JP3728023B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3728023B2 JP3728023B2 JP20284096A JP20284096A JP3728023B2 JP 3728023 B2 JP3728023 B2 JP 3728023B2 JP 20284096 A JP20284096 A JP 20284096A JP 20284096 A JP20284096 A JP 20284096A JP 3728023 B2 JP3728023 B2 JP 3728023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- rod
- compressed air
- coil
- moves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/088—Characterised by the construction of the motor unit the motor using combined actuation, e.g. electric and fluid actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/148—Lost-motion means between the piston and the output
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
- H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Actuator (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流サーボモータを使用したリニアアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータは、既に知られており、この直流サーボモータは、コイルへの通電量と通電方向とを制御することによってシャフトの停止位置を精密に位置決めできるという利点を有している。
しかしながら、上記直流サーボモータは、コイルへの通電当初に電磁サーボ駆動部に生ずる逆起電力によってシャフトの起動が遅れるという問題があり、この起動の遅れは作業の高速化の障害になる。
【０００３】
また、上記シャフトに取付けた作業機器でワークを把持或いは吸着して持ち上げる場合は、シャフトの停止位置を保持する場合と異なり、コイルへの通電量が多くなって電力の消費量が増加し、特にワークの重量が大きいときは通電量の増加によってコイルの発熱量が多くなるために、コイルの冷却手段を付設しなければならないことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、直流サーボモータのシャフトが応答性よく起動するリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００５】
また、本発明が解決しようとする第２の課題は、電力の消費量が少ない上記リニアアクチュエータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を解決するため、本発明のリニアアクチュエータは、作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画されたシリンダ室への圧縮空気の供給により上記ロッドを下動させるエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電当初に作動して、上記シリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、コイルへの上記通電当初にシリンダ室に供給される圧縮空気で下動するロッドが、シャフトを押圧してその下動を加速することを特徴としている。
【０００７】
また、上記第１及び第２の課題を解決するため、本発明のリニアアクチュエータは、作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画された一対のシリンダ室への圧縮空気の給排により上記ロッドを上下動させる複動型のエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、上記ロッドとシャフトを軸方向に一体移動可能に連結し、上記一対のシリンダ室に、ソレノイドへの通電量に比例した空気圧を出力する比例電磁式圧力制御弁をそれぞれ接続し、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、上記ソレノイドへの通電量の制御により一対のシリンダ室に給排する空気圧を調整すると共に上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に供給される圧縮空気により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで下動位置にあるシャフトを引き上げることを特徴としている。
【０００８】
さらに、同様の課題を解決するため、上記リニアアクチュエータにおけるロッドとシャフトを、該ロッドの上動により互いに係合する係合部を有する連結子によって相対移動可能に連結し、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、一対のシリンダ室に圧縮空気を給排する圧縮空気供給手段を設け、上方のシリンダ室への圧縮空気の供給により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで上記係合部を係合させて下動位置にあるシャフトを引き上げることを特徴としている。
【０００９】
また、同様の課題を解決するため、これらのリニアアクチュエータにおけるエアシリンダの摺動部を、エアベアリングによって浮遊状態に支持したことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
ケース内に、単動型のエアシリンダと直流サーボモータの一例であるボイスコイル型アクチュエータとを、これらのロッドとシャフトを同一軸線上に配設して上下に設置する。
サーボコントローラから、ボイスコイル型アクチュエータの可動コイルに該コイルを下動させるための電流を通電すると、この電流の通電当初に、圧縮空気供給手段の一例であるコントローラが作動してエアシリンダのシリンダ室に圧縮空気を供給するので、これにより下動するロッドがシャフトを押圧してその下動を加速する。
シャフトが下動すると、その位置信号がサーボコントローラにフィードバックされ、この信号によりサーボコントローラが可動コイルへの通電量及び通電方向を制御して、シャフトを所望の停止位置に正確に停止させる。
【００１１】
また、複動型のエアシリンダのロッドとボイスコイル型アクチュエータのシャフトとを一体移動可能に連結し、或いはこれらを係合部を有する連結子によって相対移動可能に連結すると、圧縮空気供給手段の作動により上側のシリンダ室に供給される圧縮空気によって下動するロッドが、シャフトを押圧してその下動を加速する。
圧縮空気供給手段により下側のシリンダ室に圧縮空気を供給するとロッドが上動し、これによりロッドが一体に連結したシャフトを引き上げ、或いはロッドの上動により係合部が係合して下動したシャフトを引き上げる。
これらの場合は、可動コイルに通電しなくても、下側のシリンダ室に供給した圧縮空気によってロッドとシャフトとが上動するために、ロッドに取付けた作業機器によって重いワークを持ち上げる場合でも消費電力が増加することがなく、したがってコイルの発熱量が多くなることもない。
【００１２】
