JPH06284673A - 多次元作動アクチュエータ - Google Patents
多次元作動アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH06284673A JPH06284673A JP8926793A JP8926793A JPH06284673A JP H06284673 A JPH06284673 A JP H06284673A JP 8926793 A JP8926793 A JP 8926793A JP 8926793 A JP8926793 A JP 8926793A JP H06284673 A JPH06284673 A JP H06284673A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- output shaft
- movable piece
- stator
- actuators
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力軸を多次元に作動させる電気式アクチュ
エータにおいて、永久磁石を用いる通常の電気モータい
わゆるブラシレスＤＣサーボモータと同一の原理のもの
を、極めて簡単な構造で組合せて、ある作動角度で利用
することができるので、大トルク大出力を得ることが容
易となる。 【構成】 回転的に作動する第１のアクチュエータの出
力軸中心線と第２のアクチュエータの出力軸中心線とが
直交するように配置し、両アクチュエータの出力軸が共
通の出力可動片に取り付ける。また、共通の出力用可動
片の第１及び第２のアクチュエータ出力軸中心線が直交
する点に、それと垂直な回転軸を有する第３の回転形ア
クチュエータを有することを特徴とする。
エータにおいて、永久磁石を用いる通常の電気モータい
わゆるブラシレスＤＣサーボモータと同一の原理のもの
を、極めて簡単な構造で組合せて、ある作動角度で利用
することができるので、大トルク大出力を得ることが容
易となる。 【構成】 回転的に作動する第１のアクチュエータの出
力軸中心線と第２のアクチュエータの出力軸中心線とが
直交するように配置し、両アクチュエータの出力軸が共
通の出力可動片に取り付ける。また、共通の出力用可動
片の第１及び第２のアクチュエータ出力軸中心線が直交
する点に、それと垂直な回転軸を有する第３の回転形ア
クチュエータを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの腕などのよ
うに多次元に作動することを必要とする機構を操作する
ための電気アクチュエータに関するものである。
うに多次元に作動することを必要とする機構を操作する
ための電気アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の目的は、これまで平板状の２次
元パルスモータを球面状に配列するようにしたもの（特
開昭59−162762）、３次元的に可動し得る自在継手の一
部にパルスモータを組み込むもの（特開昭59−16276
3）、あるいは回転磁界を発生し得るコイル３組を球面
上に配置し、３次元の回転磁界を発生させ球状の２次導
体を持つ回転子を操作するもの（特開昭60−204252）な
どの提案がある。
元パルスモータを球面状に配列するようにしたもの（特
開昭59−162762）、３次元的に可動し得る自在継手の一
部にパルスモータを組み込むもの（特開昭59−16276
3）、あるいは回転磁界を発生し得るコイル３組を球面
上に配置し、３次元の回転磁界を発生させ球状の２次導
体を持つ回転子を操作するもの（特開昭60−204252）な
どの提案がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前項第１例はパルスモ
ータを構成する部分の局部的な利用であり、第２例は、
機構の一部しかアクチュエータが利用出来ず、両者共、
大トルク大出力を得ることには困難がある。第３例は、
固定子コイルの配置や回転子の支持機構に制約があるな
どの難点がある。
ータを構成する部分の局部的な利用であり、第２例は、
機構の一部しかアクチュエータが利用出来ず、両者共、
大トルク大出力を得ることには困難がある。第３例は、
固定子コイルの配置や回転子の支持機構に制約があるな
どの難点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、大トルク発生
に効率の高い通常の電気モータと同様な回転形アクチュ
エータ２組を直交的に配置し、両者の出力用可動片を共
通の構造物とすることで３次元の変位を得るもので、大
トルク大出力を得ることが容易となる。図１にてその詳
細を説明する。１は第１のアクチュエータで、その固定
子２にて出力軸中心線３を軸として回転する可動片４に
取り付けられた回転片５を付勢する。６は第２のアクチ
ュエータで、同様にその固定子７にて出力軸中心線９の
辺りに回転する可動片４に取り付けられた回転片８を付
勢する。この両アクチュエータの出力軸中心線３，９は
直交するようにして配置する。図３は第３のアクチュエ
ータ11を持つ本発明の実施例で、可動片４の上に第１及
