KR950006628B1

KR950006628B1 - 로터리 액튜에이터

Info

Publication number: KR950006628B1
Application number: KR1019880000368A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 고시다; 아끼히사 다시로
Original assignee: 오끼뎅끼 고오교오 가부시끼가이샤; 하시모도 나미오
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1995-06-19
Also published as: US4870335A; JPS63302754A; JPH0681478B2; KR890010431A

Abstract

내용 없음.

Description

로터리 액튜에이터

제1도는 본 발명에 의한 로터리 액튜에이터에 일실시예를 표시한 외관사시도.

제2도는 종래의 회동동작기구의 사시도.

제3도는 지엽분리 기구의 설명도.

제4도는 다른 종래예인 로터리 솔레노이드의 일부절단 사시도.

제5도는 본 실시예의 요부평면도.

제6도는 제5도를 V-V선 방향에서 본 경우의 단면도.

제7도는 동 실시예의 분해사시도.

제8도는 동 실시예의 동작원리도.

제9도는 동 실시예의 회로도.

제10도는 동 실시예의 제어신호의 파형도.

제11도는 동 실시예의 전원투입시의 플로우챠트.

제12도는 동 실시예의 통상 동작시의 플로우챠트.

제13도는 동 실시예의 지엽분리기구에 적용한 경우의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 로터리 액튜에이터 21 : 하측케이스

22 : 상측케이스 23,24 : 자석

25a,25b : 고정코일 26 : 가동부

26a : 가동코일 26b : 샤프트

26e,26f : 가동자석

본 발명은 전기에너지를 제어된 회전력에 전환하는 로터리 액튜에이터에 관한 것이다.

종래부터 예를들면 지엽류분리를 하는 장치등에는 제2도 및 제3도에 표시한 바와같은 블레이드의 전환기구가 비치되어 있다. 제2도는 일한 종래에의 지엽류분리기구를 표시한 사시도이고 동도면에 있어서 1은 플렌저형 솔레노이드, 1a는 플렌저, 2는 링크, 3은 레버, 4는 샤프트, 5는 블레이드, 6은 복귀 스프링이다.

상기 구성에 있어서 솔레노이드(1)에 내장된 전자 코일을 여자하면 플렌저(1a)가 솔레노이드(1)측에 흡입되며 이 플렌저(1a)의 동작에 연동하여 링크(2)가 화살표 A방향에 동작한다. 그러면 레버(3)는 그 상단측을 화살표 A방향으로 이동시키는 것이 되고 샤프트(4)는 블레이드(5)와 같이 화살표 B방향에 회동한다. 제3도는 상기 지엽류 분리기구를 지엽류 반송경로(7)에 구비시킨 경우를 표시하며 상기 솔레노이드(1)의 여자에 의하여 블레이드(5)가 도면중 실선위치에서 도면중 파선위치에 전환되어 반송로울러(8)에 의하여 도면중의 C측에서 반송되어 오는 지엽류를 경로 D로 반송한다.

또 솔레노이드(1)를 무여자로 하면 레버(3)는 그 상단부를 도시없는 틀체사이에 소정의 장력을 유지하면서 착설된 복귀스프링(6)의 작용에 의하여 화살표 E방향에 복귀한다. 그러면 샤프트(4)는 화살표 F방향에 회동하고 이에 수반하여 블레이드(5)가 제3도의 파선위치에서 실선위치에 전환되어 반송 로울러(8)에서 반송되어 오는 지엽류를 경로 G에로 반송하게 된다.

또 상기 플렌저형 솔레노이드(1)에 대신하여 제4도에 표시한 바와같은 로터리 솔레노이드를 사용하는 경우도 있다. 동도면은 로터리 솔레노이드(10)의 일부 절단사시도이고 동도면에 있어서 11은 케이스, 12는 베이스, 13은 코일이고 이상으로 고정부분을 구성한다. 또 14는 회전자, 15는 회전자(14)에 고정된 샤프트이고 이들로 가동부분을 구성한다. 고정부분에 있어서 케이스(11)의 상부에는 대략 반원형 단면형상으로 뚫어 설치된 홈(16)(볼레이스)이 회전자(14)의 회전방향 H에 연장 형성되어 있고 이 볼레이스(16)에는 회전자(14)와 케이스(11)의 사이에 개재하여 회전자(14)를 회전가능하게 지지하는 복수개의 볼(도시없음)이 전동(轉動) 자재하게 배치되어 있다. 또 볼레이스(16)은 H방향에 대하여 저변에 경사를 갖게 하였으며 볼레이스(16)의 깊이가 서서히 증가되도록 형성되어 있다.

