JPH06311785A - アクチュエータの制御装置 - Google Patents
アクチュエータの制御装置Info
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- JPH06311785A JPH06311785A JP5098007A JP9800793A JPH06311785A JP H06311785 A JPH06311785 A JP H06311785A JP 5098007 A JP5098007 A JP 5098007A JP 9800793 A JP9800793 A JP 9800793A JP H06311785 A JPH06311785 A JP H06311785A
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Landscapes
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】基準線が鉛直方向に対して傾斜していても出力
トルクを略一定に保つことができるようにしたアクチュ
エータの制御装置を提供する。 【構成】可動子２はコイル１を備え回転軸５が固着され
る。固定子４には可動子２のコイル１を挟む一対の永久
磁石３が設けられ、基準信号発生回路１１より出力され
る正弦波状の交番電流を補正してコイル１に通電するこ
とによって、回転軸５が往復回転する。回転軸５には錘
子７ｂを備える回転体７ａが回転軸５に対して自由に回
転するように設けられ、回転軸５の中心と錘子７ｂとを
通る直線が回転軸１の回転位置には関係なく鉛直方向に
一致するように保たれる。回転体７ａと固定子４との相
対位置に基づいて、固定子４に設定した基準線の鉛直方
向に対する傾斜角度が求められる。この傾斜角度に応じ
て重力の影響を除去して出力トルクを略一定に保つよう
にコイル１への通電電流を補正する。
トルクを略一定に保つことができるようにしたアクチュ
エータの制御装置を提供する。 【構成】可動子２はコイル１を備え回転軸５が固着され
る。固定子４には可動子２のコイル１を挟む一対の永久
磁石３が設けられ、基準信号発生回路１１より出力され
る正弦波状の交番電流を補正してコイル１に通電するこ
とによって、回転軸５が往復回転する。回転軸５には錘
子７ｂを備える回転体７ａが回転軸５に対して自由に回
転するように設けられ、回転軸５の中心と錘子７ｂとを
通る直線が回転軸１の回転位置には関係なく鉛直方向に
一致するように保たれる。回転体７ａと固定子４との相
対位置に基づいて、固定子４に設定した基準線の鉛直方
向に対する傾斜角度が求められる。この傾斜角度に応じ
て重力の影響を除去して出力トルクを略一定に保つよう
にコイル１への通電電流を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転軸が重心に対して
偏心して固着されている可動子を有し、固定子に規定し
た基準線を中心として可動子を往復回転させるアクチュ
エータの制御装置に関するものである。
偏心して固着されている可動子を有し、固定子に規定し
た基準線を中心として可動子を往復回転させるアクチュ
エータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図３および図４に示すよう
に、電磁石手段であるコイル１を備えた可動子２と、定
常磁界を発生する磁気発生手段としての永久磁石３を備
えた固定子４とを有し、可動子２には重心に対して偏心
した位置で回転軸５が固着された構成のアクチュエータ
が提供されている。永久磁石３は回転軸５の回りでの可
動子２の回転方向において異なる極性に着磁されてお
り、また回転軸５の軸方向の両側から可動子２に設けた
コイル１を挟んで２個の永久磁石３が対向して配置され
ている。両永久磁石３の対向面は互いに異磁極に着磁さ
れている。コイル１は回転軸５の周方向の一部に設けら
れ、断面が扇面形になるように単巻線を巻装し形成され
ている。このコイル１は回転軸５の軸方向に磁束を発生
する。
に、電磁石手段であるコイル１を備えた可動子２と、定
常磁界を発生する磁気発生手段としての永久磁石３を備
えた固定子４とを有し、可動子２には重心に対して偏心
した位置で回転軸５が固着された構成のアクチュエータ
が提供されている。永久磁石３は回転軸５の回りでの可
動子２の回転方向において異なる極性に着磁されてお
り、また回転軸５の軸方向の両側から可動子２に設けた
コイル１を挟んで２個の永久磁石３が対向して配置され
ている。両永久磁石３の対向面は互いに異磁極に着磁さ
れている。コイル１は回転軸５の周方向の一部に設けら
れ、断面が扇面形になるように単巻線を巻装し形成され
ている。このコイル１は回転軸５の軸方向に磁束を発生
する。
【０００３】したがって、コイル１に対して交番電流
（一般には正弦波電流）を通電すれば、コイル１への通
電向きに応じて永久磁石３との間に吸引力・反発力が作
