JPH05152125A - Method for controlling actuator - Google Patents
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- JPH05152125A JPH05152125A JP31255591A JP31255591A JPH05152125A JP H05152125 A JPH05152125 A JP H05152125A JP 31255591 A JP31255591 A JP 31255591A JP 31255591 A JP31255591 A JP 31255591A JP H05152125 A JPH05152125 A JP H05152125A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車のドア
ロックの開閉用駆動源として利用される直動式のアクチ
ュエータに関し、特にその制御方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct-acting actuator used as a drive source for opening and closing a door lock of an automobile, and more particularly to a control method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5および図6は、自動車のドアロック
の開閉用駆動源として利用されるアクチュエータを例示
するものであって、図示するアクチュエータ50は、円
筒形状をなし磁性体製で磁路形成用のヨーク51の図5
中において下端縁に略円盤形状で中央にコア挿入用孔5
2aを設けた磁性体製で磁路形成用のボトム52が固定
してあり、前記ヨーク51の図5中において上端縁に
は、略円盤形状で中央にコア挿通用孔53aを設けた磁
性体製で磁路形成用のトップ53が固定してある。ま
た、前記ボトム52のコア挿入用孔52aには、円柱形
状をなし磁性体製で磁路形成用のコア54の基端側が組
付けてあり、コア54の先端側がトップ53のコア挿通
用孔53aに通してある。2. Description of the Related Art FIGS. 5 and 6 illustrate an actuator used as a drive source for opening and closing a door lock of an automobile. An actuator 50 shown in the drawing has a cylindrical shape and is made of a magnetic material. FIG. 5 of the forming yoke 51
Inside is a hole for core insertion 5 in the shape of a disk at the bottom edge
A magnetic body 2a provided with a bottom 52 for forming a magnetic path is fixed, and the yoke 51 has a substantially disc-shaped bottom and a core insertion hole 53a formed in the center at the upper end in FIG. The top 53 for manufacturing magnetic paths is fixed. Further, the core insertion hole 52a of the bottom 52 is assembled with a base end side of a magnetic path forming core 54 having a columnar shape and made of a magnetic material, and the tip end side of the core 54 is a core insertion hole of the top 53. It passes through 53a.
【0003】そして、前記ヨーク51の内周側には、ヨ
ーク51の軸方向に沿って離間させた円筒形状のマグネ
ット55,56が夫々固定してあり、これらマグネット
55,56の各々内側がS極そして外側がN極になる方
向に着磁してある。On the inner peripheral side of the yoke 51, cylindrical magnets 55 and 56, which are spaced apart along the axial direction of the yoke 51, are fixed, and the inside of each of these magnets 55 and 56 is S. It is magnetized so that the pole and the outside become the N pole.
【0004】そしてまた、前記各マグネット55,56
とコア54のあいだには、円柱形状をなし磁性体製の巻
き枠部57aを備えた出力部材57が配設してあり、前
記巻き枠部57aの先端寄りがトップ53のコア挿通用
孔53aとコア54のあいだに挿通してある。Also, each of the magnets 55, 56 is
Between the core 54 and the core 54, there is disposed an output member 57 having a cylindrical winding frame portion 57a made of a magnetic material, and the winding frame portion 57a has a core insertion hole 53a of the top 53 near the tip thereof. And the core 54.
【0005】前記出力部材57には、トップ53から図
5中の上方側に突出した巻き枠部57aの先端に負荷連
結部57bが設けてあり、この負荷連結部57bに図示
しないドアロック等の負荷を連結するようになってい
る。The output member 57 is provided with a load connecting portion 57b at the tip of a winding frame portion 57a protruding from the top 53 to the upper side in FIG. 5, and the load connecting portion 57b is provided with a door lock or the like (not shown). It is designed to connect loads.
【0006】そしてさらに、前記出力部材57の巻き枠
部57aには、この巻き枠部57aの軸方向に沿って離
間させたリード線巻き付け部57c、57dが設けてあ
り、前記各リード線巻き付け部57c、57dには、同
一方向のコイル状に巻数N1,N2で巻き付けたコイル
部58,59を有するコイル60,61が配設してあっ
て、前記各コイル部58,59の端部58a,58b,
59a,59bに外部ターミナル62,63,64,6
5が接続してある。Further, the winding frame portion 57a of the output member 57 is provided with lead wire winding portions 57c and 57d which are separated from each other along the axial direction of the winding frame portion 57a. 57c and 57d are provided with coils 60 and 61 having coil portions 58 and 59 wound in a coil shape in the same direction with the numbers of turns N1 and N2, respectively, and end portions 58a of the coil portions 58 and 59, 58b,
External terminals 62, 63, 64, 6 on 59a, 59b
5 is connected.
