JPH02276452A

JPH02276452A - 電気的一機械的変換器

Info

Publication number: JPH02276452A
Application number: JP1334592A
Authority: JP
Inventors: Robert C Prescott; ラバト、クロード、プレスカット; Robert J Robinson; ラバト、ジェイ、ラビンスン
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1990-11-13
Also published as: DE68926534T2; JPH11128U; CA2005111A1; EP0375093B1; ES2086316T3; DE68926534D1; EP0375093A3; BR8906668A; AU626957B2; EP0375093A2; AU4673989A; US4926896A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】変換器は、ある形態にあるエネルギを他の形態のエネル
ギに変換するための各種の応用例において用いられてい
る。変換をしばしば必要とするエネルギの形態とは、電
気、機械、圧力、光、熱、音などである。エネルギを２
種類以上の形態間で変換させることは機械では殆んど不
可能なので、大部分の機械あるいは装置間に変換器が設
置されれば非常に好都合である。

変換器の改良と製造は、かなり競争のはげしい分野にな
って来た。より信頼性があり、正確で、安価、且つ製作
が容易で、より小型の変換器を提供する努力が不断にな
されている。圧力変換器の場合は、極めて高度の精度と
信頼性が必要であるが、このためコストが高くなる。米
国特許隆３゜４４１．０５３と％４，４９２，２４６お
よび陽４，５２７，５８３は改良された変換器を示して
いるが、これらの変換器は一般的に、電気的人力エネル
ギを、中間の機械的媒体を介して、出力ガス圧をコント
ロールするのに用いられる。上記１番目の米国特許に開
示される変換器は、機械的構造が複雑であり、２番目と
３番目の米国特許の変換器もかなり複雑であり、多数の
電気的コンポーネントを必要とする。通常は典型的なが
ら、変換器の信頼性あるいは精度を向上させると、変換
器の機構の複雑さがます。

多くの変換器、とくに、電気、圧力タイプの変換器の、
炭化水素精製業などで用いられるものは、防爆型でなく
てはならない。高度な複雑性と高価なエンクロジヤなど
用いるなどの注意を払えば、機械的強度も十分で、内部
で爆発があっても危険のない構造をもつ変換器が得られ
る。かような変換器なら、内部爆発があっても、火災が
外部環境に広がることはない。特別な注意がこの場合、
電気回路エレメントに払う必要がある。この種エレメン
トとは、電気的エネルギを貯えられる、インダクタやコ
ンデンサなどであり、これらはスパークを発生させる危
険を内蔵している。ムービングコイル巻線をもつタイプ
の変換器はケースに入れて防爆型とすることは出来るが
、これは非常にむずかしいことである。マグネットは一
般的に、コイルより重く且つ大型となるので、コイルを
マグネットに対して可動となるようにとりつけると好都
合である。かような永久磁石を用いるタイプの変換器の
場合、電気入力がムービングコイルに加えられ、次いで
コイルは、固着された永久磁石の作用によって動く、ム
ービングコイルは、これに加えられる電流の大きさによ
って動かなくてはならないので、このコイルをケースに
入れて変換器全体の構造を防爆型とすることは極めて困
難である。

以上の記述から明らかなように、作動が信頼出来、コス
トが低く、製造が精度よく且つ容易になされる電気・機
械型変換器に対する必要性が高まっている。これと関連
して、軽食の永久磁石とコイル巻線とより成るタイプの
防爆型変換器も望まれている。この場合、コイルの巻線
は、枠構造物に取りつけられており、かくして防爆型変
換器が手易く入手出来る。軽量で、且つ高程度の永久磁
化機能を保持する可動磁石を備えた電流・圧力変換器に
対する需要も高まっているが、この場合は永久磁石が可
動であるが故に、小型マグネットでよく、かくして変換
器そのものが小型化され、構造も単純となる。可動パー
ツが少ないので機構が簡単であり、応動時間が短かく、
それでいて動作が正確且つ信頼できる変換器も求められ
ている。

本発明によれば、今までの公知の変換器の有する欠点や
不利益を殆んど解消するように改良された変換器が提供
される。本発明によれば、極めて高度の磁化特性をもつ
材料で作られた永久磁石が、コイル巻線と相対的に動く
ようにとりつけられる。

そして、このコイル巻線は、変換器の枠構造にとりつけ
られるので、変換器を防爆型とするエンクロジヤと共に
、容易にケースに収容することが出来る。コイル巻線を
駆動させる電流の大きさを変動させると、これに応じて
永久磁石は動く、スプリング腕あるいはそれ以外の引張
具が永久磁石にとりつけられるので、この永久磁石が動
くと、変換器は相当する機械的な出力を出す。この機械
的出力は、ノズルと関連的に用いられるので、圧力はコ
ントロールされ、かくして電力・圧力変換器とし七機能
する。

本発明の好適具体例によると、永久磁石はネオジム・鉄
・ボロンの組成物から製作されるので、３０．０００，
０００　　ガウス・エルステッド程度のマグネットエネ
ルギが発生される。加えて、この永久磁石は、磁石の軸
線に対して横断方向に交さ界磁極性化される。この磁石
は、コイル巻線の磁気作用の範囲内において、磁石の水
平枢動軸線がコイル巻線の中心である垂直軸線に対して
横断方向になるようとりつけられると、コイル巻線の電
気付勢に応じて枢動する。

永久磁石は望ましくは、コイル巻線内につり下げられる
ようにヨーク構造に固定される。ヨーク構造のアームは
、柔軟なオビによってコイル巻線の外側に枢着されてい
るので、永久磁石は上述のように極めて正確に枢動運動
を行う。

本発明による変換器は、コイル巻線のボビンが導電性で
はあるが、非磁性の材料で作られるので、振動に対する
耐久性は高い。かくして、永久磁石が振動によってコイ
ル巻線に対して移動しても、起磁力の発生は可能であり
、永久磁石とコイル巻線ボビンとの間の反起磁力の発生
も行なわれるので、振動の効果は相殺される。コイル巻
線の導体は、ボビンのまわりに巻きつけられるが、その
組立体は、ケース内に挿入されて、シールされ、かくし
て防爆型機構の変換器が得られる。この変換器のケース
に溝を設けて、これをコンジットとして利用し、これに
コイル巻線の導体を安全に通すことができる。

本発明の他の具体例によれば、可動の高キネルギ永久磁
石を細長いアクスルロッドにとりつけられ、このロッド
は、ひとつの軸線と長手方向の心合しておυ、この軸線
を中心としてコイル巻線が巻かれる。この具体例におい
て、永久磁石はその軸心と同心の方向において磁化され
る。この磁石のロッドは、変換器のケースにとりつけら
れるが、この際磁石は、直線状に且つコイル巻線の軸心
と間延状態をなすようノズルに対して移動しうる。

永久磁石の移動量は、コイル巻線を通る電流の大きさに
相当する。振動防止用のカウンタウェイトは、永久磁石
に固定されているが、振動に応じて動こうとする磁石の
動きは、カウンタウェイトの運動によって相殺される。

変換器によってコントロールされるガス圧は、かくして
、振動によって左右されることはない。

第１図は、本発明の原理と概念を示すために変換器の構
造を図示する。変換器の主要なコンポーネントは、変換
器の他のコンポーネントがその上にとりつけられる枠構
造をなすケース１０である。

好ましくは、このケース１０は、軟鋼で出来ているので
、磁界の戻り径路を構成する。またこのケース１０は、
リール型コイル巻線１４をその内側に保持するための円
筒穴１２をもつように構成されている。

コイル巻線１４を形成する電気導体の端部は、ケース１
０内に形成された内側コンジット１８内を通る。

めねじ穴２０がコンジット１８と連通しているので、コ
イル巻線導体の端部１６が挿入できる。ケース１０にエ
ンクロジヤ２２を簡単且つ経済的にとりつけてコイル巻
線１４を収容すれば、コイル巻線に傷がついたり、その
他の損傷が与えられることはない。

このため、このケース内に着火具をとりつけて、防爆型
の変換器とすることが可能である。

極めて高い磁力をもつ永久磁石２４は、ケース１０に対
して、アーム（資）によりとりつけることができ、且つ
、軸線２６を画定するアーム３０の柔軟部のまわりで枢
動することができる。さらに、この永久磁石２４は、交
さ界磁極性化された永久磁石を形成するべくベクトル２
８の方向に磁化される。磁石がかような方向に磁化され
ると、コイル巻線１４に加えられた電流により、磁界が
できる。この磁界は永久磁石に作用して、これを回転あ
るいは枢動させようとする。好ましくは、磁石２４は、
コイル巻線に極めて接近してとりつけられるので、１０
度よりかなり小さい角度、場合によって１度以下の回転
角度でしか枢動しない。コイル巻線１４に加えられた電
流の極性によっては、永久磁石２４は、時計方向あるい
は反時計方向に回転しようとする。

