JPS5932353A - 往復駆動アクチユエ−タ - Google Patents

往復駆動アクチユエ−タ

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JPS5932353A
JPS5932353A JP14075282A JP14075282A JPS5932353A JP S5932353 A JPS5932353 A JP S5932353A JP 14075282 A JP14075282 A JP 14075282A JP 14075282 A JP14075282 A JP 14075282A JP S5932353 A JPS5932353 A JP S5932353A
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JP
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electrode
movable
fixed electrode
movable element
cylindrical
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JP14075282A
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JPS6243429B2 (ja
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Masahiro Honma
正宏 本間
Iwane Inokuchi
井之口 岩根
Naohiko Inoue
井上 直彦
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/12Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
    • H02K33/14Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems wherein the alternate energisation and de-energisation of the two coil systems are effected or controlled by movement of the armatures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、被駆動体を往復動させるための往復駆動ア
クチュエータに関する。
従来、往復駆動アクチュエータとして、例えば第1図又
は第2図に示すようなものがある(実開昭56−358
90号公報参照)。
まず、第1図に示す往復駆動アクチュエータは、軟磁性
体からなる筒状ヨーク1内に、ベークライトからなるボ
ビン2,3に相隣合う部分に同極が発生するように巻回
してなる一対の筒状電磁コイル4,5を嵌挿し、この一
対の筒状電磁コイル4゜5内に、軸線方向に磁化された
円柱状マグネット6の両端部に1ijil枳片7,8及
びシャフト日、10を一体に固着してなる可動子11を
、そのシャツh9. 10を端板12.13で支持して
、筒状電磁コイル4,5の軸線方向に変位可能に配設し
て構成したものである。
この往復駆動アクチコエータにおいては、マグネット6
が図示のように左側がN極、右側がS極に着磁されてい
る場合に、電磁コイル4,5に相隣合う部分がN l&
 、両端がS極になる励磁電流を流すと、マグネツ1〜
BのN極側は電磁コイル4のS極側と吸引し合い、S極
側は電磁コイル5のS極側と反発し合うので、可動子1
1が図で左方向に変位する。
また、電磁コイル4,5に相隣合う部分がS極。
両端がN極になる励磁電流を流すと、マグネツ1〜6の
N極側は電磁コイル4のN極側と反発し合い、S極側は
電磁コイル5のN極側と吸引し合うので、可動子11が
図で右方向に変位する。
次に、第2図に示す往復駆動アクチュエータは、一対の
電磁コイル4,5内に、両端にシャツ1〜9゜10を固
着した円柱状ヨーク18の両端部に径方向に磁化された
2個のマグネツ1−IEI、20を固着してなる可動子
21を軸線方向に変位可能に配設したものであり、可動
子21の変位原理は第1図に示すものと同様である。
このような従来の往復駆動アクチュエータにおいて、可
動子の微小変位を検出する場合には、シャツ1〜に差動
変圧器の可動コアを直結したり、可動子に検知レバーを
嵌合して渦電流方式又はインダクタンス方式の検知セン
サを外付けしなければならなかった。
しかしながら、差動変圧器や渦電流又はインダクタンス
方式の検知センI月J:、fi磁コイル等による磁界の
影響を受(Jて検出精度が悪くなるので、高精度に検出
するためには磁気シールド等が必要になり、装置が大型
化する。
また、検知レバーを用いると、機械的振動が生じ易くな
って制御系と共振現象を起し易くなり、高精度の変位検
出ができないという不都合がある。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、1−
述のような往復用ス動アクチュエータにおいて、装置を
