JP5603413B2 - アクチュエータ及びその位置検出方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータを、図1ないし図4に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係るアクチュエータ1は、前記駆動対象物としてのバルブ90と一体に回動可能として支持される支持軸91にバルブ動作用の駆動力を伝達する減速機構10と、この減速機構10に連結され、減速機構10を介してバルブ90に駆動力を与える電動機20と、減速機構10のうち回転駆動力の入力端となる入力軸11近傍に配設され、人の駆動操作に基づいて回動する手動入力手段30と、減速機構10の入力軸11が手動入力手段30に連動して回動する状態と、連動しない状態とを切換える切換手段40と、減速機構10の入力軸11と手動入力手段30の連動状態を検出する前記検出手段としてのインタロックスイッチ50と、電動機20の出力軸21の回転状態を検出する前記回転検出器としてのレゾルバ60と、電動機20を制御すると共に、レゾルバ60から出力される信号に基づいてバルブ90の変位すなわち開度を取得する制御部70と、通常の通電状態でない停電時に、電源として制御部70等に電力を供給するバッテリ80とを備える構成である。
なお、前記第1の実施形態に係るアクチュエータにおいては、停電時にインタロックスイッチ50がON状態であることを制御部70が検出するための、インタロックスイッチ50への通電については、特別な調整等を行わずに実行する構成としているが、これに限らず、第2の実施形態として、停電時のバッテリ80から電力を供給される状態で、制御部70が、インタロックスイッチ50に対し、このインタロックスイッチ50を含んだ回路が閉じた場合にこの回路に所定時間間隔で断続的に電流が流れる電流出力状態に設定する構成とすることもできる。
また、前記第1の実施形態に係るアクチュエータにおいては、停電時に減速機構10の入力軸11と手動入力手段30が連動する状態における、レゾルバ60へのバッテリ80からの電力供給についても、特別な調整等を行わずに実行する構成としているが、これに限らず、第3の実施形態として、停電時にレゾルバ60にバッテリ80からの電力を供給するにあたり、制御部70が、レゾルバ60に対し電動機出力軸21の一回転につき複数回は電流が流れる間隔で断続的に電流が流れる状態に制御する構成とすることもできる。
本発明の第4の実施形態に係るアクチュエータを、図7及び図8に基づいて説明する。
前記各図において本実施形態に係るアクチュエータ2は、前記第1の実施形態同様、減速機構10と、電動機20と、手動入力手段30と、切換手段40と、インタロックスイッチ50と、レゾルバ60と、制御部70と、バッテリ80とを備える一方、異なる点として、制御部70が、通常通電状態の電動機20における出力軸21の回転角速度を、バルブ90の動作に係る速度指令に基づいて設定される目標速度に対し、所定範囲内で増減させ、且つこの増減変化を繰返し生じさせる制御を実行する構成を有するものである。
なお、前記第4の実施形態に係るアクチュエータにおいては、通常通電状態でバルブ90の動作に係る指令に基づいて電動機20が回転する間、駆動制御部72は常に電動機20の出力軸21の回転角速度を増減変化状態に制御し、出力軸21及びウォーム12の回転方向への略振動状態を生じさせる構成としているが、これに限らず、第5の実施形態として、バルブ90の開度によって、駆動制御部72が電動機20の出力軸21の回転角速度を増減変化状態に制御する場合と、この制御を実行せず出力軸21の回転角速度を速度指令に基づいて設定される目標速度のままとする場合とを切換える構成とすることもできる。
1a アクチュエータケース
10 減速機構
11 入力軸
12 ウォーム
13 ウォームホイール
14 ジョイント部
15 クラッチ体
16 被動側連結部
17 溝部
20 電動機
21 出力軸
30 手動入力手段
31 駆動側連結部
32 ギヤ部
33 手動ハンドル
34 手動ギヤ
40 切換手段
41 カム部
42 ロッド部
50 インタロックスイッチ
60 レゾルバ
70 制御部
71 表示部
72 駆動制御部
73 コントローラ部
74 制御・ドライブ手段
75 変動付加手段
80 バッテリ
90 バルブ
91 支持軸
Claims (10)
- 電動機で発生させた回転駆動力を減速機構で減速して駆動対象物に伝達し、当該駆動対象物を動作させるアクチュエータにおいて、
前記減速機構のうち回転駆動力の入力端となる入力軸近傍に配設され、人の駆動操作に基づいて回動する手動入力手段と、
前記減速機構の入力軸が前記手動入力手段に連動して回動する状態と、連動しない状態とを切換える切換手段と、
前記減速機構の入力軸と前記手動入力手段の連動状態を検出する検出手段と、
前記電動機出力軸の回転状態を検出して信号として出力する回転検出器と、
前記電動機を制御すると共に、前記回転検出器から出力される信号に基づいて駆動対象物の変位を取得する制御部と、
通常の通電状態でない停電時に、電源として少なくとも前記制御部に電力を供給するバッテリとを備え、
前記減速機構の入力軸が、電動機の出力軸と直結して一体に回動可能として配設され、通常通電状態では電動機で発生した回転駆動力を入力され、
前記制御部が、停電時に必要最小限の制御回路にのみ前記バッテリから電力を供給される状態とすると共に、前記検出手段で減速機構の入力軸と手動入力手段の連動状態が検出されると、前記回転検出器にバッテリからの電力を供給し、回転検出器の出力信号から駆動対象物の変位を取得可能な状態とすることを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項1に記載のアクチュエータにおいて、