さらに、これらのエアシリンダの摺動部をエアベアリングで浮遊状態に支持して、摺動部の摺動抵抗を殆どなくしたので、圧縮空気によってロッドが速やかに下動するので、シャフトの下動を一層速やかに加速することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示し、このリニアアクチュエータ１は、ケース２及び該ケースの開口を覆うカバー３と、ケース２内の上方に設置した単動型のエアシリンダ４と、下方に設置した直流サーボモータの一例であるボイスコイル型アクチュエータ５とを備え、エアシリンダ４のロッド６とボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７は同一軸線上に配設されている。
上記エアシリンダ４は、ケース２に形成したシリンダ穴９及びその開口を気密に閉鎖する端板１０と、シリンダ穴９を気密に往復動するピストン１１及び上記ロッド６と、ピストン１１で区画されたシリンダ室１２及び呼吸室１３と、シリンダ室１２に圧縮空気を給排する給排ポート１４及び呼吸室１３に開口する呼吸ポート１５とを備え、給排ポート１４に電磁弁１６が接続されている。
【００１４】
この電磁弁１６は、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ及び排出ポートＲを備え、ソレノイド１６ａの励磁とその解除によって、出力ポートＡを供給ポートＰと排出ポートＲとに切り換えて連通させる周知の常閉型３ポート電磁弁として構成されており、供給ポートＰはエアタンク１７を介して圧縮空気源１８に接続されている。
上記エアシリンダ４は、ロッド６がシャフト７を押圧してその下動を加速するものであるから、ボイスコイル型アクチュエータ５に比べて小形で、ロッド６のストロークはシャフト７のストロークより短くされている。
【００１５】
ボイスコイル型アクチュエータ５は、図２に示すように、センタヨーク２１、その両側のボトムヨーク２２，２２、これらのヨークの上下両端を連結するサイドヨーク２３，２３（図１参照）を有する磁気枠２４と、ボトムヨーク２２のセンタヨーク側の面に取付けられた磁石２５，２５と、センタヨーク２１に巻かれこれに沿って上下に移動可能な可動コイル２６とを有する電磁サーボ駆動部２０を備え、磁気枠２４はサイドヨーク２３，２３を通る取付ボルト（図示省略）によってケース２の底面に取付けられている。この電磁サーボ駆動部２０は、可動コイル２６に直流を通電すると、フレミング左手の法則によって可動コイル２６が上下動するものである。
可動コイル２６には、合成樹脂等の非磁性材で形成したコイル押え２８とコイルホルダ２９が取付ねじ３０，３０によって取付けられており、コイルホルダ２９に、図示を省略している適宜の手段によって金属製の移動子３１が取付けられている。また、ケース２の底面には、リニアガイドレール３２が取付けられており、リニアガイドレール３２に沿って移動するリニアガイド３３は、取付ねじ３４，・・によって移動子３１に取付けられている。
【００１６】
ケース２における電磁サーボ駆動部２０と反対側の壁面にはリニアスケール３６が、移動子３１の先端にはリニアスケール３６の目盛を読み取って信号を出力するエンコーダ電気基板３７が、それぞれ取付けられている。
上記シャフト７は大径部と小径部を有し、小径部の基端に形成した雄ねじを移動子３１の貫通孔に形設した雌ねじに螺合して、段部を移動子３１の上面に当接させた状態で取付けられており、軸受３８により支持されてケース２外に突出する小径部の先端に、エアチャックや吸着パッド等の適宜の作業工具（図示省略）が取付けられる。
【００１７】
上記ケース２の側壁には、電力及び信号用のコネクタを構成する多極コネクタ４０が、ケース２の取付ボス２ａには中間コネクタ４１が、コイルホルダ２９にはコネクタ４２が、それぞれ取付ねじによって取付けられており、多極コネクタ４０に電気的に接続する受電コネクタ４３と中間コネクタ４１、及び中間コネクタ４１とコネクタ４２は、いずれもフラットリボンケーブル４４によって電気的に接続されている。また多極コネクタ４０には、サーボコントローラ４５を介して直流電源４６が接続されている。
上記サーボコントローラ４５は、可動コイル２６に通電量（電流値）及び通電方向が制御された直流を通電するもので、これによって可動コイル２６が上下動する。また、可動コイル２６と一体に移動するエンコーダ電気基板３７が、リニアスケール３６の目盛を読み取ってシャフト７の位置信号を出力し、この信号はサーボコントローラ４５にフィードバックされる。
【００１８】
サーボコントローラ４５には、圧縮空気供給手段を構成するコントローラ４７が接続されている。このコントローラ４７は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電した当初に作動して、ソレノイド１６ａを励磁してシリンダ室１２に圧縮空気を供給し、ロッド６が下動してシャフト７を押圧するとソレノイド１６ａの励磁を解除して、シリンダ室１２の空気を排出するものである。
図１中の符号４８は、ロッド６及びピストン１１の外周に嵌着した、Ｏリングよりなる摺動シールである。
【００１９】
上記第１実施例は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる方向の電流を通電すると、可動コイル２６及びシャフト７が上動してエアシリンダ４のロッド６を上動させる。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる方向の電流を通電すると、可動コイル２６とシャフト７が下動を始めるとともに、この通電当初にコントローラ４７が作動して電磁弁１６のソレノイド１６ａを励磁する。これにより、エアタンク１７に蓄積されている圧縮空気が電磁弁１６から速やかにシリンダ室１２に供給され、ピストン１１及びロッド６が急速に下動してシャフト７を押圧するので、シャフト７の下動が加速される。したがって、電磁サーボ駆動２０の逆起電力に抗してシャフト７が応答性よく下動する。
シャフト７が下動すると、コントローラ４７によるソレノイド１６ａの励磁が解除されるので、シリンダ室１２が外部に連通する。
【００２０】
上記可動コイル２６とシャフト７は、リニアガイドレール３２とリニアガイド３３に案内されてスムーズに上下動する。そして、移動子３１に取付けたエンコーダ電気基板３７がリニアスケール３６の目盛を読み取って位置信号をサーボコントローラ４５にフィードバックし、このフィードバック信号によりサーボコントローラ４５が可動コイル２６への通電量及び通電方向を制御して、シャフト７を所定の停止位置に正確に停止させる。この場合における可動コイル２６への通電量は、可動コイル２６とともに移動する部材の重量にバランスする力を発生させる大きさである。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる方向の電流を通電すると、これらが上動して元の位置に復帰する。
【００２１】
図３（Ａ）は公知のボイスコイル型アクチュエータのシャフトの変位量と時間の関係を示し、（Ｂ）は上記エアシリンダ４のロッド６の変位量と時間の関係を示し、（Ｃ）はロッド６によってシャフト７を押圧したときのシャフト７の変位量と時間との関係を示している。図３中の符号ａは、可動コイル２６に通電したときの時間である。
（Ａ）と（Ｃ）との対比で明らかなように、ロッド６によるシャフト７の押圧によってシャフト７を速やかに下動することができる。
【００２２】
上記リニアチュエータは、シャフト７の先端に取付けたエアチャック４９（図４参照）によって、ワーク（図示省略）を把持して搬送する搬送装置として使用する場合がある。
この場合は、電磁サーボ駆動部２０を無負荷で上動させる場合と異なり、エアチャック４９が把持したワークの重量に抗して電磁サーボ駆動部２０を上動させるための電流を、可動コイル２６に通電する必要があるが、ワークの重量が重いと可動コイル２６への通電量が増加して消費電力が多くなり、これによって可動コイルの発熱量も多くなる。
