JPS62128302A - 如意棒型電磁力アクチユエ−タ - Google Patents
如意棒型電磁力アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS62128302A JPS62128302A JP26877185A JP26877185A JPS62128302A JP S62128302 A JPS62128302 A JP S62128302A JP 26877185 A JP26877185 A JP 26877185A JP 26877185 A JP26877185 A JP 26877185A JP S62128302 A JPS62128302 A JP S62128302A
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- Japan
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- movable element
- stator
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- coil
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- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電磁吸引力を利用して可動子を輔方曲へ移動
さｌｐる如意捧型電侑カアクチェエータに関するもので
ある。
さｌｐる如意捧型電侑カアクチェエータに関するもので
ある。
従来、電気アクチュエータとしては一般に電動機が用い
られており、新型の電気アクチュエータとしてはダイレ
クトドライフ゛モータがン王目されている。ロボットな
どにおけるダイレクトドライブでは、可動部分にモーフ
を配置し、ギヤを介さず直接アー１、を制御している。
られており、新型の電気アクチュエータとしてはダイレ
クトドライフ゛モータがン王目されている。ロボットな
どにおけるダイレクトドライブでは、可動部分にモーフ
を配置し、ギヤを介さず直接アー１、を制御している。
また、一般の電動機の外には、リニアモータを使用する
例もある。
例もある。
ところで、上記の如き従来の電気アクチェエータは、い
ずれも固定空隙形でフレミングの左手の法則を使って磁
束の方向と直角の方向に電磁力を発生させるものである
。そのため、回転形の場合には、長ストロークのものを
作るには好心であるが、回転形であっても直線形（リニ
アモータ）であってもあまり強力なトルクを発生さセる
ことはできない。従って、必要なトルクを随保しようと
すると大型化してしまう。そのため、そのようなアクチ
ュエータをロートノ１−などのアームの先・ポ；に配置
すると、アームの先・喘が重くなりアームの小型、軽量
化ち蓮しくなる。このように、従来の電気アクチェエー
タでは、それ自体の小型、軽量化が困゛デηであるばか
りでなく、これを搭載する装置の小型、軽量化を制約す
る要因となっている。
ずれも固定空隙形でフレミングの左手の法則を使って磁
束の方向と直角の方向に電磁力を発生させるものである
。そのため、回転形の場合には、長ストロークのものを
作るには好心であるが、回転形であっても直線形（リニ
アモータ）であってもあまり強力なトルクを発生さセる
ことはできない。従って、必要なトルクを随保しようと
すると大型化してしまう。そのため、そのようなアクチ
ュエータをロートノ１−などのアームの先・ポ；に配置
すると、アームの先・喘が重くなりアームの小型、軽量
化ち蓮しくなる。このように、従来の電気アクチェエー
タでは、それ自体の小型、軽量化が困゛デηであるばか
りでなく、これを搭載する装置の小型、軽量化を制約す
る要因となっている。
本発明は、ト、記の問題点を解決するものであって、小
型にして強い力が得られると共に長ストローク化にも容
易に対応できる如意枠型電磁力アクチュエータを１（共
することを目的とするものである。
型にして強い力が得られると共に長ストローク化にも容
易に対応できる如意枠型電磁力アクチュエータを１（共
することを目的とするものである。
そのために本発明の如意捧型電６５１カアクチェエー夕
は、電磁吸引力により直線移動する可動子、該可動ｆの
移動方向に２分され可動子を被うように配設した固定子
、６］動子に対してその移動方向へ可変空隙形の電磁吸
引力を発生ずるようにそれぞれの固定子に巻回されたコ
イル、及び位置指令によりコイルをｌ１ｉＪｉｉ荘して
可動子の位置をｉ！綺的に制御する制御手段からなるこ