変換器の機械的出力を担当するアーム加が、ケース１０
に対してとりつけられている。とくに、コイルボビンの
エンクロジヤｎにとりつけられる状態が図示される。こ
のアーム３０は、以下に述べる理由で柔軟性をもつ材料
で作られる。このアーム加は、磁石２４の動きに応じて
軸線２６のまわりで動きうるよう永久磁石２４に接着、
固着、その他の方法でとりつけられる。本発明の好適具
体例において、アーム加は、延長部３２を含んでいるが
、この延長部はノズル別と協働して、コイル巻線１４を
通る電流の変化に応じてガス圧を変化させる。ノズルあ
は通常の形態をしており、アーム延長部３２と協働して
、圧力ライン３６内のガス圧を変える。従来のように、
アーム延長部３２５）まりフラッパ３２はノズル３４内
のオリフィスに近づき、かくして出口部における圧力は
、狭あい部３１を経て供給源から来るガス流を貯めるこ
とにより、高まる。逆に、フラッパ３２がノズルあのオ
リフィスからはなれる方向に動くと、出口端部における
ガス圧は低下する。かくして、ガスライン３６内の圧力
は変動する。

ガスライン３６内の特定のガス圧に、電流を変化させる
作用は、所定の直流をもってコイル巻線１４を駆動する
ことによって行なわれる。関連する強度をもつ磁界が、
コイル巻線１４のそれぞれによって生じるので、トルク
が永久磁石２４に加えられる。

ベクトル２８によって磁化された永久磁石２４は、電流
の極性により、軸線２６のまわりで時計方向あるいは反
時計方向に回転する。アーム加にとりつけられた永久磁
石２４が回転あるいは枢動すると、それに対応してアー
ム延長部３２が動く。もし電流が、ある方向においてコ
イル巻線１４内を流れると、アーム延長部３２はノズル
あのオリフィスに接近する。

この結果、オリフィスは閉じ、ガスライン３６内の圧力
が上昇する。他方、電流を他の方向においてコイル巻線
１４内を流すと、アーム延長部３２は反対方向に動き、
かくしてノズル詞内のオリフィスは開き、ライン３６内
のガス圧は低下する。

本発明の重要な特徴によると、永久磁石２４は、ネオジ
ム・鉄・ボロンを含む組成物から作られる。

かような組成物の永久磁石は、ヒコレックス（ＨＩＣＯ
ＲＥＸ−Ｎｄ　）の商標名で、ミシガン州、ニドモア市
のヒタチマグネット社から入手可能である。かような永
久磁石は、非善に高い磁気エネルギ、つまり約３０，０
００，０００　　ガウスエルステッドをもっことができ
る。かような磁石は、妥当な価格で人手できるが、大部
分のアルニコ型の磁石と同様に、物理的な衝けきつまり
ショックにも十分耐えられる。重要なことながら、かよ
うなタイプの永久磁石の重量は、銅線からできているコ
イル巻線のそれより小さいので、コイル巻線１４ではな
く、軽量のこの永久磁石２４をとりつけて動かすように
した方が有利である。ネオジム・鉄・ボロンで作られた
この永久磁石の重量は、１立方センチ当９７．５グラム
なので、小型化でき、慣性も低くできる。

云うまでもなく、中実型磁石の慣性モーメントは、ムー
ビングコイルのそれより小さいので、磁石２４は、コイ
ル巻線１４の磁界が急速に変化してもこれに応答できる
。コイル巻線１４はツイヤゲージの小さい巻線を所定数
巻回して、選択された磁界とコイル抵抗との組合せを得
ることができる。炭化水素精製装置における変換器に圧
力を加えるために電流を流す場合は、コイル巻線１４は
、約２００オームより大きくない抵抗をもつものとしな
ければならない。精製業界で確立されている基準による
と、コントロールＩＥ流は、４〜２０ｍａ（マイクロア
ンペア）内にしなければならない。羽の中実銅線ゲージ
をもつコイルを、特定数だけ巻回して、永久磁石２４を
回転させることのできる磁界をうろことができる。

第２図に示す変換器の他の具体例によると、この変換器
は、永久磁石の重心を通る軸線のまわりで枢動するよう
にとりつけられる。この図における同様のエレメントに
は、第１図に示す変換器の場合と同様の数字が付される
。永久磁石２４は、水平軸線のまわりで回転するように
とりつけられ、のびるアクスルロッド羽を備えている。

磁石の回転軸線は、ベクトル２８で示すように、永久磁
石２４の磁化方向に対して直角を会す。コイル巻線１４
は、アクスルロッド羽を収容するべく、２５）のパーツ
１４ａ　、　１４ｂで構成される。巻線パー７１４８，
１４ｂは、図のように矩形ボビンのまわシに巻かれたあ
とでは、全体が矩形をしている。他の形状のコイル巻線
も、他の用途、使用目的に適している限り採用できる。

直流がコイル巻線パーツ１４ａ、１４ｂに加えられると
、永久磁石２４にはトルクが働き、矢印３９で示す方向
にアクスルロッド３Ｂのまわりで枢動する。この永久磁
石２４が回転すると、これにとりつけられているフラッ
パのアーム頷もまた回転する。

フラッパのアーム（資）がかく動くと、第１図において
変換器について述べたようにガスラインの圧力がそれに
対応して変動する。

第３図には、本発明の好適具体例に従って構成された電
流・機械力変換器の一部が示される。図示の変換器の体
部４０は、１０１８タイプの冷延鋼で作ら、コイル巻線
祠を保持するための穴つまり空洞４２を設けられる。こ
の体部４０は、コイル巻線４４で構成された磁力線界磁
のための、および永久磁石６４の磁界のための戻り径路
として働く。コイル巻線４４は、銅のような、導体では
あるが、非磁性の材料で作られた重いボビン４６のまわ
りに巻かれる。

こ＼において「非磁性」なる用語は、磁束に対する透過
性が低い材料の性状を意味する。コイル巻線用のボビン
４６は、外側の環状溝槌を含む円筒形をなし、この環状
溝内にはコイル巻線４４の導体が巻回される。このボビ
ン４６の連関内には、コイル巻線の導体のピッグティル
端部５１が貫通している。

変換器の体部菊はさらに、チアンノ（５２を含んでいる
が、このチアンバは、コイル巻線の導体の端部５１が外
側から人ってくるめねじ穴５３と連通する。

チアンバ５２は、より重いゲージワイヤ５４を連結させ
あるいはスプライシングさせるための防爆型変換器の体
部４０を受容するに十分な内部空間を備えているので、
この変換器は遠隔コントロールされうる。チャンバ５２
は、コイル巻線４４に対する過渡電圧を低下させるため
のダイオード５５のような、ねじられたスプライスコネ
クタ、あるいは他のコンポーネントを収容することがで
きる。

本発明の変換器を製作するとき、ボビン４６には、小さ
いワイヤゲージのコイル巻線が所定回数だけ巻回される
。好ましくは、ボビン４６には、中実のあゲージの銅ワ
イヤが約１１０咀巻回される。巻回数とワイヤゲージは
、永久磁石５６に作用を与える磁界強度を変えるべく自
由に変えることができる。

次いで、ビッグチエイル型の導体端５１は連関内に収容
され、すべての他の必要なコネクタもこれに連結される
。ボビンユニットは、変換器体部４０の穴４２内に押込
められる。云うまでもなく、より重いゲージワイヤ５４
は、変換器体部４０のめねじ穴５３を通って外側に出て
ゆく。ボビン４６の外径寸法は、変換器体部４００穴４
２内に押込められるように決められる。かよう人形状に
なっているので、コイル巻線４４は完全に包囲され、か
くして外側からの衝げきには耐えうる。コイル巻線の導
体がスパークすることによって内側爆発が起っても、変
換器の外には影響を与えない、かくして、上記構造は、
コイル巻線の導体の破断によってチャンバ５２内のカス
ニ着火することは防止されるので、この限りにおいて防
爆型と考えることができる。かような機能がないと、ス
パークが生じ、変換器のまわりの環境中の爆発性ガスが
爆発する。溶接は、ボビン４６の外縁が変換器の体部つ
まりケース４０の内側穴４２と連結される環状の内縁上
になされうる。電子ビーム溶接あるいはレーザビーム溶
接を実施することにより、コイル巻線用ボビン４６と変
換体部４０との間に、金属間のガス密連結シールが形成
される。云うまでもなく、気密コンジットを得るため変
換器体部４０のねじ穴５３に雄ねじのパイプ連結部を結
合させて、コイル巻線４４を通る電流をコントロールす
るための遠隔電気装置に対する導体導線５４をこれに通
してもよい。本発明の変換器に、可動の永久磁石と固定
型のコイル巻線とを設けることにより、電流が流れるコ
ンポーネントは、気密エンクロジヤ内にさらに容易に収
容されうるので、装置は防爆型となりうる。

