JP2004282957A - 電動シリンダ - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギー消費が少なく、構造が簡単な電動シリンダを提供する。
【解決手段】シリンダ１０１と、シリンダ１０１に進退自在に支持されたロッド１１０と、シリンダ１１０の内部に配置された固定子と、ロッド１１０に固定された可動子１１１からなる電動シリンダ１００において、シリンダ１０１の両端に第１の固定子１０２と第２の固定子１０３を備えるものである。
【選択図】 図１
【解決手段】シリンダ１０１と、シリンダ１０１に進退自在に支持されたロッド１１０と、シリンダ１１０の内部に配置された固定子と、ロッド１１０に固定された可動子１１１からなる電動シリンダ１００において、シリンダ１０１の両端に第１の固定子１０２と第２の固定子１０３を備えるものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータで駆動される電動シリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダに進退自在に支持されたロッドをリニアモータで駆動する電動シリンダあるいはシリンダ型リニアモータと呼ばれる装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８６１２１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５２７４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動シリンダはストローク全長にわたって、固定子コイルを配置しているので、可動子の推力発生に寄与しない部分にも通電することになるため、エネルギー消費が大きい問題という問題があった。また、特定のコイルにだけ通電するような仕掛けを備えると、装置が大掛かりになるという問題があった。ストローク全長にわたって固定子コイルを配置する代わりに、永久磁石あるいは２次導体をストローク全長に伸ばすと、可動子の質量が過大になるのでエネルギー消費が大きくなる。
そこで、本発明はエネルギー消費が少なく、構造が簡単な電動シリンダを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明はシリンダと、前記シリンダに進退自在に支持されたロッドと、前記シリンダの内部に配置された固定子と、前記ロッドに固定された可動子からなる電動シリンダにおいて、前記シリンダの両端に第１の固定子と第２の固定子を備えるものである。また、前記シリンダに前記シリンダの長さ方向に延びるスリットを開口するとともに、前記ロッドに対して直角方向に枝ロッドを取り付け、前記枝ロッドを前記スリットから外部に突出させるものである。また、前記第１の固定子と前記第２の固定子の間に中間固定子を備えるものである。また、前記シリンダと前記ロッドを円弧状に曲げるものである。また、空気式ブレーキを備えるものである。また、前記シリンダの端部に永久磁石を取り付けて、前記永久磁石の磁力で前記ロッドを制動するものである。また、前記永久磁石の吸引力を電磁コイルで制御するものである。コイルばね形の形状記憶合金製の部品で前記ロッドを制動するものである。また、静電力を発生する円板を前記シリンダと前記ロッドに取り付けて前記ロッドを制動するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例を示す電動シリンダの断面図であり、（ａ）および（ｂ）はロッドが始端にある状態と終端にある状態を示す。図において、１００は電動シリンダであり、１０１はシリンダである。シリンダ１０１の左右端近くの内面には第１の固定子１０２と第２の固定子１０３が取付けられている。第１の固定子１０２はコア１０４にコイル１０５を巻回した電機子である。同様に、第２の固定子１０３はコア１０６にコイル１０７を巻回した電機子である。シリンダ１０１の両端にはフレーム１０８が固定され、フレーム１０８の中心にはリニアブッシュ１０９が取付けられ、ロッド１１０がシリンダ１０１に対して自由に進退（図の左右方向に直動）するように支持されている。１１１は可動子であり、可動子１１１はロッド１１０に固定された２次導体である。
図１（ａ）の状態にあるとき、可動子１１１に右方向の推力が発生するように、第１の固定子１０２に通電される。そしてロッド１１０が右に移動して、図１（ｂ）の状態近くになると、第２の固定子１０３に通電して可動子１１１に左向きの推力を与えて制動する。図１（ｂ）の状態から図１（ａ）の状態に移動させるには、逆の手順で操作する。この通電のタイミングは図示しない位置検出器で検出することによりコントロールできる。
【０００７】
図２は本発明の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は電動シリンダの側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した縦断面図である。図において、１２１はロッド１１０に固定されて、ロッド１１０に対して直角方向つまり、シリンダ１０１の半径方向に伸びる枝ロッドである。枝ロッド１２１はシリンダ１０１の長さ方向に延びるスリット１２２から、シリンダ１０１の外部に突出して、図示しない操作対象と結合する。
図２（ｂ）に示すように、第２の固定子１０３は、枝ロッド１２１との干渉を避けるために、円周方向に分割されている。第１の固定子１０２も同様に円周方向に分割される。
【０００８】
図３は本発明の第３の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。図において、１３１は中間固定子であり、第１の固定子１０２および第２の固定子１０３の中間に設けた電機子である。この実施例の構造は、全ストロークの中間位置での作業を要する時や、全ストローク中間点で加速する必要がある時に有効な構造となる。
【０００９】
図４は本発明の第４の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。この電動シリンダ１００はロッド１１０を円弧移動させるために、全体を円弧状に構成している。
【００１０】
電動シリンダを停止させた後、ロッドを所望の位置で保持するための機械的ブレーキを備えた例を以下に示す。
図５は本発明の第５の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。図において、１５１は圧縮空気で駆動される空気ブレーキであり、可動子１１１を挟持してロッド１１０を保持するブレーキである。
【００１１】