用し、両永久磁石３の各磁極がそれぞれ対向している２
つの位置の間をコイル１の中心位置が往復移動して、回
転軸５は往復回転するのである。可動子２には可動子２
の回転位置を検出するための位置検出手段としての位置
検出用エンコーダ６の回転板６ａが設けられている。こ
の位置検出用エンコーダ６は光学式のロータリエンコー
ダであって、多数のスリットを形成した回転板６ａと、
回転板６ａのスリットを通して投受光を行なう投光素子
および受光素子（図示せず）とを備えている。位置検出
用エンコーダ６は可動子２の相対的な回転角度および可
動子２の移動方向を検出するのであって、位置検出用エ
ンコーダ６で検出した可動子２の回転位置に応じてコイ
ル１への通電電流をフィードバック制御することによっ
て、出力トルクが略一定に保たれるのである。
（一般には正弦波電流）を通電すれば、コイル１への通
電向きに応じて永久磁石３との間に吸引力・反発力が作
用し、両永久磁石３の各磁極がそれぞれ対向している２
つの位置の間をコイル１の中心位置が往復移動して、回
転軸５は往復回転するのである。可動子２には可動子２
の回転位置を検出するための位置検出手段としての位置
検出用エンコーダ６の回転板６ａが設けられている。こ
の位置検出用エンコーダ６は光学式のロータリエンコー
ダであって、多数のスリットを形成した回転板６ａと、
回転板６ａのスリットを通して投受光を行なう投光素子
および受光素子（図示せず）とを備えている。位置検出
用エンコーダ６は可動子２の相対的な回転角度および可
動子２の移動方向を検出するのであって、位置検出用エ
ンコーダ６で検出した可動子２の回転位置に応じてコイ
ル１への通電電流をフィードバック制御することによっ
て、出力トルクが略一定に保たれるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成では、図５（ａ）に示すように、可動子２の往復回転
の中心位置である基準線Ｌ0 が鉛直方向となるように固
定子４を配置している場合には、位置検出用エンコーダ
６によるフィードバック制御によって出力トルクを略一
定に保つことができるのであるが、図５（ｂ）に示すよ
うに、基準線Ｌ0が鉛直方向に対して傾斜するように固
定子４が配設されている場合には、位置検出用エンコー
ダ６を用いてフィードバック制御しても出力トルクを一
定に保てない場合がある。
成では、図５（ａ）に示すように、可動子２の往復回転
の中心位置である基準線Ｌ0 が鉛直方向となるように固
定子４を配置している場合には、位置検出用エンコーダ
６によるフィードバック制御によって出力トルクを略一
定に保つことができるのであるが、図５（ｂ）に示すよ
うに、基準線Ｌ0が鉛直方向に対して傾斜するように固
定子４が配設されている場合には、位置検出用エンコー
ダ６を用いてフィードバック制御しても出力トルクを一
定に保てない場合がある。
【０００５】すなわち、基準線Ｌ0 が鉛直方向に対して
傾斜していると、可動子２の重心と回転軸５の中心とを
通る直線は基準線Ｌ0 に一致している状態において、重
力の作用によって可動子２の重心を回転軸５の直下に位
置させる向きに可動子２に回転力が作用する。したがっ
て、可動子２の重心と回転軸５とを通る直線が鉛直方向
である位置から重心を上昇させる向きに可動子２を回転
させるときには重力によるトルクによって出力トルクが
小さくなり、重心を下降させる向きに可動子２を回転さ
せるときには重力によるトルクによって出力トルクが大
きくなるのであって、位置検出用エンコーダ６によって
フィードバック制御を行なっても、制御範囲を逸脱して
しまうことがあり、この場合に出力トルクを一定に保つ
ことができないという問題が生じる。この問題を解決す
るには、回転軸５にタコジェネレータを設けてコイル１
への通電電流をフィードバック制御することも考えられ
るが、可動子２の慣性質量が増加して応答性が低下する
という問題が生じる。
傾斜していると、可動子２の重心と回転軸５の中心とを
通る直線は基準線Ｌ0 に一致している状態において、重
力の作用によって可動子２の重心を回転軸５の直下に位
置させる向きに可動子２に回転力が作用する。したがっ
て、可動子２の重心と回転軸５とを通る直線が鉛直方向
である位置から重心を上昇させる向きに可動子２を回転
させるときには重力によるトルクによって出力トルクが
小さくなり、重心を下降させる向きに可動子２を回転さ
せるときには重力によるトルクによって出力トルクが大
きくなるのであって、位置検出用エンコーダ６によって
フィードバック制御を行なっても、制御範囲を逸脱して
しまうことがあり、この場合に出力トルクを一定に保つ
ことができないという問題が生じる。この問題を解決す
るには、回転軸５にタコジェネレータを設けてコイル１
への通電電流をフィードバック制御することも考えられ
るが、可動子２の慣性質量が増加して応答性が低下する
という問題が生じる。
