JPH10257786A

JPH10257786A - 作動装置

Info

Publication number: JPH10257786A
Application number: JP9079236A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ito; 喜之伊藤
Original assignee: KANETETSUKU KK; Kanetsu Kogyo KK
Current assignee: KANETETSUKU KK; Kanetsu Kogyo KK
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】励磁電流の切り換えの回数を少なくする
とともに、励磁電流の切り換えを伸縮手段への電気信号
の供給に同期させる必要性をなくすことにある。【解決手段】作動装置は、電気または磁気により伸縮
する伸縮素子を用いた伸縮手段ならびに該伸縮手段の伸
縮にともなって相寄り相離れる方向へ変位する一対の固
定手段を備える伸縮装置と、該伸縮装置を制御する制御
装置とを含む。各固定手段は、磁性体を解除可能に吸着
する磁気吸着部と、該磁気吸着部を励磁状態および非励
磁状態に選択的に切り換える励磁コイルとを有する。制
御装置は、伸縮手段を一方向へ移動させるとき、固定手
段の一方を励磁状態におきかつ他方を非励磁状態におい
た状態で、伸縮手段の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異
なる波形の電気信号を伸縮装置に供給する。これによ
り、励磁状態におかれた固定手段を変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動機構用の駆動
源、位置決め機構用の駆動源等として用いられる作動装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動用または位置決め用の作動装置に１
つとして、移動基準部に対して移動する伸縮装置と、該
伸縮装置を制御する制御装置とを備えたものがある（特
開平５−２６０７７１号公報）。伸縮装置は、複数の圧
電素子をその伸縮方向に積層した伸縮手段と、この伸縮
手段に圧電素子の伸縮方向に間隔をおいて連結された一
対の固定手段とを含む。固定手段は、移動基準部に解除
可能に磁気的に吸着する磁気的吸着部と、該磁気吸着部
を磁性体に吸着可能の励磁状態と吸着不能の非励磁状態
とに切り換える励磁コイルとを有する。

【０００３】従来の作動装置において、制御装置は、一
方の固定手段の励磁コイルに励磁電流を供給してその磁
気吸着部を励磁状態におき、他方の固定手段の励磁コイ
ルに励磁電流を供給することなくその磁気吸着部を非励
磁状態においた状態で、所定の電圧を圧電素子に印加し
て伸縮手段を伸長させる行程と、一方の固定手段の励磁
コイルに励磁電流を供給することなくその磁気吸着部を
非励磁状態におき、他方の固定手段の励磁コイルに励磁
電流を供給してその磁気吸着部を励磁状態においた状態
で、伸縮手段を収縮させる行程とを交互に行うことによ
り、伸縮装置を移動させる。

【０００４】しかし、従来の作動装置では、伸長手段を
伸長から収縮におよびその逆に切り換えるたびに、励磁
コイルに供給する励磁電流をオンとオフとに切り換えな
ければならないから、励磁電流の切り換え速度が励磁コ
イルのインダクタンスに依存し、その結果励磁電流の切
り換え速度、ひいては伸縮装置の移動速度を高めること
に限界がある。また、磁気吸着部の励磁と非励磁との切
り換えを伸縮手段への電圧の印加に同期させなければな
らないから、制御装置が複雑である。

【０００５】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、励磁電流の
切り換えの回数を少なくするとともに、励磁電流の切り
換えを伸縮手段への電気信号の供給に同期させる必要性
をなくすことにある。

【０００６】

【解決手段、作用および効果】本発明の作動装置は、電
気または磁気により伸縮する伸縮素子を用いた伸縮手段
ならびに該伸縮手段の伸縮にともなって相寄り相離れる
方向へ変位するように伸縮手段にこれの伸縮方向へ間隔
をおいて連結された第１および第２の固定手段を備える
伸縮装置と、該伸縮装置を制御する制御装置とを含む。
第１および第２の固定手段は、磁性体を吸着可能の励磁
状態と磁性体を吸着不能の非励磁状態とに切り換え可能
の磁気吸着部と、該磁気吸着部を励磁状態および非励磁
状態に選択的に切り換える励磁コイルとを有する。制御
装置は、伸縮手段を一方向へ移動させるとき、第１およ
び第２の固定手段の一方を励磁状態におきかつ他方を非
励磁状態においた状態で、伸縮手段の伸縮速度が伸び側
と縮み側とで異なる波形の電気信号を伸縮装置に供給す
る。