図６は本発明の第６の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。図において、１６１は保持ブレーキであり、保持ブレーキ１６１はベース１６２と、ベース１６２に固定された形状記憶合金製のコイルばね１６３と、コイルばね１６３に取付けられたブレーキシュー１６４と、コイルばね１６３に電力を供給する電源１６５からなる。電源１６５からコイルばね１６３に通電すると、コイルばね１６３は昇温して、ブレーキシュー１６４を可動子１１１に押し付けて、ロッド１１０を保持する。
【００１２】
図７は本発明の第７の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。図において、１７１はフレーム１０８に固定された永久磁石であり、可動子１１１を吸着してロッド１１０を保持する。
図８は本発明の第８の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。この第８の実施例は第７の実施例のさらなる変形例であり、シリンダ１０１の端部に電磁コイル１８１を設け、起動時に通電して、永久磁石１７１の吸引力を相殺して、円滑な起動ができるようにした例である。
【００１３】
また、永久磁石に換えて、静電力を発生する円板をシリンダ１０１とロッド１１０に取付けて、静電力でロッド１１０を保持してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、電動シリンダのストロークの両端にだけ固定子を配置したので、構造が簡単で、消費電力の少ない電動シリンダが得られるという効果がある。また、請求項２に記載の発明は、枝ロッドをシリンダの側面から突出させたので、枝ロッドに操作対象物の機器を結合でき、電動シリンダを利用する装置の設計の自由度が増す効果がある。
また、請求項３に記載の発明は、中間固定子を備えたので、スロークの中間での加減速が容易な電動シリンダが得られる効果がある。
また、請求項４に記載の発明は、電動シリンダを円弧形状に曲げたので、円弧状の動作をする電動シリンダが得られる効果がある。
また、請求項５ないし請求項９に記載の発明は、ロッドを所定の位置に保持するブレーキを備えたので、外乱等によって過大な力が印加されても、ロッドが動かないという効果がある。
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す電動シリンダの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図５】本発明の第５の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。
【図６】本発明の第６の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。
【図７】本発明の第７の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図８】本発明の第８の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【符号の説明】
１００：電動シリンダ １０１：シリンダ １０２：第１の固定子 １０３：第２の固定子 １０４：コア １０５：コイル １０６：コア １０７：コイル
１０８：フレーム １０９：リニアブッシュ １１０：ロッド １１１：可動子
１２１：枝ロッド １２２：スリット １３１：中間固定子 １５１：空気ブレーキ １６１：保持ブレーキ １６２：ベース １６３：コイルばね １６４：ブレーキシュー １６５：電源 １７１：永久磁石 １８１：電磁コイル
ト光 ６：十字パターン光 ７：載置ステージ上の位置決めマーク
８：薄型治具 ９：薄型治具上の位置決めマーク １０：載置ステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータで駆動される電動シリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダに進退自在に支持されたロッドをリニアモータで駆動する電動シリンダあるいはシリンダ型リニアモータと呼ばれる装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８６１２１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５２７４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電動シリンダはストローク全長にわたって、固定子コイルを配置しているので、可動子の推力発生に寄与しない部分にも通電することになるため、エネルギー消費が大きい問題という問題があった。また、特定のコイルにだけ通電するような仕掛けを備えると、装置が大掛かりになるという問題があった。ストローク全長にわたって固定子コイルを配置する代わりに、永久磁石あるいは２次導体をストローク全長に伸ばすと、可動子の質量が過大になるのでエネルギー消費が大きくなる。
そこで、本発明はエネルギー消費が少なく、構造が簡単な電動シリンダを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明はシリンダと、前記シリンダに進退自在に支持されたロッドと、前記シリンダの内部に配置された固定子と、前記ロッドに固定された可動子からなる電動シリンダにおいて、前記シリンダの両端に第１の固定子と第２の固定子を備えるものである。また、前記シリンダに前記シリンダの長さ方向に延びるスリットを開口するとともに、前記ロッドに対して直角方向に枝ロッドを取り付け、前記枝ロッドを前記スリットから外部に突出させるものである。また、前記第１の固定子と前記第２の固定子の間に中間固定子を備えるものである。また、前記シリンダと前記ロッドを円弧状に曲げるものである。また、空気式ブレーキを備えるものである。また、前記シリンダの端部に永久磁石を取り付けて、前記永久磁石の磁力で前記ロッドを制動するものである。また、前記永久磁石の吸引力を電磁コイルで制御するものである。コイルばね形の形状記憶合金製の部品で前記ロッドを制動するものである。また、静電力を発生する円板を前記シリンダと前記ロッドに取り付けて前記ロッドを制動するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例を示す電動シリンダの断面図であり、（ａ）および（ｂ）はロッドが始端にある状態と終端にある状態を示す。図において、１００は電動シリンダであり、１０１はシリンダである。シリンダ１０１の左右端近くの内面には第１の固定子１０２と第２の固定子１０３が取付けられている。第１の固定子１０２はコア１０４にコイル１０５を巻回した電機子である。同様に、第２の固定子１０３はコア１０６にコイル１０７を巻回した電機子である。シリンダ１０１の両端にはフレーム１０８が固定され、フレーム１０８の中心にはリニアブッシュ１０９が取付けられ、ロッド１１０がシリンダ１０１に対して自由に進退（図の左右方向に直動）するように支持されている。１１１は可動子であり、可動子１１１はロッド１１０に固定された２次導体である。