とを特徴とするものであり、さらにはこのようなアクチ
ュエータユニットを複数個縦続接続したことを特徴とす
るものである。
は、電磁吸引力により直線移動する可動子、該可動ｆの
移動方向に２分され可動子を被うように配設した固定子
、６］動子に対してその移動方向へ可変空隙形の電磁吸
引力を発生ずるようにそれぞれの固定子に巻回されたコ
イル、及び位置指令によりコイルをｌ１ｉＪｉｉ荘して
可動子の位置をｉ！綺的に制御する制御手段からなるこ
とを特徴とするものであり、さらにはこのようなアクチ
ュエータユニットを複数個縦続接続したことを特徴とす
るものである。
本発明の如童棒型電磁力アクチュエータでは、可動ｒの
移動方向両側へ可変空隙形の電磁吸引力を発生ずるよう
に２分されたそれぞれの固定子にコイルを巻回している
ので、磁界と同じ方向の電磁吸引力が可動子に作用し、
フレミングの左手のｌＪ１則によりｆ、ｆｆ界と直角の
方向の力が可動子に作用するようになっていた従来のも
のよりもふかに大きな力を得ることができる。従って、
このアクチ１、エータユニットをさらに複数個縦続接続
することによって、各アクチェエータユニットのストｌ
：Ｊ−りのｎ倍の長ストロークの制御ができる。
移動方向両側へ可変空隙形の電磁吸引力を発生ずるよう
に２分されたそれぞれの固定子にコイルを巻回している
ので、磁界と同じ方向の電磁吸引力が可動子に作用し、
フレミングの左手のｌＪ１則によりｆ、ｆｆ界と直角の
方向の力が可動子に作用するようになっていた従来のも
のよりもふかに大きな力を得ることができる。従って、
このアクチ１、エータユニットをさらに複数個縦続接続
することによって、各アクチェエータユニットのストｌ
：Ｊ−りのｎ倍の長ストロークの制御ができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係るり［１意棒型電磁カアクチユユー
タの１実施例構成を示す図、第２図は可動子にテーパを
設けた形状を採用した場合の特性を説明するための図、
第３図は第１図に示すアクチュエータを１ユニツトとし
て用いた本発明に係る如意棒型電磁カアクチュエータの
他の実施例構成を示す図、第４図は本発明に係る如意棒
型電磁力アクチュエータの位置制ｉＩｌ系と機械系の構
成例を示すブロック図である。図中、ｌと２は固定子、
３と４はコイル、５は可動子、６は絶縁部、７は駆動ン
ヤフト、８ないし１１は空隙部、１２はアクチェエータ
ユニット、１３は連結部、１４（よ外枠、１５と１６は
ネジ部、Ｔｐはテーパを示ず。
タの１実施例構成を示す図、第２図は可動子にテーパを
設けた形状を採用した場合の特性を説明するための図、
第３図は第１図に示すアクチュエータを１ユニツトとし
て用いた本発明に係る如意棒型電磁カアクチュエータの
他の実施例構成を示す図、第４図は本発明に係る如意棒
型電磁力アクチュエータの位置制ｉＩｌ系と機械系の構
成例を示すブロック図である。図中、ｌと２は固定子、
３と４はコイル、５は可動子、６は絶縁部、７は駆動ン
ヤフト、８ないし１１は空隙部、１２はアクチェエータ
ユニット、１３は連結部、１４（よ外枠、１５と１６は
ネジ部、Ｔｐはテーパを示ず。
本発明に係る如意棒型電磁力アクチュエータは、第１図
に示すように絶縁部６を挟んでコイル３を仔する左側の
固定子１とコイル４を有する右側の固定子２とを結合し
、その中空部分に可動子５を嵌め込み、コイル３．４を
励磁することによって発生する電磁吸引力を利用して可
動子５を左右の直線方向へ駆動するようにしたものであ
る。この可動Ｔ−５のストロークは、その右端に固定さ
れた駆動ンヤフト７の先端より得られ、駆動シャフト７
は、も例の固定子２の外部へ細い孔を通して導出される
。従って、固定子Ｉ、２及び可動子５ば、強もＨ性体を
用いるのに対し、絶縁部６は、ノｒ−磁性体を用いても
よいが、空隙部８．９に比べて大きな空隙で構成しても
よいし、固定子ｌにより構成する磁路と固定子２により
構成する磁路とが不連続になるように固定子ｌと固定子
２による磁路を回転させて固定してもよい。
に示すように絶縁部６を挟んでコイル３を仔する左側の
固定子１とコイル４を有する右側の固定子２とを結合し
、その中空部分に可動子５を嵌め込み、コイル３．４を
励磁することによって発生する電磁吸引力を利用して可
動子５を左右の直線方向へ駆動するようにしたものであ
る。この可動Ｔ−５のストロークは、その右端に固定さ
れた駆動ンヤフト７の先端より得られ、駆動シャフト７
は、も例の固定子２の外部へ細い孔を通して導出される
。従って、固定子Ｉ、２及び可動子５ば、強もＨ性体を
