JPH0842505A - 電空変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電空変換器でのビームの支点を介してのメカ
的なバランスを簡単な構造により保ち、重力影響による
傾斜特性を解消し、部品の加工精度等を低減可能とす
る。 【構成】 支点３を備えたビーム２の一端側に、ヨーク
５、コイル６、永久磁石７からなるマグネットユニット
８を連設するとともに、他端にバランサ１０を配設す
る。ビームに臨んでノズル１５が設けられる。ビームを
マグネットユニット側（２１）とバランサ側（２２）と
に分割し、これらを支点位置で軸支部２３により回転自
在でかつ固定可能に連設する。バランサを、マグネット
ユニット側の重心Ｇと支点を通る平面上に移動可能に設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電空ポジショナ等に適
用して好適な電空変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電空変換器は、たとえば各種プ
ロセスの自動制御用としてバルブポジショナ等に用いら
れ、電気信号をノイズ背圧に変換することにより所要の
空気圧信号に変換するような構成となっている。

【０００３】すなわち、従来この種の電空変換器１の一
例を図３を用いて簡単に説明すると、符号２は支点３に
よりベース部材４に揺動可能に支持されたビームで、こ
のビーム２の一端側には、ヨーク５、コイル６および永
久磁石７からなるマグネットユニット８が連設されてい
る。

【０００４】ここで、マグネットユニット８は、断面略
コ字状を呈する導電材からなるヨーク５Ａと、その中央
部に配設された永久磁石７と、この永久磁石７上に載置
された導電材からなるヨーク５Ｂとによって固定部が構
成されている。また、マグネットユニット８における可
動部は、前記ビーム２の一端に固定されるとともに、断
面略逆コ字状を呈する可動体９のコイル巻付け円筒部
を、前記ヨーク５Ｂの回りでヨーク５Ａの側壁部との間
の空隙内に臨ませるように配置されている。

【０００５】１０はビーム２の他端に配設されたバラン
サ、１１はビーム２のバランサ１０よりも支点３寄りの
位置に設けられたバイアススプリング、１２はこのバイ
アススプリング１１に対向して設けられたゼロ点調整用
スプリングである。なお、図中１３，１４はビーム２に
対してバランサ１０を取付けるためのボルト、ナットで
ある。

【０００６】１５は前記ビーム２の一端側においてマグ
ネットユニット８を構成する固定部側のヨーク５Ｂに開
口して設けられたノズル、１６はこれに対向するように
ビーム２に連設されている可動体９に設けられたフラッ
パ部で、これによりノズル・フラッパ機構が構成されて
いる。なお、図中１７は供給空気圧Ｐsup を固定絞り１
８を介して供給する供給通路、１９はノズル１５の背圧
ＰN を空気圧出力Ｐout として送り出す出力通路であ
る。

【０００７】そして、このような構成において、マグネ
ットユニット８においてコイル６への通電電流によっ
て、永久磁石７によりヨーク５Ａ，５Ｂに生じる磁界の
方向と同方向の磁界が発生したり、磁界の強さを打ち消
す向きに磁界が発生することにより、マグネットユニッ
ト８では、ビーム２を可動部９を介して揺動させる力が
働き、このビーム２を支点３を中心として供給電流に比
例した回転トルクを所要の方向に揺動させることができ
る。

【０００８】したがって、このビーム２の揺動動作によ
ってノズル１５、フラッパ１６の間隙が変化することに
より、このノズル１５に供給されている供給空気圧Ｐsu
p に伴なうノズル背圧ＰN が増大、減少し、もって電流
信号に比例した空気圧信号を出力圧Ｐout として発生さ
せることが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来構造による電空変換器１においては、ビーム２および
これに付属される部品をも含めた全体のバランスを取る
ことが望まれる。すなわち、支点によって支持される物
体において、支点の左、右両側の重心が支点と同一平面
にあるものは取付け位置による重力の影響を受けない
が、ビーム２のように支点３の両側にマグネットユニッ
ト８の可動体９やバランサ１０を有し、図４の（ａ）に
示されるように重心Ｇ１，Ｇ２や支点Ｏが同一平面にな
いものは取付け位置により重力の影響を受けるという傾
斜特性を有している。

【００１０】このため、上述した電空変換器１における
ビーム２では、支点３の左、右両側でのバランスを取る
ことが必要となる。このようなビーム２において、図４
の（ａ）から明らかなように、左、右方向でのバランス
はバランサ１０の重量を変更することで支点３（Ｏ）に
対してのビーム２のバランスを左側のマグネットユニッ
ト８側での重量に吊り合うようにすることはできる。

【００１１】しかしながら、上述した状態から、ビーム
２が、たとえば図４の（ｂ）に示すように、４５°傾斜
すると、それぞれの重心Ｇ１，Ｇ２は支点Ｏを通る線上
にないため、重心までの腕の長さの比が変化し、回転を
引き起こすようなモーメントを生じ、上述した傾斜特性
をもつことを避けられない。

【００１２】このような問題をなくすため、支点３の
左、右両側の重心Ｇ１，Ｇ２と支点Ｏを同一平面に形成
すると、構造が複雑となり、大型化してしまう。また、
上述したビーム２においてマグネットユニット８の可動
体９に付設されるコイル６での巻線や配線部分等では重
心位置がばらつき易いものであり、このような点に配慮
し、ビーム２の支点３を中心とした左、右両側でのバラ
ンスを所要の状態で取ることが望まれている。

【００１３】特に、上述したビーム２やこれに付設され
る部品などの組付け、部品の形状、レベルで、非常に複
雑な高精度が要求されることは、実用面で問題であり、
このような点にも配慮し、何らかの対策を講じることが
必要とされている。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ノズル・フラッパ機構のフラッパビーム部
分にメカ的なバランスを配慮し、これによりビームの揺
動動作にかかわらず、重力の影響を受けたりし、精度面
での問題を解消するとともに、耐振性をも向上させ得る
安価な電空変換器を得ることを目的としている。

【００１５】

【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、支点により揺動可能
なビームを、ヨーク、コイル、永久磁石からなるマグネ
ットユニットに連設される一端側と、バランサが付設さ
れる他端側とに分割し、かつこれらを支点位置で回転自
在に連設するとともに、バランサを、マグネットユニッ
ト側の重心と支点を通る平面上に移動可能に設けたもの
である。

【００１６】

【作用】本発明によれば、支点位置で回転自在に連設し
ているビームを構成するマグネットユニット側とバラン
サ側とを、バランサ側を鉛直状態として吊り下げ、これ
によりマグネットユニットやビームによる全体の重心を
通る軸上にバランサの重心を位置させ、この位置決め状
態で前記支点位置での連設部分を固定する。これによ
り、バランサは、ビーム上でその全体の重心を通る軸上
のみを移動可能であり、バランサ調整を行なっても、ビ
ームの支点を中心とした左、右両側でのバランスが崩れ
ず、重力の影響を受け難い。

【００１７】

【実施例】図１および図２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３以下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。

【００１８】本発明によれば、支点３を介して揺動可能
なビーム２を、ヨーク５（５Ａ，５Ｂ）、コイル６、永
久磁石７からなるマグネットユニット８に連設される一
端側の被調整側アーム部２１と、バランサ１０が付設さ
れる他端側の調整側アーム部２２とに分割し、相対的な
角度調整可能な状態で構成し、かつこれらを支点位置で
軸支部２３により回転自在であって、しかも一体的に連
結固定可能な状態で連設するとともに、バランサ１０
を、前記マグネットユニット８側の重心Ｇと支点３（２
３）を通る平面上に移動可能に設けたところに特徴を有
している。

【００１９】ここで、図中２４はビーム２を構成するバ
ランサ１０付きの調整側アーム部２２において支点３部
分を通ってこのアーム部２２の軸線方向に延設されたね
じ軸、２５はこのねじ軸２４に螺合して嵌装されるバラ
ンサ１０を適宜の位置で固定するためのナットである。

【００２０】すなわち、ビーム２において左、右両側の
重心Ｇ１，Ｇ２が支点３と同一平面にあれば、取付け位
置による重力の影響を受けず、従来のような傾斜特性は
生じない。このため、ビーム２での左、右両側の重心位
置を支点位置と同一平面に合わせるとともに、簡単な調
整によって支点３を介しての左、右両側でのバランス調
整を容易に行なえるようにすることが望まれる。

【００２１】このため、ビーム２を、支点３を中心とし
て左、右両側の二つのブロック（マグネット側アーム部
２１とバランサ側アーム部２２）に分離して構成し、し
かも左、右それぞれのブロック（２１，２２）での重心
を結ぶ直線が支点３上を通れば、左、右のバランスをバ
ランサ１０位置の調整によって合わすだけで、このビー
ム２の左、右両側の重心（従来例でのＧ１，Ｇ２を参
照）は支点３と同一平面上に来ることになる。

【００２２】したがって、本発明によれば、支点３位置
で回転自在に連設されるビーム２を構成するマグネット
ユニット８側の被調整側アーム部２１とバランサ１０側
の調整側アーム部２２とを、それぞれの重心と支点３位
置とを通る直線のなす角度を可変できるように構成し、
所要の位置で両者を一体化し得るようにしたものであ
る。

【００２３】さらに、本発明では、調整側アーム部２２
におけるねじ軸２４に対し、バランサ１０を軸対称に付
設し、これを可動調整しても、支点３を通る軸線上に重
心が位置するように構成している。

