JP2022184535A - アクチュエータ駆動装置、電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定する。
【解決手段】アクチュエータ素子１０は、コイル２に流れる電流によって生じる磁力により可動素子１を移動させる。電流検出器１１は、コイル２に流れる電流の時間的変化を示す第１の電流波形信号を測定する。記憶装置１２は、アクチュエータ素子１０が正常に動作しているときにコイル２に流れる電流の時間的変化を示す第２の電流波形信号を予め格納する。比較回路１３は、第１及び第２の電流波形信号の差を計算する。制御回路１４は、第１及び第２の電流波形信号の差の絶対値がしきい値を超えるとき、アクチュエータ素子１０が正常に動作していないことを示す制御信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本開示は、アクチュエータ駆動装置、電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置を提供する。

電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置などのように、コイルに流れる電流によって生じる磁力により可動素子を予め決められた２点間で移動させるアクチュエータ素子を備えた装置が知られている。アクチュエータ素子は、摩耗又は異物などに起因して正常に動作しなくなることがあり、その動作の異常を自動的に判定することが求められる。

例えば、特許文献１は、ブレーキディスク、アマーチュア、及び電磁コイルなどを含む電磁ブレーキ装置の故障の予兆を診断する装置を開示している。特許文献１の装置は、電磁コイルに流れる電流の変化のうち、アマーチュアの摺動の変化による逆起電圧に基づく電流変動成分を検知し、逆起電圧に基づく電流変動成分からアマーチュアの摺動異常を観測する。

特許第６３６８００７号公報

特許文献１の装置は、アマーチュアの摺動異常を観測するために、電磁コイルに流れる電流の降下回数又は電流値を計測する。この場合、電磁コイルに流れる電流のさまざまな降下回数及びさまざまな電流値に応じて、アマーチュアの摺動異常が生じていると判定するための条件を予め定義する必要があり、大きな手間がかかる。従って、アクチュエータ素子の異常をより簡単に判定できることが求められる。

本開示の目的は、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定することができるアクチュエータ駆動装置を提供することにある。また、本開示の目的は、そのようなアクチュエータ駆動装置を備えた電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置を提供することにある。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、
コイル及び可動素子を備え、前記コイルに流れる電流によって生じる磁力により前記可動素子を予め決められた２点間で移動させるアクチュエータ素子と、
前記コイルに流れる電流の時間的変化を示す第１の電流波形信号を測定する電流検出器と、
前記アクチュエータ素子が正常に動作しているときに前記コイルに流れる電流の時間的変化を示す第２の電流波形信号を予め格納する記憶装置と、
前記第１及び第２の電流波形信号の差を計算する比較回路と、
前記第１及び第２の電流波形信号の差の絶対値が予め決められたしきい値を超えるとき、前記アクチュエータ素子が正常に動作していないことを示す制御信号を出力する制御回路とを備える。

これにより、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定することができる。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、
前記電流検出器は、前記コイルに印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む予め決められた時間長にわたって前記第１の電流波形信号を測定し、
前記記憶装置は、前記アクチュエータ素子が正常に動作しているときに、前記コイルに印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む前記予め決められた時間長にわたって測定された前記第２の電流波形信号を予め格納する。

これにより、アクチュエータ素子の劣化を適切に検出することができる。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、
前記制御信号に従って視覚的又は聴覚的な警報信号を発生する警報装置をさらに備える。

これにより、アクチュエータ素子の異常をユーザに通知することができる。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、
前記アクチュエータ駆動装置は、前記コイルへの電流の供給を制御するスイッチ回路をさらに備え、
前記電流検出器は前記スイッチ回路に一体化される。

これにより、装置全体のサイズを低減することができる。

本開示の一側面に係る電磁弁装置は、
前記アクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって開閉される管路とを備える。

これにより、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定し、また、電磁弁装置の異常を判定することができる。

本開示の一側面に係る電磁接触器は、
前記アクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって開閉される少なくとも一対の接点とを備える。

これにより、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定し、また、電磁接触器の異常を判定することができる。

本開示の一側面に係る電磁ブレーキ装置は、
前記アクチュエータ駆動装置と、
前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって駆動されるブレーキ装置とを備える。

これにより、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定し、また、電磁ブレーキ装置の異常を判定することができる。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置によれば、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定することができる。また、本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置によれば、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子の異常を判定することができる電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置を提供することができる。

