JP3398575B2 - Electric actuator - Google Patents

Electric actuator

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JP3398575B2
JP3398575B2 JP20774297A JP20774297A JP3398575B2 JP 3398575 B2 JP3398575 B2 JP 3398575B2 JP 20774297 A JP20774297 A JP 20774297A JP 20774297 A JP20774297 A JP 20774297A JP 3398575 B2 JP3398575 B2 JP 3398575B2
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drive
drive motor
auxiliary
circuit
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智宏 高野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、流量制御用のバ
ルブや風量制御用のダンパ等を操作端とし、この操作端
の駆動軸にリターン用スプリングが設けられた電動アク
チュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric actuator in which a valve for controlling a flow rate, a damper for controlling an air volume, and the like are used as an operating end, and a return spring is provided on a drive shaft of the operating end.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の電動アクチュエータ
として、操作端をバルブやダンパとしたスプリングリタ
ーン形のアクチュエータが用いられている。このスプリ
ングリターン形アクチュエータでは、駆動用モータの回
転力を減速機構を介して操作端へ伝達することにより、
トルクを増加させ、操作端すなわちバルブやダンパの開
閉動作を行う。バルブやダンパの駆動軸にはリターン用
スプリングが設けられており、停電などにより電動アク
チュエータへの主電源が遮断された場合、他の機器への
悪影響を防止するために、リターン用スプリングの力
(復帰力:リターントルク)によって強制的に操作端は
全閉又は全開とされる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of electric actuator, a spring return type actuator having a valve or a damper at its operating end has been used. In this spring return type actuator, by transmitting the rotational force of the drive motor to the operating end via the reduction mechanism,
The torque is increased to open and close the operating end, that is, the valve or damper. A return spring is provided on the drive shaft of the valve and damper, and when the main power to the electric actuator is cut off due to a power failure or the like, the force of the return spring (to prevent adverse effects on other devices) The operating end is forcibly closed or fully opened by the return force (return torque).

【0003】〔従来例1〕図9に従来の比例制御用の電
動アクチュエータの一例を示す。同図はこの電動アクチ
ュエータの要部構成を示し、1は操作端(バルブ)の駆
動軸、2は駆動軸1に付設されたリターン用スプリン
グ、3は駆動用モータ、4は減速歯車列、5はクラッチ
である。この電動アクチュエータにおいて、駆動用モー
タ3としては保持トルクのあるものが使用されており、
駆動用モータ3へは図示せぬ動作切換スイッチを介して
電源が供給される。また、クラッチ5へは電源が常時供
給され、クラッチ接となり、駆動用モータ3の出力軸を
減速歯車列4を介して駆動軸1に常時回転結合する。
[Prior Art 1] FIG. 9 shows an example of a conventional electric actuator for proportional control. FIG. 1 shows the configuration of the main parts of this electric actuator. 1 is a drive shaft of an operating end (valve), 2 is a return spring attached to the drive shaft 1, 3 is a drive motor, 4 is a reduction gear train, and 5 is a reduction gear train. Is a clutch. In this electric actuator, a drive motor 3 having a holding torque is used.
Power is supplied to the drive motor 3 via an operation changeover switch (not shown). Further, the clutch 5 is constantly supplied with electric power to be in clutch engagement, and the output shaft of the drive motor 3 is constantly rotationally coupled to the drive shaft 1 via the reduction gear train 4.

【0004】動作切換スイッチを開側として駆動用モー
タ3へ電源を供給すると、駆動用モータ3が正転し、駆
動用モータ3の駆動トルクがクラッチ5,減速歯車列4
を介して駆動軸1へ伝達され、リターン用スプリング2
の復帰力に抗して駆動軸1が開方向へ動作する。動作切
換スイッチをオフ(ニュートラル)とすると、駆動用モ
ータ3の保持トルクによって、駆動軸1は現在の動作位
置を保持する。動作切換スイッチを閉側として駆動用モ
ータ3へ電源を供給すると、駆動用モータ3が逆転し、
駆動用モータ3の駆動トルクがクラッチ5,減速歯車列
4を介して駆動軸1へ伝達され、駆動軸1が閉方向へ動
作する。
When power is supplied to the drive motor 3 with the operation changeover switch open, the drive motor 3 rotates in the normal direction and the drive torque of the drive motor 3 is increased by the clutch 5 and the reduction gear train 4.
Is transmitted to the drive shaft 1 via the return spring 2
The drive shaft 1 moves in the opening direction against the restoring force of. When the operation changeover switch is turned off (neutral), the drive shaft 1 holds the current operation position by the holding torque of the drive motor 3. When power is supplied to the drive motor 3 with the operation selector switch closed, the drive motor 3 reversely rotates,
The drive torque of the drive motor 3 is transmitted to the drive shaft 1 via the clutch 5 and the reduction gear train 4, and the drive shaft 1 operates in the closing direction.

【0005】停電などにより、この電動アクチュエータ
への主電源の供給が遮断されると、クラッチ5への電源
も断たれる。このため、クラッチ5が断となり、駆動用
モータ3のトルクが駆動軸1へ伝達されなくなり、リタ
ーン用スプリング2の復帰力によって駆動軸1が閉方向
に動作し、強制的にバルブが全閉状態とされる。
When the main power supply to the electric actuator is cut off due to a power failure or the like, the power supply to the clutch 5 is also cut off. Therefore, the clutch 5 is disengaged, the torque of the drive motor 3 is not transmitted to the drive shaft 1, and the return force of the return spring 2 causes the drive shaft 1 to move in the closing direction, forcibly closing the valve. It is said that

【0006】〔従来例2〕図10に従来の比例制御用の
電動アクチュエータの他の例を示す。同図はこの電動ア
クチュエータの要部構成を示し、図9と同一符号は同一
構成要素を示す。この電動アクチュエータでは、駆動用
モータ3’として保持トルクのないものを使用してお
り、クラッチ5に代えてブレーキ装置6を使用してい
る。
[Conventional Example 2] FIG. 10 shows another example of a conventional electric actuator for proportional control. The figure shows the configuration of the main parts of this electric actuator, and the same symbols as in FIG. 9 indicate the same components. In this electric actuator, a drive motor 3'having no holding torque is used, and a brake device 6 is used in place of the clutch 5.

【0007】動作切換スイッチを開側として駆動用モー
タ3’へ電源を供給すると、駆動用モータ3’が正転
し、駆動用モータ3′の駆動トルクが減速歯車列4を介
して駆動軸1へ伝達され、リターン用スプリング2の復
帰力に抗して駆動軸1が開方向へ動作する。動作切換ス
イッチをオフ(ニュートラル)とすると、ブレーキ装置
6への電源の供給が開始され、このブレーキ装置6の作
動によって摩擦制動による保持トルクが発生し、駆動軸
1は現在の動作位置を保持する。動作切換スイッチを閉
側として駆動用モータ3’へ電源を供給すると、ブレー
キ装置6への電源の供給が断たれ、ブレーキ装置6が不
作動となって、摩擦制動による保持トルクが消失する。
これによって、駆動用モータ3’が逆転し、駆動用モー
タ3’の駆動トルクが減速歯車列4を介して駆動軸1へ
伝達され、駆動軸1が閉方向へ動作する。
[0007] Operation 'when supplying power to the drive motor 3' the switch drive motor 3 as an open side and forward, driving the driving torque of the drive motor 3 'is via the reduction gear train 4 shaft 1 Is transmitted to the drive shaft 1, and the drive shaft 1 operates in the opening direction against the return force of the return spring 2. When the operation changeover switch is turned off (neutral), the supply of power to the brake device 6 is started, the holding torque by friction braking is generated by the operation of the brake device 6, and the drive shaft 1 holds the current operating position. . When power is supplied to the drive motor 3'with the operation changeover switch closed, the power supply to the brake device 6 is cut off, the brake device 6 is deactivated, and the holding torque due to friction braking disappears.
As a result, the drive motor 3'reverses, the drive torque of the drive motor 3'is transmitted to the drive shaft 1 via the reduction gear train 4, and the drive shaft 1 operates in the closing direction.

