WO2013008669A1 - Apparatus movement system - Google Patents

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文珠 縄手
陽平 石上
藤原 茂喜
秀明 安倍
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三洋電機株式会社
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Abstract

An apparatus movement system (1) comprises a movement unit (2) which is capable of moving along a proscribed movement surface (S). The movement unit (2) further comprises: a movement body (11) whereupon an arbitrary apparatus (10) is mounted; an actuator (3) which is integrally disposed upon the movement body (11); and a binding device (13) which binds the movement body (11) to the movement surface (S). The actuator (3) emits an impulse based on electromagnetic force and moves the movement body (11) in the direction of the impulse. The binding device (13) binds the movement unit (2) to the movement surface (S) with either mechanical or electromagnetic force to be mobile and create friction. When the apparatus (10) is a power supply primary coil which supplies power to a power receiving apparatus, and the power receiving apparatus is mounted in an arbitrary location above the movement surface (S), the movement unit (2) moves in a lower part of the power receiving apparatus, and is capable of moving the power supply primary coil to the location of the power receiving apparatus and of causing the power supply primary coil to supply power to the power receiving apparatus, as well as making the power supply primary coil have flexibility in a power supply site.

Description

機器移動システムEquipment movement system
 本発明は、非接触給電用1次コイルなどの機器を移動する機器移動システムに関する。 The present invention relates to a device moving system that moves devices such as a primary coil for non-contact power feeding.
 従来、小型の電気機器などを所定位置に移動する機器移動装置として、例えば、非接触給電システムにおける給電用の1次コイルを含む機器を、広い給電面上の任意の位置に置かれた受電機器の2次コイルの直下部に移動させる装置がある。ここで、非接触給電システムについて述べると、受電機器と給電装置との間に、互いの種類、大きさ、個数などについて1対1対応が有る場合、例えば、電動歯ブラシや携帯電話などに対する専用の給電装置を備えた非接触給電システムが実用化されている。これらのシステムでは、1次コイルと2次コイルとが互いに確実に位置決めされるように、受電機器を位置決めするガイドが給電装置側に設けられていたり、受電機器を置く位置を視覚的に明示する印やLEDインジケータなどが設けられている。近年、ある程度広い範囲の任意の位置に受電機器を置くだけで給電装置の1次コイルを受電機器の2次コイルの下部に自動的に導くしくみを備えたシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a device moving apparatus that moves a small electric device or the like to a predetermined position, for example, a power receiving device in which a device including a primary coil for power feeding in a non-contact power feeding system is placed at an arbitrary position on a wide power feeding surface There is a device for moving the coil directly below the secondary coil. Here, when the non-contact power supply system is described, when there is a one-to-one correspondence between the power receiving device and the power supply device with respect to the type, size, number, and the like, for example, a dedicated power supply for an electric toothbrush or a mobile phone is used. A non-contact power feeding system including a power feeding device has been put into practical use. In these systems, a guide for positioning the power receiving device is provided on the power feeding device side so that the primary coil and the secondary coil are reliably positioned with respect to each other, and the position where the power receiving device is placed is clearly indicated. A mark, an LED indicator, and the like are provided. In recent years, a system having a mechanism for automatically guiding a primary coil of a power feeding device to a lower portion of a secondary coil of a power receiving device by simply placing the power receiving device at an arbitrary position within a wide range is known (for example, a patent) Reference 1).
特開2009-81945号公報JP 2009-81945 A
 しかしながら、上述した特許文献1に示されるようなシステムは、モータを使った2軸のアクチュエータによってXY面内で1次コイルを移動させるものであり、アクチュエータの構造は大がかりであり、給電装置の小型化や低コスト化が難しい。さらに、受電機器を置ける広い面積があるにもかかわらず、一度に給電できる受電機器は1つのみであり、設置効率が低い。これは、アクチュエータ構造が大きく、受電機器を置くことができる範囲の下部空間全面に広がっているため、1つの1次コイルを動かすアクチュエータの動作範囲内に、他の1次コイルを動かすアクチュエータを設置できないことによる。 However, the system as shown in Patent Document 1 described above moves the primary coil in the XY plane by a biaxial actuator using a motor, and the structure of the actuator is large, and the power supply device is small. And cost reduction is difficult. Furthermore, although there is a large area where the power receiving device can be placed, only one power receiving device can supply power at a time, and installation efficiency is low. This is because the actuator structure is large and spreads over the entire lower space where the power receiving device can be placed, so the actuator that moves the other primary coil is installed within the operating range of the actuator that moves one primary coil. It can't be done.
 本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、所定の移動面に沿って任意の機器を任意方向に自律的に移動させることができる機器移動システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a device movement system capable of autonomously moving any device in a given direction along a predetermined moving surface with a simple configuration. And
 上記課題を達成するために、本発明の機器移動システムは、任意の機器が搭載され、その機器と共に所定の移動面に沿って移動する移動体と、移動体に一体的に設けられ、電力供給により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力を駆動力にして該移動体を衝撃力の方向に移動させるアクチュエータと、移動体とアクチュエータによって構成される移動ユニットを移動面に対して移動自在かつ摩擦力が発生するように機械力または電磁気力により拘束する拘束手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an apparatus moving system according to the present invention includes an arbitrary apparatus, a moving body that moves along with the apparatus along a predetermined moving surface, and a power supply that is provided integrally with the moving body. Generates an impact based on electromagnetic force, and uses the impact force as a driving force to move the moving body in the direction of the impact force, and the moving unit composed of the moving body and the actuator is movable relative to the moving surface. And a restraining means for restraining by a mechanical force or an electromagnetic force so that a frictional force is generated.
 この機器移動システムにおいて、アクチュエータは、移動体に複数設けられ、移動ユニットは、複数のアクチュエータの駆動力によって移動面に沿って回転移動または2自由度の直進移動をするものとすることができる。 In this equipment movement system, a plurality of actuators are provided on the moving body, and the moving unit can be rotated or moved straight along the moving surface by a driving force of the plurality of actuators.
 この機器移動システムにおいて、拘束手段は、移動ユニットと移動面との間に磁力による引力を発生させる磁性体、電磁石、または永久磁石を備えて構成することができる。 In this device moving system, the restraining means can be configured to include a magnetic body, an electromagnet, or a permanent magnet that generates an attractive force by a magnetic force between the moving unit and the moving surface.
 この機器移動システムにおいて、拘束手段は、移動ユニットにおける移動面とは反対側にあって移動ユニットを移動面との間に挟み込む押圧板を備えて構成することができる。 In this device moving system, the restraining means can be configured to include a pressing plate that is on the opposite side of the moving surface of the moving unit and sandwiches the moving unit with the moving surface.
 この機器移動システムにおいて、移動ユニットが移動面に複数備えられ、それぞれ個別に移動するものとすることができる。 In this equipment movement system, a plurality of movement units are provided on the movement surface, and each of them can be moved individually.
 この機器移動システムにおいて、移動面における移動ユニットの位置を検出する位置センサと、アクチュエータへの供給電力を制御することによりアクチュエータを制御する制御部と、をさらに備え、制御部は、位置センサから位置データを受け取り、その位置データに基づいて移動ユニットを所定の目標位置に移動させるようにアクチュエータを制御するものとすることができる。 The apparatus moving system further includes a position sensor that detects the position of the moving unit on the moving surface, and a control unit that controls the actuator by controlling power supplied to the actuator. The actuator may be controlled to receive data and move the moving unit to a predetermined target position based on the position data.
 この機器移動システムにおいて、機器は、非接触給電用の1次コイルであり、移動体が移動する領域内に1次コイルによって給電される2次コイルを持つ受電機器が配置されたとき、その受電機器の位置を検出する機器センサを備え、制御部は、機器センサから受電機器の位置データを受け取り、その受電機器の位置に移動ユニットを移動させ、1次コイルから受電機器に給電を行うものとすることができる。 In this device moving system, the device is a primary coil for non-contact power feeding, and when a power receiving device having a secondary coil fed by the primary coil is arranged in a region where the moving body moves, the power receiving device A device sensor for detecting the position of the device is provided, the control unit receives the position data of the power receiving device from the device sensor, moves the moving unit to the position of the power receiving device, and supplies power to the power receiving device from the primary coil. can do.
 この機器移動システムにおいて、1次コイルは、複数のコイルをアレイ状に配置して成り、制御部は、給電の際に受電機器の2次コイルの面積に合わせて1次コイルの使用数を調整するものとすることができる。 In this device moving system, the primary coil is formed by arranging a plurality of coils in an array, and the control unit adjusts the number of primary coils used in accordance with the area of the secondary coil of the power receiving device during power feeding. Can be.
 この機器移動システムにおいて、1次コイルは、径の異なる複数のコイルを同心状に配置して成り、制御部は、給電の際に受電機器の2次コイルの面積に合わせて1次コイルの使用数を調整するものとすることができる。 In this device moving system, the primary coil is formed by concentrically arranging a plurality of coils having different diameters, and the control unit uses the primary coil in accordance with the area of the secondary coil of the power receiving device during power feeding. The number can be adjusted.
 この機器移動システムにおいて、制御部は、1次コイルを複数使用するとき、それらのコイルに加える電圧または電流を互いに同期させるものとすることができる。 In this equipment movement system, when a plurality of primary coils are used, the control unit can synchronize the voltage or current applied to these coils.
 本発明の機器移動システムによれば、移動ユニットがアクチュエータによる自律駆動によって移動自在に移動するので、移動範囲の増大に対して移動のための機構が大型化することがなく、小型、低コストのシステムを実現できる。また、移動ユニットが、他励的駆動ではなく自律駆動によって移動するので、複数の移動ユニット間相互の駆動機構の干渉問題がなくなり、同一システム内に複数の移動ユニットを導入して複数の機器を移動させることができる。 According to the device movement system of the present invention, the movement unit moves freely by autonomous driving by the actuator, so that the mechanism for movement does not increase with respect to the increase of the movement range, and is small and low cost. A system can be realized. In addition, since the mobile unit moves by autonomous driving instead of separate excitation driving, there is no problem of interference between the driving mechanisms of a plurality of mobile units, and a plurality of mobile units are installed in the same system. Can be moved.