第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示すブロック図である。 図１のコイル２に印加される電圧及びコイル２に流れる電流の一例を示すグラフである。 図１のアクチュエータ素子１０が正常に動作しているときのアクチュエータ駆動装置の動作を説明するグラフである。 図１のアクチュエータ素子１０に異常が発生しているときのアクチュエータ駆動装置の動作を説明するグラフである。 第２の実施形態に係る電磁弁装置２０の構成の一部を示す概略図である。 第３の実施形態に係る電磁接触器３０の構成の一部を示す概略図である。 第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０の構成の一部を示す概略図であって、電磁ブレーキ装置４０が動作中である状態を示す断面図である。 図７の電磁ブレーキ装置４０が解放された状態を示す断面図である。 第５の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示すブロック図である。

以下、本開示の一側面に係る実施形態を、図面に基づいて説明する。各図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。

［第１の実施形態］
第１の実施形態では、基本的なアクチュエータ駆動装置について説明する。

［第１の実施形態の構成例］
図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図１のアクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ素子１０、電流検出器１１、記憶装置１２、比較回路１３、制御回路１４、駆動回路１５、及び警報装置１６を備える。

アクチュエータ素子１０は、可動素子１、コイル２、バネ３、及び筐体４を備える。可動素子１は、少なくともその一部において強磁性体からなり、予め決められた２点（図１の例では、実線の位置及び破線の位置）の間で移動するように保持される。図１の例では、可動素子１は棒状のプランジャである。コイル２は、電流が流れているとき、可動素子１を実線の位置に移動させる。図１の例では、コイル２はソレノイドコイルである。バネ３は、コイル２に電流が流れていないとき、可動素子１を破線の位置に移動させる。筐体４は、可動素子１及びコイル２を内部に収容する。これにより、アクチュエータ素子１０は、コイル２に流れる電流によって生じる磁力により可動素子１を予め決められた２点間で移動させる。

電流検出器１１は、変流器１１ａを介して、コイル２に電流を供給する導線に接続され、コイル２に流れる電流の時間的変化を示す電流波形信号Ｉ１を測定する。

記憶装置１２は、アクチュエータ素子１０が正常に動作しているときにコイル２に流れる電流の時間的変化を示す電流波形信号Ｉ０を予め格納する。本明細書では、記憶装置１２に予め格納された電流波形信号Ｉ０を「基準波形信号Ｉ０」とも呼ぶ。

比較回路１３は、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算する。

制御回路１４は、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差の絶対値が予め決められたしきい値を超えるとき、アクチュエータ素子１０が正常に動作していないことを示す制御信号を出力する。

駆動回路１５は、電源回路及びスイッチ回路などを備え、制御回路１４の制御下でコイル２に電流を供給する。駆動回路１５は、制御回路１４から出力された制御信号に従って、アクチュエータ素子１０が正常に動作していない場合には、アクチュエータ素子１０の動作を停止する。

警報装置１６は、制御回路１４から出力された制御信号に従って、アクチュエータ素子１０が正常に動作していないことを示す視覚的又は聴覚的な警報信号を発生する。これにより、アクチュエータ素子１０の異常をユーザに通知する。

［第１の実施形態の動作例］
図２は、図１のコイル２に印加される電圧及びコイル２に流れる電流の一例を示すグラフである。図２の１段目は、コイル２に印加される電圧を示す。また、図２の２段目は、アクチュエータ素子１０が正しく動作しているとき、コイル２に流れる電流を示す。また、図２の３段目は、アクチュエータ素子１０に異常が発生したとき（例えば、可動素子１が図１の実線の位置又は破線の位置に固定されたとき）、コイル２に流れる電流を示す。

図２の例では、可動素子１を図１の破線の位置から実線の位置に移動させるために、時刻ｔ０においてコイル２に所定電圧を印加する。コイル２に流れる電流は、電圧の印加を開始してから次第に増大する。可動素子１が図１の破線の位置にあるとき、コイル２はコアをもたないので、そのインダクタンスは小さくなる。一方、可動素子１が図１の実線の位置にあるとき、コイル２の磁束が可動素子１を通ることにより、そのインダクタンスは大きくなる。従って、アクチュエータ素子１０が正しく動作するならば、図２の２段目に示すように、コイル２に流れる電流は、時刻ｔ１において可動素子１の移動が完了したとき（すなわち、可動素子１が図１の実線の位置に到達したとき）、一時的に減少する。それに対して、可動素子１が図１の実線の位置又は破線の位置に固定されている場合、図２の３段目に示すように、コイル２に流れる電流は、減少することなく単調に増大する。