磁気エネルギの高い永久磁石５６の頂部には、磁石５６
を水平軸線６０のまわりで枢動させるための非磁気ヨー
クの横方向部分５８がとりつけられる。軸線６０の中心
は、大体において、永久磁石５６０重心についてそれと
対称的に位置する。上記ヨークの横方向部分５８は、永
久磁石５６が回転するときねじられないよう十分に補強
される。永久磁石５６のねじりモーメントはかくして、
ロスなしに、ヨークのすべての部分に伝達される。ヨー
クの上記横方内部分団は、セメントつまり接着剤か、他
の適当なボンドで磁石５６の頂部にとりつけるのがよい
。

変換器のスパンの調節は、くわしく後述する構造体によ
ってなさ、れる。

本発明の好適具体例によれば、永久磁石は構造を簡単に
するため、ロッド形になされ、コイル巻線４４が心合す
る垂直軸線６２と長平方向に一致するよう、ヨークの横
方向部分５８によって垂下される。

上述のように、矩形あるいは四角形のような形状のコイ
ルあるいは磁石を、同じ作用効果をもつものとして採用
することができる。永久磁石５６の径は、０．６２イン
チで、高さは約０．２８インチである。

永久磁石５６とコイル巻線のボビン４６との間の環状ス
ペースは、約６４分の１インチである。このスペースが
小さいと、永久磁石５６のための空間が十分とれるので
、この磁石は横＠臓６０のまわりで余裕をもって枢動で
きる。くわしくは後述するが、永久磁石５６の枢動運動
、したがってヨークの横方向部分の枢動量は少ないが、
これは、フラッパとして機能するレバー腕によって増大
させることが出来る。永久磁石５６は、ベクトル６４で
示すように交さ極性化された製品が、ヒタチマグネット
社から人手できる。上述のように、コイル巻線４４内に
誘起された電流により、磁界が発生し、この磁界は永久
磁石５６の磁界と協働して機能する。この結果磁石は水
平軸線６０のまわりで回転する。永久磁石５６は、約０
．０１５インタボンドのトルクを発生させる。かくして
、この磁石５６によって生じたトルクは、コイル巻線祠
の電流と一次比例する。

上述のように、コイル巻線ボビン４６は、真チゅうある
いは銅のような非磁性材料で作られる。好ましくは、ボ
ビン４６は厚手の鋼材で作られるので、高い導電率の機
能かえられる。本発明の重要な特徴によれば、導電性は
あるが、非磁性のボビン４６により、変換器は、振動に
よるモジュレーション誤差のコントロールには感応しな
い。明らかなように、変換器それ自体の動きによって生
じた永久磁石５６のすべての振動運動は、関連するアー
ムの対応作動に転換される。この結果、変換器の出力の
モジュレーションは正確にはなされない。永久磁石５６
を、コイル巻線のボビン４６に対して動かそうとするな
んらかの振動により、ボビン４６内には渦電流が生じる
。永久磁石５６が動くことによってボビン４６内の生じ
た弱い渦電流により、反起磁力性の磁界が生じ、この反
起磁力性磁界は、磁石の磁界の作用を打ち消す。この結
果、永久磁石５６の動きは相殺される。これらの誘起渦
電流により、永久磁石の振動は自動的に抑制される。こ
＼において、永久磁石５６の自動抑制が行なわれること
によって、変換器がうけるかもしれない振動効果は減少
する。この振動作用は、複雑な且つ新規な回路あるいは
装置にも加えられる。実質的に、ボビン４６は、ひとつ
あるいはそれ以上の短かい導線回線として機能する。か
くして、ひとつあるいはそれ以上の短かい導線回線を、
非導電性のボビンのまわりに巻回して同等構造のものを
うろこともできる。

好ましくは、コイル巻線ボビン４６は約０．６フインチ
の内径をもつ０ＦＨＣ鋼材から作られる。ボビン４６の
外径は、約１．３６インチであるが、これは変換器体部
４０の穴Ｃ内に押ばめされる。ボビンの外側環状溝のま
わりには、コイル巻線４４の導線が巻かれ、その横断面
積は約０．２８インチＸ約帆３フインチである。

第４図と第５図には、永久磁石５６をコイル巻線劇内に
枢動垂下させるためのヨーク構造６６がくわしく画かれ
ている。云うまでもなく、このヨーク構造６６は、これ
を永久磁石５６にとりつけるための横方向部分５８を有
する。また、この横方向部分５８は、対向的に設けられ
たサイド延長部６８を備えている。この結果、永久磁石
５６の頂部にとりつけるための大きな表面積が得られる
。下向きに垂下するサポート７０と７２が、ヨーク６６
の横部分５８と一体的に形成されている。これらのサポ
ー）　７０ニア２および関連軸受は、互いに殆んど同一
・の方法で作られている。

サポート７０の垂直部７４には、垂直スロット７６があ
り、他方サポート７０の水平部７８には水平スロット８
０がある。それぞれのスロット７６と８０は柔軟帯８２
と８４の対応する端部を内部に受容するようになされて
いる。柔軟帯８２，８４の他の端部は、固締ブロック８
６と８８により変換器体部４０にとりつけられる。これ
らの固締ブロック８６と８８は、柔軟帯８２と８４の端
部を、相当するねじ９０と９２によって変換器体部４０
にとりつける作用をもつ。

上記ねじ９０と９２は、ブロックを貫通し、柔軟帯８２
と８４内の穴を通り、変換器体部４０内にねじどめされ
る。柔軟帯８２と８４が上述のようにとりつけられると
、摩擦力しの軸受が形成され、かくして水平軸線６０の
まわりだけの回転がなされる。この柔軟帯による軸受に
より、横方向の動きは殆んど阻止され、かくして永久磁
石５６は、コイル巻線ボビン４６内にわずかなスキマを
もって重心のまわりに、正確且つ精密に垂下され、その
状態に維持される。

磁石５６は、コイル巻線ボビン４６に、６４分の１イン
チという距離で極めて接近しているので、磁石５６は正
確に位置決めされ、ボビン４６内で枢動する。

このスペースを６４分の１インチ以上にすることは可能
であるが、永久磁石５６をコイル巻線ボビン４６間の磁
気的カップリング状態はよりくなる。ヨーク６６と永久
磁石５６が、水平軸線６０のまわりの任意の方向、そし
て垂直軸線６２と同じ方向に、それぞれ半径方向と軸方
向に動くことは防止される。この結果、永久磁石５６は
、コイル巻線４４内で正確に枢動するよう制約される。

こ＼において用いられる「垂直」と「水平」なる用語は
、只参考のためであり、図面の理解を容易にするための
ものであって、本発明の範囲を制約するものではない。

云うまでもなく、本発明の変換器は、如何なる三次元的
方向に向けてとりつけてもよい。

柔軟帯８２と８４の端部は、垂下サポート７０の対応ス
ロット７６と８０内に固着される。穴たとえば９０が、
サポート内に設けられるので、接着剤つまりセメントが
この穴に入り、かくして柔軟帯の端部はその内部に確実
に固定される。

好ましくは、柔軟帯８２と８４−は、ベリリウム鋼で作
られて、所望の柔軟性を備えるようになされるので、ヨ
ーク６６は水平軸線６ｏのまわりで回転する。加えて、
上記スロット７６と８０が垂下サポート７０内に形成さ
れるが、その位置は、柔軟帯を交さすることによって形
成される軸線６ｏが、第２図に示す永久磁石の軸中心と
一致するように決められる。かくして、付熱されたコイ
ル巻線４４によって生じた磁力作用により、永久磁石５
６は、ヨークの水平軸線６０のまわりで枢動し、したが
って永久磁石の重心の横方向中心のまわりでも枢動する
。

上述のように、ヨーク６６の他の垂下サポート７２は、
同じような柔軟帯により、変換器体部４ｏの他の側に枢
着される。

横方向の剛性アーム９８は、変換器の機械的な出力を出
すため、垂下サポート７０の下端に形成される。剛性ア
ーム９８の端部は、内向きに曲がるセクション１００で
もって構成されているので、平らなスプリングアーム１
０８の端部の下側と係合する。