【００２３】
図４はこの問題を解決した本発明の第２実施例を示し、第２実施例のリニアアクチュエータ５１は複動型のエアシリンダ５２を備え、エアシリンダ５２のロッド６とボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７は、結合ピン５３によって軸方向のガタがないように一体に連結されており、ケース２から突出するシャフト７の先端にエアチャック４９が取付けられている。
また、ピストン１１で区画された一対のシリンダ室５４ａ，５４ｂに連通する給排ポート５５ａ，５５ｂには、比例ソレノイド５７ａ，５７ｂへの通電量によって出力空気圧を制御できる比例電磁式圧力制御弁５６ａ，５６ｂが接続されており、比例ソレノイド５７ａ，５７ｂへの通電量は、圧縮空気供給手段を構成するコントローラ５８によって制御される。
第２実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２４】
上記第２実施例は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電するとともに、コントローラ５８によって比例電磁式圧力制御弁５６ａの比例ソレノイド５７ａに通電すると、シリンダ室５４ａに圧縮空気が供給されてロッド６が下動し、これに連結されたシャフト７も下動する。したがって、ロッド６によってシャフト７の下動を加速することができる。
シャフト７が所定の停止位置の近くに下動したときに、比例ソレノイド５７ａの通電を解除して比例ソレノイド５７ｂに通電するとシリンダ室５４ｂに圧縮空気が供給され、シリンダ室５４ｂの空気圧は、コントローラ５８によって下動する部材の重量にほぼバランスする作用力を発生させる空気圧に調整される。次いでサーボコントローラ４５により可動コイル２６への通電量及び通電方向を制御して、シャフト７を所定の停止位置に正確に停止させる。
サーボコントローラ４５によって可動コイル２６への通電を解除すると、シリンダ室５４ｂに供給された空気圧の作用力によりロッド６が上動してシャフト７を引き上げる。
【００２５】
上記第２実施例は、複動型のエアシリンダ５２の下方のシリンダ室５４ｂに供給する空気圧の作用力をエアチャック４９等の作業機器の重量にほぼバランスさせるので、シャフト７の停止位置を保持するための可動コイル２６への通電量を少なくすることができる。
また、シリンダ室５４ｂに供給された空気圧の作用力によってシャフト７を上動させるので、エアチャック４９が把持したワークの重量が重い場合でも、可動コイル２６にこれらを上動させるための電流を通電する必要がないので、電力の消費が少なくかつ可動コイルの発熱量が小さい。
【００２６】
上記第２実施例は、エアシリンダ５２のピストン１１及びロッド６の外周に摺動シール４８，・・があるために、摺動シールの摺動抵抗が大きいとロッド６の下動が遅れることがある。
図５はこの問題を解決した第２実施例の変形例を示し、このリニアアクチュエータ６１のエアシリンダ６２は、ピストン１１の外周面及び端板１０のロッド６との対向面にエアベアリング６３を構成する周溝が形成されており、これらの周溝は、該周溝の円周方向に等間隔で複数個開口する流路６４，６５によって圧縮空気源に連通している。
上記変形例の他の構成は第２実施例と同じであるから、説明は省略する。
【００２７】
上記変形例は、エアシリンダ６２のピストン１１及びロッド６がエアベアリング６３によって浮遊状態に支持されているために、摺動シール４８を有するものと異なりこれらの摺動抵抗を殆どなくすことができるので、ロッド６を一層速やかに上下動させることができる。
また、エアシリンダ６２の摺動抵抗が殆どないので、ロッド６とシャフト７が結合ピン５３で連結されていても、シャフト７の停止位置を正確に制御することができる。
【００２８】
図６は本発明の第３実施例を示し、このリニアアクチュエータ７１におけるエアシリンダ５２のロッド６と、ボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７の先端には、それぞれ連結子７２が取付けられており、連結子７２は、ロッド６とシャフト７に取付けるための取付部７３と、これと反対側の互いに係合可能な係合部７４とを備えている。
これらの連結子７２，７２は、ロッド６とシャフト７が図示の上動位置にあるときは取付部７３と係合部７４がそれぞれ当接し、ロッド６とシャフト７が下動したときは、係合部７４，７４の間に若干の間隙が形成されるように関係付けられている。
【００２９】
エアシリンダ５２のシリンダ室５４ａ，５４ｂに圧縮空気を給排する電磁弁７６は、圧力流体の供給ポートＰ、出力ポートＡ，Ｂ及び排出ポートＥＡ，ＥＢを備え、ソレノイド７６ａの励磁により供給ポートＰと出力ポートＡ及び出力ポートＢと排出ポートＥＢとが連通し、ソレノイド７６ｂの励磁により供給ポートＰと出力ポートＢ及び出力ポートＡと排出ポートＥＡとが連通し、これらのソレノイドの励磁が共に解除された中間停止位置において出力ポートＡとＢがそれぞれ排出ポートＥＡとＥＢに連通する、スプリングセンタの３位置５ポート弁として構成されており、出力ポートＡとＢは給排ポート５５ａと５５ｂにそれぞれ連通している。そして、これらのソレノイド７６ａ，７６ｂ励磁及び励磁解除はコントローラ７７によって制御される。
第３実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３０】
上記第３実施例は、電磁弁７６が中間停止位置にあるときに、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる電流を通電すると、可動コイル２６とシャフト７が上動し、これにより係合部７４が取付部７３に当接してロッド６を上動させる。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電すると、この通電当初にコントローラ７７によりソレノイド７６ａが励磁されるので、シリンダ室５４ａに圧縮空気が供給されてロッド６が下動し、取付部７３と係止部７４との当接によりシャフト７が押圧されて下動が加速される。シャフト７が押圧されるとコントローラ７７によるソレノイド７６ａの励磁が解除されて、電磁弁７６が中間停止位置に復帰する。
シャフトの下動後のサーボコントローラ４５によるシャフト７の停止位置の制御は第１実施例と同じであり、ロッド６とシャフト７が最も下動しても係合部７４と７４の間には若干の間隙がある。
【００３１】
コントローラ７７によってソレノイド７６ｂを励磁すると、下方のシリンダ室５４ｂに圧縮空気が供給されてロッド６が上動し、これによって係合部７４，７４が係合するので下動したシャフト７がロッド６によって引き上げられる。
したがって、シャフト７を上動させるときに可動コイル２６に通電する必要がないので、エアチャック４９が把持したワークの重量が重い場合であっても電力の消費が少なくかつ可動コイル２６の発熱量が小さい。
第３実施例の他の作用は第１実施例と同じであるから、説明は省略する。
なお、図示を省略しているが、第３実施例におけるロッド６及びピストン１１も、摺動シール４８をなくしてエアベアリング６３により浮遊状態に支持することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のリニアアクチュエータは、直流サーボモータのコイルに該コイルを下動させるための電流を通電すると、圧縮空気供給手段が作動してシリンダ室に圧縮空気を供給するため、これによって下動するロッドが直流サーボモータのシャフトを押圧してその下動を加速するので、シャフトを速やかに下動することができる。
また、エアシリンダを複動型として、このエアシリンダによってシャフトに取付けた作業機器やワーク等を上動させるので、これらが重い場合であっても電力の消費が少なく、かつコイルの発熱量を少なくすることができる。
