JPH0140595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクチユエータ、詳しくは、種々の
被駆動体や被作動体などを押圧又は押動せしめて
所望の前後進、及び往復・移動動作を行なわせし
めるアクチユエータに関する。

アクチユエータは、周知のように、所望の動作
を行なわせるために各種モータの回転力、流体圧
作動装置の押圧力や引張力、或いはまた電磁石の
吸引力や反撥力などを利用しているが、従来、そ
の動作をきめ細かくかつその作動ストロークを可
変に制御できるものが少ない上、その位置決めや
固定等の制御も比較的複雑なものであつた。

本発明の目的は、上記従来の事情に鑑み、制御
が比較的簡単で動作をきめ細かくかつその作動ス
トロークを可変に制御できるアクチユエータを提
供するにある。

以下本発明を図示の実施例によつて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すアクチユエー
タである。同図において、２は作動軸であり、以
下に示す構造によりこの作動軸２を矢印２０で示
すように左右に往復移動することにより、その一
端で被駆動体９を押動又は押圧と引張り又はもど
しを交互にして所望の動作を行なうものであり、
１はこの作動軸２を必要に応じてキーとキー溝に
より回転止めして軸方向に滑動自在に支持してい
る基本、３は作動軸２に固着された固定部材、５
は第２図ａ，ｂに示すような斜板であつて、この
斜板５は比較的薄い板圧の鋼材又はばね材を打ち
抜いて形成した円板状部材で、中心部に内孔５ｂ
を有し、該内孔５ｂに軸に対する廻り止めキー溝
５ｃを必要に応じて有し、外周および内周縁部に
複数の切り込み５ａが半径方向に放散同形に形成
されていると共に、中心部に対して円板部が一方
の側に所定角度傾斜して笠状に即ち載頭円錐状に
形成されているものであり、２１はこのように形
成された斜板５を複数枚重ね合せた積層体、６は
作動軸２上に同軸的かつ滑動自在に設けられた斜
板積層体２１の押圧体で、弾性円筒蛇腹６ａによ
り固定部材３に結合されて電磁吸引限度以上の離
隔が防止されており、７は固定部材３又は押圧体
６に固定して設けられ斜板５の内孔５ｂの内周端
近傍を押圧体６と固定部材３との間で、圧潰及び
解放可能に作動軸２の周囲に同軸状に配設された
円筒状鉄芯とコイルとから成る斜板積層体２１の
斜度制御用電磁石、８は斜板５の外周端周縁側で
あつて、所定距離離隔して円周等分、例えば４個
所に位置決め固定して、配設された斜板吸引移動
用電磁石、４は固定部材３と基材１との間に配設
された圧縮ばねであり、これにより固定部材３が
基体１，１間のほぼ所定位置に戻るように調整さ
れている。２２は、逐次励磁制御回路であつて、
リード線２３を介して上記電磁石８を励磁制御
し、リード線２４を介して電磁石７を励磁制御し
ている。そして、この励磁制御順序を以下に詳細
に説明するように、まず電磁石７を励磁制御した
のち、電磁石８を励磁制御し、さらに上記励磁を
適宜の順序で解放することにより、前述したよう
に作動軸２を矢印２０で示すように左右に往復押
動し、被駆動体９を駆動制御しているのである。