【0007】このような構造をなすアクチュエータ50
において、前記各外部ターミナル62,63,64,6
5を介し各コイル60,61に対して図中に示す方向で
同電位の電流を図6に示す所定時間t50で供給する
と、マグネット55のN極→ヨーク51→トップ53→
コア54→巻き枠部57a→マグネット55のS極を通
るマグネット55の磁力φ55とマグネット56のN極
→ヨーク51→ボトム52→コア54→巻き枠部57a
→マグネット56のS極を通るマグネット56の磁束φ
56に対してのコイル60,61の図示の電流方向によ
りフレミングの左手の法則による力が発生し、出力部材
57を復帰位置aから出力位置bまで出力移動させるの
で、出力部材57の負荷連結部57bに連結した負荷を
駆動させる。The actuator 50 having such a structure
In each of the external terminals 62, 63, 64, 6
When a current of the same potential is supplied to each of the coils 60, 61 through the coil 5 in the direction shown in the drawing for a predetermined time t50 shown in FIG. 6, the magnet 55 has the N pole → the yoke 51 → the top 53 →
Core 54 → Winding frame 57a → Magnetic force φ55 of magnet 55 passing through S pole of magnet 55 and N pole of magnet 56 → Yoke 51 → Bottom 52 → Core 54 → Winding frame 57a
→ Magnetic flux φ of the magnet 56 passing through the S pole of the magnet 56
A force according to Fleming's left-hand rule is generated by the illustrated current direction of the coils 60 and 61 with respect to 56, and the output member 57 is output-moved from the return position a to the output position b. The load connected to 57b is driven.
【0008】また、この状態で、前記各外部ターミナル
62,63,64,65を介し各コイル60,61に対
して図中に示す方向とは逆の方向で同電位の電流を図6
に示す所定時間t50と同様に供給すると、マグネット
55のN極→ヨーク51→トップ53→コア54→巻き
枠部57a→マグネット55のS極を通るマグネット5
5の磁束φ55とマグネット56のN極→ヨーク51→
ボトム52→コア54→巻き枠部57a→マグネット5
6のS極を通るマグネット56の磁力φ56に対しての
コイル60,61の前記とは逆の電流方向により出力部
材57を出力位置bから復帰位置aまで戻り移動させる
ので、出力部材57の負荷連結部57bに連結した負荷
を復帰させる。In this state, a current of the same potential is applied to the coils 60 and 61 through the external terminals 62, 63, 64 and 65 in the direction opposite to the direction shown in the figure.
When it is supplied in the same manner as the predetermined time t50 shown in Fig. 5, the magnet 5 passing through the N pole of the magnet 55 → the yoke 51 → the top 53 → the core 54 → the winding frame 57a → the S pole of the magnet 55.
5 magnetic flux φ55 and magnet 56 N pole → yoke 51 →
Bottom 52 → core 54 → reel 57a → magnet 5
Since the output member 57 is moved back from the output position b to the return position a in the opposite current direction of the coils 60 and 61 to the magnetic force φ56 of the magnet 56 passing through the S pole of No. 6, the load of the output member 57 is increased. The load connected to the connecting portion 57b is restored.
【0009】ここで、前記一方側のコイル60が巻数N
1であり且つ他方側のコイル61が巻数N2であること
から、一方側のコイル60への通電により発生する磁束
に対する磁路のパーミアンスをP1とし且つ他方側のコ
イル61への通電により発生する磁束に対する磁路のパ
ーミアンスをP2とすると、コイル60に通電すること
によってコイル60に発生する誘起電圧E1の値は、Here, the number of turns of the coil 60 on the one side is N
1 and the number of turns of the coil 61 on the other side is N2, the permeance of the magnetic path with respect to the magnetic flux generated by energizing the coil 60 on one side is P1 and the magnetic flux generated by energizing the coil 61 on the other side. Letting P2 be the permeance of the magnetic path with respect to, the value of the induced voltage E1 generated in the coil 60 by energizing the coil 60 is
【数1】 となり、コイル69に通電することによってコイル61
に対して作用する誘起電圧E2の値は、[Equation 1] Then, by energizing the coil 69, the coil 61
The value of the induced voltage E2 acting on
【数2】 となり、コイル61に通電することによってコイル61
に発生する誘起電圧E3の値は、[Equation 2] Then, by energizing the coil 61, the coil 61
The value of the induced voltage E3 generated in
【数3】 となり、コイル61に通電することによってコイル60
に対して作用する誘起電圧E4の値は、[Equation 3] Then, by energizing the coil 61, the coil 60
The value of the induced voltage E4 acting on
【数4】 となり、コイル通電回路全体の誘起電圧E50の値は、[Equation 4] And the value of the induced voltage E50 of the entire coil energization circuit is
【数5】 となるので、コイル60,61の巻数が同一とすると、[Equation 5] Therefore, if the coils 60 and 61 have the same number of turns,
【数6】 となり、コイル60,61への通電により発生する磁束
に対する磁路のパーミアンスが同一とすると、[Equation 6] If the permeance of the magnetic path with respect to the magnetic flux generated by energizing the coils 60 and 61 is the same,
【数7】 となるので、誘起電圧E50の値は、[Equation 7] Therefore, the value of the induced voltage E50 is
【数8】 となり、コイル通電回路全体のインダクタンスL50の
値は、[Equation 8] And the value of the inductance L50 of the entire coil energizing circuit is
【数9】 となる。[Equation 9] Becomes
【0010】そして、図6に示すストロークと時間との
関係図により明らかなように、所定のストロークst5
0まで移動する際に質量mの出力部材57の速度が0か
らv1になったとすると、物理法則からThen, as is clear from the relationship diagram between the stroke and the time shown in FIG. 6, the predetermined stroke st5
When the velocity of the output member 57 having a mass m changes from 0 to v1 when moving to 0, from the physical law,
【数10】 となり、速度がv1になった後に急激に速度を減少して
停止する。[Equation 10] Then, after the speed reaches v1, the speed is rapidly reduced and the vehicle stops.
