JPS5927176B2 - 可動コイル型アクチュエ−タの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、不感帯を除去する可動コイル型アクチュエ
ータの制御方法に関する。

可動コイル型アクチュエータの構成は第１図に示すよう
に、非磁性体製のプランジャ案内管１、強磁性体製のプ
ランジャ２、順方向用コイル３、逆方向用コイル４、前
記のプランジャと順方向用コイルおよびプランジャと逆
方向用コイルとの相対変位検出用コイル５、前記のコイ
ルとコイルの連結棒６、前記のプランジャとプランジャ
連結棒８で連結した相対変位検出用コア７からなり、順
、逆方向用側コイルは夫々専用の電源をもち、前記両コ
イル、相対変位検出用コイルおよび連結棒は一体キなっ
て、モータ、ギヤ等からなる駆動機構（図示せず）によ
りプランジャ案内管にそって移動し、これを駆動体と呼
称している。

また、プランジャ、相対変位検出用コアとは前述のよう
に連結していて、順方向用コイル３及び逆方向用コイル
４の励磁に応じて、プランジャ案内管１を介して当該コ
イルと磁気的に結合して電磁力が働き、前記の駆動体に
追従移動する。

ここで、順方向とは例えば第１図の装置では、図面の上
方向を示し、逆方向とは下方向を示す。

また、順方向用コイル３及び逆方向用コイル４には常に
同一方向の電流が流されている。

コイル３を「順方向用」と称しているのは、プランジャ
２を順方向に移動させる際に、後述するように大きな電
流を流し、また、コイル４を「逆方向用」と称している
のは、プランジャ２を逆方向に移動させる際に大きな電
流を流すためである。

なお、この連結したコアとプランジャを被駆動体と呼ん
でいる。

相対変位検出用コイル５と相対変位検出用コア７は非磁
性体製のプランジャ案内管１を介して、差動トランス形
式の変位検出器を構成し、非接触で相互の位置関係が検
出できる。

上述のアクチュエータの制御は、順方向用コイルおよび
逆方向用コイルの夫々の電源の出力電圧あるいは電流を
駆動体の移動に関係なく相対変位検出用コイル５からの
相対変位信号によって制御することで行なっているが、
そのために駆動体の移動方向反転時直後の逆方向の力が
小さくて被駆動体の追従が遅れる不感帯を生じる。

第２ａ 、 ｂ ＋ Ｃおよびｄ図について前述の現象
を説明すれば、最初平衡状態にあった駆動体が順方向の
移動に応じて（第２ａ図）、駆動体と被駆動体との相対
変位が大きくなると（第２ｄ図）、その相対変位信号を
受けて順方向用コイルの電圧または電流が増加しく第２
ｂ図）、逆方向用コイルの電圧または電流が減少して（
第２Ｃ図）、移動中の平衡状態になり、ついで駆動体が
反転移動をすると（第２ａ図）、逆方向の力が小さいた
めと半径方向の吸引力による摩擦力によって被駆動体は
追従せずに不感帯が生じるが、そのために相対変位が大
きくなり（第２ｄ図）、移動中の平衡状態になるまで順
方向用コイルの電圧または電流が減少しく第２ｂ図）、
逆方向用コイルの電圧または電流が増加する（第２ｃ図
）。

ここで、平衡状態とは、被駆動体に作用する負荷（重量
、流体力、摩擦等）とコイル励磁によって発生する電磁
力がつり合って、駆動体と被１駆動体との相対変位が変
化しない状態をいう。

この発明は、上述のような現状から、順方向および逆方
向用コイルの夫々に制御回路を設け、運転信号および駆
動体、被駆動体相対変位フィードバック信号によって前
記コイルを制御して駆動体反転時の逆方向の力を大きく
させて不感帯を除去した可動コイル型アクチュエータの
制御方法を提供することを目的としている。

つぎに、この発明の実施例について説明すると、第３図
において、順方向用コイル３の電源９に同電源制御回路
１０を設け、また逆方向用コイル４の電源１１に同電源
制御回路１２を設けて、駆動体、被駆動体の相対信号を
フィードバックさせるとともに、コイル駆動機構１３の
同機構制御回路１４に駆動体運転信号１５および状態信
号１６を加えて可動コイル型アクチュエータを制御する
ことによって駆動体反転時における逆方向の力を増大さ
せるもので、これを第４図に示す図表で詳述すれば１．
駆動体が順方向から逆方向に反転するときの駆動体運転
信号によって同期あるいは時間遅れをもたして順方向用
コイルの電圧または電流を減少させ、逆方向用コイルの
電圧または電流を増大させて移動中の平衡を保持し、ま
た移動中の相対変位の増大は相対変位信号によって順方
向および逆方向用コイルの電圧または電流を増減させて
相対位置を保たさせる。

さらに、負荷の状態に応じてはコイル駆動機構を操作す
るとともに、順方向および逆方向用コイルの電圧または
電流を操作して制御を施すことになる。

このようにして、第４図に示す相対変位線図のように不
感帯が全く生じなくなる。

さらに、前述の各コイル電源制御回路にディザ回路、例
えば直流の場合には低周波のサイン電源を重畳付加して
制御性を良好にさせることができ、また各コイル電源と
して前述の電源制御回路を含めて次記する方式がある。

すなわち、順、逆方向運転信号に同期し、または時間遅
れのあるオン、オフ電圧または電流制御、パルス幅制御
による平均電圧または電流制御、駆動体、被駆動体相対
変位フィードバック信号による電圧また電流制御、ディ
ザによる電圧または電流制御、上記のいくつかの組合せ
による電圧または電流制御、その他上記方式に類似の電
圧または電流制御等である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、可動コイル型アクチュエークの縦断側面図、
第２ａ、ｂ、ｃおよびｄ図は、従来の制御方法による駆
動体、各コイル電圧または電流、駆動体、被駆動体相対
位置の相互関係を示す線図、第３図は、この発明の実施
例を示すブロック図、第４図は、同じく駆動体、コイル
電圧または電流、駆動体、被駆動体相対位置の相互関係
を示す線図である。 ３・・・・・・順方向用コイル、４・・・・・・逆方向
用コイル、９・・・・・・順方向用コイル電源、１０・
・・・・・順方向用コイル電源制御回路、１１・・・・
・・逆方向用コイル電源、１２・・・・・・逆方向用コ
イル電源制御回路、１３・・・・・・コイル駆動機構、
１４・・・・・・コイル駆動機構制御回路、１５・・・
・・・駆動体運転信号、１６・・・・・・状態信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プランジャ案内管の外側に配置され、駆動機構によ
   り軸方向に移動可能に連結された順方向コイル及び逆方
   向コイルと、該プランジャ案内管内に配置され、前記各
   コイルに対応して軸方向に移動可能なプランジャとを備
   え、 順方向運転信号の発生時には、その信号に同期又は所定
   の時間遅れをもって順方向コイルの平均電流を増大し、
   逆方向コイルの平均電流を減少させ、 逆方向運転信号の発生時には、その信号に同期又は所定
   の時間遅れをもって逆方向のコイルの平均電流を増大し
   、順方向コイルの平均電流を減少させ、 さらに、前記各信号の発生時における電流制御において
   、各コイルとプランジャとの相対位置を検出し、該相対
   位置信号により前記各コイルの平均電流をフィードバッ
   ク制御することを特徴とする可動コイルアクチュエータ
   の制御方法。