図１（ａ）の状態にあるとき、可動子１１１に右方向の推力が発生するように、第１の固定子１０２に通電される。そしてロッド１１０が右に移動して、図１（ｂ）の状態近くになると、第２の固定子１０３に通電して可動子１１１に左向きの推力を与えて制動する。図１（ｂ）の状態から図１（ａ）の状態に移動させるには、逆の手順で操作する。この通電のタイミングは図示しない位置検出器で検出することによりコントロールできる。
【０００７】
図２は本発明の第２の実施例を示す図であり、（ａ）は電動シリンダの側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した縦断面図である。図において、１２１はロッド１１０に固定されて、ロッド１１０に対して直角方向つまり、シリンダ１０１の半径方向に伸びる枝ロッドである。枝ロッド１２１はシリンダ１０１の長さ方向に延びるスリット１２２から、シリンダ１０１の外部に突出して、図示しない操作対象と結合する。
図２（ｂ）に示すように、第２の固定子１０３は、枝ロッド１２１との干渉を避けるために、円周方向に分割されている。第１の固定子１０２も同様に円周方向に分割される。
【０００８】
図３は本発明の第３の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。図において、１３１は中間固定子であり、第１の固定子１０２および第２の固定子１０３の中間に設けた電機子である。この実施例の構造は、全ストロークの中間位置での作業を要する時や、全ストローク中間点で加速する必要がある時に有効な構造となる。
【０００９】
図４は本発明の第４の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。この電動シリンダ１００はロッド１１０を円弧移動させるために、全体を円弧状に構成している。
【００１０】
電動シリンダを停止させた後、ロッドを所望の位置で保持するための機械的ブレーキを備えた例を以下に示す。
図５は本発明の第５の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。図において、１５１は圧縮空気で駆動される空気ブレーキであり、可動子１１１を挟持してロッド１１０を保持するブレーキである。
【００１１】
図６は本発明の第６の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。図において、１６１は保持ブレーキであり、保持ブレーキ１６１はベース１６２と、ベース１６２に固定された形状記憶合金製のコイルばね１６３と、コイルばね１６３に取付けられたブレーキシュー１６４と、コイルばね１６３に電力を供給する電源１６５からなる。電源１６５からコイルばね１６３に通電すると、コイルばね１６３は昇温して、ブレーキシュー１６４を可動子１１１に押し付けて、ロッド１１０を保持する。
【００１２】
図７は本発明の第７の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。図において、１７１はフレーム１０８に固定された永久磁石であり、可動子１１１を吸着してロッド１１０を保持する。
図８は本発明の第８の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。この第８の実施例は第７の実施例のさらなる変形例であり、シリンダ１０１の端部に電磁コイル１８１を設け、起動時に通電して、永久磁石１７１の吸引力を相殺して、円滑な起動ができるようにした例である。
【００１３】
また、永久磁石に換えて、静電力を発生する円板をシリンダ１０１とロッド１１０に取付けて、静電力でロッド１１０を保持してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、電動シリンダのストロークの両端にだけ固定子を配置したので、構造が簡単で、消費電力の少ない電動シリンダが得られるという効果がある。また、請求項２に記載の発明は、枝ロッドをシリンダの側面から突出させたので、枝ロッドに操作対象物の機器を結合でき、電動シリンダを利用する装置の設計の自由度が増す効果がある。
また、請求項３に記載の発明は、中間固定子を備えたので、スロークの中間での加減速が容易な電動シリンダが得られる効果がある。
また、請求項４に記載の発明は、電動シリンダを円弧形状に曲げたので、円弧状の動作をする電動シリンダが得られる効果がある。
また、請求項５ないし請求項９に記載の発明は、ロッドを所定の位置に保持するブレーキを備えたので、外乱等によって過大な力が印加されても、ロッドが動かないという効果がある。
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す電動シリンダの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図５】本発明の第５の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。
【図６】本発明の第６の実施例を示す電動シリンダの縦断面図である。
【図７】本発明の第７の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【図８】本発明の第８の実施例を示す電動シリンダの側断面図である。
【符号の説明】
１００：電動シリンダ １０１：シリンダ １０２：第１の固定子 １０３：第２の固定子 １０４：コア １０５：コイル １０６：コア １０７：コイル
１０８：フレーム １０９：リニアブッシュ １１０：ロッド １１１：可動子
１２１：枝ロッド １２２：スリット １３１：中間固定子 １５１：空気ブレーキ １６１：保持ブレーキ １６２：ベース １６３：コイルばね １６４：ブレーキシュー １６５：電源 １７１：永久磁石 １８１：電磁コイル
ト光 ６：十字パターン光 ７：載置ステージ上の位置決めマーク
８：薄型治具 ９：薄型治具上の位置決めマーク １０：載置ステージ
Claims (9)
- シリンダと、前記シリンダに進退自在に支持されたロッドと、前記シリンダの内部に配置された固定子と、前記ロッドに固定された可動子からなる電動シリンダにおいて、