【0011】ところが、上記した従来のアクチュエータ
50の制御方法では、ストローク端に到達した際に出力
部材57は速度を急激に減少して停止するようになって
いるため、ストローク中の出力部材57の速度v1を制
止するために衝撃吸収ダンパ等の緩衝材を取付ける必要
があり、また、緩衝材を取付けたうえでも大きな衝撃音
を阻止することがし難いという問題点があった。However, in the above-described conventional control method for the actuator 50, the output member 57 suddenly decreases its speed and stops when the stroke end is reached. There is a problem that it is necessary to mount a shock absorbing material such as a shock absorbing damper in order to suppress the speed v1, and it is difficult to prevent a large impact sound even when the shock absorbing material is attached.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題は、出力部材の速度がストローク端で大きくなっ
ており、それによって、出力部材を停止させる際に衝撃
をともなう点である。The problem to be solved by the present invention is that the speed of the output member is large at the stroke end, which causes an impact when stopping the output member.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明に係わるアクチ
ュエータの制御方法は、衝撃音の発生をともなわずに速
度を減少させるため、永久磁石によって発生する磁束と
コイル通電時に発生する磁束を通すヨークと、前記ヨー
クの内周側でヨークの軸方向に沿って着磁した永久磁石
と、前記永久磁石に対応したコイル取付け部を有すると
ともに前記永久磁石に備えた出力部材移動部内において
所定のストロークで移動して負荷を駆動する出力部材
と、前記出力部材の内周側で永久磁石によって発生する
磁束とコイル通電時に発生する磁束を通すコアと、前記
出力部材のコイル取付け部に、永久磁石に対応した個数
のコイルを備え、前記コイルの通電の方向を反転させる
ことにより、永久磁石により発生した磁界とコイルの電
流との間に発生するフレミングり左手の法則による力の
方向を反転させることのできるアクチュエータにおい
て、駆動の後半に、前半で加えた力積と大きさが等しく
方向が丁度逆になるように電流を反転させて所定のスト
ロークに到達した際の出力部材の速度をほぼ零に設定す
る構成としたことを特徴としており、ストローク端で出
力部材の速度を零とすることによって作動音を極めて静
粛にするという目的を実現した。In the actuator control method according to the present invention, in order to reduce the speed without generating impact noise, a yoke for passing a magnetic flux generated by a permanent magnet and a magnetic flux generated when a coil is energized is provided. , Having a permanent magnet magnetized along the axial direction of the yoke on the inner peripheral side of the yoke and a coil attachment portion corresponding to the permanent magnet, and moving with a predetermined stroke in an output member moving portion provided in the permanent magnet An output member for driving a load, a core for passing a magnetic flux generated by a permanent magnet on the inner peripheral side of the output member and a magnetic flux generated when a coil is energized, and a coil attachment portion of the output member corresponding to the permanent magnet. It is provided with a number of coils, and is generated between the magnetic field generated by the permanent magnet and the current of the coil by reversing the direction of energization of the coils. In an actuator that can reverse the direction of force according to the Lemming left-hand rule, reverse the current so that the magnitude is the same as the impulse applied in the first half in the second half of the drive and the direction is just opposite. It is characterized by setting the speed of the output member to almost zero when it reaches 0, and realizes the purpose of making the operating noise extremely quiet by making the speed of the output member zero at the stroke end.
【0014】[0014]
【作用】この発明に係わるアクチュエータの制御方法
は、出力部材がストロークの途中にある際に、隣合う同
士で互い違いの電流方向での通電を行うことにより、隣
合う同士で永久磁石の磁束と電流との間で発生する力の
方向が同方向で且つコイル通電回路の総合インダクタン
スが小さくなるように制動がかかる。そして、この制動
により出力部材が所定のストロークに到達した際に、出
力部材の速度がほぼ零に設定されるため、出力部材はス
トローク端に到達したところで衝撃をともなわずに停止
する。In the actuator control method according to the present invention, when the output member is in the middle of the stroke, the adjacent members are energized in the alternating current directions so that the magnetic flux and the current of the permanent magnet are adjacent to each other. Braking is performed so that the directions of the forces generated between and are the same, and the total inductance of the coil energizing circuit is small. Then, when the output member reaches a predetermined stroke by this braking, the speed of the output member is set to substantially zero, so that the output member stops without impact at the end of the stroke.
【0015】[0015]
【実施例】以下、この発明によるアクチュエータの制御
方法の一実施例を図1ないし図4に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an actuator control method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0016】すなわち、図1に示すアクチュエータ1
は、円筒形状をなし磁性体製で磁路発生用のヨーク2の
図中において下端縁に略円盤形状で中央にコア挿入用孔
3aを設けた磁性体製で磁路形成用のボトム3が固定し
てあり、前記ヨーク2の図中において上端縁には、略円
盤形状で中央にコア挿通用孔4aを設けた磁性体製で磁
路形成用のトップ4が固定してある。That is, the actuator 1 shown in FIG.
Shows a bottom 3 for forming a magnetic path, which is made of a magnetic material and has a substantially disk shape at the lower end edge and a core insertion hole 3a at the center in the figure, of a yoke 2 made of a magnetic material and having a magnetic path. A top 4 for forming a magnetic path, which is made of a magnetic material and is substantially disk-shaped and has a core insertion hole 4a in the center, is fixed to the upper end edge of the yoke 2 in the figure.