用いるのに対し、絶縁部６は、ノｒ−磁性体を用いても
よいが、空隙部８．９に比べて大きな空隙で構成しても
よいし、固定子ｌにより構成する磁路と固定子２により
構成する磁路とが不連続になるように固定子ｌと固定子
２による磁路を回転させて固定してもよい。
すなわち、本発明に係る如意棒型電侑力アクチュエータ
では、左側が固定子ｌとコイル３により可動子５を左方
向へ移動させる可変空隙形の電磁吸引力を発生ずるよう
なプランジャ構成とし、右側が固定子２とコイル４によ
り可動子５を右方向へ移動させる可変空隙形の電Ｆｉｌ
吸引力を発生ずるようなプランジャ構成としている。従
って、コイル３．４は、それぞれ可動子５に対してその
移動方向へ可変空隙形の電磁吸引力を発生するように固
定子ｌ、２に巻回ずればよく、第１図に示す突起部へを
長くしてここに巻回してもよいし、第１図に示すように
コイル３．４を巻回した場合には、突起部Ａをなくして
もよい。また、可動子５の外周部、！：固定子１．２の
内周部との間に／ｆ ／Ｅ−３−る゛を隆部８．９は、
可動子５のストローク運動に支障のない範囲で可能な１
射り小さくし、可動子５の左右両端部とこの左右両端部
にり１向する固定子１．２の内面との間に存在する空隙
部ｌ０５１１は、所要のストロークに対応して確保され
る。なお、ストローク制御を行うためには図示しないが
空隙部１０．１１のいずれかにギャップセンサーが適宜
取り付けられる。また、空隙部８．９にはスｌ−ローク
運動における応答性の向上、円滑な運動を保証するため
にヘアリングを配設してもよいことは勿論である。
では、左側が固定子ｌとコイル３により可動子５を左方
向へ移動させる可変空隙形の電磁吸引力を発生ずるよう
なプランジャ構成とし、右側が固定子２とコイル４によ
り可動子５を右方向へ移動させる可変空隙形の電Ｆｉｌ
吸引力を発生ずるようなプランジャ構成としている。従
って、コイル３．４は、それぞれ可動子５に対してその
移動方向へ可変空隙形の電磁吸引力を発生するように固
定子ｌ、２に巻回ずればよく、第１図に示す突起部へを
長くしてここに巻回してもよいし、第１図に示すように
コイル３．４を巻回した場合には、突起部Ａをなくして
もよい。また、可動子５の外周部、！：固定子１．２の
内周部との間に／ｆ ／Ｅ−３−る゛を隆部８．９は、
可動子５のストローク運動に支障のない範囲で可能な１
射り小さくし、可動子５の左右両端部とこの左右両端部
にり１向する固定子１．２の内面との間に存在する空隙
部ｌ０５１１は、所要のストロークに対応して確保され
る。なお、ストローク制御を行うためには図示しないが
空隙部１０．１１のいずれかにギャップセンサーが適宜
取り付けられる。また、空隙部８．９にはスｌ−ローク
運動における応答性の向上、円滑な運動を保証するため
にヘアリングを配設してもよいことは勿論である。
本発明に係る如意捧型電磁力アクチュエータは、上述の
如く左右のプランジャ２個を用いた差動形のユニット構
成となっているが、次にこの如意捧型電磁力アクチュエ
ータの作用を説明する。
如く左右のプランジャ２個を用いた差動形のユニット構
成となっているが、次にこの如意捧型電磁力アクチュエ
ータの作用を説明する。
今、左右のプランジャが発生する力をそれぞれＦＬ、Ｆ
Ｒとし、磁気回路に漏れがないと仮定すれば Ｆ＋＝＝ｒ （ｘ） Ｉｔ、 ” ””・
・（１）ＦＲ＝ ｒ （ｘｏ −ｘ） Ｌ ”
””’−（２）となり、これらを合計すると、可
動子に右向きに働く力Ｆは、 Ｆ＝ＦＴｌ−ＦＬ となる。ただし、Ｉｔ、Ｉｌｌはそれぞれのコイルの電
流である。なお、（（ｘ）の形は、２ ｘＺ である。ただし、μ。は真空の透磁率、八は磁気回路の
断面積、Ｎは：１イルの巻数である。この形は位ＺＸに
よってｒ’（ｘ）が大きく変化することを表しており、
空隙を精密に制御する上で不利益を招く。そこで、可動
子にテーパＴ、をもうけると、第２図に示すようにＸに
よってあまり変化しないｒ （ｘ）を得ることができ、
空隙長に対する非線形性を改善することができる。なお
、磁気回路には必ず漏れがあることから、力ＦＬ、ＦＴ
＋は正確にＩｔ”、ＩＲ′に比例するとは限らないが、
これらは後述する位置制御系で十分に補償可能であるか
ら特に考慮する必要はない。
Ｒとし、磁気回路に漏れがないと仮定すれば Ｆ＋＝＝ｒ （ｘ） Ｉｔ、 ” ””・
・（１）ＦＲ＝ ｒ （ｘｏ −ｘ） Ｌ ”
””’−（２）となり、これらを合計すると、可
動子に右向きに働く力Ｆは、 Ｆ＝ＦＴｌ−ＦＬ となる。ただし、Ｉｔ、Ｉｌｌはそれぞれのコイルの電
流である。なお、（（ｘ）の形は、２ ｘＺ である。ただし、μ。は真空の透磁率、八は磁気回路の