このように、可動素子１の位置によりインダクタンスが変化するソレノイドコイルの特性を利用し、コイル２に流れる電流に基づいて可動素子１のストロークの状態を監視することができる。

図３は、図１のアクチュエータ素子１０が正常に動作しているときのアクチュエータ駆動装置の動作を説明するグラフである。図４は、図１のアクチュエータ素子１０に異常が発生しているときのアクチュエータ駆動装置の動作を説明するグラフである。図３及び図４の１段目は、コイル２に印加される電圧を示す。また、図３及び図４の２段目は、電流検出器１１によって測定された電流波形信号Ｉ１を示す。また、図３及び図４の３段目は、記憶装置１２に格納された基準波形信号Ｉ０の反転信号を示す。また、図３及び図４の３段目は、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を示す。

アクチュエータ素子１０が正常に動作している場合、図３に示すように、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差は、ほぼ０になる。一方、アクチュエータ素子１０に異常が発生している場合、図４に示すように、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差の絶対値が非ゼロの所定値になる。従って、制御回路１４は、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差の絶対値が予め決められたしきい値Ｔｈを超えるとき、アクチュエータ素子１０が正常に動作していないと判断することができる。

電流検出器１１は、コイル２に印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間ｔ１１を含む予め決められた時間長にわたって電流波形信号Ｉ１を測定する。記憶装置１２は、アクチュエータ素子１０が正常に動作しているときに、コイル２に印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間ｔ１１を含む予め決められた時間長にわたって測定された電流波形信号を基準波形信号Ｉ０として予め格納する。電流波形信号Ｉ１又はＩ０を測定する時間区間は、例えば、ｔ１０～ｔ１２に設定されてもよく、ｔ１１～ｔ１２に設定されてもよい。

［第１の実施形態の効果］
ソレノイド素子１０は、摩耗又は異物などに起因して摺動抵抗が増加したり、接点間のギャップが増加したり、ストロークに異常が発生したりするおそれがある。第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置によれば、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子１０の異常を判定することができる。

図２～図４を参照して説明したコイル２に流れる電流の特徴的な立ち上がりは、アクチュエータ駆動装置を備えた任意の装置でも同様に観測される。従って、第２～第４の実施形態において説明するように、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置を、電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置などに適用することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置を備えた電磁弁装置について説明する。

［第２の実施形態の構成例］
図５は、第２の実施形態に係る電磁弁装置２０の構成の一部を示す概略図である。電磁弁装置２０は、図１のアクチュエータ素子１０に代えて図５に示すアクチュエータ素子１０Ａを備え、さらに管路２１を備える。アクチュエータ素子１０Ａは、可動素子１Ａ、コイル２、バネ３、及び筐体４を備える。電磁弁装置２０は、図１の場合と同様に電流検出器１１、記憶装置１２、比較回路１３、制御回路１４、駆動回路１５、及び警報装置１６を備えるが、図５では図示を省略する。図５のコイル２は、図１の場合と同様に、電流検出器１１及び駆動回路１５に接続される。

管路２１の内部には流体２４が流れる。流体２４は、空気などの気体であってもよく、水などの液体であってもよい。管路２１は、その流路の一部において、流体２４の流れを妨げるように、小さな開口２３を有する壁２２を備える。可動素子１Ａは、図５の破線の位置において開口２３を閉じるように配置される。コイル２は、電流が流れているとき、可動素子１Ａを実線の位置に移動させる。バネ３は、コイル２に電流が流れていないとき、可動素子１Ａを破線の位置に移動させる。

一般に、電磁弁装置では、部品の摩耗又は異物のツマリに起因して可動素子が設計値どおりの範囲及び速度で動作できなくなり、その結果、アクチュエータ素子の動作に異常が発生し、流れる流体の流量を所望値に制御できなくなることがある。第２の実施形態に係る電磁弁装置２０によれば、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置と同様に、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子１０Ａの異常を判定することができる。

［第２の実施形態の効果］
第２の実施形態に係る電磁弁装置２０によれば、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子１０Ａの異常を判定し、また、電磁弁装置２０の異常を判定することができる。