【0017】また、前記ボトム3のコア挿入用孔3aに
は、円柱形状をなし磁性体製で磁路形成用のコア5の基
端側が組付けてあり、コア5の先端側がトップ4のコア
挿通用孔4aに通してある。The core insertion hole 3a of the bottom 3 is assembled with a base end side of a core 5 made of a magnetic material and for forming a magnetic path, and the tip end side of the core 5 is a top 4 core. It is passed through the insertion hole 4a.
【0018】そして、前記ヨーク2の内周側には、ヨー
ク2の軸方向に沿って離間させた円筒形状で2個の永久
磁石6,7が夫々固定してあり、これら永久磁石6,7
のうちの図1中において上側である一方側の永久磁石6
の内側がS極そして外側がN極に着磁してあり、図1中
において下側である他方側の永久磁石7の内側がN極そ
して外側がS極に着磁してある。On the inner peripheral side of the yoke 2, two cylindrical permanent magnets 6 and 7 which are spaced apart along the axial direction of the yoke 2 are fixed, and these permanent magnets 6 and 7 are fixed.
One of the permanent magnets 6 on the upper side in FIG.
Of the permanent magnet 7 on the other side, which is the lower side in FIG. 1, is magnetized to the N pole and the outside thereof is magnetized to the S pole.
【0019】そしてまた、前記各永久磁石6,7の内周
側には、前記ヨーク2に対して同軸状の出力部材移動部
6a,7aが形成してあり、これら出力部材移動部6
a,7aとコア5のあいだには、円柱形状をなし磁性体
製の巻き枠部8aを備えた出力部材8が配設してあり、
前記巻き枠部8aの先端寄りがトップ4のコア挿通用孔
4aとコア5のあいだに挿通してある。Further, output member moving parts 6a, 7a coaxial with the yoke 2 are formed on the inner peripheral side of each of the permanent magnets 6, 7 and these output member moving parts 6 are formed.
Between the a and 7a and the core 5, there is provided an output member 8 having a cylindrical shape and a winding frame portion 8a made of a magnetic material.
The tip of the winding frame 8a is inserted between the core insertion hole 4a of the top 4 and the core 5.
【0020】前記出力部材8には、トップ4から図1中
の上方側に突出した巻き枠部8aの先端寄りに負荷連結
部8bが設けてあり、この負荷連結部8bに図示しない
ドアロック等の負荷を連結するようになっている。The output member 8 is provided with a load connecting portion 8b near the tip of the winding frame portion 8a protruding upward from the top 4 in FIG. 1, and the load connecting portion 8b has a door lock or the like (not shown). It is designed to connect the loads of.
【0021】そしてさらに、前記出力部材8の巻き枠部
8aには、この巻き枠部8aの軸方向に沿って前記各永
久磁石6,7に対応させて離間した2箇所のコイル取付
け部8c、8dが設けてあり、前記各コイル取付け部8
c、8dには、同一方向のコイル状に巻数N3,N4で
巻き付けたコイル部9,10を有する励磁用コイル(コ
イル)11,12が配設してある。Further, the winding frame portion 8a of the output member 8 has two coil mounting portions 8c spaced apart along the axial direction of the winding frame portion 8a so as to correspond to the permanent magnets 6 and 7, respectively. 8d is provided, and each coil mounting portion 8 is provided.
Exciting coils (coils) 11 and 12 having coil portions 9 and 10 wound in a coil shape in the same direction with the numbers of turns N3 and N4 are disposed on the c and 8d.
【0022】さらにまた、前記各コイル部9,10の端
部9a,9b,10a,10bに外部ターミナル13,
14,15、16が接続してあり、コイル部9の外部タ
ーミナル13をコイル部10の外部ターミナル16に接
続し且つコイル部9の外部ターミナル14をコイル部1
0の外部ターミナル15に接続した状態で、これら外部
ターミナル13,14,15,16にコントローラ17
が接続してある。Furthermore, the external terminals 13 and 9 are attached to the end portions 9a, 9b, 10a and 10b of the coil portions 9 and 10, respectively.
14, 15, 16 are connected to each other, the external terminal 13 of the coil portion 9 is connected to the external terminal 16 of the coil portion 10, and the external terminal 14 of the coil portion 9 is connected to the coil portion 1.
The controller 17 is connected to these external terminals 13, 14, 15, 16 while being connected to the external terminal 15 of 0.
Is connected.
【0023】ここで、コントローラ17は図2により明
らかなように、マイクロコンピュータ18とPチャンネ
ル型の第1のFET19,第2のFET20とNチャン
ネル型の第3のFET21,第4のFET22とから主
として構成されており、マイクロコンピュータ18に備
えた正方向励磁用トリガ端子18aにはインバータ用電
源VccとコンデンサC1を接続したインバータINV
1が接続してあり、このインバータINV1には抵抗R
1を介して第1のFET19のゲートが接続してあると
ともに抵抗R1には抵抗R2を介して電源Bが接続して
ある。また、第1のFET19のドレインには電源Bが
接続してあり、電源Bには逆方向のダイオードD1を介
して第1のFET19のソースが接続してあり、第1の
FET19のソースにはコントローラ17に備えた一方
側の外部端子17aが接続してある。Here, the controller 17 includes a microcomputer 18, a P-channel type first FET 19, a second FET 20, an N-channel type third FET 21, and a fourth FET 22, as is apparent from FIG. An inverter INV having a power source Vcc for an inverter and a capacitor C1 connected to a positive-direction excitation trigger terminal 18a provided mainly in the microcomputer 18
1 is connected, and a resistor R is connected to this inverter INV1.
