JP2009195097A

JP2009195097A - Linear brake, power supply unit for solenoid drive device, and linear actuator

Info

Publication number: JP2009195097A
Application number: JP2008098475A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Fujinaga; 輝明藤永
Original assignee: IAI Corp
Current assignee: IAI Corp
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-08-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear brake for achieving a linear actuator having reduced size and dimension, a power supply unit for a solenoid drive device, and a linear actuator using the linear brake and/or the power supply unit for a solenoid drive device. <P>SOLUTION: There are provided: the linear brake with a brake drive force producing device around a shaft of the linear actuator, the power supply unit for a solenoid drive device which is overexcited while using a DC power supply as an input power supply, and the linear actuator using the linear brake and/or the power supply unit for a solenoid drive device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、精密位置決めシステムに用いる小型のリニアアクチュエータ用のリニアブレーキと同リニアアクチュエータ用のソレノイド駆動装置用電源装置と該リニアブレーキ及び又は該ソレノイド駆動装置用電源装置を搭載したリニアアクチュエータに係り、特に、その小径化を図ることができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to, for example, a linear brake for a small linear actuator used in a precision positioning system, a solenoid drive power supply for the linear actuator, and a linear actuator equipped with the linear brake and / or the solenoid drive power supply. In particular, the present invention relates to a device that is devised so that the diameter can be reduced.

従来のリニアアクチュエータを開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２がある。
特開２００１−３３３５６７号公報特開平１０−３１３５６６号公報 For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose conventional linear actuators.
JP 2001-333567 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-313566

上記特許文献１、特許文献２に記載されているリニアアクチュエータの場合には、十分な推力が得られないという問題があると共に、隣接する永久磁石の界面近傍で磁界の急峻なピークを持った不均一な磁界分布となり、それが原因して推力の変動をもたらし位置決め精度が低下してしまうという問題があった。 In the case of the linear actuators described in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a problem that sufficient thrust cannot be obtained, and there is a problem that the magnetic field has a steep peak near the interface between adjacent permanent magnets. There has been a problem that the magnetic field distribution becomes uniform, which causes fluctuations in thrust and lowers positioning accuracy.

そこで、本件特許出願人は、これらの問題点を解決するものとして、特許文献３や特願２００７−５１０５１に係る特許願を提出している（特願２００７−５１０５１に係る特許願は未公開である）。
特開２００７−２８２４７５号公報 Therefore, the present patent applicant has filed a patent application relating to Patent Document 3 and Japanese Patent Application No. 2007-51051 as a solution to these problems (the patent application relating to Japanese Patent Application No. 2007-51051 has not been disclosed yet). is there).
JP 2007-282475 A

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、リニアアクチュエータはギア等が介在しないダイレクトドライブ方式であり、又、電源がオフになった場合には可動部の位置制御は行われない構成になっている。したがって、例えば、リニアアクチュエータを垂直に立てた状態で使用した場合には、電源をオフにすると可動部が自然落下してしまうことになる。そのため、リニアアクチュエータに電源をオフにした場合に作動する無励磁ブレーキを取り付けることが考えられている。
しかしながら、その場合には次のような問題があった、
まず、ブレーキの小型化、小径化が困難であるという問題があった。
又、作動量が多く要求されブレーキ解除力の確保が困難であるという問題があった。すなわち、ダイレクトドライブ方式であってギヤ等が介在していないために、大きなブレーキ力が要求される。又、シャフト等を直接制動するために大きな作動量が要求され、必要なブレーキ力を確保するにはより大型のブレーキ解除力発生装置が必要とされるものである。 The conventional configuration has the following problems.
First, the linear actuator is a direct drive system in which no gear or the like is interposed, and the position of the movable part is not controlled when the power is turned off. Therefore, for example, when the linear actuator is used in a vertically standing state, the movable part naturally falls when the power is turned off. For this reason, it is considered to attach a non-excitation brake that operates when the power is turned off to the linear actuator.
However, in that case, there were the following problems:
First, there was a problem that it was difficult to reduce the size and diameter of the brake.
Further, there is a problem that a large amount of operation is required and it is difficult to secure a brake releasing force. That is, since it is a direct drive system and no gears are interposed, a large braking force is required. In addition, a large operation amount is required to directly brake the shaft and the like, and a larger brake releasing force generating device is required to secure a necessary braking force.

因みに、この種のブレーキを開示するものとして、例えば、特許文献４がある。
特開２００５−２２６８２４号公報この特許文献４に記載されているブレーキは、リニアアクチュエータ用の優れたブレーキを示すものである。そして、大きな作動量と大きなブレーキ力を得るために、リニアアクチュエータのシャフト部の横にブレーキ解除力発生装置を設け、梃子を用いてその力を取り出してシャフトをクランプ制動するものである。しかしながら、そのブレーキ解除力発生装置の断面積はリニアアクチュエータ部と同等かそれ以上の大きさであり、リニアアクチュエータの小径化、小型化にとっては大きすぎるという問題があった。 Incidentally, for example, Patent Document 4 discloses this type of brake.
JP, 2005-226824, A The brake indicated in this patent documents 4 shows the outstanding brake for linear actuators. In order to obtain a large operation amount and a large braking force, a brake release force generating device is provided beside the shaft portion of the linear actuator, and the force is taken out by using a lever to clamp the shaft. However, the cross-sectional area of the brake releasing force generating device is equal to or larger than that of the linear actuator portion, and there is a problem that it is too large for the reduction in the diameter and size of the linear actuator.

又、ブレーキ用の電源に関しては、従来はＡＣ２００Ｖ又はＡＣ１００Ｖの交流電源を使用している。この場合には交流から全波整流又は半波整流によってソレノイド駆動用の電源を比較的簡単に作り出すことができるという利点がある反面、電源装置が大型化してしまうという問題があった。 As for the power source for the brake, an AC power source of AC200V or AC100V is conventionally used. In this case, there is an advantage that the power source for driving the solenoid can be produced relatively easily from the alternating current by full-wave rectification or half-wave rectification, but there is a problem that the power supply device is enlarged.

本発明は、このような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、小型・小径のリニアアクチュエータを実現することを可能にするリニアブレーキとソレノイド駆動装置用電源装置とそれらリニアブレーキ及び又はソレノイド駆動装置用電源装置を使用したリニア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。
The present invention has been made on the basis of the above points, and an object of the present invention is to provide a linear brake, a power supply device for a solenoid drive device, the linear brake, and the linear brake that can realize a small-sized and small-diameter linear actuator. Or it aims at providing the linear actuator which uses the power supply device for solenoid drive devices.