断面積、Ｎは：１イルの巻数である。この形は位ＺＸに
よってｒ’（ｘ）が大きく変化することを表しており、
空隙を精密に制御する上で不利益を招く。そこで、可動
子にテーパＴ、をもうけると、第２図に示すようにＸに
よってあまり変化しないｒ （ｘ）を得ることができ、
空隙長に対する非線形性を改善することができる。なお
、磁気回路には必ず漏れがあることから、力ＦＬ、ＦＴ
＋は正確にＩｔ”、ＩＲ′に比例するとは限らないが、
これらは後述する位置制御系で十分に補償可能であるか
ら特に考慮する必要はない。
第１図に示すアクチュエータを１ユニツトとしてこれを
複数個縦続接続して如意棒型′ＴＬ峨カアクチュエータ
を構成した例を示したのが第３図である。第３図に示す
例は、可動子５の一端に固定された駆動シャフト７を隣
接するユニットの固定子に連結してＭＵ接続したもので
ある。従って、この如意棒型電磁力アクチュエータの制
御は、例えば如意棒の長さＸｏで指定される成る位置指
令に対してユニット９ｎでこれを等分し、各ユニットの
位置指令Ｘ゛とすればよい。すなわち、ｘ” ＝ （Ｘ
’″−Ｘｏ ） ／ ｎ ・＝−（５）ただし、Ｘｏ
はクロ意棒の最大長と最小長の平均である。これは、各
ユニットへの指令は、同一の長さだけ伸びる（又は！１
？ｉむ）ように送ることを意味している。この場合の協
調制御はきわめて容易に行える。
複数個縦続接続して如意棒型′ＴＬ峨カアクチュエータ
を構成した例を示したのが第３図である。第３図に示す
例は、可動子５の一端に固定された駆動シャフト７を隣
接するユニットの固定子に連結してＭＵ接続したもので
ある。従って、この如意棒型電磁力アクチュエータの制
御は、例えば如意棒の長さＸｏで指定される成る位置指
令に対してユニット９ｎでこれを等分し、各ユニットの
位置指令Ｘ゛とすればよい。すなわち、ｘ” ＝ （Ｘ
’″−Ｘｏ ） ／ ｎ ・＝−（５）ただし、Ｘｏ
はクロ意棒の最大長と最小長の平均である。これは、各
ユニットへの指令は、同一の長さだけ伸びる（又は！１
？ｉむ）ように送ることを意味している。この場合の協
調制御はきわめて容易に行える。
本発明に係る如意棒型電磁力アクチュエータの位置制御
系と機械系の構成例を示したのが第４図である。この第
４図に示すように力指令Ｆ°は電流制御系の応答速度で
実現できるから、位、７ｉ；ｌａｌ ｉｆｆσ系乙、を
位置指令Ｘ°と位置信号Ｘより力指令Ｆ″を生成するリ
ーホ捕信器２１、力指令ｌ？゛に応じＣプランジャに駆
動力ＦをＬｊえるイこ１ライザと電流制御系２２による
簡単な構成で実現可能であり、（鱈７ｉ制御の応答を増
すために、いわゆる速度婦１２５をｈ処している。つま
り、サーボン市（Ｕ２Ｈ２１からの力指令［２が位置制
御系の出力として！ｊえられ、そのとき、左右のコイル
に流ずべき電流の指令値１．、”、１え゛がイコラ・イ
ザによってＩすえられる。これらは外から見た場合、力
指令Ｆ°を与えることによって、電流制御の遅れｒ、の
みで忠実に所望の力Ｆを実現するブロックと見ることが
できる。
系と機械系の構成例を示したのが第４図である。この第
４図に示すように力指令Ｆ°は電流制御系の応答速度で
実現できるから、位、７ｉ；ｌａｌ ｉｆｆσ系乙、を
位置指令Ｘ°と位置信号Ｘより力指令Ｆ″を生成するリ
ーホ捕信器２１、力指令ｌ？゛に応じＣプランジャに駆
動力ＦをＬｊえるイこ１ライザと電流制御系２２による
簡単な構成で実現可能であり、（鱈７ｉ制御の応答を増
すために、いわゆる速度婦１２５をｈ処している。つま
り、サーボン市（Ｕ２Ｈ２１からの力指令［２が位置制
御系の出力として！ｊえられ、そのとき、左右のコイル
に流ずべき電流の指令値１．、”、１え゛がイコラ・イ
ザによってＩすえられる。これらは外から見た場合、力
指令Ｆ°を与えることによって、電流制御の遅れｒ、の
みで忠実に所望の力Ｆを実現するブロックと見ることが
できる。
（Ｆ−一−−−−−−−−−Ｆ１となる）１＋ｒ、ｓ
なお、第４図におけるＧｒ（ｓ）、Ｋ、の設計には、占
典制１１１１理論 現代制御理論いずれを用いてもよい
。また、Ｉ／（ｓＭ＋ｒ３）のブロック２３およびｌ／
Ｓのブ［１ツク２４はアクチュエータの物理的構造を表
現したものであり、ここで、Ｍは可動部分の太効質■、
１３は１″ｒ擦抵抗係故である。
典制１１１１理論 現代制御理論いずれを用いてもよい
。また、Ｉ／（ｓＭ＋ｒ３）のブロック２３およびｌ／
Ｓのブ［１ツク２４はアクチュエータの物理的構造を表
現したものであり、ここで、Ｍは可動部分の太効質■、
１３は１″ｒ擦抵抗係故である。
またＦ、は夕１力である。