さらに、エアシリンダの摺動部に設けたエアベアリングによって、エアシリンダの摺動抵抗を殆どなくすことができ、これによりロッドが速やかに下動してシャフトを押圧するので、シャフトを一層速やかに下動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の縦断正面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 （Ａ）〜（Ｃ）はシャフトの変位量と時間の関係を示す図である。
【図４】 第２実施例の縦断正面図である。
【図５】 第２実施例の変形例の要部の縦断正面図である。
【図６】 第３実施例の縦断正面図である。
【符号の説明】
１，５１，６１，７１ リニアアクチュエータ
２ ケース
４，５２，６２ エアシリンダ
５ ボイスコイル型アクチュエータ
６ ロッド
７ シャフト
１１ ピストン
１２，５４ａ，５４ｂ シリンダ室
２０ 電磁サーボ駆動部
２６ 可動コイル
４５ サーボコントローラ
４７，５８，７７ コントローラ
５６ａ，５６ｂ 比例電磁式圧力制御弁
５７ａ，５７ｂ 比例ソレノイド
７２ 連結子
７４ 係合部
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流サーボモータを使用したリニアアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータは、既に知られており、この直流サーボモータは、コイルへの通電量と通電方向とを制御することによってシャフトの停止位置を精密に位置決めできるという利点を有している。
しかしながら、上記直流サーボモータは、コイルへの通電当初に電磁サーボ駆動部に生ずる逆起電力によってシャフトの起動が遅れるという問題があり、この起動の遅れは作業の高速化の障害になる。
【０００３】
また、上記シャフトに取付けた作業機器でワークを把持或いは吸着して持ち上げる場合は、シャフトの停止位置を保持する場合と異なり、コイルへの通電量が多くなって電力の消費量が増加し、特にワークの重量が大きいときは通電量の増加によってコイルの発熱量が多くなるために、コイルの冷却手段を付設しなければならないことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、直流サーボモータのシャフトが応答性よく起動するリニアアクチュエータを提供することにある。
【０００５】
また、本発明が解決しようとする第２の課題は、電力の消費量が少ない上記リニアアクチュエータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を解決するため、本発明のリニアアクチュエータは、作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画されたシリンダ室への圧縮空気の供給により上記ロッドを下動させるエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電当初に作動して、上記シリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、コイルへの上記通電当初にシリンダ室に供給される圧縮空気で下動するロッドが、シャフトを押圧してその下動を加速することを特徴としている。
【０００７】
また、上記第１及び第２の課題を解決するため、本発明のリニアアクチュエータは、作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画された一対のシリンダ室への圧縮空気の給排により上記ロッドを上下動させる複動型のエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、上記ロッドとシャフトを軸方向に一体移動可能に連結し、上記一対のシリンダ室に、ソレノイドへの通電量に比例した空気圧を出力する比例電磁式圧力制御弁をそれぞれ接続し、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、上記ソレノイドへの通電量の制御により一対のシリンダ室に給排する空気圧を調整すると共に上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に供給される圧縮空気により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで下動位置にあるシャフトを引き上げることを特徴としている。
【０００８】
さらに、同様の課題を解決するため、上記リニアアクチュエータにおけるロッドとシャフトを、該ロッドの上動により互いに係合する係合部を有する連結子によって相対移動可能に連結し、上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、一対のシリンダ室に圧縮空気を給排する圧縮空気供給手段を設け、上方のシリンダ室への圧縮空気の供給により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで上記係合部を係合させて下動位置にあるシャフトを引き上げることを特徴としている。
【０００９】
また、同様の課題を解決するため、これらのリニアアクチュエータにおけるエアシリンダの摺動部を、エアベアリングによって浮遊状態に支持したことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
ケース内に、単動型のエアシリンダと直流サーボモータの一例であるボイスコイル型アクチュエータとを、これらのロッドとシャフトを同一軸線上に配設して上下に設置する。
サーボコントローラから、ボイスコイル型アクチュエータの可動コイルに該コイルを下動させるための電流を通電すると、この電流の通電当初に、圧縮空気供給手段の一例であるコントローラが作動してエアシリンダのシリンダ室に圧縮空気を供給するので、これにより下動するロッドがシャフトを押圧してその下動を加速する。
シャフトが下動すると、その位置信号がサーボコントローラにフィードバックされ、この信号によりサーボコントローラが可動コイルへの通電量及び通電方向を制御して、シャフトを所望の停止位置に正確に停止させる。
【００１１】
また、複動型のエアシリンダのロッドとボイスコイル型アクチュエータのシャフトとを一体移動可能に連結し、或いはこれらを係合部を有する連結子によって相対移動可能に連結すると、圧縮空気供給手段の作動により上側のシリンダ室に供給される圧縮空気によって下動するロッドが、シャフトを押圧してその下動を加速する。
圧縮空気供給手段により下側のシリンダ室に圧縮空気を供給するとロッドが上動し、これによりロッドが一体に連結したシャフトを引き上げ、或いはロッドの上動により係合部が係合して下動したシャフトを引き上げる。
これらの場合は、可動コイルに通電しなくても、下側のシリンダ室に供給した圧縮空気によってロッドとシャフトとが上動するために、ロッドに取付けた作業機器によって重いワークを持ち上げる場合でも消費電力が増加することがなく、したがってコイルの発熱量が多くなることもない。
【００１２】
さらに、これらのエアシリンダの摺動部をエアベアリングで浮遊状態に支持して、摺動部の摺動抵抗を殆どなくしたので、圧縮空気によってロッドが速やかに下動するので、シャフトの下動を一層速やかに加速することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示し、このリニアアクチュエータ１は、ケース２及び該ケースの開口を覆うカバー３と、ケース２内の上方に設置した単動型のエアシリンダ４と、下方に設置した直流サーボモータの一例であるボイスコイル型アクチュエータ５とを備え、エアシリンダ４のロッド６とボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７は同一軸線上に配設されている。