【０００６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、可動子の往復回転の中心である基準線が鉛直
方向に対して傾斜していても出力トルクを略一定に保つ
ことが可能なアクチュエータの制御装置を提供しようと
するものである。
のであり、可動子の往復回転の中心である基準線が鉛直
方向に対して傾斜していても出力トルクを略一定に保つ
ことが可能なアクチュエータの制御装置を提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、回転軸が重心に対して偏心して
固着されている可動子と、定位置に固定された固定子
と、可動子と固定子との一方に設けられて定常磁界を形
成する磁気発生手段と、可動子と固定子との他方に設け
られ通電によって磁気発生手段との間に磁力を作用させ
る電磁石手段と、可動子が往復回転するように電磁石手
段に交番電流を通電する基準電流発生手段と、回転軸に
固着され固定子に設定した基準線に対する可動子の相対
的な回転位置および回転方向に応じた位置信号を発生す
る位置検出手段と、位置信号に基づいて出力トルクを略
一定に保つ方向に上記交番電流の通電量を補正する位置
補正手段とを具備するアクチュエータの制御装置におい
て、固定子に対して回転軸に直交する面内で回動自在か
つ重心位置が回動中心から偏心した回転体を備え回転体
の重心と回動中心とを通る直線の上記基準線に対する傾
斜角度に応じた水準信号を発生する水準検出手段と、水
準信号に対応した上記傾斜角度に基づいて可動子が重力
の作用方向と逆向きに移動するときには出力トルクを増
加させる方向に電磁石手段への通電量を補正する基準位
置補正手段とを付加して成ることを特徴とする。
目的を達成するために、回転軸が重心に対して偏心して
固着されている可動子と、定位置に固定された固定子
と、可動子と固定子との一方に設けられて定常磁界を形
成する磁気発生手段と、可動子と固定子との他方に設け
られ通電によって磁気発生手段との間に磁力を作用させ
る電磁石手段と、可動子が往復回転するように電磁石手
段に交番電流を通電する基準電流発生手段と、回転軸に
固着され固定子に設定した基準線に対する可動子の相対
的な回転位置および回転方向に応じた位置信号を発生す
る位置検出手段と、位置信号に基づいて出力トルクを略
一定に保つ方向に上記交番電流の通電量を補正する位置
補正手段とを具備するアクチュエータの制御装置におい
て、固定子に対して回転軸に直交する面内で回動自在か
つ重心位置が回動中心から偏心した回転体を備え回転体
の重心と回動中心とを通る直線の上記基準線に対する傾
斜角度に応じた水準信号を発生する水準検出手段と、水
準信号に対応した上記傾斜角度に基づいて可動子が重力
の作用方向と逆向きに移動するときには出力トルクを増
加させる方向に電磁石手段への通電量を補正する基準位
置補正手段とを付加して成ることを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、回転軸が重心に対して
偏心して固着されている可動子と、定位置に固定された
固定子と、可動子と固定子との一方に設けられて定常磁
界を形成する磁気発生手段と、可動子と固定子との他方
に設けられ通電によって磁気発生手段との間に磁力を作
用させる電磁石手段と、可動子が往復回転するように電
磁石手段に交番電流を通電する基準電流発生手段と、回
転軸に固着され固定子に設定した基準線に対する可動子
の相対的な回転位置および回転方向に応じた位置信号を
発生する位置検出手段と、位置信号に基づいて出力トル
クを略一定に保つ方向に上記交番電流の通電量を補正す
る位置補正手段とを具備するアクチュエータの制御装置
において、固定子に対して回転軸に直交する面内で回動
自在かつ重心位置が回動中心から偏心した回転体を備え
回転体の重心と回動中心とを通る直線の上記基準線に対
する傾斜角度に応じた水準信号を発生する水準検出手段
と、水準信号に対応した上記傾斜角度に基づいて可動子
が重力の作用方向と逆向きに移動するときには出力トル
クを増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正し可
動子が重力の作用方向と同じ向きに移動するときには出
力トルクを減少させる方向に電磁石手段への通電量を補
正する基準位置補正手段とを付加し、出力トルクを略一
定に保つことを特徴とする。
偏心して固着されている可動子と、定位置に固定された
固定子と、可動子と固定子との一方に設けられて定常磁
界を形成する磁気発生手段と、可動子と固定子との他方
に設けられ通電によって磁気発生手段との間に磁力を作
用させる電磁石手段と、可動子が往復回転するように電
磁石手段に交番電流を通電する基準電流発生手段と、回
転軸に固着され固定子に設定した基準線に対する可動子
の相対的な回転位置および回転方向に応じた位置信号を
発生する位置検出手段と、位置信号に基づいて出力トル