The gate of the first FET 19 is connected via 1 and the power source B is connected to the resistor R1 via the resistor R2. Further, the power source B is connected to the drain of the first FET 19, the source of the first FET 19 is connected to the power source B via the diode D1 in the reverse direction, and the source of the first FET 19 is connected to the source. An external terminal 17a on one side provided in the controller 17 is connected.
【0024】そして、マイクロコンピュータ18の正方
向励磁用トリガ端子18aには抵抗R3を介して第2の
FET20のゲートが接続してあり、第2のFET20
のドレインには逆方向のダイオードD2とコントローラ
17に備えた他方側の外部端子17bが接続してあり、
第2のFET20のソースにはアースが接続してある。Then, the gate of the second FET 20 is connected to the positive direction excitation trigger terminal 18a of the microcomputer 18 via the resistor R3.
The diode D2 in the reverse direction and the external terminal 17b on the other side provided in the controller 17 are connected to the drain of
The ground is connected to the source of the second FET 20.
【0025】一方、マイクロコンピュータ18に備えた
逆方向励磁用トリガ端子18bにはインバータ用電源V
ccとコンデンサC2を接続したインバータINV2が
接続してあり、このインバータINV2には抵抗R4を
介して第3のFET21のゲートが接続してあるととも
に抵抗R4には抵抗R5を介して電源Bが接続してあ
る。また、第3のFET21のドレインには電源Bが接
続してあり、電源Bには逆方向のダイオードD3を介し
て第3のFET21のソースが接続してあり、第3のF
ET21のソースにはコントローラ17に備えた他方側
の外部端子17bが接続してある。On the other hand, the reverse-direction excitation trigger terminal 18b provided in the microcomputer 18 is connected to the inverter power source V.
An inverter INV2 connecting cc and a capacitor C2 is connected, the inverter INV2 is connected to the gate of the third FET 21 via a resistor R4, and the resistor R4 is connected to a power source B via a resistor R5. I am doing it. Further, the power source B is connected to the drain of the third FET 21, and the source of the third FET 21 is connected to the power source B via the diode D3 in the reverse direction.
The source of the ET 21 is connected to the external terminal 17b on the other side of the controller 17.
【0026】そして、マイクロコンピュータ18の逆方
向励磁用トリガ端子18bには抵抗R6を介して第4の
FET22のゲートが接続してあり、第4のFET22
のドレインには逆方向のダイオードD4とコントローラ
17に備えた一方側の外部端子17aが接続してあり、
第4のFET22のソースにはアースが接続してある。The gate of the fourth FET 22 is connected to the reverse excitation trigger terminal 18b of the microcomputer 18 via the resistor R6.
The diode D4 in the reverse direction and the external terminal 17a on one side provided in the controller 17 are connected to the drain of
The ground is connected to the source of the fourth FET 22.
【0027】ここで、予めプログラムが組込まれたマイ
クロコンピュータ18は図示しないスイッチング回路か
らの信号を受けて起動し、その際、正方向励磁用トリガ
端子18aからと逆方向励磁用トリガ端子18bからと
で出力を夫々反転させるようになっており、前記各端子
18a,18bからは同時に出力が出ないようになって
いる。Here, the microcomputer 18 in which the program is incorporated in advance is activated by receiving a signal from a switching circuit (not shown), and at that time, from the positive direction excitation trigger terminal 18a and the reverse direction excitation trigger terminal 18b. The outputs are inverted respectively, so that the outputs are not simultaneously output from the terminals 18a and 18b.
【0028】そこで、正方向励磁用トリガ端子18aが
ハイレベルになると、INV1により第1のFET19
のゲートがローレベルとなるので、第1のFET19が
オンする。また、正方向励磁用トリガ端子18aがハイ
レベルになることから、第2のFET20がオンするた
め、コントローラ17の一方側の外部端子17aから他
方側の外部端子17bに向けて電源を供給する。そし
て、正方向励磁用トリガ端子18aが反転して逆方向励
磁用トリガ端子18bがハイレベルになると、INV2
により第3のFET21のゲートがローレベルとなるの
で、第3のFET21がオンする。また、逆方向励磁用
トリガ端子18bがハイレベルになることから、第4の
FET22がオンするため、コントローラ17の他方側
の外部端子17bから一方側の外部端子17aに向けて
電源を供給する。Therefore, when the positive direction excitation trigger terminal 18a becomes high level, the first FET 19 is driven by INV1.
Since the gate of is at low level, the first FET 19 is turned on. Further, since the positive direction excitation trigger terminal 18a becomes high level, the second FET 20 is turned on, so that power is supplied from the external terminal 17a on one side of the controller 17 to the external terminal 17b on the other side. Then, when the forward direction excitation trigger terminal 18a is inverted and the reverse direction excitation trigger terminal 18b becomes high level, INV2
As a result, the gate of the third FET 21 becomes low level, so that the third FET 21 is turned on. Further, since the reverse direction excitation trigger terminal 18b becomes high level, the fourth FET 22 is turned on, so that power is supplied from the other external terminal 17b of the controller 17 to the one external terminal 17a.
