JPH011467A - Magnetic fluid actuator - Google Patents

Magnetic fluid actuator

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Publication number
JPH011467A
JPH011467A JP62-157070A JP15707087A JPH011467A JP H011467 A JPH011467 A JP H011467A JP 15707087 A JP15707087 A JP 15707087A JP H011467 A JPH011467 A JP H011467A
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JP
Japan
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magnetic fluid
wire
actuator
pulley
actuator element
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Application number
JP62-157070A
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Japanese (ja)
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JPS641467A (en
Inventor
安川 武
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は励磁コイルの通電電流を制御することにより
ストローク制御可能なアクチュエータに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an actuator whose stroke can be controlled by controlling the current flowing through an excitation coil.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来空圧制御式の1クチユエータとしては第3図で示さ
れる如き構造のものが用いられている。
Conventionally, a pneumatically controlled one cutuator having a structure as shown in FIG. 3 has been used.

1はいわゆる空圧シリンダ型のアクチュエータ本体で、
シリンダ外壁2,3及びアーム4,5によってシリンダ
が形成され、その内部にスライダ6が介装され、このス
ライダ6によってシリンダは2つの空間部7.8に分離
されると共に、図示の左室7にはエアー供給口9が形成
されて、空圧源10より制御弁15を経由してエアーが
供給可能なように構成されている。一方シリンダ右室8
に於ては、スライダ6とアーム5間にスプリング17が
伸縮自在に介装されている。また上記スライダ6の延出
部には、駆動ワイヤ18のホルダ部19が形成されてい
る。11はソレノイド式可変オリイフィスで、上記空圧
源lOの吐出口と大気間に介装されており、そのオリイ
フィスロ径はソレノイド12への通電電流によりリニア
に制御され、そのオリイフィスロ径の絞り度に略比例し
て空圧源の吐出圧が制御される。13は上記空圧源10
の吐出口に接続されるす−ジタンクで、空圧源10の脈
動を吸収するためのものである。14は同じく空圧源1
0の吐出口に接続された圧力検出器で、この出力に対応
して、可変オリイフィス11の口径が制御され、上記空
圧源10の吐出圧が所定圧にコントロールされている。
1 is a so-called pneumatic cylinder type actuator body,
A cylinder is formed by the cylinder outer walls 2, 3 and the arms 4, 5, and a slider 6 is interposed therein, and the slider 6 separates the cylinder into two spaces 7.8. An air supply port 9 is formed in the air supply port 9 so that air can be supplied from a pneumatic source 10 via a control valve 15. On the other hand cylinder right ventricle 8
In this case, a spring 17 is telescopically interposed between the slider 6 and the arm 5. Furthermore, a holder portion 19 for the drive wire 18 is formed in the extending portion of the slider 6 . Reference numeral 11 denotes a solenoid-type variable orifice, which is interposed between the outlet of the air pressure source 1O and the atmosphere.The diameter of the orifice is linearly controlled by the current applied to the solenoid 12, and the orifice diameter is approximately equal to the degree of constriction of the orifice. The discharge pressure of the pneumatic source is controlled proportionally. 13 is the air pressure source 10
This tank is connected to the discharge port of the pneumatic pressure source 10 and is used to absorb the pulsation of the air pressure source 10. 14 is also the pneumatic source 1
A pressure detector connected to the discharge port 0 controls the diameter of the variable orifice 11 in accordance with this output, and the discharge pressure of the air pressure source 10 is controlled to a predetermined pressure.

15は3方向電磁弁で、08時は空圧源とシリンダ左室
7を連通し、OFF時には上記エアー通路をしゃ断し、
空圧源10からのエアー供給を停止すると共に、シリン
ダ左室7のエアーを大気16に連通、排気せしめる作用
をする。
15 is a three-way solenoid valve, which communicates the air pressure source with the left chamber 7 of the cylinder at 08:00, and cuts off the air passage when it is OFF.
It functions to stop the air supply from the air pressure source 10 and to communicate the air in the cylinder left chamber 7 to the atmosphere 16 and exhaust it.