【0008】停電などにより、この電動アクチュエータ
への主電源の供給が遮断されると、ブレーキ装置6への
電源も断たれる。このため、ブレーキ装置6が作動せ
ず、摩擦制動による保持トルクが生じないため、リター
ン用スプリング2の復帰力によって駆動軸1が閉方向に
動作し、強制的にバルブが全閉状態とされる。
When the main power supply to the electric actuator is cut off due to a power failure or the like, the power supply to the brake device 6 is also cut off. For this reason, the brake device 6 does not operate, and the holding torque due to frictional braking does not occur. Therefore, the return force of the return spring 2 causes the drive shaft 1 to operate in the closing direction, and the valve is forcibly closed. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動アクチュエータによると、クラッチ5や
ブレーキ装置6など摩擦が生じるメカ部品が必要であ
り、摩耗による劣化が生じ易く、信頼性が低いという問
題があった。また、クラッチ5やブレーキ装置6での摩
擦による発熱も劣化を早める原因となり、信頼性を低下
させる。また、部品点数が多くなり、小型・軽量・低コ
スト化を促進することができない。
However, according to such a conventional electric actuator, mechanical components such as the clutch 5 and the brake device 6 that cause friction are required, and deterioration due to wear is likely to occur, resulting in low reliability. There was a problem. In addition, heat generation due to friction in the clutch 5 and the brake device 6 also causes deterioration earlier and reduces reliability. In addition, the number of parts increases, and it is not possible to promote size reduction, weight reduction, and cost reduction.

【0010】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、クラッチや
ブレーキ装置など摩擦が生じるメカ部品を用いることな
く、任意の操作位置での操作端の保持を可能とし、信頼
性を高めると共に小型・軽量・低コスト化を実現するこ
とのできる電動アクチュエータを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use an operating end at an arbitrary operating position without using mechanical parts such as a clutch and a brake device that cause friction. It is an object of the present invention to provide an electric actuator that can hold the device, improve reliability, and reduce size, weight, and cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、リター
ン用スプリングが設けられた駆動軸と、この駆動軸に減
速歯車列を介してその出力軸が回転結合された駆動用モ
ータおよび補助用モータと、この駆動用モータおよび補
助用モータの動作を制御する制御回路とを備え、制御回
路に、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が
小さい場合、駆動用モータおよび補助用モータを正転方
向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度
の方が大きい場合、補助用モータの駆動を停止のうえ駆
動用モータを逆転方向へ駆動し、駆動用モータへの目標
角度と検出角度とが一致した場合、補助用モータの駆動
を停止のうえ駆動用モータにブレーキ電流を流してリタ
ーン用スプリングの復帰力と釣り合うトルクを発生させ
て、駆動軸の操作位置を現位置に保持する回路を設けた
ものである。この発明によれば、駆動用モータへの目標
角度よりも検出角度の方が小さい場合には、駆動用モー
タおよび補助用モータが正転方向へ駆動され、駆動軸の
操作位置が例えば開方向へ動作する。駆動用モータへの
目標角度よりも検出角度の方が大きい場合には、駆動用
モータのみが逆転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置が
例えば閉方向へ動作する。駆動用モータへの目標角度と
検出角度とが一致した場合には、駆動用モータにリター
ン用スプリングの復帰力(Tsp)と釣り合うトルク
(TH)が発生し、駆動軸の操作位置が現位置に保持さ
れる。
In order to achieve such an object, a first invention (an invention according to claim 1) is a drive shaft provided with a return spring, and a reduction gear train on the drive shaft. an output shaft and a rotation combined drive motor and the auxiliary motor through a drive motor and the auxiliary
It is equipped with a control circuit that controls the operation of the auxiliary motor , and the detected angle is more than the target angle to the drive motor in the control circuit.
If small, drive motor and auxiliary motor in normal
Direction, and the detected angle is more than the target angle to the drive motor
Is larger, stop the drive of the auxiliary motor and start
Drive the drive motor in the reverse direction to target the drive motor.
When the angle matches the detected angle, drive the auxiliary motor
A circuit is provided to hold the operating position of the drive shaft at the current position by stopping the motor and applying a brake current to the drive motor to generate a torque that balances the return force of the return spring. is there. According to the present invention, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor, the drive motor is
Motor and auxiliary motor are driven in the forward direction,
The operation position moves in the opening direction, for example. To drive motor
If the detected angle is larger than the target angle, the drive
Only the motor is driven in the reverse direction, and the operating position of the drive shaft is
For example, it operates in the closing direction. The target angle to the drive motor and
When the detected angles match, a torque (TH) matching the return force (Tsp) of the return spring is generated in the drive motor, and the operating position of the drive shaft is held at the current position. .

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】第2発明(請求項2に係る発明)は、制御
回路に、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方
が小さい場合、駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度よりも検出角
度の方が大きい場合、駆動用モータおよび補助用モータ
を逆転方向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度と検出
角度とが一致した場合、駆動用モータおよび補助用モー
タにブレーキ電流を流してリターン用スプリングの復帰
力と釣り合うトルクを発生させて、駆動軸の操作位置を
現位置に保持する回路を設けたものである。この発明に
よれば、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方
が小さい場合には、駆動用モータおよび補助用モータが
正転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置が例えば開方向
へ動作する。駆動用モータへの目標角度よりも検出角度
の方が大きい場合には、駆動用モータおよび補助用モー
タが逆転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置が例えば閉
方向へ動作する。駆動用モータへの目標角度と検出角度
とが一致した場合には、駆動用モータおよび補助用モー
タにリターン用スプリングの復帰力(Tsp)と釣り合
うトルク(TH1+TH2)が発生し、駆動軸の操作位
置が現位置に保持される。
The second invention (the invention according to claim 2) is the control
If the detected angle in the circuit is smaller than the target angle to the drive motor, drive the drive motor and auxiliary motor in the forward rotation direction, and the detected angle is larger than the target angle to the drive motor. In this case, the drive motor and auxiliary motor are driven in the reverse direction, and when the target angle to the drive motor and the detected angle match, a brake current is sent to the drive motor and auxiliary motor to restore the return spring. A circuit is provided which generates a torque that balances the force and holds the operating position of the drive shaft at the current position. According to the present invention, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the forward rotation direction, and the operation position of the drive shaft is moved in the opening direction, for example. Operate. When the detected angle is larger than the target angle to the drive motor, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the reverse rotation direction, and the operation position of the drive shaft moves in the closing direction, for example. When the target angle to the drive motor matches the detected angle, a torque (TH1 + TH2) that balances the return force (Tsp) of the return spring is generated in the drive motor and the auxiliary motor, and the operation position of the drive shaft is generated. Is held at the current position.