即ち、第１図に示すような状態において、逐次
励磁制御回路２２はまずリード線２４を介して電
磁石７を励磁する。すると、この電磁石７の吸着
磁力によつて押圧体６を電磁石７が吸引し電磁石
７の方に移動させる。その結果、斜板５の積層体
２１は、押圧体６に押圧圧潰されて傾斜角度が変
化し、点線で示すように起立した状態になり、そ
の外周端５Ｐは電磁石８の磁極に近接した位置に
くる。そして、この時、斜板５の外周端５Ｐと電
磁石８との間隙は、図に示すようにe₀からe₁へと
小さく変化する。このように斜板５の傾斜角度を
変化して、その外周端を電磁石８に近接させた
後、更に逐次励磁制御回路２２は、リード線２３
を介して電磁石８を励磁する。すると、この電磁
石８の吸着磁力によつて斜板５の外周端は更にこ
の電磁石８の方へ、即ちこの図において右方に引
き寄せられる。その結果、斜板５の積層体２１全
体は右方に移動すると共に、固定部材３を介して
作動軸２をばね４の作用に抗して右方へ移動さ
せ、作動軸２の右端部にて被駆動体９を押圧又は
押動し、所望の動作を行う。作動軸２により被駆
動体９を押圧した後、上述と逆の順序、同時、又
は電磁石８の励磁後、電磁石７の励磁を予め切つ
ておいて、電磁石８の励磁を切る如く逐次制御回
路２２が各電磁石８，７の励磁を解除すれば、作
動軸２は斜板積層体２１に対する電磁石８からの
拘束を解かれ、ばね４の作用で左方へ移動して元
の位置へ戻ると共に、斜板５も自己復元作用によ
り元の傾斜状態に戻る。以下同様にして、励磁逐
次制御回路２２の制御のもとに上記動作をくり返
せば、往復動アクチユエータになる。この時の作
動軸２のストロークはＳである。上記の場合、電
磁石８の励磁時に、斜板積層体２１の外周端５Ｐ
面と電磁石８の磁極面とが充分強固に密着するよ
うな寸法及び斜度に構成されていると、励磁吸着
時に作動軸２は所定の移動をした状態でその位置
に位置決め固定された状態となることができ、ま
た上記磁極面と外周端５Ｐ面とが微少隙間を有す
る状態で吸引対向するような寸法及び斜度に構成
してあると、例えば電磁石８と斜板５外周に複数
個配置しておいて順次励磁制御する等して、斜板
積層体２１、したがつて軸２を回転させることも
できる。

第３図に示す本発明の他の実施例であるアクチ
ユエータは、第１図に示したアクチユエータと同
様に作動軸２を矢印２０で示すように左右に往復
押動し、非駆動対９を駆動制御するものである
が、第１図に示した１個の斜板５の積層体２１及
び電磁石７の代りに、作動軸２に対して左右に一
対の斜板５Ａ，５Ｂの積層体２１Ａ，２１Ｂおよ
び之に対する各電磁石８Ａ，８Ｂを設けると共
に、斜板５Ａ，５Ｂの傾斜角度を調整するため、
小型モータ２６Ａ，２６Ｂ、ウオーム２７Ａ，２
７Ｂ、ウオーム車２８Ａ，２８Ｂがそれぞれ左右
対象に作動軸２に設けられているものであり、第
２図に示した構成部材と同じ部材には同じ符号を
付してある。なお、この第３図に図示せぬも第１
図に示したような逐次励磁制御回路２２が設けら
れ、これにより小型モータ２６Ａ，２６Ｂおよび
電磁石８Ａ，８Ｂが適宜駆動及び励磁制御され、
アクチユエータとしての作動を行うようにしてい
る。

第３図において、まず小型モータ２６Ａ，２６
Ｂを駆動すると、ウオーム２７Ａ，２７Ｂが回転
し、ウオーム２７Ａ，２７Ｂに噛合するウオーム
車２８Ａ，２８Ｂも回転する。そして、このウオ
ーム車２８Ａ，２８Ｂに一体に固着され、かつ、
作動軸２上の軸方向所定固定位置で作動軸２に対
して回動自在に同軸に設けられているナツト２９
Ａ，２９Ｂも一緒に回転する。ナツト２９Ａ，２
９Ｂが回転すると、ナツト２９Ａ，２９Ｂの内周
面に形成されているめねじ３１Ａ，３１Ｂが作動
軸２の軸方向に移動自在に同軸に設けた作動軸２
に対してキーとキー溝６ａ，６ｂにより廻り止め
すると共に押圧体６Ａ，６Ｂの外周面に形成され
ているおねじ３０Ａ，３０Ｂに噛合しているの
で、ナツト２９Ａ，２９Ｂの回転により押圧体６
Ａ，６Ｂは作動軸２に沿つて進退する。そして、
押圧体６Ａ，６Ｂを進退させることにより各斜板
５Ａ，５Ｂの積層体２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ固
定部材３Ａ，３Ｂと押圧体６Ａ，６Ｂとの間で挾
圧圧潰又は解放し、積層体２１Ａ，２１Ｂの傾斜
角度を調節する。その結果、左方の斜板５Ａの積
層体２１Ａはその外周面がそれぞれ電磁石８Ａに
対して若干右方へずれて位置づけられ、右方の斜
板５Ｂの積層体２１Ｂは、点線で示すように、そ
の外周面が電磁石８Ｂに正面に対向してずれない
位置に配設されるように調整される。このように
斜板５Ａ，５Ｂの積層体２１Ａ，２１Ｂをそれぞ
れ調整した後、図示せぬ逐次励磁制御回路により
まず電磁石８Ａを励磁制御すると、積層体２１Ａ
はこの吸着磁力により電磁石８Ａに吸引され、ス
プリング４Ａに抗し電磁石８Ａの方に移動し、電
磁石８Ａと正面に対向してずれない位置にくる。
そして、この積層体２１Ａの左方への移動に伴
い、作動軸２も左方へ移動する。一方、積層体２
１Ａによる作動軸２の左方への移動によつて、右
方の積層体２１Ｂも左方へ移動し、電磁石８Ｂに
対してずれることなく対向していた積層体２１Ｂ
の外周面は電磁石８Ｂとの対向からずれる。