このスプリングアーム１０８は、ヨーク６６と関連する
永久磁石５６が、静止あるいは休止位置にあるとき、所
定距離にわたってノズルオリフィスからはなされる。図
示してないが、ノズル１０２のオリフィスは、ガス流１
（２４と、変換器体部４ｏとこれに取りつけられたブロ
ック１０６内の連結溝を介して流体連通されている。ス
プリングアーム１０８　ハ、柔軟帯８２　、８４と同じ
材料で作られて、セメントあるいは他の接着剤、あるい
は他の適当な器具により、サポート部分７８にとりつけ
られる。スプリングアーム１０８が有するアングルセク
ション１１０は、その全長にわたって剛性的に形成され
ているので、スプリングアーム１０８は、ノズル１０２
の頂部に設けられたオリフィスから出る加圧されたガス
流にさらされる。スプリングアーム１０８の短セクショ
ン１１２は、それほど補強されてないので、スプリング
アーム１０８がノズル１０２に押しつけられると、ある
程度の柔軟性を発揮する。

変換器体部４０の底面と、ブロック１０６の頂面は、気
密仕上げになるよう機械加工され、ねじ１１６で隅部に
ボルト締めされる。従来タイプのブロック１０６は、穴
１（２４を有するが、この穴は貫通型であって、その両
端にめねじがあるので、他の連結パイプにねじ込むこと
ができる。定圧ガス源が、穴１（２４の人口側に連結さ
れており、またコントロールされたガス圧はブロックの
出力側から得られる。

上述のように、ノズル１０２のオリフィスは上記穴１（
２４にねじ込まれる。また、リストリック１１８は、人
口のガス供給源の作用を制約する機能を有する。

第５図は、ヨーク６６の垂下サポー）７０の下部をくわ
しく示す。図示のように、垂直スロット７６は垂直柔軟
帯８２をうけるが、水平スロッ）　８０は、水平柔軟帯
８４を受ける。柔軟帯８２　、８４　　の端部は、上述
の方法で垂下サポート７０にとりつけられるので、ヨー
ク６６は、軸線６０のまわりで回転するように支持され
、制約される。ヨーク６６が水平軸線６０のまわりで回
転すると、スプリング１０８が対応的に動く。かくして
、変換器は機械的出力を出す。永久磁石５６の枢動の程
度によって変換器から得られる所望の機械的運動量は、
スプリングアーム１０８の長さに応じてセットされる。

永久磁石５６、したがってヨーク６６が特定角度だけ回
転すると、より長いスプリングアーム１０８により機械
的運動の範囲は広くなる。その反対もまた真実である。

また、スプリングアーム１０８は図示のように構成する
必要はないが、ノズルから解放された圧力をコントロー
ルするためノズルのオリアイスと協働するダイアフラム
などの表面体でもよい。

上述のように、永久磁石５６とコイル巻線ボビン４６間
の間隔は、６４分の１インチで極めて狭いので、永久磁
石５６とコイル巻線劇との間の磁気作用は強くなる。か
ように狭いスペースの場合、永久磁石の枢動の程度は極
めて限定されるが、これはスプリングアーム１０８の長
さによっては倍増される。

本発明の好適具体例によれば、水平軸線６０と、ノズル
１（２４のオリフィスとの間の距離は、約０．７８イン
チである。コイル巻線に、４から加ミリアンペアの電流
を付勢することにより、スプリングアーム１０８を、ｏ
、ｏｏｉ〜０．０（３２）インチの範囲内で動かすこと
ができ、かくて、３〜１５ｐｓｉｇ　　の範囲で、穴１
（２４内のガス圧は対応して変化する。云うまでもなく
、スプリングアーム１０８の運動量が極めてわずかでも
、穴１（２４内のガス圧力はかなシ変化する。明らかな
ように、以上の結果は、約帆（２４０インチのオリフィ
ス径をもつノズル１０２を用いることによって得られる
。

本発明による変換器はパラメータは、各種のものを選択
して、炭化水素精製業界で通常用いられるようにガス圧
を自由にコントロールすることができるので、かような
パラメータと機構を改良して、変換器を多数且つ各種の
用途に採用することは可能である。たとえば、コイル巻
線４４に加えられる電流は、永久磁石５６によって生じ
るトルクを増大させるべく上昇させることは可能である
が、この増大によりトルクは電流と一次比例して変化す
る。柔軟帯８２と８４に用いられるべく選択される材料
の種類もまた、選択して、永久磁石５６の枢動運動にあ
る程度の抵抗を与えることができる。

上述のように、スプリングアーム１０８の長さは、変換
器からの機械的運動の形態による所望の程度による出力
を得るべくコントロールされ得る。重要なことながら、
永久磁石５６は、所望の磁力強度をもつものを選択して
、それの枢動運動の力つまりトルクが十分になるように
することが可能である。この場合の磁力強度は、コイル
巻線４４の巻回数と電流通過特性によって決まる。コイ
ル巻線祠は固定されているので、厚肉ボビンにヘビーゲ
ージワイヤを巻いて、変換器に高度のつま訪効果的な制
動作用を与えることができる。好ましくも、永久磁石５
６の磁気強度は最大なので、コイル巻線劇によって形成
する磁界は小さくてもよい。本発明の好適具体例におけ
る軽量のネオジム・鉄・ボロン組成物による永久磁石は
、極めて高い磁力線を出しうるものであるが、この磁石
は、変換器としての用途に用いるに適当なサイズに作ら
れる。

この永久磁石の枢動運動量は小さいので、変換器は、急
激に変動するコイル巻線における電流に応答する。第４
図には変換器の主要コンポーネントと、本発明の原理と
概念とが示されているが、変換器の作動特性の適当な較
正、−水性、零復帰性、およびメンテナンスを得るには
上記以外のコンポーネントが一般的には必要である。

第４図に示される変換器は、−回の電流入力によって圧
力の復式コントロールを容易に実施できるようになされ
ている。たとえば、垂下サポート７２　　にも又、対向
するサポー）　７０　　にとりつけられたものに類似す
る構造のアームとスプリング部材をはめ込むことができ
る。かような他のアーム構造物は、剛性アーム９８のそ
れとは反対の方向に向けることができ、このため他のガ
ス圧を反対方向にコントロールすることが可能となる。

言い換えると、変換器１０６は変形して、他のタイプの
穴と関連ノズルを設けることができる。これの圧力は、
垂下サポート７２に連結されたアームの動きによってコ
ントロールされる。かような機構と構成なので、導体詞
を介して電流がコイル巻線劇に加えられると、ヨーク６
６は対応する方向に回転する。

この結果、アーム構造は、個々のノズルに対して反対の
方向に動く。ひとつのアームは、関連するノズルに接近
し、他のアームはそれのノズルがらはなれるので、それ
ぞれのガス圧力は逆にコントロールされる。変換器の２
５）のアームは交互に、同一方向に向けることが出来、
かくて、ブロック１０６内の六対におけるガス圧は共通
的にコントロールされる。永久磁石５６とヨーク６６が
枢動するので、それぞれのガス圧は増大あるいは減少す
る。

変換器の構造は上述のもの＼外に他の選択も可能である
。たとえば、変換器は同一のパーツを用いて組立てられ
るが、ヨークサポート７０あるいは７２のいずれかにア
ームを設けて、変換器を反対方向に調節したり、コント
ロールしたりできる。かように変換器の構造は多様にな
されるので、同一パーツを用いて、コイル巻線の電流を
増大させることによってガス圧出力を増大させ、あるい
はコイル巻線の電流を増大しても、ガス圧出力が低下す
るようになされた変換器を得ることも出来る。

本発明によって構成された電気・機械力変換器は、予め
規定された入力電流にもとすく所望のガス圧出力を維持
するためのフィードバック機構を外部にもつ必要はない
。また、永久磁石５６のトルク、したがってスプリング
アーム１０８のトルクが、コイル巻線劇内の電流と比例
するので、スプリングアーム１０８の直線運動は、コイ
ル巻線中の電流の変化に追従する。また、ノズルのガス
圧によってスプリングアーム１０８に加えられた力は、
上記ガス圧とノズルオリフィスの断面積との積に比例す
る。作用的に平衡を保ってい湯状態のとき、スプリング
アーム１０８のトルクは、ノズルオリフィスから逃げる
ガスによって加えられた力とバランスする。何んらかの
誤差や不平衝状態があると、ノズルが開閉するので、ス
プリングアーム１０８のトルクとの平衡状態が再び得ら
れるまで上記力は変わってゆく。永久磁石５６が休止位
置にあるとき、ノズル１０２のオリフィスに対するスプ
リングアーム１０８の間隔を適宜調節し、コイル巻線４
４に所定レベルの直流電流を流すことにより、穴１（２
４内のガス圧は所望値となる。