【0016】第3発明(請求項3に係る発明)は、制御
回路に、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方
が小さい場合、駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度よりも検出角
度の方が大きい場合、補助用モータの駆動を停止のうえ
駆動用モータを逆転方向へ駆動し、駆動用モータへの目
標角度と検出角度とが一致した場合、駆動用モータおよ
び補助用モータにブレーキ電流を流してリターン用スプ
リングの復帰力と釣り合うトルクを発生させて、駆動軸
の操作位置を現位置に保持する回路を設けたものであ
る。この発明によれば、駆動用モータへの目標角度より
も検出角度の方が小さい場合には、駆動用モータおよび
補助用モータが正転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置
が例えば開方向へ動作する。駆動用モータへの目標角度
よりも検出角度の方が大きい場合には、駆動用モータの
みが逆転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置が例えば閉
方向へ動作する。駆動用モータへの目標角度と検出角度
とが一致した場合には、駆動用モータおよび補助用モー
タにリターン用スプリングの復帰力(Tsp)と釣り合
うトルクが発生し(TH1+TH2)、駆動軸の操作位
置が現位置に保持される。
The third invention (the invention according to claim 3) is a control system.
If the detected angle in the circuit is smaller than the target angle to the drive motor, drive the drive motor and auxiliary motor in the forward rotation direction, and the detected angle is larger than the target angle to the drive motor. In this case, stop the driving of the auxiliary motor and then drive the driving motor in the reverse direction, and if the target angle to the driving motor and the detected angle match, apply the braking current to the driving motor and the auxiliary motor. A circuit is provided to generate a torque that balances the return force of the return spring and hold the operating position of the drive shaft at the current position. According to the present invention, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the forward rotation direction, and the operation position of the drive shaft is moved in the opening direction, for example. Operate. When the detected angle is larger than the target angle to the drive motor, only the drive motor is driven in the reverse direction, and the operation position of the drive shaft moves in the closing direction, for example. When the target angle to the drive motor and the detected angle match, a torque that balances the return force (Tsp) of the return spring is generated in the drive motor and the auxiliary motor (TH1 + TH2), and the operating position of the drive shaft is generated. Is held at the current position.

【0017】第4発明(請求項4に係る発明)は、制御
回路に、駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方
が小さい場合、駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度よりも検出角
度の方が大きい場合、駆動用モータおよび補助用モータ
を逆転方向へ駆動し、駆動用モータへの目標角度と検出
角度とが一致した場合、補助用モータの駆動を停止のう
え駆動用モータにブレーキ電流を流してリターン用スプ
リングの復帰力と釣り合うトルクを発生させて、駆動軸
の操作位置を現位置に保持する回路を設けたものであ
る。この発明によれば、駆動用モータへの目標角度より
も検出角度の方が小さい場合には、駆動用モータおよび
補助用モータが正転方向へ駆動され、駆動軸の操作位置
が例えば開方向へ動作する。駆動用モータへの目標角度
よりも検出角度の方が大きい場合には、駆動用モータお
よび補助用モータが逆転方向へ駆動され、駆動軸の操作
位置が例えば閉方向へ動作する。駆動用モータへの目標
角度と検出角度とが一致した場合には、駆動用モータに
リターン用スプリングの復帰力(Tsp)と釣り合うト
ルク(TH)が発生し、駆動軸の操作位置が現位置に保
持される。
A fourth invention (an invention according to claim 4) is a control system.
If the detected angle in the circuit is smaller than the target angle to the drive motor, drive the drive motor and auxiliary motor in the forward rotation direction, and the detected angle is larger than the target angle to the drive motor. In this case, drive the drive motor and auxiliary motor in the reverse direction, and if the target angle to the drive motor matches the detected angle, stop the drive of the auxiliary motor and apply the brake current to the drive motor. A circuit is provided to generate a torque that balances the return force of the return spring and hold the operating position of the drive shaft at the current position. According to the present invention, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the forward rotation direction, and the operation position of the drive shaft is moved in the opening direction, for example. Operate. When the detected angle is larger than the target angle to the drive motor, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the reverse rotation direction, and the operation position of the drive shaft moves in the closing direction, for example. When the target angle to the drive motor and the detected angle match, a torque (TH) that balances the return force (Tsp) of the return spring is generated in the drive motor, and the operation position of the drive shaft becomes the current position. Retained.

【0018】[0018]

参考例[ Reference example ]

図2は比例制御用の電動アクチュエータの参考例の要部
構成を示す図である。この電動アクチュエータでは、図
10に示した従来の電動アクチュエータと同様、駆動用
モータ3’として保持トルクのないものを使用してい
る。また、図10に示したブレーキ装置6を省略し、こ
のブレーキ装置6に代わる機能を制御回路7に持たせて
いる。なお、この参考例では、駆動用モータ3’として
4相VR形ステッピングモータを使用している。
FIG. 2 is a diagram showing a main part configuration of a reference example of an electric actuator for proportional control. In this electric actuator, as in the conventional electric actuator shown in FIG. 10, a driving motor 3'having no holding torque is used. Further, the brake device 6 shown in FIG. 10 is omitted, and the control circuit 7 has a function in place of the brake device 6. In this reference example , a 4-phase VR type stepping motor is used as the driving motor 3 '.

【0019】図1は制御回路7の内部構成を示すブロッ
ク図である。制御回路7は、演算回路7−1,パルス分
配回路7−2,ブレーキ回路7−3,モータ駆動回路7
−4および出力角度検出回路7−5を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal structure of the control circuit 7. The control circuit 7 includes an arithmetic circuit 7-1, a pulse distribution circuit 7-2, a brake circuit 7-3, a motor drive circuit 7
-4 and an output angle detection circuit 7-5.

【0020】出力角度検出回路7−5は駆動用モータ
3’の現在の角度を検出する。演算回路7−1は、外部
からの入力信号(駆動用モータ3’への目標角度)と出
力角度検出回路7−5からの検出角度とを比較し、その
比較結果に応じた指令信号を生成する。
The output angle detection circuit 7-5 detects the current angle of the drive motor 3 '. The arithmetic circuit 7-1 compares the input signal from the outside (target angle to the drive motor 3 ') with the detected angle from the output angle detection circuit 7-5 and generates a command signal according to the comparison result. To do.

【0021】ここで、演算回路7−1は、駆動用モータ
3’への目標角度よりも検出角度の方が小さい場合、パ
ルス分配回路7−2へ正転指令を送る。この正転指令を
受けて、パルス分配回路7−2は、図3(イ)の(a)
〜(d)に示すような正転方向への駆動パルス列φ1〜
φ4を作り、モータ駆動回路7−4を介して駆動用モー
タ3’へ与える。この正転方向への駆動パルス列を受け
て、駆動用モータ3’は正転し、駆動軸1は開方向へ動
作する。
Here, if the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor 3 ', the arithmetic circuit 7-1 sends a normal rotation command to the pulse distribution circuit 7-2. In response to this normal rotation command, the pulse distribution circuit 7-2 is changed to (a) in FIG.
Drive pulse train φ1 in the forward direction as shown in FIG.
φ4 is created and given to the drive motor 3 ′ through the motor drive circuit 7-4. Upon receiving the drive pulse train in the normal rotation direction, the drive motor 3 ′ rotates in the normal direction, and the drive shaft 1 operates in the opening direction.