このように作動軸２が左方に移動した後、次に
逐次励磁制御回路により電磁石８Ａの励磁を解除
し、右方の電磁石８Ｂを励磁制御すると、電磁石
８Ｂとの対向からずれていた積層体２１Ｂは電磁
石８Ｂの吸着磁力によりスプリング４Ｂに抗して
吸引せられて、右方へ移動し、積層体２１Ｂの外
周面は電磁石８Ｂに正面に対向してずれない位置
にくる。その結果、作動軸２も右方へ移動され、
その右端部で被駆動体９を押圧又は押動して、所
望の動作を行わせしめる。このように作動軸２が
右方へ移動すると、左方の積層体２１Ａはその外
周面が電磁石８Ａに対して若干右方へずれた位置
に移動し、最初の状態に戻る。しこうして、上述
した動作をくり返すことにより、作動軸２は、矢
印２０で示すように左右にくり返し往復押動さ
れ、その右端部で被駆動体９を押圧又は押動して
所望の動作を行うことができるものである。

以上は、第３図の装置の作動の一例であつて、
斜板積層体２１Ａ，２１Ｂ及び電磁石８Ａ，８Ｂ
等を２組設けて順次励磁制御することにより作動
軸２の軸方向往復移動ストロークを約２倍に、か
つ順次のステツプ移動として行なわせることがで
きる。以下その構成作動を説明する。