上記エアシリンダ４は、ケース２に形成したシリンダ穴９及びその開口を気密に閉鎖する端板１０と、シリンダ穴９を気密に往復動するピストン１１及び上記ロッド６と、ピストン１１で区画されたシリンダ室１２及び呼吸室１３と、シリンダ室１２に圧縮空気を給排する給排ポート１４及び呼吸室１３に開口する呼吸ポート１５とを備え、給排ポート１４に電磁弁１６が接続されている。
【００１４】
この電磁弁１６は、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ及び排出ポートＲを備え、ソレノイド１６ａの励磁とその解除によって、出力ポートＡを供給ポートＰと排出ポートＲとに切り換えて連通させる周知の常閉型３ポート電磁弁として構成されており、供給ポートＰはエアタンク１７を介して圧縮空気源１８に接続されている。
上記エアシリンダ４は、ロッド６がシャフト７を押圧してその下動を加速するものであるから、ボイスコイル型アクチュエータ５に比べて小形で、ロッド６のストロークはシャフト７のストロークより短くされている。
【００１５】
ボイスコイル型アクチュエータ５は、図２に示すように、センタヨーク２１、その両側のボトムヨーク２２，２２、これらのヨークの上下両端を連結するサイドヨーク２３，２３（図１参照）を有する磁気枠２４と、ボトムヨーク２２のセンタヨーク側の面に取付けられた磁石２５，２５と、センタヨーク２１に巻かれこれに沿って上下に移動可能な可動コイル２６とを有する電磁サーボ駆動部２０を備え、磁気枠２４はサイドヨーク２３，２３を通る取付ボルト（図示省略）によってケース２の底面に取付けられている。この電磁サーボ駆動部２０は、可動コイル２６に直流を通電すると、フレミング左手の法則によって可動コイル２６が上下動するものである。
可動コイル２６には、合成樹脂等の非磁性材で形成したコイル押え２８とコイルホルダ２９が取付ねじ３０，３０によって取付けられており、コイルホルダ２９に、図示を省略している適宜の手段によって金属製の移動子３１が取付けられている。また、ケース２の底面には、リニアガイドレール３２が取付けられており、リニアガイドレール３２に沿って移動するリニアガイド３３は、取付ねじ３４，・・によって移動子３１に取付けられている。
【００１６】
ケース２における電磁サーボ駆動部２０と反対側の壁面にはリニアスケール３６が、移動子３１の先端にはリニアスケール３６の目盛を読み取って信号を出力するエンコーダ電気基板３７が、それぞれ取付けられている。
上記シャフト７は大径部と小径部を有し、小径部の基端に形成した雄ねじを移動子３１の貫通孔に形設した雌ねじに螺合して、段部を移動子３１の上面に当接させた状態で取付けられており、軸受３８により支持されてケース２外に突出する小径部の先端に、エアチャックや吸着パッド等の適宜の作業工具（図示省略）が取付けられる。
【００１７】
上記ケース２の側壁には、電力及び信号用のコネクタを構成する多極コネクタ４０が、ケース２の取付ボス２ａには中間コネクタ４１が、コイルホルダ２９にはコネクタ４２が、それぞれ取付ねじによって取付けられており、多極コネクタ４０に電気的に接続する受電コネクタ４３と中間コネクタ４１、及び中間コネクタ４１とコネクタ４２は、いずれもフラットリボンケーブル４４によって電気的に接続されている。また多極コネクタ４０には、サーボコントローラ４５を介して直流電源４６が接続されている。
上記サーボコントローラ４５は、可動コイル２６に通電量（電流値）及び通電方向が制御された直流を通電するもので、これによって可動コイル２６が上下動する。また、可動コイル２６と一体に移動するエンコーダ電気基板３７が、リニアスケール３６の目盛を読み取ってシャフト７の位置信号を出力し、この信号はサーボコントローラ４５にフィードバックされる。
【００１８】
サーボコントローラ４５には、圧縮空気供給手段を構成するコントローラ４７が接続されている。このコントローラ４７は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電した当初に作動して、ソレノイド１６ａを励磁してシリンダ室１２に圧縮空気を供給し、ロッド６が下動してシャフト７を押圧するとソレノイド１６ａの励磁を解除して、シリンダ室１２の空気を排出するものである。
図１中の符号４８は、ロッド６及びピストン１１の外周に嵌着した、Ｏリングよりなる摺動シールである。
【００１９】
上記第１実施例は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる方向の電流を通電すると、可動コイル２６及びシャフト７が上動してエアシリンダ４のロッド６を上動させる。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる方向の電流を通電すると、可動コイル２６とシャフト７が下動を始めるとともに、この通電当初にコントローラ４７が作動して電磁弁１６のソレノイド１６ａを励磁する。これにより、エアタンク１７に蓄積されている圧縮空気が電磁弁１６から速やかにシリンダ室１２に供給され、ピストン１１及びロッド６が急速に下動してシャフト７を押圧するので、シャフト７の下動が加速される。したがって、電磁サーボ駆動２０の逆起電力に抗してシャフト７が応答性よく下動する。
シャフト７が下動すると、コントローラ４７によるソレノイド１６ａの励磁が解除されるので、シリンダ室１２が外部に連通する。
【００２０】
上記可動コイル２６とシャフト７は、リニアガイドレール３２とリニアガイド３３に案内されてスムーズに上下動する。そして、移動子３１に取付けたエンコーダ電気基板３７がリニアスケール３６の目盛を読み取って位置信号をサーボコントローラ４５にフィードバックし、このフィードバック信号によりサーボコントローラ４５が可動コイル２６への通電量及び通電方向を制御して、シャフト７を所定の停止位置に正確に停止させる。この場合における可動コイル２６への通電量は、可動コイル２６とともに移動する部材の重量にバランスする力を発生させる大きさである。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる方向の電流を通電すると、これらが上動して元の位置に復帰する。
【００２１】
図３（Ａ）は公知のボイスコイル型アクチュエータのシャフトの変位量と時間の関係を示し、（Ｂ）は上記エアシリンダ４のロッド６の変位量と時間の関係を示し、（Ｃ）はロッド６によってシャフト７を押圧したときのシャフト７の変位量と時間との関係を示している。図３中の符号ａは、可動コイル２６に通電したときの時間である。
（Ａ）と（Ｃ）との対比で明らかなように、ロッド６によるシャフト７の押圧によってシャフト７を速やかに下動することができる。
【００２２】
上記リニアチュエータは、シャフト７の先端に取付けたエアチャック４９（図４参照）によって、ワーク（図示省略）を把持して搬送する搬送装置として使用する場合がある。
この場合は、電磁サーボ駆動部２０を無負荷で上動させる場合と異なり、エアチャック４９が把持したワークの重量に抗して電磁サーボ駆動部２０を上動させるための電流を、可動コイル２６に通電する必要があるが、ワークの重量が重いと可動コイル２６への通電量が増加して消費電力が多くなり、これによって可動コイルの発熱量も多くなる。
【００２３】
図４はこの問題を解決した本発明の第２実施例を示し、第２実施例のリニアアクチュエータ５１は複動型のエアシリンダ５２を備え、エアシリンダ５２のロッド６とボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７は、結合ピン５３によって軸方向のガタがないように一体に連結されており、ケース２から突出するシャフト７の先端にエアチャック４９が取付けられている。