【0022】演算回路7−1は、駆動用モータ3’への
目標角度よりも検出角度の方が大きい場合、パルス分配
回路7−2へ逆転指令を送る。この逆転指令を受けて、
パルス分配回路7−2は、図3(ロ)の(a)〜(d)
に示すような逆転方向への駆動パルス列φ1〜φ4を作
り、モータ駆動回路7−4を介して駆動用モータ3’へ
与える。この逆転方向への駆動パルス列を受けて、駆動
用モータ3’は逆転し、駆動軸1は閉方向へ動作する。
The arithmetic circuit 7-1 sends a reverse rotation command to the pulse distribution circuit 7-2 when the detected angle is larger than the target angle to the drive motor 3 '. In response to this reverse rotation command,
The pulse distribution circuit 7-2 includes (a) to (d) of FIG.
Drive pulse trains .phi.1 to .phi.4 in the reverse direction as shown in FIG. 4 are created and given to the drive motor 3'through the motor drive circuit 7-4. Upon receiving the drive pulse train in the reverse direction, the drive motor 3'reverses and the drive shaft 1 operates in the closing direction.

【0023】演算回路7−1は、駆動用モータ3’への
目標角度と検出角度とが一致した場合、ブレーキ回路7
−3へブレーキ指令(位置保持指令)を送る。このブレ
ーキ指令を受けて、ブレーキ回路7−3は、図3(ハ)
の(a)〜(d)に示すようなブレーキパルス列(φ
1,φ4が「H」、φ2,φ3が「L」のパルス列)を
作り、モータ駆動回路7−4を介して駆動用モータ3’
へ与える。このブレーキパルス列を受けて、駆動用モー
タ3’にブレーキ電流が流れ、リターン用スプリング2
の復帰力Tspと釣り合うトルクT1=TH(保持トル
ク)が発生し、駆動軸1は現在の動作位置を保持する。
When the target angle to the drive motor 3'is coincident with the detected angle, the arithmetic circuit 7-1 detects the brake circuit 7 '.
Send a brake command (position hold command) to -3. In response to this brake command, the brake circuit 7-3 is changed to the one shown in FIG.
(A) to (d) of the brake pulse train (φ
1, φ4 is “H”, φ2 and φ3 are “L” pulse trains), and the drive motor 3 ′ is supplied via the motor drive circuit 7-4.
Give to. Upon receiving this brake pulse train, a brake current flows through the drive motor 3 ', and the return spring 2
A torque T1 = TH (holding torque) that balances the restoring force Tsp of the drive shaft 1 is generated, and the drive shaft 1 holds the current operating position.

【0024】停電等により、この電動アクチュエータへ
の主電源が遮断されると、駆動用モータ3’にトルクが
発生しなくなるため、リターン用スプリング2の復帰力
Tspによって駆動軸1は閉方向に動作し、強制的に全
閉状態とされる。
When the main power supply to the electric actuator is cut off due to a power failure or the like, no torque is generated in the drive motor 3 ', so that the return force Tsp of the return spring 2 causes the drive shaft 1 to move in the closing direction. However, it is forcibly closed.

【0025】この参考例の電動アクチュエータによる
と、駆動用モータ3’にブレーキ電流を流して保持トル
クTHを発生させるようにしているので、クラッチやブ
レーキ装置など摩擦が生じるメカ部品が不要となり、摩
耗や発熱による劣化が無くなって、信頼性が高められ
る。また、クラッチやブレーキ装置などのメカ部品を用
いないことから、小型・軽量・低コスト化を実現するこ
とができる。
According to the electric actuator of this reference example , a braking current is passed through the drive motor 3'to generate the holding torque TH, so that mechanical parts that cause friction such as a clutch and a brake device are not required, and wear is eliminated. Degradation due to heat generation is eliminated and reliability is improved. Further, since mechanical parts such as a clutch and a brake device are not used, it is possible to realize size reduction, weight reduction and cost reduction.

【0026】〔実施の形態1:第1発明〕 図4はこの発明に係る比例制御用の電動アクチュエータ
第1の実施の形態の要部構成を示す図である。この電
動アクチュエータでは、図10に示した電動アクチュエ
ータと同様、駆動用モータ3’として保持トルクのない
ものを使用している。また、ブレーキ装置6を省略し、
このブレーキ装置6に代わる機能を制御回路8に持たせ
ている。また、駆動用モータ3’に加えて補助用モータ
9を設け、この補助用モータ9の出力軸を減速歯車列4
を介して駆動軸1に回転結合させている。なお、この実
施の形態では、駆動用モータ3’として4相VR形ステ
ッピングモータを、補助用モータ9として逆起電力の生
じるDCモータを使用している。
[ Embodiment 1: First Invention ] FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a first embodiment of an electric actuator for proportional control according to the present invention. In this electric actuator, as in the electric actuator shown in FIG. 10, a driving motor 3'having no holding torque is used. Also, the brake device 6 is omitted,
The control circuit 8 has a function replacing the brake device 6. Further, an auxiliary motor 9 is provided in addition to the drive motor 3 ', and the output shaft of the auxiliary motor 9 is connected to the reduction gear train 4
It is rotationally coupled to the drive shaft 1 via. In this embodiment, a four-phase VR type stepping motor is used as the driving motor 3'and a DC motor that produces a back electromotive force is used as the auxiliary motor 9.

【0027】図5は制御回路8の内部構成を示すブロッ
ク図である。制御回路8は、演算回路8−1,パルス分
配回路8−2,ブレーキ回路(駆動用モータ位置保持用
ブレーキ回路)8−3,駆動用モータ駆動回路8−4,
出力角度検出回路8−5および補助用モータ駆動回路8
−6を有している。
FIG. 5 is a block diagram showing the internal structure of the control circuit 8. The control circuit 8 includes an arithmetic circuit 8-1, a pulse distribution circuit 8-2, a brake circuit (driving motor position holding brake circuit) 8-3, a driving motor driving circuit 8-4,
Output angle detection circuit 8-5 and auxiliary motor drive circuit 8
It has -6.

【0028】出力角度検出回路8−5は駆動用モータ
3’の現在の角度を検出する。演算回路8−1は、外部
からの入力信号(駆動用モータ3’への目標角度)と出
力角度検出回路8−5からの検出角度とを比較し、その
比較結果に応じた指令信号を生成する。
The output angle detection circuit 8-5 detects the current angle of the drive motor 3 '. The arithmetic circuit 8-1 compares the input signal from the outside (target angle to the drive motor 3 ') with the detected angle from the output angle detection circuit 8-5, and generates a command signal according to the comparison result. To do.

【0029】ここで、演算回路8−1は、駆動用モータ
3’への目標角度よりも検出角度の方が小さい場合、パ
ルス分配回路8−2および補助用モータ駆動回路8−6
へ正転指令を送る。この正転指令を受けて、パルス分配
回路8−2は、図6(イ)の(a)〜(d)に示すよう
な正転方向への駆動パルス列φ1〜φ4を作り、モータ
駆動回路8−4を介して駆動用モータ3’へ与える。こ
の正転方向への駆動パルス列を受けて、駆動用モータ
3’は正転する。また、補助用モータ駆動回路8−6
は、演算回路8−1からの正転指令を受けて、図6
(イ)の(e)に示すような正転方向への駆動電流+I
を補助用モータ9へ与える。この正転方向への駆動電流
+Iを受けて補助用モータ9は正回転する。この駆動用
モータ3’と補助用モータ9の正転によって、すなわち
駆動用モータ3’の駆動トルクT1に補助用モータ9の
補助トルクT2を加えて、駆動軸1は開方向へ動作す
る。
Here, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor 3 ', the arithmetic circuit 8-1 has a pulse distribution circuit 8-2 and an auxiliary motor drive circuit 8-6.
Send forward rotation command to. In response to this normal rotation command, the pulse distribution circuit 8-2 creates drive pulse trains φ1 to φ4 in the normal rotation direction as shown in (a) to (d) of FIG. -4 to the drive motor 3 '. Upon receiving the drive pulse train in the normal rotation direction, the drive motor 3'rotates normally. In addition, the auxiliary motor drive circuit 8-6
In response to the forward rotation command from the arithmetic circuit 8-1,
Drive current in the forward direction + I as shown in (e) of (a)
To the auxiliary motor 9. Upon receiving the drive current + I in the normal rotation direction, the auxiliary motor 9 rotates in the normal direction. By the normal rotation of the drive motor 3'and the auxiliary motor 9, that is, by adding the auxiliary torque T2 of the auxiliary motor 9 to the drive torque T1 of the drive motor 3 ', the drive shaft 1 operates in the opening direction.