上述のように、さらに回路や機構を付加しなくとも変換
器には自己フィードバック機能が付加されるので、変換
器の直線性が改良される。かくして、コイル巻線４４へ
の供給電流が増大すると、トルクが増大し、スプリング
アーム１０８は第４図において時計方向に回転し、スプ
リングアームの下降運動に対して抵抗するよう、上向き
のガス圧力との平衡が得られる。この結果、スプリング
アーム１０８は、ノズル１０２のオリフィスに接近する
。

ノズル１０２のオリフィスから逃げるガス圧が抑制され
るので、穴１（２４内のガス圧は高まる。この作用によ
り、ノズル１０２のオリフィスから逃げるガス圧もまた
増大するので、スプリングアーム１０８の下降運動に対
する抵抗作用もまた増える。静止状態においては、ノズ
ルオリフィスの圧力は、永久磁石５６によって加えられ
るスプリングアーム１０８の回転トルクと釣υ合う。明
らかなように、本発明による変換器のフィードバック機
能が安定し、加えて上記永久磁石は可動であるので、十
分なフィードバック作用が得られ、回路や機構を付加し
なくとも安定した変換器が提供されうる。

圧力が小さい場合の用途には上記自己フィードバックで
十分であるが、小型の圧力変換器から大型の圧力ライン
などにマツチするような他の外部装置が必要となるとき
もある。たとえば、当業界でよく知られている各種のベ
ロー・ピストン、およびダイアプラムを、大型ノズル圧
力を本発明の変換器に付勢するためのゲイン発生装置あ
るいは外部のカップリング機構として用いることが出来
る。

第６図は、マグネットヨーク１１４の一部分を示すが、
この部分には永久磁石５８がとりつけられて回転運動が
可変となり、変換器のスパンは変えられる。こ＼で用い
られている変換器のスパンなる用語は、所定の入力電流
に対する機械的出力の大きさを意味する。云いかえれば
、第６図に示すヨーク１１４は、コイル巻線に対する入
力電流が所定の割合で変化したときも、いろいろな距離
においてスプリングアームを動かすのに利用できる。こ
のヨーク１１４は、貫通する垂直穴をもつ巾広の横方向
部分１１５を有するが、この垂直穴には調節ねじ１１６
が入る。円板１１７が、ねじ１１６の下端にとりつけら
れる。この円板は、永久磁石５６がとりつけられるペー
スとなる。かような構成なので、磁石５６は回転し、コ
イル巻線の作用と共に磁石５６の最適効果を減させるこ
とが出来、かくして機械的出力の大きさも減る。磁石５
６を一度コントロールして、磁極のベクトルがもはや、
枢動運動の軸心に対して直角方向を向いてないときは、
ナツト１１８をしめつけて磁石５６を所望の角度位置に
とりつけることができる。巾広部分１１５に角度目盛な
どの指標をつけて、磁石上の対応するベクトルマークと
合うようにすれば、各パーツは特定の角度位置関係をも
って組立てられる。

Ｓが出力圧スパン、θが軸線６０と磁気ベクトル矢印６
４の軸線との間の角度を意味するとき、ス、櫂ンの調節
程度は、関係式８　＝Ｓｉｎθによって決められる。明
らかなように、磁石５６が、回転軸線６０に対してベク
トル矢印６４が直角をなすように向けられるとき、スパ
ンは最大となる。磁石５６が、６４′で示されるように
角度θ′が（９）度になるように向けられると、スパン
は半分に減少する。云うまでもなく、永久磁石５６の角
度方向がもし９０度以下になると、磁石の磁力線とコイ
ル巻線間の有効なカップリング関係が劣化し、かくして
磁石が作るトルクは減少する。かくして、各種のスパン
を得るための極めて確実な方法が明らかになった。加え
て、永久磁石５６を完全に逆転させると、この磁石の回
転方向も逆になる。変換器の機械的運動を容易に逆転さ
せるための機構を設けることにより、アームとノズルの
両方は必要なくなる。

第７図は、本発明の他の具体例を示すが、こ＼において
、永久磁石は磁界内で動いて機械的出力を出すが、ガス
流の圧力が変えられるので好都合である。この具体例に
おいて、コンパクトで軽量の永久磁石１２０は、高い磁
力をもつように、ネオジム・鉄・ボロン組成物で作るの
がよい。磁石１２０゛は、その上面にとりつけられた軟
鉄上側キャップ１２３を有する。同様の下側キャップ１
２５が、磁石の底にとりつけられる。これらのキャップ
は、磁石からの磁力線を集中させて、磁石の上側キャッ
プ１２３から半径方向外向きにす−すませ、下側キャッ
プ１２５に対して半径方向内向きにす＼ませる。

永久磁石１２０は、垂直方向のアクスルロッド１２２に
とりつけられる。この永久磁石は垂直方向に、つまりベ
クトル矢印１２１で示すように極性化されている。この
アクスルロッド１２２の底部は、半径方向にのびる多数
のスポークサポート１３０によって、変換器体部１２８
の空洞１２６内に心合するスポーク構造１２４で支えら
れる。アクスルロッド１２２の底部のスポークサポート
１３０は、多少フレキシブルなので、磁石１２０が下向
きに押されると、ロッド１２２はわずかに下向きに動く
。

マグネットのロッド１２２の上部分は、他のスポークア
レンジメント１３２を介して、環状カウンタウェイトバ
ラスト１３４にとりつけられる。上側スポーク１３３は
、非柔軟タイプのかたいものである。

バラストリング１３４は、上側の変換器ケース１４０の
上側空洞１３６内で軸方向に動く。このバラストリング
１３４と、これと関連する永久磁石ロッド支持構造１３
２は、円筒空洞１３６内で、垂直軸線１３８上でいくら
か動く。上側ロッドサポート１３２の各剛性スポークは
、枢動点１３９上にのっており、磁石１２０は、コイル
巻線１４２と１４４に対する所望位置に心合される。剛
性スポークとカウンタバランス１３４により、変換器に
加えられる振動の効果は相殺される。かような構造の細
部は以下に詳述される。

環状コイル巻線１４２と１４４の対は、直列に一体連結
されて、円筒ハウジング１４６内にとりつけられる。こ
のハウジングは、下側の変換器体部１２８にとりつけら
れる。コイル巻線１４２に時計方向の電流が流れると、
上側キャップ１２３から出る半径方向磁力線に作用し、
力が生じる。コイル巻線１４４に反時計方向に電流が流
れると、下側キャップ１２５内への半径方向磁力線に作
用し、さらに力が生じる。円筒ノ・ウジングは、透過性
材料で作られるので、磁石１２０の磁力線はこれを通過
し、コイル巻線１４２と１４４を流れる。本発明による
磁石の磁力はかなり高いので、円筒ハウジング１４６を
通る磁力線の大部分は、磁石１２０によって生じる。

円筒エンクロジヤ１４６の出口を備えているが、この出
口には管状コンジット１４８をもっており、コイル巻線
１４２と１４４の導線１５０がこのコンジットを通って
いる。上記具体例において、両方のコイル巻線１４２と
１４４は、防爆エンクロジヤ１５２で包囲されるのでか
くて、変換器は防爆型となる。変換器の上側体部１４０
と下側体部１２８は、変換器内の貫通穴１５６を貫通し
、ブロック１５４のねじ穴１５８内のとりつけられたね
じ（図示せず）により、下側ブロック１５４に固定され
る。通常、ブロック１５４には、一定のガス圧が供給さ
れる圧力人力と、永久磁石ロッド１２２の底部に固締さ
れた押し棒１６２と協力するオリフィス型ノズル１６０
とが備、ｔられている。ノズル１６０に近い押し棒１６
２が垂直方向に動くと、ブロック１５４からガス圧出力
は適宜コントロールされる。押し棒１６２の直径は、ノ
ズル１６０内のオリアイスより大きいので、オリフィス
は完全に閉じられる。