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアブレーキは、請求項１記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ駆動力発生装置は励磁コイルを備えていて、該励磁コイルを上記シャフトと同芯に配置したことを特徴とするものである。
又、請求項３によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いたことを特徴とするものである。
又、請求項４によるリニアブレーキは、請求項３記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ可動部は上記シャフトに対して接触するブレーキ可動部ガイドを備えていて、該ブレーキ可動部ガイドとして磁性体を用いたことを特徴とするものである。
又、請求項５によるリニアブレーキは、請求項４記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ可動部ガイドの上記シャフトに対する接触面に焼結体層を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項６によるリニアブレーキは、請求項５記載のリニアブレーキにおいて、上記焼結体層の表面に樹脂をコーティングしたことを特徴とするものである。
又、請求項７によるリニアブレーキは、ブレーキシューをリニアアクチュエータのシャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置したことを特徴とするものである。
又、請求項８によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いると共に、ブレーキシューを上記シャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置したことを特徴とするものである。
又、請求項９によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設け、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用い、ブレーキシューを上記シャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置したことを特徴とするものである。
又、請求項１０によるリニアブレーキは、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いることを特徴とするものである。
又、請求項１１によるリニアブレーキは、請求項１０記載のリニアブレーキにおいて、方向変換部材として略円弧形状の弾性体を用いることを特徴とするものである。
又、請求項１２によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いると共に、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いることを特徴とするものである。
又、請求項１３によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設け、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用い、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いることを特徴とするものである。
又、請求項１４によるソレノイド駆動装置用電源装置は、直流電源を入力電源として過励磁可能としたことを特徴とするものである。
又、請求項１５によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、ＤＣ／ＤＣコンバータによって降圧電源を作るようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１６によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、有接点又は無接点の切替器を用いて過励磁と通常励磁を切り替えるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１７によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、負荷コイルにキャパシタを並列に接続するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１８によるアクチュエータは、請求項１〜請求項１３の何れかに記載のリニアブレーキ及び又は請求項１４〜請求項１７の何れかに記載のソレノイド駆動装置用電源装置を使用したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the linear brake according to claim 1 of the present invention is characterized in that a brake driving force generator is provided around the shaft of the linear actuator.
The linear brake according to claim 2 is characterized in that, in the linear brake according to claim 1, the brake driving force generator includes an exciting coil, and the exciting coil is arranged concentrically with the shaft. Is.
The linear brake according to claim 3 is characterized in that the shaft of the linear actuator is used as a guide for the brake movable part.
According to a fourth aspect of the present invention, in the linear brake according to the third aspect, the brake movable portion includes a brake movable portion guide that contacts the shaft, and a magnetic body is used as the brake movable portion guide. It is characterized by the fact that
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the linear brake according to the fourth aspect, wherein a sintered body layer is provided on a contact surface of the brake movable part guide with respect to the shaft.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the linear brake according to the fifth aspect, wherein the surface of the sintered body layer is coated with a resin.
The linear brake according to claim 7 is characterized in that the brake shoe is installed so as to be substantially concentric with the shaft of the linear actuator and movable in the radial direction of the shaft.
The linear brake according to claim 8 is installed in such a manner that the shaft of the linear actuator is used as a guide for the movable part of the brake and the brake shoe is substantially concentric with the shaft and movable in the radial direction of the shaft. It is characterized by that.
The linear brake according to claim 9 is provided with a brake driving force generator around the shaft of the linear actuator, the shaft of the linear actuator is used as a guide for the brake movable part, and the brake shoe is substantially concentric with the shaft. It is characterized in that it is installed so as to be movable in the radial direction of the shaft.
The linear brake according to claim 10 is characterized by using a direction changing member having an elastic guide mechanism.
The linear brake according to claim 11 is the linear brake according to claim 10, characterized in that a substantially arc-shaped elastic body is used as the direction changing member.
A linear brake according to a twelfth aspect is characterized in that a shaft of a linear actuator is used as a guide for a brake movable portion and a direction changing member having an elastic guide mechanism is used.
The linear brake according to claim 13 is provided with a brake driving force generator around the shaft of the linear actuator, uses the shaft of the linear actuator as a guide for the movable part of the brake, and uses a direction changing member having an elastic guide mechanism. It is a feature.
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a solenoid driving device, wherein overexcitation is possible using a DC power supply as an input power supply.
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the solenoid drive unit power supply unit according to the fourteenth aspect, wherein a step-down power supply is created by a DC / DC converter.
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the solenoid driving device power supply device according to the fourteenth aspect, wherein the overdrive and the normal excitation are switched using a contact or non-contact switch. It is a feature.
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a solenoid driving apparatus according to the fourteenth aspect, wherein a capacitor is connected in parallel to the load coil.
An actuator according to claim 18 uses the linear brake according to any one of claims 1 to 13 and / or the power supply device for a solenoid drive device according to any one of claims 14 to 17. It is a feature.

以上述べたように本願発明の請求項１によるリニアブレーキによると、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設けた構成になっているので、リニアアクチュエータの外径からリニアブレーキがはみ出るようなこともなく、小型・小径のリニアアクチュエータを提供する上で極めて効果的である。
又、請求項２によるリニアブレーキは、請求項１記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ駆動力発生装置は励磁コイルを備えていて、該励磁コイルを上記シャフトと同芯に配置した構成になっているので、最も大きなコイル断面積を得ることができ、それによって、最も大きな駆動力を得ることができる。
又、請求項３によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いた構成になっているので、案内部の構成の簡素化を図ることができると共にスペースの有効利用を図ることができる。
又、請求項４によるリニアブレーキは、請求項３記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ可動部は上記シャフトに対して接触するブレーキ可動部ガイドを備えていて、該ブレーキ可動部ガイドとして磁性体を用いた構成になっているので、新たにヨークを設けなくても磁気回路を構成することができ、それによって、スペースの有効活用できる。
又、請求項５によるリニアブレーキは、請求項４記載のリニアブレーキにおいて、上記ブレーキ可動部ガイドの上記シャフトに対する接触面に焼結体層を設けた構成になっているので、より円滑な動作を提供することができる。
又、請求項６によるリニアブレーキは、請求項５記載のリニアブレーキにおいて、上記焼結体層の表面に樹脂をコーティングした構成になっているので、より円滑な動作を提供することができる。
又、請求項７によるリニアブレーキは、ブレーキシューをリニアアクチュエータのシャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置した構成になっているので、ブレーキシューをシャフトに対して容易に同芯にすることができ、よって、ブレーキシューを介してシャフトに片当りすることなくより均一にブレーキシューを押し当ててより安定なブレーキ力を得ることができる。又、ブレーキシューがシャフトと同芯に近づけるときブレーキ作動量はより小さくて済み、ブレーキ作動量が少なければ磁気吸引ギャップを狭くでき、その結果、ブレーキ駆動力を大きくすることができる。
又、請求項８によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いると共に、ブレーキシューを上記シャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置した構成になっているので、より理想的なリニアブレーキを得ることができる。
又、請求項９によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設け、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用い、ブレーキシューを上記シャフトに対して略同芯であって上記シャフトの径方向に移動可能な状態で設置した構成になっているので、より理想的なリニアブレーキを得ることができる。
又、請求項１０によるリニアブレーキは、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いる構成になっているので、摩擦機構を用いた場合のようなエネルギーロスが少なく、効率を高めることができ小型化に最適である。
又、請求項１１によるリニアブレーキは、請求項１０記載のリニアブレーキにおいて、方向変換部材として略円弧形状の弾性体を用いる構成になっているので、上記効果を比較的簡単な構成で確実に得ることができる。
又、請求項１２によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用いると共に、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いる構成になっているので、案内部の構成の簡素化を図ることができると共にスペースの有効利用を図ることができ、又、摩擦機構を用いた場合のようなエネルギーロスが少なく、効率を高めることができ小型化に最適である。
請求項１３によるリニアブレーキは、リニアアクチュエータのシャフトの回りにブレーキ駆動力発生装置を設け、リニアアクチュエータのシャフトをブレーキ可動部の案内として用い、弾性案内機構を持つ方向変換部材を用いる構成になっているので、リニアアクチュエータの外径からリニアブレーキがはみ出るようなこともなく、小型・小径のリニアアクチュエータを提供する上で極めて効果的であり、又、案内部の構成の簡素化を図ることができると共にスペースの有効利用を図ることができ、又、摩擦機構を用いた場合のようなエネルギーロスを少なくして効率を高めることができ小型化に最適である。
又、請求項１４によるソレノイド駆動装置用電源装置は、直流電源を入力電源として過励磁可能とした構成になっており、つまり、直流電源を使用することにより過励磁可能なソレノイド駆動装置用電源装置をコンパクトなものとして得ることができる。
又、請求項１５によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、ＤＣ／ＤＣコンバータによって降圧電源を作るようにした構成になっているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項１６によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、有接点又は無接点の切替器を用いて過励磁と通常励磁を切り替えるようにした構成になっており、簡単な構成で上記効果を確実に得ることができる。
又、請求項１７によるソレノイド駆動装置用電源装置は、請求項１４記載のソレノイド駆動装置用電源装置において、負荷コイルに並列にキャパシタを接続するようにした構成になっているので、過励磁と通常励磁との間の切替をより円滑なものとすることができる。
又、請求項１８によるリニアアクチュエータは、請求項１〜請求項１３の何れかに記載のリニアブレーキ及び又は請求項１４〜請求項１７の何れかに記載のソレノイド駆動装置用電源装置を使用した構成になっているので、小型・小径のリニアアクチュエータとすることができる。 As described above, according to the linear brake according to the first aspect of the present invention, the brake driving force generator is provided around the shaft of the linear actuator, so that the linear brake protrudes from the outer diameter of the linear actuator. Nonetheless, it is extremely effective in providing a small and small-diameter linear actuator.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a linear brake according to the first aspect, wherein the brake driving force generator includes an exciting coil, and the exciting coil is arranged concentrically with the shaft. Therefore, the largest coil cross-sectional area can be obtained, and thereby the largest driving force can be obtained.
Further, since the linear brake according to claim 3 is configured to use the shaft of the linear actuator as a guide for the brake movable portion, the configuration of the guide portion can be simplified and the space can be effectively used. Can do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the linear brake according to the third aspect, the brake movable portion includes a brake movable portion guide that contacts the shaft, and a magnetic body is used as the brake movable portion guide. Therefore, the magnetic circuit can be configured without newly providing a yoke, thereby effectively utilizing the space.
Further, the linear brake according to claim 5 is the linear brake according to claim 4, wherein a sintered body layer is provided on the contact surface of the brake movable part guide with respect to the shaft. Can be provided.
Further, the linear brake according to claim 6 is the linear brake according to claim 5, wherein the surface of the sintered body layer is coated with resin, so that a smoother operation can be provided.
Further, the linear brake according to claim 7 is configured such that the brake shoe is installed so as to be substantially concentric with the shaft of the linear actuator and movable in the radial direction of the shaft. Therefore, the brake shoe can be more uniformly pressed against the shaft through the brake shoe, and a more stable braking force can be obtained. Further, when the brake shoe is brought close to the shaft and concentric, the brake operation amount can be smaller. If the brake operation amount is small, the magnetic attraction gap can be narrowed, and as a result, the brake driving force can be increased.
The linear brake according to claim 8 is installed in such a manner that the shaft of the linear actuator is used as a guide for the movable part of the brake and the brake shoe is substantially concentric with the shaft and movable in the radial direction of the shaft. Therefore, a more ideal linear brake can be obtained.
The linear brake according to claim 9 is provided with a brake driving force generator around the shaft of the linear actuator, the shaft of the linear actuator is used as a guide for the brake movable part, and the brake shoe is substantially concentric with the shaft. And since it has the structure installed in the state which can move to the radial direction of the said shaft, a more ideal linear brake can be obtained.
In addition, the linear brake according to claim 10 is configured to use a direction changing member having an elastic guide mechanism, so that there is little energy loss as in the case of using a friction mechanism, and the efficiency can be increased and the size can be reduced. Is optimal.
The linear brake according to claim 11 is the linear brake according to claim 10, wherein the elastic member having a substantially arc shape is used as the direction changing member, so that the above effect can be obtained with a relatively simple structure. be able to.
In addition, the linear brake according to the twelfth aspect uses a linear actuator shaft as a guide for the brake movable part and a direction changing member having an elastic guide mechanism, so that the structure of the guide part is simplified. In addition, the space can be used effectively, and there is little energy loss as in the case of using a friction mechanism, so that the efficiency can be improved and it is optimal for miniaturization.
The linear brake according to claim 13 is provided with a brake driving force generator around the shaft of the linear actuator, uses the shaft of the linear actuator as a guide for the brake movable part, and uses a direction changing member having an elastic guide mechanism. Therefore, the linear brake does not protrude from the outer diameter of the linear actuator, which is extremely effective in providing a small-sized and small-diameter linear actuator, and can simplify the structure of the guide portion. In addition, effective use of space can be achieved, and energy loss can be reduced as in the case of using a friction mechanism, so that efficiency can be increased, which is optimal for downsizing.
Further, the solenoid drive device power supply device according to claim 14 is configured to be capable of overexcitation using a DC power supply as an input power supply, that is, a solenoid drive device power supply device that can be overexcited by using a DC power supply. Can be obtained as a compact one.
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the solenoid drive unit power supply unit according to the fourteenth aspect, wherein the step-down power supply is made by a DC / DC converter. It can be certain.
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus for a solenoid driving device according to the fourteenth aspect, wherein the overdrive and the normal excitation are switched using a contact or non-contact switch. Thus, the above effects can be obtained with a simple configuration.
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the solenoid drive unit power supply unit according to the fourteenth aspect, wherein the capacitor is connected in parallel to the load coil. Switching between excitation can be made smoother.
A linear actuator according to an eighteenth aspect uses the linear brake according to any one of the first to thirteenth aspects and the power supply device for a solenoid driving device according to any one of the fourteenth to seventeenth aspects. Therefore, a small and small-diameter linear actuator can be obtained.