上記位置の制御系において、位置指令Ｘ”は各ユニット
毎に与えられる１ｈ令であり、実際位置Ｘとの偏差から
力指令Ｆ゛を作る。なおブロック２１のサーボ補償器Ｇ
Ｐ（Ｓ）は積分器を含み、１４ｒ、ｓ に、（ｓ）−八Ｆ −−−−−−−−−−一−−で与え
られる。
毎に与えられる１ｈ令であり、実際位置Ｘとの偏差から
力指令Ｆ゛を作る。なおブロック２１のサーボ補償器Ｇ
Ｐ（Ｓ）は積分器を含み、１４ｒ、ｓ に、（ｓ）−八Ｆ −−−−−−−−−−一−−で与え
られる。
イコライザと電流制御系のブシ】ツク２２は、力指令Ｆ
０に対応する電流指令Ｉ、Ｉ”、１．”を生成するイコ
ライザと、その電流指令を実現するための電流制御系で
構成されるが、次にその具体的な構成例を説明する。第
５図は力指令から電流指令を／、１成゛ｊるイコライザ
の構成例を示すブロック図、第６図は電流制御系の構成
例を示すブロック図である。
０に対応する電流指令Ｉ、Ｉ”、１．”を生成するイコ
ライザと、その電流指令を実現するための電流制御系で
構成されるが、次にその具体的な構成例を説明する。第
５図は力指令から電流指令を／、１成゛ｊるイコライザ
の構成例を示すブロック図、第６図は電流制御系の構成
例を示すブロック図である。
第５図に示すイコライザでは、力指令Ｆ°が位置制御系
の出力として与えられると、ブロック３１は力指令Ｆ３
≧０のときだけ働いて力指令ド″をそのまま出力する。
の出力として与えられると、ブロック３１は力指令Ｆ３
≧０のときだけ働いて力指令ド″をそのまま出力する。
これに対してブロック３２とブロック３３は、ｍｊ記（
２）式の逆算を行う部分であり、力指令Ｆ°を実現する
ための電流指令１、°を作る。
２）式の逆算を行う部分であり、力指令Ｆ°を実現する
ための電流指令１、°を作る。
他方、力指令Ｆ°く０のときには、左側のコ、イルを（
Ｌかづ゛必要があるためブロック３４が働く。
Ｌかづ゛必要があるためブロック３４が働く。
プロ、り３５．３６は前述のブロック３２．３３と同し
く前記（１）弐の逆算をする部分であり、力指令ｒｘ’
を実現するだめの電流指令１．′を作る。、↑い換える
と、右向きの力指令が与えられるときには右側コイルを
励もイ１し、左向きの力指令がりえられるときには左側
コイルをｊｉｌｌ侑する必要があるが、この振り分けを
行うものがブロック３１と３４である。これに対して、
ブロック３２．３３、及びブロック３５．３６は、各々
の力指令を実現するために流ずべき電流の値（これが電
流制ｉｎｎ系−・の指令となる）を演１γする部分であ
る。ブ（コック３２．３５の部分は、第２図の逆関数で
あって、ダイオードを用いた折れ線近似などで実現すれ
ばよい。
く前記（１）弐の逆算をする部分であり、力指令ｒｘ’
を実現するだめの電流指令１．′を作る。、↑い換える
と、右向きの力指令が与えられるときには右側コイルを
励もイ１し、左向きの力指令がりえられるときには左側
コイルをｊｉｌｌ侑する必要があるが、この振り分けを
行うものがブロック３１と３４である。これに対して、
ブロック３２．３３、及びブロック３５．３６は、各々
の力指令を実現するために流ずべき電流の値（これが電
流制ｉｎｎ系−・の指令となる）を演１γする部分であ
る。ブ（コック３２．３５の部分は、第２図の逆関数で
あって、ダイオードを用いた折れ線近似などで実現すれ
ばよい。
上記のようにして生成された電流指令１１−′″。
１．１１が与えられれば、通常の制御手広に従って電流
制御系を構成することができ、そのブロック図を示した
のが第６図である。ここで、Ｅ、ｔ、Ｅ８は左右それぞ
れのコイルの電圧（これが実際の制御人力）、Ｌ、Ｒは
コイルのインダクタンスおよび抵抗である。
制御系を構成することができ、そのブロック図を示した
のが第６図である。ここで、Ｅ、ｔ、Ｅ８は左右それぞ
れのコイルの電圧（これが実際の制御人力）、Ｌ、Ｒは
コイルのインダクタンスおよび抵抗である。
電流制御器４１．４５としては、古典制御理論に従って
、 １＋ｒ、ｓ Ｇｒ （ｓ）＝ＡＨ□ とするので十分であろうが、現代制御理論を用いて構成
すればさらに好成績が！Ｉｌｌ侍できる。
、 １＋ｒ、ｓ Ｇｒ （ｓ）＝ＡＨ□ とするので十分であろうが、現代制御理論を用いて構成
すればさらに好成績が！Ｉｌｌ侍できる。
７５６図に示す電流制御系では、電流実際値（１９又は
ＩＬ）が負帰還されて電流指令値Ｎ、ゝ又はＩｔ、”）
との偏差がとられ、電流制御器４１．４５（ＰＩ制御器
Ｇ＋（ｓ））を通してコイルに加えるべき電圧の演算が
行われる。Ｋｖは可動子の動きによって生じる速度逆起
電力であるが、電’ｔｋ制ｔｉｌｌ器４１．４５のゲイ