び第２のアクチュエータ出力軸中心線の交点に垂直な回
転軸を持つ第３のアクチュエータ11を取付け、その固定
子13により回転子14を付勢し出力軸12を回転操作する。
に効率の高い通常の電気モータと同様な回転形アクチュ
エータ２組を直交的に配置し、両者の出力用可動片を共
通の構造物とすることで３次元の変位を得るもので、大
トルク大出力を得ることが容易となる。図１にてその詳
細を説明する。１は第１のアクチュエータで、その固定
子２にて出力軸中心線３を軸として回転する可動片４に
取り付けられた回転片５を付勢する。６は第２のアクチ
ュエータで、同様にその固定子７にて出力軸中心線９の
辺りに回転する可動片４に取り付けられた回転片８を付
勢する。この両アクチュエータの出力軸中心線３，９は
直交するようにして配置する。図３は第３のアクチュエ
ータ11を持つ本発明の実施例で、可動片４の上に第１及
び第２のアクチュエータ出力軸中心線の交点に垂直な回
転軸を持つ第３のアクチュエータ11を取付け、その固定
子13により回転子14を付勢し出力軸12を回転操作する。
【０００５】
【作用】従って、両アクチュエータを組合わせて操作す
ることにて可動片４の立体的偏位を発生させ、例えば可
動片４上の両出力軸中心線３，９の交又点に鉛直な出力
軸10を取りつければ、その出力軸の先端を両アクチュエ
ータの最大作用角度で決まる球面上に動かすことが可能
となり、出力軸を伸縮すればその球面と作動中心点を結
ぶ円錘体内の任意位置へ操作可能となる。また、可動片
４上に両アクチュエータの出力軸中心線の交又点に垂直
な回転軸を持つ第３の回転形アクチュエータ11を配置す
れば、その出力軸12はさらに広範囲な位置へ容易に操作
可能となる。
ることにて可動片４の立体的偏位を発生させ、例えば可
動片４上の両出力軸中心線３，９の交又点に鉛直な出力
軸10を取りつければ、その出力軸の先端を両アクチュエ
ータの最大作用角度で決まる球面上に動かすことが可能
となり、出力軸を伸縮すればその球面と作動中心点を結
ぶ円錘体内の任意位置へ操作可能となる。また、可動片
４上に両アクチュエータの出力軸中心線の交又点に垂直
な回転軸を持つ第３の回転形アクチュエータ11を配置す
れば、その出力軸12はさらに広範囲な位置へ容易に操作
可能となる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の二組のアクチュエータを直
交に配置した多次元作動アクチュエータの説明図であ
る。１は第１のアクチュエータで、その固定子２にて出
力軸中心線３を軸として回転する可動片４に取り付けら
れた回転片５を付勢する。６は第２のアクチュエータ
で、同様にその固定子７にて出力軸中心線９の辺りに回
転する可動片４に取り付けられた回転片８を付勢する。
この両アクチュエータの出力軸中心線３，９は直交する
ように配置する。
交に配置した多次元作動アクチュエータの説明図であ
る。１は第１のアクチュエータで、その固定子２にて出
力軸中心線３を軸として回転する可動片４に取り付けら
れた回転片５を付勢する。６は第２のアクチュエータ
で、同様にその固定子７にて出力軸中心線９の辺りに回
転する可動片４に取り付けられた回転片８を付勢する。
この両アクチュエータの出力軸中心線３，９は直交する
ように配置する。
【０００７】図２は、図１の側面から見た断面図であ
る。第１のアクチュエータ１は、対をなす可動片4a，4b
がリング状の永久磁石15の両面に配置され、軸受16を介
して対をなす回転片5a，5bを支持する。また、この軸受
16は、可動片4a，4bが回転片5a，5bに対して、第２のア
クチュエータの出力軸中心線９を軸として回転可能なよ
うに装着される。
る。第１のアクチュエータ１は、対をなす可動片4a，4b
がリング状の永久磁石15の両面に配置され、軸受16を介
して対をなす回転片5a，5bを支持する。また、この軸受
16は、可動片4a，4bが回転片5a，5bに対して、第２のア
クチュエータの出力軸中心線９を軸として回転可能なよ
うに装着される。
【０００８】そして、永久磁石15，可動片4a，回転片5
a，固定子２，回転片5b，可動片4b，永久磁石15の磁路
が形成される。第２のアクチュエータ６にも、軸受17
は、可動片4a，4bが回転片8a，8bに対して第１のアクチ
ュエータ１の出力軸中心線３のまわりに回転可能なよう
に装着される。また同様に、磁路が形成され、永久磁石
15は第１のアクチュエータ１と共用される。
a，固定子２，回転片5b，可動片4b，永久磁石15の磁路
が形成される。第２のアクチュエータ６にも、軸受17
は、可動片4a，4bが回転片8a，8bに対して第１のアクチ
ュエータ１の出力軸中心線３のまわりに回転可能なよう
に装着される。また同様に、磁路が形成され、永久磁石
15は第１のアクチュエータ１と共用される。
【０００９】次に動作について説明する。第１のアクチ
ュエータの固定子２にて回転片５を付勢力すると、可動
片４が回転片５とともに出力軸中心線３を軸として回転
する。このとき、可動片４は第２のアクチュエータ６に
装着された軸受17によって回転し、第２のアクチュエー