이러한 구성에 있어서 코일(13)을 여자하면 회전자(14)는 화살표(I)방향에 끌어당겨지며 이때 회전자(14)는 볼레이스(16)의 깊이가 깊은 H방향으로 회동한다. 코일(13)을 무여자로 하면 도시없는 복귀스프링에 의하여 회전자(14)는 H방향과 반대방향으로 회동하여 원위치에 복귀한다. 그러하지만 상기한 종래 실시예에 있어서는 이하와 같은 문제점이 발생하였다.

제2도에 표시한 종래예에 있어서는 플렌저(1a)의 직선운동을 회전운동으로 변환하기 위하여 링크(2)나 레버(3)와 같은 기구가 필요하게 되어 구성부품의 점수가 많아진다. 이 때문에 구성부품의 실장면적이 커지게 되어 결과적으로 장치의 소형화를 저해하는 요인이 되는 문제점이 생기고 있었다.

또 플렌저(1a)의 흡인동작은 복귀스프링(6)의 힘을 눌르고 이루어져야만 하며 이 때문에 강한 힘을 작용시키고 있기 때문에 리바운드가 생기기 쉽고 또 복귀 스프링(6)에 의한 플렌저(1a)의 복귀동작에 있어서도 리바운드가 생기기 쉽다. 따라서 블레이드(5)의 안정동작이 얻기 어렵게 되어 지엽류분리기구에 적용할 경우등에는 잼등의 장해가 발생하기 쉽다는 문제점이 발생하고 있었다.

또, 제3도에 표시한 종래예에 있어서는 직선운동을 회전운동으로 변환하기 위한 기구는 불필요하고 구성부품의 점수는 적을 뿐더러 로터리 솔레노이드(10)의 제작에 당면하여 볼레이스(16)의 가공등에 고도의 가공정밀도가 요구되어서 제작의 곤란성이 높고 이때문에 가격이 높아진다는 문제점이 있었다. 더우기 복귀스프링에 반항하여 회전운동을 시키고 있기 때문에 회전속도가 느리고 지엽류분리기구에 적용한 경우등에는 분리처리 속도가 저하되는 문제점이 발생되고 있었다. 그러므로 본 발명은 종래기술의 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적으로 하는바는 리바운드가 적고 고속동작이 가능하며 소형으로 가격이 저렴한 로터리 액튜에이터를 제공하고저 하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 제1의 발명에 의한 로터리 액튜에이터는 케이스와 상기 케이스에 회동가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향으로 연장된 권선부를 가진 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하듯이 이 극을 대향시켜서 배치하여 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자속을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부에 나가지 않도록 상기 샤프트의 회동범위를 제한하는 회동제한수단과 상기 가동코일에 전류를 유동하는 구동수단들을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

또 제2의 발명에 의한 로터리 액튜에이터는 케이스와 상기 케이스에 회동가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향에 연신하는 권선부를 가진 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하듯이 이극을 대향시켜서 배치하여 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자속을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 않도록 상기 샤프트의 회동범위를 제한하는 회동제한수단과, 상기 가동코일의 쌍방향에 전류를 유통하게 할 수 있는 구동수단과 상기 가동코일의 위치를 기억하고 상기 구동수단에 의하여 이 위치정보에 기준한 방향의 전류를 상기 가동코일에 유통을 제어하는 제어수단과를 보유하는 것을 특징으로 하는 것이다.

더우기 제3의 발명에 의한 로터리 액튜에이터는 케이스와 상기 케이스에 회동가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향에 연장된 권선부를 가진 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하듯이 이극을 대향하게 배치하여 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자속을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 않도록 상기 샤프트의 회동범위를 제한하는 회동제한수단과 상기 지지부재의 회동방향의 끝부분에 비치되는 가동자석과 상기 케이스에 비치되어 상기 가동자석에 대향하는 고정자석으로 되어 상기 가동자석 또는 상기 고정자석의 적어도 일방을 전자석으로 한 회동보조수단과 상기 가동코일과 상기 전자석에 비치된 코일에 전류를 유통하는 구동수단과를 가지고 있음을 특징으로 한 것이다.

제1의 발명에 있어서는 케이스에 대하여 회동 가능하게 지지되는 샤프트에 지지부재를 개재하여 가동코일을 비치하고 이 가동코일이 샤프트를 중심으로 하여 방사방향에 연장되는 권선부가 있게 구성하고 있다. 또 가동코일의 근방에는 가동코일이 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치하는 동시에 이 가동코일을 협삽하듯이 이극을 대향시켜서 배치한 자석이 비치되어 있고 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자속을 형성하고 있다. 따라서 구동수단에 의하여 가동코일에 전류를 유통하면 상기 권선부의 전류는 자석이 형성하는 자속과 교차하는 방향에 유통하는 것이 되며 가동코일에는 플레밍의 왼손법칙에 따라서 상기 전류방향과 상기 자속의 방향의 쌍방에 직교하는 방향에 전류치와 상기 전류에 직교하는 자속의 강도의 성분에 상응한 크기의 힘이 작용한다.