以下、図１乃至図７を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態は本発明をリニアアクチュエータに適用した例を示すものである。最初に、リニアアクチュエータの基本構造から説明する。まず、固定子１があり、この固定子１は、ヨーク３と、このヨーク３の内周側に設置されたコイル５とから構成されている。上記コイル５は４組の三相コイル７から構成されていて、上記三相コイル７は、Ｕ相コイル７ａと、Ｖ相コイル７ｂと、Ｗ相コイル７ｃとから構成されている。上記ヨーク３は、透磁率が高い磁性材料、例えば、軟鉄から構成されている。又、上記ヨーク３の両端にはガイド部材９、１１が取り付けられている。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to a linear actuator. First, the basic structure of the linear actuator will be described. First, there is a stator 1, and the stator 1 is composed of a yoke 3 and a coil 5 installed on the inner peripheral side of the yoke 3. The coil 5 includes four sets of three-phase coils 7, and the three-phase coil 7 includes a U-phase coil 7a, a V-phase coil 7b, and a W-phase coil 7c. The yoke 3 is made of a magnetic material having a high magnetic permeability, for example, soft iron. Guide members 9 and 11 are attached to both ends of the yoke 3.

上記コイル５の内周側には可動子１３が図中左右方向に移動可能な状態で収容・配置されている。この可動子１３は、円筒形状をなす複数個（この実施の形態の場合には６個）の永久磁石１５を積層・配置した構成になっている。又、上記複数個の永久磁石１５の両端にはシャフト１７、１９が夫々取り付けられている。これらシャフト１７、１９は上記ガイド部材９、１１を貫通・配置した状態で設置されている。 A mover 13 is accommodated and arranged on the inner peripheral side of the coil 5 so as to be movable in the left-right direction in the drawing. The movable element 13 has a configuration in which a plurality (six in the case of this embodiment) of permanent magnets 15 having a cylindrical shape are stacked and arranged. Further, shafts 17 and 19 are attached to both ends of the plurality of permanent magnets 15, respectively. The shafts 17 and 19 are installed in a state where the guide members 9 and 11 are penetrated and arranged.

上記シャフト１９にはリニアスケール部２１が設けられている。この実施の形態の場合には、シャフト１９の全周にわたって上記リニアスケール部２１が設けられた構成になっている。上記リニアスケール部２１は、縞状をなしていてスケール機能を備えた構成のものであり、アルマイト加工によって設けられている。 The shaft 19 is provided with a linear scale portion 21. In the case of this embodiment, the linear scale portion 21 is provided over the entire circumference of the shaft 19. The linear scale portion 21 has a striped structure and a scale function, and is provided by anodizing.

上記アルマイト加工は次のようなものである。まず、アルミニウム製のシャフト１９にスケール縞ピッチの半分の幅の溝をピッチ間隔で形成する。次に、全周にわたって黒色アルマイト表面処理を施す。次に、シャフト１９に外周切削を施して突出部を削る作業を行う。その結果、突出部が切削除去された部位はアルミの銀白色となり溝部は黒色アルマイトの黒色となる。それによって、高い光反射率部（銀白色部）と低い光反射率部（黒色部）の縞状のリニアスケール部２１が形成されることになる。
尚、段差部に摩耗分などが溜まり易いので、外周切削後の突出部と溝部は段差が無くなるよう切削することが望ましい。 The alumite processing is as follows. First, grooves having a width half the scale stripe pitch are formed in the aluminum shaft 19 at pitch intervals. Next, a black alumite surface treatment is applied over the entire circumference. Next, the shaft 19 is cut to the outer periphery to cut the protruding portion. As a result, the part from which the protruding portion is cut and removed becomes silvery white of aluminum, and the groove becomes black of black anodized. Thereby, a striped linear scale portion 21 having a high light reflectance portion (silver white portion) and a low light reflectance portion (black portion) is formed.
In addition, since a wear part etc. tends to accumulate in a level | step-difference part, it is desirable to cut the protrusion part and groove part after outer periphery cutting so that a level | step difference may be eliminated.

