JPH011470A - 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〕

従来空圧制御式のアクチュエータとしては第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１クチユ工−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１０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サージタンクで、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ｌ
Ｏ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、ＯＮ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、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
ー圧がポート９を経由してシリンダ左室７に供給される
ため、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［１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
だけ駆動されろことになる。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１０の吐出圧を可変オリイフイス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なされたもので、外部に空圧
源を必要とせず、電気的に制御可能なアクチユエータを
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
支持された回転ブーりにワイヤをかけ、このワイヤの両
端には、それぞれスプリングを介して、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、さらに上記ブーり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〕

この発明におけろ磁性流体式アクチユエータは、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はアクチュエータ本体、２０ａ、
２０ｂは弾性膜体中に磁性流体２１ａ、２１ｂを封入し
て構成されるアクチュエータ素子で、これらの１クチユ
エータ素子のホルダ部２２ａ、　２２ｂが固定端２７に
支持されると共に他端側２３ａ、２３ｂがスプリング２
４ｍ、２４ｂに結合され、さらにこのスプリングの他端
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、とのプーリ２９は回転駆動可
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！
ＪＫ動ワ動子イヤの先端ロッド３１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３
３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。３５ａ、３５ｂは上記磁性流体アクチュエ
ータ素子２０ａ、２０ｂ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２０ａ、２０ｂ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図は再励磁コイル３５ａ、３５ｂ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２０ａ、
２０ｂには磁界が作用するため、上記磁性流体２１ｍ、
　２１ｂ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っ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３５ｂのみが通電されている状態を
示しｔこもので、アクチュエータ素子２０ａは作用磁界
がないため、その形状は略球形状に復元しようとして、
収縮力が発生するｔこめ、プーリは時計方向に図示の如
＜９０°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ＷｊＡｖｈ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２０ａの収
縮力′とスプリング２４ｍ、２４ｂの収縮力と外部負荷
駆動ワイヤ１８の張力の３者のつゆ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１
８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事では、はぼ加わる磁
場に比例するわけで、この範囲内では外部負荷駆動ワイ
ヤ１８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。また励磁コイル３５ｍ
が励磁された場合は、プーリ２９は反時計方向に駆動さ
れ、外部負荷駆動ワイヤ１８は図示左方向に全く対称的
に駆動される。

〔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ｍ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
ることができる。

【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ＷＡＴ
ｏ用ワイヤ、２０ａ、２０ｂはアクチュエータ素子、２
１ａ、　２１ｂは磁性流体、２４ａ、　２４ｂばスプリ
ング、２７は固定端、２８はワイヤ、２９はプーリ、３
０はリール、３１は先端ロッド、３２はロッド挿入口、
３３はアーム、３４（よ切欠き部、３５ａ、３５ｂは励
磁コイルである。 尚、図中同一符号は同二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２個のアクチュエ
   ータ素子、これらのアクチュエータ素子と結合されるス
   プリング、これらのスプリング間に介装されるワイヤ、
   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。