次に、本アクチュエータの作動について説明する。Next, the operation of this actuator will be explained.

今3方向電磁弁15がONされると、空圧源10のエア
ー圧がボート9を経由してシリンダ左室7に供給される
なめ、この圧力によりスライダ6は右方向に付勢される
。一方シリンダ右室8にはスプリング17が伸縮自在に
介装されているため、常時は上記スライダ6を左方向に
付勢している。従ってスライダ6は上記空気圧とスプリ
ング17の付勢力及びワイヤ18の張力のつり合い位置
まで駆動されて停止する。従って駆動用ワイヤ18もま
た上記スライダ6の駆動ストロークと等しいストローク
だけ駆動されることになる。しかるに、スライダ6の駆
動ストロークはスライダ6への供給圧に比例するわけで
、従って空圧源lOの吐出圧を可変オリイフィス11の
絞り制御により、リニアに制御すれば、上記スライダ6
のストローク量及びワイヤ18のストローク量もリニア
に制御可能となるわけである。
Now, when the three-way solenoid valve 15 is turned on, air pressure from the pneumatic source 10 is supplied to the cylinder left chamber 7 via the boat 9, and this pressure urges the slider 6 in the right direction. On the other hand, since a spring 17 is telescopically installed in the right chamber 8 of the cylinder, the slider 6 is normally biased to the left. Therefore, the slider 6 is driven to a position where the air pressure, the biasing force of the spring 17, and the tension of the wire 18 are balanced and then stopped. Therefore, the driving wire 18 is also driven by a stroke equal to the driving stroke of the slider 6. However, the drive stroke of the slider 6 is proportional to the supply pressure to the slider 6. Therefore, if the discharge pressure of the air pressure source IO is linearly controlled by throttling control of the variable orifice 11, the slider 6
The stroke amount of the wire 18 and the stroke amount of the wire 18 can also be linearly controlled.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで本アクチュエータの欠点としては、外部に空圧
源が必要となることで、システム全体としては、複雑化
かつコスト高となることである。
By the way, a drawback of this actuator is that an external pneumatic source is required, which makes the system as a whole complicated and expensive.

本発明はこの点に着目して成れたもので、外部に空圧源
を必要とせず、電気的に制御可能なアクチュエータを提
供するものである。
The present invention has been developed in view of this point, and provides an actuator that does not require an external pneumatic source and can be electrically controlled.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る磁性流体式アクチュエータは、アームに
支持された回転プーリにワイヤをかけ、ワイヤの一端に
はスプリングを、他端には弾性膜体中に磁性流体を封入
してなるアクチュエータ素子をそれぞれ接続すると共に
、上記アクチュエータ素子を励磁する励磁コイルを設け
、さらに上記プーリには外部負荷駆動用ワイヤを巻回す
るリール部を設けたものである。
The magnetic fluid actuator according to the present invention has a wire connected to a rotating pulley supported by an arm, a spring at one end of the wire, and an actuator element formed by enclosing a magnetic fluid in an elastic film body at the other end. An excitation coil is provided to connect and excite the actuator element, and the pulley is further provided with a reel portion around which an external load driving wire is wound.

〔作用〕[Effect]