【0029】このような構造をなすアクチュエータ1に
おいて、図1に示す出力部材8の復帰の状態から前記ス
イッチング回路からの信号を受けて図3に示すT10に
おいてコントローラ17のマイクロコンピュータ18に
備えた正方向励磁用トリガ端子18aがハイレベルにな
ると、前述したように、コントローラ17の一方側の外
部端子17aから他方側の外部端子17bに向けて電源
が供給されるので、外部ターミナル13,16から外部
ターミナル14,15に向けて所定の励磁電流がなが
れ、一方側の永久磁石6のN極→ヨーク2→トップ4→
コア5→出力部材8の巻き枠部8a→一方側の永久磁石
6のS極を通る一方側の永久磁石6の磁束φ6に対し一
方側のコイル11に対して外部ターミナル13から外部
ターミナル14に向けて流した電流の方向すなわち図1
中に示す方向に流れた電流方向と、他方側の永久磁石7
のN極→巻き枠部8a→コア54→ボトム3→ヨーク2
→他方側の永久磁石7のS極を通る他方側の永久磁石7
の磁束φ7に対し他方側のコイル12に対して外部ター
ミナル16から外部ターミナル15に向けて流した電流
の方向すなわち図1中に示す方向に流れた電流方向とに
より出力部材8を図1中において復帰位置Aから出力位
置Bに向けて出力移動させるので、出力部材8の負荷連
結部8bに連結した負荷を駆動させる。In the actuator 1 having such a structure, a signal from the switching circuit is received from the state where the output member 8 shown in FIG. 1 is returned, and at T10 shown in FIG. When the direction excitation trigger terminal 18a becomes high level, power is supplied from the external terminal 17a on one side of the controller 17 to the external terminal 17b on the other side, as described above. A predetermined exciting current is applied to the terminals 14 and 15, and the N pole of the permanent magnet 6 on one side → the yoke 2 → the top 4 →
Core 5 → winding member 8a of the output member 8 → the magnetic flux φ6 of the permanent magnet 6 on one side that passes through the S pole of the permanent magnet 6 on one side, the coil 11 on one side, the external terminal 13 to the external terminal 14, Direction of current flowing toward the target, that is, Fig. 1
The direction of current flowing in the direction shown in the figure and the permanent magnet 7 on the other side
N pole → reel part 8a → core 54 → bottom 3 → yoke 2
→ The permanent magnet 7 on the other side that passes through the south pole of the permanent magnet 7 on the other side
1 in accordance with the direction of the current flowing from the external terminal 16 toward the external terminal 15 with respect to the coil 12 on the other side with respect to the magnetic flux φ7 of FIG. 1, that is, the direction of the current flowing in the direction shown in FIG. Since the output is moved from the return position A to the output position B, the load connected to the load connecting portion 8b of the output member 8 is driven.
【0030】そして、出力部材8が復帰位置Aから出力
位置Bに向けて移動中の図3に示すT12において前記
スイッチング回路からの反転信号を受けてコントローラ
17のマイクロコンピュータ18に備えた逆方向励磁用
トリガ端子18bがハイレベルになると、前述したよう
に、コントローラ17の他方側の外部端子17bから一
方側の外部端子17aに向けて電源が供給されるので、
外部ターミナル14,15から外部ターミナル13,1
6に向けて所定の励磁電流がながれ、一方側のマグネッ
ト6のN極→ヨーク2→トップ4→コア5→出力部材8
の巻き枠部8a→一方側の永久磁石6のS極を通る一方
側の永久磁石6の磁束φ6に対し一方側のコイル11に
対して外部ターミナル14から外部ターミナル13に向
けて流した電流の方向すなわち図1中に示す方向に流れ
た電流方向と、他方側の永久磁石7のN極→巻き枠部8
a→コア54→ボトム3→ヨーク2→他方側の永久磁石
7のS極を通る他方側の永久磁石7の磁束φ7に対し他
方側のコイル12に対して外部ターミナル15から外部
ターミナル16に向けて流した電流の方向すなわち図1
中に示す方向に流れた電流方向とにより出力部材8に対
して制動を行うので、出力部材8は出力位置B(ストロ
ーク端)に到達するまでに速度が零となり出力位置Bに
おいて停止する。Then, at T12 shown in FIG. 3 in which the output member 8 is moving from the return position A toward the output position B, an inversion signal from the switching circuit is received at T12 shown in FIG. When the trigger terminal 18b for high level becomes high level, power is supplied from the external terminal 17b on the other side of the controller 17 to the external terminal 17a on one side as described above.