따라서 지지부재는 그 자유단측을 가동코일과 함께 이동시켜서 샤프트를 회동시키고 이 샤프트를 개재하여 회전력을 외부로 출력한다. 더우기 회동제어수단은 가동코일의 상기 권선부가 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 않도록 지지부재의 이동범위를 규제하여 샤프트의 회동범위를 제한하는 기능을 달성한다. 또한 제2의 발명에 있어서는 가동코일의 쌍방향에 전류를 유통할 수 있는 구동수단과 가동코일의 위치를 기억하고 가동코일에 흐르는 전류의 방향을 제어하는 제어수단과를 구비하므로서 기억된 가동코일의 위치에 기준하여 가동코일에 유통할 전류의 방향을 설정할 수 있다. 따라서 가동코일에는 쌍방향의 힘을 선택하여 작용시킬 수가 있으므로 샤프트를 어떠한 방향에도 회동시킬 수가 있다.

더우기 제3의 발명에 있어서는 지지부재의 회동방향의 끝부분에 가동자석을 구비함과 함께 케이스의 가동자석 대향위치에 고정자석을 구비하고 이 가동자석 또는 고정자석의 적어도 일방을 전자석으로 하여 회동보조수단을 구성하고 구동수단에 의하여 가동코일과 상기 전자석에 구비된 코일에 전류를 유통하도록 하고 있다. 따라서 플레밍의 왼손법칙에 따라서 가동코일에 힘을 작용시킬 뿐만 아니라 회동보조수단의 가동자석과 고정자석의 사이에 작용하는 흡인력 또는 반발력에 의하여 지지부재에 힘을 작용시킬 수가 있으므로 지지부재를 일층 빠르게 동작시키는 기능을 갖고 있다. 또 가동자석을 고정자석에 지지고정되게 하였으므로 쌍방향 지지형이며 또한 리바운드가 적은 고속동작을 실현할 수 있는 것이다.

이하에서 본 발명을 도시한 실시예에 기준하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 로터리 액튜에이터의 일실시예를 표시한 외관사시도, 제5도는 동실시예의 요부를 표시한 평면도, 제6도는 동실시예를 제5도의 V-V선 방향에서 본 경우의 단면도, 제7도는 동실시예의 분해사시도이다. 도면에 있어서 21은 하측케이스, 22는 상측케이스, 21a 및 21b는 하측케이스(21)의 내측에 돌설 형성된 폴피이스, 25a 및 25b는 폴피이스(21a), (21b)의 외주에 구비된 고정코일, 23 및 24는 영구자석이고 이상으로 로터리 액튜에이터(20)의 고정부를 대략 구성하고 있다.

또 26a는 가동코일 26b는 지지부재, 26c는 샤프트, 26d 및 26e는 지지부재(26)의 양측부에 착설된 가동자석이고 이상으로 로터리 액튜에이터(20)의 가동부(26)를 대략 구성하고 있다. 더우기 27은 샤프트(26c)를 상측케이스(22)에 회동자재하게 지지하는 축받이이다.

상기 구성에 대하여 제7도에 기준하여 상세하게 설명한다. 우선 고정부에 대하여 설명하면 하측 케이스(21)의 양측부에는 측판(21c), (21d)이 입설되어 있고 측판(21c), (21d)의 상단부에는 돌기부(21e)와 (21f)가 형성되어 있다. 일방 상측 케이스(22)에는 구멍(22b)(22c)이 형성되어 있어 상기 측판(21c), (21d)의 돌기부(21e), (21f)를 구멍(22b), (22c)에 끼워맞춰서 케이스를 구성하고 있다. 하측케이스(21)에는 영구자석(23)이 접착제등에 의하여 고착되어 있고 동일하게 상측케이스(22)에는 영구자석(24)이 접착제등에 의하여 고착되어 있다. 영구자석(23)은 가동부(26)의 이동방향(제5도의 Y방향에 해당)에 대하여 S극과 N극의 손으로 착자되어 영구자석(24)은 가동부(26)의 이동방향에 N극과 S극의 순으로 착자되어 있으며 또 영구자석(23)과 영구자석(24)는 가동코일(26a)을 협삽하도록 상호이극을 대향시켜서 배치되어 있다.

