TWI520475B - 致動器及其位置檢測方法 - Google Patents

Description

致動器及其位置檢測方法

本發明，係關於具有電動機，且使用於在流體的流路所配設之閥或閘的開閉用途等之致動器，尤其，是關於應用即便在停電的手動操作時，仍可進行位置檢測之位置檢測方法的致動器。

設置於流動水等之流體的管等之流路，並受開閉控制用以調節流體之流動的閥與閘，一般使用將電動機或油壓機構等作為驅動源的致動器而自動開閉。當使用如此之致動器時，通常，使閥或閘的開度成為可利用作為開閉控制用的資訊，且為了能在致動器附近或在與閥或閘有距離的監視所等可確認閥或閘的開度，在致動器使用為了檢測閥或閘的開度之編碼器等檢測器(感測器)。

以使用此種編碼器等用以掌握閥等的開度之習知致動器為例，在日本專利特開2004-257419號公報或特開2004-257420號公報中有記載。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-257419號公報

[專利文獻2]日本專利特開2004-257420號公報

習知之致動器，如上述專利文獻所示，成為使用編碼器等用以取得閥或閘的開度之機構，但此種編碼器等需要電源，具有使和產生驅動力的電動機同樣地由電源供應電力的機構。

另一方面，關於此種閥或閘，因為即便在發生停電導致電動機無法使用時仍可能有必須緊急地進行閥或閘之開閉的狀況，所以亦有許多準備由作業員以手動使閥或閘動作的機構。但，在停電時當編碼器等亦和電動機一起成為無法被供應電力的狀態時，因為無法取得閥或閘的開度，所以使關於編碼器等，成為可由電池等之預備的電源進行電力供應，俾當停電時以手動使閥或閘動作時仍可透過編碼器等的使用而取得開度。

在此時，編碼器等的電源係幾乎在停電之同時便切換到電池，即使在實際進行由作業員以手動使閥或閘動作之作業的情況以外，因為在停電期間維持與電池間的連接，使來自電池的電力成為不必要之消耗狀態，所以為了避免電池之消耗且充分確保電力供應的持續時間，就不得不使用編碼器等電力消耗較小的檢測器，雖然精度或耐久性、及環境適應性能等很優異但卻有不易使用消耗電力更大的其他檢測器之課題。

本發明係為解決上述課題而成，目的在於提供對位置檢測用之檢測器依適當之時序執行停電時的電力供應，並抑制因檢測器所造成的電力消耗，在可延長停電補償用之電池的持續時間之同時，可使用對應使用環境與用途而不受限制地選擇各種檢測器之致動器，以及該致動器的位置檢測方法。

本發明的致動器，係利用減速機構將由電動機所產生的旋轉驅動力進行減速並傳動給驅動對象物，而使該驅動對象物進行動作的致動器，具備有：手動輸入手段、切換手段、檢測手段、旋轉檢測器、控制部及電池；該手動輸入手段係配設於上述減速機構中成為旋轉驅動力之輸入端的輸入軸附近，根據人工的驅動操作進行轉動；該切換手段係在上述減速機構的輸入軸連動於上述手動輸入手段而進行轉動的狀態、與未連動的狀態間進行切換；該檢測手段係檢測上述減速機構的輸入軸與上述手動輸入手段之連動狀態；該旋轉檢測器係檢測上述電動機輸出軸的旋轉狀態並作為信號輸出；該控制部係控制上述電動機，同時根據從上述旋轉檢測器所輸出的信號用以取得驅動對象物的位移；該電池係在非一般通電狀態的停電時，當作電源對至少上述控制部供應電力；上述減速機構的輸入軸，係與電動機的輸出軸直接連結且被配設為可成一體進行轉動，在一般通電狀態下輸入由電動機所產生的旋轉驅動力，上述控制部係作為僅對停電時所需最小限度的控制電路從上述電池供應電力的狀態，同時利用上述檢測手段當檢測出減速機構的輸入軸與手動輸入手段的連動狀態時，對上述旋轉檢測器供應來自電池的電力，使從旋轉檢測器的輸出信號成為可取得驅動對象物位移的狀態。

如此根據本發明，在一般通電狀態相對於由電動機進行旋轉的減速機構之輸入軸，配設有為了以人工之驅動操作而使此進行旋轉的手動輸入手段，當停電時，切換手段會將減速機構的輸入軸與手動輸入手段轉變到連動之狀態，當檢測手段檢測出此連動狀態時，控制部會隨著對旋轉檢測器供應來自電池的電力，即使在停電時利用人工之驅動操作，經由手動輸入手段使減速機構的輸入軸進行旋轉時，仍會與一般通電狀態同樣，利用成為可由控制部根據來自旋轉檢測器的輸出信號取得驅動對象物的位移，當利用停電時的手動操作進行驅動對象物之動作時，僅在停電時不對旋轉檢測器進行電力供應，在成為可以手動使減速機構的輸入軸進行旋轉的狀態時開始，對旋轉檢測器進行來自電池的電力供應，用以一邊抑制電池的電力之不必要的消耗，且可以不中斷適當地取得驅動對象物的位移，成為即便在停電時，仍可對應驅動對象物的動作精準地獲得其位移，當回復至一般通電狀態時可無問題地繼續驅動對象物的位置控制。又，因為使電池的電力不易被不必要地消耗，使得成為旋轉檢測器的感測器之種類不會受到限制，而可選擇且使用對應使用環境或用途的最佳之旋轉檢測器，俾可精準地取得驅動對象物的位移，可更進一步適當地進行在一般通電狀態的驅動對象物之控制。

再者，本發明的致動器係視需要，在上述減速機構的輸入軸配設有可朝軸方向自由滑動且成一體轉動，並具備有在滑動方向的一端部形成被動側連結部的離合器體，上述手動輸入手段，係在上述離合器體的上述一端部附近配設有使上述減速機構的輸入軸與轉動中心為一致且轉動自如，並具有能與離合器體的被動側連結部相連結之驅動側連結部，上述切換手段，係配設為至少使一部分卡合於上述離合器體且可調整相對於離合器體之減速機構輸入軸的軸方向位置，藉由使離合器體進行移動用以切換與上述手動輸入手段間的連結狀態和非連結狀態，而成為切換減速機構輸入軸與手動輸入手段間的連動狀態與非連動狀態者，上述檢測手段，係對應於使上述切換手段的離合器體移動至與手動輸入手段之連結狀態為止且接觸於切換手段之一部分，成為在上述連結狀態下呈ON狀態的安全互鎖開關。

如此根據本發明，使與減速機構的輸入軸成一體進行轉動的離合器體，利用切換手段朝軸方向移動使與手動輸入手段間的連結狀態及非連結狀態成為可切換，當使離合器體與手動輸入手段相連結且使減速機構輸入軸與手動輸入手段為連動狀態時，接觸到切換手段的安全互鎖開關就成為ON狀態，利用控制部對旋轉檢測器供應來自電池的電力，當停電時，切換手段實際進行動作使離合器體移動至成為連結狀態的位置，直到使安全互鎖開關成為ON狀態為止，成為不對旋轉檢測器進行電力供應，俾確實防止在旋轉檢測器無法旋轉之狀況下的電池電力之消耗，實現電池的持續時間之延長。除此之外，利用切換手段將安全互鎖開關設為ON狀態的簡單之機構，可檢測出減速機構的輸入軸與手動輸入手段的連動狀態，俾可確實進行檢測，又，到非連動狀態之轉變亦可藉由從ON變化為OFF而確實地判別，亦可提高連動狀態檢測的可靠度。

再者，本發明的致動器係視需要，上述控制部，至少在停電時之從上述電池供應電力的狀態下，對上述安全互鎖開關，在關閉包含有安全互鎖開關的電路時設定為對該電路依規定時間之間隔以間歇式流動電流的電流輸出狀態，並在該間歇式電流之流動狀態所持續之期間，將安全互鎖開關判定為ON狀態。

如此根據本發明，對為安全互鎖開關的檢測手段，控制部以如間歇式流動電流，並由控制部在檢測手段的ON狀態下，即關閉安全互鎖開關以監視此間歇式電流之流動狀態，在間歇式電流之流動狀態的期間，將檢測手段判定為ON狀態，並透過執行從電池對旋轉檢測器供應電力的控制，以縮短對檢測手段的實際之總通電時間，且可抑制包括檢測手段的電路之電力消耗，並抑制電池之電力不必要之消耗，實現電池持續時間更進一步之延長。

再者，本發明的致動器係視需要，使上述旋轉檢測器，與上述電動機配設為一體之分解器(resolver)。

如此根據本發明，將旋轉檢測器作為分解器，利用與電動機配設為一體且使其輸出軸的旋轉狀態進行信號輸出，即便致動器之周遭環境的溫度等條件有變化、或被施加振動等來自外部的干擾，對如此之變化具有優異適應性的分解器仍可確實地檢測出電動機輸出軸的旋轉狀態，不管在何種狀況均可高精度地取得驅動對象物的位移。

再者，本發明的致動器係視需要，使上述控制部，利用上述檢測手段檢測出減速機構輸入軸與手動輸入手段間的連動狀態，當對上述分解器供應來自電池的電力時，相對於分解器，每當連動於手動輸入手段轉動電動機輸出軸之一圈時，成為至少複數次以電流所流動的間隔進行間歇式電流在流動之狀態。

如此根據本發明，在來自電池的電力供應狀態下，對作為旋轉檢測器的分解器，由控制部以規定間隔間歇式地流入電流，並在電動機輸出軸旋轉一圈內從分解器將可特定角度位置之信號進行複數次之輸出，藉由可從此等之信號計算輸出軸的轉數，使得一邊可維持從分解器的輸出信號適當地取得驅動對象物之位移的狀態，同時可縮短對分解器的實際之總通電時間，能降低包括分解器的電路之電力消耗，且抑制電池之電力不必要的消耗，實現更進一步之電池持續時間的延長。

再者，本發明的致動器視需要，將上述減速機構設為蝸形齒輪減速機構，在上述輸入軸上配設蝸桿為一體，當上述控制部，處於上述電動機的一般通電狀態的控制時，使電動機輸出軸的旋轉角速度，相對於根據與上述驅動對象物之動作相關的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且重複產生該增減變化。

如此根據本發明，將減速機構設為使用蝸形齒輪的機構，在使與輸入軸成為一體化的蝸桿利用電動機進行旋轉時，控制部將電動機輸出軸的旋轉角速度，控制成相對於其目標速度在規定範圍內重複進行增減變化的狀態，藉由對旋轉角速度賦予細微之顫動，使蝸桿成為一邊隨著在朝旋轉方向可視為微小振動之狀態下一邊進行旋轉，隨著此近似振動狀態的發生，降低蝸桿與蝸輪間齒面彼此滑動接觸時的摩擦而使作為蝸形齒輪的傳動效率得以提升，並使作為致動器對驅動對象物所賦予的驅動力與轉矩等可以增大，假設即便將電動機或減速機構小型化，轉矩等所增大的部分，不會導致極端的性能降低，可在一邊維持性能之情況下，實現致動器整體的小型化。

再者，本發明的致動器之位置檢測方法，係利用減速機構使由電動機所產生的旋轉驅動力減速並傳動給驅動對象物的致動器之位置檢測方法，在停電時，僅對控制部之所需最小限度的控制電路從電池供應電力，同樣地在停電時，當利用上述控制部檢測出表示根據人工之驅動操作所轉動的手動輸入手段與上述減速機構的輸入軸相連動且可進行轉動的安全互鎖開關之ON狀態時，對檢測出上述電動機輸出軸之旋轉狀態的分解器，亦從上述電池供應電力，根據從上述分解器所輸出，與人工之驅動操作所造成的電動機輸出軸旋轉狀態相關之信號，由上述控制部取得驅動對象物的位移。

如此根據本發明，當停電時，轉變到和利用人工之驅動操作進行轉動的手動輸入手段與減速機構的輸入軸連動之狀態，若因此使安全互鎖開關呈ON狀態，則檢測出此ON狀態的控制部將隨著對分解器供應來自電池的電力，即便在停電時利用人工之驅動操作經由手動輸入手段使減速機構的輸入軸與電動機的輸出軸進行旋轉時，仍與一般通電狀態同樣地，藉由利用控制部根據來自分解器的輸出信號成為可取得驅動對象物的位移，當利用停電時的手動操作使驅動對象物進行動作時，僅在停電時不對分解器進電力供應，在成為可以手動使減速機構的輸入軸進行旋轉之狀態時開始，對分解器進行來自電池的電力供應，用以一邊抑制電池之電力不必要的消耗，且可以不中斷適當地取得驅動對象物的位移，成為即便在停電時，仍可對應驅動對象物的動作精準地獲得其位移，當回復至一般通電狀態時可無問題地繼續驅動對象物的位置控制。又，因為使電池之電力不易被不必要地消耗，所以即便使用電力消耗較編碼器等大的分解器亦不會有問題，利用分解器可精準地取得驅動對象物的位移，亦可適當地進行在一般通電狀態的驅動對象物控制。

(本發明第1實施形態)

以下，針對本發明第1實施形態的致動器，根據圖1至圖4進行說明。

在上述各圖中，本實施形態的致動器1之構成係具備有：減速機構10、電動機20、手動輸入手段30、切換手段40、安全互鎖開關50、分解器60、控制部70及電池80。該減速機構10係對與作為上述驅動對象物之閥90為一體可旋轉所支撐之支撐軸91傳達閥動作用之驅動力；該電動機20係連結於此減速機構10，並經由減速機構10對閥90賦予驅動力；該手動輸入手段30係配設於減速機構10之中成為旋轉驅動力之輸入端的輸入軸11附近，並根據人工之驅動操作進行轉動；該切換手段40係在使減速機構10的輸入軸11連動於手動輸入手段30而進行轉動的狀態、與未連動之狀態間進行切換；該安全互鎖開關50係當作檢測減速機構10的輸入軸11與手動輸入手段30之連動狀態之上述檢測手段；該分解器60係當作檢測電動機20的輸出軸21之旋轉狀態之上述旋轉檢測器；該控制部70係在控制著電動機20之同時，根據從分解器60所輸出的信號取得閥90的位移即開度；該電池80係當非一般之通電狀態的停電時，當作電源將電力供應給控制部70等。

上述減速機構10，係具備有輸入軸11、蝸桿12及蝸輪13之構成。該輸入軸11係經由連接部14連結於電動機20的輸出軸21為一體而轉動；該蝸桿12係係與該輸入軸11形成為一體；該蝸輪13係以契合於此蝸桿12的狀態被配設，與上述閥90的支撐軸91連結為一體且可以轉動；係被配設於致動器殼體1a內，在將自電動機20所得之旋轉驅動力從蝸桿12傳動給蝸輪13的過程中一邊進行減速一邊傳達給支撐軸91，使閥90與支撐軸91一起依規定角度旋轉且使閥90進行開閉動作的公知之機構，省略詳細之說明。

在此減速機構10的輸入軸11，亦設有離合器體15用以將輸入軸11連動於上述手動輸入手段30成為可轉動。離合器體15，係在輸入軸11被配設成在軸方向自由滑動且成為一體可轉動，在滑動方向的一端部形成有複數個齒的被動側連結部16之構成。

另外，關於此減速機構10，構成使連結於閥90的支撐軸91亦連結於蝸輪13並使此轉動，使閥90作為開閉的機構，但並不僅侷限於使此種閥90進行轉動用以開閉的蝶形閥等機構，只要是利用電動機的旋轉進行閥之開閉者，如閘閥、球形閥(globe valve)等，使閥進行上下動作等以滑動開閉的機構等，其他方式之機構皆可。例如當閥為閘閥等的情況，支撐軸係具備外螺紋部分，使與蝸輪相連結的內螺紋部分螺合於此外螺紋部分，利用電動機經由減速機構使此內螺紋部分進行旋轉驅動，用以使支撐軸直線移動，而成為開閉閥的機構。

上述電動機20，係使其輸出軸21直接連結於減速機構10之蝸桿12的伺服馬達，用電氣連接於配設在致動器外殼1a內的控制部70，並在其控制下進行旋轉的構造。利用此電動機20所產生的旋轉驅動力，利用減速機構10進行減速並傳動給為上述驅動對象物的閥90之支撐軸91，使閥90依規定角度旋轉的機構。

藉由將電動機20當作伺服馬達，僅利用電動機20便可實現所需的旋轉數(旋轉角速度)，相對於同樣驅動力的習知類型之致動器，因為利用電動機的驅動可使蝸桿以適當的旋轉數進行旋轉，所以不需要介在於電動機與蝸桿軸之間的減速齒輪機構，可使致動器整體小型化，且因為沒有減速齒輪彼此間的契合，所以可以靜音化。

上述手動輸入手段30，係被配設在離合器體15的上述一端部附近和減速機構10的輸入軸11與轉動中心呈一致且可自由轉動，並與離合器體15的被動側連結部16相契合且具有可連結之驅動側連結部31，同時在此驅動側連結部31的相反側設有齒輪部32，成為經由手動把手33或手動齒輪34將根據人工之驅動操作之旋轉驅動力輸入之構成。

上述切換手段40，係配設成使形成桿狀的本體部分之其中一部分位於致動器外殼1a內，並使該致動器外殼1a內建部分的一部分卡合於離合器體15的溝部17且相對於離合器體15之輸入軸11的軸方向位置被配設成可調整之構成。此切換手段40之露出於致動器外殼1a外的部分，係利用人工的傾動操作(tilting operation)，成為可切換為預設的自動位置與手動位置中之任一者，隨切換此自動位置與手動位置的傾動使離合器體15進行移動，利用切換離合器體15與手動輸入手段30間之連結狀態與非連結狀態，成為切換減速機構輸入軸11與手動輸入手段30間之連動狀態與非連動狀態的機構。在此切換手段40中，為使上述安全互鎖開關50對應切換手段40本體部分的動作而進行切換，所以將凸輪部41與桿部42結合配設。該凸輪部41係在致動器外殼1a內呈突出狀態；該桿部42係利用彈簧順勢增壓抵壓於此凸輪部41，並對應於凸輪部41的角度位置進行進退。

上述安全互鎖開關50，係接觸到對應於使切換手段40的離合器體15移動至與手動輸入手段30呈連結狀態的動作而進行移動的切換手段40之桿部42，成為依上述連結狀態呈ON狀態之構成。開關本身，係若接觸到對應於切換手段40本體部分的動作而進行進退的桿部42端部則呈ON狀態，若離開桿部42端部時呈OFF狀態的一般接觸開關，省略詳細之說明。

此種安全互鎖開關，係利用隨著切換手段朝手動側的切換而動作的機械式開關機構，維持對電動機未進行電力供應之狀態，用以防止在手動把手的操作中電動機發生旋轉動作之情形，但假設開關機構損毀時，當從停電狀態回復至一般通電狀態時，誤陷於對電動機供應電力的狀態，導致在手動把手的操作中電動機進行動作，亦會有造成作業員受危險波及之事故發生的可能性。因此，在一般的安全互鎖開關之外，當電動機輸出軸並非從外部供應電力，而是隨著透過手動操作使蝸桿旋轉而旋轉時，使對電動機進行電力供應，實施雙重的安全互鎖為佳。例如，在手動操作之際因為手動把手與電動機輸出軸為連動之狀態，因此藉由轉動手動把手使電動機輸出軸旋轉，電動機便成為一種發電機並產生電力，此產生的電力會被輸入到控制部側。當控制部檢測出此種電力之輸入時，致動器便成為手動操作狀態，若對電動機執行不供應電力的控制，便可確實阻止電動機在手動把手操作中動作，俾可確保安全。

另外，如本實施形態例當設有手動把手33，構成隨時與手動輸入手段30連動的情況，在將切換手段40從自動位置切換至手動位置時，安全互鎖開關50接觸到切換手段40之一部分而成為ON狀態的時序，最好設定為比利用切換手段40進行移動的離合器體15之被動側連結部16和手動輸入手段30的驅動側連結部31契合成為連結狀態時更早。如此，假設電動機20不在停止之狀態，即便將切換手段40從自動位置切換至手動位置，因為在安全互鎖開關50成為ON狀態之後可以將離合器體15與手動輸入手段30設為連結狀態，便不會因為電動機20不在停止之狀態使得伴隨離合器體15與手動輸入手段30的連結，引起手動把手33旋轉的危險情形，便為安全。又，當反過來將切換手段40從手動位置切換至自動位置時，因為在離合器體15與手動輸入手段30成為非連結狀態之後，安全互鎖開關50便成為OFF狀態，所以在將切換手段40從手動位置切換至自動位置的時間點，即便已從停電狀態回復至一般的通電狀態時，在離合器體15與手動輸入手段30成為非連結狀態之後，利用安全互鎖開關50使電動機20成為可旋轉，即便電動機20接受電力供應並開始旋轉但旋轉並不會從電動機側傳動給手動把手33，故為安全。

上述分解器60，係被安裝配設於電動機20的端部成為一體，將電動機輸出軸21的旋轉位移轉換為電子信號之變化，並將此信號輸出的公知之感測器。此分解器60，係相對於控制部70被連接為可輸出信號，被用於利用控制部70的電動機20之伺服控制，此外，利用控制部70從分解器60的輸出信號另行運算的閥之開度使成為可以掌握。另外、此分解器60，將作為電動機20的構成零件之從一開始與電動機20安裝為一體者，直接利用作為旋轉檢測器亦無妨。

藉由將分解器60採用作為旋轉檢測器，並將電動機20的輸出軸21之旋轉狀態進行信號輸出，即便周遭環境的溫度等條件有變化、或因施加振動等來自外部的干擾，對此種變化具優越適應性的分解器60仍可確實地檢測出電動機輸出軸21的旋轉狀態，不管在何種狀況均可利用控制部70高精度地取得閥90的開度。

上述控制部70，係根據從外部的操作、指示控制手段等所輸入閥90直到成為規定開度為止的動作指令、以及分解器60的輸出信號，在對電動機20進行伺服控制的同時，對根據從分解器60所輸出的信號取得閥90的位移即開度、或在停電時調整來自電池80的電力供應執行控制。

此控制部70，係作為停電時的控制，僅對所需之最小限度的控制電路設為從上述電池供應電力之狀態，同時檢測出安全互鎖開關50為ON狀態，即當檢測出減速機構10的輸入軸11與手動輸入手段30的連動狀態時，就執行從電池80對分解器60供應電力的控制，即便在停電時利用人工之驅動操作使閥90進行動作時，仍可得到利用控制部70從分解器60的輸出信號取得閥90之開度的狀態之機構。

為了能在致動器1之附近一邊確認閥90的開度一邊可進行閥90的手動開閉操作，亦可將閥開度的顯示部71和此控制部70一起，配設在致動器外殼1a的可用目視確認之位置。此時，開度的顯示部71亦是在停電時從電池80供應電力，並利用控制部70進行控制用以維持開度顯示之狀態。

其他，在控制部70，為了能將內部所記憶儲存之，諸如設定數據、或動作次數等履歷資訊之類的資料，由外部進行管理或分析，而透過記憶卡等通用之記錄媒體轉移到外部之機器，亦可設有此種媒體的輸出入手段等，利用致動器的運用成為使所儲存的資料容易取得並可有效地活用。

另外，關於利用此控制部70使電動機20動作，且在使閥90進行開閉動作達到規定之開度後，到使電動機20停止為止的一連串之基本的動作控制，為公知之閥開度調整的伺服控制，省略詳細之說明。

再者，在控制部70中，關於將在停電時對控制部70進行電力供應的電源，從一般的通電狀態所使用的商用電源，切換到電池80的控制、或是當停電結束時從電池80返回商用電源的控制，為公知之與一般停電補償相關的控制，省略詳細之說明。

上述電池80，係在停電時當作電源而成為可對控制部70與分解器60等供應充足電力之容量的一次電池或二次電池，連同安全互鎖開關50與控制部70，為一起被配設於致動器外殼1a內部的電動機20附近之構成。另外，藉由如此般將例如電動機20、安全互鎖開關50、分解器60、控制部70及電池80的電氣零件整合並收容配設於致動器外殼1a內的相同空間部，便可將配線設為所需最小限度的長度而不需要拉長繞遠，可達成本之降低，同時保養亦較為容易，另外，藉由致動器外殼1a與外部隔離，就不易受溫度與濕度等周遭環境變化的影響，俾可提升耐久性。

即使在與本實施形態相關的致動器中，亦與一般的閥致動器相同，可將利用繼電器輸出之閥的位置資訊(閥閉合位置、閥全開位置)、或警報資訊(轉矩警報、熱警報)等資訊，設為輸出給外部機器的構造，但此種資訊的輸出，為了對外部之機器傳達正確的資訊，不僅在一般的通電狀態，就連停電時亦以能持續進行為佳。關於此種致動器的資訊輸出所使用的繼電器，即便在電源為OFF時以仍可保持接點狀態的閂扣型繼電器為佳，和在停電時亦能利用上述分解器進行的旋轉狀態檢測相同，在停電時亦能保持繼電器輸出並對外部機器進行正確的資訊傳達。

接著，關於根據上述構成的致動器之一般通電狀態及停電狀態進行說明。並以電池80係具有在停電時能對控制部70或分解器60等供應充足之電力的殘餘電容為前提。

在從商用電源供應電力的一般通電狀態，若從外部對控制部70輸入閥90的開啟或關閉動作之指令信號，控制部70便將電動機20設為起動狀態，且電動機20的輸出軸21開始旋轉。如此電動機20，便經由減速機構10將驅動力賦予閥90的支撐軸91，使閥90進行開閉動作。

當電動機20的輸出軸21進行旋轉，控制部70便根據從分解器60輸出的信號進行伺服控制，另一方面控制部70，將取得閥90的開度，並顯示於顯示部71，且將開度資訊傳送給外部的操作、指示控制手段等。與一般的閥開閉控制相同，若閥90動作至預先所下指令的開度位置，電動機20便停止且完成開閉動作。

若因某種理由造成停電，導致未從商用電源供應電力，成為無法使電動機20動作的狀態時，控制部70，便設為僅對此控制部70中除電動機控制部分等以外的所需最小限度之控制電路或顯示部71從電池80供應電力的狀態。在此停電狀態當未特別對致動器1進行操作等情況時，分解器60亦未被供應來自電池80的電力，使電池80的電力消耗僅達極少之狀態。

在因此停電而無法使用電動機20的狀況下，閥90的開閉為必要時，為了使作業員可用手動使閥90動作，若使切換手段40從當初的自動位置移動至手動位置時，隨著切換手段40的致動器外殼1a內建部分之動作，使離合器體15在輸入軸11上一邊滑動一邊向靠近手動輸入手段30移動，且離合器體15的被動側連結部16與手動輸入手段30的驅動側連結部31相契合，使離合器體15與手動輸入手段30成為連結之狀態。藉此，使減速機構輸入軸11與手動輸入手段30成為連動之狀態，將利用作業員的手動把手33之操作可獲得之旋轉驅動力，透過手動齒輪34與手動輸入手段30輸入到減速機構10的輸入軸11，使閥90成為可開閉的手動開閉狀態。

而且此時，隨著在切換手段40的致動器外殼1a內建部分所設置之凸輪部41的動作，壓抵於此的桿部42亦跟著移動，桿部42便接觸到安全互鎖開關50並將此設為ON狀態。藉由安全互鎖開關50成為ON狀態，在控制部70，隨著電流在安全互鎖開關50中流動，當檢測出安全互鎖開關50為ON狀態，便馬上執行對分解器60供應來自電池80之電力的控制。

如此，藉由即便在停電時仍對分解器60進行電力供應，使信號從分解器60輸出，成為控制部70可從此信號取得閥90之開度的狀態，當作業員實際操作手動把手33時，減速機構10的輸入軸11便進行旋轉，並利用減速機構10所傳達的驅動力使閥90動作，同時隨著與輸入軸11為一體的電動機輸出軸21之旋轉所變化的信號從分解器60被輸出，成為由控制部70所運算取得之閥90的開度。

作業員，在完成利用手動把手33的操作之閥90之手動開閉作業後，使切換手段40從手動位置返回原來的自動位置。藉此，離合器體15與手動輸入手段30再度成為非連結狀態，且返回減速機構輸入軸11與手動輸入手段30未連動之狀態。同時，安全互鎖開關50亦復原為OFF狀態，接受此之控制部70再次作為不對分解器60供應來自電池80之電力的狀態，成為抑制電池80的電力消耗。而且，當停電結束時，控制部70，便將對此控制部70所進行之電力供應的電源從電池80切換到商用電源，另外亦使從商用電源之電力可供應到分解器60，而復原至一般的通電狀態。

如此，在本實施形態的致動器，相對於減速機構10的輸入軸11，配設以人工之驅動操作進行轉動的手動輸入手段30，在停電時，使切換手段40轉移到減速機構10的輸入軸11與手動輸入手段30連動之狀態，當檢測出將此連動狀態作為安全互鎖開關50的ON狀態時，隨著控制部70對分解器60供應來自電池80的電力，即便在停電時利用人工的驅動操作經由手動輸入手段30使減速機構10的輸入軸11與電動機20的輸出軸21進行旋轉時，仍與一般通電狀態相同，因為利用控制部70根據來自分解器60的輸出信號成為可取得閥90的開度，當利用停電時的手動操作之閥90之動作時，僅在停電時不會對分解器60進行電力供應，從使減速機構10的輸入軸11成為可手動旋轉的狀態開始，才對分解器60進行來自電池80的電力供應，一邊抑制電池80之電力沒必要的消耗，一邊可不中斷且適當地取得閥90之開度，即便在停電時仍成為可對應閥90的動作精準地取得其開度，當回復至一般通電狀態時可無問題地繼續閥90的位置控制。

(本發明第2實施形態)

另外，在上述第1實施形態的致動器，為了由控制部70檢測出在停電時安全互鎖開關50為ON之狀態，關於對安全互鎖開關50的通電，設為不進行特別之調整等執行，但不僅限於此，作為第2實施形態，亦可設為在停電時的來自電池80所供應電力之狀態下，將控制部70設定為，相對於安全互鎖開關50，當含有此安全互鎖開關50的電路封閉時對此電路以規定之時間間隔間歇式地流動電流的電流輸出狀態之構成。

控制部70，監視含有安全互鎖開關50的電路之電流，且安全互鎖開關50進行關閉使含此的電路成為閉合電路，當安全互鎖開關50有電流流動時，便判定安全互鎖開關50為ON狀態，但在作業員進行閥90的手動開閉期間，因為安全互鎖開關50持續處於ON狀態，因此成為電流能繼續流動的狀態，若單純地持續流通電流便會導致電池之電力沒有必要的消耗。

對應於此，控制部70，係將對包含安全互鎖開關50之電路的電流輸出，設定為以規定之時間間隔間歇式地流動電流之狀態，例如將僅以近似脈衝狀之極短時間(例如0.1秒)流動電流之狀態，設定為以規定之時間間隔(例如每間隔1秒)重複進行之狀態，同時亦監視、判定此安全互鎖開關50是否有電流在流動，並配合欲在安全互鎖開關50流動電流的時序執行(參照圖5)。

如此，由控制部70間歇式地監視此安全互鎖開關50的ON狀態，即安全互鎖開關50進行關閉且電流在此間歇式流動的狀態，在被認定間歇式電流的流動狀態持續的期間，由控制部70判定安全互鎖開關50為ON狀態，並利用執行對分解器60供應來自電池80之電力的控制，縮短對安全互鎖開關50的實際之總通電時間，除了可抑制包含安全互鎖開關50的電路之電力消耗，同時亦可由控制部70縮短實際監視時間用以減輕處理之負荷，可使電力消耗變小，並抑制電池80之電力無必要的消耗，實現電池持續時間更進一步之延長。

(本發明第3實施形態)

再者，在上述第1實施形態的致動器，停電時在減速機構10的輸入軸11與手動輸入手段30連動之狀態下，關於從電池80對分解器60的電力供應，亦是作為不進行特別之調整等執行之構成，但不僅限於此，作為第3實施形態，當停電時對分解器60供應來自電池80的電力時，控制部70，亦可控制成對分解器60每當電動機輸出軸21旋轉一圈，電流就以複數次流動的間隔間歇式地流動電流之狀態之構成。

控制部70，係在分解器60的規格上，為了能獲得信號輸出而必須在分解器60流動激磁電流，但當考慮來自電池80的電力供應之持續性時，流到分解器60的電流較少為佳。因此，控制部70，係停電時當對分解器60供應來自電池80的電力時，相對於分解器60，在連動於手動輸入手段30進行旋轉的電動機輸出軸21旋轉一圈當中，為了從分解器60複數次輸出能特定角度位置的信號，當輸出軸21每旋轉一圈便對分解器60以複數次電流流動的時間間隔間歇式地流動電流。例如當將激磁波形設為脈衝狀時，將脈衝的1~數次之極短時間(例如，100微秒前後)之通電設定成以規定之時間間隔(例如，每間隔0.005秒)重複成為間歇式流動電流(參照圖6)。

在以手動緩慢旋轉的電動機輸出軸21旋轉一圈當中，對應於對分解器60間歇式地流動電流，當信號從分解器60複數次被輸出的狀態，配合輸出軸21的旋轉持續進行時，在控制部70將從可特定各個角度位置的複數信號，無問題的計數輸出軸21的旋轉數，便可取得閥90的開度。如此，就能一邊維持可從分解器60的輸出信號適當地取得閥90之開度的狀態，一邊使停電時與一般通電狀態相比使對分解器60的實際總通電時間縮短，可減少包含分解器60的電路之電力消耗，且抑制電池80的電力沒有必要之消耗，實現電池持續時間更進一步之延長。

(本發明第4實施形態)

針對本發明第4實施形態的致動器，根據圖7與圖8進行說明。

在上述各圖中本實施形態的致動器2，係與上述第1實施形態相同，具備有減速機構10、電動機20、手動輸入手段30、切換手段40、安全互鎖開關50、分解器60、控制部70及電池80，另一方面，不同處則在於，控制部70，具有使一般通電狀態的電動機20之輸出軸21的旋轉角速度，相對於根據與閥90之動作相關的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且執行重複產生此增減變化的控制之構成。

上述控制部70之構成，係具備有：驅動控制部72及控制器部73；該驅動控制部72係在一般通電狀態，根據分解器60的輸出信號控制電動機20；該控制器部73係同樣在一般通電狀態從外部接收直到閥90到達規定開度為止的動作指令並對驅動控制部72輸出速度指令信號。

上述驅動控制部72，係在一般通電狀態下，根據分解器60的輸出信號對電動機20進行伺服控制，同時使電動機20的輸出軸21之旋轉角速度，相對於根據與閥90之動作相關的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且控制成重複產生此增減變化的狀態之構成。

具體而言，在比進行為伺服馬達之電動機20之伺服控制中一邊進行速度控制、濾波控制、電流控制等並在對電動機供應電流的控制‧驅動手段74之前段側，根據在分解器60的實際檢測之速度資訊的回饋更早之過程中，相對於從作為與為驅動對象物的閥90之動作相關的速度指令之控制器部73所賦予的速度指令信號，利用變動附加手段75加上成為規定之高頻率且規定之微小振幅的連續波形(例如，正弦波狀)的變動信號成分，藉此獲得電動機輸出軸21的旋轉角速度之增減變化作為控制之結果。

隨著利用如此驅動控制部72的控制，電動機20的輸出軸21，一邊維持朝與根據速度指令之旋轉方向相同之方向旋轉其旋轉角速度一邊在規定之範圍內從目標速度以極短之周期重複產生微量之時而加速時而減慢的增減變化，即成為旋轉角速度細微顫動的變動狀態。輸出軸21，係根據此旋轉角速度的顫動，視為朝旋轉方向之微小振動，因為與輸出軸21成為一體旋轉的蝸桿12亦會產生朝此旋轉方向的近似振動狀態，所以與施加一般單純的振動時相同，蝸桿12與蝸輪13的各齒面間之接觸狀態獲得改善，而減少齒面間的摩擦。

在此種之電動機20的輸出軸21及蝸桿12，使實際之旋轉角速度相對於根據速度指令的目標之速度進行增減變化之狀態，若以容易測定的旋轉數作為基準換個說法，可說成是一邊對根據速度指令的目標之旋轉數產生增減變動之旋轉差一邊使輸出軸21及蝸桿12進行旋轉。

利用驅動控制部72相對於速度指令信號所加算的變動信號成分之振幅，係規定在實際之輸出軸21的旋轉中與目標旋轉數之旋轉差能取得的範圍者，即，規定輸出軸21的旋轉角速度之增減變化的範圍(增減變動波形的振幅)者。又，變動信號成分的頻率，係規定在輸出軸21的旋轉角速度之增減變化之頻率者。

另外，此驅動控制部72，係分別預先取得相對於速度指令信號進行加算的變動信號成分之振幅、與實際因輸出軸21的旋轉所產生與目標旋轉數的最大旋轉差間之關係、以及，上述變動信號成分的頻率、與實際在輸出軸21的旋轉角速度之增減變化的頻率間之關係，利用實際之輸出軸21及蝸桿12為了產生相當於所需之近似振動狀態的旋轉角速度之增減變化，利用變動附加手段75將被設定為適當之振幅與頻率之波形的變動信號成分加算到速度指令信號。

例如，當電動機20的目標旋轉數(額定旋轉數)為3000rpm時，在輸出軸21的旋轉角速度之增減變化的頻率最好設為1~10kHz，與目標旋轉數的最大旋轉差(偏移旋轉數)最好設為250rpm，驅動控制部72，便將具有事先經過確認能獲得如此控制結果的規定振幅與頻率之變動信號成分加算到速度指令信號。加算後的指令信號，便形成在原本的速度指令信號上，高頻率且小振幅之正弦波狀之變動波形重疊的狀態。尤其，當電動機為AC伺服馬達時，如圖8所示，在成為交流波形的速度指令信號上，使較此速度指令信號的頻率極高且較其振幅極小之振幅的波形重疊，並一邊對輸出軸賦予利用旋轉角速度的增減變化所產生之近似振動狀態，同時使成為不會對維持在目標旋轉數附近之旋轉數的伺服控制造成影響之狀態。

另外，對驅動控制部72之電動機20的伺服控制，係為利用回饋接收從分解器60的輸出信號可獲得之電動機輸出軸21的旋轉速度之資訊，並控制根據此與速度指令信號之電動機20之旋轉的公知之伺服控制，省略詳細之說明。

上述控制器部73，係為在一般通電狀態下，從外部的操作、指示控制手段等經由利用電線或光學電纜進行的電纜通信、或者無線通信等接收直到閥90之規定開度為止的動作指令，且從分解器60的輸出信號取得閥90的開度位置資訊，並在進行位置控制等之後對驅動控制部72輸出速度指令信號者。

關於利用此控制器部73與驅動控制部72使電動機20進行作動，使閥90進行開閉動作在到達規定之開度後，至使電動機20停止為止的，一連串之基本之動作控制，係為與公知之閥開度調整相關的伺服控制，省略詳細之說明。

接著，針對根據上述構成的致動器在一般通電狀態下的動作進行說明。作為前提，在一般通電狀態下，從外部將閥90的開啟或關閉動作之指令信號輸入控制部70的控制器部73，當從控制器部73將速度指令信號傳送到驅動控制部72時，驅動控制部72便將電動機20設為起動狀態，電動機20係開始旋轉，成為經由減速機構10對閥90的支撐軸91賦予驅動力者。

當電動機20旋轉時，控制部70便根據從分解器60輸出的信號執行伺服控制，另一方面控制部70的驅動控制部72，係相對於與閥90之動作相關的對電動機20之速度指令信號，加上擁有被預設之適當的振幅與頻率的波形之變動信號成分。

利用加算後的指令信號作為控制的結果，電動機20的輸出軸21，係根據速度指令朝旋轉方向一邊旋轉，此旋轉角速度會從目標速度在由上述變動信號成分之振幅所假設之範圍內一邊進行增減，且此增減變化會成為在由上述變動信號成分之頻率所假設的頻率重複之狀態。另外，若將輸出軸21的旋轉角速度之增減用旋轉數作為基準換個說法，就成為輸出軸21的實際之旋轉數從目標旋轉數在由上述變動信號成分之振幅所假設的旋轉差之範圍內進行增減。

在輸出軸21，重複產生旋轉角速度之增減變化的狀態，即旋轉角速度在高速側與低速側細微顫動之狀態，可說成是輸出軸21朝旋轉方向進行微小振動，而如此之輸出軸21的近似振動狀態，因為在與輸出軸21成為一體的輸入軸11上之蝸桿12亦有產生，所以在減速機構10，便與施加一般單純之振動時相同，減少蝸桿12與蝸輪13的各齒面彼此間之摩擦，並提升傳動效率。又，藉由在輸出軸21與蝸桿12的旋轉方向成為近似振動狀態，使得對輸出軸21與蝸桿12的軸承，不易施加朝推力方向與徑向所不必要之力，可抑制不良之影響。

隨著在此減速機構10傳動效率之提升，即便使用相同電動機或減速機構，相較於進行未使蝸桿12產生近似振動狀態的習知之相同伺服控制時，可在使致動器之輸出轉矩增大的狀態執行閥90的驅動。而且，與上述第1實施形態相同，當閥90到達預先被下指令的開度位置時，便停止電動機20結束開閉動作。

另外，關於本實施形態之致動器的停電狀態係與上述第1實施形態相同，省略說明。

如此，在本實施形態的致動器中，控制部70的驅動控制部72，相對於根據與閥動作相關的速度指令以對應閥90之狀況的目標之旋轉角速度所控制使輸出軸21旋轉的電動機20，將輸出軸21的旋轉角速度，相對於根據與閥90之動作相關的速度指令之目標速度，控制成在規定範圍內進行重複增減變化的狀態，使直接連結於電動機輸出軸21的輸入軸11上之蝸桿12在進行旋轉當中，因為對其旋轉角速度賦予細微之顫動，所以蝸桿12會成為隨著被視為一邊朝旋轉方向微小振動之狀態一邊進行旋轉，隨著如此近似振動狀態的發生使蝸桿12與蝸輪13的齒面彼此間之接觸狀態獲得改善，減輕在齒面之滑動接觸的摩擦並提升作為蝸形齒輪的傳動效率，使作為致動器對閥所賦予的驅動力或轉矩，較使用同等之電動機或減速機構的習知之致動器更為增大，假設使電動機或減速機構小型化，藉由使實際之驅動力或轉矩增大的部分，仍可在要求因額定性能更高的大型致動器之狀況下使用，不會導致性能降低而實現致動器整體之小型化。

(本發明第5實施形態)

另外，在上述第4實施形態的致動器，在一般通電狀態下根據與閥90之動作相關的指令使電動機20在進行旋轉期間，驅動控制部72隨時將電動機20的輸出軸21之旋轉角速度控制為增減變化之狀態，並設為朝輸出軸21及蝸桿12之旋轉方向產生近似振動狀態，但不僅限於此，作為第5實施形態，係亦可構成利用閥90的開度，切換使驅動控制部72將電動機20的輸出軸21之旋轉角速度控制成增減變化狀態之情況、與不執行此控制而設為將輸出軸21的旋轉角速度設定為保持根據速度指令之目標速度的情況。

閥的情況，將從閥的關閉狀態開始開放時為始動轉矩，從要閉合前的微小開啟狀態至完全封閉時作為閉合轉矩，習知比在此等以外的閥開度所需要之額定轉矩更大的轉矩，對閥動作是必要的，但對應如此之特性，僅在從閥90的關閉狀態開始開放時、與從要閉合前的微小開啟狀態至完全封閉時，驅動控制部72才將電動機20的輸出軸21之旋轉角速度控制為增減變化狀態，在此等以外的閥90之開啟動作及關閉動作中，驅動控制部72會切換控制狀態，執行將輸出軸21的旋轉角速度保持根據速度指令所設定之目標速度之控制。

在一般通電狀態中，當電動機20動作使閥90進行開閉動作時，從分解器60輸出對應電動機20之旋轉位移的信號，因為可從此信號運算取得閥之開度，所監視閥90的開度，例如在關閉動作之際，當上述閉合轉矩等較大之轉矩到達必要之開度時，便利用驅動控制部72從以輸出軸21的旋轉角速度為目標速度之控制狀態，切換成控制旋轉角速度成為增減變化狀態的狀態。又，相反地在開啟動作之際，當從需要上述始動轉矩等較大之轉矩的狀態到達以額定以下的轉矩即可之開度時，便利用驅動控制部72從使輸出軸21的旋轉角速度成為增減變化狀態的控制，切換成以旋轉角速度為目標速度的控制。

如此，在閥的驅動中最需要轉矩的開始開放時或封閉結束時，利用驅動控制部72控制成使電動機20的輸出軸21之旋轉角速度成為增減變化狀態，藉由使蝸桿12以朝旋轉方向的近似振動狀態進行旋轉，在必要時減輕減速機構10的摩擦而提高傳動效率，俾產生所需的足夠轉矩，使閥90無問題地被驅動而動作，同時在並不太需要轉矩的中間負荷之狀態使電動機20成為以額定運轉即可，以額定產生必要的轉矩為基準使習知所選定之電動機或減速機構，僅在必要時才提供符合要求的最大轉矩即可，可採用以不將蝸桿設為近似振動狀態之額定狀態抑制輸出的小型電動機等，實現成本之降低，同時可使致動器整體之構造小巧化。

再者在此時，從閥的關閉狀態開始開放時、以及在要閉合前的微小開啟狀態至完全封閉時之兩種情況下，將電動機的輸出軸之旋轉角速度控制成上述增減變化狀態，此外，亦可僅將從上述閥的關閉狀態開始開放時、或者從閉合前的微小開啟狀態至完全封閉時之任何一方，進行將電動機輸出軸之旋轉角速度控制成上述增減變化狀態之構成。

再者，在上述各實施形態的致動器，可設為將來自電動機20的驅動力經由減速機構10傳動給閥90的支撐軸91，並作為開閉閥90的機構，但除了此種閥之外，亦可設為適用使板狀之閘進行上下方向或橫向移動用以進行流路之開閉的閘開閉機構之構成。而且，當支撐閥或閘之支撐構件並非支撐軸而是鏈條或金屬線等支撐構件時，傳動蝸輪與此等鏈條或金屬線等支撐構件間之驅動力的中間零件，被使用作為各自對應的適當構件是理所當然的。

再者，在上述各實施形態的致動器，以作為對當作驅動對象物的閥90之支撐軸91傳動驅動力的減速機構10使用蝸形齒輪之構成，但不僅限於此，例如為防止因對閥或閘等驅動對象物施加來自流體之力或重力等的外力造成此等意外發生移動之情況，當被賦予對輸出側所施加之力反而使不能移動輸入側的自鎖性時，可採用其他的減速機構亦無妨。

再者，在上述各實施形態的致動器，成為將分解器60與電動機20安裝為一體，利用電動機20的動作或以手動，使減速機構10的輸入軸11旋轉，當利用由減速機構10所傳動的驅動力使作為驅動對象物的閥90動作時，在此同時，隨著與輸入軸11為一體的電動機輸出軸21之旋轉而變化的信號從分解器60被輸出，並由控制部70從此信號運算取得閥90的開度之構成，但不僅限於此，亦可成為將分解器設置於減速機構的輸出軸，例如在上述各實施形態時的蝸輪的軸上，使對應於減速機構輸出軸之旋轉位移的信號從分解器輸出之構成，在減速機構的輸出軸則因為來自電動機輸出軸的旋轉量較少，而使得在分解器的激磁電流流動之頻度亦減少，大幅降低在分解器的消耗電力，更加抑制電池的電力消耗，可大幅延長電池持續時間。

再者，在上述各實施形態的致動器，在停電時接受由人工之驅動操作的手動把手33，係連結於手動齒輪34的中心軸成為一體，並成為隨時存在於致動器外殼1a的外側之構成，此外，亦可構成將手動把手設為可對手動齒輪之中心軸進行裝卸，且停電時僅在利用手動使閥等驅動對象物動作時，才安裝手動把手以協助操作。此時，在致動器安裝手動把手的軸，並不僅有手動把手，若是將其他器具，例如，該為可連結於利用蓄電池或發電機的電力產生旋轉驅動力的手持式電動工具、或者利用氣壓或油壓產生旋轉驅動力的可手持自動式工具等，且有通用性形狀的話，可連結如此之電動工具等並利用其驅動力，實現大幅之省力化。

如此使手動把手成為可裝卸，當必要時安裝於軸上使用時，從安全互鎖開關移動至ON狀態時才開始，可以將手動把手安裝於軸上的構造，例如，利用手動操作動作使安全互鎖開關之ON‧OFF進行切換的切換手段，設為直到安全互鎖開關到達ON狀態的位置為止，使其一部分存在於手動把手的預定安裝位置而成為障礙物，用以阻止將手動把手安裝於軸之構造為佳。藉此，假設在電動機未處於停止狀態，即便將切換手段從自動位置切換成手動位置，在安全互鎖開關成為ON狀態後，可將手動把手安裝於軸上成為手動操作狀態，在電動機未停止而會有旋轉傳到要安裝手動把手的軸之危險狀態，不會因為隨著將手動把手安裝於軸上，導致發生手動把手之旋轉等危險情況發生，而屬安全。

再者，在將切換手段反過來從手動位置切換至自動位置時，於手動把手維持安裝於軸上的狀態下，為了將切換手段從安全互鎖開關的ON狀態之對應位置進行移動，因為手動把手成為障礙而無法移動，所以在將手動把手從軸上拆卸後，便不得不移動切換手段使安全互鎖開關50成為OFF狀態。藉此，在將切換手段從手動位置切換至自動位置的時間點，即便已經從停電狀態回復至一般通電狀態時，在將手動把手從軸上拆卸而成為與電動機側未連動的狀態，利用安全互鎖開關使電動機成為可旋轉，即便電動機接受電力供應而開始旋轉，仍不會對致動器之外造成影響，而屬安全。

1、2．．．致動器

1a．．．致動器外殼

10．．．減速機構

11．．．輸入軸

12．．．蝸桿

13．．．蝸輪

14．．．連接部

15．．．離合器體

16．．．被動側連結部

17．．．溝部

20．．．電動機

21．．．輸出軸

30．．．手動輸入手段

31．．．驅動側連結部

32．．．齒輪部

33．．．手動把手

34．．．手動齒輪

40．．．切換手段

41．．．凸輪部

42．．．桿部

50．．．安全互鎖開關

60．．．分解器

70．．．控制部

71．．．顯示部

72．．．驅動控制部

73．．．控制器部

74‧‧‧控制．驅動手段

75‧‧‧變動附加手段

80‧‧‧電池

90‧‧‧閥

91‧‧‧支撐軸

圖1為本發明第1實施形態的致動器之概略構成說明圖。

圖2為本發明第1實施形態的致動器之橫向概略剖視圖。

圖3為本發明第1實施形態的致動器之縱向概略剖視圖。

圖4為本發明第1實施形態的致動器之致動器外殼分解狀態之端面圖。

圖5為本發明第2實施形態的致動器中對安全互鎖開關的通電狀態之說明圖。

圖6為本發明第3實施形態的致動器中對分解器的通電狀態之說明圖。

圖7為本發明第4實施形態的致動器之概略構成說明圖。

圖8為本發明第4實施形態的致動器的控制部中表示速度指令信號之時間變化波形之說明圖。

1．．．致動器

10．．．減速機構

11．．．輸入軸

12．．．蝸桿

13．．．蝸輪

15．．．離合器體

20．．．電動機

21．．．輸出軸

30．．．手動輸入手段

40．．．切換手段

50．．．安全互鎖開關

60．．．分解器

70．．．控制部

80．．．電池

90．．．閥

91．．．支撐軸

Claims (12)

1. 一種致動器，係利用減速機構將由電動機所產生的旋轉驅動力進行減速並傳動給驅動對象物，而使該驅動對象物進行動作者，其特徵在於，具備有：手動輸入手段，其係配設於上述減速機構中成為旋轉驅動力之輸入端的輸入軸附近，根據人工的驅動操作進行轉動；切換手段，其係在上述減速機構的輸入軸連動於上述手動輸入手段而進行轉動的狀態、與未連動的狀態間進行切換；檢測手段，其係檢測上述減速機構的輸入軸與上述手動輸入手段之連動狀態；旋轉檢測器，其係檢測上述電動機輸出軸的旋轉狀態並作為信號而輸出；控制部，其係控制上述電動機，同時根據從上述旋轉檢測器所輸出的信號而取得驅動對象物的位移；以及電池，其係在非一般通電狀態的停電時，當作電源對至少上述控制部供應電力；上述減速機構的輸入軸係與電動機的輸出軸直接連結且被配設為可成一體進行轉動，在一般通電狀態下輸入由電動機所產生的旋轉驅動力；上述控制部係設為僅對停電時所需最小限度的控制電路從上述電池供應電力的狀態，同時設為當利用上述檢測手段檢測出減速機構的輸入軸與手動輸入手段的連動狀態時，則 對上述旋轉檢測器供應來自電池的電力，並可從旋轉檢測器的輸出信號取得驅動對象物的位移的狀態。
2. 如申請專利範圍第1項之致動器，其中，具備有離合器體，其係以可朝軸方向自由滑動且成一體轉動的方式配設於上述減速機構的輸入軸，並在滑動方向的一端部形成被動側連結部；上述手動輸入手段係配設在上述離合器體的上述一端部附近以使上述減速機構的輸入軸與轉動中心一致且轉動自如，並具有能與離合器體的被動側連結部相連結之驅動側連結部；上述切換手段係配設為至少使一部分卡合於上述離合器體且可調整相對於離合器體之減速機構輸入軸的軸方向位置，並設為藉由使離合器體移動以切換與上述手動輸入手段間的連結狀態和非連結狀態，而可切換成減速機構輸入軸與手動輸入手段間的連動狀態與非連動狀態；上述檢測手段係設為對應於使上述切換手段的離合器體移動至與手動輸入手段之連結狀態的動作而接觸切換手段之一部分，並在上述連結狀態下呈ON狀態的安全互鎖開關。
3. 如申請專利範圍第2項之致動器，其中，上述控制部係至少在停電時之從上述電池供應電力的狀態下，對於上述安全互鎖開關，在關閉包含安全互鎖開關的電路時，設定為間 歇式電流依規定時間間隔流動於該電路的電流輸出狀態，並在該間歇式電流之流動狀態所持續之期間，將安全互鎖開關判定為ON狀態。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之致動器，其中，上述旋轉檢測器係設為與上述電動機配設成一體之分解器(resolver)。
5. 如申請專利範圍第4項之致動器，其中，上述控制部係設為當利用上述檢測手段檢測出減速機構輸入軸與手動輸入手段間的連動狀態，而對上述分解器供應來自電池的電力時，對於分解器，每當連動於手動輸入手段而轉動的電動機輸出軸旋轉一圈，至少複數次在電流流動的間隔，進行間歇式電流流動之狀態。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之致動器，其中，上述減速機構係設為蝸形齒輪減速機構，在上述輸入軸配設有蝸桿並成為一體；上述控制部，當處於上述電動機之一般通電狀態下的控制時，係使電動機輸出軸的旋轉角速度，相對於根據上述驅動對象物之動作的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且重複產生該增減變化。
7. 如申請專利範圍第4項之致動器，其中，上述減速機構係設為蝸形齒輪減速機構，在上述輸入軸配設有蝸桿並成為一體； 上述控制部，當處於上述電動機之一般通電狀態下的控制時，係使電動機輸出軸的旋轉角速度，相對於根據上述驅動對象物之動作的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且重複產生該增減變化。
8. 如申請專利範圍第5項之致動器，其中，上述減速機構係設為蝸形齒輪減速機構，在上述輸入軸配設有蝸桿並成為一體；上述控制部，當處於上述電動機之一般通電狀態下的控制時，係使電動機輸出軸的旋轉角速度，相對於根據上述驅動對象物之動作的速度指令所設定之目標速度，在規定範圍內進行增減，且重複產生該增減變化。
9. 一種致動器，係利用減速機構將由電動機所產生的旋轉驅動力進行減速並傳動給驅動對象物，而使該驅動對象物進行動作者，其特徵在於，具備有：手動輸入手段，其係配設於上述減速機構中成為旋轉驅動力之輸入端的輸入軸附近，根據人工的驅動操作進行轉動；切換手段，其係在上述減速機構的輸入軸連動於上述手動輸入手段而進行轉動的狀態、與未連動的狀態間進行切換；檢測手段，其係檢測上述減速機構的輸入軸與上述手動輸入手段之連動狀態；旋轉檢測器，其係檢測上述減速機構中成為旋轉驅動力輸出端的輸出軸之旋轉狀態，並作為信號而輸出； 控制部，其係控制上述電動機，同時根據從上述旋轉檢測器所輸出的信號而取得驅動對象物的位移；以及電池，其係在非一般通電狀態的停電時，當作電源且至少對上述控制部供應電力；上述減速機構的輸入軸係與電動機的輸出軸連動且被配設為可轉動，在一般通電狀態下利用由電動機所產生的旋轉驅動力進行旋轉；上述控制部係設為僅對停電時所需最小限度的控制電路從上述電池供應電力的狀態，同時設為當利用上述檢測手段檢測出減速機構的輸入軸與手動輸入手段的連動狀態時，則對上述旋轉檢測器供應來自電池的電力，並可從旋轉檢測器的輸出信號取得驅動對象物的位移的狀態。
10. 如申請專利範圍第1或9項之致動器，其中，上述旋轉檢測器係設為分解器。
11. 一種致動器之位置檢測方法，係利用減速機構使由電動機所產生的旋轉驅動力減速並傳動給驅動對象物的致動器之位置檢測方法，其特徵在於：在停電時，僅對控制部之所需最小限度的控制電路從電池供應電力，同樣地，在停電時，當利用上述控制部檢測出表示根據人工之驅動操作所轉動的手動輸入手段與上述減速機構的輸入軸相連動且可進行轉動的安全互鎖開關之ON狀態時，則 對檢測出上述電動機輸出軸之旋轉狀態的分解器，亦從上述電池供應電力，根據從上述分解器所輸出之與人工之驅動操作所造成的電動機輸出軸之旋轉狀態相關之信號，由上述控制部取得驅動對象物的位移。
12. 一種致動器之位置檢測方法，係利用減速機構使由電動機所產生的旋轉驅動力減速並傳動給驅動對象物的致動器之位置檢測方法，其特徵在於：在停電時，僅對控制部之所需最小限度的控制電路從電池供應電力，同樣地，在停電時，當利用上述控制部檢測出表示根據人工之驅動操作所轉動的手動輸入手段與上述減速機構的輸入軸相連動且可進行轉動的安全互鎖開關之ON狀態時，則對檢測出上述減速機構輸出軸之旋轉狀態的分解器，亦從上述電池供應電力，根據從上述分解器所輸出之與人工之驅動操作所造成的減速機構輸出軸之旋轉狀態相關之信號，由上述控制部取得驅動對象物的位移。