【0030】演算回路8−1は、駆動用モータ3’への
目標角度よりも検出角度の方が大きい場合、パルス分配
回路8−2へ逆転指令を送る。この場合、補助用モータ
駆動回路8−6へは停止指令が送られ、補助用モータ9
への駆動電流はI=0とされる(図6(ロ)の(e)参
照)。演算回路8−1からの逆転指令を受けて、パルス
分配回路8−2は、図6(ロ)の(a)〜(d)に示す
ような逆転方向への駆動パルス列φ1〜φ4を作り、モ
ータ駆動回路8−4を介して駆動用モータ3’へ与え
る。この逆転方向への駆動パルス列を受けて、駆動用モ
ータ3’が逆転し、これによって生じる駆動トルクT1
によって、駆動軸1が閉方向へ動作する。この時、補助
用モータ9への駆動電流はI=0とされているので、補
助用モータ9による補助トルクT2は生じない。
The arithmetic circuit 8-1 sends a reverse rotation command to the pulse distribution circuit 8-2 when the detected angle is larger than the target angle to the drive motor 3 '. In this case, a stop command is sent to the auxiliary motor drive circuit 8-6, and the auxiliary motor 9
The drive current to I is set to I = 0 (see (e) in FIG. 6B). In response to the reverse rotation command from the arithmetic circuit 8-1, the pulse distribution circuit 8-2 forms drive pulse trains φ1 to φ4 in the reverse rotation direction as shown in (a) to (d) of FIG. It is given to the drive motor 3 ′ through the motor drive circuit 8-4. Upon receiving the drive pulse train in the reverse direction, the drive motor 3'reverses and the drive torque T1 generated by this
The drive shaft 1 thus moves in the closing direction. At this time, since the drive current to the auxiliary motor 9 is set to I = 0, the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is not generated.

【0031】演算回路8−1は、駆動用モータ3’への
目標角度と検出角度とが一致した場合、ブレーキ回路8
−3へブレーキ指令を送る。この場合、補助用モータ駆
動回路8−6へは停止指令が送られ、補助用モータ9へ
の駆動電流はI=0とされる(図6(ハ)の(e)参
照)。演算回路8−1からのブレーキ指令を受けて、ブ
レーキ回路8−3は、図6(ハ)の(a)〜(d)に示
すようなブレーキパルス列(φ1,φ4が「H」、φ
2,φ3が「L」のパルス列)を作り、モータ駆動回路
8−4を介して駆動用モータ3’へ与える。このブレー
キパルス列を受けて、駆動用モータ3’にブレーキ電流
が流れ、リターン用スプリング2の復帰力Tspと釣り
合うトルクT1=TH(保持トルク)が発生し、駆動軸
1は現在の開度位置を保持する。この時、補助用モータ
9への駆動電流はI=0とされているので、補助用モー
タ9による補助トルクT2は生じない。
When the target angle to the drive motor 3'is coincident with the detected angle, the arithmetic circuit 8-1 determines the brake circuit 8-1.
Send a brake command to -3. In this case, a stop command is sent to the auxiliary motor drive circuit 8-6, and the drive current to the auxiliary motor 9 is set to I = 0 (see (e) in FIG. 6C). In response to the brake command from the arithmetic circuit 8-1, the brake circuit 8-3 causes the brake pulse train (φ1, φ4 to be “H”, φ4) as shown in (a) to (d) of FIG.
2, φ3 form a pulse train of “L”, and give it to the drive motor 3 ′ via the motor drive circuit 8-4. In response to this brake pulse train, a brake current flows through the drive motor 3 ', a torque T1 = TH (holding torque) that balances the restoring force Tsp of the return spring 2 is generated, and the drive shaft 1 moves to the current opening position. Hold. At this time, since the drive current to the auxiliary motor 9 is set to I = 0, the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is not generated.

【0032】この実施の形態では、リターン用スプリン
グ2の復帰力Tspに抗する駆動軸1の開方向への動作
時に、駆動用モータ3’の駆動トルクT1に補助用モー
タ9の補助トルクT2が加えられるので、駆動用モータ
3’への負担が軽減され、駆動用モータ3’を小型化す
ることができる。すなわち、補助用モータ9にリターン
用スプリング2の復帰力Tspと同等の補助トルクT2
を発生させることにより、駆動用モータ3’の動作はリ
ターン用スプリング2の復帰力Tspを殆ど考慮しなく
てもよくなり、駆動用モータ3’の負担を軽減して、駆
動用モータ3’の小型化を図ることができる。また、こ
の実施の形態では、駆動軸1の閉方向への動作時には補
助用モータ9による補助トルクT2を零としているの
で、閉方向動作時にスピードがつき過ぎるということが
ない。また、この実施の形態では、補助用モータ9によ
る補助トルクT2の設定により、駆動軸1の開方向,閉
方向とも同じ位のトルクとすることが可能であり、開方
向への動作時と閉方向への動作時のトルクバランスをと
ることができる。また、この場合、駆動用モータ3’の
位置保持トルクの範囲でリターン用スプリング2の復帰
力Tspを大きくとることができ、電源遮断時のリター
ン動作をより確実にすることができる。
In this embodiment, the auxiliary torque T2 of the auxiliary motor 9 is added to the driving torque T1 of the driving motor 3'when the driving shaft 1 is operated in the opening direction against the restoring force Tsp of the return spring 2. Since it is added, the load on the drive motor 3'is reduced, and the drive motor 3'can be downsized. That is, the auxiliary torque T2 that is equivalent to the restoring force Tsp of the return spring 2 is applied to the auxiliary motor 9.
By causing the driving motor 3 ′ to operate, it is not necessary to consider the restoring force Tsp of the return spring 2 so that the driving motor 3 ′ can reduce the load on the driving motor 3 ′. The size can be reduced. Further, in this embodiment, since the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is set to zero when the drive shaft 1 is operated in the closing direction, the speed does not become too high during the operation in the closing direction. Further, in this embodiment, by setting the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9, it is possible to make the torque of the same degree in both the opening direction and the closing direction of the drive shaft 1, and it is possible to set the torque in the opening direction and the closing direction. The torque can be balanced during operation in the direction. Further, in this case, the return force Tsp of the return spring 2 can be made large within the range of the position holding torque of the drive motor 3 ', and the return operation at the time of power interruption can be made more reliable.