또, 하측케이스(21)의 측판(21c), (21d)의 내면에는 폴피이스(21a), (21b)가 돌설형성되어 있고 폴피이스(21a), (21b)의 외주에는 고정코일(25a), (25b)이 착설된다. 여기에서 폴피이스(21a), (21b)는 철등의 자성체에 의하여 형성되어 있어 고정코일(25a), (25b)에 전류를유통하므로서 전자석으로 기능한다.

한편 상측케이스(22)에는 구멍(22a)이 형성되어 있고 구멍(22a)에는 가동부(26)의 샤프트(26c)를 지지하는 축받이(27)과 끼워져 있다.

다음은 가동부(26)에 대하여 설명한다.

가동부(26)는 상측케이스(22)에 비치되어 있는 축받이(27)에 회동가능하게 지지된 샤프트(26c)에 의하여 부재를 구비하여 구성되어 있다.

샤프트(26c)에는 판상의 지지부재(26b)가 착설되며 이 지지부재(26b)의 자유단측에는 가동코일(26a)이 착설되어 있다. 더우기 샤프트(26c)는 제6도에 표시한 바와같이 그 하단에 원구(26g)를 돌설시킨 상태로 파묻혀있고 이 원구(26c)의 선단부에 하측케이스(21)에 비치된 스프링(29)과 맞닿아 샤프트(26c)를 상방으로 가세하고 있다.

이와같이 샤프트(26c)를 상방으로 가세하므로서 가동코일(26a)은 영구자석(23)과 (24)과의 사이의 적당한 위치에 샤프트(26c) 길이방향에 다소의 자유도를 간직하면서 유지되게 된다.

더우기 원구(26g)는 내마모성이 풍부한 재료로 형성되어 있고 축받이(27)와 함께 샤프트(26c)의 회동중심이 된다.

또 가동코일(26a)은 샤프트(26c)를 중심으로 하여 방사방향으로 연장되는 권선부(26aa)(26bb)와를 보유하고 있고 이들 권선부(26aa)(26ab)와는 상기 영구자석(23), (24)이 작성한 자속과 교차하는 방향에 연장되어 있다. 권선부(26aa)(26ab)와는 일측(예를들면 26aa)이 영구자석(23)(24)의 대향하는 한쌍의 이극(예를들면 영구자석 23의 S극과 24의 N극)사이에 위치할때 타측(26ab)은 같은 한쌍의 이극간에는 존재하지 않는다는 치수관계를 갖고 있다. 그리하여 본 실시예에서는 가동코일(26a)의 리이드선은 상기 고정코일(25a), (25b)의 리이드선과 직렬로 접속되어 있어 후에 표시한 구동회로에 의하여 동시에 전류가 유통된다.

더우기 지지부재(26b)의 자유단측의 양측부이며 케이스(22)의 폴피이스(21a)(21b)에 대향하는 위치에는 홈(26d)이 형성되어 있고 홈(26d)에는 가동자석(26e), (26f)이 고착되어 있다. 따라서 가동부(26)는 그 회동에 당면하여 가동자석(26e)(26f)를 폴피이스(21a), (21b)에 맞닿게 하므로 샤프트(26c)의 회동범위는 가동자석(26e), (26f)의 맞닿음에 의하여 제한되게 된다.

따라서 본 실시예에서는 폴피이스(21a), (21b)와 지지부재(26b)의 가동자석(26e), (26f)으로 샤프트(26c)의 회동범위 제한수단을 구성하고 있다.

더우기 또 본 실시예에서는 폴리피이스(31a), (21b)와 고정코일(25a), (25b)로 구성되는 전자석과 전자석에 대향한 가동자석(26e), (26f)에 의하여 회동보조수단을 구성하고 있다.

더우기 회동범위 제한수으로서는 상기 구성에 한정되지 않고 지지부재(26b)의 적당한 위치에 충당하는 다른 부재를 케이스측에 설치한 구성을 하여도 된다. 이 경우에는 충당부재의 재질을 자유롭게 선택할 수 있으므로 충당시의 소음이나 리바운드의 저하를 도모하는 것도 가능하게 된다.

또 상기 설명에서는 회동보수단을 구성하는 전자석을 케이스측에 구비한 경우에 대하여 설명하였지만 전자석을 가동부(26)측에 비치하는 것도 가능하다.

더우기 회동보조수단을 구성하는 전자석과 가동자석(26e), (26f)을 지지부재(26b)의 양단에 비치한 경우에 대하여 설명하였으나 이에 한정되지 않고 어느 일단에만 비치하여도 된다.

다음을 로터리 액튜에이터(20)의 동작에 대하여 제5도 및 제8도에 기준하여 설명한다.