クを略一定に保つ方向に上記交番電流の通電量を補正す
る位置補正手段とを具備するアクチュエータの制御装置
において、固定子に対して回転軸に直交する面内で回動
自在かつ重心位置が回動中心から偏心した回転体を備え
回転体の重心と回動中心とを通る直線の上記基準線に対
する傾斜角度に応じた水準信号を発生する水準検出手段
と、水準信号に対応した上記傾斜角度に基づいて可動子
が重力の作用方向と逆向きに移動するときには出力トル
クを増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正し可
動子が重力の作用方向と同じ向きに移動するときには出
力トルクを減少させる方向に電磁石手段への通電量を補
正する基準位置補正手段とを付加し、出力トルクを略一
定に保つことを特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１の発明によれば、水準検出手段は固定
子に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重心位
置が回動中心から偏心した回転体を備えているのであっ
て、基準線が鉛直方向に対して傾斜するように固定子を
配置すれば、回転体が固定子に対して回転することによ
って、鉛直方向に対する基準線の傾斜角度に応じた水準
信号が水準検出手段から発生する。したがって、基準位
置補正手段では、水準信号と位置信号とを比較すること
によって、可動子の重心が上方に移動するか下方に移動
するかを判別することができ、上方に移動するときには
出力トルクを増加させる方向に電磁石手段への通電量を
補正することによって、制御範囲の逸脱を防止して出力
トルクを略一定に保つことができるのである。すなわ
ち、固定子をどのような向きに取り付けるかにはかかわ
らず出力トルクを略一定に保つことができるのである。
子に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重心位
置が回動中心から偏心した回転体を備えているのであっ
て、基準線が鉛直方向に対して傾斜するように固定子を
配置すれば、回転体が固定子に対して回転することによ
って、鉛直方向に対する基準線の傾斜角度に応じた水準
信号が水準検出手段から発生する。したがって、基準位
置補正手段では、水準信号と位置信号とを比較すること
によって、可動子の重心が上方に移動するか下方に移動
するかを判別することができ、上方に移動するときには
出力トルクを増加させる方向に電磁石手段への通電量を
補正することによって、制御範囲の逸脱を防止して出力
トルクを略一定に保つことができるのである。すなわ
ち、固定子をどのような向きに取り付けるかにはかかわ
らず出力トルクを略一定に保つことができるのである。
【００１０】請求項２の発明では、水準信号と位置信号
とを比較して可動子が重力の作用方向と逆向きに移動す
るときには出力トルクを増加させる方向に電磁石手段へ
の通電量を補正し、可動子が重力の作用方向と同じ向き
に移動するときには出力トルクを減少させる方向に電磁
石手段への通電量を補正しているのであって、請求項１
の発明に加えて、重力によって出力トルクが増加する方
向についても通電量を補正するから、請求項１の発明よ
りもさらに制御範囲を広げることができる。
とを比較して可動子が重力の作用方向と逆向きに移動す
るときには出力トルクを増加させる方向に電磁石手段へ
の通電量を補正し、可動子が重力の作用方向と同じ向き
に移動するときには出力トルクを減少させる方向に電磁
石手段への通電量を補正しているのであって、請求項１
の発明に加えて、重力によって出力トルクが増加する方
向についても通電量を補正するから、請求項１の発明よ
りもさらに制御範囲を広げることができる。
【００１１】
【実施例】本実施例では、図１（ａ）に示すように、回
転軸５に対して自由に回転できる回転体７ａを備える水
準検出手段としての水準検出用エンコーダ７を設けてい
る点が図３に示した従来構成とは相違している。ここ
で、回転体７ａは回転軸５に対する摩擦がほとんど生じ
ないように設けられるのであって、磁気軸受や空気軸受
を介して回転軸５に保持される。水準検出用エンコーダ
７はたとえば光学式のエンコーダよりなり、回転体７ａ
には多数のスリットが形成され、固定子４に対して定位
置に固定された投光素子および受光素子によってスリッ
トの位置を読み取ることにより、投光素子および受光素
子の位置により規定された基準スポット７ｃ（図２参
照）の位置に対する回転体７ａの回転位置に応じた水準
信号を出力するように構成されている。水準検出用エン
コーダ７の回転体７ａには、回転体７ａの重心位置を回
転軸５の中心線から偏心させるように錘子７ｂが固着さ
れている。したがって、回転体７ａは回転軸５の回転位
置にはかかわりなく、回転軸５の中心と回転体７ａの重
心とを通る直線が鉛直方向に一致する位置に保つことが