又、上記アルマイト処理は硬質であり、耐摩耗性や耐候性も優れているので、リニアスケールとしての信頼性も高い。又、この実施の形態の場合には、既に説明したように、シャフト１９の全周にわたってリニアスケール部２１を設けているので、シャフト１９が回転してもリニアスケールとしての性能に何ら変化はない。 In addition, the alumite treatment is hard and has excellent wear resistance and weather resistance, so that the reliability as a linear scale is high. In the case of this embodiment, as already explained, since the linear scale portion 21 is provided over the entire circumference of the shaft 19, there is no change in the performance as the linear scale even if the shaft 19 rotates. .

又、本実施の形態の場合には、図２（ｂ）に示すように、上記リニアスケール部２１の外周側にＡ相センサ３１、Ｂ相センサ３３、Ｚ相センサ３５を９０度ずつずらして設置している。よって、Ａ相センサ３１、Ｂ相センサ３３、Ｚ相センサ３５の長手方向寸法が長くても干渉することはない。上記Ａ相センサ３１、Ｂ相センサ３３、Ｚ相センサ３５は、反射型フォトインタラプタ（ＬＥＤ光を放射してフォトダイオードでその反射光強度を検出する）等の光センサから構成されている。 In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the A-phase sensor 31, the B-phase sensor 33, and the Z-phase sensor 35 are shifted by 90 degrees on the outer peripheral side of the linear scale portion 21. It is installed. Therefore, even if the longitudinal dimension of the A phase sensor 31, the B phase sensor 33, and the Z phase sensor 35 is long, there is no interference. The A-phase sensor 31, the B-phase sensor 33, and the Z-phase sensor 35 are composed of optical sensors such as a reflection type photo interrupter (emitting LED light and detecting the intensity of reflected light with a photodiode).

上記構成をなすリニアアクチュエータにはリニアブレーキ５１が取り付けられている。以下、このリニアブレーキ５１の構成に関して図３を参照して説明する。まず、固定部ベース５３があり、この固定部ベース５３は、図１（ａ）に示すように、ガイド部材９側に固着されている。又、上記固定部ベース５３は円筒状をなしていて、側壁部５５と、この側壁部５５の両端に接合された端部材５７、５９と、上記側壁部５５内の軸方向略中間位置に設けられた中間鍔部６１とを備えた構成になっている。リニアアクチュエータの基本構造の説明で挙げたシャフト１７は上記端部材５７、５９と、中間鍔部６１を貫通した状態で配置されている。 A linear brake 51 is attached to the linear actuator having the above configuration. Hereinafter, the configuration of the linear brake 51 will be described with reference to FIG. First, there is a fixed portion base 53, and this fixed portion base 53 is fixed to the guide member 9 side as shown in FIG. The fixed portion base 53 has a cylindrical shape, and is provided at a side wall portion 55, end members 57 and 59 joined to both ends of the side wall portion 55, and a substantially intermediate position in the axial direction in the side wall portion 55. The intermediate flange 61 is provided. The shaft 17 mentioned in the description of the basic structure of the linear actuator is disposed in a state of passing through the end members 57 and 59 and the intermediate flange 61.

上記固定部ベース５３の内側であって上記シャフト１７の外周には可動部ガイド６３が移動可能な状態で設置されている。この可動部ガイド６３は磁性材料である鋼板を円筒状に曲げたブッシュとして構成されている。又、上記固定部ベース５３の内側であって上記可動部ガイド６３の外周側には可動部ベース６５が設置されている。上記可動部ベース６５は小径円筒部６５ａと大径円筒部６５ｂとから構成されていて、これら小径円筒部６５ａと大径円筒部６５ｂとの間には段付部６５ｃが形成されている。上記小径円筒部６５ａは上記可動部ガイド６３の外周に嵌合・固定されている。又、上記大径部６５ｂの内周側にはテーパ部６７が設けられている。 A movable portion guide 63 is movably installed on the inner side of the fixed portion base 53 and on the outer periphery of the shaft 17. The movable part guide 63 is configured as a bush formed by bending a steel plate, which is a magnetic material, into a cylindrical shape. A movable part base 65 is installed inside the fixed part base 53 and on the outer peripheral side of the movable part guide 63. The movable part base 65 is composed of a small diameter cylindrical part 65a and a large diameter cylindrical part 65b, and a stepped part 65c is formed between the small diameter cylindrical part 65a and the large diameter cylindrical part 65b. The small diameter cylindrical portion 65 a is fitted and fixed to the outer periphery of the movable portion guide 63. A tapered portion 67 is provided on the inner peripheral side of the large diameter portion 65b.

上記固定部ベース５５と可動部ガイド６３の間であって、上記端部材５９と中間鍔部６１との間には励磁コイル６９が設置されている。又、固定部ベース５５と可動部ベース６５の間であって、可動部ベース６５の段付部６５ｃと中間鍔部６１との間にはコイルスプリング７１が内装されている。 An exciting coil 69 is installed between the fixed part base 55 and the movable part guide 63 and between the end member 59 and the intermediate flange 61. A coil spring 71 is provided between the fixed portion base 55 and the movable portion base 65 and between the stepped portion 65 c of the movable portion base 65 and the intermediate flange portion 61.

上記シャフト１７と上記可動部ベース６５との間にはブレーキシュー７３が設置されている。上記ブレーキシュー７３は図４に示すような構成になっている。上記ブレーキシュー７３は基本的には略中空円筒形状をなしている。又、図４（ａ）中右端から左方向に向かって所定範囲で複数個（この実施の形態の場合には８個）の割り溝７５が設けられている。つまり、図４（ａ）において、左端の部分は環状部７３ａとなっており、一方、この環状部７３ａの右側の部分は８個の側壁片７３ｂとして構成されているものである。 A brake shoe 73 is installed between the shaft 17 and the movable part base 65. The brake shoe 73 is configured as shown in FIG. The brake shoe 73 basically has a substantially hollow cylindrical shape. Also, a plurality of (eight in the case of this embodiment) split grooves 75 are provided in a predetermined range from the right end in FIG. That is, in FIG. 4A, the left end portion is an annular portion 73a, while the right portion of the annular portion 73a is configured as eight side wall pieces 73b.

又、上記複数個の側壁片７３ｂの基端部には環状溝７７が周方向に断続的に形成されている。この環状溝７７を形成することにより、上記複数個の側壁片７３ｂが弾性変形し易い状態としているものである。又、上記複数個の側壁片７３ｂには凹部７９が形成されている。この凹部７９と可動部ベース６５の大径部６５ｂのテーパ部６７との間にはボール８１が設置されている。又、上記ブレーキシュー７３は固定部ベース５５の端部材５７に対して図中上下方向に若干の遊びを持った状態で設置されており、上下方向に僅かに移動可能な状態となっている。 An annular groove 77 is intermittently formed in the circumferential direction at the base end portion of the plurality of side wall pieces 73b. By forming the annular groove 77, the plurality of side wall pieces 73b are easily deformed elastically. The plurality of side wall pieces 73b are formed with recesses 79. A ball 81 is installed between the concave portion 79 and the tapered portion 67 of the large diameter portion 65 b of the movable portion base 65. The brake shoe 73 is installed with a slight play in the vertical direction in the figure with respect to the end member 57 of the fixed portion base 55, and is slightly movable in the vertical direction.

次に、上記リニアブレーキ５１の励磁コイル６９を駆動するための電源装置１０１の構成を図５を参照して説明する。上記電源装置１０１は、２４ＶＤＣ電源１０３、５ＶＤＣ電源１０５、リレー１０７、タイマー１０９、キャパシタ（蓄電器）１１１から構成されている。上記２４ＶＤＣ電源１０３については、例えば、リニアアクチュエータ用の電源から引き回す場合には別途用意する必要はない。本実施の形態の場合にはリニアアクチュエータ用の電源から引き回すことになる。又、上記５ＶＤＣ電源１０５については、小型でコンパクトなＤＣ／ＤＣコンバータにより作り出している。本実施の形態の場合には、過励磁倍率は、下記の式（Ｉ）に示すように、４．８倍である。
２４Ｖ÷５Ｖ＝４．８―――（Ｉ） Next, the configuration of the power supply device 101 for driving the exciting coil 69 of the linear brake 51 will be described with reference to FIG. The power supply device 101 includes a 24 VDC power supply 103, a 5 VDC power supply 105, a relay 107, a timer 109, and a capacitor (capacitor) 111. The 24 VDC power source 103 does not need to be separately prepared, for example, when it is routed from a power source for a linear actuator. In the case of this embodiment, it is drawn from the power supply for the linear actuator. The 5VDC power source 105 is produced by a small and compact DC / DC converter. In the case of the present embodiment, the overexcitation magnification is 4.8 times as shown in the following formula (I).
24V ÷ 5V = 4.8-(I)

そして、励磁コイル６９の駆動初期時においては高い電圧（過励磁、この実施の形態の場合には２４Ｖ）によって勢いよく可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)を吸引する。これに対して、可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)が固定部（端部材５９と鍔部材６１）に吸着するか固定部（端部材５９と鍔部材６１）の近くに来たときには低い電圧（通常励磁、この実施の形態の場合には５Ｖ）に切替えて発熱を抑制するように構成されている。 Then, at the initial drive of the exciting coil 69, the movable part (the movable part guide 63 and the movable part base 65) is vigorously attracted by a high voltage (overexcitation, in this embodiment, 24V). On the other hand, the movable part (the movable part guide 63 and the movable part base 65) is attracted to the fixed part (the end member 59 and the flange member 61) or comes close to the fixed part (the end member 59 and the flange member 61). Sometimes it is configured to suppress heat generation by switching to a low voltage (normal excitation, 5 V in this embodiment).