【０００７】制御装置から伸縮装置に供給される電気信
号は、伸び側が縮み側に比べ急激に変化する傾きを持つ
波形または縮み側が伸び側に比べ急激に変化する傾きを
持つ波形の電圧または電流である。前者の波形を有する
電気信号の場合、伸縮手段は、急激に伸び、緩やかに縮
む。これに対し、後者の波形を有する電気信号の場合、
伸縮手段は、緩やかに伸び、急激に縮む。いずれの場合
も、伸縮手段が伸縮する間、一方の固定手段は励磁状態
におかれ、他方の固定手段は非励磁状態におかれる。

【０００８】伸縮手段の急激な伸長は、非励磁状態にお
かれている他方の固定手段を急激な速さで移動させるこ
とになるから、大きな加速度と大きな慣性力とを他方の
固定手段に生じさせ、その慣性力は励磁状態におかれて
いる一方の固定手段に大きな反作用力となって他方の固
定手段の側と反対の側の方向へ作用する。そのような大
きな反作用力は、一方の固定手段の磁気吸着部の吸着力
により発生する摩擦力に打ち勝って、一方の固定手段を
移動基準部に対し他方の固定手段の側と反対の側へ変位
させる。

【０００９】伸縮手段のその後の緩やかな収縮は、他方
の固定手段を一方の固定手段の側へ緩やかに引き寄せる
ことになるから、小さな加速度と小さな慣性力とを他方
の固定手段に生じさせ、その小さな慣性力は小さな反作
用力として一方の固定手段に作用する。しかし、そのよ
うな小さな反作用力では、一方の固定手段の磁気吸着部
により発生する摩擦力に打ち勝つことができないから、
一方の固定手段は移動基準部に対し変位されない。

【００１０】上記のように、伸び側が縮み側に比べて急
激に変化する波形を有する電気信号を伸縮装置に一回以
上供給すると、励磁状態におかれている一方の固定手段
は非励磁状態におかれている他方の固定手段の側と反対
の側の方向へ変位され、他方の固定手段は、伸縮手段の
伸縮により一方の固定手段に対して往復移動され、一方
の固定手段の変位量に対応する距離だけ変位される。そ
れゆえに、伸縮装置は、前記のような波形の電圧または
電流が供給されるたびに、励磁状態におかれている一方
の固定手段の変位量に対応する距離だけ変位される。

【００１１】上記と逆に、縮み側が伸び側に比べ急激に
変化する傾きを持つ波形を有する電気信号を伸縮手段に
供給する場合、伸縮装置は、伸縮手段が急激に収縮する
から、励磁状態におかれている一方の固定手段が非励磁
状態におかれている他方の固定手段の側の方向へ変位さ
れることにより、移動基準部に対し上記と逆の方向へ変
位される。

【００１２】本発明によれば、第１および第２の固定手
段の一方を励磁状態におきかつ他方を非励磁状態におい
た状態で、伸縮手段の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異
なる波形の電気信号を伸縮装置に供給するから、伸縮手
段を伸縮させるときに励磁電流を切り換える必要がな
く、また励磁電流の切り換えを伸縮手段への電気信号の
供給に同期させる必要がない。

【００１３】制御装置は、伸縮手段を他の方向へ移動さ
せるとき、第１および第２の固定手段の一方を非励磁状
態におきかつ他方を励磁状態においた状態で、伸縮手段
の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異なる波形の電気信号
を伸縮装置に供給する手段とすることができる。このよ
うにすれば、伸縮装置を逆進させることができる。

【００１４】電気信号の波形は、上昇側が下降側に比べ
急激に変化する傾きを持つ鋸歯状波、または、下降側が
上昇側に比べ急激に変化する傾きを持つ鋸歯状波とする
ことができる。