できる。その結果、可動子２の往復回転の中心位置とし
て固定子４に設定されている基準線Ｌ0 が鉛直方向に対
して傾斜すれば、回転体７ａと投光素子および受光素子
との相対的な位置関係に基づいて基準線Ｌ0 の傾斜角度
に応じた水準信号を得ることができる。
転軸５に対して自由に回転できる回転体７ａを備える水
準検出手段としての水準検出用エンコーダ７を設けてい
る点が図３に示した従来構成とは相違している。ここ
で、回転体７ａは回転軸５に対する摩擦がほとんど生じ
ないように設けられるのであって、磁気軸受や空気軸受
を介して回転軸５に保持される。水準検出用エンコーダ
７はたとえば光学式のエンコーダよりなり、回転体７ａ
には多数のスリットが形成され、固定子４に対して定位
置に固定された投光素子および受光素子によってスリッ
トの位置を読み取ることにより、投光素子および受光素
子の位置により規定された基準スポット７ｃ（図２参
照）の位置に対する回転体７ａの回転位置に応じた水準
信号を出力するように構成されている。水準検出用エン
コーダ７の回転体７ａには、回転体７ａの重心位置を回
転軸５の中心線から偏心させるように錘子７ｂが固着さ
れている。したがって、回転体７ａは回転軸５の回転位
置にはかかわりなく、回転軸５の中心と回転体７ａの重
心とを通る直線が鉛直方向に一致する位置に保つことが
できる。その結果、可動子２の往復回転の中心位置とし
て固定子４に設定されている基準線Ｌ0 が鉛直方向に対
して傾斜すれば、回転体７ａと投光素子および受光素子
との相対的な位置関係に基づいて基準線Ｌ0 の傾斜角度
に応じた水準信号を得ることができる。
【００１２】たとえば、図２（ａ）に示すように、回転
軸５と錘子７ｂとを通る直線が鉛直方向に一致すると
き、投光素子および受光素子に対応して固定子４に設け
た基準スポット７ｃと回転軸５とを通る直線が水平とな
るように水準検出用エンコーダ７が固定子４に固定され
ているものとする。固定子４が図２（ｂ）のように回転
軸５の回りに回転して配置されると、回転軸５と錘子７
ｂとを通る直線は鉛直方向に一致しているが、基準スポ
ット７ｃと回転軸５とを通る直線は、固定子４の回転角
度と同じ角度θだけ回転することになる。すなわち、回
転子２の往復回転の中心である基準線Ｌ0 も鉛直方向に
対して角度θだけ傾斜するから、水準検出用エンコーダ
７から出力される水準信号によって角度θを求めれば基
準線Ｌ0 の鉛直方向に対する傾斜角度を求めることがで
きる。
軸５と錘子７ｂとを通る直線が鉛直方向に一致すると
き、投光素子および受光素子に対応して固定子４に設け
た基準スポット７ｃと回転軸５とを通る直線が水平とな
るように水準検出用エンコーダ７が固定子４に固定され
ているものとする。固定子４が図２（ｂ）のように回転
軸５の回りに回転して配置されると、回転軸５と錘子７
ｂとを通る直線は鉛直方向に一致しているが、基準スポ
ット７ｃと回転軸５とを通る直線は、固定子４の回転角
度と同じ角度θだけ回転することになる。すなわち、回
転子２の往復回転の中心である基準線Ｌ0 も鉛直方向に
対して角度θだけ傾斜するから、水準検出用エンコーダ
７から出力される水準信号によって角度θを求めれば基
準線Ｌ0 の鉛直方向に対する傾斜角度を求めることがで
きる。
【００１３】ところで、位置検出用エンコーダ６および
水準検出用エンコーダ７の出力は、図１（ｂ）に示すよ
うな制御回路に入力されて基準電流発生手段である基準
信号発生回路１１から出力された正弦波電流を補正して
コイル１への通電電流を決定する。従来構成と同様にコ
イル１は単巻線であって、直列接続した一対のスイッチ
素子Ｓ1 ，Ｓ2 の接続点と直列接続した一対の直流電源
Ｅ1 ，Ｅ2 の接続点とに両端が接続され、スイッチ素子
Ｓ1 ，Ｓ2 の直列回路と直流電源Ｅ1 ，Ｅ2 の直列回路
とは並列接続されている。したがって、両スイッチ素子
Ｓ1 ，Ｓ2 を交互にオン・オフさせれば、直流電源Ｅ1
−スイッチ素子Ｓ1 −コイル１−直流電源Ｅ1 という経
路と、直流電源Ｅ2 −コイル１−スイッチ素子Ｓ2 −直
流電源Ｅ 2 という経路とが交互に切り換えられ、コイル
１への通電方向が交互に切り換えられる。その結果、コ
イル１には交番電流が通電されて可動子２が往復回転す
ることになる。
水準検出用エンコーダ７の出力は、図１（ｂ）に示すよ
うな制御回路に入力されて基準電流発生手段である基準
信号発生回路１１から出力された正弦波電流を補正して
コイル１への通電電流を決定する。従来構成と同様にコ
イル１は単巻線であって、直列接続した一対のスイッチ
素子Ｓ1 ，Ｓ2 の接続点と直列接続した一対の直流電源
Ｅ1 ，Ｅ2 の接続点とに両端が接続され、スイッチ素子
Ｓ1 ，Ｓ2 の直列回路と直流電源Ｅ1 ，Ｅ2 の直列回路
とは並列接続されている。したがって、両スイッチ素子
Ｓ1 ，Ｓ2 を交互にオン・オフさせれば、直流電源Ｅ1
−スイッチ素子Ｓ1 −コイル１−直流電源Ｅ1 という経