上記過励磁と通常励磁の切替は上記リレー１０７とタイマー１０９によって行われる。つまり、タイマー１０９によって過励磁を行う時間を予め設定しておき、その設定時間が経過した時点で上記リレー１０７を動作させてその接点１０７ａを切り替えるものであり、それによって、過励磁から通常励磁に切り替えるものである。
尚、本実施の形態では上記リレー１０７として有接点（接点１０７ａ）のリレーを使用しているが、それ以外にも無接点のＦＥＴリレー等の使用が考えられる。 Switching between overexcitation and normal excitation is performed by the relay 107 and timer 109. In other words, the time for overexcitation by the timer 109 is set in advance, and when the set time elapses, the relay 107 is operated to switch the contact 107a, thereby changing from overexcitation to normal excitation. It is to switch.
In this embodiment, a contact (contact 107a) relay is used as the relay 107, but a contactless FET relay or the like can also be used.

本実施の形態のような有接点のリレー１０７であっても無接点のＦＥＴリレーであってもその切替は高速である。しかしながら、切替時に２４Ｖから５Ｖへ円滑に移行せず、５Ｖ以下に励磁電圧が下がってしまうことが懸念される。その様子を図６を参照して説明する。図６は横軸に時間（ｍｓ）をとり縦軸に電圧（Ｖ）をとり、過励磁から通常励磁へ切り替える場合の電圧の変化を示す図である。図６に示すように、切替時に２４Ｖから５Ｖへ円滑に移行せず、５Ｖ以下に励磁電圧が下がってしまっていることがわかる。このような現象が生じた場合には、吸引された可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)がコイルスプリング７１のスプリング力により戻ってしまうことになる。 Whether the relay 107 is a contact point as in the present embodiment or a non-contact FET relay, the switching is fast. However, there is a concern that at the time of switching, the excitation voltage does not smoothly shift from 24V to 5V and the excitation voltage drops to 5V or less. This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a change in voltage when switching from over-excitation to normal excitation with time (ms) on the horizontal axis and voltage (V) on the vertical axis. As shown in FIG. 6, it can be seen that the switching voltage does not smoothly shift from 24 V to 5 V at the time of switching, and the excitation voltage has dropped to 5 V or less. When such a phenomenon occurs, the attracted movable part (the movable part guide 63 and the movable part base 65) is returned by the spring force of the coil spring 71.

そこで、本実施の形態では、励磁コイル６９にキャパシタ（蓄電器）１１１を並列に接続している。それによって、回路の時定数を上げて２４Ｖから５Ｖへ円滑に移行させるようにしているものである。その時の電圧変化を図７に示す。図７も横軸に時間（ｍｓ）をとり縦軸に電圧（Ｖ）をとり、過励磁から通常励磁へ切り替える場合の電圧の変化を示す図である。図７に示すように、切替時に２４Ｖから５Ｖへ円滑に移行していて、励磁電圧が５Ｖ以下に下がってしまうようなことがないことがわかる。 Therefore, in this embodiment, a capacitor (capacitor) 111 is connected in parallel to the exciting coil 69. As a result, the time constant of the circuit is increased to smoothly shift from 24V to 5V. The voltage change at that time is shown in FIG. FIG. 7 is also a diagram showing a change in voltage when switching from over-excitation to normal excitation with time (ms) on the horizontal axis and voltage (V) on the vertical axis. As shown in FIG. 7, it can be seen that the transition is smoothly made from 24 V to 5 V at the time of switching, and the excitation voltage does not decrease to 5 V or less.

以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、励磁コイル６９が無励磁の状態、すなわち電源がオフの場合には、可動部ベース６５はコイルスプリング７１のスプリング力によって図３（ａ）中左方向に付勢されている。そして、テーパ部６７及びボール８１を介してブレーキシュー７３が付勢されていてシャフト１７に押し当てられている。それによって、所望のブレーキ力が発生することになる。 The operation will be described based on the above configuration.
First, when the exciting coil 69 is in a non-excited state, that is, when the power is off, the movable portion base 65 is biased leftward in FIG. 3A by the spring force of the coil spring 71. The brake shoe 73 is urged through the tapered portion 67 and the ball 81 and pressed against the shaft 17. Thereby, a desired braking force is generated.

これに対して、電源をオンにして励磁コイル６９に電流を流すと、発生した磁束はコイル６９の断面を囲む磁気回路、すなわち、磁性材料である可動部ガイド６３、磁性材料である中間鍔部６１、磁性材料である側壁部５５、磁性材料である端部材５９に沿って流れる。可動部ガイド６３と端部材５９のギャップ（α）は少ない方が磁気的に安定することになるので、結局、励磁コイル６９に電流を流すことにより上記ギャップ（α）をなくすべく可動部ガイド６３が図３（ａ）中右方向へ吸引されることになる。つまり、電源をオンにして励磁コイル６９に電流を流すことにより、コイルスプリング７１のスプリング力によって図３（ａ）中左方向へ押し付けられていた可動部ベース６５を、可動部ガイド６３と端部材５９の磁気吸引力によって図３（ａ）中右方向へ移動させることができ、それによって、ブレーキシュー７３のシャフト１７への押付けを除去してブレーキを解除することになる。 On the other hand, when the power is turned on and a current is passed through the exciting coil 69, the generated magnetic flux is a magnetic circuit that surrounds the cross section of the coil 69, that is, the movable portion guide 63 that is a magnetic material, and the intermediate collar that is a magnetic material. 61, it flows along the side wall 55 which is a magnetic material, and the end member 59 which is a magnetic material. Since the smaller the gap (α) between the movable portion guide 63 and the end member 59 is, the more stable the magnetically, the movable portion guide 63 eventually eliminates the gap (α) by passing a current through the exciting coil 69. Is sucked in the right direction in FIG. That is, when the power is turned on and a current is passed through the exciting coil 69, the movable portion base 65 pressed against the left in FIG. 3A by the spring force of the coil spring 71 is moved between the movable portion guide 63 and the end member. 3 can be moved to the right in FIG. 3A by the magnetic attraction force 59, whereby the pressing of the brake shoe 73 to the shaft 17 is removed and the brake is released.

又、上記励磁コイル６９に電流を流す場合について詳しく説明すると、まず、励磁コイル６９の駆動初期時においては高い電圧（過励磁、この実施の形態の場合には２４Ｖ）によって勢いよく可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)を吸引する。これに対して、可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)が固定部（端部材５９及び鍔部材６１）に吸着するか固定部端部材５９及び鍔部材６１）の近くに来たときには低い電圧（通常励磁、この実施の形態の場合には５Ｖ）に切替えて発熱を抑制するようにしている。 The case where a current is passed through the exciting coil 69 will be described in detail. First, at the initial drive of the exciting coil 69, the movable part (movable) The part guide 63 and the movable part base 65) are sucked. On the other hand, when the movable part (the movable part guide 63 and the movable part base 65) is attracted to the fixed part (the end member 59 and the flange member 61) or comes close to the fixed part end member 59 and the flange member 61). Heat generation is suppressed by switching to a low voltage (normal excitation, 5 V in this embodiment).