作動中において、電流が、コイル巻線１４２と１４４の
導線１５０に加えられると、対応する磁界が生じる。こ
の磁界は、永久磁界１２０に作用し、これを垂直軸線１
３８上で移動させる。それぞれのコイル巻線１４２と１
４４が固定されてないと、これらは磁石１２０のまわり
を動く。しかし、永久磁石１２０は可動であり、且つベ
クトル矢印１２１で示す方向に分極されているので、か
ような永久磁石は上記の垂直軸線１３８に沿って長手方
向に動く。下側支持スポーク１３０が少したわみ、上側
スポーク１３３が、枢着点１３９のまわりで枢動すると
、永久磁石のステム１２２はわずかに動く。上側スポー
ク１３３０両端はかなり動くので、枢動に何んら支障は
ない。くり返すが、この具体例の場合の磁石１２０の垂
直運動は、コイル巻線１４２を１４４に加えられる電流
の強さに対して直線性を有する。この結果、各コイル巻
線１４２，１４４に所望の電流を流すと、永久磁石１２
０は軸線１３８上を動き、かくて押し棒１６２もノズル
１６０に対して相対移動する。変換器ブロック１５４か
らのガス圧出力はこのため、従属的に変動し、コントロ
ールされる。ノズル１６ｏカラ解放された圧力と協働す
る押しロッド１６２の端面には、スプリングアーム１０
８について上述したものとかなシ類似しているが、ノズ
ル１６０からのフィードバックが加えられる。

望ましくも、永久磁石１２０がネオジム・鉄・ボロン組
成物で構成されているので、その質量は比較的少外くで
きるが、その磁力はそれほど大きくはない。かくして、
この変換器の固有の共振周波数は高くなるが、これは、
人力電流に対して迅速変動するすぐれた応答特性を有す
る。

上述のように、上側スポークサポート１３２は、永久磁
石ロッド１２２の上部にとりつけられ、コイル巻線１４
２　、１４４内で動くよう、永久磁石１２０を心合維持
する。所望極性をもつ電流が、コイル巻線１４２と１４
４に加えられると、永久磁石１２０が下降して、ノズル
１６０内にオリフィスを限定する。

この結果、圧力出力は変換器ブロック１５４によって増
加する。同時に、上側のロッドサポート１３２と関連す
るスポーク１３３は、ロッド１２２にとりつけられた永
久磁石１２０によって引かれるため、枢動点１３９のま
わりで枢動し、中央が下向きにたわむ。

変換器が受けるかも知れないすべての振動は、変換器の
枠組立体を介して、磁石とロッド１２２したがって押し
棒１６２にも伝達される。かくして押し棒１６２はノズ
ル１６０をこえて対応的に動き、同じような態様でガス
圧出力をコントロールスル。

云うまでもなく、かようなコントロール作用は望ましく
ない。というのは、このために、コントロールパラメー
タは、コイル巻線１４２と１４４内の電流の変化によっ
ては生じない圧力変化を意味するからである。環状のカ
ウンタバランス１３４により、振動運動に応答しようと
する永久磁石１２０の動きは抑えられる。つまり、かよ
うな動きは、カウンタバランス用のパラスト、１３４の
対応運動によって相殺される。云いかえると、永久磁石
１２０を下向きに動かそうとする方向において変換器に
加えられる振動によっても、カウンタバランス用パラス
ト１３４は下向きに動く。カウンタバランス用パラスト
１３４が、枢動点１３９を介してスポーク１３３に作用
すると、永久磁石１２０は上昇しようとし、このため振
動に伴う下向き力が相殺される。コイル巻線１４２，１
４４は、高導電性の、銅のような非磁性材料で作ると好
都合である。このため、すべての振動運動は、ポビン１
４３内の渦電流から得られる力によって抑制される。こ
の場合の態様は、上述の磁石５６の動きが、ポビン４６
内の渦流によって抑制されるときと似ている。かくして
、変換器の精度は高まる。第４図と関連的に説明した自
己フィードバックはまた、第７図に示す他の具体例にお
いても利用できる。

以上述べたように、本発明の変換器は、いくつかの技術
上の利点と特徴を有する。本発明によって得られる重要
な技術上の利点は、正確で且つ信頼出来る変換器が、有
利なコスト・効果価格で人手出来る。本発明の他の技術
的利点は、固定型コイル巻線と関連的に可動型の永久磁
石を採用することにより、防爆型装置が得られる。本発
明による防爆技術によって得られる他の関連技術利点は
、変換器を作動させるさいに、発火防止装置を設ける必
要がないということである。本発明のさらに他の技術的
利点は、極めて強力な磁界をもつネオジム・鉄・ボロン
製永久磁石の採用によって、変換器は、よりコンパクト
に作られる点であり、この結果入力電流の利用範囲が広
がる。さらに他の技術的利点は、小型ではあるが、高い
磁力線をもつ永久磁石を利用することにより、変換器の
電流変化に対する応答時間はそれに応じて決まることで
あり、このため、コイル巻線の電流の転換が速くなり、
それに相応して永久磁石の位置も高速変化する。本発明
のさらに他の技術的利点は、変換器の出力の振動モジュ
レーションが減少することである。本発明による他の利
点は、スパンの調節にあり、永久磁石はコイル巻線の磁
力線に対する磁気的影響を少なくして、あるいは機械的
出力の方向転換に逆の作用を与えるようにして設置する
ことが出来る。

本発明による好適具体例を、特定の変換器構造と、その
製造方法との関連において詳述して来たが、細部の売更
は、前記特許請求の範囲に示す本発明の精神とスコープ
から逸脱することなくなされうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理と概念を示すため、電流・圧力
変換器の一例を図示する断面図である。第２図は、本発明の原理と概念を具体化した他の変換器
を示す。第３図は、ヨークに枢動可能にとりつけられた永久磁石
を有する、本発明の電流・機械力変換器を示す断面図で
ある。第４図は、ガス圧をコントロールするべく機械的出力を
転換するための加圧装置に接続された、本発明の好適具
体例による電流・機械力変換器を示す等角図である。第５図は、ヨークに摩擦なし軸受をとりつけるための柔
軟帯を示す拡大図である。第６図は、変換器の機械的出力のスパンコントロールを
行うため永久磁石を、各種の角度方向でとりつけるよう
になされたヨークの一部を示す等角図である。第７図は、本発明の他の具体例による電流・圧力変換器
を示す等角図を示す。し６２ＦＩＧ、　３手続補正書（旗）特許庁長官殿１、事件の表示平成１肉すｈ１午期υ朽３３４５９２号２、発明の名称電気・機械力変換器３、補正をする者事件との関係や目午出臥