【００１５】伸縮素子を圧電素子とし、電気信号を伸縮
手段の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異なる電圧とする
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、作動装置１０
は、伸縮装置１２と、該伸縮装置を制御する制御装置１
４とを含む。伸縮装置１２は、電気または磁気により伸
縮する伸縮素子を用いた細長い伸縮器１６と、該伸縮器
の端部に連結された一対の固定器１８，２０とを備え
る。

【００１７】伸縮器１６は、電歪素子および磁歪素子の
ように、電気的または磁気的に伸縮可能の複数の伸縮素
子をその伸縮方向に積層した積層体と、該積層体に電
圧、磁場等を作用させる電極またはコイルとを備えたも
のである。以下、圧電素子を伸縮素子に用いるものとし
て説明する。

【００１８】固定器１８，２０は、磁性体を吸着可能の
励磁状態と、磁性体を吸着不能の非励磁状態とに選択的
に切り換え可能の磁気吸着部２２を移動基準部の側に配
置している。磁気吸着部２２は、励磁電流が後に説明す
る励磁コイルに供給されたか否かにより、励磁状態また
は非励磁状態におかれる。

【００１９】このような固定装置１８，２０は、その一
例を後に詳細に説明するが、磁気吸着固定装置、磁気吸
着保持装置等と称されている磁気装置であり、たとえ
ば、特公5 ８−４３２１５号公報、特開昭６０−１３０
１０６号公報、特公平１−１３２０３号公報、特開平２
−２６１７９１号公報等に記載されている。

【００２０】図示の例では、固定器１８，２０は四角柱
状の形を有しており、また両固定器１８，２０の吸着部
２２は平坦面である。固定器１８，２０は、吸着部２２
が同じ面内に位置するように、伸縮器１６の伸縮方向の
端面に、接着、ねじ止め等の適宜な手法により連結され
ている。固定器の形状は、六角柱状、八角柱状、円柱状
等、四角柱状以外の他の形状であってもよい。

【００２１】制御装置１４は、伸縮器１６の伸縮を制御
する第１の制御回路２４と、固定器１８，２０の励磁コ
イルへの励磁電流の供給を制御する第２の制御回路２６
とを備える。伸縮器１６を伸縮させるとき、第１の制御
回路２４は図２（Ａ）に示す波形を有する電気信号をリ
ード線２８を介して伸縮器１６に供給し、第２の制御回
路２６は励磁電流を固定器１８または２０にリード線３
０または３２を介して供給する。

【００２２】作動装置１０を図１において右方から左方
（固定器２０の側から固定器１８の側に向かう方向）へ
移動させるとき、固定器１８，２０の磁気吸着面２２が
磁性体からなる移動基準部（図示の例では、移動基準
面）に吸着するように励磁電流が固定器１８に供給され
るのに対し、固定器２０に供給されない状態で、図２
（Ａ）に示す波形をを有する電圧が伸縮器１６に供給さ
れる。

【００２３】これにより、固定器１８が移動基準部に磁
気的に吸着し、固定器２０が移動基準面に吸着しない状
態で、伸縮器１６が伸縮される。伸縮器１６に印加され
る電圧は、急速に立ち上がり、緩やかに立ち下がる鋸歯
状波であり、伸び側が縮み側に比べ急激に変化する傾き
を持つ波形を有する。このため、伸縮器１６は、図２
（Ｂ）に示すように電圧が印加されるたびに、急速に伸
長し、次いで緩やかに収縮する。電圧の印加回数は、伸
縮装置１２の移動させるべき距離に依存する。

【００２４】伸縮器１８の急激な伸長は、非励磁状態に
ある固定器２０を急激な速さで移動させ、大きな加速度
と大きな慣性力とをその固定器２０に生じさせる。その
慣性力は、励磁状態にある固定器１８に大きな反作用力
となって固定器２０の側と反対の側の方向へ（図１にお
いて、左方向きに）作用する。そのような大きな反作用
力は、励磁状態にある固定器１８の磁気吸着部２２の吸
着力により移動基準部との間に発生する摩擦力に打ち勝
って、その固定器１８を移動基準部に対し非励磁状態に
ある固定器２０の側と反対の側（図１において、左方）
へ変位させる。