また、ピストン１１で区画された一対のシリンダ室５４ａ，５４ｂに連通する給排ポート５５ａ，５５ｂには、比例ソレノイド５７ａ，５７ｂへの通電量によって出力空気圧を制御できる比例電磁式圧力制御弁５６ａ，５６ｂが接続されており、比例ソレノイド５７ａ，５７ｂへの通電量は、圧縮空気供給手段を構成するコントローラ５８によって制御される。
第２実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２４】
上記第２実施例は、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電するとともに、コントローラ５８によって比例電磁式圧力制御弁５６ａの比例ソレノイド５７ａに通電すると、シリンダ室５４ａに圧縮空気が供給されてロッド６が下動し、これに連結されたシャフト７も下動する。したがって、ロッド６によってシャフト７の下動を加速することができる。
シャフト７が所定の停止位置の近くに下動したときに、比例ソレノイド５７ａの通電を解除して比例ソレノイド５７ｂに通電するとシリンダ室５４ｂに圧縮空気が供給され、シリンダ室５４ｂの空気圧は、コントローラ５８によって下動する部材の重量にほぼバランスする作用力を発生させる空気圧に調整される。次いでサーボコントローラ４５により可動コイル２６への通電量及び通電方向を制御して、シャフト７を所定の停止位置に正確に停止させる。
サーボコントローラ４５によって可動コイル２６への通電を解除すると、シリンダ室５４ｂに供給された空気圧の作用力によりロッド６が上動してシャフト７を引き上げる。
【００２５】
上記第２実施例は、複動型のエアシリンダ５２の下方のシリンダ室５４ｂに供給する空気圧の作用力をエアチャック４９等の作業機器の重量にほぼバランスさせるので、シャフト７の停止位置を保持するための可動コイル２６への通電量を少なくすることができる。
また、シリンダ室５４ｂに供給された空気圧の作用力によってシャフト７を上動させるので、エアチャック４９が把持したワークの重量が重い場合でも、可動コイル２６にこれらを上動させるための電流を通電する必要がないので、電力の消費が少なくかつ可動コイルの発熱量が小さい。
【００２６】
上記第２実施例は、エアシリンダ５２のピストン１１及びロッド６の外周に摺動シール４８，・・があるために、摺動シールの摺動抵抗が大きいとロッド６の下動が遅れることがある。
図５はこの問題を解決した第２実施例の変形例を示し、このリニアアクチュエータ６１のエアシリンダ６２は、ピストン１１の外周面及び端板１０のロッド６との対向面にエアベアリング６３を構成する周溝が形成されており、これらの周溝は、該周溝の円周方向に等間隔で複数個開口する流路６４，６５によって圧縮空気源に連通している。
上記変形例の他の構成は第２実施例と同じであるから、説明は省略する。
【００２７】
上記変形例は、エアシリンダ６２のピストン１１及びロッド６がエアベアリング６３によって浮遊状態に支持されているために、摺動シール４８を有するものと異なりこれらの摺動抵抗を殆どなくすことができるので、ロッド６を一層速やかに上下動させることができる。
また、エアシリンダ６２の摺動抵抗が殆どないので、ロッド６とシャフト７が結合ピン５３で連結されていても、シャフト７の停止位置を正確に制御することができる。
【００２８】
図６は本発明の第３実施例を示し、このリニアアクチュエータ７１におけるエアシリンダ５２のロッド６と、ボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト７の先端には、それぞれ連結子７２が取付けられており、連結子７２は、ロッド６とシャフト７に取付けるための取付部７３と、これと反対側の互いに係合可能な係合部７４とを備えている。
これらの連結子７２，７２は、ロッド６とシャフト７が図示の上動位置にあるときは取付部７３と係合部７４がそれぞれ当接し、ロッド６とシャフト７が下動したときは、係合部７４，７４の間に若干の間隙が形成されるように関係付けられている。
【００２９】
エアシリンダ５２のシリンダ室５４ａ，５４ｂに圧縮空気を給排する電磁弁７６は、圧力流体の供給ポートＰ、出力ポートＡ，Ｂ及び排出ポートＥＡ，ＥＢを備え、ソレノイド７６ａの励磁により供給ポートＰと出力ポートＡ及び出力ポートＢと排出ポートＥＢとが連通し、ソレノイド７６ｂの励磁により供給ポートＰと出力ポートＢ及び出力ポートＡと排出ポートＥＡとが連通し、これらのソレノイドの励磁が共に解除された中間停止位置において出力ポートＡとＢがそれぞれ排出ポートＥＡとＥＢに連通する、スプリングセンタの３位置５ポート弁として構成されており、出力ポートＡとＢは給排ポート５５ａと５５ｂにそれぞれ連通している。そして、これらのソレノイド７６ａ，７６ｂ励磁及び励磁解除はコントローラ７７によって制御される。
第３実施例の他の構成は第１実施例と同じであるから、図の主要な同一の箇所に同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３０】
上記第３実施例は、電磁弁７６が中間停止位置にあるときに、サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを上動させる電流を通電すると、可動コイル２６とシャフト７が上動し、これにより係合部７４が取付部７３に当接してロッド６を上動させる。
サーボコントローラ４５から可動コイル２６に該コイルを下動させる電流を通電すると、この通電当初にコントローラ７７によりソレノイド７６ａが励磁されるので、シリンダ室５４ａに圧縮空気が供給されてロッド６が下動し、取付部７３と係止部７４との当接によりシャフト７が押圧されて下動が加速される。シャフト７が押圧されるとコントローラ７７によるソレノイド７６ａの励磁が解除されて、電磁弁７６が中間停止位置に復帰する。
シャフトの下動後のサーボコントローラ４５によるシャフト７の停止位置の制御は第１実施例と同じであり、ロッド６とシャフト７が最も下動しても係合部７４と７４の間には若干の間隙がある。
【００３１】
コントローラ７７によってソレノイド７６ｂを励磁すると、下方のシリンダ室５４ｂに圧縮空気が供給されてロッド６が上動し、これによって係合部７４，７４が係合するので下動したシャフト７がロッド６によって引き上げられる。
したがって、シャフト７を上動させるときに可動コイル２６に通電する必要がないので、エアチャック４９が把持したワークの重量が重い場合であっても電力の消費が少なくかつ可動コイル２６の発熱量が小さい。
第３実施例の他の作用は第１実施例と同じであるから、説明は省略する。
なお、図示を省略しているが、第３実施例におけるロッド６及びピストン１１も、摺動シール４８をなくしてエアベアリング６３により浮遊状態に支持することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のリニアアクチュエータは、直流サーボモータのコイルに該コイルを下動させるための電流を通電すると、圧縮空気供給手段が作動してシリンダ室に圧縮空気を供給するため、これによって下動するロッドが直流サーボモータのシャフトを押圧してその下動を加速するので、シャフトを速やかに下動することができる。
また、エアシリンダを複動型として、このエアシリンダによってシャフトに取付けた作業機器やワーク等を上動させるので、これらが重い場合であっても電力の消費が少なく、かつコイルの発熱量を少なくすることができる。
さらに、エアシリンダの摺動部に設けたエアベアリングによって、エアシリンダの摺動抵抗を殆どなくすことができ、これによりロッドが速やかに下動してシャフトを押圧するので、シャフトを一層速やかに下動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の縦断正面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 （Ａ）〜（Ｃ）はシャフトの変位量と時間の関係を示す図である。