ンを十分大きくずれば押さえることができる。なお、電
流制御器４１、・ｔ５に積分器が入っているのはアクチ
ュエータの持っているゼロ点を相殺するためであるが、
詳細は、ＤＣモータの電流制御系と同じであるから省略
する。
ＩＬ）が負帰還されて電流指令値Ｎ、ゝ又はＩｔ、”）
との偏差がとられ、電流制御器４１．４５（ＰＩ制御器
Ｇ＋（ｓ））を通してコイルに加えるべき電圧の演算が
行われる。Ｋｖは可動子の動きによって生じる速度逆起
電力であるが、電’ｔｋ制ｔｉｌｌ器４１．４５のゲイ
ンを十分大きくずれば押さえることができる。なお、電
流制御器４１、・ｔ５に積分器が入っているのはアクチ
ュエータの持っているゼロ点を相殺するためであるが、
詳細は、ＤＣモータの電流制御系と同じであるから省略
する。
第７図は本発明に係る如意捧型電磁力アクチュエータを
ロボットアームに使用した例を示す図であり、５１はロ
ボットアーム、５２は如意棒型電もｆｌ力アクチュエー
タ、５３と５４は連結部、５５は支点を示す。
ロボットアームに使用した例を示す図であり、５１はロ
ボットアーム、５２は如意棒型電もｆｌ力アクチュエー
タ、５３と５４は連結部、５５は支点を示す。
アクチュエータをロボットアームに使用する場合、大き
なトルクが得られれば支点５５の近傍に配設でき、その
結果短いストロークでもロボットアームを所望の量だけ
駆動できる。本発明に係る如意捧型電磁力アクチュエー
タは、可変空隙形の電６１１吸引力を利用して可動子を
吸引することによって大きなトルクを得ることができ、
さらにこれらを縦続接続することによって長いストロー
クを得ることができるが、第７図に示すようにロボット
アーム５１の支点５５の近傍に配設すれば長ストローク
化への要求は軽減される。
なトルクが得られれば支点５５の近傍に配設でき、その
結果短いストロークでもロボットアームを所望の量だけ
駆動できる。本発明に係る如意捧型電磁力アクチュエー
タは、可変空隙形の電６１１吸引力を利用して可動子を
吸引することによって大きなトルクを得ることができ、
さらにこれらを縦続接続することによって長いストロー
クを得ることができるが、第７図に示すようにロボット
アーム５１の支点５５の近傍に配設すれば長ストローク
化への要求は軽減される。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
の電気アクチュエータは、回転形であり固定空隙形でフ
レミングの左手のＵ＝則により電界と直角の方向に作用
する電磁力を利用しているため、長ストロークではある
が微弱なトルクしか発生できなかったのに対して、本発
明に係るＱｕ意捧型電磁力アクチュエータは、可動子に
対してｒａｉｌ界と同し方向に可変空隙形の電６（ｆ吸
引力を作用させ直線方向に伸縮するような構造にしてい
るため、従来のものに比べて１００倍、現在の製造レベ
ルでも６０倍程度の穫めて強い力を発生させることがで
きる。しかもこれをユニットとして？Ｉ１３［個縦続接
続することによって各ユニットで所望の力を発生させな
がら長ストローク化に対応できる。また、ｌユニットに
プランジャ２個を用いて差り１形としているので、正負
方向の力を全く対等に発生でき、ストローク制御の積度
の向上を図ることができる。さらには、位置（空隙）を
制御することによってストロークを連続的に制御するこ
とができる。また、本発明に係る如意棒型電磁力アクチ
ュエータユニソトの発生する電磁吸引力は入力電流およ
び空隙に関して基本的に非線形の性質全１゜っているが
、イコライザを使用したり可動子部分にテーパを設ける
ことによって線形化を図ることができる。
の電気アクチュエータは、回転形であり固定空隙形でフ
レミングの左手のＵ＝則により電界と直角の方向に作用
する電磁力を利用しているため、長ストロークではある
が微弱なトルクしか発生できなかったのに対して、本発
明に係るＱｕ意捧型電磁力アクチュエータは、可動子に
対してｒａｉｌ界と同し方向に可変空隙形の電６（ｆ吸
引力を作用させ直線方向に伸縮するような構造にしてい
るため、従来のものに比べて１００倍、現在の製造レベ
ルでも６０倍程度の穫めて強い力を発生させることがで
きる。しかもこれをユニットとして？Ｉ１３［個縦続接
続することによって各ユニットで所望の力を発生させな
がら長ストローク化に対応できる。また、ｌユニットに
プランジャ２個を用いて差り１形としているので、正負
方向の力を全く対等に発生でき、ストローク制御の積度
の向上を図ることができる。さらには、位置（空隙）を
制御することによってストロークを連続的に制御するこ
とができる。また、本発明に係る如意棒型電磁力アクチ
ュエータユニソトの発生する電磁吸引力は入力電流およ
び空隙に関して基本的に非線形の性質全１゜っているが
、イコライザを使用したり可動子部分にテーパを設ける
ことによって線形化を図ることができる。
第１図は本発明に係る如意棒型電磁力アクチュ工−タの
ｌ実施例構成を示す図、第２図は可動子にテーパを設け
た形状を採用した場合の特性を説明するだめの図、第３
図は第１図に示すアクチュエータを１ユニツトとして用
いた本発明に係る如意棒型電Ｉｆｆカアクチュエータの
他の実施例構成を示す図、第４図は本発明に係る如意捧
型電Ｍｆ力アクヂュエータの位置制御系と機械系、の構
成例を示すブロック図、第５図は力指令から電流指令を
生成するイコライザの構成例を示すブロック図、第６図
は電流制御系の構成例を示すブロック図、第７図は本発
明に係る如意捧型電磁力アクヂュエータをロボットアー
ムに使用した例を示す図である。 ｌと２・・・固定子、３と４・・・コイル、５・・・可
動子、６・・・絶縁部、７・・・駆動シャフト、８ない
し１１・・・空隙部、１２・・・アクチュエータユニッ
ト、１３と１７・・・連結部、１４・・・外枠、１５と
１６・・・ネジ部。 出 願 人 新技術開発事業団
ｌ実施例構成を示す図、第２図は可動子にテーパを設け
た形状を採用した場合の特性を説明するだめの図、第３
図は第１図に示すアクチュエータを１ユニツトとして用
いた本発明に係る如意棒型電Ｉｆｆカアクチュエータの
他の実施例構成を示す図、第４図は本発明に係る如意捧
型電Ｍｆ力アクヂュエータの位置制御系と機械系、の構
成例を示すブロック図、第５図は力指令から電流指令を
生成するイコライザの構成例を示すブロック図、第６図
は電流制御系の構成例を示すブロック図、第７図は本発
明に係る如意捧型電磁力アクヂュエータをロボットアー
ムに使用した例を示す図である。 ｌと２・・・固定子、３と４・・・コイル、５・・・可
動子、６・・・絶縁部、７・・・駆動シャフト、８ない
し１１・・・空隙部、１２・・・アクチュエータユニッ
ト、１３と１７・・・連結部、１４・・・外枠、１５と
１６・・・ネジ部。 出 願 人 新技術開発事業団
Claims (6)
- （１）電磁吸引力により直線移動する可動子、該可動子
の移動方向に２分され可動子を被うように配設した固定
子、可動子に対してその移動方向へ可変空隙形の電磁吸
引力を発生するようにそれぞれの固定子に巻回されたコ
イル、及び位置指令によりコイルを励磁して可動子の位
置を連続的に制御する制御手段からなることを特徴とす
る如意捧型電磁力アクチュエータ。 - （２）可動子の両端にテーパを設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の如意棒型電磁力アクチュエ
ータ。 - （３）制御手段は、イコライザにより位置制御系の力指
令に対応する電流指令を生成しコイルを励磁することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の如意棒型電磁力
アクチュエータ。 - （４）電磁吸引力により直線移動する可動子、該可動子
の移動方向に２分され可動子を被うように配設した固定
子、及び可動子に対してその移動方向へ可変空隙形の電
磁吸引力を発生するように２分されたそれぞれの固定子
に巻回されたコイルからなる複数個のアクチュエータユ
ニットを縦続接続すると共に、位置指令により各アクチ
ュエータユニットのコイルを励磁して可動子の位置を連
続的に制御する制御手段ことを特徴とする如意棒型電磁
力アクチュエータ。 - （５）各アクチュエータユニットは、可動子の両端にテ
ーパを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
載の如意棒型電磁力アクチュエータ。 - （６）制御手段は、イコライザにより位置制御系の力指
令に対応する電流指令を生成しコイルを励磁することを
特徴とする特許請求の範囲第４項記載の如意棒型電磁力
アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60268771A JPH0721729B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 如意棒型電磁力アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60268771A JPH0721729B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 如意棒型電磁力アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128302A true JPS62128302A (ja) | 1987-06-10 |
| JPH0721729B2 JPH0721729B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17463070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60268771A Expired - Lifetime JPH0721729B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 如意棒型電磁力アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721729B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044429A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsubishi Electric Corporation | 電磁操作装置およびそれを用いた開閉器 |
| KR20200080130A (ko) | 2018-12-26 | 2020-07-06 | 후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤 | 계측기 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627893U (ja) * | 1979-08-08 | 1981-03-16 | ||
| JPS57154291U (ja) * | 1981-03-20 | 1982-09-28 | ||
| JPS5810946A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-21 | Fujitsu Ltd | 信号断検出方式 |
| JPS60173809A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-09-07 | ヴァレオ エレクトロニク | 電磁アクチユエ−タ |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60268771A patent/JPH0721729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627893U (ja) * | 1979-08-08 | 1981-03-16 | ||
| JPS57154291U (ja) * | 1981-03-20 | 1982-09-28 | ||
| JPS5810946A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-21 | Fujitsu Ltd | 信号断検出方式 |
| JPS60173809A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-09-07 | ヴァレオ エレクトロニク | 電磁アクチユエ−タ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044429A1 (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Mitsubishi Electric Corporation | 電磁操作装置およびそれを用いた開閉器 |
| KR20200080130A (ko) | 2018-12-26 | 2020-07-06 | 후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤 | 계측기 |
| US11415402B2 (en) | 2018-12-26 | 2022-08-16 | Fujitsu Component Limited | Measuring instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0721729B2 (ja) | 1995-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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