【0033】〔実施の形態2〕 この実施の形態では、図7に示すように制御回路8’
を、演算回路8−1,パルス分配回路8−2,第1のブ
レーキ回路(駆動用モータ位置保持用ブレーキ回路)8
−3,駆動用モータ駆動回路8−4,出力角度検出回路
8−5,補助用モータ駆動回路8−6に加えて、切替回
路8−7と第2のブレーキ回路(リターン時減速用ブレ
ーキ回路)8−8とを設けた構成としている。
[ Second Embodiment ] In the second embodiment, as shown in FIG. 7, a control circuit 8'is provided.
The arithmetic circuit 8-1, the pulse distribution circuit 8-2, and the first brake circuit (driving motor position holding brake circuit) 8
-3, a drive motor drive circuit 8-4, an output angle detection circuit 8-5, an auxiliary motor drive circuit 8-6, a switching circuit 8-7 and a second brake circuit (return deceleration brake circuit). ) 8-8 is provided.

【0034】切替回路8−7は、この電動アクチュエー
タへの電源の供給状態を監視し、電源が供給されている
場合には演算回路8−1からの指令を補助用モータ駆動
回路8−6へ送る。これにより、電源が供給されている
通常の状態時には、図5に示した制御回路8と同様の動
作が行われる。
The switching circuit 8-7 monitors the state of power supply to this electric actuator, and when the power is supplied, the command from the arithmetic circuit 8-1 is sent to the auxiliary motor drive circuit 8-6. send. As a result, in the normal state where the power is supplied, the same operation as the control circuit 8 shown in FIG. 5 is performed.

【0035】これに対して、停電等により電源の供給が
遮断されると、切替回路8−7は、その回路状態を切り
替えて、ブレーキ回路8−8へブレーキ信号を送る。ブ
レーキ回路8−8は、切替回路8−7からのブレーキ信
号を受けて、補助用モータ2の電源端子間をショートさ
せる。
On the other hand, when the power supply is cut off due to a power failure or the like, the switching circuit 8-7 switches its circuit state and sends a brake signal to the brake circuit 8-8. The brake circuit 8-8 receives the brake signal from the switching circuit 8-7 and short-circuits the power supply terminals of the auxiliary motor 2.

【0036】一方、停電等により電源の供給が遮断され
ると、駆動用モータ3’および補助用モータ9にトルク
が発生しなくなるため、リターン用スプリング2の復帰
力Tspによって駆動軸1は閉方向に動作する。この駆
動軸1のリターン動作中、補助用モータ9には逆起電力
が生じ、これによって生じるその回転方向とは逆方向の
トルクT2=TB(ブレーキトルク)によって駆動軸1
の動作速度が抑制され、全閉時の衝撃が和らげられる。
On the other hand, when the power supply is cut off due to a power failure or the like, no torque is generated in the drive motor 3'and the auxiliary motor 9, so that the drive shaft 1 is closed by the return force Tsp of the return spring 2. To work. During the return operation of the drive shaft 1, a counter electromotive force is generated in the auxiliary motor 9, and the torque T2 = TB (brake torque) in the direction opposite to the rotation direction generated thereby causes the drive shaft 1
The operation speed of is suppressed, and the shock at the time of fully closing is softened.

【0037】なお、この実施の形態では、切替回路8−
7からのブレーキ信号によって、補助用モータ2の電源
端子間を単純にショートさせるものとしたが、ショート
ラインの抵抗分を変化させることで同一モータでもブレ
ーキトルクTBの調整ができる。すなわち、ショートラ
インに可変抵抗を入れるものとすれば、可変抵抗の値を
零としたときにブレーキトルクTBが最大となり、その
抵抗値を変化させることによってブレーキトルクTBを
調整することができる。
In this embodiment, the switching circuit 8-
Although the power signal terminals of the auxiliary motor 2 are simply short-circuited by the brake signal from 7, the brake torque TB can be adjusted even with the same motor by changing the resistance of the short line. That is, if the variable resistance is inserted in the short line, the brake torque TB becomes maximum when the value of the variable resistance is zero, and the brake torque TB can be adjusted by changing the resistance value.

【0038】また、上述した実施の形態1,2では、バ
リエーションとして、図6(イ),(ロ),(ハ)の
(a)〜(e)に示すように、駆動軸1の開方向動作時
には駆動用モータ3’および補助用モータ9を正転方向
へ駆動して駆動トルクT1および補助トルクT2を発生
させ、駆動軸1の閉方向動作時には補助用モータ9の駆
動を停止のうえ駆動用モータ3’を逆転方向へ駆動して
駆動トルクT1を発生させ、駆動軸1の位置保持時には
補助用モータ9の駆動を停止のうえ駆動用モータ3’へ
ブレーキ電流を流して保持トルクTHを発生させるよう
にしたが(第1発明)、バリエーションとして、図6
(イ),(ロ),(ハ)の(a)〜(d)および(f)
に示すように、駆動軸1の開方向動作時には駆動用モー
タ3’および補助用モータ9を正転方向へ駆動して駆動
トルクT1および補助トルクT2を発生させ、駆動軸1
の閉方向動作時には駆動用モータ3’および補助用モー
タ9を逆転方向へ駆動して駆動トルクT1および補助ト
ルクT2を発生させ、駆動軸1の位置保持時には駆動用
モータ3’および補助用モータ9にブレーキ電流を流し
て保持トルクT1=TH1およびT2=TH2を発生さ
せるようにしてもよい(第2発明)。
Further, in the first and second embodiments described above, as a variation, as shown in (a) to (e) of FIGS. 6A, 6B, and 6C, the opening direction of the drive shaft 1 is changed. During operation, the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 are driven in the forward direction to generate the drive torque T1 and the auxiliary torque T2, and when the drive shaft 1 is in the closing direction, the auxiliary motor 9 is stopped and driven. The driving motor 3'is driven in the reverse direction to generate the driving torque T1, and when the position of the driving shaft 1 is held, the driving of the auxiliary motor 9 is stopped and a braking current is supplied to the driving motor 3'to hold the holding torque TH. Although it is generated ( first invention ), as a variation, FIG.
(A), (b) and (c) (a) to (d) and (f)
As shown in FIG. 3, when the drive shaft 1 is in the opening direction, the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 are driven in the forward direction to generate the drive torque T1 and the auxiliary torque T2.
Drive motor 3'and auxiliary motor 9 are driven in the reverse rotation direction to generate drive torque T1 and auxiliary torque T2, and drive motor 3'and auxiliary motor 9 are held when the position of drive shaft 1 is maintained. A holding current T1 = TH1 and T2 = TH2 may be generated by applying a brake current to the valve ( second invention ).

【0039】また、バリエーションとして、図6
(イ),(ロ),(ハ)の(a)〜(d)および(g)
に示すように、駆動軸1の開方向動作時には駆動用モー
タ3’および補助用モータ9を正転方向へ駆動して駆動
トルクT1および補助トルクT2を発生させ、駆動軸1
の閉方向動作時には補助用モータ9の駆動を停止のうえ
駆動用モータ3’を逆転方向へ駆動して駆動トルクT1
を発生させ、駆動軸1の位置保持時には駆動用モータ
3’および補助用モータ9にブレーキ電流を流して保持
トルクTH1およびTH2を発生させるようにしてもよ
い(第3発明)。
As a variation, FIG.
(A), (b), (c) (a) to (d) and (g)
As shown in FIG. 3, when the drive shaft 1 is in the opening direction, the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 are driven in the forward direction to generate the drive torque T1 and the auxiliary torque T2.
Driving operation of the auxiliary motor 9 is stopped and the driving motor 3'is driven in the reverse direction to drive torque T1.
When the position of the drive shaft 1 is maintained, a braking current may be applied to the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 to generate the holding torques TH1 and TH2 ( third invention ).