【００２５】上記に続く伸縮器１６の緩やかな収縮は、
固定器２０を固定器１８の側へ緩やかに引き寄せること
になるから、小さな加速度と小さな慣性力とを固定器２
０に生じさせる。小さな慣性力は、小さな反作用力とし
て固定器１８に作用する。しかし、そのような小さな反
作用力では、固定器１８の磁気吸着部２２により移動基
準部との間に発生する摩擦力に打ち勝つことができない
から、固定器１８は移動基準部に対し変位されない。

【００２６】上記のように、固定器１８を励磁状態に維
持した状態で、図２（Ａ）に示す波形を有する電圧を伸
縮器１６に繰り返し印加すると、固定器１８は非励磁状
態の固定器２０の側と反対の側の方向へ漸次変位され、
また固定器２０は、伸縮器１６の伸縮により固定器１８
に対して往復移動され、固定器１８の変位によりその変
位量に対応する距離だけ変位される。それゆえに、伸縮
装置１４は、図２（Ａ）に示す波形の電圧が印加供給さ
れるたびに、励磁状態におかれている固定器１８の変位
量に対応する距離だけ変位される。

【００２７】伸縮装置１２を図１において左方から右方
へ移動させるときは、固定器１８を非励磁状態に維持
し、固定器２０を励磁状態に維持した状態で、図２
（Ａ）に示す電圧を伸縮器１６に印加すればよい。この
ようにすれば、固定器２０が移動基準部に磁気吸着した
状態で、伸縮器１６が伸縮される。

【００２８】伸縮器１６に印加する電圧は、図２（Ｃ）
に示すように、縮み側が伸び側に比べ急激に変化する傾
きを持つ波形の鋸歯状波であってもよい。この場合、伸
縮装置１２を図１において左方から右方へ移動させると
きは、固定器１８を励磁状態に維持し、固定器２０を非
励磁状態に維持した状態で、図２（Ｃ）に示す電圧を伸
縮器１６に印加し、伸縮装置１２を図１において右方か
ら左方へ移動させるときは、固定器１８を非励磁状態に
維持し、固定器２０を励磁状態に維持した状態で、図２
（Ｃ）に示す電圧を伸縮器１６に印加する。このように
すれば、伸縮器１６は、図２（Ｄ）に示すように伸縮す
る。

【００２９】伸縮器１６の緩やかな伸びは、励磁状態に
ある固定器１８または２０を移動基準部に対し変位させ
るような大きな反作用力を生じない。しかし、伸縮器１
６の急激な縮みは、励磁状態の伸縮器１８または２０を
非励磁状態の固定器２０または１８の側へ変位させる大
きな反作用力を生じる。このため、伸縮装置１２は、伸
縮器１６が伸縮するたびに、励磁状態にある伸縮器１８
または２０の変位量だけ変位する。

【００３０】上記のように、固定器１８，２０の一方を
励磁状態におきかつ他方を非励磁状態においた状態で、
伸縮器１６の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異なる波形
の電気信号を伸縮器１６に供給すると、伸縮器１６を伸
縮させるときに固定器１８または２０に供給する励磁電
流を切り換える必要がなく、また励磁電流の切り換えを
伸縮手段への電気信号の供給に同期させる必要がない。

【００３１】そのような電気信号を発生する制御装置１
４は、固定器１８，２０を励磁状態と非励磁状態とに選
択的におくための直流電源および切り換えスイッチ、な
らびに、圧電素子に所定の波形の電圧を繰り返し供給す
るための電源および制御回路があればよく、そのような
制御装置は、構造が簡単で、廉価になる。

【００３２】作動装置１０によれば、固定器１８，２０
に供給する励磁電流をオンとオフとに頻繁に切り換える
必要がないから、電気信号の周波数を高めて、伸縮装置
を高速で移動させることができる。

【００３３】次に、図３〜図７を参照して、各種の伸縮
装置および作動装置の実施例について説明する。

【００３４】固定器１８，２０の吸着部２２は、平坦面
である必要はなく、例えば、図３に示す伸縮装置３６の
吸着部３８のように同一の曲率半径を有する凹面であっ
てもよいし、同一の曲率半径を有する球面であってもよ
い。吸着部が凹面の場合、移動基準部は丸棒状の凸面と
なり、吸着部が球面の場合、移動基準部は球面となる。