先ず各斜板積層体２１Ａ，２１Ｂの押圧圧潰が
解除されていて、斜板積層体２１Ａの外周端は第
１図の如く電磁石８Ａより左方へほぼ所定の１ス
テツプの例えば約２倍位の長さ程度ずれた位置に
あるのに対し、他方の斜板積層体２１Ｂの外周端
は電磁石８Ｂに対して、上記斜板積層体２１Ａの
ずれの約２倍位左方へずれた位置にあるよう固定
部材３Ａ，３Ｂの位置やスプリング４Ａ，４Ｂが
調整されている。そこで先ず、逐次励磁制御回路
により設定プログラム等にしたがつて、モータ２
６Ａを回転駆動し、ナツト２９Ａを回転させて押
圧体６Ａを前進させ、固定部材３Ａとの間で斜板
積層体２１Ａを押圧圧縮すると、該斜板積層体２
１Ａ外周端が径を増大すると共に右方へ、例えば
前記ずれ長さの約１／２位偏して、電磁石８Ａの
磁極面に近づいた所で、該電磁石８Ａを励磁する
と、斜板積層体２１Ａの外周端を微少間隙状態に
吸引するか、接触固定状態に吸着して作動軸２を
スプリング４Ａ，４Ｂに抗して前記ずれ長さの約
１／２（所定のストローク）右方へ移動せしめる。
このとき他方の斜板積層体２１Ｂは右方に移動し
て電磁石８Ｂと最初のずれの長さの約１／２のず
れがある状態（最初の斜板積層体２１Ａと電磁石
８Ａとの相対時の状態）となつており、従つて次
いでモータ２６Ｂを回転駆動し、そして電磁石８
Ｂを励磁する訳であるが、この電磁石８Ｂ励磁の
際に、ほぼ同時に電磁石８Ａの励磁を解放する
か、又はさらにモータ２６Ａを回転駆動して押圧
体６Ａによる斜板積層体２１Ａの圧潰を解放して
斜板５Ａを最初の傾斜状態とし（この状態では積
層体２１Ａの外周が電磁石８Ａと正面に対向して
いても、間隙がe₀と大きいから、電磁石８Ａを励
磁しても積層体２１Ａ外周を吸引又は吸着できな
い状態に調整設定しておくのが望ましい。）、電磁
石８Ｂを励磁することにより斜板積層体２１Ｂを
吸引乃至は吸着固定して作動軸２をさらに１ステ
ツプ右方へ駆動移動せしめる如く作動せしめるの
であり、この状態からの左方への移動は、先ず電
磁石８Ｂの励磁を解き、さらにはモータ２６Ｂを
逆転させ、この時電磁石８Ａを励磁しても良く
（積層体２１Ａが傾斜状態に戻してあれば、モー
タ２６Ａを回転駆動して積層体２１Ａを押圧圧潰
して）、このようにして左方へ１ステツプ戻した
後、電磁石８Ａを励磁するか励磁を一時続けた
後、電磁石８Ａの励磁を解くか、さらには同時に
モータ２６Ａを回転駆動して積層体２１Ａの傾斜
を幾分増大させて、電磁石８Ａの励磁解除時に於
ける２ステツプ目の左方移動が迅速確実に行なわ
れるようにしても良い。そして以上の作動サイク
ルを、プログラムやシークエンス制御等によつて
励磁回路２２を制御することにより所定の周期等
で繰り返し行なわせることができる。

以上説明したように、本発明によれば、斜板を
利用し、この斜板の傾斜角度を制御して、その外
周端を斜板吸着移動用電磁石に近接させた後、そ
の電磁石を励磁して、斜板を吸着移動させるとい
う一連の動作によつて作動軸を往復押動せしめ、
この作動軸の動作によつて非駆動体を押圧又は押
動或は引張して、所望の動作（仕事）を行うよう
にしており、斜板の傾斜角度を制御することによ
り細かく精密な動作を行うことができる上、その
制御も比較的簡単なものとなつている。そして、
上記斜板の傾斜角度を適宜制御して、その外周端
と電磁石しの間の距離を変えることによつても、
アクチユエータの作動ストロークを変えることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すアクチユエ
ータの説明図、第２図ａ，ｂは、それぞれ第１図
のアクチユエータに使用する斜板の正面図および
平面図、第３図は、本発明の他の実施例を示すア
クチユエータの説明図である。 ２…作動軸、５，５Ａ，５Ｂ…斜板、６，６
Ａ，６Ｂ…押圧体、７…斜度制御用電磁石、８，
８Ａ，８Ｂ…斜板吸引移動用電磁石、９…被駆動
体、２１，２１Ａ，２１Ｂ…積層体、２２…逐次
励磁制御回路、２６Ａ，２６Ｂ…小型モータ、２
７Ａ，２７Ｂ…ウオーム、２８Ａ，２８Ｂ…ウオ
ーム車、２９Ａ，２９Ｂ…ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被駆動体などを繰り返し往復押圧又は押動す
   るための作動軸と、 上記作動軸に同軸に嵌挿して取付けられた環状
   の円板状部材であつて、その内外周縁部に複数の
   半径方向の切り込みを放射状に有し、中心部に対
   して外周縁部が一方の側に所定角度笠状に傾斜し
   た少なくとも一枚以上の斜板と、 上記斜板の傾斜角度を変える傾斜角度制御手段
   と、 上記斜板の外周端側近に径及び軸方向に所定距
   離離隔して配設された斜板吸引移動用電磁石と、 上記傾斜角度制御手段を付勢制御して斜板の傾
   斜角度を変え、斜板の外周端を上記電磁石により
   近接させたのち、上記電磁石を励磁制御して斜板
   を電磁石に吸引せしめることにより、上記作動軸
   を押動し、これにより被駆動体を押圧又は押動す
   るように制御する逐次制御手段と、 を有することを特徴とするアクチユエータ。