前記減速機構の入力軸に軸方向摺動自在且つ一体に回動可能として配設され、摺動方向における一端部に被動側連結部が形成されるクラッチ体を備え、
前記手動入力手段が、前記クラッチ体の前記一端部近傍に前記減速機構の入力軸と回動中心を一致させて回動自在に配設され、クラッチ体の被動側連結部と連結可能な駆動側連結部を有し、
前記切換手段が、前記クラッチ体に少なくとも一部を係合させてクラッチ体の減速機構入力軸に対する軸方向位置を調整可能として配設され、クラッチ体を移動させて前記手動入力手段との連結状態と非連結状態とを切換えることで、減速機構入力軸と手動入力手段との連動状態と非連動状態とを切換えるものとされ、
前記検出手段が、前記切換手段におけるクラッチ体を手動入力手段との連結状態まで移動させる動きに対応して切換手段の一部に接触し、前記連結状態でON状態となるインタロックスイッチとされることを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項2に記載のアクチュエータにおいて、
前記制御部が、少なくとも停電時の前記バッテリから電力を供給される状態で、前記インタロックスイッチに対し、インタロックスイッチを含んだ回路が閉じた場合に当該回路に所定時間間隔で断続的に電流が流れる電流出力状態に設定し、当該断続的に電流の流れる状態が続く間、インタロックスイッチがON状態であると判定することを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項1ないし3のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、
前記回転検出器が、前記電動機と一体に配設されるレゾルバとされることを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項4に記載のアクチュエータにおいて、
前記制御部が、前記検出手段で減速機構入力軸と手動入力手段との連動状態が検出されて、前記レゾルバにバッテリからの電力を供給するにあたり、レゾルバに対し、手動入力手段に連動して回動する電動機出力軸の一回転につき少なくとも複数回は電流が流れる間隔で、断続的に電流が流れる状態とすることを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項1ないし5のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、
前記減速機構がウォームギヤ減速機構とされ、前記入力軸にウォームが一体に配設されてなり、
前記制御部が、前記電動機の通常通電状態での制御に際し、電動機出力軸における回転角速度を、前記駆動対象物の動作に係る速度指令に基づいて設定される目標速度に対し、所定範囲内で増減させ、且つ当該増減変化を繰返し生じさせることを
特徴とするアクチュエータ。 - 電動機で発生させた回転駆動力を減速機構で減速して駆動対象物に伝達し、当該駆動対象物を動作させるアクチュエータにおいて、
前記減速機構のうち回転駆動力の入力端となる入力軸近傍に配設され、人の駆動操作に基づいて回動する手動入力手段と、
前記減速機構の入力軸が前記手動入力手段に連動して回動する状態と、連動しない状態とを切換える切換手段と、
前記減速機構の入力軸と前記手動入力手段の連動状態を検出する検出手段と、
前記減速機構のうち回転駆動力の出力端となる出力軸の回転状態を検出して信号として出力する回転検出器と、
前記電動機を制御すると共に、前記回転検出器から出力される信号に基づいて駆動対象物の変位を取得する制御部と、
通常の通電状態でない停電時に、電源として少なくとも前記制御部に電力を供給するバッテリとを備え、
前記減速機構の入力軸が、電動機の出力軸と連動して回動可能として配設され、通常通電状態では電動機で発生した回転駆動力で回転し、
前記制御部が、停電時に必要最小限の制御回路にのみ前記バッテリから電力を供給される状態とすると共に、前記検出手段で減速機構の入力軸と手動入力手段の連動状態が検出されると、前記回転検出器にバッテリからの電力を供給し、回転検出器の出力信号から駆動対象物の変位を取得可能な状態とすることを
特徴とするアクチュエータ。 - 前記請求項1又は7に記載のアクチュエータにおいて、
前記回転検出器が、レゾルバとされることを
特徴とするアクチュエータ。 - 電動機で発生させた回転駆動力を減速機構で減速して駆動対象物に伝達するアクチュエータにおける位置検出方法において、
停電時に、制御部の必要最小限の制御回路にのみバッテリから電力を供給し、
同じく停電時に、人の駆動操作に基づいて回動する手動入力手段と前記減速機構の入力軸とが連動して回動可能であることを示すインタロックスイッチのON状態を前記制御部で検出すると、前記電動機出力軸の回転状態を検出するレゾルバにも前記バッテリから電力を供給し、
前記レゾルバから出力される、人の駆動操作に起因する電動機出力軸の回転状態に係る信号に基づき、前記制御部で駆動対象物の変位を取得することを
特徴とするアクチュエータの位置検出方法。 - 電動機で発生させた回転駆動力を減速機構で減速して駆動対象物に伝達するアクチュエータにおける位置検出方法において、
停電時に、制御部の必要最小限の制御回路にのみバッテリから電力を供給し、
同じく停電時に、人の駆動操作に基づいて回動する手動入力手段と前記減速機構の入力軸とが連動して回動可能であることを示すインタロックスイッチのON状態を前記制御部で検出すると、前記減速機構の出力軸の回転状態を検出するレゾルバにも前記バッテリから電力を供給し、
前記レゾルバから出力される、人の駆動操作に起因する減速機構の出力軸の回転状態に係る信号に基づき、前記制御部で駆動対象物の変位を取得することを
特徴とするアクチュエータの位置検出方法。
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