本発明の第1の実施形態に係る機器移動システムの構成図。The block diagram of the apparatus movement system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は同機器移動システムを構成する移動ユニットの移動の様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットの他方向への移動の様子を示す斜視図。(A) is a perspective view which shows the mode of movement of the movement unit which comprises the apparatus movement system, (b) is a perspective view which shows the mode of movement to the other direction of the movement unit. (a)は同機器移動システムを構成する他の移動ユニットの直進移動の様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットの回転移動の様子を示す斜視図。(A) is a perspective view which shows the mode of the rectilinear movement of the other mobile unit which comprises the apparatus movement system, (b) is a perspective view which shows the mode of rotational movement of the mobile unit. (a)は同機器移動システムを構成するさらに他の移動ユニットの直進移動の様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットの他方向への移動の様子を示す斜視図、(c)は同移動ユニットの回転移動の様子を示す斜視図。(A) is a perspective view showing a state in which a further moving unit constituting the device moving system is moving straight, (b) is a perspective view showing a state in which the moving unit is moved in the other direction, and (c) is a perspective view. The perspective view which shows the mode of the rotational movement of the movement unit. (a)は同機器移動システムを構成する移動ユニットが壁面に拘束されて移動する様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットと壁面の断面図。(A) is a perspective view which shows a mode that the movement unit which comprises the apparatus movement system is restrained by the wall surface, (b) is sectional drawing of the movement unit and a wall surface. 同機器移動システムを構成する移動ユニットを移動面に拘束する例を示す側面図。The side view which shows the example which restrains the movement unit which comprises the apparatus movement system to a movement surface. (a)は同機器移動システムを構成する移動ユニットを押圧板によって移動面に拘束する例を示す斜視図、(b)は同移動ユニットの側面図。(A) is a perspective view which shows the example which restrains the movement unit which comprises the apparatus movement system to a movement surface with a press board, (b) is a side view of the movement unit. 同機器移動システムを構成する移動ユニットを移動面に拘束する他の例を示す側面図。The side view which shows the other example which restrains the movement unit which comprises the apparatus movement system to a movement surface. 同機器移動システムを構成する移動ユニットを移動面に拘束するさらに他の例を示す斜視図。The perspective view which shows the further another example which restrains the movement unit which comprises the apparatus movement system to a movement surface. (a)(b)は同機器移動システムを構成する移動ユニットに適用されるアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、(c)(d)は同アクチュエータの右向き動作を説明する断面図。(A) (b) is sectional drawing explaining the left direction operation | movement of the actuator applied to the movement unit which comprises the apparatus movement system, (c) (d) is sectional drawing explaining the right direction operation | movement of the actuator. (a)は同移動ユニットに適用される他のアクチュエータの断面図、(b)は同アクチュエータの動作原理を説明する模式図。(A) is sectional drawing of the other actuator applied to the movement unit, (b) is a schematic diagram explaining the principle of operation of the actuator. (a)(b)は同移動ユニットに適用されるさらに他のアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、(c)は同アクチュエータを左向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。(A) (b) is sectional drawing explaining the leftward operation | movement of the further another actuator applied to the movement unit, (c) is a time change graph of the electric current sent through an electromagnetic coil, when operating this actuator to the left. (a)(b)は同アクチュエータの右向き動作を説明する断面図、(c)は同アクチュエータを右向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。(A) (b) is sectional drawing explaining the rightward operation | movement of the actuator, (c) is a time change graph of the electric current sent through an electromagnetic coil, when operating the actuator rightward. (a)(b)は同移動ユニットに適用されるさらに他のアクチュエータの動作を説明する断面図、(c)は同アクチュエータの動作原理を説明する模式図。(A) (b) is sectional drawing explaining operation | movement of the further another actuator applied to the movement unit, (c) is a schematic diagram explaining the operation principle of the actuator. (a)は同移動ユニットに適用されるさらに他のアクチュエータの平面断面図、(b)は(a)のA-A線断面図、(c)は(b)のB-B線断面図。(A) is a plan sectional view of still another actuator applied to the moving unit, (b) is a sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a sectional view taken along line BB in (b). (a)~(c)は同アクチュエータの動作例を示す一部断面の側面図。(A)-(c) is a side view of a partial cross section showing an operation example of the actuator. (a)(b)は同アクチュエータを動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。(A) (b) is a time change graph of the electric current sent through an electromagnetic coil, when operating the actuator. 同移動ユニットに適用されるさらに他のアクチュエータの断面図。Sectional drawing of the further another actuator applied to the movement unit. (a)(b)は同アクチュエータの部分拡大断面図。(A) and (b) are the elements on larger scale of the actuator. (a)~(d)は同アクチュエータの動作の様子を示す一部断面側面図。(A)-(d) is a partial cross section side view which shows the mode of operation | movement of the actuator. (a)は第2の実施形態に係る機器移動システムにおける移動ユニットの動作を説明する斜視図、(b)は同移動ユニットが目標位置に移動した様子を示す斜視図。(A) is a perspective view explaining operation | movement of the movement unit in the apparatus movement system which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a perspective view which shows a mode that the movement unit moved to the target position. (a)は同機器移動システムにおける複数の移動ユニットが給電用の1次コイルを備えて移動面上に配置されている様子を示す斜視図、(b)は同移動システムのタッチパネル上に受電用の2次コイルが載置された様子を示す斜視図、(c)は同移動ユニットが同受電用の2次コイルの下に移動した様子を示す斜視図。(A) is a perspective view which shows a mode that the several mobile unit in the apparatus movement system is equipped with the primary coil for electric power feeding, and is arrange | positioned on a movement surface, (b) is for receiving power on the touch panel of the movement system. The perspective view which shows a mode that this secondary coil was mounted, (c) is a perspective view which shows a mode that the movement unit moved under the secondary coil for the same power reception. 同機器移動システムにおける移動ユニットが複数のアレイ状配置の給電用1次コイルを備えている様子を示す斜視図。The perspective view which shows a mode that the movement unit in the apparatus movement system is equipped with the primary coil for electric power feeding of several array form arrangement | positioning. (a)は2つの給電用1次コイルを備えた移動ユニットが大面積の受電用の2次コイルに給電する様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットが小面積の受電用の2次コイルに給電する様子を示す斜視図。(A) is a perspective view showing a state in which a mobile unit having two primary coils for power feeding supplies power to a secondary coil for power reception in a large area, and (b) shows 2 for power reception in a small area by the mobile unit. The perspective view which shows a mode that electric power is supplied to a next coil. (a)は同心の2つの給電用1次コイルを備えた移動ユニットが大面積の受電用の2次コイルに給電する様子を示す斜視図、(b)は同移動ユニットが小面積の受電用の2次コイルに給電する様子を示す斜視図。(A) is a perspective view showing a state in which a mobile unit having two concentric primary coils for power feeding supplies power to a secondary coil for power reception in a large area, and (b) is a power reception for small areas in the mobile unit. The perspective view which shows a mode that electric power is supplied to the secondary coil of.
 (第1の実施形態)
 以下、本発明の実施形態に係る機器移動システムについて図面を参照して説明する。図1乃至図4は本発明の第1の実施形態に係る機器移動システム1を示す。機器移動システム1は、図1に示すように、所定の移動面Sに沿って移動することができる移動ユニット2を備える。この移動ユニット2は、任意の機器10が搭載される移動体11と、移動体11に一体的に設けられたアクチュエータ3と、移動体11を移動自在に移動面Sに拘束する拘束装置13(拘束手段)とを備える。また、機器移動システム1は、アクチュエータ3を制御する制御部14を備えている。アクチュエータ3は、電力供給により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力を駆動力にして移動体11を衝撃力の方向(アクチュエータの動作軸の方向)に移動させる。アクチュエータ3は、衝撃力を駆動力とするものであり、この意味で、インパクトアクチュエータとも呼ばれる。移動ユニット2は拘束装置13によって移動面Sに拘束されて移動面Sに沿って移動する。機器10は移動ユニット2の移動に伴って移動される。移動面Sは、平面に限らず3次元空間における任意の曲面とすることもでき、さらに、1次元の面、つまり3次元空間における任意の曲線を移動面Sとすることができる。拘束装置13は、移動ユニット2を移動面Sに対して移動自在かつ摩擦力が発生するように機械力または電磁気力により拘束する。例えば、拘束装置13は、移動ユニット2を移動面Sに向けて押し付ける圧力としての拘束力F、または、移動面Sの裏面側から移動ユニット2を引き付ける引力としての拘束力Fを、機械的に発生したり、電磁気的に発生したりする。制御部14は、アクチュエータ3に供給する駆動用の電力を制御し、その制御によって、移動ユニット2の移動を制御する。アクチュエータ3が1つだけ備えられる場合に、移動ユニット2は移動面Sに沿って直進移動を行い、そのアクチュエータ3が双方向移動のものであれば前進後退の直進移動を行い、単方向移動のものであれば1方向の直進移動のみを行う。
(First embodiment)
Hereinafter, an apparatus movement system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show a device movement system 1 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the device moving system 1 includes a moving unit 2 that can move along a predetermined moving surface S. This moving unit 2 includes a moving body 11 on which an arbitrary device 10 is mounted, an actuator 3 provided integrally with the moving body 11, and a restraining device 13 that restrains the moving body 11 on the moving surface S so as to be movable. Restraining means). In addition, the device movement system 1 includes a control unit 14 that controls the actuator 3. The actuator 3 generates an impact based on an electromagnetic force by supplying electric power, and uses the impact force as a driving force to move the moving body 11 in the direction of the impact force (the direction of the operating axis of the actuator). The actuator 3 uses an impact force as a driving force, and in this sense is also called an impact actuator. The moving unit 2 is restrained by the restraining device 13 on the moving surface S and moves along the moving surface S. The device 10 is moved as the moving unit 2 moves. The moving surface S is not limited to a flat surface, and can be an arbitrary curved surface in a three-dimensional space. Furthermore, a one-dimensional surface, that is, an arbitrary curve in a three-dimensional space can be used as the moving surface S. The restraining device 13 restrains the moving unit 2 with a mechanical force or an electromagnetic force so as to be movable with respect to the moving surface S and generate a frictional force. For example, the restraining device 13 mechanically applies a restraining force F as a pressure for pressing the moving unit 2 toward the moving surface S, or a restraining force F as an attractive force for attracting the moving unit 2 from the back side of the moving surface S. Generated or electromagnetically generated. The control unit 14 controls the driving power supplied to the actuator 3 and controls the movement of the moving unit 2 by the control. When only one actuator 3 is provided, the moving unit 2 moves straight along the moving surface S. If the actuator 3 is bidirectional, the moving unit 2 moves forward and backward, and moves unidirectionally. If it is a thing, it will only go straight in one direction.
 移動ユニット2は、複数の複数のアクチュエータ3を備えることができる。例えば、図2(a)(b)に示すように、2つのアクチュエータ3を、互いに動作軸を直交させて備えることにより、2自由度の直進移動の合成によって、2次元面内の移動を行うことができる。一方のアクチュエータ3のみを駆動させると、移動ユニット2が移動面S上をそのアクチュエータの衝撃方向に直進する。他方のアクチュエータ3のみを駆動させると、同じくその衝撃方向に直進する。移動面Sが直交x、y座標軸の設定された平面であって目標地点に移動ユニット2を移動させて位置決めするとき、目標地点に対してx、y方向の移動によって目標地点に移動し、2つ同時に駆動させると斜め方向に移動する。なお、2つのアクチュエータ3の動作軸は、それぞれ移動体11の中心を通るように配置しており、これにより、回転力が発生しないで純粋に直進力だけが発生することになる。 The moving unit 2 can include a plurality of actuators 3. For example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), two actuators 3 are provided with their operation axes orthogonal to each other, thereby moving in a two-dimensional plane by synthesizing two degrees of freedom of linear movement. be able to. When only one actuator 3 is driven, the moving unit 2 goes straight on the moving surface S in the direction of impact of the actuator. When only the other actuator 3 is driven, it also goes straight in the impact direction. When the moving surface S is a plane on which orthogonal x and y coordinate axes are set and the moving unit 2 is moved to the target point and positioned, the moving unit S moves to the target point by moving in the x and y directions with respect to the target point. If they are driven simultaneously, they move in an oblique direction. Note that the operation axes of the two actuators 3 are arranged so as to pass through the center of the moving body 11, respectively, so that only a straight advance force is generated without generating a rotational force.
 また、図3(a)(b)に示すように、2つのアクチュエータ3を、互いに動作軸を並列させて移動体11の中心の両側に備えている場合、1自由度の直進移動とその場回転運動との合成によって、2次元面内の移動を行うことができる。2つのアクチュエータ3を同じ向きに衝撃力を入れて駆動させると、移動ユニット2が移動面S上を衝撃方向に直進する。2つのアクチュエータ3を互いに逆向きに駆動させると、偶力により移動ユニット2がその場回転して向きを変える。移動面S上の目標位置に位置決めするとき、目標地点に向けて向きを変えて直進することで、目標までの最短距離を移動することができる。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, when the two actuators 3 are provided on both sides of the center of the moving body 11 with the operation axes being parallel to each other, the linear movement of one degree of freedom and the position thereof are performed. The movement in the two-dimensional plane can be performed by the combination with the rotational motion. When the two actuators 3 are driven by applying an impact force in the same direction, the moving unit 2 moves straight on the moving surface S in the impact direction. When the two actuators 3 are driven in directions opposite to each other, the moving unit 2 rotates on the spot by a couple of forces and changes its direction. When positioning to the target position on the moving surface S, the shortest distance to the target can be moved by changing the direction toward the target point and going straight.