第２の実施形態に係る電磁弁装置２０は、例えば、機械加工装置、溶接装置、及び制御盤などに空気又は冷却液を供給する冷却装置に適用可能である。また、第２の実施形態に係る電磁弁装置２０は、例えば、対象物に塗料を吹き付ける塗装装置に適用可能である。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置を備えた電磁接触器について説明する。

［第３の実施形態の構成例］
図６は、第３の実施形態に係る電磁接触器３０の構成の一部を示す概略図である。電磁接触器３０は、図１のアクチュエータ素子１０に代えて図６に示すアクチュエータ素子１０Ｂを備え、さらに接点３１，３２を備える。アクチュエータ素子１０Ｂは、可動素子１Ｂ、コイル２、バネ３、及び筐体４を備える。電磁接触器３０は、図１の場合と同様に電流検出器１１、記憶装置１２、比較回路１３、制御回路１４、駆動回路１５、及び警報装置１６を備えるが、図６では図示を省略する。図６のコイル２は、図１の場合と同様に、電流検出器１１及び駆動回路１５に接続される。

接点３１は、可動素子１Ｂの先端に固定され、接点３２は、アクチュエータ素子１０Ｂの筐体４に対して相対的に固定された位置に設けられる。接点３１，３２は外部回路に接続され、可動素子１Ｂが実線の位置にあるとき、互いに接触するように配置される。コイル２は、電流が流れているとき、可動素子１Ｂを実線の位置に移動させる。バネ３は、コイル２に電流が流れていないとき、可動素子１Ｂを破線の位置に移動させる。

一般に、電磁接触器では、部品の摩耗又は異物のツマリに起因して可動素子が設計値どおりの範囲及び速度で動作できなくなり、その結果、アクチュエータ素子の動作に異常が発生し、オン及びオフを所望どおりに制御できなくなることがある。第３の実施形態に係る電磁接触器３０によれば、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置と同様に、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子１０Ｂの異常を判定することができる。

［第３の実施形態の効果］
第３の実施形態に係る電磁接触器３０によれば、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実にアクチュエータ素子１０Ｂの異常を判定し、また、電磁接触器３０の異常を判定することができる。

第３の実施形態に係る電磁接触器３０は、例えば、ベルトコンベアに適用可能である。この場合、電磁接触器３０を用いて、ベルトコンベアのモータのオン及びオフを制御することができる。

［第４の実施形態］
第４の実施形態では、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置を備えた電磁ブレーキ装置について説明する。

［第４の実施形態の構成例］
図７は、第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０の構成の一部を示す概略図であって、電磁ブレーキ装置４０が動作中である状態を示す断面図である。図８は、図７の電磁ブレーキ装置４０が解放された状態を示す断面図である。電磁ブレーキ装置４０は、可動素子４１、コイル４２、バネ４３、回転軸４４、ブレーキディスク４５、受け板４６、コア４７、基板４８、及びボルト４９を備える。

受け板４６、コア４７、及び基板４８は、ボルト４９によって互いに固定される。可動素子４１は、受け板４６及びコア４７の間において、ボルト４９の長手方向に摺動可能であるように、ボルト４９によって保持される。回転軸４４は、受け板４６及びコア４７によって回転可能に保持される。ブレーキディスク４５は、回転軸４４に固定され、可動素子４１及び受け板４６の間に挿入される。可動素子４１、コイル４２、及びバネ４３は、図１の可動素子１、コイル２、及びバネ３にそれぞれ対応し、図１のアクチュエータ素子１０と同様に動作する。

電磁ブレーキ装置４０は、図１の場合と同様に電流検出器１１、記憶装置１２、比較回路１３、制御回路１４、駆動回路１５、及び警報装置１６を備えるが、図７及び図８では図示を省略する。図７及び図８のコイル４２は、図１の場合と同様に、電流検出器１１及び駆動回路１５に接続される。

バネ４３は、コイル４２に電流が流れていないとき、可動素子４１を図７の位置に移動させる。これにより、可動素子４１はブレーキディスク４５を受け板４６に対して付勢し、回転軸４４の回転が妨げられる。一方、コイル４２は、電流が流れているとき、可動素子４１を実線の位置に移動させる。これにより、可動素子４１及び受け板４６の間においてブレーキディスク４５が解放され、回転軸４４が自由に回転可能になる。