제5도 및 제8도에 기준하여 설명한다.

제8도는 로터리 액튜에이터(20)의 동작원리를 표시한 설명도이고 동도면(a)는 제5도에 표시된 가동코일(26a)의 위치와 동위치의 경우를, 동도면(b)는 제5도에 표시된 가동코일(26a)의 위치와 반대측의 위치의 경우를 표시하고 있다.

또 동도면에 있어서 기호 ⊙와

와는 전류의 방향을 표시하고 있고 기호 ⊙는 지면에서 앞방향에 전류가 유통하고 있는 상태를, 기호

는 지면에 향하여 전류가 유통하고 있는 상태를 표시하고 있다.

동도면에 표시한 바와같이 샤프트(26c)를 중심으로 방사방향에 연장하는 가동코일(26a)의 권선부(26aa), (26ab)는 영구자석(23), (24)에 의하여 형성되는 자속대의 일측을 권선부(26aa)가 교차하고 있을때의 타측은 권선부(26ab)가 교차하도록 구성되어 있다. 따라서 동도면(a)의 위치(이하 우단위치라고 칭한다)에 있을때에는 도시한 방향에 전류를 유통하므로서 권선부(26aa), (26ab)에 플레임의 왼손법칙에 의한 화살표 X방향의 힘을 작용시킬 수가 있다. 또 동도면(b)의 위치(이하 최단위치라고 칭한다)에 있을때에는 도시한 방향에 전류를 유통하므로서 권선부(26aa), (26ab)에 화살표 Y방향의 힘을 작용시킬 수가 있다.

더우기 본 실시예에 있어서, 가동코일(26a)에 전류를 유통하면 동시에 회동 보조수단의 고정코일(25a), (25b)에도 전류가 유통하여 지지부재(26b)의 회동방향에 화살표 X방향 또는 화살표 Y방향의 힘을 작용시켜서 지지부재(26b)의 회동동작을 보조한다.

즉 권선부(26aa)와 (26ab)에 화살표 X방향의 힘을 작용시킬 때에는 가동자석(26e)과 전자석으로 작용하는 폴피이스(21a)와의 사이에 흡인력을 작용시킴과 함께 가동자석(26f)과 전자석으로 작용하는 폴피이스(21b)와의 사이에 반발력을 작용시키게 하는 방향에 고정코일(25a), (25b)의 전류를 유통하고 있다. 따라서 가동부(26)가 우단위치에서 좌단위치(화살표 X방향)에 이동할때에는 가동코일(26a)에 작용하는 힘에 더하여 회동보조수단에 의한 힘이 작용하므로 가동부(26)의 회동동작이 지극히 빠르게 된다.

또 가동부(26)를 좌단위치에서 우단위치(화살표 Y방향)에 이동할때에도 동일하게 회동보조수단에 의한 힘을 작용시켜서 가동부(26)의 회동동작을 빠르게 할 수가 있는 것이다. 또 좌단위치 또는 우단위치의 어느 것에 정지하고 있을 경우에 있어서도 가동코일(25a)(25b)에 유지전류를 유통하지 않고 가동자석에 의하여 폴피이스를 흡인하여 두므로 가동부(26)를 일정위치에 고정유지해 둘 수가 있다.

다음은 로터리 액튜에이터(20)의 제어동작에 대하여 설명한다.

제9도는 로터리 액튜에이터(20)의 동작회로를 표시한 회로도. 제10도는 이 동작회로에 있어 신호파형도이다. 이 동작회로에 있어서는 제어부(30)에서 제어신호선 J에 제어신호로서 논리치 1(이하 제어신호 1이라고 호칭한다)이 출력되어 제어신호선 K에는 제어신호로서 논리치 0(이하 제어신호 0이라고 호칭한다)이 출력된다.

그러면 트랜지스터(Tr1)과 트랜지스터(Tr4)가 온 상태가 되어 트랜지스터(Tr2)와 트랜지스터(Tr3)이 오프상태가 된다. 따라서 고정코일(25a), (25b) 및 가동코일(26a)에는 화살표 L방향의 구동전류가 유통하여 가동코일(26a)은 고정코일(25a)이 위치하는 방향 즉 제8a도에 표시한 우단위치에서 화살표 X방향에 이동한다. 역으로 제어부(30)에서 제어신호 J에 제어신호 0이 출력되어 제어신호선 K에 제어신호 1이 출력되면 트랜지스터(Tr1)과 트랜지스터(Tr4)가 오프상태가 되어 트랜지스터(Tr2)와 트랜지스터(Tr3)이 온상태가 되어 고정코일(25a), (25b) 및 가동코일(26a)에는 화살표 M방향의 구동전류가 유통되어 가동코일(26a)은 고정코일(25b)이 위치하는 방향 즉 제8b도에 표시한 좌단위치에서 화살표 Y방향에 이동한다.