上記過励磁と通常励磁の切替は上記リレー１０７とタイマー１０９によって行われる。つまり、タイマー１０９によって過励磁を行う時間を予め設定しておき、その設定時間が経過した時点で上記リレー１０７を動作させてその接点１０７ａを切り替えるものであり、それによって、過励磁から通常励磁に切り替えるものである。 Switching between overexcitation and normal excitation is performed by the relay 107 and timer 109. In other words, the time for overexcitation by the timer 109 is set in advance, and when the set time elapses, the relay 107 is operated to switch the contact 107a, thereby changing from overexcitation to normal excitation. It is to switch.

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、シャフト１７の周りにリニアブレーキ５１を設けるようにしているので、リニアアクチュエータの外径からリニアブレーキ５１がはみ出るようなこともなく、結局、小型・小径のリニアアクチュエータを提供することができるものである。
又、リニアブレーキ５１の駆動部を構成する励磁コイル６９をシャフト１７と同芯に設置しているので、最大のコイル断面積を得ることができ、それによって、最大の駆動力を得ることができる。
又、可動部ベース６５を移動させるためには案内が必要となるが、この実施の形態の場合には、案内の一構成部品としてシャフト１７を利用しており、それによって、案内部の構成の簡素化を図ることができると共に、スペースの有効利用を図ることができる。
又、シャフト１７に沿って可動部ベース６５を移動させる構成になっているので、可動部ベース６５とシャフト１７を容易に同芯にすることができる。又、シャフト１７の径方向に僅かに移動可能な状態で設置されたブレーキシュー７３についてもボール８１を介して可動部ベース６５が付勢することにより容易にシャフト１７と同芯にすることができる。これらの構成によって、ブレーキシュー７３のシャフト１７に対する片当りをなくし、より均一にブレーキシュー７３をシャフト１７に押し当ててより安定なブレーキ力を得ることができる。
又、可動部ベース６５やブレーキシュー７３をシャフト１７に対して同芯に近付ける構成になっているので、ブレーキ作動量（ブレーキシュー７３の押付け量又は可動部ベース６５の移動量）をより小さなものとすることができる。それによって、磁気吸引ギャップ（α）を狭くすることが可能となり、その結果、ブレーキ駆動力を大きくすることができる。
又、可動部ガイド６３を磁性体、例えば鋼板を円筒状に曲げたブッシュとして構成しているので、新たにヨークを設けなくても磁性体の固定部ベース５３との間で磁気回路を構成することができ、それによって、スペースの有効活用が可能になる。
又、本実施の形態の場合には、励磁コイル６９を駆動するための電源装置として直流電源を使用するようにしているので、電源装置のコンパクト化を図ることができる。
又、励磁コイル６９にキャパシタ（蓄電器）１１１を並列に接続して回路の時定数を上げているので、２４Ｖから５Ｖへ円滑に移行させることができる。その結果、可動部(可動部ガイド６３と可動部ベース６５)は過励磁により急速に吸引され、通常励磁に切替えてもコイルスプリング７１のスプリング力により戻ってしまうことは無く安定に吸引・吸着されることになる。
特に、小型のソレノイドの場合にはギャップ（α）が大きいと吸引力が弱くなり小型化が困難であったが、本実施の形態による電源装置であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータを変えることにより、過励磁／定常励磁の倍率を自由に選べるので大変有効である。例えば、本実施の形態の場合には、過励磁倍率は４．８倍であったが３ＶのＤＣ／ＤＣコンバータを用いると過励磁／定常励磁の倍率を８倍にすることができる。
又、本実施の形態の場合には、過励磁と通常励磁の二種類の電圧の切替だけであったが、必要に応じて三種類以上の電圧を切替えてより滑らかなソレノイドの駆動を行うこともできる。
このように直流電源を入力電源として用いることにより、小型コンパクトで且つ過励磁倍率を任意に選択できる電源が実現できるものである。
又、低圧の直流電源（実施例ではｍａｘ２４Ｖ）であるので安全性にも優れている。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, since the linear brake 51 is provided around the shaft 17, the linear brake 51 does not protrude from the outer diameter of the linear actuator, so that a small and small-diameter linear actuator can be provided after all. It is.
In addition, since the exciting coil 69 constituting the driving portion of the linear brake 51 is installed concentrically with the shaft 17, the maximum coil cross-sectional area can be obtained, thereby obtaining the maximum driving force. .
In addition, in order to move the movable portion base 65, guidance is required. In the case of this embodiment, the shaft 17 is used as one component part of the guidance, so that the configuration of the guidance portion is increased. Simplification can be achieved and space can be used effectively.
Further, since the movable portion base 65 is moved along the shaft 17, the movable portion base 65 and the shaft 17 can be easily concentric. In addition, the brake shoe 73 installed so as to be slightly movable in the radial direction of the shaft 17 can be easily made concentric with the shaft 17 when the movable portion base 65 is biased via the ball 81. . With these configurations, it is possible to eliminate the contact of the brake shoe 73 with respect to the shaft 17 and more uniformly press the brake shoe 73 against the shaft 17 to obtain a more stable braking force.
Further, since the movable part base 65 and the brake shoe 73 are arranged close to the shaft 17, the brake operation amount (the pressing amount of the brake shoe 73 or the moving amount of the movable part base 65) is smaller. It can be. Thereby, the magnetic attraction gap (α) can be narrowed, and as a result, the brake driving force can be increased.
Further, since the movable part guide 63 is configured as a magnetic body, for example, a bush formed by bending a steel plate into a cylindrical shape, a magnetic circuit is configured with the fixed base 53 of the magnetic body without newly providing a yoke. That can make effective use of space.
In the case of the present embodiment, since the DC power source is used as the power source device for driving the exciting coil 69, the power source device can be made compact.
In addition, since the capacitor (capacitor) 111 is connected in parallel to the exciting coil 69 to increase the time constant of the circuit, it is possible to smoothly shift from 24V to 5V. As a result, the movable part (the movable part guide 63 and the movable part base 65) is rapidly attracted by overexcitation, and is not attracted by the spring force of the coil spring 71 and is stably attracted and attracted even when switched to normal excitation. Will be.
In particular, in the case of a small solenoid, if the gap (α) is large, the attractive force becomes weak and it is difficult to reduce the size. However, in the power supply device according to the present embodiment, by changing the DC / DC converter, This is very effective because the magnification of overexcitation / steady excitation can be selected freely. For example, in the case of the present embodiment, the overexcitation magnification is 4.8 times, but if a 3V DC / DC converter is used, the overexcitation / steady excitation magnification can be increased to 8 times.
In the case of this embodiment, only two kinds of voltages, overexcitation and normal excitation, were switched. However, if necessary, three or more kinds of voltages can be switched to drive a smoother solenoid. You can also.
By using a DC power supply as an input power supply in this way, a power supply that is compact and compact and that can arbitrarily select an overexcitation magnification can be realized.
Further, since it is a low-voltage DC power supply (max 24 V in the embodiment), it is excellent in safety.

次に、図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場合には、図８に示すように、可動部ガイド６３のシャフト１７と接触する面に焼結体層９１を形成すると共に、該焼結体層９１の表面に潤滑剤として機能するテフロン（登録商標）樹脂を薄くコーティングしたものである。図８中テフロン（登録商標）樹脂コーティング部を符号９３で示す。上記コーティングされたテフロン（登録商標）樹脂は焼結体層９１の多孔質孔内に入り込んで保持されることになる。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of this second embodiment, as shown in FIG. 8, a sintered body layer 91 is formed on the surface of the movable portion guide 63 that contacts the shaft 17, and on the surface of the sintered body layer 91. A thin coating of Teflon (registered trademark) resin that functions as a lubricant. In FIG. 8, the Teflon (registered trademark) resin coating portion is denoted by reference numeral 93. The coated Teflon (registered trademark) resin enters and is held in the porous pores of the sintered body layer 91.
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.

上記構成によると、前記第１の実施の形態の場合と同等の効果を奏することができることはもとより、可動部ガイド６３とシャフト１７との滑りがより滑らかになるという利点を得ることができる。
尚、潤滑剤としては液体潤滑剤と上記テフロン（登録商標）樹脂のような固体潤滑剤の二種類が想定されるが、液体潤滑剤の場合には飛散が懸念されるため、固体潤滑剤の方が好ましい。
又、固体潤滑剤としてはテフロン（登録商標）が好適であるが、例えば、ポリアセタール等の他の樹脂でも良好である。 According to the said structure, the advantage that the sliding with the movable part guide 63 and the shaft 17 becomes smooth can be acquired not only that there exists an effect equivalent to the case of the said 1st Embodiment.
As the lubricant, two types of liquid lubricant and solid lubricant such as the above-mentioned Teflon (registered trademark) resin are envisaged. Is preferred.
As the solid lubricant, Teflon (registered trademark) is suitable, but other resins such as polyacetal are also suitable.