 また、図4(a)(b)(c)に示すように、3つのアクチュエータ3を備えることができる。この例では、2つのアクチュエータ3を互いに動作軸方向を並列させて移動体11の中心の両側に配置し、これらに対して動作軸方向を直交させた1つのアクチュエータ3を移動体11の中心に配置している。このような配置を有する移動ユニット2は、図2に示した移動ユニット2の動作と、図3に示した移動ユニット2の動作の両方の動作を行うことができる。すなわち、並列した2つのアクチュエータ3を、同じ向きに駆動させると、移動ユニット2が移動面S上を衝撃方向に直進する。2つのアクチュエータ3を、それぞれ逆向きに駆動させると、偶力により移動ユニット2がその場回転して向きを変える。他の1つを独立して駆動させることで、移動ユニット2が真横に駆動される。アクチュエータ3の数を増やすことにより、移動の自由度が増え、移動ユニット2は、より短い時間で移動面S上を移動でき、位置決めすることができる。 Further, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, three actuators 3 can be provided. In this example, two actuators 3 are arranged on both sides of the center of the moving body 11 with their operating axis directions being parallel to each other, and one actuator 3 whose operating axis direction is orthogonal to these is located at the center of the moving body 11. It is arranged. The mobile unit 2 having such an arrangement can perform both the operation of the mobile unit 2 shown in FIG. 2 and the operation of the mobile unit 2 shown in FIG. That is, when the two actuators 3 arranged in parallel are driven in the same direction, the moving unit 2 moves straight on the moving surface S in the impact direction. When the two actuators 3 are driven in opposite directions, the moving unit 2 is rotated in place by the couple and changes its direction. By driving the other one independently, the moving unit 2 is driven to the side. Increasing the number of actuators 3 increases the degree of freedom of movement, and the moving unit 2 can move and position on the moving surface S in a shorter time.
 機器移動システム1によれば、移動ユニット2が他励的駆動ではなくアクチュエータ3による自律駆動によって移動するので、移動範囲の増大に対して移動のための機構が大型化することがない。また、複数の移動ユニット2間の相互の駆動機構の干渉問題がないので、複数の移動ユニット2を導入して複数の機器10を移動させることができる。また、広い範囲の面上で、外部からの駆動用の伝達機構を用いることなく移動ユニット2、従って機器10の移動や位置決めを自在に行うことができる。本システムの使用形態は、次のようなものが考えられる。機器10が他の機器へ給電するための1次コイルを有し、該他の機器が受電機器として2次コイルを有し、機器10の移動面Sに対向する面上に受電機器が位置する。このような構成にあって、制御部14の制御により、移動ユニット2が移動し、機器10が受電機器の下面側に移動され、受電機器に給電することができる。機器10を受電機器の位置に自在に移動でき、給電場所に融通性を持たせることができる。 According to the equipment movement system 1, since the movement unit 2 moves by autonomous driving by the actuator 3, not by separately excited driving, the mechanism for movement does not increase with an increase in the movement range. In addition, since there is no problem of mutual drive mechanism interference between the plurality of moving units 2, the plurality of moving units 2 can be introduced to move the plurality of devices 10. In addition, the movement unit 2 and thus the device 10 can be freely moved and positioned on a wide range of surfaces without using an external drive transmission mechanism. The following usage forms of this system are conceivable. The device 10 has a primary coil for supplying power to another device, the other device has a secondary coil as a power receiving device, and the power receiving device is located on a surface facing the moving surface S of the device 10. . In such a configuration, the control unit 14 controls the moving unit 2 to move the device 10 to the lower surface side of the power receiving device, so that the power receiving device can be supplied with power. The device 10 can be freely moved to the position of the power receiving device, and the power feeding location can be made flexible.
 図5、図6は、拘束装置13の具体例を示す。これらの拘束装置13は、移動ユニット2と移動面Sとの間に磁力による引力を発生させる磁性体、電磁石、または永久磁石を備えて成るものである。すなわち、図5(a)(b)に示すように、拘束装置13は、移動体11の内部に備えた磁石13aと、表面を移動面Sとする磁性体13b例えば鉄板と、によって構成されている。移動ユニット2は、磁石13aと磁性体13bとの間の引力によって、移動面Sに拘束される。なお、移動面Sは、磁性体13bの表面そのものとするのではなく、磁性体13bの表面に介在させた非磁性体の表面を移動面Sとすることができる。また、移動体11と移動面Sとの接触面には、適宜の摩擦力が存在する必要がある。移動面Sは、重力の作用の有無にかかわらず、水平面の他に、斜面、壁面、天井面などとすることができ、移動ユニット2はそのような移動面Sに拘束されて移動することができる。磁石13aは、永久磁石でもよく、電磁石でもよく、また、磁極の配置は、有効な拘束力としての引力を発生できる配置であればよい。また、図6に示すように、移動体11の内部に備えた磁性体13dと、移動面Sの下部に配列した磁石13eと、によって拘束装置13を構成するようにしてもよい。 5 and 6 show specific examples of the restraining device 13. These restraining devices 13 include a magnetic body, an electromagnet, or a permanent magnet that generates an attractive force due to a magnetic force between the moving unit 2 and the moving surface S. That is, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the restraining device 13 is constituted by a magnet 13a provided inside the moving body 11, and a magnetic body 13b having a surface as a moving surface S, for example, an iron plate. Yes. The moving unit 2 is restrained by the moving surface S by the attractive force between the magnet 13a and the magnetic body 13b. The moving surface S is not the surface of the magnetic body 13b itself, but the surface of the non-magnetic material interposed on the surface of the magnetic body 13b can be the moving surface S. Further, an appropriate frictional force needs to be present on the contact surface between the moving body 11 and the moving surface S. The moving surface S can be a slope, a wall surface, a ceiling surface, or the like in addition to a horizontal plane, regardless of the presence or absence of the action of gravity, and the moving unit 2 can move while being restrained by such a moving surface S. it can. The magnet 13a may be a permanent magnet or an electromagnet, and the arrangement of the magnetic poles only needs to be an arrangement that can generate an attractive force as an effective binding force. Further, as shown in FIG. 6, the restraining device 13 may be configured by a magnetic body 13 d provided inside the moving body 11 and a magnet 13 e arranged below the moving surface S.
 図7(a)(b)は、拘束装置13の他の例を示す。この拘束装置13は、移動ユニット2における移動面Sとは反対側にあって移動ユニット2を移動面Sとの間に挟み込む押圧板13cを備えて成るものである。押圧板13cを移動中の移動ユニット2に柔軟に押圧して拘束力Fを発生するためのバネやゴムなどの弾性体からなる付勢緩衝部材を別途備えてもよい。移動面Sと押圧板13cとは、間に移動ユニット2を挟んだ状態で、水平ばかりでなく、垂直壁面や、他の任意の傾斜を持たせた配置とすることができる。アクチュエータ3を搭載した移動ユニット2は、2枚の板に挟まれて板との摩擦力で保持される。この場合、2枚の板の一方の板の面、または両方の板の面を移動面Sとみなすことができる。2枚の板の一方の板の面を移動面Sとする場合、他方の板との間には摩擦をなくすことにより、例えば、車輪構造を備えることにより、移動面Sとの間の摩擦力の設定が容易となる。アクチュエータ3を駆動させると、その衝撃力により移動ユニット2が、任意角度の移動面S上を移動し、目標位置に向けて進むことができる。 FIGS. 7A and 7B show another example of the restraining device 13. The restraining device 13 includes a pressing plate 13 c that is on the opposite side of the moving unit 2 from the moving surface S and sandwiches the moving unit 2 with the moving surface S. An urging buffer member made of an elastic body such as a spring or rubber for flexibly pressing the pressing plate 13c against the moving unit 2 to generate the restraining force F may be additionally provided. The moving surface S and the pressing plate 13c can be arranged not only horizontally but also with a vertical wall surface or other arbitrary inclination with the moving unit 2 sandwiched therebetween. The moving unit 2 on which the actuator 3 is mounted is sandwiched between two plates and held by frictional force with the plates. In this case, the surface of one of the two plates or the surface of both plates can be regarded as the moving surface S. When the surface of one of the two plates is the moving surface S, the friction force between the moving surface S and the other plate is eliminated by, for example, providing a wheel structure. Is easy to set. When the actuator 3 is driven, the moving unit 2 can move on the moving surface S at an arbitrary angle by the impact force, and can move toward the target position.
 図8は、拘束装置13のさらに他の例を示す。この拘束装置13は、移動ユニット2の上部から変形自在のシート13fを被せて、シート13fからの圧力によって移動ユニット2を機械的に移動面Sに押さえ込んで拘束する。移動ユニット2は、シート13fと移動面Sとの隙間を、シート13fを押しのけながら移動する。拘束力Fは、シート13fの背後から、例えば、水圧や空気圧などを作用させて、流体による圧力を拘束力Fとして用いることができる。また、シート13fをゴム磁石で構成し、移動面Sを鉄板で構成して、磁力による引力を拘束力Fとしてもよい。さらに、シート13fと移動面Sとの間で静電気を発生させ、静電気による吸着力を拘束力Fとしてもよい。また、図9は、拘束装置13のさらに他の例を示す。この拘束装置13は、移動面Sに対向する空間に設けた支持部13gと、支持部13gから移動ユニット2に延びる屈曲自在の拘束腕13hと、を備えて成るものである。拘束腕13hは、移動ユニット2の移動に追随して変形し、その作用点を移動させつつ、移動ユニット2に拘束力Fを作用させて移動ユニット2を移動面Sに押さえて拘束する。 FIG. 8 shows still another example of the restraining device 13. The restraining device 13 covers a deformable sheet 13f from the upper part of the moving unit 2, and mechanically presses and restrains the moving unit 2 on the moving surface S by the pressure from the sheet 13f. The moving unit 2 moves while pushing away the sheet 13f through the gap between the sheet 13f and the moving surface S. The restraining force F can be used as the restraining force F by applying, for example, water pressure or air pressure from behind the seat 13f. Alternatively, the sheet 13f may be formed of a rubber magnet, the moving surface S may be formed of an iron plate, and the attractive force due to the magnetic force may be used as the binding force F. Furthermore, static electricity may be generated between the sheet 13f and the moving surface S, and the binding force F may be an adsorption force due to the static electricity. FIG. 9 shows still another example of the restraining device 13. The restraining device 13 includes a support portion 13g provided in a space facing the moving surface S, and a bendable restraining arm 13h extending from the support portion 13g to the moving unit 2. The restraining arm 13h is deformed following the movement of the moving unit 2 and moves the point of action while restraining the moving unit 2 against the moving surface S by applying the restraining force F to the moving unit 2.
 (渦電流式のインパクトアクチュエータ)
 以下、図10乃至図20によって、アクチュエータ3の構成と動作原理を詳細説明する。図10は渦電流式のアクチュエータ3を示す。アクチュエータ3は、図10(a)に示すように、互いに離間し同軸に対向配置して一体化された左右の電磁コイル31と、電磁コイル31の間に配置された弾性体30と、各電磁コイル31と弾性体30との間に配置された2つの導電体32と、を備えている。各導電体32は、それぞれ少なくとも弾性体30の伸縮する範囲内で電磁コイル31の軸方向に沿って移動自在に構成されている。電磁コイル31は、その中心軸上に配置された軸棒31aによって一体化され、それぞれコイル枠31bに納められている。導電体32は、例えばアルミニュームなどの良導電体から成るドーナツ状の金属円板であって、軸棒31aによって移動方向が拘束されている。弾性体30は、アクチュエータ3が非駆動状態のとき、導電体32を電磁コイル31に近接させるように伸張している。導電体32と電磁コイル31の近接の度合いは、導電体32に必要な渦電流を発生できる距離であればよい。弾性体30は、例えばコイルバネや板バネ、ゴムなどを用いて構成することができる。アクチュエータ3は、電磁コイル31と導電体32を1つずつ含む組を、軸棒31aに沿って弾性体30の両側に、互いに対称配置となるように備えている。
(Eddy current impact actuator)
Hereinafter, the configuration and operation principle of the actuator 3 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 10 shows an eddy current type actuator 3. As shown in FIG. 10A, the actuator 3 includes left and right electromagnetic coils 31 that are spaced apart from each other and are coaxially opposed and integrated, an elastic body 30 that is disposed between the electromagnetic coils 31, and each electromagnetic And two conductors 32 disposed between the coil 31 and the elastic body 30. Each conductor 32 is configured to be movable along the axial direction of the electromagnetic coil 31 at least within a range where the elastic body 30 expands and contracts. The electromagnetic coils 31 are integrated by a shaft bar 31a disposed on the central axis thereof and are respectively stored in a coil frame 31b. The conductor 32 is a donut-shaped metal disk made of a good conductor such as aluminum, for example, and the movement direction is restricted by the shaft bar 31a. The elastic body 30 extends so that the conductor 32 is brought close to the electromagnetic coil 31 when the actuator 3 is not driven. The degree of proximity between the conductor 32 and the electromagnetic coil 31 may be a distance that can generate an eddy current necessary for the conductor 32. The elastic body 30 can be configured using, for example, a coil spring, a leaf spring, rubber, or the like. The actuator 3 includes a pair including one electromagnetic coil 31 and one conductor 32 so as to be symmetrically arranged on both sides of the elastic body 30 along the shaft rod 31a.