前記シリンダの両端に第１の固定子と第２の固定子を備えたことを特徴とする電動シリンダ。 - 前記シリンダに前記シリンダの長さ方向に延びるスリットを開口するとともに、前記ロッドに対して直角方向に枝ロッドを取り付け、前記枝ロッドを前記スリットから外部に突出させたことを特徴とする請求項１に記載の電動シリンダ。
- 前記第１の固定子と前記第２の固定子の間に中間固定子を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動シリンダ。
- 前記シリンダと前記ロッドを円弧状に曲げたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動シリンダ。
- 空気式ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動シリンダ。
- 前記シリンダの端部に永久磁石を取り付けて、前記永久磁石の磁力で前記ロッドを制動することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動シリンダ。
- 前記永久磁石の吸引力を電磁コイルで制御することを特徴とする請求項６に記載の電動シリンダ。
- コイルばね形の形状記憶合金製の部品で前記ロッドを制動することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動シリンダ。
- 静電力を発生する円板を前記シリンダと前記ロッドに取り付けて前記ロッドを制動することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074140A JP2004282957A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電動シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074140A JP2004282957A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電動シリンダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004282957A true JP2004282957A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33289864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003074140A Pending JP2004282957A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電動シリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004282957A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014036569A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Chun-Chao Wang | 突極型リニアモータ及び突極型リニアモータを有する往復式ダブルピストン圧縮機 |
| WO2015182634A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | アクチュエータ装置、ヒューマノイド型ロボットおよびパワーアシスト装置 |
| ITUB20155088A1 (it) * | 2015-10-29 | 2017-04-29 | Hdm S R L | Compressore elettromagnetico lineare alternativo simmetrico |
-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003074140A patent/JP2004282957A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014036569A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Chun-Chao Wang | 突極型リニアモータ及び突極型リニアモータを有する往復式ダブルピストン圧縮機 |
| WO2015182634A1 (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | アクチュエータ装置、ヒューマノイド型ロボットおよびパワーアシスト装置 |
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| CN106416026A (zh) * | 2014-05-27 | 2017-02-15 | 株式会社国际电气通信基础技术研究所 | 致动器装置、仿人机器人以及动力辅助装置 |
| CN106416026B (zh) * | 2014-05-27 | 2019-11-12 | 株式会社国际电气通信基础技术研究所 | 致动器装置、仿人机器人以及动力辅助装置 |
| CN110840639A (zh) * | 2014-05-27 | 2020-02-28 | 株式会社国际电气通信基础技术研究所 | 致动器装置、仿人机器人以及动力辅助装置 |
| US11225984B2 (en) | 2014-05-27 | 2022-01-18 | Advanced Telecommunications Research Institute International | Actuator device, humanoid robot and power assist device |
| US11635096B2 (en) | 2014-05-27 | 2023-04-25 | Advanced Telecommunications Research Institute International | Actuator device, humanoid robot and power assist device |
| ITUB20155088A1 (it) * | 2015-10-29 | 2017-04-29 | Hdm S R L | Compressore elettromagnetico lineare alternativo simmetrico |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080825 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081225 |