【図４】 第２実施例の縦断正面図である。
【図５】 第２実施例の変形例の要部の縦断正面図である。
【図６】 第３実施例の縦断正面図である。
【符号の説明】
１，５１，６１，７１ リニアアクチュエータ
２ ケース
４，５２，６２ エアシリンダ
５ ボイスコイル型アクチュエータ
６ ロッド
７ シャフト
１１ ピストン
１２，５４ａ，５４ｂ シリンダ室
２０ 電磁サーボ駆動部
２６ 可動コイル
４５ サーボコントローラ
４７，５８，７７ コントローラ
５６ａ，５６ｂ 比例電磁式圧力制御弁
５７ａ，５７ｂ 比例ソレノイド
７２ 連結子
７４ 係合部
Claims (4)
- 作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画されたシリンダ室への圧縮空気の供給により上記ロッドを下動させるエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、
上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電当初に作動して、上記シリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、
コイルへの上記通電当初にシリンダ室に供給される圧縮空気で下動するロッドが、シャフトを押圧してその下動を加速する、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画された一対のシリンダ室への圧縮空気の給排により上記ロッドを上下動させる複動型のエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、
上記ロッドとシャフトを軸方向に一体移動可能に連結し、
上記一対のシリンダ室に、ソレノイドへの通電量に比例した空気圧を出力する比例電磁式圧力制御弁をそれぞれ接続し、
上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、上記ソレノイドへの通電量の制御により一対のシリンダ室に給排する空気圧を調整すると共に上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段を設け、
上記コイルへの通電当初に上方のシリンダ室に供給される圧縮空気により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで下動位置にあるシャフトを引き上げる、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - 作業機器を取付けるためのシャフト、及び該シャフトを上下動させる電磁サーボ駆動部を有し、サーボコントローラにより上記電磁サーボ駆動部のコイルへの通電を制御してシャフトを所定の位置に停止させる直流サーボモータと；シリンダ内を上下動するピストン及びそのロッドを有し、ピストンで区画された一対のシリンダ室への圧縮空気の給排により上記ロッドを上下動させる複動型のエアシリンダとを備え、上記ロッドとシャフトを同一軸線上でかつ上下に配設してケース内に設置したリニアアクチュエータであって、
上記ロッドとシャフトを、該ロッドの上動により互いに係合する係合部を有する連結子によって相対移動可能に連結し、
上記サーボコントローラに、上記コイルにシャフトを下動させるための電流の通電により作動して、一対のシリンダ室に圧縮空気を給排する圧縮空気供給手段を設け、
上方のシリンダ室への圧縮空気の供給により下動するロッドでシャフトを押圧してその下動を加速し、下方のシリンダ室への圧縮空気の供給により上動するロッドで上記係合部を係合させて下動位置にあるシャフトを引き上げる、
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。 - エアシリンダの摺動部をエアベアリングによって浮遊状態に支持した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載したリニアアクチュエータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20284096A JP3728023B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | リニアアクチュエータ |
| DE19727344A DE19727344C2 (de) | 1996-07-12 | 1997-06-27 | Linearstellglied |
| GB9714311A GB2315371B (en) | 1996-07-12 | 1997-07-07 | Linear actuator |
| KR1019970032277A KR100270901B1 (ko) | 1996-07-12 | 1997-07-11 | 리니어 액츄에이터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20284096A JP3728023B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | リニアアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030611A JPH1030611A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3728023B2 true JP3728023B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=16464069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20284096A Expired - Fee Related JP3728023B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | リニアアクチュエータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3728023B2 (ja) |
| KR (1) | KR100270901B1 (ja) |
| DE (1) | DE19727344C2 (ja) |
| GB (1) | GB2315371B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2304076A1 (en) * | 1997-09-17 | 1999-03-25 | Phillip Raymond Michael Denne | Motion-imparting apparatus |
| US6468082B1 (en) | 1997-09-17 | 2002-10-22 | Advanced Motion Technologies, Llc | Motion-imparting apparatus |
| DE102004017897B4 (de) * | 2004-04-13 | 2008-03-20 | Festo Ag & Co. | Linearantriebsvorrichtung mit Schubunterstützung |
| NL1026509C2 (nl) * | 2004-06-28 | 2005-12-30 | Janssen Prec Engineering B V | Een lange slag actuator met hoog draagvermogen en nanometer resolutie welke tevens gebruikt kan worden als trillingsisolator. |