 上記構成のアクチュエータ3の動作を説明する。アクチュエータ3は、移動体11に衝撃を与えることにより移動体11を軸棒31aの方向に移動させる。衝撃によって発生する力を衝撃力または衝撃と称する。電磁コイル31は、電力を与えられることにより、衝撃の発生源となる。移動体11は、左方の組の動作によって左方に移動され、右方の組の動作によって右方に移動される。そこで、まず、左方の組の動作を説明する。左方の導電体32は、左方の電磁コイル31の通電によって導電体32に発生する渦電流に起因して発生する反発力によって、図10(a)に示すように、右方に反発移動される。すると、弾性体30は、移動する導電体32により圧縮され、その後、その伸張力によって導電体32を左方へ押し戻す。この時点で、電磁コイル31の通電はオフされている。従って、導電体32は、図10(b)に示すように、左方の電磁コイル31に衝突し、その衝突によって左方に向かう衝撃が発生する。移動体11は、この衝撃によって左方に押されて左方に移動する。制御部14(図1参照)は、必要な渦電流とこれに起因する反発力とが得られるように電流を一気に流すように電磁コイル31への電力制御を行い、導電体32と電磁コイル31との衝突が邪魔されないように電力をオフする。また、制御部14は、このような通電を繰り返すことにより、移動体11に反復して衝撃を与えて移動体11をパルス的に左方へ移動させる。図10(c)(d)は、右方の組の動作によって移動体11を右方に移動する場合を示す。その動作は、図10(a)(b)の場合の動作を左右に反転したものと考えることができる。衝撃による移動体11の一方向への移動には、後戻りを防止する機構が必要であり、その機構として移動体11の下面と移動面Sとの間の摩擦力が用いられ、その摩擦力は拘束装置13による拘束力Fに基づいて発生する(図1参照)。この摩擦力のことは、後述する他のアクチュエータ3においても同様である。 The operation of the actuator 3 having the above configuration will be described. The actuator 3 moves the moving body 11 in the direction of the shaft 31a by giving an impact to the moving body 11. The force generated by the impact is referred to as impact force or impact. The electromagnetic coil 31 is a source of impact when supplied with electric power. The moving body 11 is moved to the left by the operation of the left group, and is moved to the right by the operation of the right group. First, the operation of the left group will be described. The left conductor 32 is repelled to the right as shown in FIG. 10A by the repulsive force generated due to the eddy current generated in the conductor 32 when the left electromagnetic coil 31 is energized. Is done. Then, the elastic body 30 is compressed by the moving conductor 32 and then pushes the conductor 32 back to the left by the extension force. At this time, the energization of the electromagnetic coil 31 is turned off. Therefore, as shown in FIG. 10B, the conductor 32 collides with the left electromagnetic coil 31, and an impact toward the left is generated by the collision. The moving body 11 is pushed to the left by this impact and moves to the left. The control unit 14 (see FIG. 1) performs power control on the electromagnetic coil 31 so as to flow current at a stretch so that a necessary eddy current and a repulsive force resulting from the eddy current can be obtained, and the conductor 32 and the electromagnetic coil 31. Turn off the power so that the collision with is not disturbed. Further, the control unit 14 repeats such energization, thereby repeatedly giving an impact to the moving body 11 and moving the moving body 11 to the left in a pulse manner. FIGS. 10C and 10D show a case where the moving body 11 is moved to the right by the operation of the right group. It can be considered that the operation is obtained by inverting the operation in the case of FIGS. In order to move the moving body 11 in one direction due to an impact, a mechanism for preventing backward movement is necessary. As the mechanism, a frictional force between the lower surface of the moving body 11 and the moving surface S is used, and the frictional force is It is generated based on the restraining force F by the restraining device 13 (see FIG. 1). This frictional force is the same in other actuators 3 to be described later.
 上述のように、アクチュエータ3は、左方と右方のいずれの方向であっても移動体11を移動させることができ、移動ユニット2を、小型・軽量・安価に実現することができる。弾性体30は、時間をかけて圧縮されることにより、衝撃を和らげるダンパの役割をしている。なお、このアクチュエータ3において、一方(右方)の電磁コイル31と導電体32などの組を除いた構成として片側駆動のアクチュエータを構成することができる。片側駆動のアクチュエータ3は、両側駆動(往復駆動)のアクチュエータ3よりも小型に構成できるので、狭い空間に複数を分散させて配置することができる融通性がある。 As described above, the actuator 3 can move the moving body 11 in either the left direction or the right direction, and the moving unit 2 can be realized in a small size, light weight, and low cost. The elastic body 30 serves as a damper that softens the impact by being compressed over time. In this actuator 3, a one-side drive actuator can be configured as a configuration excluding one (right side) electromagnetic coil 31 and conductor 32. Since the single-side drive actuator 3 can be made smaller than the double-side drive (reciprocating drive) actuator 3, it has the flexibility to disperse a plurality in a narrow space.
 (永久磁石式のインパクトアクチュエータ)
 図11は他のアクチュエータを示す。アクチュエータ3は、図11(a)に示すように、上述の図10に示したアクチュエータ3において、2つの導電体32を、それぞれに対応して配置される2つの永久磁石33によって置き換えたものである。永久磁石33は、電磁コイル31の通電によって流れるコイル電流と永久磁石33の磁界との相互作用による反発力によって反発移動される。永久磁石33は、導電体32と同様にドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がS極で外周側がN極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石33は、電磁コイル31に流れる電流の向きによって、図11(b)に示すように、斥力を受けたり、引力を受けたり(不図示)する。なお、図11(b)には、磁力線を矢印曲線によって示している。
(Permanent magnet type impact actuator)
FIG. 11 shows another actuator. As shown in FIG. 11 (a), the actuator 3 is obtained by replacing the two conductors 32 with two permanent magnets 33 arranged corresponding to each other in the actuator 3 shown in FIG. is there. The permanent magnet 33 is repelled and moved by a repulsive force due to the interaction between the coil current flowing by energization of the electromagnetic coil 31 and the magnetic field of the permanent magnet 33. The permanent magnet 33 has a donut disk shape like the conductor 32 and is magnetized in the radial direction from the center side toward the outer periphery side. In the case of this example, the center side is the S pole and the outer peripheral side is the N pole. As shown in FIG. 11B, the permanent magnet 33 receives a repulsive force or an attractive force (not shown) depending on the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 31. In addition, in FIG.11 (b), the magnetic force line is shown by the arrow curve.
 上記構成のアクチュエータ3の動作を、例えば、左方の電磁コイル31と永久磁石33との組について説明する。アクチュエータ3は、永久磁石33に斥力を与えるように電磁コイル31に電流を流し、その後、電流をオフすると、永久磁石33は右方において弾性体30によって受け止められた後、弾性体30によって跳ね返されて、元の電磁コイル31に衝突する。つまり、アクチュエータ3は、上述の渦電流に起因して発生する反発力に代えて、電磁コイル31の通電によって流れるコイル電流と永久磁石33の磁界との相互作用による反発力を用いるものである。図10に示したものと、図11に示したものの折衷構成として、導電体32と永久磁石33とを1つずつ有するものとすることもできる。この構成の場合、左右の動作や構成が互いに対称的になるとは限らない。逆に、対称的にならないことを利用して、往復動作の特性を違えて、コストや動作特性の最適化を図ることもできる。 The operation of the actuator 3 having the above configuration will be described with respect to, for example, a set of the left electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33. When the actuator 3 passes a current through the electromagnetic coil 31 so as to apply a repulsive force to the permanent magnet 33 and then turns off the current, the permanent magnet 33 is received by the elastic body 30 on the right side and then rebounded by the elastic body 30. And collide with the original electromagnetic coil 31. That is, the actuator 3 uses a repulsive force due to the interaction between the coil current flowing by energization of the electromagnetic coil 31 and the magnetic field of the permanent magnet 33 instead of the repulsive force generated due to the eddy current. As a compromise configuration between the one shown in FIG. 10 and the one shown in FIG. 11, one conductor 32 and one permanent magnet 33 may be provided. In the case of this configuration, the left and right operations and configurations are not necessarily symmetrical with each other. On the other hand, by utilizing the fact that it is not symmetrical, it is possible to optimize the cost and the operating characteristics by changing the characteristics of the reciprocating operation.
 このアクチュエータ3において、左右の永久磁石33の互いの磁気反発力によって、弾性体30の反発力を代替させて、弾性体30を除去することができる(不図示)。この場合、2つの永久磁石33が互いに近づく場合には、相互の磁気反発力のダンピング効果によって衝突の衝撃が和らげられる。2つの永久磁石33が互いに離反する場合には、相対移動中の永久磁石33が相互に磁力を及ぼして、電磁コイル31に衝突するまでの間、その移動速度を加速し続ける。このことを考慮して、左右の組の間隔は適宜設定される。以上のように永久磁石33と電磁コイル31との反発力を用いるアクチュエータは、渦電流による場合よりもより大きな衝撃を発生させて1回で大きな移動を行える。また、渦電流による場合のジュール熱による発熱がない点、安定にエネルギ効率良く動作できる。 In this actuator 3, the elastic body 30 can be removed by substituting the repulsive force of the elastic body 30 by the mutual magnetic repulsive force of the left and right permanent magnets 33 (not shown). In this case, when the two permanent magnets 33 approach each other, the impact of the collision is reduced by the damping effect of the mutual magnetic repulsion force. When the two permanent magnets 33 are separated from each other, the moving speed continues to be accelerated until the permanent magnets 33 that are moving relative to each other exert a magnetic force and collide with the electromagnetic coil 31. In consideration of this, the interval between the left and right sets is appropriately set. As described above, the actuator that uses the repulsive force between the permanent magnet 33 and the electromagnetic coil 31 can generate a larger impact than the case of eddy current and can perform a large movement at one time. In addition, there is no heat generation due to Joule heat in the case of eddy current, and stable and energy efficient operation is possible.
 (単コイル式のインパクトアクチュエータ)
 図12および図13はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ3は、図12(a)に示すように、電磁コイル31と、永久磁石33と、ストッパ34と、電磁コイル31に通電する電流を時間制御する制御部14(図1)と、を備えている。永久磁石33は、電磁コイル31への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル31に対して相対移動する。ストッパ34は、永久磁石33の相対移動の範囲を制限するように電磁コイル31と一体化されて被衝突体をなす。このアクチュエータ3では、電磁コイル31への通電により、永久磁石33が被衝突体(すなわち、電磁コイル31とストッパ34のいずれか)と衝突することにより衝撃が発生する。被衝突体は、永久磁石33が衝突する相手(相対移動の相手)を示す用語として用いている。電磁コイル31は、コイル枠に納められ、その中心軸上に配置された軸棒31aによってストッパ34に一体化されている。永久磁石33は、ドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がS極で外周側がN極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石33は、電磁コイル31に流れる電流の向きによって、斥力を受けたり、引力を受けたりする。
(Single-coil impact actuator)
12 and 13 show still another actuator. As shown in FIG. 12A, the actuator 3 includes an electromagnetic coil 31, a permanent magnet 33, a stopper 34, and a control unit 14 (FIG. 1) that controls the current supplied to the electromagnetic coil 31 over time. ing. The permanent magnet 33 moves relative to the electromagnetic coil 31 by an electromagnetic action generated by energizing the electromagnetic coil 31. The stopper 34 is integrated with the electromagnetic coil 31 so as to limit the range of relative movement of the permanent magnet 33 to form a collision target. In the actuator 3, an impact is generated when the permanent magnet 33 collides with a collision target (that is, one of the electromagnetic coil 31 and the stopper 34) by energizing the electromagnetic coil 31. The collision target is used as a term indicating an opponent (an opponent of relative movement) with which the permanent magnet 33 collides. The electromagnetic coil 31 is housed in a coil frame, and is integrated with the stopper 34 by a shaft bar 31a disposed on the central axis thereof. The permanent magnet 33 has a donut disk shape, and is magnetized in the radial direction from the center side toward the outer peripheral side. In the case of this example, the center side is the S pole and the outer peripheral side is the N pole. The permanent magnet 33 receives a repulsive force or an attractive force depending on the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 31.
 上記構成のアクチュエータ3の動作を、移動体11を左方に移動させる場合について、図12(a)(b)(c)を参照して説明する。制御部14は、電磁コイル31に通電するコイル電流Jを時間制御することにより、電磁コイル31による引力(J<0、時間t3)と斥力(J>0、時間t5)によって永久磁石33を往復移動させ、引力によって永久磁石33を電磁コイル31に衝突させる。すなわち、永久磁石33は、図12(a)に示すように電磁コイル31とストッパ34の間にある位置から、図12(c)の時間t3における引力によって左方に移動し、図12(b)に示すように電磁コイル31に衝突する。その後、永久磁石33は、図12(c)の時間t5における斥力によって、図12(a)に示す位置に復帰する。このような永久磁石33の動作(時間t3,t5における動作)が繰り返され、移動体11が左方にパルス的に移動する。図12(c)は、永久磁石33が図12(b)に示すように電磁コイル31側にある初期状態から、時間t2における斥力によって動作を開始する例を示す。時間t1,t4は駆動調整時間である。 The operation of the actuator 3 configured as described above will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 12C in the case where the moving body 11 is moved to the left. The controller 14 reciprocates the permanent magnet 33 by the attractive force (J <0, time t3) and repulsive force (J> 0, time t5) by the electromagnetic coil 31 by time-controlling the coil current J energized to the electromagnetic coil 31. The permanent magnet 33 is made to collide with the electromagnetic coil 31 by attractive force. That is, as shown in FIG. 12A, the permanent magnet 33 moves to the left from the position between the electromagnetic coil 31 and the stopper 34 by the attractive force at time t3 in FIG. ) Collides with the electromagnetic coil 31 as shown in FIG. Thereafter, the permanent magnet 33 returns to the position shown in FIG. 12A due to the repulsive force at time t5 in FIG. Such operation of the permanent magnet 33 (operation at times t3 and t5) is repeated, and the moving body 11 moves to the left in a pulse manner. FIG. 12C shows an example in which the operation is started by the repulsive force at time t2 from the initial state where the permanent magnet 33 is on the electromagnetic coil 31 side as shown in FIG. 12B. Times t1 and t4 are drive adjustment times.
 移動体11を右方に移動させる場合について、図13(a)(b)(c)を参照して説明する。図13(a)は、図12(a)と同じ図である。制御部14は、電磁コイル31に通電するコイル電流Jを時間制御することにより、電磁コイル31による斥力(J>0、時間t4)と引力(J<0、時間t5)によって永久磁石33を往復移動させ、斥力によって永久磁石33をストッパ34に衝突させる。すなわち、永久磁石33は、図13(a)に示すように電磁コイル31とストッパ34の間にある位置から、図13(c)の時間t4における斥力によって右方に移動し、図13(b)に示すようにストッパ34に衝突する。その後、永久磁石33は、図13(c)の時間t5における引力によって、図13(a)に示す位置に復帰する。この永久磁石33の動作(時間t4,t5における動作)が繰り返され、移動体11が右方にパルス的に移動する。ここで、図13(c)の時間t1,t2における永久磁石33の動作を説明する。時間t1では、永久磁石33が初期状態にあると仮定する。初期状態は、コイル電流Jがゼロであり、永久磁石33が電磁コイル31とストッパ34との中間位置(図13(a)の状態)ではなく、永久磁石33が、前述の図12(b)に示すように、電磁コイル31側にある状態である。永久磁石33は、その初期状態において移動範囲の左端にある。永久磁石33が左端の初期状態から右方に移動してストッパ34に衝突する最初の衝突では、時間t2に示すように、コイル電流Jは漸増した後、一定値となるコイル電流Jが流される。時間t2の始めにコイル電流Jを漸増させるのは、急激な離反に起因する反動による移動体11の左方への移動を抑制するためである。 The case where the moving body 11 is moved to the right will be described with reference to FIGS. 13 (a), 13 (b) and 13 (c). FIG. 13A is the same diagram as FIG. The controller 14 reciprocates the permanent magnet 33 by repulsive force (J> 0, time t4) and attractive force (J <0, time t5) by the electromagnetic coil 31 by time-controlling the coil current J energized to the electromagnetic coil 31. The permanent magnet 33 is made to collide with the stopper 34 by repulsive force. That is, the permanent magnet 33 moves to the right by the repulsive force at time t4 in FIG. 13C from the position between the electromagnetic coil 31 and the stopper 34 as shown in FIG. As shown in FIG. Thereafter, the permanent magnet 33 returns to the position shown in FIG. 13A by the attractive force at time t5 in FIG. The operation of the permanent magnet 33 (operation at times t4 and t5) is repeated, and the moving body 11 moves to the right in a pulse manner. Here, the operation of the permanent magnet 33 at the times t1 and t2 in FIG. At time t1, it is assumed that the permanent magnet 33 is in the initial state. In the initial state, the coil current J is zero, the permanent magnet 33 is not in the intermediate position between the electromagnetic coil 31 and the stopper 34 (the state shown in FIG. 13A), and the permanent magnet 33 is not in the above-described FIG. As shown in FIG. 2, the electromagnetic coil 31 is on the side. The permanent magnet 33 is at the left end of the moving range in its initial state. In the first collision in which the permanent magnet 33 moves to the right from the initial state at the left end and collides with the stopper 34, as shown at time t2, the coil current J gradually increases and then the coil current J that becomes a constant value flows. . The reason why the coil current J is gradually increased at the beginning of the time t2 is to suppress the leftward movement of the moving body 11 due to the reaction caused by the sudden separation.
 上記のように、移動体11は、永久磁石33が左方の電磁コイル31に衝突することによって左方に移動され、永久磁石33が右方のストッパ34に衝突することによって右方に移動される。従って、移動体11を左方に移動させる場合には、永久磁石33がストッパ34に衝突しないように電磁コイル31からの磁気力を永久磁石33に及ぼす必要がある。逆に、移動体11を右方に移動させる場合には、永久磁石33が電磁コイル31に衝突しないように電磁コイル31からの磁気力を永久磁石33に及ぼす必要がある。コイル電流Jを制御する制御部14は、電磁コイル31と永久磁石33の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部14は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように、電磁コイル31に通電するコイル電流Jを時間制御する。このような制御部14とアクチュエータ3とを備えた移動体11は、電磁コイル31と永久磁石33の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、移動体11の往復移動を実現することができる。また、アクチュエータ3が1つの電磁コイル31に永久磁石33とストッパ34とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。 As described above, the moving body 11 is moved to the left when the permanent magnet 33 collides with the left electromagnetic coil 31, and is moved to the right when the permanent magnet 33 collides with the right stopper 34. The Therefore, when moving the moving body 11 to the left, it is necessary to apply a magnetic force from the electromagnetic coil 31 to the permanent magnet 33 so that the permanent magnet 33 does not collide with the stopper 34. Conversely, when moving the mobile body 11 to the right, it is necessary to apply a magnetic force from the electromagnetic coil 31 to the permanent magnet 33 so that the permanent magnet 33 does not collide with the electromagnetic coil 31. The control unit 14 that controls the coil current J causes a collision in one direction of relative movement of the electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33, avoids the collision in a direction opposite to the one direction, and reverses the direction of the relative movement. . The control unit 14 performs time control on the coil current J applied to the electromagnetic coil 31 so as to repeatedly generate only an impact in one direction. Since the moving body 11 including the control unit 14 and the actuator 3 can generate an impact due to a collision in any direction of relative movement of the electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33, the moving body 11 can reciprocate. Movement can be realized. Further, since the actuator 3 is formed by combining the permanent magnet 33 and the stopper 34 with one electromagnetic coil 31, the structure is small and simple.
 (コイル移動式のインパクトアクチュエータ)
 図14はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ3は、図14(a)に示すように、上述の図12(a)に示したアクチュエータ3において、電磁コイル31と永久磁石33とを互いに入れ替え、ストッパ34を別途の永久磁石33に置き換えたものである。すなわち、アクチュエータ3は、互いに離間して同軸配置され軸棒31aの両端に固定された円板状の2つの永久磁石33と、軸棒31aに沿って移動自在とされた電磁コイル31と、を備えている。電磁コイル31は、コイル枠に納められ、中心軸上を軸棒31aによって挿通されている。2つの永久磁石33は、軸棒31aによってストッパ34に一体化されて被衝突体(この場合、電磁コイル31が衝突する相手)をなす。電磁コイル31は、電磁コイル31への通電によって生じる電磁作用によって、2つの永久磁石33に対して相対移動する。その相対移動の範囲は被衝突体によって(両端の永久磁石33によって)制限される。2つの永久磁石33は、ドーナツ円板状であり、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がS極で外周側がN極であるが、逆極性とすることができる。
(Coil moving impact actuator)
FIG. 14 shows still another actuator. As shown in FIG. 14A, the actuator 3 replaces the electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33 with each other and replaces the stopper 34 with a separate permanent magnet 33 in the actuator 3 shown in FIG. It is a thing. That is, the actuator 3 includes two disk-shaped permanent magnets 33 that are coaxially arranged apart from each other and fixed to both ends of the shaft rod 31a, and the electromagnetic coil 31 that is movable along the shaft rod 31a. I have. The electromagnetic coil 31 is housed in a coil frame, and is inserted through a shaft 31a on the central axis. The two permanent magnets 33 are integrated with the stopper 34 by a shaft bar 31a to form a collision target (in this case, a counterpart to which the electromagnetic coil 31 collides). The electromagnetic coil 31 moves relative to the two permanent magnets 33 by an electromagnetic action generated by energizing the electromagnetic coil 31. The range of the relative movement is limited by the collision object (by the permanent magnets 33 at both ends). The two permanent magnets 33 have a donut disk shape and are magnetized in the radial direction from the center side toward the outer peripheral side. In the case of this example, the center side is the S pole and the outer peripheral side is the N pole.
 上記構成のアクチュエータ3の動作を、図14(b)(c)により、移動体11を左方に移動させる場合について説明する。上述のような永久磁石33の間に挟まれた電磁コイル31は、通電されると、図14(c)に示すように、一方の永久磁石33から斥力を受け、他方の永久磁石33から引力を受ける。従って、電磁コイル31は、電磁コイル31に流す電流の向きによって、左方または右方のいずれかに移動方向を選択することができる。そこで、制御部14によって、電磁コイル31のコイル電流を時間制御することにより、図14(b)に示すように、電磁コイル31を左方の永久磁石33に衝突させて移動体11を左方に移動させることができる。同様に、電磁コイル31を右方の永久磁石33に衝突させて移動体11を右方に移動させることができる。制御部14は、電磁コイル31と永久磁石33の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部14は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように電磁コイル31に通電する電流を時間制御する。制御部14は、このような制御を繰り返すことにより、移動体11を左方、同様に右方へパルス的に移動させる。 The operation of the actuator 3 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 14B and 14C in which the moving body 11 is moved to the left. When the electromagnetic coil 31 sandwiched between the permanent magnets 33 as described above is energized, it receives a repulsive force from one permanent magnet 33 and an attractive force from the other permanent magnet 33 as shown in FIG. Receive. Therefore, the moving direction of the electromagnetic coil 31 can be selected as either the left side or the right side depending on the direction of the current flowing through the electromagnetic coil 31. Therefore, the control unit 14 controls the coil current of the electromagnetic coil 31 in time, thereby causing the electromagnetic coil 31 to collide with the left permanent magnet 33 and moving the moving body 11 to the left as shown in FIG. Can be moved to. Similarly, the moving body 11 can be moved rightward by causing the electromagnetic coil 31 to collide with the right permanent magnet 33. The control unit 14 causes a collision in one direction of relative movement of the electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33, avoids the collision in a direction opposite to the one direction, and reverses the direction of relative movement. The control unit 14 time-controls the current supplied to the electromagnetic coil 31 so as to repeatedly generate only an impact in one direction. By repeating such control, the control unit 14 moves the moving body 11 in a pulse manner to the left, similarly to the right.