From external terminals 14 and 15 to external terminals 13 and 1
6, a predetermined exciting current flows, and the N pole of the magnet 6 on one side → yoke 2 → top 4 → core 5 → output member 8
Of the current flowing from the external terminal 14 to the external terminal 13 to the coil 11 on one side with respect to the magnetic flux φ6 of the permanent magnet 6 on one side passing through the S pole of the permanent magnet 6 on one side. Direction, that is, the direction of current flowing in the direction shown in FIG. 1, and the N pole of the permanent magnet 7 on the other side → the winding frame 8
a → core 54 → bottom 3 → yoke 2 → the magnetic flux φ7 of the permanent magnet 7 on the other side passing through the S pole of the permanent magnet 7 on the other side, the coil 12 on the other side, from the external terminal 15 to the external terminal 16 Direction of the electric current that was made to flow, that is, Figure 1
Since the output member 8 is braked by the direction of the current flowing in the direction shown in the figure, the speed of the output member 8 becomes zero by the time it reaches the output position B (stroke end), and the output member 8 stops at the output position B.
【0031】ここで、前記一方側のコイル11が巻数N
3であり且つ他方側のコイル12が巻数N4であること
から、一方側のコイル11に対する磁路のパーミアンス
をP3とし且つ他方側のコイル12に対する磁路のパー
ミアンスをP4とすると、一方側のコイル11に通電す
ることによってこの一方側のコイル11に発生する誘起
電圧E5の値は、Here, the number of turns of the coil 11 on the one side is N
3 and the number of turns of the coil 12 on the other side is N4, if the permeance of the magnetic path for the coil 11 on the one side is P3 and the permeance of the magnetic path for the coil 12 on the other side is P4, the coil on the one side is The value of the induced voltage E5 generated in the coil 11 on one side by energizing 11 is
【数11】 となり、他方側のコイル11に通電することによって他
方側のコイル12に対して作用する誘起電圧E6の値
は、他方側のコイル12において永久磁石7の極性が永
久磁石6とは逆であり且つコイル12への電流方向が逆
であるので、[Equation 11] The value of the induced voltage E6 that acts on the coil 12 on the other side by energizing the coil 11 on the other side is such that the polarity of the permanent magnet 7 in the coil 12 on the other side is opposite to that of the permanent magnet 6. Since the current direction to the coil 12 is opposite,
【数12】 となり、他方側のコイル12に通電することによってこ
の他方側のコイル12に発生する誘起電圧E7の値は、[Equation 12] The value of the induced voltage E7 generated in the coil 12 on the other side by energizing the coil 12 on the other side is
【数13】 となり、他方側のコイル12に通電することによって一
方側のコイル11に作用する誘起電圧E8の値は、発生
する磁束の方向がコイル11に通電した時に生じる磁束
の向きと逆方向であるので、[Equation 13] Therefore, the value of the induced voltage E8 that acts on the coil 11 on the one side by energizing the coil 12 on the other side is that the direction of the generated magnetic flux is opposite to the direction of the magnetic flux generated when the coil 11 is energized.
【数14】 となり、コイル通電回路全体の誘起電圧E9の値は、[Equation 14] And the value of the induced voltage E9 of the entire coil energizing circuit is
【数15】 となるので、コイル11,12の巻数が同一とすると、[Equation 15] Therefore, if the coils 11 and 12 have the same number of turns,
【数16】 となり、コイル11,12に有するパーミアンスが同一
とすると、[Equation 16] If the permeances of the coils 11 and 12 are the same,
【数17】 となることから、誘起電圧E9の値は、[Equation 17] Therefore, the value of the induced voltage E9 is
【数18】 となり、コイル通電回路全体のインダクタンスL2の値
は、[Equation 18] And the value of the inductance L2 of the entire coil energizing circuit is
【数19】 となって、コイル通電回路全体のインダクタンスが微小
となる。[Formula 19] Therefore, the inductance of the entire coil energizing circuit becomes minute.
【0032】そして、図3に示すストロークと時間との
関係図により明らかなように、所定のストロークst1
まで移動する際に質量mの出力部材8の速度が0からv
1になったとすると、物理法則からThen, as is clear from the relationship diagram between the stroke and the time shown in FIG. 3, the predetermined stroke st1
The velocity of the output member 8 having a mass of m from 0 to v when moving to
If it becomes 1, from the laws of physics
【数20】 となる。そして、この後、速度を零にするための制動を
かけるには、図4に斜線で示すように、力の向きを逆に
して数式19に示した力積に等しい力積をかけることに
より、[Equation 20] Becomes Then, after that, in order to apply the braking for reducing the speed to zero, as shown by the diagonal lines in FIG. 4, the direction of the force is reversed, and the impulse equal to the impulse shown in Expression 19 is applied,
【数21】 となって打ち消しあうため、図3に示すように、出力部
材8はストローク端において速度が零となって停止する
ものとなる。[Equation 21] Therefore, as shown in FIG. 3, the output member 8 stops at the stroke end because the speed becomes zero.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
わるアクチュエータの制御方法は上述した構成を有する
ものであることから、出力部材がストロークの途中にあ
る際に、隣合う同士で互い違いの電流方向での通電を行
うことにより、隣合う同士で永久磁石の磁束と電流との
間で発生する力の方向が同方向で且つコイル通電回路の
総合インダクタンスが小さくなり、電流の立上りが早く
なり、力の立上りも早くなってアクチュエータの速動性
が向上し、かつ駆動の後端において電流を逆方向に流し
て逆方向の力を発生させ、前半と後半の力積を大きさが
等しく方向が丁度逆になるように設定することにより出
力部材が所定のストロークに到達した際に、出力部材の
速度がほぼ零に設定されるため、出力部材はストローク
端に到達したところで衝撃をともなわずに停止するの
で、永久磁石の極性を同一方向に配置し且つコイルに同
一方向の電流を流すことによって出力部材を出力移動・
復帰移動させるものと比較して緩衝材等を必要とせず、
ストローク端で出力部材の速度を零とすることによって
衝撃音をともなわずに停止をすることができ、それによ
って、作動音を静粛にするという優れた効果を奏するも
のである。As described above, since the actuator control method according to the present invention has the above-described structure, when the output member is in the middle of the stroke, the currents which are adjacent to each other are staggered. By energizing in the direction, the direction of the force generated between the magnetic flux of the permanent magnet and the current in adjacent ones is the same direction, and the total inductance of the coil energizing circuit becomes smaller, and the rise of the current becomes faster, The force rises faster, which improves the dynamism of the actuator.At the rear end of the drive, an electric current flows in the opposite direction to generate a force in the opposite direction. When the output member reaches the predetermined stroke by setting just the opposite, the speed of the output member is set to almost zero, so that the output member reaches the stroke end. In will stop without a shock, outputs moving the output member by passing current in the same direction the polarity of the permanent magnets disposed to and coils in the same direction,
Compared to the one that moves back, it does not require any cushioning material,
By setting the speed of the output member to zero at the stroke end, the output member can be stopped without being accompanied by an impact sound, thereby producing an excellent effect of quieting the operation sound.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】この発明に係わるアクチュエータの制御方法に
おいてのアクチュエータの縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of an actuator in an actuator control method according to the present invention.
