JPH05302641A - 電磁アクティブダンパー - Google Patents

電磁アクティブダンパー

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Publication number
JPH05302641A
JPH05302641A JP9194992A JP9194992A JPH05302641A JP H05302641 A JPH05302641 A JP H05302641A JP 9194992 A JP9194992 A JP 9194992A JP 9194992 A JP9194992 A JP 9194992A JP H05302641 A JPH05302641 A JP H05302641A
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JP
Japan
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electromagnet
electromagnets
auxiliary
mover
gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP9194992A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensho Iwabuchi
憲昭 岩渕
Tsuneo Kume
常生 久米
Kiyoshi Ishida
精 石田
Akio Yuzuriha
顕夫 杠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Publication of JPH05302641A publication Critical patent/JPH05302641A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 可動子4がギャップを介して対向する電磁石
2の端部磁極23、24の先端に切り欠き溝25を設け
て端部磁極を分割し、それぞれの端部磁極23、24に
補助コイル5を巻回して補助電磁石を形成する。電磁石
2の両端部に可動子と4電磁石5との間のギャップを検
出する変位センサ6を設ける。変位センサ6からの信号
に応じて補助コイル5を励磁し、補助磁石により可動子
4と電磁石2との間のギャップが均一になるようにして
可動子4の傾斜を防ぐものである。 【効果】 可動子の傾斜が小さくなるので、可動子と電
磁石の間のギャップを小さくすることができ、損失の小
さい効率の高い電磁アクチュエータを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、ビルディン
グ、あるいは船などの振動抑制を積極的に行う電磁アク
ティブダンパーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工作機械などの振動体の振動をア
クティブダンパーにより吸収する場合、振動体の磁性体
部分に磁気吸引力により指令値に応じた強制力を作用さ
せる電磁アクチュエータと、振動体の変位を検出する変
位センサと、その変位センサの信号に応じて振動体の振
動を抑制する強制力をアクチュエータに指令する制御装
置とを備えたものが開示されている。(例えば特開平1
−69840、実開平2−81946号公報)。また、
図4に示すように、振動発生源Vにより振動される振動
体Wに電磁アクチュエータ1を固定し、電磁アクチュエ
ータ1のフレーム11の中に主コイル3によって励磁さ
れる二つの対向する電磁石2を設け、二つの電磁石2の
間に可動子4を設け、フレーム11に可動子4の変位を
検出する変位センサ6を設けたものがある。この場合、
可動子4の両面と電磁石2との間には合計で、二つの電
磁石2の間の間隔Hから可動子の厚さhを引いたギャッ
プが形成される。振動体が振動力F=F0 sinωtで
振動している時、可動子の変位xが、x=x0 sinω
tになるように電磁石を励磁すれば、電磁アクチュエー
タから振動体に加わる強制力F’は、F’=−F0 ’s
inωtとなり、振幅をF0 =F0 ’とすることによ
り、振動力Fと強制力F’の方向が逆になって打ち消し
合う。なお、x0 は可動子のストロークで、ギャップの
範囲の中で振動する振幅である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、可動子のス
トロークに比較して電磁石が大きな面積を有する場合
(例えば、平板形、馬蹄形等)には、可動子と電磁石間
のギャップは均一になり難く、外乱、製作上の寸法アン
バランス、材質の不均一等の原因で図5に示すように可
動子が傾斜する。ギャップの狭くなったところはますま
すその部分の吸引力が増加し、傾斜を増加させることに
なる。そのため、必要な可動子のストロークに対して大
きめの余裕を持ってギャップを設定すると、電流が増加
し、損失が大きくなったり、駆動用電源やアクチュエー
タが大形になるなどの欠点があった。本発明は、可動子
の傾斜を防止してギャップが小さく、したがって損失の
小さい振動抑制用の電磁アクチュエータを提供すること
を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁石の磁極
にギャップを介して対向させた可動子を設けた電磁アク
ティブダンパーにおいて、前記電磁石の両端部の先端に
前記両端を結ぶ方向に伸びる切り欠き溝を設けて分割し
た端部磁極と、それぞれの前記端部磁極に補助コイルを
巻回して形成した補助電磁石と、前記電磁石の両端部に
設けた可動子と電磁石の間のギャップを検出する変位セ
ンサと、前記変位センサからの信号に応じて前記ギャッ
プを均一に保持するように前記補助コイルを励磁する励