【００３５】図４に示す伸縮装置４０は、固定器１８，
２０の移動を正確な直線的変位に制限する手段として作
用するガイド４２を備える。制限手段すなわちガイド４
２は、伸縮装置４０の伸縮方向へ連続的に伸びる溝４４
を有しており、該溝に固定器１８，２０の吸着部２２と
反対の側の部位を滑動可能に受け入れている。これによ
り、固定器１８，２０の移動は、正確な直線的移動に制
限される。

【００３６】図５に示す伸縮装置４６は、固定器１８，
２０の移動を正確な直線的変位に制限する手段として、
２点間の相対的な変位を正確な直線的変位に制限するい
わゆる平行ばね４８を用いている。伸縮装置４６におい
ては、固定器１８は制限手段すなわち平行ばね４８の一
方の変位部４８ａを介して伸縮器１６の一端に連結さ
れ、固定器２０は平行ばね４８の他方の変位部４８ｂを
介して伸縮器１６の他端に連結されている。

【００３７】図６に示す作動装置５０は、伸縮装置１２
と他の伸縮装置５２とにより、二次元的に変位する。伸
縮装置５２は、３つの伸縮器５４，５６，５８と、２つ
の固定器６０，６２とを備える。伸縮装置５２の伸縮器
５４，５６，５８は伸縮器１６と同じであり、固定器６
０，６２は伸縮装置１２の固定器１８または２０と同じ
である。

【００３８】伸縮器５４はその端面において固定器６
０，６２に連結されており、伸縮器５６はその端面にお
いて固定器１８，６０に連結されており、伸縮器５８は
その端面において固定器２０，６２に連結されている。

【００３９】作動装置５０は、伸縮器５６，５８の伸長
方向（図６において、左下と右上を結ぶ方向）へ移動す
べきとき、固定器１８，２０または６０，６２が励磁状
態におかれ、固定器６０，６２または１８，２０が非励
磁状態におかれた状態で、伸縮器５６，５８に所定の波
形の電圧が供給される。

【００４０】作動装置５０は、また、伸縮器１６，５４
の伸縮方向（図６において、左右方向）への変位を生じ
させるとき、固定器１８，６０または２０，６２が励磁
状態におかれ、固定器２０，６２または１８，６０が非
励磁状態におかれた状態で、伸縮器１６，５４に所定の
波形の電圧が供給される。

【００４１】なお、作動装置５０において、一つの固定
器、たとえば６２と、これに連結された伸縮器５４，５
８を省略してもよい。

【００４２】図７に示す作動装置６４は、２組の伸縮装
置６６，６８を含む。伸縮装置６６は、前記した伸縮器
１６と同種の伸縮器７０と、該伸縮器の伸縮方向におけ
る端部に連結された固定器７２，７４とを備える。伸縮
装置６８は、前記した伸縮器１６と同種の伸縮器７６，
７８と、固定器８０とを備える。

【００４３】伸縮器７６はその端面において固定器７
２，８０に連結されており、伸縮器７８はその端面にお
いて固定器７４，８０に連結されている。固定器７２，
７４，８０は、六角柱状の形を有する点を除いて前記し
た固定器１８等と同じである。従って磁性体を吸着可能
の励磁状態と磁性体を吸着不能の非励磁状態とに選択的
に切換え可能の磁気的な吸着部を有する。

【００４４】作動装置６４は、固定器７２，７４および
８０のいずれか１つ、たとえば７２が励磁状態におか
れ、他の固定器７４，８０が非励磁状態におかれた状態
で、伸縮器７０，７６に同じ波形の電圧が同期して供給
されることにより、移動する。このときの移動方向は、
励磁状態におかれた固定器７２と作動装置６４の中心を
結ぶ直線方向である。

【００４５】次に、図８を参照して、各種の固定器の実
施例を説明する。

【００４６】図８（Ａ）に示す固定器１００は、磁性材
料製のヨーク１０２と、該ヨーク内に収容された電磁石
１０４とを含む。ヨーク１０２は、筒部１０６と、該筒
部の一端を閉鎖する底部１０８とにより、平面形状が円
形または角形のキャップ状に形成されている。電磁石１
０４の鉄心１１０は、ヨーク１０２の底部１０８と一体
的に形成されている。電磁石１０４の励磁コイル１１２
は、鉄心１１０の周りに配置されており、また樹脂１１
４内に埋め込まれている。