この発明における磁性流体式アクチュエータは、アクチ
ュエータ素子内の磁性流体が、加えられる磁場の方向に
引き伸ばされる性質があることを利用して、励磁コイル
に流す電流の大きさを変えることにより、アクチュエー
タ素子とスプリングによりつり合っているプーリの回転
方向の位置を動かすことによりストローク制御可能にし
たものである。
The magnetic fluid actuator of the present invention utilizes the property that the magnetic fluid in the actuator element is stretched in the direction of the applied magnetic field, and by changing the magnitude of the current flowing through the excitation coil, The stroke can be controlled by moving the rotational position of the pulley, which is balanced by a spring.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図、第2図は本発明によるアクチュエータの一実施
例を示したもので、1ばアクチュエータ本体、20は弾
性膜体中に磁性流体21を封入して構成されるアクチュ
エータ素子で、アクチュエータ素子20のホルダ部23
及びスプリング24の一端2Bが固定端27に支持され
ると共に他端側22.25がワイヤ28の両端に結合さ
れる。上記ワイヤ28はプーリ29に巻き付けられ、こ
のプーリ29ば回転駆動可能とされている。このプーリ
29の一側面に外部負荷駆動ワイヤ18を巻回駆動する
ためのリール30が設けられる。このリール30の切欠
き部34に前記外部負荷駆動ワイヤ18の先端ロッド3
1を挿入固定するロッド挿入孔32が設けられる。また
プーリ29はアーム33の一端に保持され、アーム33
の他端は固定端27に固定される。35は上記磁性流体
アクチュエータ素子20に磁場を加えるための励磁コイ
ルで、上記アクチュエータ素子20と同軸的に設けられ
ている。
1 and 2 show an embodiment of the actuator according to the present invention, in which 1 is an actuator body, 20 is an actuator element constituted by enclosing a magnetic fluid 21 in an elastic film body, and the actuator element 20 holder part 23
One end 2B of the spring 24 is supported by the fixed end 27, and the other end 22.25 is coupled to both ends of the wire 28. The wire 28 is wound around a pulley 29, and the pulley 29 can be driven to rotate. A reel 30 for winding and driving the external load drive wire 18 is provided on one side of the pulley 29. The tip rod 3 of the external load drive wire 18 is inserted into the notch 34 of the reel 30.
A rod insertion hole 32 into which the rod 1 is inserted and fixed is provided. Further, the pulley 29 is held at one end of the arm 33, and the pulley 29 is held at one end of the arm 33.
The other end is fixed to the fixed end 27. 35 is an excitation coil for applying a magnetic field to the magnetic fluid actuator element 20, and is provided coaxially with the actuator element 20.

次に本磁性流体式アクチュエータの作動について説明す
る。第1図は励磁コイル35が励磁状態にある場合で、
上記磁性流体アクチュエータ素子20は磁界が作用する
ため、上記磁性流体21は無励磁状態ではその表面張力
の作用で略球形になろうとするが、磁場の作用下に於て
は、その長さ方向に引き延ばされる如く形状変形されて
略長円形の形状でスプリングの収縮力とつり合い安定す
るため、プーリ29は図示の平衡位置で停止する。従っ
て外部負荷駆動用ワイヤ18もこれに対応した位置に位
置されている。
Next, the operation of this magnetic fluid type actuator will be explained. FIG. 1 shows a case where the excitation coil 35 is in an excited state,
Since a magnetic field acts on the magnetic fluid actuator element 20, the magnetic fluid 21 tends to take on a substantially spherical shape under the action of its surface tension in a non-excited state, but under the action of a magnetic field, the magnetic fluid 21 tends to become approximately spherical in its length direction. The pulley 29 is deformed as if being stretched and has a substantially oval shape that balances the contractile force of the spring and stabilizes, so the pulley 29 stops at the equilibrium position shown in the figure. Therefore, the external load driving wire 18 is also located at a corresponding position.

第2図は励磁コイル35のOFF状態を示したもので、
アクチュエータ素子20は作用磁界がないため、その形
状り才略球形状に復元しようとして、収縮力が発生する
ため、プーリは時計方向に図示の如く30’回転駆動さ
れて停止する。従って外部負荷駆動用ワイヤ18も右方
向に所定のストロークだけ駆動されるわけである。実際
には外部負荷駆動ワイヤ18駆動トルクが必要なため、
上記アクチュエータの力のつり合いは、上記磁性流体ア
クチュエータ素子20の収縮力とスプリング24の収縮
力と外部負荷駆動ワイヤ18の張力の3者のつり合い位
置で上記プーリ29は静止し、これに対応して外部負荷
駆動ワイヤ18が位置決めされることになる。
FIG. 2 shows the OFF state of the excitation coil 35.
Since the actuator element 20 has no acting magnetic field, a contractile force is generated in an attempt to restore its shape to the spherical shape, so that the pulley is driven clockwise by 30' rotation as shown in the figure and then stops. Therefore, the external load driving wire 18 is also driven rightward by a predetermined stroke. In reality, external load drive wire 18 drive torque is required, so
The balance of the forces of the actuator is such that the pulley 29 is at rest at a position where the contraction force of the magnetic fluid actuator element 20, the contraction force of the spring 24, and the tension of the external load drive wire 18 are balanced. The external load drive wire 18 will be positioned.