 (ボイスコイル式のインパクトアクチュエータ)
 図15、図16、および図17はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ3は、図15(a)(b)(c)に示すように、矩形の磁気回路35の対向する内面にそれぞれ配設された矩形平板状の永久磁石33と、2つの永久磁石33の間で移動自在に配設された電磁コイル31とを備えている。そして、電磁コイル31と2つの永久磁石33とは互いに組み合わされてボイスコイル構造とされている。電磁コイル31は、磁気回路35の内部に設けられた磁気回路が挿通(その挿通方向をX軸方向とする)され、この磁気回路部分は各永久磁石33の対向磁極となっている。電磁コイル31は、上部を回転軸受31cによって回動自在に支持されている。また、電磁コイル31の下部には、ハンマ34aが電磁コイル31の一部として設けられている。磁気回路35の外周におけるX軸方向の両端には、ハンマ34aが衝突可能な位置に、ストッパ34が設けられている。永久磁石33とストッパ34とが一体化されて被衝突体が形成されている。
(Voice coil type impact actuator)
15, 16 and 17 show still another actuator. As shown in FIGS. 15A, 15B, and 15C, the actuator 3 includes a rectangular plate-shaped permanent magnet 33 and two permanent magnets 33 that are respectively disposed on the opposing inner surfaces of the rectangular magnetic circuit 35. And an electromagnetic coil 31 movably disposed between them. The electromagnetic coil 31 and the two permanent magnets 33 are combined with each other to form a voice coil structure. In the electromagnetic coil 31, a magnetic circuit provided inside the magnetic circuit 35 is inserted (the insertion direction is the X-axis direction), and this magnetic circuit portion is a counter magnetic pole of each permanent magnet 33. The upper part of the electromagnetic coil 31 is rotatably supported by a rotary bearing 31c. Further, a hammer 34 a is provided as a part of the electromagnetic coil 31 below the electromagnetic coil 31. At both ends in the X-axis direction on the outer periphery of the magnetic circuit 35, stoppers 34 are provided at positions where the hammer 34a can collide. The permanent magnet 33 and the stopper 34 are integrated to form a collision target.
 永久磁石33による磁界は、X軸方向に直交する水平方向に設定されている。従って、この磁界中に配設された電磁コイル31に通電されると、電磁コイル31は、そのコイル電流の向きに従って、X軸の正方向(右矢印方向)、またはその反対の負方向に移動させる力を受ける。そこで、図16(a)に示すように、電磁コイル31が左向きの力を受けると、電磁コイル31が左側に振り子運動をして、ハンマ34aが左側のストッパ34に衝突し、移動体11が左方向に移動される。アクチュエータ3の動作を図16(a)(b)に示す状態間で反復して行うために、制御部14は、電磁コイル31に通電する電流を、図17(a)に示す時間変化となるように時間制御する。コイル電流Jは、例えば、正弦関数をコイル電流Jの正方向にシフトさせた関数形になっている。電磁コイル31は、このコイル電流Jの正側では、図16(a)に示すように、左方に振れて左方で衝突し、コイル電流Jの負側では、図16(b)に示すように、中立点に戻り、その後、コイル電流Jの時間変化に従って、左方への移動と衝突を繰り返す。また、アクチュエータ3の動作を図16(b)(c)に示す状態間で反復して行って移動体11を右方に移動する場合、コイル電流Jは、図17(b)に示すように、正弦関数をコイル電流Jの負方向にシフトさせた時間変化とされる。 The magnetic field by the permanent magnet 33 is set in the horizontal direction orthogonal to the X-axis direction. Therefore, when the electromagnetic coil 31 disposed in the magnetic field is energized, the electromagnetic coil 31 moves in the positive direction of the X axis (right arrow direction) or the opposite negative direction according to the direction of the coil current. Receive the power to make. Therefore, as shown in FIG. 16A, when the electromagnetic coil 31 receives a leftward force, the electromagnetic coil 31 performs a pendulum motion on the left side, the hammer 34a collides with the left stopper 34, and the moving body 11 moves. Move to the left. In order to repeatedly perform the operation of the actuator 3 between the states shown in FIGS. 16A and 16B, the control unit 14 changes the current supplied to the electromagnetic coil 31 with the time change shown in FIG. To control time. For example, the coil current J has a function form in which a sine function is shifted in the positive direction of the coil current J. As shown in FIG. 16A, the electromagnetic coil 31 swings to the left and collides with the left side on the positive side of the coil current J, and shown on FIG. 16B on the negative side of the coil current J. Thus, after returning to the neutral point, the movement to the left and the collision are repeated according to the time change of the coil current J. Further, when the operation of the actuator 3 is repeatedly performed between the states shown in FIGS. 16B and 16C and the moving body 11 is moved to the right, the coil current J is as shown in FIG. , The sine function is a time change in which the coil current J is shifted in the negative direction.
 上述の、図12乃至図17によって説明したアクチュエータ3は、より一般的に、次のように表現することができる。すなわち、アクチュエータ3は、対象物に衝撃を与えることにより該対象物を移動させる装置である。アクチュエータ3は、電磁コイル31と、電磁コイル31への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル31に対して相対移動する永久磁石33と、ストッパ34と、を備えている。ストッパ34は、前記相対移動・BR>フ範囲を制限するように電磁コイル31または永久磁石33のいずれかと一体化されて被衝突体を構成している。このようなアクチュエータ3は、電磁コイル31への通電により、被衝突体と被衝突体に一体化されなかった電磁コイル31または永久磁石33のいずれかとが衝突することにより前記衝撃が発生されるものである。永久磁石33とストッパ34とが被衝突体をなす場合が図12の例である。また、ストッパ34として2個目の永久磁石33を設けて、2つの永久磁石33によって被衝突体をなす場合が図14の例である。また、永久磁石33と2つのストッパ34とによって被衝突体をなす場合が図15、図16の例である。このように、電磁コイル31と永久磁石33の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、移動体11の往復移動を容易に実現することができる。また、アクチュエータ3が1つの電磁コイル31に、永久磁石33とストッパ34とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。 The actuator 3 described with reference to FIGS. 12 to 17 can be expressed more generally as follows. That is, the actuator 3 is a device that moves the object by giving an impact to the object. The actuator 3 includes an electromagnetic coil 31, a permanent magnet 33 that moves relative to the electromagnetic coil 31 by an electromagnetic action generated by energization of the electromagnetic coil 31, and a stopper 34. The stopper 34 is integrated with either the electromagnetic coil 31 or the permanent magnet 33 so as to limit the relative movement / BR> range and constitutes a collision target. In such an actuator 3, when the electromagnetic coil 31 is energized, the impact is generated when the collision object collides with either the electromagnetic coil 31 or the permanent magnet 33 that is not integrated with the collision object. It is. FIG. 12 shows an example in which the permanent magnet 33 and the stopper 34 form a collision target. FIG. 14 shows an example in which a second permanent magnet 33 is provided as the stopper 34 and a collision object is formed by the two permanent magnets 33. Moreover, the case where a collision object is formed by the permanent magnet 33 and the two stoppers 34 is an example of FIGS. Thus, since the impact due to the collision can be generated in any direction of the relative movement of the electromagnetic coil 31 and the permanent magnet 33, the reciprocating movement of the moving body 11 can be easily realized. Further, since the actuator 3 is formed by combining the single magnet coil 31 with the permanent magnet 33 and the stopper 34, the structure is small and simple.
 (中立点復帰式のインパクトアクチュエータ)
 図18、図19、および図20はさらに他のアクチュエータ3を示す。アクチュエータ3は、図18に示すように、電磁コイル31と、その両端に配置したステータ35aと、これらの電磁コイル31およびステータ35aの中心軸上を往復移動する軸棒31aに一体化されて成る移動質量体3a(可動子3a)と、を備えている。移動質量体3aは、電磁コイル31およびステータ35aに対して相対運動を行う。移動質量体3aは、軸棒31aと、ステータ35aの内径側にそれぞれ配置された2つの永久磁石33と、両永久磁石33間に挿入された鉄心35bと、両永久磁石33の両端に配置されたヨーク35cと、2つの衝突頭片37と、衝撃増強錘36と、を備えている。一方のヨーク35cには衝突頭片37が直接接して配置され、他方のヨーク35cには衝突頭片37を介在させて他の衝突頭片37が配置されている。アクチュエータ3は、電磁コイル31、ステータ35a、および移動質量体3aを内蔵する外筒(シールドケース38)と、シールドケース38の両端に配置されて軸棒31aを軸支する軸受板39とをさらに備えている。電磁コイル31およびステータ35aはシールドケース38の内壁に固定されている。図18は、電磁コイル31が通電されていない状態を示す。この状態において、移動質量体3aは、永久磁石33、鉄心35b、ヨーク35c、およびステータ35aによって生じる磁場に起因する引力によって中立点に位置している。
(Neutral point return type impact actuator)
18, 19, and 20 show still another actuator 3. As shown in FIG. 18, the actuator 3 is integrated with an electromagnetic coil 31, a stator 35 a disposed at both ends thereof, and a shaft bar 31 a that reciprocally moves on the central axes of the electromagnetic coil 31 and the stator 35 a. A moving mass body 3a (movable element 3a). The moving mass body 3a performs relative movement with respect to the electromagnetic coil 31 and the stator 35a. The moving mass 3a is disposed at both ends of the shaft 31a, the two permanent magnets 33 disposed on the inner diameter side of the stator 35a, the iron core 35b inserted between the permanent magnets 33, and both the permanent magnets 33. A yoke 35c, two collision head pieces 37, and an impact enhancement weight 36. The collision head piece 37 is arranged in direct contact with one yoke 35c, and the other collision head piece 37 is arranged with the collision head piece 37 interposed in the other yoke 35c. The actuator 3 further includes an outer cylinder (shield case 38) containing the electromagnetic coil 31, the stator 35a, and the moving mass 3a, and a bearing plate 39 that is disposed at both ends of the shield case 38 and supports the shaft rod 31a. I have. The electromagnetic coil 31 and the stator 35 a are fixed to the inner wall of the shield case 38. FIG. 18 shows a state where the electromagnetic coil 31 is not energized. In this state, the moving mass body 3a is located at a neutral point by the attractive force caused by the magnetic field generated by the permanent magnet 33, the iron core 35b, the yoke 35c, and the stator 35a.
 軸棒31aは、電磁コイル31およびステータ35aと同心である。軸棒31aを除く移動質量体3aの各構成物は、軸棒31aと同心になるように配置されて、軸棒31aと一体化されている。鉄心35bは、その長さが電磁コイル31の長さと同等である。換言すれば、鉄心35bは、両ステータ35aの間に収まる長さを有する。また、鉄心35bは、円筒の両端部に鍔部を備えた形状を有し、中央部の径が両端部の径よりも小さく形成されている。これにより、鉄心35bの両端部とこれらに近接する各ステータ35aとの間に、磁気抵抗の低い磁気回路が形成される。永久磁石33は、リング形状を有し、その厚み方向(中心軸方向)に磁化されている。2つの永久磁石33は、互いに磁極の方向を逆向きにして鉄心35bの両端に配置されている。永久磁石33の厚みはステータ35aの厚みよりも薄く、永久磁石33およびヨーク35cの厚みの合計はステータ35aの厚みよりも厚い。 The shaft 31a is concentric with the electromagnetic coil 31 and the stator 35a. Each component of the moving mass 3a excluding the shaft rod 31a is disposed so as to be concentric with the shaft rod 31a, and is integrated with the shaft rod 31a. The length of the iron core 35 b is equal to the length of the electromagnetic coil 31. In other words, the iron core 35b has a length that fits between the stators 35a. In addition, the iron core 35b has a shape in which both end portions of the cylinder are provided with flange portions, and the diameter of the central portion is formed smaller than the diameter of both end portions. As a result, a magnetic circuit having a low magnetic resistance is formed between both end portions of the iron core 35b and the stators 35a adjacent thereto. The permanent magnet 33 has a ring shape and is magnetized in the thickness direction (center axis direction). The two permanent magnets 33 are arranged at both ends of the iron core 35b with the directions of the magnetic poles opposite to each other. The thickness of the permanent magnet 33 is thinner than the thickness of the stator 35a, and the total thickness of the permanent magnet 33 and the yoke 35c is thicker than the thickness of the stator 35a.
 図18に示す中立状態において、2つの衝突頭片37とこれらに対向する各軸受板39との距離Dは、互いに等距離とされている。軸受板39は、衝突頭片37によって衝突される被衝突体であり、軸棒31aに一体化されて成る移動質量体3aの、電磁コイル31およびステータ35aに対する相対運動の移動範囲を制限する。すなわち、移動質量体3aの可動範囲は距離Dの2倍である(図19参照)。この距離Dは、移動質量体3aがいずれかの衝突頭片37に衝突した位置から、移動質量体3aが永久磁石33とステータ35aとの相互の引力によって中立点に復帰することができる距離以内に設定されている。 In the neutral state shown in FIG. 18, the distances D between the two collision head pieces 37 and the respective bearing plates 39 facing them are set equal to each other. The bearing plate 39 is a collision object that is collided by the collision head piece 37, and restricts the movement range of relative movement of the moving mass body 3a integrated with the shaft 31a with respect to the electromagnetic coil 31 and the stator 35a. That is, the movable range of the moving mass 3a is twice the distance D (see FIG. 19). This distance D is within a distance at which the moving mass body 3a can return to the neutral point by the mutual attractive force between the permanent magnet 33 and the stator 35a from the position where the moving mass body 3a collides with any of the collision head pieces 37. Is set to
 図19によってアクチュエータ3の動作原理を説明する。電磁コイル31に一定方向に電流を流すと、例えば、図19(a)に磁力線Bで模式的に示すように、磁場が発生する。電磁コイル31の磁場は、2つの永久磁石33の一方による磁場を弱め、他方による磁場を強める。従って、電磁コイル31が発生する磁場によって、永久磁石33、鉄心35b、およびヨーク35cに作用する磁力に非対称性が生じ、移動質量体3aは、白抜き矢印で示すように移動する。電磁コイル31に前記一定方向とは逆方向に電流を流すと、図19(b)に示すように、移動質量体3aは、前記とは逆方向に移動する。また、図19(a)(b)の状態において、コイル電流を切って電磁コイル31による磁場を除くと、移動質量体3aは、永久磁石33とステータ35aとの相互の引力によって、前述の図18に示すように、中立点に復帰する。 The operation principle of the actuator 3 will be described with reference to FIG. When a current is passed through the electromagnetic coil 31 in a certain direction, a magnetic field is generated, for example, as schematically shown by the lines of magnetic force B in FIG. The magnetic field of the electromagnetic coil 31 weakens the magnetic field generated by one of the two permanent magnets 33 and increases the magnetic field generated by the other. Therefore, the magnetic field generated by the electromagnetic coil 31 causes asymmetry in the magnetic force acting on the permanent magnet 33, the iron core 35b, and the yoke 35c, and the moving mass body 3a moves as indicated by the white arrow. When a current is passed through the electromagnetic coil 31 in the direction opposite to the predetermined direction, the moving mass body 3a moves in the direction opposite to the above as shown in FIG. 19A and 19B, when the coil current is turned off and the magnetic field by the electromagnetic coil 31 is removed, the moving mass body 3a is caused by the mutual attractive force between the permanent magnet 33 and the stator 35a. As shown in FIG. 18, the neutral point is restored.
 図20によってアクチュエータ3による左方向への移動の一連の動作を説明する。図20(a)に示すように、アクチュエータ3を移動体11を介して、面Sに載置する。アクチュエータ3と移動体11とは互いに一体化されている。この状態で、電磁コイル31は励磁されてなく、移動質量体3aは、中立点にあり、移動体11の左方先端は位置x0にある。電磁コイル31に電流を流すと、図20(b)に示すように、移動質量体3aが移動して軸受板39に衝突し、その衝撃によってアクチュエータ3と共に移動体11が移動し、その先端は位置x1に至る。衝撃の大きさは、電磁コイル31に流す電流の大きさとその立ち上がりの速さに依存し、より急激かつより大電流を流すことにより、より大きな衝撃を発生させることができる。衝突後に電磁コイル31に流す電流を停止すると、アクチュエータ3の内部の移動質量体3aが、図20(c)に示すように、中立点に復帰する。この復帰移動は、永久磁石33の磁気力によってゆっくり行われるので、移動体11と面Sとの間の静止摩擦力を超えるような反動はなく、移動体11の移動はない。また、永久磁石33の磁気力調整や面Sとの摩擦力調整などの条件設定を行うことにより、中立点への復帰の際に移動体11の移動が発生しないようにできる。以下、電磁コイル31に再び電流を流すことにより、図20(d)に示すように、移動体11の先端がさらに移動して位置x2に至る。アクチュエータ3は、このような動作の繰り返しによって、移動体11を、間欠的に移動させることができる。以上に述べたいずれのアクチュエータ3も小型に構成することができ、このようなアクチュエータ3を移動体11に備えることにより、移動ユニット2を、モータや駆動力伝達装置などを用いる場合に比べて小型・軽量・安価に実現することができる。 Referring to FIG. 20, a series of movements in the left direction by the actuator 3 will be described. As shown in FIG. 20A, the actuator 3 is placed on the surface S via the moving body 11. The actuator 3 and the moving body 11 are integrated with each other. In this state, the electromagnetic coil 31 is not excited, the moving mass body 3a is at the neutral point, and the left end of the moving body 11 is at the position x0. When a current is passed through the electromagnetic coil 31, as shown in FIG. 20B, the moving mass body 3a moves and collides with the bearing plate 39, and the moving body 11 moves together with the actuator 3 due to the impact, and the tip of the moving body 3a moves. The position x1 is reached. The magnitude of the impact depends on the magnitude of the current passed through the electromagnetic coil 31 and the speed of its rise, and a larger magnitude of the impact can be generated by flowing a larger current more rapidly. When the current flowing through the electromagnetic coil 31 is stopped after the collision, the moving mass 3a inside the actuator 3 returns to the neutral point as shown in FIG. Since this return movement is performed slowly by the magnetic force of the permanent magnet 33, there is no reaction that exceeds the static friction force between the moving body 11 and the surface S, and there is no movement of the moving body 11. Also, by setting conditions such as adjusting the magnetic force of the permanent magnet 33 and adjusting the frictional force with the surface S, it is possible to prevent the moving body 11 from moving when returning to the neutral point. Thereafter, by supplying a current again to the electromagnetic coil 31, as shown in FIG. 20D, the tip of the moving body 11 further moves to reach the position x2. The actuator 3 can move the moving body 11 intermittently by repeating such an operation. Any of the actuators 3 described above can be made compact, and by providing such an actuator 3 in the moving body 11, the moving unit 2 can be made smaller than when a motor, a driving force transmission device, or the like is used. -Lightweight and inexpensive.
 (第2の実施形態)
 図21乃至図25は第2の実施形態の機器移動システム1を示す。本実施形態の機器移動システム1は、図21(a)(b)に示すように、機器(不図示)を搭載して2次元移動する移動ユニット2を平面から成る移動面Sに配置し、移動ユニット2の上方に移動面Sと平行に配置されたタッチパネル4を備えて構成されている。移動面Sとタッチパネル4とは、全体でテーブルのような形状の位置決めシステムを形成し、移動面Sとタッチパネル4には共通の座標軸XYが設定されている。タッチパネル4は、例えば、上面が抵抗膜方式のタッチパネルであって、上面に圧力が加えられたとき、その圧力が加えられた位置を検出するものであり、その検出結果であるXY座標値による位置情報を外部に送信する送信部41を備えている。タッチパネル4は、例えば、上面に物体5が置かれると、その位置を検出し、その位置情報を送信部41によって出力する。タッチパネル4は、抵抗膜方式以外の種々の方式のものを用いることができる。
(Second Embodiment)
21 to 25 show the device movement system 1 according to the second embodiment. The apparatus movement system 1 of this embodiment arrange | positions the movement unit 2 which carries an apparatus (not shown) and moves two-dimensionally on the movement surface S which consists of a plane, as shown to Fig.21 (a) (b), The touch panel 4 disposed in parallel with the moving surface S is provided above the moving unit 2. The moving surface S and the touch panel 4 form a positioning system having a table-like shape as a whole, and a common coordinate axis XY is set for the moving surface S and the touch panel 4. The touch panel 4 is, for example, a resistive film type touch panel whose top surface detects a position where pressure is applied when the pressure is applied to the top surface, and a position based on an XY coordinate value that is the detection result. A transmission unit 41 that transmits information to the outside is provided. For example, when the object 5 is placed on the upper surface of the touch panel 4, the position of the object 5 is detected, and the position information is output by the transmission unit 41. The touch panel 4 can use various types other than the resistive film type.
 移動ユニット2は、供給電力を制御することによりアクチュエータ3を制御する制御部14と、電源15(電池)と、移動面Sにおける自己位置を検出する位置センサ21と、タッチパネル4の送信部41から送信される情報を受信する受信部22とを備えている。送信部41と受信部22との通信は、無線通信でもよく、有線通信でもよい。電源15は、制御部14の回路電源や、アクチュエータ3の駆動電源として用いられる。制御部14は、位置センサ21から位置データを受け取り、その位置データに基づいて移動ユニット2を所定の目標位置に移動させるようにアクチュエータ3を制御する。目標位置は、例えば、タッチパネル4の上面に載せられた物体5の位置に対応する移動面S上の位置Pであり、その位置情報は送信部41と受信部22とを介して、制御部14に伝達される。移動ユニット2が、位置Pに達すると、移動ユニット2に搭載されて移動ユニット2と共に移動する機器(不図示)が、物体5の下部に位置することになる。 The mobile unit 2 includes a control unit 14 that controls the actuator 3 by controlling supplied power, a power source 15 (battery), a position sensor 21 that detects a self-position on the moving surface S, and a transmission unit 41 of the touch panel 4. And a receiving unit 22 that receives information to be transmitted. Communication between the transmission unit 41 and the reception unit 22 may be wireless communication or wired communication. The power source 15 is used as a circuit power source for the control unit 14 and a driving power source for the actuator 3. The control unit 14 receives position data from the position sensor 21 and controls the actuator 3 to move the moving unit 2 to a predetermined target position based on the position data. The target position is, for example, the position P on the moving surface S corresponding to the position of the object 5 placed on the upper surface of the touch panel 4, and the position information is transmitted to the control unit 14 via the transmission unit 41 and the reception unit 22. Is transmitted to. When the moving unit 2 reaches the position P, a device (not shown) that is mounted on the moving unit 2 and moves together with the moving unit 2 is positioned below the object 5.
 位置センサ21は、自己位置を(X,Y)座標値として取得するものであり、ロータリエンコーダ、加速度計、慣性センサなどを備えてデットレコニング(相対的自己位置推定)可能に構成されている。また、自己位置には自己の姿勢情報を含めることができ、例えば、X軸に対する自己の正面方向の傾き角度θを含めて、(X,Y,θ)座標値を自己位置の情報とする。位置センサ21は、適宜、位置と姿勢の初期値を取得することができる。例えば、制御部14が、移動ユニット2を、X軸に対する角度が設定された所定の壁まで移動させ、その壁に押し付けることにより、移動ユニット2の姿勢を初期化し、位置センサ21における姿勢情報を初期化することができる。位置センサ21は、2つの壁、例えば、XY軸にそれぞれ平行に設けた配置位置が既知の2つの壁を用いることにより、移動ユニット2の位置と姿勢の両方の初期値を取得することができる。位置センサ21は、移動面Sまたは移動面Sの周囲に配置されたマーカを読み取る構成や、磁気センサを備えて地磁気や機器移動システム1に配置した位置検出用磁気発生装置(磁石など)の磁気を検出する構成とすることができる。位置センサ21は、これらの構成により、自己位置と姿勢を検知したり初期化したりすることができる。また、位置センサ21は、外部からの信号を受信部22によって受信して自己位置と姿勢を検知するようにしてもよい。外部からの信号は、GPS信号のように、複数位置からの信号であってその信号によって自己位置を検出できる信号とすることができる。また、位置センサ21は、移動ユニット2に組み込む必要はなく、移動ユニット2の外部からその位置と姿勢を検知して位置情報を送信する構成を機器移動システム1に備えて、その位置情報を移動ユニット2が受信部22によって受信するようにしてもよい。位置センサ21は、これらの種々の構成を組み合わせて構成することができる。 The position sensor 21 acquires the self position as an (X, Y) coordinate value, and includes a rotary encoder, an accelerometer, an inertial sensor, and the like, and is configured to be capable of dead reckoning (relative self position estimation). Further, the self position can include self posture information. For example, the self position information includes the (X, Y, θ) coordinate value including the inclination angle θ of the front direction of the self with respect to the X axis. The position sensor 21 can acquire initial values of the position and orientation as appropriate. For example, the control unit 14 moves the moving unit 2 to a predetermined wall whose angle with respect to the X axis is set and presses the moving unit 2 against the wall, thereby initializing the posture of the moving unit 2 and obtaining the posture information in the position sensor 21. It can be initialized. The position sensor 21 can acquire initial values of both the position and posture of the moving unit 2 by using two walls, for example, two walls whose arrangement positions are known that are provided in parallel to the XY axes. . The position sensor 21 is configured to read a moving surface S or a marker disposed around the moving surface S, or a magnetism of a position detecting magnetism generator (magnet or the like) provided with a magnetic sensor and disposed in the geomagnetism or the device moving system 1. It can be set as the structure which detects. With these configurations, the position sensor 21 can detect or initialize its own position and posture. Further, the position sensor 21 may receive a signal from the outside by the receiving unit 22 and detect its own position and posture. The signal from the outside can be a signal from a plurality of positions, such as a GPS signal, that can detect its own position based on the signals. Further, the position sensor 21 does not need to be incorporated in the moving unit 2, and the device moving system 1 includes a configuration for detecting the position and orientation from the outside of the moving unit 2 and transmitting the position information, and moves the position information. The unit 2 may be received by the receiving unit 22. The position sensor 21 can be configured by combining these various configurations.