【００４７】固定器１００の磁気吸着部１１６は、ヨー
ク１０２の開口端を閉鎖するように筒部１０６と鉄心１
１０とに接着等により固定された非磁性体１１８により
規定される。非磁性体１１８は、フィルム状部材、シー
ト状部材、および板状部材のいずれであってもよい。

【００４８】吸着部１１６は、筒部１０６と鉄心１１０
とにより形成される。吸着部１１６は、励磁電流が励磁
コイル１１２に供給されることにより、励磁状態におか
れ、励磁電流が励磁コイル１１２に供給されないと、非
励磁状態におかれる。

【００４９】固定器１００によれば、吸着部１１６に非
磁性体１１８が配置されているから、非磁性体１１８が
配置されていない固定器に比べ、磁性体製の移動基準部
における残留磁気による残留吸着力が減少する。

【００５０】しかし、非磁性体１１８を設けなくてもよ
い。この場合、残留磁気による残留吸着力を減少させる
べく、図８（Ｂ）に示す固定器１２０のように、鉄心１
１０を磁気吸着部１２４から後退させて、鉄心１１０と
吸着部１２４との間に磁気的間隙１２２を形成してもよ
い。

【００５１】図８（Ｃ）に示す固定器１３０は、磁性材
料製のヨーク１３２と、該ヨーク内に収容された電磁石
１３４と、ヨーク１３２内に配置された永久磁石１３６
とを含む。ヨーク１３２は、筒部１３８と、該筒部の一
端を閉鎖する底部１４０とにより、平面形状が円形また
は角形のキャップ状に形成されている。

【００５２】電磁石１３４の鉄心１４２は、主体部１４
４と、該主体部の一端に形成されたフランジ部１４６と
を備えており、またフランジ部１４６が底部１４０の側
にあって筒部１３８および底部１４０から間隔をおくよ
うに、ヨーク１３２内に配置されている。電磁石１３４
の励磁コイル１４８は、鉄心１４２の周りに配置されて
おり、また樹脂１５０に埋め込まれている。

【００５３】永久磁石１３６は、厚さ方向に磁化された
板状の磁石であり、また底部１４０とフランジ部１４６
との間に配置されて、底部１４０およびフランジ部１４
６に磁気的に接触されている。以下の説明では、永久磁
石１３６は、図示のように、底部１４０の側がＳ、鉄心
１４２の側がＮとなるように磁化されているものとする
が、これと逆に磁化されていてもよい。

【００５４】固定器１３０の磁気吸着部１５２は、ヨー
ク１３２の筒部１３８と鉄心１４２の主体部１４４とに
より形成される。筒部１３８とフランジ部１４６との間
の空隙１５４は、永久磁石１３６からの磁束の漏洩磁路
として作用する。

【００５５】励磁電流が励磁コイル１１２に供給されて
いないとき、永久磁石１３６からの磁束が吸着部１５２
を経る磁束と漏洩磁路１５４を経る磁束とに分割される
から、吸着部１５２は弱い励磁状態におかれる。励磁コ
イル１４８に励磁電流が供給されると、永久磁石１３６
の磁束成分と電磁石１３４の磁束成分とが吸着部１５２
と漏洩磁路１５４とを経ることになる。

【００５６】しかし、鉄心１４２を図示のように励磁さ
せる励磁電流が励磁コイル１４８に供給されていると、
吸着部１５２を経ようとする永久磁石１３６および電磁
石１３４の両磁束成分の向きが同じであるのに対し、漏
洩磁路１５４を経ようとする永久磁石１３６および電磁
石１３４の両磁束成分の向きが逆であるから、漏洩磁路
１５４を経ようとする両磁束成分は漏洩磁路１５４を経
ることを阻止し合う。その結果、吸着部１５２は、該吸
着部を経る電磁石１３４および永久磁石１３６の両磁束
成分により、強い励磁状態におかれる。