大型化することなく、可動子の変位量を高精度に検出で
きるようにすることを目的とする。
そのため、この発明に。1:る往復駆動アクチュエータ
は、−苅の筒状電磁コイルの内周面側又は外周面側に導
電体からなる固定電極を、可動子の外周面に固定電極と
対向する可動電極を夫々設け、可動子の変位による可動
電極の変位に伴う固定電極と口f[[、極との間の静電
容量の変化を検出することにJニー]で可動子の変位量
を検出できるように1、hものである。
−、S − 以下、この発明の実施例を添付図面の第6図以降を参照
して説明する。なお、第1図及び第2図と対応する部分
には同一符号を付してその部分の説明は省略する。
第6図は、この発明を実施した軸線方向磁化型の往復駆
動アクチュエータの一例を示す縦断面図である。
この往復駆動アクチュエータにおいては、一対の筒状電
磁コイル4,5をボビン状に形成した導電体からなる筒
状の第1.第2の固定電極31゜32に巻回してヨーク
1内に嵌挿すると共に、可動子11の外周面に第1.第
2の固定電極31゜32と対向する導電体からなる筒状
の可動電極33を嵌挿している。
そして、第1.第2の固定電極31.32及び可動電極
33には端子34.35及び36を接続し、またヨーク
1と第1.第2の固定電極61゜32との間には絶縁用
の絶縁フィルム37を介装している。なお、端子36は
可動電極′53の変位に影響を及ぼさないように接続す
る。
4− このように構成したので、可動子11が図で左方向へ変
位すると、第1の固定電極31と可動電極33との対向
面■Rが広くなって両電極31゜33間の静電容量が大
きくなるのに対し、第2の固定型+4232と可動電極
33との対向面積が狭くなって両11i1@32.33
間の静電容量が小さくなる。
これに対して、ii[動子11が図で右方向へ変位する
と第1の固定1f極31と可動電極33との対向面積が
1)(<なって両型+4j31.33間の静電容b1が
小さくなるのに対し、第2の固定電極32とFil j
llIl電極63との対向面(Uが広くなって両電極3
2.33間の静?it容旦が大きくなる。
このにうに、可1111+子11の変位に応じて第1゜
第2の固定電極31.32と可動電極7S3との間の8
静電容址が変化するので、その静電容量を検11’、−
4ることによってji(動子11の変位量殻検出できる
このように、往復駆動アクチュエータに静電客足型変位
センサを一体的に組み込んでいるので、電磁コイル4,
5等による磁界の影響を受けることなく高精度に可動子
11の変位量を検出でき、磁気シールド等も不要である
また、この実施例では電磁コイル4,5の各内周面を保
持する部材を第1.第2の固定電極31゜32が兼ねて
いるので、固定電極を別途設ける場合よりも構成が簡単
になる。
第4図は、この発明を実施した径方向磁化型の往復駆動
アクチュエータの一例を示す縦断面であり、可動子21
の変位量を検出するための固定電極及び可動電極等の構
成は第6図と同様であるので、同〜符号を付してその説
明は省酩する。。
第5図は、この発明を実施した往復l駆動アクチュエー
タの制御部の一例を示すブロック図である。
同図において、制御回路40は、各種のパラメータ、例
えばこの往復駆動アクチュエータを内燃機関に用いた場
合には機関の各種動作パラメータを示す信号5n(n=
1・・・n)を入力して被駆動体の指定位置を演算する
演算回路41の出力信号Doと、可動子11の位置を検
出するセンサ回路42の検出位l11(8号・V()と
を入力して、被駆動体が指定位置にijNるにうに駆動
回路43を介して電磁コイル4,5の励磁電流を制御し
て可動子11を変位させる。
第6図は、第5図のセンサ回路の一例を示す回路図であ
る。
同図において、コンデンサc、、c2は、夫々第5図の
往復駆動アクチュエータの第1.第2の固定i′Ii極
31,32ど可動電極36との間の静電容量で、ν、る
そして、こ4−シ等のコンデンサC,,C2を直列接続
して、]1(抗R,,R2とによって交流ブリッジ回路
45撃形成し、この交流ブリッジ回路45のa、1)点
に交流電源46の交流電圧を印加している。(第5図の
端子36,34.35がそれぞ4し第6図のCHn g
 11点に相当する。)この交流ブリッジ回路45のc
、d点から出力される不平衡電圧を余波整流回路47で
全波整流して差動増幅器4Bで増幅した後、ダイオード
1〕I、抵抗R3及びコンデンサC3からなるピー7− クホールド回路4日でピーク値をホールドし、バッファ
回路50を介してアナログ電圧VOを出力するように構
成しである。
ここで、可動子11の変位量検出の原理について説明す
る。
一般に、誘電体中の同心円筒状の2つの電極間の静電容
量Cは、真空の誘電率(8,85X10  [F/in
] )をε。、誘電体の比誘電率をεS、電極の面積を
S [m2] 、電極間の距離をd [m]とすると、
C=8.85X1σ゛′−μヒ旦[1i” ]で表わさ
れる。
この回路においては、第1の固定電極31と可動電極3
3との間の静電容量を01.第2の固定電極32と可動
電極36との間の静電容量をC2として、交流ブリッジ
回路45の一片に介挿している。
したがって、この交流ブリッジ回路45から出力される
不平衡電圧eは、印加電圧をVsとすると。
e−−K ”  ”  −Vs  (KはR,、R2に
より決まる定数)C1+C2 8− で表わされ、この場合、第1.第2の固定電極31.3
2と可動電極33との対向距離を各々rt、、a2とす
ると(第5図参照)、不平衡電圧eと対向1/l!M 
” + +  92どの関係は、e −−K−イー!−
−−−’!”−(t+ +72−一定)t + −t4
2 で表わされる。
し、たがって、不平喚1電圧eを求めることにより、i
i(動子11の変位置が得ら′4Lる。
な、1′;、第6図のセンサ回路における出力電圧Vl
lど可動子11の変位置との関係の一例を第7図に示し
である。
また、第1、第2の固定電極31.32と可動電極32
1との間の各静電容量の検出は、例えばCR発振器を構
成して周波数変化として、あるいは遅延回路を構成して
遅延時間の変化として検出することもでき、」1記の検
出方法に限られない。
なお、」1記実施例においては、固定電極が一対の電磁
コイルの各内周面を保持する第1.第2の固定電極から
なる例について述べたが、これに限るものではないこと
は勿論である。
例えば、固定電極を一対の電磁コイルの各外周面を保持
する第1.第2の固定電極によって構成してもよく、ま
た1個の固定電極を一対の電磁コイルの内周面側又は外
周面側に設けてもよく、要は可動子の変位に伴う可動電
極の変位によって静電容量が変化するように固定電極を
設ければよいのである。
以上説明したように、この発明によれば、往復駆動アク
チュエータに静電容量型変位センサを一体的に組み込ん
だので、装置の大型化を招くことなく、可動子の変位量
を高精度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、従来の往復駆動アクチュエータの
異なる例を示す縦断面図である。 第3図は、この発明の一実施例を示す縦断面図、第4図
は、この発明の他の実施例を示す縦断面図、第5図は、
第3図の往復駆動アクチュエータの制御部の一例を示す
ブロック図、 第6図は、そのセンサ回路の一例を示す回路図、第7図
は、その出力電圧VOと可動子の変位量との関係の一例
を示す線図である。 1・・・ヨーク    4,5・・・電磁コイル6.1
9.20・・・ングネッh7,8・・・磁極日、10・
・・シャツh11.21・・・可動子20・ヨーク  
 31・・・第1の固定電極32・・第2の固定電極 
 33・・・可動電極37・・絶縁フィルム 第1図 第2図 第3図 7 6 33 8 第4図 19 18  33  20 手続補正書(自負 昭和57年9月17日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 特願昭57−140752 2、発明の名称 往復駆動アクチュエータ 3、補正をする考 事件との関係   特許出願人 神奈川県横浜市神奈用区宝町2番地 (399)日産自動車株式会社 代表者   石 原   俊 4、代理人 東京都豊島区東池袋1丁目20番地5 6、補正の内容 図面の「第2図」及び「第4図」を本書に添付した訂正
図面のとおり補正する。 7、添付書類 訂正図面(第2図、第4図)       1通第2図 42351 ”、I’、/1 第4図 手続補正書(自船 昭和57.郷9月25日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 特願昭57−1.40752号 2、発明の名称 往復駆動アクチュエータ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 神奈川県横浜市神奈用区宝町2番地 (399)日産自動車株式会社 4、代理人 東京都豊島区東池袋1丁目20番地5 (1)明細書の図面の簡単な説明の欄 (2)   図   面 6、補正の内容 (1)  明細Ml第12頁第6行の「20・・・ヨー
ク」を、Ii’18・・・円柱状ヨークjと補正する。 (2) 図面の「第4図1を本書に添付した訂正図面の
とオ戸フ補ifする。 7、添イ・1計類 d1正図面(第4図)        1通第4図 19 18 33  20

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 相隣り合う部分に同極が発生するように巻回した一
    対の筒状電磁コイル内に、永久磁石を一体とする可動子
    を軸線方向に変位可能に配設してなる往復駆動アクチュ
    エータにおいて、前記一対の電磁コイルの内周面側又は
    外周面側に導電体からなる筒状の固定電極を、前記可動
    子の外周面に前記固定電極と対向する導電体からなる筒
    状の可動電極を夫々設けたことを特徴とする往復駆動ア
    クチュエータ。 2 固定電極が、前記一対の電磁コイルを各々保持する
    第1.第2の固定電極からなる特許請求の範囲第1項記
    載の往復駆動アクチュエータ。
JP14075282A 1982-08-13 1982-08-13 往復駆動アクチユエ−タ Granted JPS5932353A (ja)

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