【図2】この発明に係わるアクチュエータの制御方法の
一実施例においての回路概要図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram of an embodiment of an actuator control method according to the present invention.
【図3】図1に示したアクチュエータの制御方法におい
ての電流の供給に対応したストロークと経過時間との関
係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the stroke and the elapsed time corresponding to the supply of current in the method of controlling the actuator shown in FIG.
【図4】図1に示したアクチュエータの制御方法におい
ての電流の供給に対応した力と時間との関係を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between force and time corresponding to the supply of current in the method of controlling the actuator shown in FIG.
【図5】従来のアクチュエータの制御方法においてのア
クチュエータの縦断側面図である。FIG. 5 is a vertical sectional side view of an actuator in a conventional actuator control method.
【図6】図5に示したアクチュエータの制御方法におい
ての電流の供給に対応したストロークと経過時間との関
係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the stroke and the elapsed time corresponding to the supply of current in the method of controlling the actuator shown in FIG.
1 アクチュエータ 2 ヨーク 5 コア 6,7 永久磁石 6a,7a 出力部材移動部 8 出力部材 8c,8d コイル取付け部 9,10 コイル部 11,12 コイル 1 Actuator 2 Yoke 5 Core 6,7 Permanent magnet 6a, 7a Output member moving part 8 Output member 8c, 8d Coil mounting part 9,10 Coil part 11,12 Coil
Claims (1)
通電時に発生する磁束を通すヨークと、前記ヨークの内
周側でヨークの軸方向に沿って着磁した永久磁石と、前
記永久磁石に対応したコイル取付け部を有するとともに
前記永久磁石に備えた出力部材移動部内において所定の
ストロークで移動して負荷を駆動する出力部材と、前記
出力部材の内周側で永久磁石によって発生する磁束とコ
イル通電時に発生する磁束を通すコアと、前記出力部材
のコイル取付け部に、永久磁石に対応したコイルを備
え、コイルへの通電の方向を反転させることにより、永
久磁石により発生した磁界とコイルの電流との間に発生
するフレミングの左手の法則による力の方向を反転させ
ることの出来るアクチュエータにおいて、駆動の後半
に、前半で加えた力積と大きさが等しく方向が丁度逆に
なるように電流を反転させて所定のストロークに到達し
た際の出力部材の速度をほぼ零に設定することを特徴と
するアクチュエータの制御方法。1. A yoke which allows a magnetic flux generated by a permanent magnet and a magnetic flux generated when a coil is energized to pass therethrough, a permanent magnet which is magnetized on an inner peripheral side of the yoke along an axial direction of the yoke, and corresponds to the permanent magnet. An output member that has a coil attachment portion and that drives a load by moving with a predetermined stroke in an output member moving portion provided in the permanent magnet, and a magnetic flux generated by the permanent magnet on the inner peripheral side of the output member and when the coil is energized. A core that passes the generated magnetic flux and a coil corresponding to the permanent magnet are provided in the coil attachment portion of the output member, and the magnetic field generated by the permanent magnet and the coil current are reversed by reversing the direction of energization to the coil. In an actuator that can reverse the direction of the force due to Fleming's left-hand rule that occurs between the impulse applied in the first half and the latter half of the drive, A method for controlling an actuator, characterized in that the current is reversed so that the magnitudes are equal and the directions are exactly opposite to each other, and the speed of the output member when a predetermined stroke is reached is set to substantially zero.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31255591A JPH05152125A (en) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | Method for controlling actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31255591A JPH05152125A (en) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | Method for controlling actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152125A true JPH05152125A (en) | 1993-06-18 |
Family
ID=18030623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31255591A Pending JPH05152125A (en) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | Method for controlling actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152125A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258955A (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Lsis Co Ltd | Bistable permanent magnetic actuator |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP31255591A patent/JPH05152125A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258955A (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Lsis Co Ltd | Bistable permanent magnetic actuator |
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