제11도는 본 실시예의 전원투입시의 동작을 표시한 플로우챠트, 제12도는 통상 동작시의 플로우챠트이며 동도면에 따라 로터리 액튜에이터(20)의 제어동작에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

우선 제11도의 스텝(1)에 있어서 제어부(30)에 전원이 투입되면 스텝(2)에 있어서 제어부(30)에서 제어신호선 K에는 제어신호 0이 출력되며 다음에 스텝(3)에 있어서, 제어신호선 J에는 제어신호 1가 출력된다.

그러면 트랜지스터(Tr1), (Tr4)가 온상태가 되어 트랜지스터(Tr2)와 (Tr3)이 오프상태가 되어서 가동코일(26a)은 화살표 X방향에 이동한다. 이때에 스텝(4)에서는 제어부(30)에 내장되어 있는 타이머(30a)에 소정시간이 세트된다. 여기에서 타이머(30a)에 세트되는 시간은 제10도에 표시된 시간(t1)과 시간(t3)이며 이 시간은 가동코일(26a)이 화살표 X방향 또는 화살표 Y방향으로 이동하는데 충분한 길이로 설정되어 있다. 스텝(5)에서 상기 소정시간이 경과되었다고 판단되면 스텝(6)에서 제어신호선 J에 제어신호 0이 출력된다. 이때 트랜지스터(Tr1), (Tr4)가 오프상태가 되어서 코일(25a), (25b) 및 (26a)에는 전류가 유통하지 않게 되지만 가동코일(26a)은 기히 화살표 X방향으로의 이동을 완료하였고 좌단위치에 있어 가동자석(26e)과 폴피이스(21a)를 흡착시키고 있으므로 가동코일(26a)은 좌단위치의 간직을 계속한다.

더우기 제어부(30)는 가동부(26)의 위치가 좌단위치에 있는가 우단위치에 있는가를 위치프래그에 의하여 기억되고 스텝(7)에서 가동부(26)는 좌단위치에 있으므로 위치프래그를 세운다.

다음은 제12도에 따라 통상 동작에 대하여 설명한다. 우선 스텝(8)에서 로터리 액튜에이터(20)의 동작지시가 도시없는 조작파넬에 의하여 제어부(30)에 입력되면 스텝(9)에서 이 동작지시가 가동부(26)를 화살표 X방향에 이동시키는 지시인가, 화살표 Y방향에 이동시키는 지시인가의 판단을 한다. 화살표 X방향에 이동시키는 경우에는 스텝(10)에 도달하여 가동부(26)의 위치를 표시하는 위치프래그가 세워져 있는가 여부를 판단한다.

여기에서 위치프래그가 세워져 있을때에는 가동부(26)의 위치는 기히 좌단위치에 있으므로 제어부(30)에서는 제어신호를 출력되지 않고 가동부(26)는 동작되지 아니한다. 또 가동부(26)가 우단위치에 있든가 화살표 Y방향에 위치하고 있을때에는 위치 프래그가 세워져 있지 아니하므로 제어부(30)에서 제어신호가 출력되어 구동회로가 동작한다.

즉 스텝(10)에 있어서 위치프래그 세트가 되어 있지 않을 경우에는 스텝(11)에 있어서 제어부(30)에서 제어신호선 J에 제어신호 1을 출력하고 가동부(26)는 우단위치에서 화살표 X방향에 이동한다.

타이머(30a)에 세트된 시간이 경과하면 가동부(26)는 화살표 X방향에 이동을 완료하고 스텝(14)에서 제어부(30)는 제어신호선 J에 제어신호 0을 출력하고, 트랜지스터(Tr1), (Tr4)의 동작상태를 오픈상태로 하여 구동회로의 동작을 정지함과 함께 위치프래그를 세트한다. 한편 스텝(9)에 있어서 아니오로 판단되면 화살표 Y방향의 동작지시라고 판단하여 스텝(16)에 도달하고 여기에서 위치프래그가 세트되었지 않을 때에는 구동회로는 구동하지 않고 위치프래그가 세트되어 있을 때에는 스텝(17)에서 제어부(30)로부터 제어신호선 K에 제어신호 1을 출력하고 가동부(26)을 화살표 X방향에서 화살표 Y방향에 이동한다.

가동부(26)가 화살표 Y방향에 완전이동하면 스텝(20)에서 제어부(30)는 제어신호선 K에 제어신호 0을 출력하여 트랜지스터(Tr2), (Tr3)을 오프상태로 하여 구동회로의 동작을 정지함과 함께 스텝(21)에서 위치프래그를 리세트한다. 이와같이 위치프래그의 세트와 리세트에 기준하여 가동부(26)의 위치를 기억할 수 있는 동시에 가동부를 어느 방향에도 동작할 수 있으므로 복귀스프링등에 의하여 가동부(26)에 특정방향의 힘을 부여할 필요는 없고 이 때문에 고속동작이 가능하게 된다.

제13도는 상기 실시예를 적용한 지엽분리기구의 일예를 표시한 구성도이다. 동도면에 있어서 40, 41은 틀체의 일부를 표시한 것이고 로터리 액튜에이터(20)는 나사고정구멍(28)에 도시없는 나사를 통하여 틀체(40)에 고정되어 있다.

또 로터리 액튜에이터(20)는 샤프트(26a)에서 회전 운동이 얻어지기 때문에 지엽분리기구의 샤프트(4)에 직접 접속하는 것이 가능하게 된다.

따라서 제2도에 표시한 종래예와 같이 직선운동을 회전운동으로 변환하기 위한 기구가 필요없게 되어 장치의 구성이 간소화할 수 있다. 더우기 로터리 액튜에이터(20)는 상기한 바와같이 리바운드가 극히 적은 구성으로 되어 있으므로 블레이트(5)에 안정된 동작을 부여하며 더우기 입상동작이 빠르므로 블레이드의 고속전환이 가능하게 된다.

또한 상기 실시예에 있어서는 가동코일(26a)과 고정코일(25a), (25b) 리이드선을 직렬접속한 경우에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이것에 한정되지 않고 가동코일(26a)의 리이드선과 고정코일(25a), (25b)의 리이드선과를 별개로 구동회로에 접속하여도 된다. 단 이 경우에는 가동코일(26a)의 구동타이밍과 여자시간 및 고정코일(25a), (25b)의 구동 타이밍과 여자시간 구동이나 전류치는 독립하여 제어되어야만 한다.

이상 설명한 바와 같이 제1의 발명에 있어서는 구동수단에 의하여 가동코일에 전류를 유통하면 샤프트를 중심으로 방사방향에 연장하는 권선부의 전류는 자석이 형성하는 자속과 교차하는 방향에 흐르게 되어 가동코일에는 플레밍의 왼손법칙에 따라서 전류방향과 자속의 방향의 상방에 직교하는 방향에 힘이 작용하여 샤프트를 회동시킨다.

이 구성에서는 샤프트를 복귀시키기 위한 스프링수단등이 불필요하므로 입상의 빠른 회동동작이 얻어진다. 또 스프링수단은 사용하지 않으므로서 가동부에 과대한 힘을 부여할 필요는 없고 따라서 리바운드가 적은 동작을 실현할 수 있다. 더우기 본 발명에서는 직접회전운동이 얻어지므로 캠이나 링크등과 같은 구성이 필요없게 되고 이 때문에 구성이 간단하게 되어 소형화 및 가격저렴화가 가능하게 되는 효과가 있다.

또한 제2의 발명은 상기 효과에 더하여 다음 효과가 있다. 즉 구동수단에 의하여 가동코일의 쌍방향에 전류를 흐르게 하는 것을 가능하게 하고 제어수단이 가동 코일의 위치를 기억하고 가동코일에 유통하는 전류의 방향을 제어하도록 하는 것에 의하여 가동코일에 쌍방향의 힘을 선택하여 작용시킬 수 있게 하였으므로 샤프트의 회동방향을 자유로 선택할 수 있다. 따라서 샤프트의 회동에 기여하지 아니하는 허비전류를 유통하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

더우기 제3의 발명에 있어서는 지지부재의 회동방향의 끝부분에 가동자석을 구비함과 함게 케이스의 가동자석 대향위치에 고정자석을 구비하여 이 가동자석 또는 고정 자석의 적어도 일방을 전자석으로 한 회동보조수단을 구비하였으므로 구동시에 가동코일에 플레밍의 왼손법칙에 의한 힘을 작용시킬 뿐만 아니라 회동보조수단에 의하여 가동자석과 고정자석의 사이에 흡인력 또는 반발력을 작용시키는 것이 가능하게 되며 회동력 특히 기동시의 회동력을 크게 할 수가 있어 샤프트의 회동동작을 한층 빠르게 할 수가 있다. 또 가동자석을 고정자석에 의하여 유지고정할 수 있는 쌍방향 유지형으로 하였기 때문에 리바운드가 적은 동작이 가능하게 되는 효과가 있다.

따라서 상술한 발명을 예를들면 지엽분리기구에 적용한 경우에는 소형으로 잼이 적은 안정된 지엽분리동작이 가능하게 된다.

Claims

케이스와 상기 케이스에 회동 가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향에 연장된 권선부를 보유하는 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하도록 이극을 대향하게 배치하여 상기 가동코일의 권선부와 교차하는 자속을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 아니하도록 상기 샤프트의 회동 범위를 제한하는 회동제어 수단과 상기 가동코일에 전류를 유통하는 구동 수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 로터리 액튜에이터.
케이스와 상기 케이스에 회동 가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향에 연장된 권선부를 보유하는 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하도록 이극을 대향되게 배치하여 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자석을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 아니하도록 상기 샤프트의 회동 범위를 제한하는 회동제한 수단과 상기 가동코일의 쌍방향에 전류를 유통하는 것이 가능한 구동 수단과 상기 가동코일의 위치를 기억하고 상기 구동 수단에 의하여 이 위치정보에 기준한 방향의 전류를 상기 가동코일에 유통시키는 제어를 하는 제어 수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 로터리 액튜에이터.
케이스와 상기 케이스에 회동 가능하게 지지되는 샤프트와 상기 샤프트를 중심으로 방사방향에 연장되는 권선부를 보유하는 가동코일과 상기 가동코일을 상기 샤프트에 지지하고 상기 가동코일에 작용하는 힘을 상기 샤프트의 회전력에 변환하는 지지부재와 상기 가동코일의 이동방향에 N극과 S극과를 교호하게 배치함과 함께 상기 가동코일을 협삽하도록 이극을 대향하게 배치하여 상기 가동코일의 상기 권선부와 교차하는 자속을 형성하는 자석과 상기 가동코일의 상기 권선부가 상기 자석에 의하여 형성되는 자속의 외부로 나가지 아니하도록 상기 샤프트의 회동 범위를 제한하는 회동제한 수단과 상기 지지부재의 회동방향의 끝부분에 비치되는 가동자석과 상기 케이스에 구비되어 상기 가동 자석에 대향하는 고정 자석으로 되며 상기 가동 자석 또는 상기 고정 자석의 적어도 일측을 전자석으로 한 회동보조 수단과 상기 가동코일과 상기 전자석에 비치된 코일과에 전류를 유통하는 구동 수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 로터리 액튜에이터.
회전 가능한 샤프트와 상기 샤프트의 수직면내에서 권회된 권선을 보유하고 쌍방향에 전류를 흐르게 할 수 있는 가동코일과 일단은 상기 샤프트에 수직으로 끼워 붙여지며 타단은 상기 가동코일을 지지함과 함께 상기 샤프트에 의하여 회동 자재한 지지부재와 상기 가동코일의 상하방향에 일정 간격을 두고 평행하게 배치하고 또한 상기 지지부재의 회동방향에 N극, S극이 교호하게 착자됨과 동시에 이극이 대향하게 설치된 2개의 영구자석과 상기 가동코일의 중심에서 회동방향에 어느 일방의 권선이 상기 2개의 영구자석의 대향하는 이극에 의하여 생긴 자속내에 수납되도록 상기 지지부재의 회동 영역을 제한하는 회동영역 제한 수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 로터리 액튜에이터.
회전 가능한 샤프트와 상기 샤프트의 수직면내에서 권회된 권선을 보유하고 쌍방향에 전류를 흐르게 하는 것이 가능한 가동코일과 일단은 상기 샤프트에 수직으로 끼워 붙여지며 타단은 상기 가동코일을 지지함과 함께 상기 샤프트에 의하여 회동 자재한 지지부재와 상기 가동코일의 상하방향에 일정 간격을 두고 평행하게 배치하고 또 상기 지지부재의 회동 방향에 N극, S극이 교호하게 착자되는 동시에 이극이 대향하게 설치된 2개의 영구자석과 상기 지지부재의 회동 방향의 양 측면에 각각 고착된 2개의 가동자석과 상기 가동 코일의 중심에서 회동 방향에 어느 일방의 권선이 상기 2개의 영구 자석의 대향하는 이극에 의하여 생긴 자속중 일방의 자속내에 수납되도록 상기 지지부재의 회동영역을 제한하기 위하여 상기 2개의 가동자석과 접합하는 위치에 각각 배치된 2개의 가동자석과 상기 2개의 영구자석을 상기 가동코일에 대향한 측과 반대의 측에서 고착하는 동시에 상기 2개의 전자석을 각각 고착하고 또한 상기 샤프트를 회동 자재하게 지지하는 케이스와를 구비한 것을 특징으로 하는 로터리 액튜에이터.