【００５７】また、鉄心１４２が図示と逆に励磁される
励磁電流が励磁コイル１４８に供給されていると、吸着
部１５２を経ようとする永久磁石１３６および電磁石１
３４の両磁束成分の向きが逆であるのに対し、漏洩磁路
１５４を経ようとする永久磁石１３６および電磁石１３
４の両磁束成分の向きが同じであるから、吸着部１５２
を経ようとする両磁束成分は吸着部１５２を経ることを
阻止し合う。その結果、吸着部１５２は非励磁状態にお
かれる。

【００５８】固定器１３０において、吸着部１５２を完
全な非励磁状態におくためには、吸着部１５２を経よう
とする電磁石１３４および永久磁石１３６の両磁束成分
を同じにすればよい。また、残留磁気による残留吸着力
を減少させるべく、図８（Ａ）に示す固定器１００のよ
うに吸着部に非磁性体を配置してもよいし、図８（Ｂ）
に示す固定器１２０のように鉄心を吸着部から後退させ
て、鉄心と吸着部との間に磁気的間隙を形成してもよ
い。

【００５９】固定器１３０によれば、励磁電流が励磁コ
イル１４８に供給されていないときも、吸着部１５２が
弱い励磁状態におかれるから、固定器１３０は移動基準
面に対して変位しない。また、吸着部１５２を励磁状態
におくときと非励磁状態におくときのいずれも励磁電流
を励磁コイル１４８に供給するから、吸着部１５２を励
磁状態におくときと非励磁状態におくときのいずれか一
方のみに励磁電流を励磁コイルに供給する場合に比べ、
励磁電流量が少なく、コイルによる発熱が少ない。

【００６０】図８（Ｄ）に示す固定器１６０は、磁性材
料製のヨーク１６２と、該ヨーク内に収容された極性可
逆永久磁石１６４と、ヨーク１６２内に配置された複数
の極性不可逆永久磁石１６６と、極性可逆永久磁石１６
４の極性を切り換えるべく永久磁石１６４の周りに配置
された励磁コイル１６８と、永久磁石１６４，１６６に
磁気的に接続された補助ヨーク１７０とを含む。

【００６１】ヨーク１６２は、筒部１７２と該筒部の一
端を閉鎖する底部１７４とにより、平面形状が円形また
は角形のキャップ状に形成されている。永久磁石１６４
は、その磁化方向がヨーク１６２の軸線方向となるよう
にヨーク１６２内に配置されている。永久磁石１６４の
一方の磁極面は、底部１７４に磁気的に当接されてい
る。永久磁石１６６の磁極面は、補助ヨーク１７０と筒
部１７２とに当接されている。永久磁石１６４，１６
６、励磁コイル１６８および補助ヨーク１７０は、ヨー
ク１６２内に充填された樹脂１７６により相対的相互に
固定されている。

【００６２】吸着部１７８は、ヨーク１６２と補助ヨー
ク１７０とにより規定される。極性不可逆永久磁石１６
６は、図示のように、筒部１７２の側がＳ、補助ヨーク
１７０の側がＮとなるように磁化されているものとする
が、これと逆に磁化されていてもよい。

【００６３】固定器１６０において、励磁コイル１６８
に第１の励磁電流が供給されたことにより、極性不可逆
永久磁石１６４が図示のように磁化されると、吸着部１
７８は励磁状態におかれる。これに対し、第１の励磁電
流と逆向きの第２の励磁電流が供給されたことにより、
極性不可逆永久磁石１６４が図示と逆に磁化されると、
磁気吸着部１７８を経ようとする永久磁石１６４，１６
６の両磁束成分の向きが逆になるから、吸着部１７８を
経ようとする両磁束成分は吸着部１７８を経ることを阻
止し合う。その結果、吸着部１７８は非励磁状態におか
れる。

【００６４】固定器１６０において、残留磁気による残
留吸着力を減少させるべく、図８（Ａ）に示す固定器１
００のように吸着部に非磁性体を配置してもよいし、図
８（Ｂ）に示す固定器１２０のように補助ヨークを吸着
部から後退させて、補助ヨークと吸着部との間に磁気的
間隙を形成してもよい。