路と、直流電源Ｅ2 −コイル１−スイッチ素子Ｓ2 −直
流電源Ｅ 2 という経路とが交互に切り換えられ、コイル
１への通電方向が交互に切り換えられる。その結果、コ
イル１には交番電流が通電されて可動子２が往復回転す
ることになる。
【００１４】両スイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2 はトランジスタ
よりなり、スイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2は基準信号発生回路
１１から出力される正弦波状の基準信号を位置補正手段
および基準位置補正手段によって補正した信号を増幅回
路１２により増幅した駆動信号がベースに入力される。
駆動信号は交番電流であって、コイル１に交番電流が流
れることになる。位置補正手段は、位置検出用エンコー
ダ６と減算器１３とによって構成され、可動子２の重心
と回転軸５とを通る直線の基準線Ｌ0 に対する傾斜角度
および可動子２の移動方向に対応して位置検出用エンコ
ーダ６から出力される位置信号を減算器１３によって基
準信号から減算して差分を求めることにより、出力トル
クを一定に保つ方向にコイル１への通電電流を補正す
る。また、基準位置補正手段は、位置検出用エンコーダ
６、水準検出用エンコーダ７、比較回路１４、補正回路
１５、減算器１６よりなる。水準検出用エンコーダ７か
ら出力される水準信号は、上述のように基準線Ｌ0 の鉛
直方向に対する傾斜角度に対応しているのであって、水
準信号と位置信号とを比較回路１４で比較し、可動子１
の重心と回転軸５の中心とを通る直線が基準線Ｌ0 より
も上方に位置するときには重力に打ち勝つように出力ト
ルクを増加させ、上記直線が基準線Ｌ0 よりも下方に位
置するときには重力による出力トルクを減少させる方向
に補正回路１５から所定量の補正信号を発生する。減算
器１６によって減算器１３の出力から補正信号を減算す
ることにより、重力によって作用するトルクを打ち消す
方向への補正がなされる。すなわち、可動子２の重心が
基準線Ｌ0 の上方に移動するときにはコイル１への通電
電流を増加させ、逆に下方に移動するときにはコイル１
への通電電流を減少させるのであって、基準線Ｌ0 の傾
斜角度にかかわらず、位置検出用エンコーダ６の制御範
囲を逸脱することなく出力トルクを略一定に保つように
コイル１への通電電流を補正することができるのであ
る。
よりなり、スイッチ素子Ｓ1 ，Ｓ2は基準信号発生回路
１１から出力される正弦波状の基準信号を位置補正手段
および基準位置補正手段によって補正した信号を増幅回
路１２により増幅した駆動信号がベースに入力される。
駆動信号は交番電流であって、コイル１に交番電流が流
れることになる。位置補正手段は、位置検出用エンコー
ダ６と減算器１３とによって構成され、可動子２の重心
と回転軸５とを通る直線の基準線Ｌ0 に対する傾斜角度
および可動子２の移動方向に対応して位置検出用エンコ
ーダ６から出力される位置信号を減算器１３によって基
準信号から減算して差分を求めることにより、出力トル
クを一定に保つ方向にコイル１への通電電流を補正す
る。また、基準位置補正手段は、位置検出用エンコーダ
６、水準検出用エンコーダ７、比較回路１４、補正回路
１５、減算器１６よりなる。水準検出用エンコーダ７か
ら出力される水準信号は、上述のように基準線Ｌ0 の鉛
直方向に対する傾斜角度に対応しているのであって、水
準信号と位置信号とを比較回路１４で比較し、可動子１
の重心と回転軸５の中心とを通る直線が基準線Ｌ0 より
も上方に位置するときには重力に打ち勝つように出力ト
ルクを増加させ、上記直線が基準線Ｌ0 よりも下方に位
置するときには重力による出力トルクを減少させる方向
に補正回路１５から所定量の補正信号を発生する。減算
器１６によって減算器１３の出力から補正信号を減算す
ることにより、重力によって作用するトルクを打ち消す
方向への補正がなされる。すなわち、可動子２の重心が
基準線Ｌ0 の上方に移動するときにはコイル１への通電
電流を増加させ、逆に下方に移動するときにはコイル１
への通電電流を減少させるのであって、基準線Ｌ0 の傾
斜角度にかかわらず、位置検出用エンコーダ６の制御範
囲を逸脱することなく出力トルクを略一定に保つように
コイル１への通電電流を補正することができるのであ
る。
【００１５】なお、上記実施例では水準検出用エンコー
ダ７の回転体７ａを回転軸５に対して摩擦のない軸受を
介して取り付けているが、回転軸５とは別に固定子４に
対して回動自在に取り付けてもよい。ただし、回転体７
ａは回転軸５と同軸上で回動自在に設けるのが望まし
い。また、上記実施例では可動子２の重心が基準線Ｌ0
よりも上方に移動するときにコイル１への通電電流を増
加させ、基準線Ｌ0 に対して下方に移動するときにコイ
ル１への通電電流を減少させているが、上方に移動する
ときにのみ通電電流を増加させるようにしてもよい。