【0040】また、バリエーションとして、図6
(イ),(ロ),(ハ)の(a)〜(d)および(h)
に示すように、駆動軸1の開方向動作時には駆動用モー
タ3’および補助用モータ9を正転方向へ駆動して駆動
トルクT1および補助トルクT2を発生させ、駆動軸1
の閉方向動作時には駆動用モータ3’および補助用モー
タ9を逆転方向へ駆動して駆動トルクT1および補助ト
ルクT2を発生させ、駆動軸1の位置保持時には補助用
モータ9の駆動を停止のうえ駆動用モータ3’にブレー
キ電流を流して保持トルクTH1を発生させるようにし
てもよい(第4発明)。
As a variation, FIG.
(A), (b) and (c) (a) to (d) and (h)
As shown in FIG. 3, when the drive shaft 1 is in the opening direction, the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 are driven in the forward direction to generate the drive torque T1 and the auxiliary torque T2.
Drive motor 3'and auxiliary motor 9 are driven in the reverse direction during the closing direction operation to generate drive torque T1 and auxiliary torque T2. When the position of drive shaft 1 is maintained, the drive of auxiliary motor 9 is stopped. A holding current TH1 may be generated by applying a brake current to the drive motor 3 '( fourth invention ).

【0041】バリエーションとした場合、駆動軸1の
動作位置を保持する際、補助用モータ9による補助トル
クT2が加わるので、駆動用モータ3’への負担が軽減
される。また、駆動軸1を閉方向に動作させる際、補助
用モータ9による補助トルクT2が加わるので、流体反
力が強いような場合でも動作が確保できる。バリエーシ
ョンとした場合、駆動軸1の動作位置を保持する際、
補助用モータ9による補助トルクT2が加わるので、駆
動用モータ3’への負担が軽減される。また、駆動軸1
を閉方向に動作させる際、補助用モータ9による補助ト
ルクT2が零とされるので、閉方向動作にスピードがつ
き過ぎることがない。バリエーションとした場合、駆
動軸1を閉方向に動作させる際、補助用モータ9による
補助トルクT2が加わるので、流体反力が強いような場
合でも動作が確保できる。
In the case of the variation, when the operating position of the drive shaft 1 is held, the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is applied, so that the load on the drive motor 3'is reduced. Further, when the drive shaft 1 is operated in the closing direction, since the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is applied, the operation can be secured even when the fluid reaction force is strong. With a variation, when holding the operating position of the drive shaft 1,
Since the auxiliary torque T2 is applied by the auxiliary motor 9, the load on the drive motor 3'is reduced. Also, drive shaft 1
Since the auxiliary torque T2 by the auxiliary motor 9 is set to zero when the is operated in the closing direction, the closing direction operation is not too fast. In the case of the variation, when the drive shaft 1 is operated in the closing direction, the auxiliary torque T2 is applied by the auxiliary motor 9, so that the operation can be secured even when the fluid reaction force is strong.

【0042】図8に、駆動軸1の開方向動作時をケース
1、駆動軸1の位置保持動作時をケース2、駆動軸1の
閉方向動作時をケース3、非通電リターン時をケース4
とした場合のバリエーション〜における駆動用モー
タ3’および補助用モータ9の発生トルクT1,T2、
および全体のトルクTの関係を示す。なお、図8では、
正転方向のトルクを+、逆転方向のトルクを−としてそ
の符号を付した。
FIG. 8 shows a case 1 when the drive shaft 1 is in the opening direction, a case 2 when the position of the drive shaft 1 is held, a case 3 when the drive shaft 1 is in the closing direction, and a case 4 when the drive shaft 1 is in the non-energized return state.
Variations 1 to 4 in which the generated torques T1 and T2 of the drive motor 3'and the auxiliary motor 9 are
And the relationship of the overall torque T is shown. In addition, in FIG.
The torque in the forward rotation direction is +, and the torque in the reverse rotation direction is −, and the reference numerals are given.

【0043】なお、上述した実施の形態では、補助用モ
ータ9としてDCモータを使用したが、逆起電力発生型
のモータとして、直流機型モータ(DCサーボモータ)
の他、同期機型モータ(ステッピングモータ、ブラシレ
スモータ)などの使用が考えられる。
Although a DC motor is used as the auxiliary motor 9 in the above-described embodiment, a DC motor type motor (DC servo motor) is used as a back electromotive force generation type motor.
Besides, it is possible to use a synchronous machine type motor (stepping motor, brushless motor) or the like.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、駆動用モータへの目標角度と実際に検出
される検出角度とが一致すると、駆動用モータあるいは
駆動用モータおよび補助用モータにブレーキ電流が流れ
て、リターン用スプリングの復帰力(Tsp)と釣り合
うトルク(TH)が発生し、駆動軸の操作位置が現位置
に保持されるものとなり、クラッチやブレーキ装置など
摩擦が生じるメカ部品を用いることなく、任意の操作位
置での保持トルクを確保し、信頼性を高めると共に小型
・軽量・低コスト化を実現することができるようにな
る。
According to apparent the present invention since it has been described above, when the detection angle that is actually detected and the target angle of the drive motor is matched, for driving dynamic motor or drive motor and the auxiliary A brake current flows through the motor, a torque (TH) that balances the return force (Tsp) of the return spring is generated, and the operating position of the drive shaft is held at the current position, causing friction such as in the clutch and brake device. It becomes possible to secure a holding torque at an arbitrary operation position without using mechanical parts, improve reliability, and realize size reduction, weight reduction, and cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図2に示した制御回路の内部構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a control circuit shown in FIG.

【図2】 比例制御用の電動アクチュエータの参考例
要部構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of a reference example of an electric actuator for proportional control .

【図3】 図2に示した制御回路の動作を説明するため
のタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of the control circuit shown in FIG.

【図4】 本発明に係る比例制御用の電動アクチュエー
タの第1の実施の形態の要部構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of a first embodiment of an electric actuator for proportional control according to the present invention.

【図5】 図4に示した制御回路の内部構成を示すブロ
ック図である。
5 is a block diagram showing an internal configuration of the control circuit shown in FIG.

【図6】 図4に示した制御回路の動作を説明するため
のタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the control circuit shown in FIG.

【図7】 図4に示した制御回路の他の例(実施の形態
)を示すブロック図である。
FIG. 7 is another example of the control circuit shown in FIG.
It is a block diagram showing 2 ).

【図8】 バリエーション〜における駆動用モータ
および補助用モータの発生トルクT1,T2および全体
のトルクTの関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the generated torques T1 and T2 of the drive motor and the auxiliary motor and the overall torque T in variations 1 to 8;

【図9】 従来の比例制御用の電動アクチュエータの一
例を示す要部構成図である。
FIG. 9 is a main part configuration diagram showing an example of a conventional electric actuator for proportional control.

【図10】 従来の比例制御用の電動アクチュエータの
他の例を示す要部構成図である。
FIG. 10 is a main part configuration diagram showing another example of the conventional electric actuator for proportional control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…駆動軸、2…リターン用スプリング、3’…駆動用
モータ、4…減速歯車列、7,8,8’…制御回路、9
…補助用モータ、7−1,8−1…演算回路、7−2,
8−2…パルス分配回路、7−3…ブレーキ回路、7−
4…モータ駆動回路、7−5,8−5…出力角度検出回
路、8−3…第1のブレーキ回路(駆動用モータ位置保
持用ブレーキ回路)、8−4…駆動用モータ駆動回路、
8−6…補助用モータ駆動回路、8−7…切替回路、8
−8…第2のブレーキ回路(リターン時減速用ブレーキ
回路)。
1 ... Drive shaft, 2 ... Return spring, 3 '... Drive motor, 4 ... Reduction gear train, 7, 8, 8' ... Control circuit, 9
... Auxiliary motor, 7-1, 8-1 ... Arithmetic circuit, 7-2,
8-2 ... Pulse distribution circuit, 7-3 ... Brake circuit, 7-
4 ... Motor drive circuit, 7-5, 8-5 ... Output angle detection circuit, 8-3 ... 1st brake circuit (drive motor position holding brake circuit), 8-4 ... Drive motor drive circuit,
8-6 ... Auxiliary motor drive circuit, 8-7 ... Switching circuit, 8
-8 ... Second brake circuit (return deceleration brake circuit).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−137873(JP,A) 特開 平2−188199(JP,A) 特開 平6−265039(JP,A) 特開 平6−93888(JP,A) 特開 平2−271175(JP,A) 特開 平11−2147(JP,A) 特開 平3−247976(JP,A) 特開 平3−247975(JP,A) 特開 平9−196216(JP,A) 特開 平10−164878(JP,A) 実開 平4−73670(JP,U) 実開 平1−180198(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-137873 (JP, A) JP-A-2-188199 (JP, A) JP-A-6-265039 (JP, A) JP-A-6- 93888 (JP, A) JP-A-2-271175 (JP, A) JP-A-11-2147 (JP, A) JP-A-3-247976 (JP, A) JP-A-3-247975 (JP, A) JP-A-9-196216 (JP, A) JP-A-10-164878 (JP, A) Practical flat 4-73670 (JP, U) Practical flat 1-180198 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F16K 31/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リターン用スプリングが設けられた駆動
軸と、この駆動軸に減速歯車列を介してその出力軸が回
転結合された駆動用モータおよび補助用モータと、この
駆動用モータおよび補助用モータの動作を制御する制御
回路とを備え、 前記制御回路は、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が小
さい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が大
きい場合、前記補助用モータの駆動を停止のうえ前記駆
動用モータを逆転方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度と検出角度とが一致した
場合、前記補助用モータの駆動を停止のうえ前記駆動用
モータにブレーキ電流を流して 前記リターン用スプリン
グの復帰力と釣り合うトルクを発生させて、前記駆動軸
の操作位置を現位置に保持する回路を有することを特徴
とする電動アクチュエータ。
1. A drive shaft provided with a return spring, a drive motor and an auxiliary motor whose output shaft is rotationally coupled to the drive shaft via a reduction gear train, and the drive motor and the auxiliary motor . A control circuit for controlling the operation of the motor , wherein the control circuit has a detected angle smaller than a target angle to the drive motor.
If the drive motor and auxiliary motor are
Direction, the detected angle is larger than the target angle to the drive motor.
If it does, stop the drive of the auxiliary motor and then
The drive motor was driven in the reverse direction, and the target angle to the drive motor and the detected angle matched.
In the case of stopping the drive of the auxiliary motor,
An electric actuator, comprising: a circuit that holds a current of the operating position of the drive shaft by applying a brake current to the motor to generate a torque that balances the restoring force of the return spring.
【請求項2】 リターン用スプリングが設けられた駆動
軸と、この駆動軸に減速歯車列を介してその出力軸が回
転結合された駆動用モータおよび補助用モータと、この
駆動用モータおよび補助用モータの動作を制御する制御
回路とを備え、 前記制御回路は、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が小
さい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が大
きい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを逆転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度と検出角度とが一致した
場合、前記駆動用モータおよび前記補助用モータにブレ
ーキ電流を流して 前記リターン用スプリングの復帰力と
釣り合うトルクを発生させて、前記駆動軸の操作位置を
現位置に保持する回路を有することを特徴とする電動ア
クチュエータ。
2. A drive shaft provided with a return spring, a drive motor and an auxiliary motor whose output shaft is rotationally coupled to the drive shaft through a reduction gear train, and the drive motor and the auxiliary motor. A control circuit for controlling the operation of the motor, wherein the control circuit has a detected angle smaller than a target angle to the drive motor.
If the drive motor and auxiliary motor are
Direction, the detected angle is larger than the target angle to the drive motor.
If the threshold value is met, reverse the drive motor and auxiliary motor
Direction, and the target angle to the drive motor matches the detected angle
The drive motor and the auxiliary motor
An electric actuator having a circuit for holding a current position of the operation position of the drive shaft by generating a torque that flows a brake current to balance the return force of the return spring.
【請求項3】 リターン用スプリングが設けられた駆動
軸と、この駆動軸に減速歯車列を介してその出力軸が回
転結合された駆動用モータおよび補助用モータと、この
駆動用モータおよび補助用モータの動作を制御する制御
回路とを備え、 前記制御回路は、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が小
さい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が大
きい場合、前記補助用モータの駆動を停止のうえ前記駆
動用モータを逆転方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度と検出角度とが一致した
場合、前記駆動用モータおよび前記補助用モータにブレ
ーキ電流を流して 前記リターン用スプリングの復帰力と
釣り合うトルクを発生させて、前記駆動軸の操作位置を
現位置に保持する回路を有することを特徴とする電動ア
クチュエータ。
3. A drive shaft provided with a return spring, a drive motor and an auxiliary motor whose output shaft is rotationally coupled to the drive shaft via a reduction gear train, and the drive motor and the auxiliary motor. A control circuit for controlling the operation of the motor, wherein the control circuit has a detected angle smaller than a target angle to the drive motor.
If the drive motor and auxiliary motor are
Direction, the detected angle is larger than the target angle to the drive motor.
If it does, stop the drive of the auxiliary motor and then
The drive motor was driven in the reverse direction, and the target angle to the drive motor and the detected angle matched.
The drive motor and the auxiliary motor
An electric actuator having a circuit for holding a current position of the operation position of the drive shaft by generating a torque that flows a brake current to balance the return force of the return spring.
【請求項4】 リターン用スプリングが設けられた駆動
軸と、この駆動軸に減速歯車列を介してその出力軸が回
転結合された駆動用モータおよび補助用モータと、この
駆動用モータおよび補助用モータの動作を制御する制御
回路とを備え、 前記制御回路は、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が小
さい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを正転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度よりも検出角度の方が大
きい場合、前記駆動用モータおよび補助用モータを逆転
方向へ駆動し、 前記駆動用モータへの目標角度と検出角度とが一致した
場合、前記補助用モータの駆動を停止のうえ前記駆動用
モータにブレーキ電流を流して前記リターン用スプリン
グの復帰力と釣り合うトルクを発生させて、前記駆動軸
の操作位置を現位置に保持する回路を有することを特徴
とする電動アクチュエータ。
4. A drive provided with a return spring.
Shaft, and its output shaft rotates through a reduction gear train to this drive shaft.
A drive motor and an auxiliary motor that are coupled to each other, and
Control that controls the operation of the drive motor and auxiliary motor
A circuit, the control circuit, when the detected angle is smaller than the target angle to the drive motor, drives the drive motor and the auxiliary motor in the forward direction, to the drive motor. When the detected angle is larger than the target angle, the drive motor and the auxiliary motor are driven in the reverse rotation direction, and when the target angle to the drive motor and the detected angle match, the auxiliary motor is driven. the by the driving motor upon stopping by flowing braking current to generate a torque to balance the return force of the return spring, the drive shaft
An electric actuator having a circuit for holding the operation position of the current position .
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