次に、図９乃至図１１を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。まず、可動部ベース６５の図９（ｂ）中左側には方向変換部材１２１が設置されている。この方向変換部材１２１は、図１０（ａ）に示すように、８個の方向変換部材要素１２３を環状に連設・配置した構成になっている。上記方向変換部材要素１２３は、図１１に示すような構成になっていて、第１傾斜部１２５、平坦部１２７、第２傾斜部１２９とから構成されている。上記第１傾斜部１２５には取付部１２５ａが屈曲・形成されていて、上記第２傾斜部１２９にも取付部１２９ａが屈曲・形成されている。上記取付部１２５ａ、１２９ａを除くと略円弧形状の弾性体となっている。上記方向変換部材要素１２３は、上記取付部１２５ａを介して可動部ベース６５に固定されていると共に、取付部１２９ａを介して端部材５７に固定されている。又、上記各方向変換部材要素１２３の平坦部１２７にはブレーキシュー１３１が取り付けられている。平坦部１２７を設けたのは、ブレーキシュー１３１を接合し易くするためであり、又、押しつけた場合にシャフト１７に傷が付かないようにするためである。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、よって、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the direction changing member 121 is installed on the left side of the movable portion base 65 in FIG. 9B. As shown in FIG. 10A, the direction changing member 121 has a configuration in which eight direction changing member elements 123 are connected and arranged in a ring shape. The direction changing member element 123 has a configuration as shown in FIG. 11 and includes a first inclined portion 125, a flat portion 127, and a second inclined portion 129. A mounting portion 125a is bent and formed on the first inclined portion 125, and a mounting portion 129a is also bent and formed on the second inclined portion 129. Except for the mounting portions 125a and 129a, the elastic body has a substantially arc shape. The direction changing member element 123 is fixed to the movable portion base 65 via the attachment portion 125a, and is fixed to the end member 57 via the attachment portion 129a. A brake shoe 131 is attached to the flat portion 127 of each direction changing member element 123. The reason why the flat portion 127 is provided is to facilitate joining of the brake shoe 131 and also to prevent the shaft 17 from being damaged when pressed.
The other configurations are the same as those in the first embodiment, and therefore the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、励磁コイル６９が無励磁の状態、すなわち電源がオフの場合には、可動部ベース６５はコイルスプリング７１のスプリング力によって図９（ｂ）中左方向に付勢されている。この可動部ベース６５の付勢によって方向変換部材１２１が圧縮され、それによって、各方向変換部材要素１２３の平坦部１２７が放射方向内側に向かって移動する。この平坦部１２７の移動によってそこに取り付けられているブレーキシュー１３１がシャフト１７に押し付けられることになりブレーキ力が発生することになる。 The operation will be described based on the above configuration.
First, when the exciting coil 69 is in a non-excited state, that is, when the power is off, the movable portion base 65 is biased leftward in FIG. 9B by the spring force of the coil spring 71. The direction changing member 121 is compressed by the urging of the movable portion base 65, and thereby the flat portion 127 of each direction changing member element 123 moves inward in the radial direction. Due to the movement of the flat portion 127, the brake shoe 131 attached thereto is pressed against the shaft 17, and a braking force is generated.

これに対して、電源をオンして励磁コイル６９に電流を流すことにより、コイルスプリング７１のスプリング力により、図９（ｂ）中左方向へ押し付けられていた可動部ベース６５を、可動部ガイド６３と端部材５９との吸引力及び可動部ベース６５と鍔部材６１との吸引力によって、図９（ｂ）中右方向へ移動させることができる。それによって、方向変換部材１２１は図９（ｂ）中右方向に伸長することになり、ブレーキシュー１３１のシャフト１７に対する押し付けは除かれてブレーキは解除される。 On the other hand, when the power is turned on and a current is passed through the exciting coil 69, the movable portion base 65, which has been pressed in the left direction in FIG. It can be moved to the right in FIG. 9B by the suction force between 63 and the end member 59 and the suction force between the movable portion base 65 and the flange member 61. As a result, the direction changing member 121 extends in the right direction in FIG. 9B, the pressing of the brake shoe 131 against the shaft 17 is removed, and the brake is released.

よって、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
又、前記第１の実施の形態の場合のように、斜面等の摩擦機構を用いていないのでエネルギーロスが少なくて効率を高めることができ小型化に有利である。
又、本実施の形態における上記方向変換部材１２１は、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）の断面図でみた場合、紙面に平行な方向（図中左右方向）に対しては板厚が薄く剛性が低くなっているが、紙面に直交する方向に対しては板幅が厚く高い剛性を持たせてあるので、紙面に直交する方向への移動は規制されることになる。それによって、いわゆる「弾性案内機構」を提供することができるものである。 Therefore, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
Further, unlike the case of the first embodiment, since a friction mechanism such as a slope is not used, there is little energy loss and the efficiency can be increased, which is advantageous for downsizing.
Further, the direction changing member 121 in the present embodiment has a plate thickness with respect to a direction parallel to the paper surface (left and right direction in the figure) when viewed in the cross-sectional views of FIGS. 10B and 11B. Although it is thin and low in rigidity, since the plate width is large and high rigidity is given to the direction orthogonal to the paper surface, movement in the direction orthogonal to the paper surface is restricted. Thereby, a so-called “elastic guide mechanism” can be provided.

又、本実施の形態における方向変換部材１２１は、第１傾斜部１２５と第２傾斜部１２９の取付部１２５ａ、１２９ａを除くとその断面形状は、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）において左右対称になっていて、且つ、板幅も均等にしてある。よって、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）中左右方向の圧縮／伸長に対して、平坦部１２７は、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）において、略水平のままで下降／上昇することができる。その結果、ブレーキシュー３１はシャフト１７に対して均等に押し付けられることになるので、所望のブレーキ力を確実に得ることができると共にブレーキシュー３１又はシャフト１７の損傷を防止することができる。 Further, the direction changing member 121 in this embodiment has a cross-sectional shape in FIGS. 10B and 11B except for the attachment portions 125a and 129a of the first inclined portion 125 and the second inclined portion 129. It is symmetrical and has a uniform plate width. Therefore, with respect to compression / extension in the left-right direction in FIGS. 10B and 11B, the flat portion 127 moves down and rises while remaining substantially horizontal in FIGS. 10B and 11B. can do. As a result, the brake shoe 31 is pressed evenly against the shaft 17, so that a desired braking force can be obtained reliably and damage to the brake shoe 31 or the shaft 17 can be prevented.

尚、本実施の形態における方向変換部材１２１の場合には、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）中左右方向の圧縮／伸長に対する平坦部１２７の上下方向への下降／上昇の移動量の比は、平坦部１２７に対する第１傾斜部１２５及び第２傾斜部１２９の角度によって決定される。つまり、第１傾斜部１２５及び第２傾斜部１２９の角度を小さくすると、一定の圧縮／伸長でも下降／上昇量は増加する。したがって、この角度を変えることにより平坦部１２７の移動量を調整することができる。そして、ブレーキシュー１３１の下降／上昇の移動量を多くとりたい（ブレーキのオン／オフを明瞭にしたい）ときには大変有効である。 In the case of the direction changing member 121 in the present embodiment, the amount of movement of the flat portion 127 moving downward / upward with respect to the compression / extension in the horizontal direction in FIGS. 10 (b) and 11 (b). The ratio is determined by the angles of the first inclined portion 125 and the second inclined portion 129 with respect to the flat portion 127. That is, when the angles of the first inclined portion 125 and the second inclined portion 129 are reduced, the descending / raising amount increases even with constant compression / extension. Therefore, the amount of movement of the flat portion 127 can be adjusted by changing this angle. This is very effective when it is desired to increase the amount of movement of the brake shoe 131 in the descending / raising direction (in order to clarify the on / off of the brake).