ダ７の回転体７ａを回転軸５に対して摩擦のない軸受を
介して取り付けているが、回転軸５とは別に固定子４に
対して回動自在に取り付けてもよい。ただし、回転体７
ａは回転軸５と同軸上で回動自在に設けるのが望まし
い。また、上記実施例では可動子２の重心が基準線Ｌ0
よりも上方に移動するときにコイル１への通電電流を増
加させ、基準線Ｌ0 に対して下方に移動するときにコイ
ル１への通電電流を減少させているが、上方に移動する
ときにのみ通電電流を増加させるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上述のように、水準検出手段が
固定子に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重
心位置が回動中心から偏心した回転体を備えているの
で、基準線が鉛直方向に対して傾斜するように固定子を
配置すれば、回転体が固定子に対して回転することによ
って、鉛直方向に対する基準線の傾斜角度に応じた水準
信号が水準検出手段から発生し、基準位置補正手段で
は、水準信号と位置信号とを比較することによって、可
動子の重心が上方に移動するか下方に移動するかを判別
することができ、上方に移動するときには出力トルクを
増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正すること
によって、制御範囲の逸脱を防止して出力トルクを略一
定に保つことができるという効果がある。その結果、固
定子をどのような向きに取り付けるかにはかかわらず出
力トルクを略一定に保つことができるという利点を有す
る。
固定子に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重
心位置が回動中心から偏心した回転体を備えているの
で、基準線が鉛直方向に対して傾斜するように固定子を
配置すれば、回転体が固定子に対して回転することによ
って、鉛直方向に対する基準線の傾斜角度に応じた水準
信号が水準検出手段から発生し、基準位置補正手段で
は、水準信号と位置信号とを比較することによって、可
動子の重心が上方に移動するか下方に移動するかを判別
することができ、上方に移動するときには出力トルクを
増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正すること
によって、制御範囲の逸脱を防止して出力トルクを略一
定に保つことができるという効果がある。その結果、固
定子をどのような向きに取り付けるかにはかかわらず出
力トルクを略一定に保つことができるという利点を有す
る。
【００１７】また、水準信号と位置信号とを比較して可
動子が重力の作用方向と逆向きに移動するときに出力ト
ルクを増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正す
るのに加えて、可動子が重力の作用方向と同じ向きに移
動するときには出力トルクを減少させる方向に電磁石手
段への通電量を補正したものでは、重力によって出力ト
ルクが増加する方向についても通電量を補正するから、
さらに制御範囲を広げることができるという効果があ
る。
動子が重力の作用方向と逆向きに移動するときに出力ト
ルクを増加させる方向に電磁石手段への通電量を補正す
るのに加えて、可動子が重力の作用方向と同じ向きに移
動するときには出力トルクを減少させる方向に電磁石手
段への通電量を補正したものでは、重力によって出力ト
ルクが増加する方向についても通電量を補正するから、
さらに制御範囲を広げることができるという効果があ
る。
【図１】実施例を示し、（ａ）はアクチュエータの概略
構成を示す分解斜視図、（ｂ）は回路図である。
構成を示す分解斜視図、（ｂ）は回路図である。
【図２】実施例の動作説明図である。
【図３】従来例の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】従来例の平面図である。
【図５】従来例の問題点を説明する動作説明図である。
１ コイル ２ 可動子 ３ 永久磁石 ４ 固定子 ５ 回転軸 ６ 位置検出用エンコーダ ７ 水準検出用エンコーダ ７ａ 回転体 １１ 基準信号発生回路 １２ 増幅回路 １３ 減算器 １４ 比較回路 １５ 補正回路 １６ 減算器 Ｌ0 基準線
Claims (2)
- 【請求項１】 回転軸が重心に対して偏心して固着され
ている可動子と、定位置に固定された固定子と、可動子
と固定子との一方に設けられて定常磁界を形成する磁気
発生手段と、可動子と固定子との他方に設けられ通電に
よって磁気発生手段との間に磁力を作用させる電磁石手
段と、可動子が往復回転するように電磁石手段に交番電
流を通電する基準電流発生手段と、回転軸に固着され固
定子に設定した基準線に対する可動子の相対的な回転位
置および回転方向に応じた位置信号を発生する位置検出
手段と、位置信号に基づいて出力トルクを略一定に保つ