タの固定子７と回転片８の相対位置は変らない。
ュエータの固定子２にて回転片５を付勢力すると、可動
片４が回転片５とともに出力軸中心線３を軸として回転
する。このとき、可動片４は第２のアクチュエータ６に
装着された軸受17によって回転し、第２のアクチュエー
タの固定子７と回転片８の相対位置は変らない。
【００１０】同様に、第２のアクチュエータの固定子７
にて回転片８を付勢すれば、第１のアクチュエータの固
定子と回転片５の相対位置を変えることなく、可動片４
は出力軸中心線９のまわりに回転する。従って、両アク
チュエータを組合せて操作することによって可動片４の
立体的偏位を発生させ、例えば、可動片４上の両出力軸
中心線３，９の交又点に鉛直な出力軸10を取りつけれ
ば、その出力軸10の先端を両アクチュエータの最大作用
角度で決る球面上に動かすことが可能になる。さらに、
出力軸を伸縮すれば、その球面と作動中心点を結ぶ円錘
体内の任意の位置へ操作可能となる。
にて回転片８を付勢すれば、第１のアクチュエータの固
定子と回転片５の相対位置を変えることなく、可動片４
は出力軸中心線９のまわりに回転する。従って、両アク
チュエータを組合せて操作することによって可動片４の
立体的偏位を発生させ、例えば、可動片４上の両出力軸
中心線３，９の交又点に鉛直な出力軸10を取りつけれ
ば、その出力軸10の先端を両アクチュエータの最大作用
角度で決る球面上に動かすことが可能になる。さらに、
出力軸を伸縮すれば、その球面と作動中心点を結ぶ円錘
体内の任意の位置へ操作可能となる。
【００１１】図３は第３アクチュエータ11を持つ本発明
の実施例で、可動片４の上に第１及び第２のアクチュエ
ータ出力軸の交点に垂直な回転軸を持つ第３のアクチュ
エータ11を取付け、その固定子13により回転子14を付勢
し出力軸12を回転操作する。なお、図１，図２と同一番
号を付したるものは同一の機能を持つ部品を示す。
の実施例で、可動片４の上に第１及び第２のアクチュエ
ータ出力軸の交点に垂直な回転軸を持つ第３のアクチュ
エータ11を取付け、その固定子13により回転子14を付勢
し出力軸12を回転操作する。なお、図１，図２と同一番
号を付したるものは同一の機能を持つ部品を示す。
【００１２】図４は図３の側面から見た断面図である。
第３のアクチュエータの固定子13は可動片４の内径側に
装着される。そして、永久磁石15，可動片4a，固定子13
a ，回転子14，固定子13b ，可動片4b，永久磁石15の磁
路が形成され、永久磁石15は第１及び第２のアクチュエ
ータと共用される。固定子13により回転子14を付勢し、
回転させると、回転子14に取りつけた出力軸１２の先端
は第１，第２のアクチュエータと組合せて操作すること
によって、さらに広範囲な位置へ容易に操作可能とな
る。
第３のアクチュエータの固定子13は可動片４の内径側に
装着される。そして、永久磁石15，可動片4a，固定子13
a ，回転子14，固定子13b ，可動片4b，永久磁石15の磁
路が形成され、永久磁石15は第１及び第２のアクチュエ
ータと共用される。固定子13により回転子14を付勢し、
回転させると、回転子14に取りつけた出力軸１２の先端
は第１，第２のアクチュエータと組合せて操作すること
によって、さらに広範囲な位置へ容易に操作可能とな
る。
【００１３】以上、本発明のリング状永久磁石を組込ん
だ実施例について説明したが、永久磁石は適宜分割して
も同様の効果が得られる。また、第１，第２，第３の電
気アクチュエータとして、いわゆるハイブリット形パル
スモータを応用した例を説明したがこれに限定されるも
のでなく、各種のサーボモータを利用しても同様の効果
が得られることは云うまでもない。
だ実施例について説明したが、永久磁石は適宜分割して
も同様の効果が得られる。また、第１，第２，第３の電
気アクチュエータとして、いわゆるハイブリット形パル
スモータを応用した例を説明したがこれに限定されるも
のでなく、各種のサーボモータを利用しても同様の効果
が得られることは云うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】このように構成し、第１及び第２のアク
チュエータあるいはさらに第３のアクチュエータを組み
合わせ付勢することで、出力軸10あるいは出力軸12は第
１及び第２のアクチュエータの作用角度で決まる円錘体
内の任意の位置へ、出力軸端を位置決めすることが可能
となる。また、第１及び第２のアクチュエータあるいは
さらに第３のアクチュエータの永久磁石を共用すること
によって、極めて簡単な構造とすることができる。各ア
クチュエータには、永久磁石を用いる通常の電気モータ
いわゆるブラシレスＤＣサーボモータと同一の原理のも
のを、ある作動角度で利用することができるので、大ト
ルク大出力を得ることが容易となる。
チュエータあるいはさらに第３のアクチュエータを組み
合わせ付勢することで、出力軸10あるいは出力軸12は第
１及び第２のアクチュエータの作用角度で決まる円錘体
内の任意の位置へ、出力軸端を位置決めすることが可能
となる。また、第１及び第２のアクチュエータあるいは
さらに第３のアクチュエータの永久磁石を共用すること
によって、極めて簡単な構造とすることができる。各ア
クチュエータには、永久磁石を用いる通常の電気モータ
いわゆるブラシレスＤＣサーボモータと同一の原理のも
のを、ある作動角度で利用することができるので、大ト
ルク大出力を得ることが容易となる。
【図１】図１は本発明の２組のアクチュエータを直交に
配置した多次元作動アクチュエータの説明図である。
配置した多次元作動アクチュエータの説明図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ矢視方向断面図である。
【図３】図３は第３のアクチュエータを持つ多次元作動
アクチュエータの説明図である。
アクチュエータの説明図である。
【図４】図４は図３のＢ−Ｂ矢視方向断面図である。
１ 第１のアクチュエータ ２ 固定子 ３ 出力軸中心線 ４ 可動片 4a 可動片 4b 可動片 ５ 回転片 5a 回転片 5b 回転片 ６ 第２のアクチュエータ ７ 固定子 ８ 回転片 ９ 出力軸中心線 10 出力軸 11 第３のアクチュエータ 12 出力軸 13 固定子 14 回転子 15 永久磁石 16a 軸受 16b 軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 岩夫 千葉県習志野市津田沼２−17−１千葉工業 大学内
Claims (3)
- 【請求項１】 出力軸を多次元に作動させる電気式のア
クチュエータにおいて、回転的に作動する第１のアクチ
ュエータの出力軸中心線と第２のアクチュエータの出力
軸中心線が直交するように配置し、両アクチュエータの
出力軸が共通の出力用可動片に取り付けられることを特
徴とする多次元動作アクチュエータ。 - 【請求項２】 共通の出力用可動片上の第１及び第２の
アクチュエータ出力軸中心線が直交する点に、それと垂
直な出力軸を有する第３のアクチュエータを有すること
を特徴とする請求項１記載の多次元作動アクチュエー
タ。 - 【請求項３】 永久磁石をそなえ、これを共用したこと
を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の多次元作
動アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8926793A JPH06284673A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 多次元作動アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8926793A JPH06284673A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 多次元作動アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284673A true JPH06284673A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13965983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8926793A Pending JPH06284673A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 多次元作動アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06284673A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007097267A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 多自由度アクチュエータ |
| US7712982B2 (en) | 2007-03-28 | 2010-05-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Actuator |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP8926793A patent/JPH06284673A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007097267A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 多自由度アクチュエータ |
| JP4641237B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-03-02 | 住友重機械工業株式会社 | 多自由度アクチュエータ |
| US7712982B2 (en) | 2007-03-28 | 2010-05-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Actuator |
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