本明細書では、可動素子４１、ブレーキディスク４５、及び受け板４６をまとめて「ブレーキ装置」とも呼ぶ。

一般に、電磁ブレーキ装置では、部品の摩耗又は異物のツマリに起因して可動素子が設計値どおりの範囲及び速度で動作できなくなり、その結果、アクチュエータ素子の動作に異常が発生し、対象物を所望どおりに停止できなくなることがある。第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０によれば、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置と同様に、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実に電磁ブレーキ装置４０の異常を判定することができる。

［第４の実施形態の効果］
第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０によれば、測定された電流波形信号Ｉ１と基準波形信号Ｉ０との差を計算することで、従来よりも簡単かつ確実に電磁ブレーキ装置４０の異常を判定することができる。

第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０は、例えば、昇降機、ロボットアーム、及び無人搬送車（Automated Guided Vehicle: AGV）などの装置に適用可能である。第４の実施形態に係る電磁ブレーキ装置４０は、これらの装置に含まれるモータを停止させるように構成されてもよい。

［第５の実施形態］
図９は、第５の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図９のアクチュエータ駆動装置は、図１の電流検出器１１及び駆動回路１５に代えて、駆動回路１５Ａを備える。

駆動回路１５Ａは、電源回路５１及びスイッチ回路５２を備える。スイッチ回路５２は、制御回路１４の制御下で、電源回路５１から供給される電流を選択的にコイル２に供給する。スイッチ回路５２は、例えば、ソリッドステートリレーを備える。また、スイッチ回路５２には、コイル２に流れる電流の時間的変化を示す電流波形信号Ｉ１を測定する電流検出器５３が一体化されている。制御回路１４は、電流検出器５３から、測定された電流波形信号Ｉ１を取得する。

［第５の実施形態の効果］
第５の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置によれば、電流検出器５３をスイッチ回路５２に一体化することにより、第１の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置の場合よりも、装置全体のサイズを削減することができる。また、第５の実施形態に係るアクチュエータ駆動装置によれば、アクチュエータ駆動装置のレトロフィットを効果的に実施することができる。

［他の変形例］
以上、本開示の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

図２～図４では、コイル２に印加される電圧がゼロから非ゼロ値に遷移する場合について説明したが、コイル２に印加される電圧が非ゼロ値からゼロに遷移する場合にも同様に、アクチュエータ素子１０の異常を判定することができる。

第２の実施形態では、コイル２に電流が流れていないときに流路を閉じ、コイル２に電流が流れているときに流路を開く電磁弁装置２０について説明したが、実施形態に係るアクチュエータ駆動装置は、コイル２に電流が流れているときに流路を閉じ、コイル２に電流が流れていないときに流路を開く電磁弁装置にも適用可能である。

第３の実施形態では、コイル２に電流が流れていないときにオフし、コイル２に電流が流れているときにオンする電磁接触器３０について説明したが、実施形態に係るアクチュエータ駆動装置は、コイル２に電流が流れているときにオフし、コイル２に電流が流れていないときにオンする電磁接触器にも適用可能である。

第４の実施形態では、コイル２に電流が流れていないときに回転軸４４の回転を停止し、コイル２に電流が流れているときに回転軸４４を回転させる電磁ブレーキ装置４０について説明したが、実施形態に係るアクチュエータ駆動装置は、コイル２に電流が流れているときに回転軸４４の回転を停止し、コイル２に電流が流れていないときに回転軸４４を回転させる電磁ブレーキ装置にも適用可能である。

［まとめ］
本開示の各側面に係るアクチュエータ駆動装置、電磁弁装置、電磁接触器、及び電磁ブレーキ装置は、以下のように表現されてもよい。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ素子１０、電流検出器１１、記憶装置１２、比較回路１３、及び制御回路１４を備える。アクチュエータ素子１０は、コイル２及び可動素子１を備え、コイル２に流れる電流によって生じる磁力により可動素子１を予め決められた２点間で移動させる。電流検出器１１は、コイル２に流れる電流の時間的変化を示す第１の電流波形信号を測定する。記憶装置１２は、アクチュエータ素子１０が正常に動作しているときにコイル２に流れる電流の時間的変化を示す第２の電流波形信号を予め格納する。比較回路１３は、第１及び第２の電流波形信号の差を計算する。制御回路１４は、第１及び第２の電流波形信号の差の絶対値が予め決められたしきい値を超えるとき、アクチュエータ素子１０が正常に動作していないことを示す制御信号を出力する。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、電流検出器１１は、コイル２に印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む予め決められた時間長にわたって第１の電流波形信号を測定する。記憶装置１２は、アクチュエータ素子１０が正常に動作しているときに、コイル２に印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む予め決められた時間長にわたって測定された第２の電流波形信号を予め格納する。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、制御信号に従って視覚的又は聴覚的な警報信号を発生する警報装置１６をさらに備える。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、コイル２への電流の供給を制御するスイッチ回路５２をさらに備える。この場合、アクチュエータ駆動装置は、スイッチ回路５２に一体化された電流検出器５３を備える。

本開示の一側面に係る電磁弁装置は、上述したアクチュエータ駆動装置と、アクチュエータ駆動装置の可動素子１Ａによって開閉される管路２１とを備える。

本開示の一側面に係る電磁接触器は、上述したアクチュエータ駆動装置と、アクチュエータ駆動装置の可動素子１Ｂによって開閉される少なくとも一対の接点３１，３２とを備える。

本開示の一側面に係る電磁ブレーキ装置は、上述したアクチュエータ駆動装置と、アクチュエータ駆動装置の可動素子４１によって駆動されるブレーキ装置とを備える。

本開示の一側面に係るアクチュエータ駆動装置は、アクチュエータ素子を備える任意の装置に適用可能である。アクチュエータ素子の劣化を判定して装置の劣化を判定することができ、機会損失を低減するという効用がある。

１，１Ａ，１Ｂ 可動素子
２ コイル
３ バネ
４ 筐体
１０，１０Ａ，１０Ｂ アクチュエータ素子
１１ 電流検出器
１２ 記憶装置
１３ 比較回路
１４ 制御回路
１５，１５Ａ 駆動回路
１６ 警報装置
２０ 電磁弁装置
２１ 管路
２２ 壁
２３ 開口
２４ 流体
３０ 電磁接触器
３１，３２ 接点
４０ 電磁ブレーキ装置
４１ 可動素子
４２ コイル
４３ バネ
４４ 回転軸
４５ ブレーキディスク
４６ 受け板
４７ コア
４８ 基板
４９ ボルト
５１ 電源回路
５２ スイッチ回路
５３ 電流検出器

Claims (7)

1. コイル及び可動素子を備え、前記コイルに流れる電流によって生じる磁力により前記可動素子を予め決められた２点間で移動させるアクチュエータ素子と、
   前記コイルに流れる電流の時間的変化を示す第１の電流波形信号を測定する電流検出器と、
   前記アクチュエータ素子が正常に動作しているときに前記コイルに流れる電流の時間的変化を示す第２の電流波形信号を予め格納する記憶装置と、
   前記第１及び第２の電流波形信号の差を計算する比較回路と、
   前記第１及び第２の電流波形信号の差の絶対値が予め決められたしきい値を超えるとき、前記アクチュエータ素子が正常に動作していないことを示す制御信号を出力する制御回路とを備える、
   アクチュエータ駆動装置。
2. 前記電流検出器は、前記コイルに印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む予め決められた時間長にわたって前記第１の電流波形信号を測定し、
   前記記憶装置は、前記アクチュエータ素子が正常に動作しているときに、前記コイルに印加される電圧がゼロ及び非ゼロ値の間で遷移する瞬間を含む前記予め決められた時間長にわたって測定された前記第２の電流波形信号を予め格納する、
   請求項１記載のアクチュエータ駆動装置。
3. 前記制御信号に従って視覚的又は聴覚的な警報信号を発生する警報装置をさらに備える、
   請求項１又は２記載のアクチュエータ駆動装置。
4. 前記アクチュエータ駆動装置は、前記コイルへの電流の供給を制御するスイッチ回路をさらに備え、
   前記電流検出器は前記スイッチ回路に一体化される、
   請求項１～３のうちの１つに記載のアクチュエータ駆動装置。
5. 請求項１～４のうちの１つに記載のアクチュエータ駆動装置と、
   前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって開閉される管路とを備える、
   電磁弁装置。
6. 請求項１～４のうちの１つに記載のアクチュエータ駆動装置と、
   前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって開閉される少なくとも一対の接点とを備える、
   電磁接触器。
7. 請求項１～４のうちの１つに記載のアクチュエータ駆動装置と、
   前記アクチュエータ駆動装置の可動素子によって駆動されるブレーキ装置とを備える、
   電磁ブレーキ装置。

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