尚、本発明は前記第１、第２、第３の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記第１、第２、第３の実施の形態の場合には、リニアブレーキをリニアアクチュエータに適用した例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、様々な用途が想定される。
又、前記実施の形態における電源は小型のリニアアクチュエータのブレーキ装置の駆動装置用電源に適用したものとして説明したが、それ以外の様々なソレノイド駆動装置をはじめとする小型の駆動装置にも有効であり、電源の小型化だけでなく駆動装置の小型化等も図ることができる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。 The present invention is not limited to the first, second, and third embodiments.
First, in the case of the first, second, and third embodiments, an example in which a linear brake is applied to a linear actuator has been described. However, the present invention is not limited to this, and various uses are assumed. Is done.
Further, the power source in the above embodiment has been described as being applied to a power source for a driving device of a brake device of a small linear actuator, but it is also effective for other small driving devices including various solenoid driving devices. In addition, not only the power source can be downsized, but also the drive device can be downsized.
In addition, the illustrated configuration is merely an example.

本発明は、例えば、小型のリニアアクチュエータ用のリニアブレーキと同リニアアクチュエータ用のソレノイド駆動装置用電源装置と該リニアブレーキ及び又は該ソレノイド駆動装置用電源装置を搭載したリニアアクチュエータに係り、特に、その小径化を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、精密位置決めシステムに用いる小型のリニアアクチュエータに好適である。 The present invention relates to, for example, a linear brake for a small linear actuator, a power supply device for a solenoid driving device for the linear actuator, and a linear actuator equipped with the linear brake and / or the power supply device for the solenoid driving device. For example, it is suitable for a small linear actuator used in a precision positioning system.

本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１（ａ）はアクチュエータの縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。1A and 1B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a longitudinal sectional view of an actuator, and FIG. 1B is a view taken along the line bb in FIG. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２（ａ）は図１（ａ）のＩＩ部を拡大して示す縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ断面図である。2A and 2B are views showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing an II portion of FIG. 1A in an enlarged manner, and FIG. 2B is b in FIG. It is -b sectional drawing. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図３（ａ）は図１（ａ）のＩＩＩ部を拡大して示す縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。FIGS. 3A and 3B are views showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is an enlarged vertical sectional view showing part III of FIG. 1A, and FIG. 3B is b in FIG. FIG. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図４（ａ）はブレーキシューの側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のｃ−ｃ断面図である。4A and 4B are views showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a side view of the brake shoe, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 4A, and FIG. It is cc sectional drawing of Fig.4 (a). 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ソレノイド駆動コイルとソレノイド駆動装置用電源装置の構成を示すブロック図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention, and is a block diagram which shows the structure of the solenoid drive coil and the power supply device for solenoid drive devices. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、直流２４Ｖから直流５Ｖへの切替時における電圧過渡変動を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention, and is a figure which shows the voltage transient fluctuation | variation at the time of switching from DC24V to DC5V. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、直流２４Ｖから直流５Ｖへの切替時における電圧過渡変動を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention, and is a figure which shows the voltage transient fluctuation | variation at the time of switching from DC24V to DC5V. 本発明の第２の実施の形態を示す図で、リニアブレーキの構成を示す縦断面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of a linear brake. 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図９（ａ）はリニアブレーキの構成を示す正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のｂ−ｂ断面図である。FIGS. 9A and 9B are views showing a third embodiment of the present invention, FIG. 9A is a front view showing a configuration of a linear brake, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 9A. 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図１０（ａ）は方向変換部材とブレーキシューの構成を示す正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のｂ−ｂ断面図である。10A and 10B are views showing a third embodiment of the present invention, in which FIG. 10A is a front view showing a configuration of a direction changing member and a brake shoe, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. It is. 本発明の第３の実施の形態を示す図で、図１１（ａ）は方向変換部材の一部とブレーキシューの構成を示す正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のｂ−ｂ断面図である。11A and 11B are views showing a third embodiment of the present invention, in which FIG. 11A is a front view showing a configuration of a part of a direction changing member and a brake shoe, and FIG. 11B is a b- in FIG. It is b sectional drawing.

Explanation of symbols

１固定子、３ヨーク、５コイル、９ガイド部材、１１ガイド部材、１３可動子、１５永久磁石、１７シャフト、１９シャフト、５１リニアブレーキ、５３固定部ベース、５５側壁部、５７端部材、５９端部材、６１中間鍔部、６３可動部ガイド、６５可動部ベース、６９励磁コイル、７１コイルスプリング、
７３ブレーキシュー、７３ａ環状部、７３ｂ側壁片、７５割り溝、７７環状溝、７９凹部、８１ボール、９１焼結体層、９３テフロン（登録商標）樹脂コーティング部、１０１電源装置、１０３２４ＶＤＣ電源、１０５５ＶＤＣ電源、
１０７リレー（切替器）、１０７ａ接点、１０９タイマー、１１１キャパシタ、１２１方向変換部材、１２３方向変換部材要素、１２５第１傾斜部、１２７平坦部、１２９第２傾斜部、１３１ブレーキシュー。

1 Stator, 3 Yoke, 5 Coil, 9 Guide Member, 11 Guide Member, 13 Movable Element, 15 Permanent Magnet, 17 Shaft, 19 Shaft, 51 Linear Brake, 53 Fixed Part Base, 55 Side Wall, 57 End Member, 59 End member, 61 Intermediate collar, 63 Movable part guide, 65 Movable part base, 69 Excitation coil, 71 Coil spring,
73 Brake shoe, 73a annular part, 73b side wall piece, 75 split groove, 77 annular groove, 79 recess, 81 ball, 91 sintered body layer, 93 Teflon (registered trademark) resin coating part, 101 power supply, 103 24VDC power supply, 105 5VDC power supply,
107 relay (switch), 107a contact, 109 timer, 111 capacitor, 121 direction changing member, 123 direction changing member element, 125 first inclined portion, 127 flat portion, 129 second inclined portion, 131 brake shoe.

Claims

A linear brake characterized in that a brake driving force generator is provided around the shaft of the linear actuator.

The linear brake according to claim 1, wherein
The brake driving force generator includes an exciting coil, and the exciting coil is disposed concentrically with the shaft.

A linear brake characterized in that a shaft of a linear actuator is used as a guide for a brake movable part.

The linear brake according to claim 3,
The linear brake according to claim 1, wherein the brake movable part includes a brake movable part guide that contacts the shaft, and a magnetic material is used as the brake movable part guide.

The linear brake according to claim 4,
A linear brake, wherein a sintered body layer is provided on a contact surface of the brake movable part guide with respect to the shaft.

The linear brake according to claim 5,
A linear brake characterized in that a resin is coated on the surface of the sintered body layer.

A linear brake characterized in that a brake shoe is installed in a state of being substantially concentric with a shaft of a linear actuator and being movable in a radial direction of the shaft.

A linear brake characterized in that a shaft of a linear actuator is used as a guide for a brake movable part, and a brake shoe is installed so as to be substantially concentric with the shaft and movable in a radial direction of the shaft.

A brake driving force generator is installed around the shaft of the linear actuator, the shaft of the linear actuator is used as a guide for the brake moving part, and the brake shoe is substantially concentric with the shaft and can move in the radial direction of the shaft A linear brake characterized by being installed in a stable state.

A linear brake using a direction changing member having an elastic guide mechanism.

The linear brake according to claim 10,
A linear brake using a substantially arc-shaped elastic body as the direction changing member.

A linear brake characterized in that a shaft of a linear actuator is used as a guide for a brake movable part and a direction changing member having an elastic guide mechanism is used.

A linear brake characterized in that a brake driving force generator is provided around a shaft of a linear actuator, the shaft of the linear actuator is used as a guide for a brake movable part, and a direction changing member having an elastic guide mechanism is used.

A power supply device for a solenoid drive device, characterized in that overexcitation is possible using a DC power supply as an input power supply.

The power supply device for a solenoid drive device according to claim 14,
A power supply device for a solenoid drive device, characterized in that a step-down power supply is made by a DC / DC converter.

The power supply device for a solenoid drive device according to claim 14,
A power supply device for a solenoid drive device, wherein overexcitation and normal excitation are switched using a contact or non-contact switch.

The power supply device for a solenoid drive device according to claim 14,
A power supply device for a solenoid driving device, wherein a capacitor is connected in parallel to a load coil.

A linear actuator using the linear brake according to any one of claims 1 to 13 and / or the power supply device for a solenoid driving device according to any one of claims 14 to 17.