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁界を形成するべく電流を流すようになされた、
穴形成型のコイル巻線、該コイル巻線によつて形成された磁界に応じて動くよう
なタイプの、上記コイル巻線の該穴内に配置された、約
３０，０００，０００ガウス・エルステッドより大きな
エネルギを有する高エネルギ型磁性材料、該磁性材料に連結されていて、この磁性材料の動きに応
じて作動して機械的出力を出すようになされたカップリ
ングアーム、より成る、電気・機械力変換器。
（２）上記磁性材料は、上記コイル巻線開口の軸線と同
心の軸線上を動くようにとりつけられた、請求項（１）
記載の電気・機械力変換器。
（３）上記磁性材料は、上記コイル巻線開口の軸線に対
して横方向の軸線のまわりで回転するようにとりつけら
れた、請求項（１）記載の電気・機械力変換器。
（４）上記磁性材料による磁石は、上記運動方向に対し
て所望の角度をもつようにこの磁石を可変的にとりつけ
るための手段を有し、且つ交さ界磁分極される、請求項
（３）記載の電気・機械力変換器。
（５）上記磁性材料は、希土類の磁性材料を含む、請求
項（１）記載の電気・機械力変換器。
（６）上記磁性材料は、ネオジム・鉄・ボロンを含む、
請求項（５）記載の電気・機械力変換器。
（７）上記磁性材料は、上記磁界の作用をうけると、枢
動するように交さ界磁磁化される、請求項（３）記載の
電気・機械力変換器。
（８）上記磁石にとりつけられたロッドと、このロッド
を上記変換器の体部にとりつけるための柔軟サポートと
をさらに含む、請求項（２）記載の電気・機械力変換器
。
（９）上記ロッドと関連する表面をさらに含み、このロ
ッドは、上記変換器の機械的出力を出すようになされた
、請求項（８）記載の電気・機械力変換器。
（１０）上記表面と協働して圧力コントロールをなすノ
ズルをさらに含む、請求項（９）記載の電気・機械力変
換器。
（１１）上記磁性材料と協働し、且つ一緒に動いて上記
機械的出力を出すための表面をさらに含む、請求項（３
）記載の電気・機械力変換器。
（１２）上記表面と協働して圧力コントロールを行うよ
うになされたノズルをさらに含む、請求項（１１）記載
の電気・機械力変換器。
（１３）上記横軸線のまわりで動くように上記磁性材料
をとりつけるための柔軟帯をさらに含む、請求項（１２
）記載の電気・機械力変換器。
（１４）上記コイル巻線を支持するためのボビンをさら
に含み、このボビンは、該開口と心合する中心穴を含ん
で変換器体部にとりつけられた、請求項（１）記載の電
気・機械力変換器。
（１５）上記磁性材料は、上記ボビンの穴内にあつて間
隔が空くように垂下されている、請求項（１４）記載の
電気・機械力変換器。
（１６）上記ボビンは、非磁性導体を含む材料で作られ
る、請求項（１４）記載の電気・機械力変換器。
（１７）上記ボビンは、短かい回路巻線をもつ、請求項
（１６）記載の電気・機械力変換器。
（１８）上記磁性材料を枢動するようにとりつけるため
のヨークをさらに含み、このヨークは、上記コイル巻線
の開口内に垂下されるよう上記磁性材料にとりつけられ
た、請求項（１）記載の電気・機械力変換器。
（１９）機械的出力を出すべく、上記ヨークに連結され
たアームをさらに含む、請求項（１８）記載の電気・機
械力変換器。
（２０）上記磁性材料の枢動によつて、上記アームがこ
れに対応して動くように、上記ヨークに上記アーム対を
とりつけるための手段をさらに含む、請求項（１９）記
載の電気・機械力変換器。
（２１）上記ヨークを上記変換器体部に枢着されるため
の柔軟帯による軸受をさらに含む、請求項（１８）記載
の電気・機械力変換器。
（２２）上記コイル巻線のまわりにとりつけられた防爆
エンクロジヤをさらに含む、請求項（１）記載の電気・
機械力変換器。
（２３）上記防爆エンクロジヤは、ボビンを含み、この
ボビンのまわりに上記コイル巻線が巻回される、請求項
（２２）記載の電気・機械力変換器。
（２４）上記コイル巻線の端部が貫通する貫通穴を有す
る変換器体部と、コンジットを上記貫通穴にとりつけて
、導体を上記コイル巻線に通すための手段とをさらに含
む、請求項（２３）項記載の電気・機械力変換器。
（２５）電流が流されて磁界を作るべく、第１軸線のま
わりに心合せするようになされた巻線、上記巻線に対して可動とりつけされ、上記軸線に対して
実質的に直角になるような方向に磁化されるので、巻線
が電流で付勢されると、上記磁石は、上記第一軸線に対
して直角をなす第２軸線のまわりで枢動するようになさ
れた永久磁石、上記永久磁石と関連的に動いて、機械的
出力を出すようにとりつけられたアームを含む、電気・機械力変換器。
（２６）上記アームは、上記軸線のまわりで動くように
とりつけられている、請求項（２５）記載の電気・機械
力変換器。
（２７）上記永久磁石は、柔軟帯により、枢動軸線のま
わりにとりつけられる、請求項（２５）記載の電気・機
械力変換器。
（２８）変換器体部、上記磁石の両対向側に沿つて垂下
するサポートを含んで、上記磁石にとりつけられたヨー
ク、この磁石が上記第２軸線のまわりで枢動し得るよう
、上記ヨークサポートと変換器体部との間にとりつけら
れた一対の軸受、をさらに含む、請求項（２５）記載の電気・機械力変換
器。
（２９）上記軸受対は、複数個の柔軟帯を含む、請求項
（２８）記載の電気・機械力変換器。
（３０）それぞれのヨークサポートには、アームがとり
つけるようになされている、請求項（２８）記載の電気・機械力変換器。
（３１）上記磁石は、約３０，０００，０００ガウス・
エルステッド以上の磁力エネルギをもつことを特徴とす
る、請求項（２５）記載の電気・機械力変換器。
（３２）上記磁石は、ネオジム・鉄・ボロンの組成物を
含む、請求項（３１）記載の電気・機械力変換器。
（３３）上記磁石は、上記巻線より小さな慣性モーメン
トと、上記巻線が巻回されるボビンとを有する、請求項
（３１）記載の電気・機械力変換器。
（３４）上記巻線を上記変換器体部に収容して、この変
換器を防爆タイプとするためのエンクロジヤをさらに含
む、請求項（２５）記載の電気・機械力変換器。
（３５）上記アームは、ある表面を規定すると共に、ガ
ス圧をコントロールするべくこの表面と共に機能するノ
ズルをさらに含む、請求項（２５）記載の電気・機械力変換器。
（３６）上記巻線がそのまわりの巻回される円筒ボビン
をさらに含み、上記磁石は、この円筒ボビン内で枢動す
るように垂下される、請求項（２５）記載の電気・機械力変換器。
（３７）上記永久磁石は、３２分の１インチ以下の距離
にわたつて上記ボビンからはなれている、請求項（３６）記載の電気・機械力変換器。
（３８）上記磁石は、１インチ以内の距離にわたつて、
上記ボビン内で枢動するようになされている、請求項（
３６）記載の電気・機械力変換器。
（３９）上記変換器がスパン調節できるように、上記第
２軸線に対して所望の角度をもつように向けられた特性
的磁気ベクトルをもつて、上記磁石をとりつけるための
とりつけ装置をさらに含む、請求項（２５）記載の電気
・機械力変換器。
（４０）内部に穴をもつ体部、付勢されると磁界が形成されるように、軸線のまわりに
心合され、且つ上記体部の穴内にとりつけられた巻線、上記軸線に対して平行の方向に動くようにとりつけられ
た永久磁石、わずかな軸方向移動が行なわれるよう、上記体部に対し
て上記磁石を支持するための柔軟ガイドサポート、上記磁石と協同して動き、機械的出力を出すようにとり
つけられたアーム、を含む、電気・機械力変換器。
（４１）上記アームは、上記磁石にとりつけられたロッ
ドを画定し、上記柔軟ガイドサポートは、上記軸線のま
わりで上記磁石が動き得るよう上記ロッドと体部の間に
とりつけられている、請求項（４０）記載の電気・機械力変換器。
（４２）防爆タイプの変換器を得るため、上記巻線を上
記体部に収容するためのエンクロジヤをさらに含む、請求項（４０）記載の電気・機械力変換器。
（４３）上記ステムの機械的動きに応じて所望の圧力コ
ントロールを行うべく、上記ロッドの一端近くにとりつ
けられたノズルをさらに含む、請求項（４１）記載の電気・機械力変換器。
（４４）上記磁石は、ネオジム・鉄・ボロンの組成物を
含む。請求項（４０）記載の電気・機械力変換器。
（４５）上記磁石は、約３０，０００，０００ガウス・
エルステッドより大きい磁気エネルギをもつことを特徴
とする、請求項（４０）記載の電気・機械力変換器。
（４６）上記磁石の振動運動を相殺させるべく、上記ス
テムに弾性的にとりつけられたカウンタバランス用バラ
ストをさらに含む、請求項（４１）記載の電気・機械力変換器。
（４７）上記磁石は、上記巻線のそれより小さい質量を
有する、請求項（４０）記載の電気・機械力変換器。
（４８）上記変換器のための枠構造体を構成するべく、
内部に円筒穴を備えた体部、上記変換器体部の円筒穴内にはめ込まれるようになされ
る、外側環状溝を有する非磁性材料製の円筒ボビン、上記ボビンの溝のまわりに巻回されており、上記ボビン
が体部にはめこまれると収容されるようになされたコイ
ル巻線、永久磁石、上記円筒ボビン内の開口内に上記磁石を垂下させるべく
上記永久磁石にとりつけられた横部分と、この横部分の
各端に連結された垂下サポートとを有するヨーク構造、上記磁石を貫通しで延びる軸線のまわりで上記との間に
とりつけられた軸受、上記コイル巻線によつて生じた磁界の作用で磁石が枢動
すると、変換器の機械的出力が得られるように、上記磁
石と関連するアーム構造、を含む、電気、機械力変換器。
（４９）上記磁石は、わずかな距離にわたつて、上記円