| US7207177B2 (en) | 2004-07-28 | 2007-04-24 | Festo Ag & Co. | Position control device for an electrical-fluid power drive and a method of positioning |
| ATE398733T1 (de) * | 2004-07-30 | 2008-07-15 | Festo Ag & Co | Positionssteuerungsvorrichtung für einen elektro- fluidtechnischen antrieb und verfahren zur positionssteuerung |
| DE102009026605A1 (de) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Metso Paper, Inc. | Hydrauliksystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn |
| JP6535172B2 (ja) * | 2015-01-28 | 2019-06-26 | 日本トムソン株式会社 | 可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置 |
| DE102017117280B4 (de) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem mit Staubschutz |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5355597A (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-20 | Inoue Japax Res Inc | Device for horizontally moving working table or spindle |
| US4628499A (en) * | 1984-06-01 | 1986-12-09 | Scientific-Atlanta, Inc. | Linear servoactuator with integrated transformer position sensor |
| DE3702369A1 (de) * | 1987-01-27 | 1988-08-04 | Inst Chidravlika I Pnevmatika | Positioniereinrichtung |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP20284096A patent/JP3728023B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-27 DE DE19727344A patent/DE19727344C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-07 GB GB9714311A patent/GB2315371B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-11 KR KR1019970032277A patent/KR100270901B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19727344C2 (de) | 2003-08-14 |
| GB9714311D0 (en) | 1997-09-10 |
| KR980012827A (ko) | 1998-04-30 |
| KR100270901B1 (ko) | 2000-12-01 |
| GB2315371A (en) | 1998-01-28 |
| GB2315371B (en) | 1998-10-21 |
| JPH1030611A (ja) | 1998-02-03 |
| DE19727344A1 (de) | 1998-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3728023B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| JP4533928B2 (ja) | 電動アクチュエータ | |
| JP3997535B2 (ja) | サックバックバルブ | |
| JP3574087B2 (ja) | シャドーポペットバルブを備えた油圧装置 | |
| US8018709B2 (en) | Actuator for control valves and/or shut-off devices | |
| CA2488481A1 (en) | Uni-body piezoelectric motor | |
| JP2012508650A (ja) | レーザ光線を使用してワークピースを加工する装置 | |
| CN1238643C (zh) | 带有紧急情况操作器的导向控制电磁阀 | |
| JPH0665883B2 (ja) | 直線駆動装置 | |
| JPH08309599A (ja) | 油圧プレス装置のラム駆動制御装置及び同駆動制御方法 | |
| CN211117890U (zh) | 一种比例电磁阀 | |
| JPH08270605A (ja) | エアシリンダの位置決め装置 | |
| JPH05305593A (ja) | 物品挾持装置 | |
| JP4241407B2 (ja) | 中間位置停止シリンダー | |
| JPH07139518A (ja) | 油圧バルブの制御装置 | |
| JP2001096371A (ja) | 電極開放ストローク制御方法と装置 | |
| KR20060024918A (ko) | 유압 컨트롤 밸브의 스풀 제어 장치 | |
| JPH06173907A (ja) | 電気油圧弁 | |
| JP2861409B2 (ja) | チャック用液圧シリンダ装置 | |
| JPS5817179Y2 (ja) | 電磁制御減圧弁 | |
| JP4654984B2 (ja) | 流体制御装置 | |
| JPH0497404A (ja) | 切換機能を有する電磁比例減圧弁 | |
| JP3477328B2 (ja) | 多連スプール弁の駆動装置 | |
| JPS62106106A (ja) | リニアパルスモ−タ直結式制御弁 | |
| JPH0520883Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041124 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041221 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050624 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050913 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050930 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050218 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121007 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131007 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |