552362 Α7 Β7 五、發明説明（p 〔技術領域〕 本發明係關於適於高頻度進行往復運動之電動式致動 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 器。 〔先行技術〕 例如，作爲射出成形機的氣缸或加壓氣缸的驅動手段 使用之高頻度將中程度的行程間往復運動，要求較大的作 動力之致動器，大部分的情況都是採用以油壓作動。不過 考慮到要求省能量及控制的容易度，市場上對致動器的要 求，快速地改換成電動式致動器。 此電動式致動器，包括有以齒輪減速裝置將高速迴轉 的電動馬達的迴轉減速，以直線運動得到輸出之線性致動 器、及以旋轉運動得到輸出之旋轉式致動器。線性致動器 係將電動馬達的迴轉運動，利用滾珠螺桿，轉換成直線運 動，將滾珠螺桿的先端部結合於被驅動構件後加以使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，這些的致動器要求；①耐高頻度的往復運動、 ②在於動作及回送的各行程端容易且迅速停止、③能有效 利用儲存在高速的馬達轉子之能量、④低成本。 〔發明所欲解決之課題〕 然則過去的電動式致動器（油壓式也同樣），在於只 對往復運動之一者的行程要求所期望的輸出之條件下使用 時，該一者的行程（以下，稱爲「作動行程」，由於對致 動器作用較大的負荷重量，所以在作動行程的端部位置能 本ϋ尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐Γ" -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（2) 較容易進行停止。不過另一者的行程（以下，稱爲「返回 行程」）時，由於未作用負荷重量，所以受到致動器其可 動部的慣性之影響變大；在於作動行程的端部位置爲了急 速停止，必須對致動器施加制動力。 例如，油壓式致動器的情況，關閉返回側的油壓迴路 對氣缸作用逆壓，因而能施加此制動力。不過在於大多數 的情況，由於活塞與活塞的被驅動構件其兩者的速度爲相 同，因而被驅動構件的慣性質量使氣缸內的壓力過於上升 ，而對油壓迴路造成較大的負擔。 此外，電動式致動器的情況，由於一般電動馬達的動 力介由減速機輸出，馬達轉子等可動部的慣性力矩增大， 而必須利用電動式煞車或機械式的電磁煞車等施加制動力 。不過頻繁地使煞車作動，則發生大量的熱而使制動力成 指數倍減少，所以對熱的擴散/除去的對策爲必要而不可 缺。 另外，電動式致動器起動時，由於短時間內直到一定 的迴轉數爲止加速，因而電動馬達在短時間內投入大量的 能量，不過此時也產生大量的熱。所以要求高頻度的往復 運動時，若不萬全地對熱的擴散/除去採取對策則會導致 電動馬達燒毁。 所以例如在數1 0秒以下的短周期時間內要求起動/ 停止之條件下使用電動式致動器時，電動馬達及其控制電 路複雜化/高度化，而無法避免成本的提高。 而且儲存在電動式致動器的各可動部之運動能量在停 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ297公釐） -5- r--衣^---ΓΊ---1T----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552362 A7 __ B7 五、發明説明（3) 止時經由煞車以熱放出所造成的能量損失，在於省能源的 今曰中，已無法忽視。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 進而，爲了確保電動馬達的機械強度或壽命，而以作 動行程的負荷重量爲基準決定各部的設計規格。所以關於 未施加大負荷的返回行程，電動馬達以及多種的機械零件 形成爲超過規格；此情況也是使過去的電動式致動器的成 本升高的原因。 本發明鑑於上述課題，其目的係提供以單純構造而降 .低成本，且能量效率、作動精度都升高，而能實現頻繁的 起動/停止之電動式致動器。 〔用以解決課題之手段〕 爲了解決上述課題，本發明申請專利第1項之電動式 致動器係爲進行往復運動之致動器；其特徵爲：具備當低 負荷運轉時，利用彈簧吸收/儲存電動馬達所產生的能量 及可動部停止之際該可動部的運動能量之蓄能量手段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明，利用前述蓄能量手段，當低負荷運轉時 ，經吸收/儲存電動馬達所產生的能量及可動部停止之際 該可動部的運動能量，就能使其減小前述可動部停止所需 要的制動力（或是直到能忽視爲止）。所以用來施加制動 力的構成簡單化，且能使致動器的可動部急速停止。 另外，本發明申請專利第2項之電動式致動器，如同 申請專利第1項之電動式致動器，其中前述蓄能量手段， 在於前述致動器的返回行程中，儲存電動馬達所產生的能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 552362 A7 B7 五、發明説明（4) 量及可動部停止之際該可動部的運動能量，在前述致動器 的作動行程，所儲存的能量作爲動作能量放出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明，當前述致動器的返回行程停止之際，經 吸收/儲存可動部的運動能量，就能減小停止前述可動部 所必要制動力的吸收量（或直到可忽視爲止）。所以用來 施加制動力之構成簡單化，且能使致動器的可動部急速停 止。另外，在於作動行程中放出前述致動器的返回行程所 儲存的能量，而再使用能量，因而減少電動式致動器起動 時所投入的電氣能量，使其在短時間內直到一定的迴轉數 爲止加速；進而使作動行程時電動馬達所要求的驅動力減 少。 另外，本發明申請專利第3項之電動式致動器，如同 申請專利第1或2項之電動式致動器，其中前述儲存能量 手段具有··以往軸方向的滑行導引支承，且被固定於前述 電動馬達所驅動之滾珠螺桿的先端部而往軸方向移動之導 引構件、及使一端部卡合於該導引構件之彈簧。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據本發明，將經由使一端部卡合於固定在前述滾珠 螺桿的先端部之滑行導引的該彈簧，在於返回行程中電動 馬達所產生的能量、及前述可動部停止之際含括前述滾珠 螺桿之可動部的運動能量，吸收/儲存在前述彈簧。然後 使其減小前述可動部停止所需要的制動力（或是账到能忽 能爲止），且能作爲可動行程的起動能量及驅動力再使用
V 〇 另外，本發明申請專利第4項之電動式致動器，如同 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（5) 申請專利第3項之電動式致動器，其中將前述彈簧配置在 ’前述導引構件與前述電動馬達的動力減速後傳達到前述 滾珠螺桿之減速機的殼體或是固定於該殼體的構件之間。 依據本發明，在於前述致動器的返回行程，配置在前 述導引構件與減速機的殻體或是固定於該殼體的殼體之間 之彈簧收縮而吸收/儲存含括前述滾珠螺桿之可動部的蓮 動能量。然後能夠減小前述可動部停止所需要的制動力（ 或是直到能忽視爲止）。此外，在於前述致動器的作動行 程’前述彈簧所儲存的能量，在於前述彈簧伸張之際，作 爲前述可動部的動作能量放出。然後，使前述致動器起動 時所必要的電氣能量減小。另外使作動行程時電動馬達所 要求的驅動力減少。 另外，本發明申請專利第5項之電動式致動器，如同 申請專利第3或4項之電動式致動器，其中介由可撓性軸 將前述滾珠螺桿的先端部與前述導引構件固定。 依據本發明，根據不同組裝基準所分所構成之前述滾 珠螺桿與前述導引部相互組合之際所產生之位置偏離利用 前述可撓軸的撓性加以吸收。然後即使對於前述滾珠螺桿 及前述導引部的其中1者，都不施加應力而確實地連結兩 者，而確實地傳達前述滾珠螺桿與前述導引部之力。 另外，本發明申請專利第6項之電動式致動器，如同 申請專利第5項之電動致動器，其中前述可撓性軸作爲負 荷組件使用。例如在前述可撓性軸張貼畸變規就能檢測出 前述可撓性軸的畸變。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---- -8- ^批衣------1T------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 _______ B7 _ 五、發明説明（6) 另外，本發明申請專利第7項之電動式致動器，如同 申請專利第1、2、3、4、5或6項之電動式致動器， 其中前述致動器能對被驅動構件成一體裝脫。 依據本發明，對於前述致動器的被驅動構件，能獨立 進行前述致動器的組裝、運送、維修等。 另外，本發明申請專利第8項之電動式致動器，如同 申請專利第1、2、3、4、5、6或7項之電動式致動 器’其中前述電動馬達利用向量控制方式的變頻器所驅動 之感應馬達。 本發明則是經由使用感應馬達抑制馬達成本，且感應 馬達利用變頻器所持有的向量控制方式補償不可避免的因 發生與負荷相對應的滑差而造成之速度控制性的降低，進 行速性良好的高精度之速度控制。 即是感應馬達依負荷而變化滑差率，所以即是激勵周 波數爲一定，也依負荷變動迴轉數。進而本發明之電動致 動器由於是當前述可動部移動之際使前述彈簧壓縮/伸長 ，所以即是致動器的驅動力爲一定經由前述可動部的移動 而前述彈簧所產生的彈力也變化，所以感應馬達的負荷也 變化。其結果：爲使感應馬達所驅動之該致動器的迴轉速 度保持一定，採取一定的對策較爲理想。爲了補償此缺點 而使用向量控制方式的變頻器。即是變頻器其向量控制係 修正感應馬達的滑動而能一定保持迴轉速度之控制方式所 以能夠補償此缺點。 另外，在以高頻度返覆迴轉停止（即是必須高頻度的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） --------^裝------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 552362 A7 B7 五、發明説明（7 ) 急速停止）的條件下使用以向量控制方式的變頻器所驅動 的一般感應馬達時，使用機械式煞車會有困難，所以再生 式電阻使感應馬達急速停止。 不過使用再生式電阻的情況，當停止時產生能量損。 因此本發明則是利用前蓄能量手段吸收/儲存可動部的運 動能量，不使用以再生式電阻的電動煞車，有效地停止上 述馬達的迴轉，能夠防止上述能量損的產生。 另外，本發明申請專利第9項之電動式致動器，如同 申請專利第3、4、5、6、7或8項之電動式致動器， 其中具備測定加諸到與前述彈簧並列設置且與前述彈簧一 起驅動前述導引構件的構件之軸力及加諸到統籌停止該構 件和前述彈簧之力，直接作用到負荷部的構件之軸力，根 據該測定値，求出前述彈簧的行程，返饋到前述馬達的速 度控制之位置控制手段。 依據本發明，測定加諸到前述2個構件之力，返饋到 作動行程，因而能提高該電動式致動器的作動精度。 〔實施形態〕 以下參照附圖說明本發明的實施形態。此處，與過去 技術相同的部分或同等的部分以相同圖號表示，詳細說明 則省略。 第1圖中表示本發明的實施形態其作爲射出成形機的 氣缸（射出氣缸等）或柱塞泵（以後，稱爲加壓氣缸）之 驅動手段使用之線性致動器1。該線性致動器1其減速機 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------f1..-I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T -t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 552362 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（8 ) 3使用行星式齒輪減速機等的輸入軸及輸出軸位於同軸上 之減速機，因而電動馬達2、減速機3、滾珠螺桿4的軸 心全部都配置在一直線上。然而電動馬達2的滾子軸及減 速機3的迴轉軸爲中空軸，使貫穿該中空軸之滾珠螺桿4 往軸方向移動（輸出爲直線運動）。 另外，電動馬達2與減速機3成一體被固定；進而減 速機3固定於框架5。框架5朝軸方向延伸，使滾珠螺桿 4與軸心一致而支承加壓氣缸6。進而在框架5設置軸方 向的滑動導引7。滑動導引7具有以托架7 b固定於框架 5之往軸方向並排的複數根（本實施形態爲4根）導引條 7 b、及導引到各導引條7 b而往軸方向滑動之滑動軸承 7 c。然而利用各滑動軸承7 c，滑動支承平板狀的導引 構件8使其維持與各導引條7 a正交的姿勢。 進而，介由可撓性軸9將滾珠螺桿4的先端部與導引 構件8固定。然後使其繞組減速機殼體1 0的下部而使其 在該殼體卡合其一端部，使其在導引構件8卡合另一端部 ，配置螺旋彈簧1 1。另外如圖示，螺旋彈簧1 1具有能 遮蓋滾珠螺桿4及可撓性軸9的周圍之直徑、及即使在於 被支承在滑動導引7之導引構件8其全行程的前進限度位 置，仍能在導引構件8與減速機殼體1 0之間施加若干的 壓力之全長。在於本發明的實施形態，上述滑動導引7、 導引構件8、螺旋彈簧1 1構成後述的蓄能量手段。 然而，在可撓性軸9張貼畸變規等（圖示省略），可 撓性軸9能夠作爲測力計使用。另外，加壓氣缸6的柱塞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ------?--φ-裝----«Ί,--訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（9 ) 1 2介由滾珠螺桿（未圖示）等的接頭，與導引構件8連 結。 此處，參照第2圖說明利用線性致動器1驅動加壓氣 缸之際以電動馬達2所產生的驅動力與螺旋彈簧1 1所產 生的彈力之關係。然而，第2圖中，表示線性致動器1的 行程L之橫軸，上方表示電動馬達2其驅動力的大小，下 方則表示螺旋彈簧1 1其彈力的大小。 第2 ( a )圖中表示推定不用螺旋彈簧1 1 ，而只利 用電動馬達2驅動加壓氣缸6的情況其對電動馬達2所要 求的驅動力。此情況，從線性致動器1其全行程的後退限 度位置L。到前進限度L i之作動行程中，對電動馬達2要 求一定力F的驅動力。此外從線性致動器1其全行程的前 進限度位置L i到後退限度位置L 〇的返回行程中，對電動 馬達所要求的驅動力幾乎爲零。 此處設在線性致動器1的減速機殼體1 0與導引構件 8之間的螺旋彈簧1 1 ，如第2 ( b )圖所示，在於線性 致動器1其全行程的前進限度位置L i，產生往前進限度位 置方向推出導引構件8的方向之彈力F。：。然後，從前進 限度位置L i到後退限度位置L Q的返回行程中，經由螺旋 彈簧1 1壓縮，而螺旋彈簧1 1的彈力增加，在於後退限 度位置L 〇產生往前進限度位置方向推出導引構件8的方向 之彈力 Fcq(Fci<Fc。）。 此螺旋彈簧其彈力的增加，在於如上述對電動馬達2 所要求的驅動力應「幾乎爲零」之返回行程中，電動馬達 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------φ"裝----·Ί--訂----- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 552362 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（10) 2所產生的驅動力、及線性致動器1的可動部（電動馬達 2的轉子、減速機3、滾珠螺桿4等）和與該可動部連動 而進行運動之全構件的運動能量，經由吸收/儲存而產生 。然而，螺旋彈簧1 1構成如上述儲存所產生的彈力之蓄 能量手段。另外，該蓄能量手段，在於線性致動器1的作 動行程中，將儲存在螺旋彈簧1 1之能量作爲適切的驅動 會b量放出。 如上述，螺旋彈簧1 1所產生的彈力爲輔助電動馬達 2，實際上對電動馬達2所要求的驅動力，在於線性致動 器1其全行程的後退限度位置LQ成爲Fmq (FMQ=F -F c 〇 )，在於前進限度位置成爲FM1(FM1 = F — F c 1 )。另外，第2 ( a )圖中斜線所示的只以電動馬達 2所產生的能量與第2 ( c )圖所示的以電動馬達2及螺 旋彈簧1 1所產的能量之和爲等價。 上述構成經由本發明的實施形態所達到的作用效果如 下所述。首先，本實施形態之線性致動器1 ，在於成爲低 負荷運轉狀態之返回行程（從L i到L ◦)中，經由前述蓄 能量手段，能夠將電動馬達2所產生的能量及可動部停止 之際該可動部的運動能量吸收/儲存到螺旋彈簧。因此， 能減小返回行程中前述可動部停止所要的制動力（或是直 到能忽視爲止）。所以消除過去利用電動式或是機械式煞 車等施加制動力的必要性；另外，對發熱採取對策等用來 施加確實的驅動力之構成也不需要，且又能使線性致動器 1的可動部急速停止。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 -項再填* 裝| 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（11) 另外’前述蓄能量手段，不浪費線性致動器1的返回 行程中可動部停止之際的運動能量而加以儲存；在於線性 致動器1的作動行程（從L 〇到L 1 )中經由螺旋彈簧1 1 伸張，而能將儲存在螺旋彈簧的能量作爲動作能量放出。 所以儲存在線性致動器1的可動部之運動能量，削減如過 去停止時放出熱所造成的能量損失，而能有效地進行運轉 。此運動效果提升的效果則是線性致動器1其往復動作的 周期時間越短則越顯著。 然後對電動馬達2所要求的驅動力，使在於線性致動 器1其全行程的後退限度位置L 〇能從F減少到 FmQ (Fm〇=F — Fc〇)、及使在於前進限度位置Li從 F減少到FM1 (FM=F — FC1)。所以過去形成爲用來 確保電動馬達2的機械強度或壽命之基準，經由減少作動 行程的負荷重量，而能將電動馬達2的設計規格簡單化。 另外，在作動行程及返回行程中加諸到致動器1各部的負 荷，因比過去還安定化，所以線性致動器1全體的設計規 格也能簡單化。 而且線性致動器1其全行程的後退限度位置L。，爲了 在短時間內直到一定的迴轉數爲止加速，對電動馬達2要 求大輸出，不過螺旋彈簧1 1的彈力在於後退限度位置L 〇 成爲最大，所以能削減起動時應投入到電動馬達1的電氣 能量。因而通常伴隨大量的發熱，即使在於從後退限位置 L 〇起動時，也抑制熱的產生，對於電動馬達1發熱所採取 熱擴散/除去的對策能簡單化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------rI----i——IT-----着丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（12) 另外，本發明的實施形態則是介由可撓性軸9將滾珠 螺桿4的先端部與導引構件8固定，因而能利用可撓性軸 9的撓性吸收根據不同的組裝基準分別所構成的滾珠螺桿 4與導引構件8相互組合之際所產生的位置偏離。然後， 滾珠螺桿4與導引構件8的其中一者也都沒有施加力矩確 實地連結兩者，而能確實地傳達滾珠螺桿4與導引構件8 之力。 所以如本發明的實施形態的線性致動器1作爲射出成 形機其加壓氣缸等的驅動手段使用時，當氣缸後退時停止 之際，以前述蓄能量手段吸收/儲存線性致動器1的可動 部停止之際的運動能量，就能減小前述可動部停止所需要 的制動力（或是直到能忽視爲止），射出成形機的加壓氣 缸之用來施加後退限度位置的制動力之構成簡單化，且能 使其急速停止。另外，將線性致動器1的返回行程中所儲 存之能量，在於作動行程中作爲動作能量放出，因而減少 加壓氣缸前進開始時所投入的電氣能量，能在短時間內直 到一定的迴轉數爲止加速，而使射出成形的周期時間縮短 〇 進而當在可撓性軸9張貼畸變規等作爲測力計使用時 ’可撓性軸9使用高品質的材料且經由高精度的加工過程 形成爲必要最小限度的直徑使其得以發揮一定的功能，所 以作用於可撓性軸9之軸力所形成的應力（或是畸變）增 大，而必然能構成高感度的測力計。另外可撓性軸9爲了 實現前述的品質水準，特別是爲了在所管理的環境下生產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------.I-φ-裝----«Ί--訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（13) ，畸變規等的張貼作業也在相同的環境及順序進行，所以 達到安定的高品質且校正也變容易，所以能成爲高精度的 測力計。 因而射出成形機其氣缸的驅動手段，要求應與射出液 體其物性値的變化或吐出壓等運轉條件的變化高度對應之 吐出壓一定的控制時，線性致動器1因具備高感度/高精 度且高品質的測力計，所以能與上述要求充分對應。 然而依目的並列排列使用本發明的實施形態之線性致 動器1 ，因而達到大的輸出。另外依所需，也能將螺旋彈 簧1 1的彈簧常數設爲非線性。進而取代將螺旋彈簧1 1 配在減速機殼體1 〇與導引構件8之間，改而配置在導引 構件8與加壓氣缸6之間，也能成爲經由螺旋彈簧1 1伸 張而吸收/儲存可動部的運動能量之構造。 接著第3圖中表示第1圖所示之線性致動器1的應用 例。第3圖則是在與第1圖的例相同的部位或同等的部位 附註相同的圖號，其詳細說明則省略。 第3圖所示的線性致動器1 /，與第1圖的線性致動 器1不同之點則是在減速機3 /，使用平齒輪，因而形成 爲電動馬達2的軸心偏離滾珠螺桿4的軸心之狀態。另外 電動馬達2、減速機3 滾珠螺桿4、減速機殼體1 〇 、滑動導引7、導引構件8及螺旋彈簧1 1 ，全部都成一 體固定在中間殻體1 3。然後此一體部分，使滾珠螺桿4 與軸心一致，而成一體地能裝脫於支承加壓氣缸6的框架 5。進而，螺旋彈簧1 1 ，爲了確保必要的彈力，而呈同 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） ------,,I-0^,--------IT-----l· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（14) 心狀重疊配置3個螺旋彈簧。 依據第3圖所示的線性致動器1 /，螺旋彈簧2、減 速機3 >、滾珠螺桿4、減速機殼體1 0、滑動導引7、 導引構件8及螺旋彈簧1 1 >，全部都成一體固定在中間 殼體1 3，成一體能裝脫於支承也是被驅動構件的加壓氣 缸6之框架5，所以對於加壓氣缸6能獨立進行線性致動 器1 /的組裝、運送、維修等。所以能夠提供操作性、汎 用性都較高的線性致動器。其他，關於與第1圖的線性致 動器1同樣的作用效果，省略詳細的說明。 進而能使用第1、3圖所示的線性致動器1、1 /的 其中1種之應用例，電動馬達2採用利用向量控制方式的 變頻器所驅動之感應馬達，因而能達到以下的作用效果。 首先，電動馬達2採用汎用的感應馬達，抑制馬達成 本，且感應馬達能利用變頻器所持有的向量控制方式補償 因產生與負荷相對應的滑差之速度控制性的降低。 即是感應馬達因依負荷變化滑差率，所以即使是激勵 周波數一定，也會依負荷而變動迴轉數。進而，線性致動 器1、1 >因在前述可動部移動之際使其壓縮/伸長螺旋 彈簧1 1、1 1 >，所以即使是致動器的驅動力一定也由 於前述可動部的移動而變化螺旋彈簧1 1、1 1 /所產生 的彈力，所以電動馬達2的負荷也變化。其結果：爲使也 是感應馬達之電動馬達2所驅動之線性致動器1、1 /的 迴轉速度保持一定而採取一定的對策較爲理想。爲了補償 此缺點而使用向量控制方式的變頻器。即是變頻器的向胃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------=I-φ-裝^---ΓΊ——訂----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552362 A7 B7 五、發明説明（15) 控制係修正感應馬達的滑差而使迴轉速度能保持一定之控 制方式，所以能補償此缺點。 另外，在以高頻度返覆迴轉停止（即是必要高頻度的 急速停止）的條件下使用經由向量控制方式的變頻器所驅 動的一般感應馬達時，使用機械式煞車會有困難，所以利 用再生電阻使感應馬達急速停止。不過使用再生電阻的情 況，在停止時產生能量損已明確。 不過本發明的實施形態，經利用前述的蓄能量手段吸 收/儲存可動部的運動能量，不使用以再生電阻的電動煞 車，有效率地停止馬達2的迴轉，能防止上述能量損的產 生。感應馬達用於動力源而能使高效率的線性致動器1、 1 >成立。 另外，第4圖中，本發明實施形態的另外應用例，也 能採用如下述所構成的位置控制手段，使線性致動器1 〃 的作動精度更加提升。 線性致動器1 〃的位置控制手段係以與螺旋彈簧1 1 並排設置且與螺旋彈簧1 1 一起驅動導引構件8之構件a (第4之例爲可撓性軸9 )、及一起承受構件a和螺旋彈 簧1 1之力，直接作用於也是負荷部的加壓氣缸之構件b (第4圖之例爲可撓性軸1 4 )爲構成要素。然而可撓性 軸1 4設置在導引構件8及柱塞1 2之間；與可撓性軸9 问樣地’張貼畸變規等（未圖7^ ) ’就通作爲測力§十使用 。另外，含有測定加諸在作爲測力計功能的構件之軸力 F a、及加諸在相同作爲測力計功能的構件b之軸力F b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------·--φ"裝----rl--訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18- 552362 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16) 進行以下的運算之控制手段（未圖示）。 然則螺旋彈簧1 1的彈簧定數設爲κ，伸程設爲X， 則在加諸到構件a之軸力F a與加諸到構件b之軸力F b 之間，成立
Fb = Fa+LxX...... (1) 運算式（1 )則 X = (Fb — Fa)+K...... (2) 因此，測量F a及F b，而以前述控制手段進行式（ 2 )的運算，能得到彈簧行程X的作動行程，即是能得到 致動器的作動行程。然後，所求得之彈簧行程X與預先所 設定的指令値比較，而返饋到電動馬達2的速度控制，就 能正確且容易地控制線性致動器1 〃的作動行程。然而線 性致動器1 〃的電動馬達2使用前述汎用的感應馬達，就 能達到上述的作用效果。 然而，詳細的說明省略，不過也能將本實施形態之蓄 能量手段應用到電動式的旋轉式致動器上。進而能夠將電 動馬達2的驅動力用於不僉由減速機而直接傳達到滾珠螺 桿4之構造的致動器。 〔發明效果〕 本發明係爲如上述的構成，具有下述的效果。首先， 依據本發明申請專利第1項之電動式致動器，能提供單純 構造而降低成本，且能量效果升高，能實現頻繁的起動/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 ： 訂 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 552362 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______ B7 __ 五、發明説明（17) 停止之電動式致動器。 、 另外，依據本發明申請專利第2項之電動式致動器 利用前述蓄能量手段，將前述致動器的返回行程其電動馬 達所產生的能量及可動部停止之際該可動部的運動能量吸 收，在於作動行程中作爲動作能量放出，因而能提供單純 構造而降低成本，且能量效率升高，能實現頻繁的起動/ 停止之電動式致動器。 另外，依據本發明申請專利第3項之電動式致動器’ 以彈簧、及導引構件、及滑動支承導引構件之滑動導引構 成蓄能量手段。然後將前述致動器的返回行程其電動馬達 所產生的能量及可動部停止之際該可動部的運動能量吸收 ，在於作動行程中作爲動作能量放出，因而能提供單純構 造而降低成本，且能量效率升高，能實現頻繁的起動/停 止之電動式致動器。 另外，依據本發明申請專利第4項之電動式致動器’ 經前述彈簧壓縮而將前述致動器的返回行程其含括前述滾 珠螺桿之可動部的運動能量等吸收。此外在於前述致動器 的作動行程中，將前述彈簧所儲存的能量，在前述彈簧伸 張之際，作爲前述可動部的作動能量放出，因而能提供單 純構造而降低成本，且能量效率升高，能實現頻繁的起動 /停止之電動式致動器。 另外，依據本發明申請專利第5項之電動式致動器’ 利用前述可撓性軸，對於前述滾珠螺桿及前述導引部的其 中1者，也沒有施加應力而確實地連結兩者，確實地傳達 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------：丨_φ-裝-：---ΓΊ--訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 552362 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18) 前述滾珠螺桿與前述導引部之力，而能提供單純構造而降 低成本’且能量效率升高，能實現頻繁的起動/停止之電 動式致動器。 另外’依據本發明申請專利第6項之電動式致動器， 對於要求高運轉精度也能相對應。 進而’依據本發明申請專利第7項之電動式致動器， 感應馬達用於動力源而能使高效率的致動器成立。 另外’依據本發明申請專利第1項之電動式致動器， 此外，倘若根據本發明之申請專利範圍第8項的電動 式致動器，可將感應馬達作爲動力來源使用，進而形成高 效率的致動器。 再則依據本發明申請專利第9項之電動式致動器，能 正確且容易地控制作動行程。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係爲表示作爲本發明實施形態其加壓氣缸的驅 動手段使用之線性致動器之模式圖。 第2圖係爲表示在於第1圖所示的線性致動器中，電 動馬達所產生之驅動力與螺旋彈簧所產生之彈力的關係之 說明圖。 第3圖係爲表示第1圖所示線性致動器的應用例之模 式圖。 第4圖係爲表示第1圖所示線性致動器的另外應用例 之模式圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---r J---1T-----l· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 552362 A7 B7 五、發明説明（19) 〔圖號說明〕 1、1 ' ] 2 3、3 4 5 6 7 7 a 7 b 7 c 8 4 〇 2 線性致動器 電動馬達 減速機 滾珠螺桿 框架 加壓氣缸 滑動導引 導引條 托架 滑動軸承 導引構件 可撓性軸 減速機殼體 螺旋彈簧 柱塞 中間殼體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22-