筒ボビンからはなれている、請求項（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５０）上記間隔は、約６４分の１インチ以上ではない
請求項（４９）記載の電気・機械力変換器。
（５１）永久磁石は、モリデム・鉄・ボロンを含む、請
求項（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５２）上記軸受は、柔軟帯を含む、請求項（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５３）上記アームと協働して、ガス圧をコントロール
するノズルをさらに含む。請求項（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５４）上記永久磁石は、交さ界磁分極している、請求
項（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５５）上記磁石を、異なる角度方向において、上記ヨ
ーク構造にとりつけるための手段をさらに含む、請求項
（４８）記載の電気・機械力変換器。
（５６）出力ガス圧に比例するよう、上記機械的出力を
カウンタバランスさせるためのフィードバック手段をさ
らに含む、請求項（５３）記載の電気・機械力変換器。
（５７）上記変換器に枠構造を構成するための体部、上
記変換器体部の開口内に保持された巻線、防爆タイプの
変換器を得るため、上記巻線を上記ケースに収容するた
めの保護カバー、上記巻線に加えられた電流で生じた磁界に応じて、作動
させるため上記変換器体部に可動とりつけされた単一の
永久磁石、を含む、電気・機械力変換器。
（５８）上記保護カバーは、ボビンを含んでおり、この
ボビンのまわりには上記巻線が巻回される、請求項（５
７）記載の電気・機械力変換器。
（５９）上記ボビンは、上記変換器体部の開口内に押し
ばめされる、請求項（５８）記載の電気・機械力変換器。
（６０）上記ボビンは、導電性の材料で作られる、請求
項（５８）記載の電気・機械力変換器。
（６１）上記カバーを上記体部にとりつけるための溶接
部をさらに含む、請求項（５７）記載の電気・機械力変換器。
（６２）巻線を、変換器のケースにとりつける工程、枢
動して、上記巻線内の電流によつて生じた磁気作用によ
つて動くべく永久磁石をとりつける工程、機械的出力を生じさせるため、アームを上記磁石にとり
つける工程、より成る、電気的な入力電流を、機械的な出力に転換するための変
換器を構成するための方法。
（６３）約０．１インチ以上にならない範囲で枢動する
ように、上記磁石をとりつける工程をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（６４）巻線を円筒ボビンのまわりに構成する工程、上
記円筒ボビン内に上記磁石を隙間なくとりつける工程、をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（６５）上記磁石に、ネオジム・鉄・ボロンの組成物を
選択する工程をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（６６）約３０，０００，０００ガウス・エルステッド
より大きい磁気エネルギをもつ磁石を採用する工程をさ
らに含む、請求項（６２）記載の方法。
（６７）上記巻線を、防爆エンクロジヤで包囲する工程
をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（６８）ボビンのまわりの巻線を形成する工程、このボ
ビンをケースにとりつけて、上記巻線のまわりに防爆エ
ンクロジヤを形成する工程をさらに含む、請求項（６７）記載の方法。
（６９）鉄心をケースに溶接する工程をさらに含む、請求項（６８）記載の方法。
（７０）磁石を貫通する軸線のまわりで枢動するよう、
ヨークを上記磁石にとりつける工程をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（７１）上記ヨークを上記磁石にとりつけて、この磁石
が上記巻線の開口内に垂下するようにする工程をさらに
含む、請求項（７０）記載の方法。
（７２）上記ヨークを、柔軟帯で上記ケースに枢着させ
るための工程をさらに含む、請求項（７０）記載の方法。
（７３）機械的出力を、圧力コントロール用変換器に伝
達するため、ノズルを上記アームの近くにとりつける工
程をさらに含む、請求項（６２）記載の方法。
（７４）変換器を安定化するため、上記アームに上記ノ
ズルから出力されたガス圧を自己フィードバークする工
程をさらに含む、請求項（７３）記載の方法。
（７５）上記磁石の分極ベクトルが、磁石の回転軸線に
対して非直角になつて、上記変換器に対するスパン調節
が出来るよう、上記磁石を上記ヨークにとりつける工程
をさらに含む、請求項（７０）記載の方法。
（７６）リール型の巻線をケースの空洞内にとりつけて
、この巻線が軸線と心合するようにする工程、磁石取付構造体を設ける工程、永久磁石を上記取付構造にとりつける工程、上記巻線を
通る電流によつて生じた磁界の作用を、上記磁石がうけ
るとき、限定された回転を行うよう上記ケースに上記取
付構造を枢動取付けする工程、アームを上記磁石にとりつけて、磁石が回転するとき機
械的出力を出す工程、を含む、電流・機械力変換器を製作する方法。
（７７）上記軸線は第１軸線を画定し、上記取付構造は
、ヨークを画定し、上記軸線に対して横断方向の第２軸線のまわりで枢動す
るよう上記ヨークをとりつける工程をさらに含む、請求項（７６）記載の方法。
（７８）上記磁石の重心を実質的に通つて延びる上記第
２軸線のまわりで枢動するよう上記磁石をとりつける工
程をさらに含む、請求項（７７）記載の方法。
（７９）柔軟帯を用いて、上記取付構造を上記ケースに
とりつける工程をさらに含む、請求項（７６）記載の方法。
（８０）上記変換器に、ネオジム・鉄・ボロンより成る
組成物で作られた上記永久磁石を設ける工程をさらに含
む、請求項（７６）記載の方法。
（８１）ガス圧が、上記巻線を通る電流によつてコント
ロールされるように、ノズルを上記アームの近くにとり
つける工程をさらに含む、請求項（７６）記載の方法。
（８２）交さ界磁分極磁性を有する磁石を採用する工程
を含む、請求項（７６）記載の方法。
（８３）上記変換器から所望のスパン出力を得るため、
所望の角度方向で、上記磁石を上記取付構造にとりつけ
る工程をさらに含む、請求項（７６）記載の方法。
（８４）磁界を発生させるためコイル巻線を通るよう、
所望のガス圧に比例する電流を向ける工程、電流の強さ
に大体において比例する量だけ磁石が枢動するよう、磁
界の作用下の領域に永久磁石をとりつける工程、ノズルからのガスの逃げをコントロールして、ガス圧を
コントロールするためノズルのオリフィスの近くに、磁
石の枢動運動に応じてアームを動かす工程、より成る、ガス圧を電流でコントロールするための方法。
（８５）約４〜２０ｍａの電流に応じて、１度以下にわ
たつて上記磁石を枢動させる工程をさらに含む、請求項（８４）記載の方法。
（８６）上記永久磁石の大型磁界と、この磁石を動かす
ための上記巻線の小型磁界とを採用する工程をさらに含
む、請求項（８４）記載の方法。
（８７）貫通する軸線のまわりで上記磁石を枢動させる
工程をさらに含む、請求項（８４）記載の方法。
（８８）巻線が巻回される軸線に対して横断方向をなす
軸線のまわりで枢動する交さ界磁分極磁石を採用する工
程をさらに含む、請求項（８４）記載の方法。
（８９）柔軟帯の対によつて上記磁石を、枢動するよう
にとりつける工程をさらに含む、請求項（８４）記載の方法。
（９０）磁石の回転軸と、磁石の分極ベクトルとの間で
非交直角度をなすよう上記磁石を向けることにより、上
記変換器の所望のスパン出力を得る工程をさらに含む、請求項（８４）記載の方法。
（９１）振動に応答する上記アームの運動を安定させる
ためフィードバックを利用する工程をさらに含む請求項（８４）記載の方法。
（９２）上記磁石の動きを安定化させるための上記永久
磁石の動きによつて生じる渦流を採用する工程をさらに
含む、請求項（９１）記載の方法。
（９３）固定巻線、可動磁石、この磁石の動きに応じて
機械的出力を出すべく磁石に連結されたアームを有する
タイプの変換器における、枢動運動の軸線が、上記巻線を通つてのびるように、上
記磁石を巻線に対して動かすための機構をとりつける工
程、上記磁石の磁極ベクトルが、上記枢動軸線に対して非直
交角を形成するよう、上記機構の上記磁石をとりつける
工程、を含み、この結果、上記巻線内に所定の電流が流れると、上記磁
石は枢動し、かくして上記変換器が機械的スパン出力を
だすよう上記機械的スパン出力をコントロールする方法。
（９４）上記磁石の磁極を逆転させて、上記変換器の機
械的出力の方向を逆にする工程をさらに含む、請求項（９３）記載の方法。
（９５）Ｍは、機械的出力であり、θは、磁石の磁極ベ
クトルと磁石の枢動軸線との間の角度方向である関係式
、Ｍ＝Ｓｉｎθに比例するように、上記変換器の機械的
出力を変える工程をさらに含む、請求項（９３）記載の
方法。
（９６）休止状態のときに、枢動軸線と磁極ベクトルは
平行面をなすよう変換器を配置する工程をさらに含む、請求項（９３）記載の方法。
（９７）上記巻線がまわりに巻回されるよう、磁石が開
口内に垂下させるべく上記機構に磁石をとりつける工程
をさらに含む、請求項（９３）記載の方法。
（９８）各種の大きさの機械的スパン出力をそれぞれが
出すように、所定の範囲内において巻線の電流に応じる
変換器を複数個、準備する工程をさらに含む、請求項（９３）記載の方法。