磁回路とを設けたものである。また、前記両方の端部磁
極に設けた前記補助コイルを複数個に分割した分割コイ
ルと、初期状態で前記可動子と前記電磁石との間のギャ
ップが均一になる磁気吸引力を発生するように、前記分
割コイルの接続数を適宜選択する端子とよりなるもので
ある。
【0005】
【作用】電磁石の端部磁極の先端に切り欠き溝を設けて
端部磁極を分割し、それぞれの端部磁極に複数個に分割
した補助コイルを巻回して、補助電磁石を形成し、電磁
石の両端部に可動子と電磁石の間のギャップを検出する
変位センサを設けて、変位センサからの信号に応じて補
助コイルを励磁し、補助磁石により可動子と電磁石との
間のギャップが均一になるようにしてあるので、初期状
態で補助コイルの接続数を選択して可動子の傾きを少な
くすると共に、電磁石によって可動子を駆動しながら可
動子の傾斜を防ぐことができる。
【0006】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図1は本発明の実施例を示す側断面図、図2は図1に示
す−断面に沿う平断面図で、電磁アクチュエータ1
のフレーム11の中に二つの電磁石2A、2Bを磁極が
対向するように固定している。電磁石2A、2BはE形
コア21A、21Bの中央磁極22A、22Bに主コイ
ル3A、3Bを装着して構成し、主コイル3A、3Bを
所定の周波数の電圧または電流で励磁することにより、
電磁石2A、2Bの間にギャップを介して設けられた平
板状の磁性体の可動子4を振動するようにしてある。E
形コアの両方の端部磁極23A、24A、23B、24
Bには先端に両方の端部を結ぶ方向に伸びる切り欠き溝
25A、25Bを設け、それぞれの端部磁極に二つの補
助コイル5(5A1 、5A2 、5A3 、5A4 、および
5B1 、5B2 、5B3 、5B4 )が巻回されて、補助
電磁石51A、52A、53A、54A、51B、52
B、53B、54Bを形成している。各補助コイル5は
更に3個の分割コイル511に分割されて、各分割コイ
ル511の端子は適宜互いに接続できるようにしてあ
る。フレーム11の内側の一方端に2個の変位センサ6
X、6Yが、他方端に1個の変位センサ6Zが固定さ
れ、可動子4の両端付近に対向して3個の変位センサ6
の先端が1平面上に位置決めされている。主コイル3
A、3Bは図3(a)に示す励磁回路により、電磁石2
A,2Bの中心位置のギャップxが指令値x0 sinω
tに一致するように電磁石2A,2Bを励磁する。な
お、7は演算器、8は位相制御器、9は分配器である。
今、初期状態が図1に破線で示すように、可動子4が電
磁石2A,2Bの磁極面に対して傾斜し、変位センサ6
Zが対向する方の可動子4の端部が上がり、変位センサ
6X,6Yが対向する方が下がった状態であったとす
る。各変位センサ6は、可動子4の両端部と各端部磁極
との間の距離をそれぞれ検出する。この各変位センサ6
の検出値に基づいて、可動子4との距離が大きい端部磁
極に巻回した補助コイルを励磁して可動子4を吸引す
る。この場合は、補助コイル5A3 ,5A4 および5B
1 ,5B2 を励磁し、可動子4の端部を端部磁極23B
と24Aに吸引して近づけ、傾斜を小さくして可動子と
電磁石の間のギャップを均一な状態にする。磁気吸引力
の調整は、可動子4の傾きが最も小さくなるように、各
補助コイルの分割コイル511の数を選択して決め、相
互に接続するとともに主コイル3A,3Bと並列に接続
する。次に、振動状態では、補助コイル5A1 、5B1
は図3(b)に示す励磁回路により、補助電磁石51
A、51Bを、補助コイル5A2 、5B2 は図3(c)
に示す励磁回路により補助電磁石52A、52Bを励磁
する。電磁石2Aと可動子4との間のギャップは変位セ
ンサ6X,6Y,6Zで検出する。変位センサ6X,6
Y,6Zが出力する信号をそれぞれXS ,YS ,ZS
し、電磁石2Aと2Bとの間の距離から可動子4の厚さ
を引いた長さを2δすると、励磁回路の演算器7によっ
て演算される電磁石2Aの中心位置のギャップxが、 x={(XS +YS )/2+ZS )/2>δ のときは、補助コイル5A1 、5A2 を励磁するものと
する。ギャップxが、 x={(XS +YS )/2+ZS )/2<δ のときは、補助コイル5B1 、5B2 を励磁するものと
する。平均ギャップxと補助電磁石51のギャップの差
は、 {x−(XS +YS )/2}+(XS −YS )/2 =x−YS ={(XS +YS )/2+ZB }/2−YS =(XS /4)−(3YS /4)+(ZS /2) で表されるので、この差が零になるように、図3(b)
に示すような励磁制御回路を構成する。なお、補助電磁
石52Aに対しては、同様に考えて図3(c)に示す回
路となる。また、補助コイル5A1 、5A2 と5B1
5B2 のいずれを励磁するかは、可動子4と電磁石2と
のギャップの小さい側の補助コイルで励磁するように選
択する。変位センサ6Xまたは6Yと6Zとを結ぶ方向
に可動子4が傾斜している場合は、変位センサ6Zの信
号ZS の値に応じて補助コイル5A1 、5A2 または5
1 、5B2 を励磁し、傾斜を防ぐ。
【0007】なお、補助コイルを一方の電磁石の端部磁
極、例えば端部磁極23Aにだけに補助コイル5A1
5A2 を設けてもよい。このときは、制御回路や電磁石
が簡単になるが、可動子の全ストロークにわたって吸引
力の補正を行うための容量が必要になる。また、本発明
の電磁石を構成するコアはE形コアに限るものではな
く、C形コアなどにも適用できる。また、可動子が細長
い場合は、変位センサを長手方向の端部に対向するよう
に2個設けるようにしてもよい。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
磁石に設けた補助コイルによって可動子の傾きを補正
し、可動子と電磁石との間のギャップが不均一になるこ
とを防止するので、可動子のストロークを電磁石間のギ
ャップいっぱいにまで小さくすることができる。したが
って、所定の振動抑制する力を発生するアクチュエータ
を小形にすることができ、電源も小さな容量ですむなど
の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図2】図1に示す−断面に沿う平断面図である。
【図3】(a)電磁石の励磁回路である。
【図3】(b),(c)補助磁石の励磁回路である。
【図4】従来例を示す側断面図である。
【図5】従来例の要部側断面図である。
【符号の説明】
1 電磁アクチュエータ 11 フレーム 2(2A,2B) 電磁石 21A,21B E形コア 22A,22B 中央磁極 23A,23B、24A,24B 端部磁極 25A,25B 切り欠き溝 3(3A,3B) 主コイル 4 可動子 5(5A1 ,5A2 ,5A3 ,5A4 ,5B1 ,5B
2 ,5B3 ,5B4 )補助コイル 51A,52A,53A,54A,51B,52B,5
3B,54B 補助電磁石 511 分割コイル 6(6X,6Y,6Z) 変位センサ 7 演算器 8 位相制御器 9 分配器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月12日
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図2】図1に示す−断面に沿う平断面図である。
【図3】(a)電磁石の励磁回路、(b),(c)補助
磁石の励磁回路である。
【図4】従来例を示す側断面図である。
【図5】従来例の要部側断面図である。
【符号の説明】 1 電磁アクチュエータ 11 フレーム 2(2A,2B) 電磁石 21A,21B E形コア 22A,22B 中央磁極 23A,23B、24A,24B 端部磁極 25A,25B 切り欠き溝 3(3A,3B) 主コイル 4 可動子 5(5A1 ,5A2 ,5A3 ,5A4 ,5B1 ,5B
2 ,5B3 ,5B4 )補助コイル 51A,52A,53A,54A,51B,52B,5
3B,54B 補助電磁石 511 分割コイル 6(6X,6Y,6Z) 変位センサ 7 演算器 8 位相制御器 9 分配器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杠 顕夫 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁石の磁極にギャップを介して対向さ
    せた可動子を設けた電磁アクティブダンパーにおいて、
    前記電磁石の両端部の先端に前記両端を結ぶ方向に伸び
    る切り欠き溝を設けて分割した端部磁極と、それぞれの
    前記端部磁極に補助コイルを巻回して形成した補助電磁
    石と、前記電磁石の両端部に設けた可動子と電磁石の間
    のギャップを検出する変位センサと、前記変位センサか
    らの信号に応じて前記ギャップを均一に保持するように
    前記補助コイルを励磁する励磁回路とを設けたことを特
    徴とする電磁アクティブダンパー。
  2. 【請求項2】 前記電磁石の一方の端部磁極に2個形成
    した前記補助電磁石と、前記補助電磁石側の電磁石端部
    に設けた1個の前記変位センサと、反対側の電磁石端部
    に間隔をおいて設けた2個の前記変位センサを設けた請
    求項1記載の電磁アクティブダンパー。
  3. 【請求項3】 前記電磁石を可動子を挟んで対向するよ
    うに設けた請求項1または2記載の電磁アクティブダン
    パー。
  4. 【請求項4】 前記両方の端部磁極に設けた前記補助コ
    イルを複数個に分割した分割コイルと、初期状態で前記
    可動子と前記電磁石との間のギャップが均一になる磁気
    吸引力を発生するように、前記分割コイルの接続数を適
    宜選択する端子とよりなる請求項1から3までのいずれ
    か1項に記載の電磁アクティブダンパー。
JP9194992A 1991-07-23 1992-03-17 電磁アクティブダンパー Pending JPH05302641A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20744791 1991-07-23
JP3-207447 1991-07-23

Publications (1)

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JPH05302641A true JPH05302641A (ja) 1993-11-16

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JP9194992A Pending JPH05302641A (ja) 1991-07-23 1992-03-17 電磁アクティブダンパー

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JP (1) JPH05302641A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7738232B2 (en) 2003-05-12 2010-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Alignment apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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