WO1987002506A1 - Dispositif permettant de confirmer le fonctionnement d'un actuateur electromagnetique - Google Patents

Description

明 細 書 電磁ァクチユ エ 一タの動作確認装置 技 術 分 野

本発明は、 電磁ァクチュヱータ に対する通電によっ て 発生する電磁ァク チユ エ 一タの可動鉄心の機械的変位、 あるいは、 可動鉄心に連結した機構の機械的変位を電気 信号と して確認する電磁ァクチユ エ一タ の動作確認装置 に関する。 背 景 技 術

従来、 電磁ァクチュヱ'一タ の可動鉄心の変位動作確認 の装置と しては、 可動鉄心に機搣的に連結した電気接点 によって行う装置が一般的である。

しかしながら、 この従来装置は本質的に次のよ うな問 題点を有する。

( 1 ) 電磁ァクチユ エ一タ と電気接点を連結する機構部 が複雑化する。

( 2 ) 電気接点固有の欠点、 すなわち、 防水、 防塵、 耐 湿の対策が繁雑でぁ リ 、 電気接点の接触繰返 し寿命も考 慮する必要がある。

( 3 ) 電気接点の開閉を電気信号と して確認する必要か ら外部電源及び信号伝送用電線路を必要とする。

( 4 ) 上記各原因から高価格となる。 発 明 の 開 示

そ こで末発明は上述の問題点を解块するために提案さ れたも ので、 簡易な構造で高信頼性を有する安価な電磁 ァクチユ エ 一タの動作確認装置を提供する こ と を 目的と する。

太発明は上記問題点を解決するためのも ので、 固定鉄 心と、 該固定鉄心に接離自在に対面 し、 該固定鉄心と共 に閉磁路を形成する可動鉄心と、 該閉磁路に巻き回した 電気巻線とから成る電磁ァクチユエータに適用される も ので、

該電気巻線に直流電流を印加する こ と に よる該固定鉄 心に対する該可勖鉄心の変位終了時点を、 該直流電流の 過渡的変動波形によっ て検出する可動鉄心変位検出装置 を備えたこ と を特徵とする電磁ァクチユ エ一タの動作確 認装置である。

本発明は、 以上説明 したよ う に次記の効果を奏し、 産 業、 民生の諸分野に大き く貢献できる。

( 1 ) 装置が無接点化 し、 電磁ァクチユエー タ の動作確 認の信顏性が飛躍的に向上する。

( 2 ) 電磁ァクチュ ヱ一タ に付帯する動作確認のための 機耩、 装置が簡素化され、 構造が単純化する。

( 3 ) 可動鉄心変位検出装置を電磁ァクチユエータ制御 用操作線の電源側に設置する こ と によって、 従来装置で は不可欠であつ た動作確認のための電気信号用電線路を 省略できるので、 ：特に遠方操作用電磁ァクチユエータ に おいて大きな経済効果を発揮でき る。

( ) 以上によ り電磁ァクチユ エ 一タの勖作確認装置の 小型軽量化、 低価格化並びに動作信穎性の向上に大き く 貢献できる。 図面の簡単な説明

第 1 図は *発明の第 1 の実施例の説明図、 第 2 図は 第 1 図の実施例を構成する可動鉄心変位検出装置の構成 図、 第 3 図は第 1 図の実施例に おけ る信号波形図、 第 4図は双安定のラ ツ チング動作を行う *発明の第 2 の 実施例の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明を図面を参照 してその実施例に基づいて 説明する。

第 1 図は、 本発明の第 1 の実施例の説明図である。 固定鉄心 1 は磁極面 1 a 、 1 b を有し、 可動鉄心 2 は磁 槿面 2 a 、 2 b を有 し、 各々間隙を介し接離自在に対面 する。

電気巻線 3 は固定鉄心 1 に巻回され、 固定鉄心 1 と可 動鉄心 2 よ り成る閉磁路を通電に よ っ て励磁する も ので ある。

また、 永久磁石 1 7 aほ固定鉄心 1 に固定され、 固定 鉄心 1 と可動鉄心 2 よ り 成る閉磁路において電気巻線 3 の通電によ り 発生する第 1 の磁束 1 7 c に第 2 の磁束 1 7 b ， 1 7 dを並列に、 分流する よ う に作用させる。 ス ィ ツ チ 4は直流電源 1 0 のオ ンオフ用である。

スプ リ ング 1 6 は固定鉄心 1 の磁極面 1 a , 1 b と可動 鉄心 2 の磁極面 2 a ， 2 b との間に所定間隔を維持する よ う に可動鉄心 2 に機械的抗カを作用 させる も のであ る。

次に、 可動鉄心変位検出装置 5 ほ電気巻線 3 に直流電 流を印加する こ と に よ リ 固定鉄心 1 に向 っ て可動鉄心 2が変位し、 この変位が終了する時点を直流電流の過渡 的変動波形によ り検出する装置である。

以下、 可動鉄心変位検出装置 5 の構成を第 2 図を参照 して詳述する。

直流電源 1 0 の正槿はス ィ ツ チ 4の一端に接続され、 ス ィ ツ チ 4 の他端は可動鉄心変位検出装置 5 の端子 5 c と接続し、 抵抗 R l 、 コ ンデンサ C l 、 抵抗 R 2 の 直列接続回路を介 して直流電源 1 0 の食植に接続され る。

抵抗 R 1 は電流波形検出用抵抗で、 コ ンデンサ C 1 と 抵抗 R 2の直列接続回路は微分回路 6 を構成する。

電気巻線 3 の一端は可動鉄心変位検出装置 5 の端子 5 a を介 して抵抗 R 1 とコ ンデンサ C 1 の接続点に接続 される。

電気巻線 3 の他端ほ可動鉄心変位検出装置 5 の端子 5 b ， 5 dを介 して直流電源 1 0 の負極に接続される。

こ の微分回路 6 を構成す る コ ン デ ン サ C 1 と抵抗 R 2 の接続中点はレベル ス ラ イ ス波形整形回路 7 、 制御 信号出力回路 8 および可動鉄心変位検出装置 5 の出力端 子 5 e を介して図示されないシー ケ ン ス制御装置に接続 される。

ス ィ ッ チ 4 の他端は、 さ ら に 、 端子 5 c 、 禁止パル ス 出力回路 9 を介 して制御信号出力回路 8 に接続される。

次に、 *実施例の動作について第 3 図の波形図を参照 して説明する。

ス ィ ッ チ 4がオフの状態で、 電気巻線 3が無通電の状 態でほ、 固定鉄心 1 と可動鉄心 2 のそれぞれの対面する 磁極面 l a 、 2 & と磁極面 1 1) 、 2 b の間はスプリ ング 1 6 の機械的抗カによっ て第 1 図に示される よ うに所定 の間隙を維持している。

こ の状態において、 ス ィ ッ チ 4 を T 1 時点でオ ン状態 にする と抵抗 R 1 の降下電圧 S 1 は第 3 図に示される よ ラに指数函数的に上昇し T 3時点でピーク に達する。 その後、 T 4時点で所定値まで減少 し、 再度、 指数函 数的上昇カーブに転 じ、 T 6時点で飽和する。

こ こ に おい て T 3 時点が可動鉄心 2 の変位開始時点、 T 4時点が変位終了で固定鉄心 1 と可動鉄心 2 の各磁極 面吸着の時点である。

電気巻線 3 の印加電圧 S 2 と 抵抗 R 1 の降下電圧 S 1 の合計は直流電源 1 0 の電源電圧 と な り 、 電圧 S 2 の波形は T 1 時点と T 4時点でピーク を有する。

そ して、 直流電流の電圧 S 2 ほ可動鉄心変位検出装置 5 を構成する微分回路 6 に入力され、 微分信号 S 3 と し て出力される。

こ の微分信号 S 3 はレベルス ラ イ ス波形整形回路 7 に入 力 され、 整形 されて T 1 〜 T 2 時点間お よ び T 4 〜 Τ 5時点間で所定値の方形波パル スを有する信号 S 4 と して出力される。

こ こ で、 Τ 1 〜 Τ 2時点間の方形波パル ス に対 して立 上がらないよ うに禁止パル ス発生回路 9から信号が制御 信号出力回路 8 に入力され、 Τ 4 〜 Τ 5時点間の方形波 パル ス にのみ対応して Τ 4： 〜 Τ 5時点間の方形波パル ス を有する信号 S 5 と して出力端子 5 e から図示されない シー ケ ン ス制御装置に出力される。

こ の T 4 〜 T 5時点間の方形波パル ス によっ て固定鉄 - 心 1 と可動鉄心 2 の各磁棲面同士の吸着の時点が確認さ れる。

次に、 末発明の第 2 の実施例を第 4図を参照して説明 する。

本実施例は、 ラ ッ チング動作を行ラ電磁ァクチユ エ一 タ で、 第 1 図の実施例と構成要素は共通するが、 一端に 開口を有する円筒状固定鉄心 1 に可動鉄心 2 、 永久磁石 1 7 および筒状の非磁性体ガイ ドチューブ 1 8 を備え る 。

第 4図図示の固定鉄心 1 、 可動鉄心 2の状態では永久 磁石 1 7 による第 2 の磁束は、 図示点線 m a , φ m b に分流する 。 このため、 電気卷線 3 の通電による第 1 の磁束 と の重畳効果によ っ て、 例えば電気巻線 3 の通電直流電流 電圧 S 2 の極性が図示極性であれば、 磁柽面 1 a と 2 a の吸着状態に可動鉄心 2が変位する。

また、 その状態で図示と逆極性の通電を実施すれば、 図示の通り磁槿面 1 a と 2 aほ離隔状態に復旧するが、 磁束 0 m a または * m b の存在によ り 、 第 3 図の T 4時 点の降下電圧 S 1 は極めて大き く な り 確認が容易と な る。

上述の第 1 および第 2 の実施例を構成する電磁ァ ク チュヱ一タは永久磁石 1 7 a あるいは 1 7が挿入される 構成であるが、 電磁ァクチユ エ 一タの構成ほなんら限定 されないこ とは言うまでも ない。 産業上の利用可能性

太発明は、 産業、 民生分野において、 無接点で高信頼 性を有し、 経済的な電磁ァクチユ エ 一 タ の動作確認手段 と して利用される。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 固定鉄心と、 該固定鉄心に接離自在に対面し、 該固 定鉄心と閉磁路を形成する可動鉄心と、 該閉磁路に巻き 回 した電気巻線 と か ら成る電磁ァク チユエー タ におい て、

該電気巻線に直流電流を通電する こ と による該固定鉄 心に対する該可勖鉄心の変位終了時点を該直流電流の過 渡的変動波形にょ リ検出する可動鉄心変位検出装置を備 えたこ とを特徵とする電磁ァクチユエータの動作確認装

2 . 前記固定鉄心または可動鉄心に固定され、 前記固定 鉄心と前記可動鉄心よ 成る前記閉磁路において前記電 気巻線 に通電する こ と に よ リ 発生す る第 1 の磁束に 第 2の磁束を並列に、 分流する よ うに作用させる永久磁 石を前記電磁ァクチユエ一タ に設けた請求の範囲第 1 記 載の電磁ァ ク チユエ一 タ の動作確認装置。