side, that is, the gap a depending on the thickness of the non-magnetic material plate 20) of the ferromagnetic material plates 21 arranged together. It is possible to adjust the generated torques and balance them so that they are substantially the same.

【0023】また、本実施例では、強磁性体板21とし
て、略L字状を呈するように折曲げ形成された折曲げ部
21aを備えるようにし、この折曲げ部21aによって
前記トルクモータ部8を構成するヨーク2の上方を所定
間隔をおいて覆うようにしている。これにより、本実施
例での強磁性体板21は、トルクモータ部8でのヨーク
2,3、マグネット5,6による可動鉄片4にトルクを
発生させる磁気回路を機械的に補強する機能と、このト
ルクモータ部8での外部磁場からの影響を少なくし、磁
気シールドとしての機能とを合わせて発揮させることが
可能となる。さらに、上述した構成では、ヨーク2,3
の一側に付設されることで、磁気回路を構成する部材の
機械的な補強を行なえ、その利点は明白である。
Further, in this embodiment, the ferromagnetic plate 21 is provided with a bent portion 21a which is bent to have a substantially L shape, and the torque motor portion 8 is formed by the bent portion 21a. The yoke 2 constituting the above is covered with a predetermined interval. As a result, the ferromagnetic plate 21 in this embodiment has a function of mechanically reinforcing the magnetic circuit for generating torque in the movable iron piece 4 by the yokes 2 and 3 and the magnets 5 and 6 in the torque motor unit 8. It is possible to reduce the influence of the external magnetic field in the torque motor unit 8 and to exert the function as a magnetic shield together. Further, in the above-mentioned configuration, the yokes 2, 3
By being attached to one side, the members constituting the magnetic circuit can be mechanically reinforced, and the advantage thereof is obvious.

【0024】なお、本実施例では、非磁性体板20とし
て、厚みの異なる複数枚(本実施例では二枚)の板材を
用いており、ヨーク2,3の側面部との強磁性体板21
の隙間aを、適宜選択して設定できる点で効果的であ
る。特に、厚みの薄い非磁性体板20を複数枚準備し、
これを重ねて使用することにより、種々の厚さに対応す
ることがきわめて簡単に行なえる。しかし、本発明はこ
れに限らず、複数種類の厚みをもつスペーサによる非磁
性体板20を適宜の枚数準備し、これらを交換または適
宜重ね合わせて使用するように構成してもよい。要は、
強磁性体板21のヨーク2,3による磁気回路からの隙
間aを、任意に設定できる構成をもつ非磁性体板20で
あればよい。
In this embodiment, a plurality of (two in this embodiment) plate members having different thicknesses are used as the non-magnetic plate 20, and the ferromagnetic plates with the side surfaces of the yokes 2 and 3 are used. 21
It is effective in that the gap a can be appropriately selected and set. In particular, prepare a plurality of thin nonmagnetic plate 20,
By using these layers in layers, it is possible to cope with various thicknesses very easily. However, the present invention is not limited to this, and an appropriate number of non-magnetic material plates 20 having spacers having a plurality of types of thickness may be prepared, and these non-magnetic material plates 20 may be exchanged or appropriately stacked and used. In short,
It is sufficient that the nonmagnetic plate 20 has a configuration in which the gap a from the magnetic circuit formed by the yokes 2 and 3 of the ferromagnetic plate 21 can be arbitrarily set.

【0025】ここで、上述した構成による作用効果を詳
述すると、トルクモータ部8での可動鉄片4を横切る空
隙磁束は、マグネット5,6と磁気回路の磁気抵抗、さ
らにスペーサによる非磁性体板20を挾んで磁気回路を
短絡するように設置された補強部材である強磁性体板2
1との磁気抵抗で決まる。また、可動鉄片4に発生する
トルクは、コイル7の駆動電流を一定値であるとすれ
ば、この可動鉄片4を横切る空隙磁束の大きさによる。
さらに、この可動鉄片4を横切る空隙磁束は、前記スペ
ーサによる非磁性体板20の厚みつまり前記隙間aを変
更することにより、変更することができるものである。
したがって、上述した可動鉄片4で発生するトルクが大
きすぎる場合、前記非磁性体板20による隙間aを小さ
くすることにより、空隙の磁束を減少させる可能で、こ
れにより発生トルクを減少させることができることにな
る。
Here, the operation and effect of the above-described structure will be described in detail. The air gap magnetic flux that crosses the movable iron piece 4 in the torque motor unit 8 is the magnetic resistance of the magnets 5 and 6 and the magnetic circuit, and the non-magnetic plate by the spacer. Ferromagnetic material plate 2 which is a reinforcing member installed so as to sandwich 20 to short-circuit the magnetic circuit.
It is determined by the magnetic resistance with 1. Further, the torque generated in the movable iron piece 4 depends on the magnitude of the air gap magnetic flux that crosses the movable iron piece 4, provided that the drive current of the coil 7 has a constant value.
Further, the air gap magnetic flux that crosses the movable iron piece 4 can be changed by changing the thickness of the nonmagnetic plate 20 by the spacer, that is, the gap a.
Therefore, when the torque generated by the movable iron piece 4 described above is too large, the magnetic flux in the air gap can be reduced by reducing the gap a formed by the non-magnetic plate 20, and thus the generated torque can be reduced. become.

【0026】特に、上述した隙間aの変更は、前述した
通り、非磁性体板20を構成するスペーサによる厚み変
更によって、きわめて簡単に行なえる。さらに、従来の
ように、支点ばね9やゼロ調整用、バイアス調整用ばね
15,16等を多種類準備して交換、調整する場合に比
べ、きわめて容易な作業であり、従来に比べて効果を発
揮させることができる。
In particular, the above-mentioned change of the gap a can be made extremely easily by changing the thickness of the spacers forming the nonmagnetic plate 20, as described above. Further, as compared with the conventional case, a fulcrum spring 9, zero adjustment springs, and bias adjustment springs 15 and 16 are prepared and exchanged and adjusted in a large number of types, which is an extremely easy work, and is more effective than the conventional one. Can be demonstrated.

【0027】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、電空変換器1各部の構造、形状等を適宜変更、
変形可能で、種々の変形例が考えられる。たとえば上述
した実施例では、ビーム11の自由端側に接続されるゼ
ロ調整およびバイアス調整用の弾性部材として、コイル
ばねによるゼロ調整、バイアス調整用ばね15,16を
用い、また可動鉄片4のヨーク2,3から外部に露呈し
た部分でビーム11との連設部分を揺動自在に支持する
支点部材として、板材を折曲げ形成した支点ばね9を用
いているが、本発明はこれらに限定されず、弾性部材や
支点部材として、従来から周知の弾性体、支点となり得
る支持部材を、適宜用いてもよいことは勿論である。
The present invention is not limited to the structure of the embodiment described above, but the structure, shape, etc. of each part of the electropneumatic converter 1 can be changed as appropriate.
It can be modified and various modifications are conceivable. For example, in the above-mentioned embodiment, the zero adjustment by the coil spring and the bias adjustment springs 15 and 16 are used as the elastic members for zero adjustment and bias adjustment connected to the free end side of the beam 11, and the yoke of the movable iron piece 4 is used. A fulcrum spring 9 formed by bending a plate material is used as a fulcrum member that swingably supports a portion connected to the beam 11 at a portion exposed to the outside from 2, 3 but the present invention is not limited thereto. Of course, as the elastic member and the fulcrum member, it is of course possible to appropriately use a conventionally known elastic body and a supporting member that can serve as a fulcrum.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電空変
換器によれば、可動鉄片型のトルクモータにおいて、両
脚が向き合うように相対向する一対のコ字状ヨークと、
これらヨーク脚間で一側寄りに挾持され可動鉄片の貫通
する空間を他側寄りに残して配設されるマグネットと、
ヨークによる中央空間に可動鉄片を取囲んで配設される
コイルと、ノズルに対向するフラッパを有し前記可動鉄
片の一端側に連設されるビームと、このビーム自由端側
に接続されたゼロ調整、バイアス調整用の弾性部材と、
可動鉄片のヨークから外部に露呈した部分でビームとの
連設部分を揺動自在に支持する支点部材を備え、一対の
コ字状ヨークにおける可動鉄片側の側面部に当接して配
置される非磁性体板と、その外側に重ね合わせて配置さ
れる強磁性体板とを設けるようにしたので、簡単な構成
であるにもかかわらず、以下に列挙する種々優れた効果
がある。
As described above, according to the electropneumatic converter according to the present invention, in the movable iron piece type torque motor, a pair of U-shaped yokes facing each other so that both legs face each other,
A magnet that is sandwiched between the yoke legs toward one side and is disposed with a space through which the movable iron piece penetrates left on the other side,
A coil disposed around the movable iron piece in the central space of the yoke, a beam having a flapper facing the nozzle and connected to one end side of the movable iron piece, and a zero connected to the beam free end side. Elastic member for adjustment and bias adjustment,
The movable iron piece is provided with a fulcrum member that swingably supports a portion connected to the beam at a portion exposed to the outside of the yoke, and is arranged in contact with side surfaces of the pair of U-shaped yokes on the movable iron piece side. Since the magnetic material plate and the ferromagnetic material plate arranged so as to be superposed on the outer side of the magnetic material plate are provided, there are various excellent effects listed below in spite of the simple structure.

【0029】すなわち、本発明によれば、支点部材によ
り片持ち支持される可動鉄片での発生トルクに、支点と
の距離やマグネットの強さのばらつき等でトルク差を生
じたとしても、ばね類を従来のように数種準備して選択
したりすることなく、ヨークの可動鉄片が貫通する側
に、非磁性体板を介して磁気シールド機能をもつ強磁性
体板を重ね合わせて配置し、かつその取付距離を任意に
調整し、磁気的な結合(具体的には取付け位置の調整)
で変更することによって、発生トルクをバランスさせて
略同一とすることができる。
That is, according to the present invention, even if a torque difference occurs in the torque generated by the movable iron piece cantilevered by the fulcrum member due to variations in the distance from the fulcrum, the strength of the magnet, etc. Without preparing and selecting several types as in the past, on the side where the movable iron piece of the yoke penetrates, a ferromagnetic material plate having a magnetic shield function is overlaid and arranged via a non-magnetic material plate, And the mounting distance can be adjusted arbitrarily, and magnetically coupled (specifically, the mounting position can be adjusted).
The generated torque can be balanced and made substantially the same by changing the above.

【0030】また、本発明によれば、トルクモータ部で
の一対のマグネットによって可動鉄片の支点から異なる
二位置に生じる磁気吸引力(発生トルク)を、支点から
の距離の長短やマグネット強さのばらつきによっても、
略同一としてバランスさせることができ、ゼロ調整用ば
ね、バイアス調整用ばね、支点ばね等を数種準備して適
宜選択して組合わせる等といった面倒でコスト高となる
従来の不具合を一掃し、しかもトルクモータ部への外部
磁場の影響を少なくする磁気シールド機能も発揮するこ
とができる。
Further, according to the present invention, the magnetic attraction force (generated torque) generated at two different positions from the fulcrum of the movable iron piece by the pair of magnets in the torque motor unit is used to reduce the distance from the fulcrum and the magnet strength. Due to variations
It can be balanced as almost the same, eliminating the troublesome and costly conventional problems such as preparing several kinds of zero adjustment springs, bias adjustment springs, fulcrum springs, etc. and selecting and combining them appropriately, and A magnetic shield function that reduces the influence of an external magnetic field on the torque motor unit can also be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る電空変換器の一実施例を示し、
(a)は全体の概略構成を示す概略側面図、(b)はそ
の左側側面図、(c)は(a)のC−C線断面図であ
る。
FIG. 1 shows an embodiment of an electropneumatic converter according to the present invention,
(A) is a schematic side view showing the overall schematic configuration, (b) is a left side view thereof, and (c) is a sectional view taken along the line CC of (a).