方向に上記交番電流の通電量を補正する位置補正手段と
を具備するアクチュエータの制御装置において、固定子
に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重心位置
が回動中心から偏心した回転体を備え回転体の重心と回
動中心とを通る直線の上記基準線に対する傾斜角度に応
じた水準信号を発生する水準検出手段と、水準信号に対
応した上記傾斜角度に基づいて可動子が重力の作用方向
と逆向きに移動するときには出力トルクを増加させる方
向に電磁石手段への通電量を補正する基準位置補正手段
とを付加して成ることを特徴とするアクチュエータの制
御装置。 - 【請求項２】 回転軸が重心に対して偏心して固着され
ている可動子と、定位置に固定された固定子と、可動子
と固定子との一方に設けられて定常磁界を形成する磁気
発生手段と、可動子と固定子との他方に設けられ通電に
よって磁気発生手段との間に磁力を作用させる電磁石手
段と、可動子が往復回転するように電磁石手段に交番電
流を通電する基準電流発生手段と、回転軸に固着され固
定子に設定した基準線に対する可動子の相対的な回転位
置および回転方向に応じた位置信号を発生する位置検出
手段と、位置信号に基づいて出力トルクを略一定に保つ
方向に上記交番電流の通電量を補正する位置補正手段と
を具備するアクチュエータの制御装置において、固定子
に対して回転軸に直交する面内で回動自在かつ重心位置
が回動中心から偏心した回転体を備え回転体の重心と回
動中心とを通る直線の上記基準線に対する傾斜角度に応
じた水準信号を発生する水準検出手段と、水準信号に対
応した上記傾斜角度に基づいて可動子が重力の作用方向
と逆向きに移動するときには出力トルクを増加させる方
向に電磁石手段への通電量を補正し可動子が重力の作用
方向と同じ向きに移動するときには出力トルクを減少さ
せる方向に電磁石手段への通電量を補正する基準位置補
正手段とを付加し、出力トルクを略一定に保つことを特
徴とするアクチュエータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098007A JPH06311785A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | アクチュエータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098007A JPH06311785A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | アクチュエータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06311785A true JPH06311785A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14207677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5098007A Withdrawn JPH06311785A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | アクチュエータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06311785A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100289271A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Dimauro Sebastian Bruce | Energy harvesting device |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP5098007A patent/JPH06311785A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100289271A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Dimauro Sebastian Bruce | Energy harvesting device |
| US8405235B2 (en) * | 2009-05-13 | 2013-03-26 | Ienergy Harvesting, Inc. | Energy harvesting device |
| US8829696B2 (en) | 2009-05-13 | 2014-09-09 | Alan C. Lesesky | Energy harvesting device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |