JPH011467A - 磁性流体式アクチュエ−タ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は励磁コイルの通電電流を制御することにより
ストローク制御可能なアクチュエータに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来空圧制御式の１クチユエータとしては第３図で示さ
れる如き構造のものが用いられている。

１はいわゆる空圧シリンダ型のアクチュエータ本体で、
シリンダ外壁２，３及びアーム４，５によってシリンダ
が形成され、その内部にスライダ６が介装され、このス
ライダ６によってシリンダは２つの空間部７．８に分離
されると共に、図示の左室７にはエアー供給口９が形成
されて、空圧源１０より制御弁１５を経由してエアーが
供給可能なように構成されている。一方シリンダ右室８
に於ては、スライダ６とアーム５間にスプリング１７が
伸縮自在に介装されている。また上記スライダ６の延出
部には、駆動ワイヤ１８のホルダ部１９が形成されてい
る。１１はソレノイド式可変オリイフィスで、上記空圧
源ｌＯの吐出口と大気間に介装されており、そのオリイ
フィスロ径はソレノイド１２への通電電流によりリニア
に制御され、そのオリイフィスロ径の絞り度に略比例し
て空圧源の吐出圧が制御される。１３は上記空圧源１０
の吐出口に接続されるす−ジタンクで、空圧源１０の脈
動を吸収するためのものである。１４は同じく空圧源１
０の吐出口に接続された圧力検出器で、この出力に対応
して、可変オリイフィス１１の口径が制御され、上記空
圧源１０の吐出圧が所定圧にコントロールされている。

１５は３方向電磁弁で、０８時は空圧源とシリンダ左室
７を連通し、ＯＦＦ時には上記エアー通路をしゃ断し、
空圧源１０からのエアー供給を停止すると共に、シリン
ダ左室７のエアーを大気１６に連通、排気せしめる作用
をする。

次に、本アクチュエータの作動について説明する。

今３方向電磁弁１５がＯＮされると、空圧源１０のエア
ー圧がボート９を経由してシリンダ左室７に供給される
なめ、この圧力によりスライダ６は右方向に付勢される
。一方シリンダ右室８にはスプリング１７が伸縮自在に
介装されているため、常時は上記スライダ６を左方向に
付勢している。従ってスライダ６は上記空気圧とスプリ
ング１７の付勢力及びワイヤ１８の張力のつり合い位置
まで駆動されて停止する。従って駆動用ワイヤ１８もま
た上記スライダ６の駆動ストロークと等しいストローク
だけ駆動されることになる。しかるに、スライダ６の駆
動ストロークはスライダ６への供給圧に比例するわけで
、従って空圧源ｌＯの吐出圧を可変オリイフィス１１の
絞り制御により、リニアに制御すれば、上記スライダ６
のストローク量及びワイヤ１８のストローク量もリニア
に制御可能となるわけである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで本アクチュエータの欠点としては、外部に空圧
源が必要となることで、システム全体としては、複雑化
かつコスト高となることである。

本発明はこの点に着目して成れたもので、外部に空圧源
を必要とせず、電気的に制御可能なアクチュエータを提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る磁性流体式アクチュエータは、アームに
支持された回転プーリにワイヤをかけ、ワイヤの一端に
はスプリングを、他端には弾性膜体中に磁性流体を封入
してなるアクチュエータ素子をそれぞれ接続すると共に
、上記アクチュエータ素子を励磁する励磁コイルを設け
、さらに上記プーリには外部負荷駆動用ワイヤを巻回す
るリール部を設けたものである。

〔作用〕

この発明における磁性流体式アクチュエータは、アクチ
ュエータ素子内の磁性流体が、加えられる磁場の方向に
引き伸ばされる性質があることを利用して、励磁コイル
に流す電流の大きさを変えることにより、アクチュエー
タ素子とスプリングによりつり合っているプーリの回転
方向の位置を動かすことによりストローク制御可能にし
たものである。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図、第２図は本発明によるアクチュエータの一実施
例を示したもので、１ばアクチュエータ本体、２０は弾
性膜体中に磁性流体２１を封入して構成されるアクチュ
エータ素子で、アクチュエータ素子２０のホルダ部２３
及びスプリング２４の一端２Ｂが固定端２７に支持され
ると共に他端側２２．２５がワイヤ２８の両端に結合さ
れる。上記ワイヤ２８はプーリ２９に巻き付けられ、こ
のプーリ２９ば回転駆動可能とされている。このプーリ
２９の一側面に外部負荷駆動ワイヤ１８を巻回駆動する
ためのリール３０が設けられる。このリール３０の切欠
き部３４に前記外部負荷駆動ワイヤ１８の先端ロッド３
１を挿入固定するロッド挿入孔３２が設けられる。また
プーリ２９はアーム３３の一端に保持され、アーム３３
の他端は固定端２７に固定される。３５は上記磁性流体
アクチュエータ素子２０に磁場を加えるための励磁コイ
ルで、上記アクチュエータ素子２０と同軸的に設けられ
ている。

次に本磁性流体式アクチュエータの作動について説明す
る。第１図は励磁コイル３５が励磁状態にある場合で、
上記磁性流体アクチュエータ素子２０は磁界が作用する
ため、上記磁性流体２１は無励磁状態ではその表面張力
の作用で略球形になろうとするが、磁場の作用下に於て
は、その長さ方向に引き延ばされる如く形状変形されて
略長円形の形状でスプリングの収縮力とつり合い安定す
るため、プーリ２９は図示の平衡位置で停止する。従っ
て外部負荷駆動用ワイヤ１８もこれに対応した位置に位
置されている。

第２図は励磁コイル３５のＯＦＦ状態を示したもので、
アクチュエータ素子２０は作用磁界がないため、その形
状り才略球形状に復元しようとして、収縮力が発生する
ため、プーリは時計方向に図示の如く３０’回転駆動さ
れて停止する。従って外部負荷駆動用ワイヤ１８も右方
向に所定のストロークだけ駆動されるわけである。実際
には外部負荷駆動ワイヤ１８駆動トルクが必要なため、
上記アクチュエータの力のつり合いは、上記磁性流体ア
クチュエータ素子２０の収縮力とスプリング２４の収縮
力と外部負荷駆動ワイヤ１８の張力の３者のつり合い位
置で上記プーリ２９は静止し、これに対応して外部負荷
駆動ワイヤ１８が位置決めされることになる。

ところで、上記磁性流体２１の水平方向の変形量は、磁
性流体２１が磁場により飽和するまでは、はぼ加わる磁
場に比例するわけで、乙の範囲内では外部ｆｌＦｉ駆動
ワイヤＩ８のストロークはコイル３５の励磁電流にほぼ
比例して制御可能となるわけである。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明による磁性流体式アクチュエー
タによれば、励磁コイルの励磁電流を制御し、上記磁性
流体アクチュエータ素子に作用する磁場を制御すること
により、外部負荷駆動用ワイヤのストローク制御が可能
となり、しかも上記ストロークを励磁電流に対応してリ
ニア制御することも可能となり、構造的にもシンプルで
、かつ従来例の如き、空圧源の必要もなく、機械的な摩
耗、劣化要因の少ない信頼性の高いアクチュエータを得
ろことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示す正面図、第
３図は従来の空圧式アクチュエータを示す正面断面図で
ある。 図中、１はアクチュエータ本体、１８は外部負荷駆動用
ワイヤ、２０はアクチュエータ素子、２１は磁性流体、
２２．２３はホルダ部、２４はスプリング、２７は固定
端、２８はワイヤ、２９はプーリ、３０はリール、３１
は先端ロッド、３２はロッド挿入口、３３はアーム、３
４は切欠き部、３５は励磁コイルである。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弾性膜体中に磁性流体を封入してなるアクチュエータ素
   子、このアクチュエータ素子と結合されるスプリング、
   上記アクチュエータ素子とスプリング間に介装固定され
   るワイヤ、このワイヤにより駆動されるプーリ、このプ
   ーリの一面側に設けられ、外部負荷駆動用ワイヤを巻回
   駆動するリール、上記プーリをその一端で保持すると共
   に他端が固定端に支持されたアーム、上記アクチュエー
   タ素子に磁場を加えるための励磁コイルにより構成され
   たことを特徴とする磁性流体式アクチュエータ。