【００６５】固定器１６０によれば、極性可逆永久磁石
１６６の磁化方向を反転させるときのみ、励磁電流を励
磁コイル１６８に供給すればよいから、吸着部１７８を
励磁状態におく間または非励磁状態におく間励磁電流を
励磁コイルに供給する場合に比べ、励磁電流量が少な
く、コイルによる発熱が少ない。

【００６６】なお、固定器１６０において、極性不可逆
永久磁石１６６を設けなくてもよい。この場合、極性可
逆永久磁石１６４は、吸着面１７８を励磁状態におくべ
くときだけ着磁され、吸着部１７８を非励磁状態におく
とき脱磁される。これによっても、極性可逆永久磁石１
６４を着磁するときと脱磁するときだけ、励磁電流を励
磁コイル１６８に供給すればよいから、吸着部１７８を
励磁状態におく間または非励磁状態におく間励磁電流を
励磁コイルに供給する場合に比べ、励磁電流量が少な
く、コイルによる発熱が少ない。

【００６７】本発明は、上記実施例に限定されない。た
とえば、伸縮器に作用させる電気信号の波形は、鋸歯状
波以外の波形としてもよい。また、電歪素子を伸縮素子
として用いる場合、伸縮器に供給する電気信号は、伸縮
器の伸び側と縮み側とで異なる傾きの電流波形の信号と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作動装置の一実施例を示す図である。

【図２】作動装置に供給する電気信号の波形と伸縮器の
伸縮状態を説明するための図である。

【図３】伸縮装置の他の実施例を示す斜視図である。

【図４】伸縮装置のさらに他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図５】伸縮装置のさらに他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図６】作動装置の他の実施例を示す斜視図である。

【図７】作動装置のさらに他の実施例を示す平面図であ
る。

【図８】固定器の各種の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０，５０，６４作動装置１２，３６，４０，４６，５２，６６，６８伸縮装置１４制御装置１６，５４，５６，５８，７０，７６，７８伸縮器
（伸縮手段）１８，２０，６０，６２，７２，７４，８０，１００，
１２０，１３０，１６０固定器（固定手段）２２，３８，１１６，１２４，１５２，１７８磁気吸
着部１０２，１３２，１６２ヨーク１０４，１３４電磁石１１０，１４２鉄心１１２，１４８，１６８励磁コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気または磁気により伸縮する伸縮素子
を用いた伸縮手段ならびに該伸縮手段の伸縮にともなっ
て相寄り相離れる方向へ変位するように前記伸縮手段に
これの伸縮方向へ間隔をおいて連結された第１および第
２の固定手段を備える伸縮装置と、該伸縮装置を制御す
る制御装置とを含み、前記第１および第２の固定手段
は、磁性体を吸着可能の励磁状態と磁性体を吸着不能の
非励磁状態とに切り換え可能の磁気吸着部と、該磁気吸
着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に切り換える
励磁コイルとを有し、前記制御装置は、前記伸縮手段を
一方向へ移動させるとき、前記第１および第２の固定手
段の一方を励磁状態におきかつ他方を非励磁状態におい
た状態で、前記伸縮手段の伸縮速度が伸び側と縮み側と
で異なる波形の電気信号を前記伸縮装置に供給する、作
動装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記伸縮手段を他の方
向へ移動させるとき、前記第１および第２の固定手段の
一方を非励磁状態におきかつ他方を励磁状態においた状
態で、前記伸縮手段の伸縮速度が伸び側と縮み側とで異
なる波形の電気信号を前記伸縮装置に供給する、請求項
１に記載の作動装置。
【請求項３】前記電気信号の波形は、上昇側が下降側
に比べ急激に変化する傾きを持つ、請求項１または２に
記載の作動装置。
【請求項４】前記電気信号の波形は、下降側が上昇側
に比べ急激に変化する傾きを持つ、請求項１または２に
記載の作動装置。
【請求項５】前記伸縮素子は圧電素子であり、前記電
気信号は前記伸縮手段の伸縮速度が伸び側と縮み側とで
異なる電圧波形を有する、請求項１，２，３または４に
記載の作動装置。