【００２４】このような構成において、互いに回転可能
な被調整側アーム部２１と調整側アーム部２２とを、図
２の（ｂ）に示されるように、バランサ２２側である調
整側アーム部２２を鉛直状態として吊り下げ、マグネッ
トユニット８の可動体９等を有する被調整側アーム部２
１が自然に止まるのを待つ。

【００２５】そして、この被調整側アーム部２１が図示
したような位置で止まると、その重心が前記支点３を通
り、調整側アーム部２２の重心と鉛直方向で一直線とな
ることになる。ここで、二つのアーム部２１，２２を、
軸支部２３部分で相対的に回転しないように、たとえば
接着剤等をつけて連結固定するとよい。なお、図２にお
いてＧは被調整側の重心位置である。

【００２６】さらに、このような状態において、図２の
（ａ）に示すように、アーム部２１，２２によるビーム
２を支点３を中心として支持し、左、右のバランスを、
バランサ１０のねじ軸２４への螺合調整によって取り、
その位置でバランサ１０をナット２５で固定することに
より、ビーム２における左、右バランスを取ることがで
きる。

【００２７】なお、上述したバランサ１０の支持構造で
は、バランサ調整を行なっても、ビーム２の左、右両側
での重心は支点３と同一平面上にあって、これら左、右
両側の重心にずれは生ぜず、重力の影響を受け難く、従
来のような傾斜特性はなくなる。したがって、このよう
な電空変換器１を用いたポジショナ等を現場で設置する
にあたって、各部の位置や姿勢変更等といった調整作業
は不要で、自由に取付けできるものである。

【００２８】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、
変形し得ることは勿論であり、たとえばスプリング、ば
ね等による弾性部材やフラッパ部１６を有するビーム２
を支持する支点３の軸支部２３による連結構造やその固
定手段を始めとして、種々の変形例が考えられることは
容易に理解されよう。

【００２９】

【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、支点により揺動可能なビームを、ヨー
ク、コイル、永久磁石からなるマグネットユニットに連
設される一端側と、バランサが付設される他端側とに分
割し、かつこれらを支点位置で回転自在に連設するとと
もに、バランサを、マグネットユニット側の重心と支点
を通る平面上に移動可能に設けたので、簡単な構成であ
るにもかかわらず、以下に述べる優れた効果を奏する。

【００３０】すなわち、本発明によれば、支点位置で回
転自在に連設されるビームを構成するマグネットユニッ
ト側とバランサ側とを、バランサ側を鉛直状態として吊
り下げ、これによりマグネットユニットやビームによる
全体の重心を、バランサの重心を通る軸上に位置させ、
この位置決め状態で前記支点位置での連設部分を固定す
ることにより、ビーム全体でのバランス調整を適切に行
なえ、従来のようなビームの左、右両側の重心のずれを
生じることはなく、重力の影響を受け難く、傾斜特性と
いった問題を一掃することができる。

【００３１】したがって、本発明によれば、簡単な構成
であるにもかかわらず、バランス調整を適切に行ない、
精度的に支障のないビームを構成でき、従来のような各
部の部品での工作精度を高めるといった必要性はなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【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図、（ｂ）はその要部平
面図である。

【図２】 本発明に係る電空変換器の作用効果を説明す
るための図であって、（ａ）はビーム構造体の概略図、
（ｂ）はビームを構成する被調整側と調整側アーム部間
での角度調整状態を示す概略図である。

【図３】 従来の電空変換器の概略構成を示す図であ
る。

【図４】 従来のビーム構造体を示し、（ａ）はその概
略図、（ｂ）はその不具合を説明するための概略図であ
る。

【符号の説明】

１…電空変換器、２…ビーム、３…支点、４…ベース、
５（５Ａ，５Ｂ）…ヨーク、６…コイル、７…マグネッ
ト、８…マグネットユニット、９…可動体、１０…バラ
ンサ、１１…バイアススプリング、１２…ゼロ点調整用
スプリング、１５…ノズル、１６…フラッパ部、２１…
被調整側アーム部、２２…調整側アーム部、２３…軸支
部、２４…ねじ軸、２５…ナット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支点を備えたビームの一端側に、ヨー
   ク、コイル、永久磁石からなるマグネットユニットを連
   設するとともに、他端にバランサを配設し、 かつ前記ビームに臨んでノズルを設けている電空変換器
   において、 前記ビームをマグネットユニット側とバランサ側とに分
   割し、これらを支点位置で回転自在に連設するととも
   に、 前記バランサを、前記マグネットユニット側の重心と支
   点を通る平面上に移動可能に設けたことを特徴とする電
   空変換器。