【図2】 従来の電空変換器の一例を示し、(a)は全
体の概略構成を示す概略側面図、(b)はその左側側面
図、(c)は可動鉄片を揺動自在に支持する支点部材と
しての支点ばねの概略斜視図である。
FIG. 2 shows an example of a conventional electro-pneumatic converter, (a) is a schematic side view showing the overall schematic configuration, (b) is a left side view thereof, and (c) is a movable iron piece that is swingably supported. FIG. 3 is a schematic perspective view of a fulcrum spring as a fulcrum member for

【図3】 電空変換器において可動鉄片型トルクモータ
の動作原理を示す動作説明図である。
FIG. 3 is an operation explanatory view showing an operation principle of a movable iron piece type torque motor in the electropneumatic converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電空変換器、2,3…ヨーク、2a,2b;3a,
3b…脚、4…可動鉄片、5,6…マグネット、7…コ
イル、8…トルクモータ部、9…支点ばね(支点部
材)、10…ストッパ11…ビーム、12…バランサ、
13…フラッパ、14…ノズル、15…ゼロ調整用ば
ね、16…バイアス調整用ばね、20…非磁性体板、2
1…強磁性体板、22…止めねじ。
1 ... Electro-pneumatic converter, 2, 3 ... Yoke, 2a, 2b; 3a,
3b ... legs, 4 ... movable iron pieces, 5, 6 ... magnet, 7 ... coil, 8 ... torque motor part, 9 ... fulcrum spring (fulcrum member), 10 ... stopper 11 ... beam, 12 ... balancer,
13 ... Flapper, 14 ... Nozzle, 15 ... Zero adjusting spring, 16 ... Bias adjusting spring, 20 ... Non-magnetic plate, 2
1 ... Ferromagnetic material plate, 22 ... Set screw.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両脚が向き合うように相対向して配設さ
れた一対のコ字状ヨークと、これらヨークの両脚間で一
側寄り部分に挾持されかつ他側寄り部分に可動鉄片の貫
通する空間を残して配設されたマグネットと、前記一対
のヨークの中央の空間に前記可動鉄片の周囲を取り囲む
ように配設されたコイルと、前記可動鉄片の一端側に連
設されかつノズルに対向するフラッパを有するビーム
と、このビームの自由端側に接続されたゼロ調整および
バイアス調整用の弾性部材と、前記可動鉄片のヨークか
ら外部に露呈した部分で前記ビームとの連設部分を揺動
自在に支持する支点部材とを備え、前記一対のコ字状ヨ
ークにおける可動鉄片側の側面部に当接して配置される
非磁性体板と、この非磁性体板の外側に重ね合わせて配
置される強磁性体板とを設けたことを特徴とする電空変
換器。
1. A pair of U-shaped yokes disposed so as to face each other so that both legs face each other, and a pair of U-shaped yokes sandwiched between the legs of the yokes, and the movable iron piece penetrates the portion closer to one side. A magnet arranged leaving a space, a coil arranged in the central space of the pair of yokes so as to surround the periphery of the movable iron piece, and a coil continuously provided on one end side of the movable iron piece and facing the nozzle. A beam having a flapper, an elastic member connected to the free end side of the beam for zero adjustment and bias adjustment, and a portion of the movable iron piece that is exposed to the outside from the yoke swings a connecting portion with the beam. A non-magnetic plate provided with a fulcrum member that is freely supported and arranged in contact with a side surface of the pair of U-shaped yokes on the side of the movable iron piece, and a non-magnetic plate superposed on the outside of the non-magnetic plate. With a ferromagnetic plate An electro-pneumatic converter characterized by being provided with.
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