ところで、上記磁性流体21の水平方向の変形量は、磁
性流体21が磁場により飽和するまでは、はぼ加わる磁
場に比例するわけで、乙の範囲内では外部flFi駆動
ワイヤI8のストロークはコイル35の励磁電流にほぼ
比例して制御可能となるわけである。
By the way, the amount of horizontal deformation of the magnetic fluid 21 is proportional to the applied magnetic field until the magnetic fluid 21 is saturated by the magnetic field. This means that it can be controlled approximately in proportion to the excitation current.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた如く、本発明による磁性流体式アクチュエー
タによれば、励磁コイルの励磁電流を制御し、上記磁性
流体アクチュエータ素子に作用する磁場を制御すること
により、外部負荷駆動用ワイヤのストローク制御が可能
となり、しかも上記ストロークを励磁電流に対応してリ
ニア制御することも可能となり、構造的にもシンプルで
、かつ従来例の如き、空圧源の必要もなく、機械的な摩
耗、劣化要因の少ない信頼性の高いアクチュエータを得
ろことができる。
As described above, according to the magnetic fluid actuator according to the present invention, it is possible to control the stroke of the external load driving wire by controlling the excitation current of the exciting coil and controlling the magnetic field acting on the magnetic fluid actuator element. Moreover, it is also possible to linearly control the stroke in response to the excitation current, and it is structurally simple and does not require a pneumatic source as in the conventional case, and has fewer mechanical wear and deterioration factors. A highly reliable actuator can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図はこの発明の一実施例を示す正面図、第
3図は従来の空圧式アクチュエータを示す正面断面図で
ある。 図中、1はアクチュエータ本体、18は外部負荷駆動用
ワイヤ、20はアクチュエータ素子、21は磁性流体、
22.23はホルダ部、24はスプリング、27は固定
端、28はワイヤ、29はプーリ、30はリール、31
は先端ロッド、32はロッド挿入口、33はアーム、3
4は切欠き部、35は励磁コイルである。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
1 and 2 are front views showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front sectional view showing a conventional pneumatic actuator. In the figure, 1 is an actuator body, 18 is a wire for driving an external load, 20 is an actuator element, 21 is a magnetic fluid,
22, 23 is a holder part, 24 is a spring, 27 is a fixed end, 28 is a wire, 29 is a pulley, 30 is a reel, 31
is the tip rod, 32 is the rod insertion port, 33 is the arm, 3
4 is a notch, and 35 is an excitation coil. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 弾性膜体中に磁性流体を封入してなるアクチュエータ素
子、このアクチュエータ素子と結合されるスプリング、
上記アクチュエータ素子とスプリング間に介装固定され
るワイヤ、このワイヤにより駆動されるプーリ、このプ
ーリの一面側に設けられ、外部負荷駆動用ワイヤを巻回
駆動するリール、上記プーリをその一端で保持すると共
に他端が固定端に支持されたアーム、上記アクチュエー
タ素子に磁場を加えるための励磁コイルにより構成され
たことを特徴とする磁性流体式アクチュエータ。
an actuator element formed by enclosing a magnetic fluid in an elastic membrane; a spring coupled to the actuator element;
A wire interposed and fixed between the actuator element and the spring, a pulley driven by the wire, a reel provided on one side of the pulley that winds and drives the external load driving wire, and holds the pulley at one end. A magnetic fluid actuator comprising: an arm whose other end is supported by a fixed end; and an excitation coil for applying a magnetic field to the actuator element.
JP15707087A 1987-06-23 1987-06-23 Hydromagnetic actuator Pending JPS641467A (en)

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