 次に、図22により機器移動システム1の具体例とその動作を説明する。機器移動システム1は、図22(a)に示すように、移動ユニット2が移動面Sに3つ(一般に、任意個数)備えられ、それぞれ個別に目標位置に向かって移動する。機器10は非接触給電用の1次コイル10aであり、上述の物体5は受電機器5であり、受電機器5は1次コイル10aによって給電される2次コイル5aを有する。機器10には、給電に使用する電力を外部から受け取るための電力線(不図示)が接続されており、その電力線は、移動ユニット2の移動を妨げない構成とされている。このような電力線が接続される場合に、移動ユニット2はこれを電源とすることができるので、電源15を備えなくてもよい。逆に、電源15を給電用電力源とすることもでき、この場合には外部からの電力線は不要となる。図22(b)に示すように、タッチパネル4上面に受電機器5が置かれたとき、タッチパネル4は受電機器5の位置を検出し、送信部41を介して移動ユニット2に位置情報を送信する。すなわち、タッチパネル4は、受電機器5の位置を検出する機器センサとして機能する。すると、図22(c)に示すように、移動ユニット2の制御部14は、機器センサ4から受電機器5の位置データを受け取り、その受電機器5の位置(目標位置)に移動ユニット2を移動させ、1次コイル10aから受電機器5の2次コイル5aに給電を行う。 Next, a specific example and operation of the device movement system 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 22A, the device moving system 1 includes three moving units 2 (generally an arbitrary number) on the moving surface S, and individually moves toward the target position. The device 10 is a primary coil 10a for non-contact power feeding, the above-described object 5 is a power receiving device 5, and the power receiving device 5 has a secondary coil 5a that is fed by the primary coil 10a. The device 10 is connected to a power line (not shown) for receiving power used for power supply from the outside, and the power line is configured not to prevent the movement of the mobile unit 2. When such a power line is connected, the mobile unit 2 can use this as a power source, and therefore the power source 15 need not be provided. On the contrary, the power supply 15 can be used as a power supply for power supply. In this case, an external power line is not necessary. As shown in FIG. 22B, when the power receiving device 5 is placed on the upper surface of the touch panel 4, the touch panel 4 detects the position of the power receiving device 5 and transmits position information to the mobile unit 2 via the transmission unit 41. . That is, the touch panel 4 functions as a device sensor that detects the position of the power receiving device 5. Then, as illustrated in FIG. 22C, the control unit 14 of the moving unit 2 receives the position data of the power receiving device 5 from the device sensor 4 and moves the moving unit 2 to the position (target position) of the power receiving device 5. Then, power is supplied from the primary coil 10 a to the secondary coil 5 a of the power receiving device 5.
 移動ユニット2が複数存在する場合、これらが競合する無駄を抑え、相互干渉を防止するため、各移動ユニット2の動作状態の情報を機器移動システム1の全体で共有したり、移動ユニット2間で固定的または動的に優先順位を設定して対処する。そこで、システム全体の制御を行う制御部を機器移動システム1に備えたり、各移動ユニット2間やタッチパネル4などとの相互の通信手段を備えたりしてもよい。機器移動システム1は、このような構成を備えることにより、複数の移動ユニット2が同時に各々の目標位置(受電機器5の位置)に移動し位置決めして受電機器5に給電する。 When there are a plurality of mobile units 2, information on the operation status of each mobile unit 2 is shared by the entire device mobile system 1 in order to suppress the conflict between these mobile units 2 and prevent mutual interference. Set fixed or dynamic priorities to deal with. Therefore, a control unit that controls the entire system may be provided in the device movement system 1, or mutual communication means between the movement units 2 or the touch panel 4 may be provided. The device moving system 1 has such a configuration, so that the plurality of moving units 2 are simultaneously moved to the respective target positions (positions of the power receiving device 5), and are supplied with power to the power receiving device 5.
 機器移動システム1を非接触給電に用いる本実施形態によれば、受電する位置を固定することなく、広い面積のいずれの位置でも受電機器5が受電できる給電システムを実現できる。また、本実施形態によれば、広い給電可能面積を備えることができ、複数の受電機器に対して同時に給電(充電)できる。さらに、移動ユニット2が、他励的駆動ではなく、アクチュエータ3による自律駆動によって移動するので、1次コイルと2次コイルとの位置あわせが精密にでき、漏れ磁束も少なく磁気結合が良好になり、高効率の伝送ができる。このようなシステムを、表現を変えて述べると次のようになる。コイル間の電磁誘導でワイヤレス充電が可能な充電テーブル(表面がタッチパネル4)がある。充電テーブル内部の平面(移動面S)上に、アクチュエータ3と位置センサ21とを搭載した送電コイルのユニット(移動ユニット2)が3体(一般に複数体)ある。受電用の2次コイル5a(受電コイル)が入っている受電機器5を2つ、充電テーブルに置くと、テーブルの位置センサ(タッチパネル4)が、置かれた場所を検知し移動ユニット2に目標地を送信する。2つの移動ユニット2は、それぞれ近いほうの受電機器5を自ら判断して検知し、アクチュエータ3を駆動させ、それぞれの目標とする受電コイルのある方向に進む。移動ユニット2が目標位置に位置決めすると、アクチュエータ3は停止され、ワイヤレス充電が行なわれる。一方の移動ユニット2の進路に他方の移動ユニット2がある場合、互いにぶつからないように避けて移動する。複数の移動ユニット2の相互の衝突防止を行うために、例えば、相互に現在位置情報や移動目標位置情報を送信し、移動経路が交差する場合に、所定の優先順位に従って一方が停止したり進路変更したり、相互に進路変更したりする構成とすることができる。そのような送受信手段、経路交差判断手段、進路変更手段などを、別途備えたり、制御部14内に備えたりすることができる。 According to the present embodiment in which the device moving system 1 is used for non-contact power feeding, it is possible to realize a power feeding system in which the power receiving device 5 can receive power at any position in a wide area without fixing the power receiving position. Further, according to the present embodiment, a wide power supplyable area can be provided, and power can be supplied (charged) to a plurality of power receiving devices at the same time. Furthermore, since the moving unit 2 moves not by separately driven driving but by autonomous driving by the actuator 3, the positioning of the primary coil and the secondary coil can be made precise, leakage magnetic flux is reduced, and magnetic coupling is improved. Highly efficient transmission. Such a system can be described in different ways as follows. There is a charging table (surface is touch panel 4) that can be wirelessly charged by electromagnetic induction between coils. On the plane (moving surface S) inside the charging table, there are three (generally plural) power transmission coil units (moving units 2) on which the actuator 3 and the position sensor 21 are mounted. When two power receiving devices 5 containing secondary coils 5a (power receiving coils) for receiving power are placed on the charging table, the position sensor (touch panel 4) of the table detects the place where the power is placed and the target is set to the mobile unit 2. Send the ground. The two mobile units 2 determine and detect the power receiving device 5 that is closer to each other, drive the actuator 3, and proceed in a direction in which the respective power receiving coils are targeted. When the moving unit 2 is positioned at the target position, the actuator 3 is stopped and wireless charging is performed. When there is the other moving unit 2 on the path of one moving unit 2, the moving unit 2 moves avoiding each other. In order to prevent mutual collision of the plurality of mobile units 2, for example, when current position information and movement target position information are transmitted to each other and the movement paths cross each other, one of them stops or follows the path according to a predetermined priority. It can be set as the structure which changes and a course change mutually. Such transmission / reception means, route intersection determination means, route change means, and the like can be provided separately or in the control unit 14.
 図23、図24は、機器移動システム1を非接触給電に用いる場合における1次コイル10aの変形例を示す。図23に示す1次コイル10aは、複数のコイルをアレイ状に配置して成り、制御部14(不図示)は、給電の際に受電機器5の2次コイル5aの面積に合わせて1次コイル10aの使用数を調整する。また、制御部14は、1次コイル10aを複数使用するとき、それらのコイルに加える電圧または電流を互いに同期させて、同じ波形、同じタイミングで給電させる。例えば、図24(a)に示すように、1次コイルが、2つの1次コイル10aから成り、2次コイル5aの大きさ(面積)が、2つの1次コイル10aを合わせた大きさと同等程度の場合には、2つの1次コイル10aを用いて給電する。この場合、2つの1次コイル10aに加える電圧または電流を互いに同期させることにより、電磁結合を効率よく行わせて給電する。また、図24(b)に示すように、2次コイル5aの大きさが、1つの1次コイル10aの大きさと同等の場合には、片方の1次コイル10aを用いて給電する。このようなアレイ状の1次コイル10aとその使用方法により、2次コイル5aの仕様が異なる種々の受電機器5に対して柔軟に対応でき、例えば、大電力の受電機器には複数の1次コイル10aから同時に給電することができ、効率良く給電することができる。 23 and 24 show modifications of the primary coil 10a when the device movement system 1 is used for non-contact power feeding. The primary coil 10a shown in FIG. 23 is formed by arranging a plurality of coils in an array, and the control unit 14 (not shown) performs primary operation in accordance with the area of the secondary coil 5a of the power receiving device 5 during power feeding. The number of coils 10a used is adjusted. In addition, when using a plurality of primary coils 10a, the control unit 14 synchronizes the voltages or currents applied to these coils and feeds them with the same waveform and the same timing. For example, as shown in FIG. 24A, the primary coil is composed of two primary coils 10a, and the size (area) of the secondary coil 5a is equal to the combined size of the two primary coils 10a. In the case of about, power is supplied using two primary coils 10a. In this case, by synchronizing the voltage or current applied to the two primary coils 10a with each other, electromagnetic coupling is efficiently performed to supply power. Also, as shown in FIG. 24B, when the size of the secondary coil 5a is equal to the size of one primary coil 10a, power is supplied using one primary coil 10a. Such an array-shaped primary coil 10a and its usage can flexibly cope with various power receiving devices 5 having different specifications of the secondary coil 5a. For example, a high-power power receiving device includes a plurality of primary coils. Power can be supplied simultaneously from the coil 10a, and power can be supplied efficiently.
 図25(a)(b)は、機器移動システム1を非接触給電に用いる場合における1次コイルの他の変形例を示す。この1次コイルは、径の異なる複数のコイルを同心状に配置して成り、制御部14は、給電の際に受電機器5の2次コイルの面積に合わせて1次コイルの使用数を調整することことができる。例えば、図25(a)に示すように、1次コイルが、中心から渦巻状に形成された1次コイル10aと、1次コイル10aの外側に渦巻状に形成された1次コイル10aとから成り、2つの互いに同心のコイルが全体として平面渦巻きコイルを形成している。2次コイル5aの大きさが、外側の1次コイル10aの大きさと同等程度の場合には、内側と外側の両方の1次コイル10aを用いて給電する。また、図25(b)に示すように、2次コイル5aの大きさが、内側の1次コイル10aの大きさと同等の場合には、内側の1次コイル10aだけを用いて給電する。このような同心状の1次コイル10aとその使用方法により、2次コイル5aの仕様が異なる種々の受電機器5に対して柔軟に対応でき、大電力の受電機器には複数の1次コイル10aから同時に給電して効率を上げることができ、効率良く給電することができる。 25 (a) and 25 (b) show other modified examples of the primary coil when the device moving system 1 is used for non-contact power feeding. The primary coil is formed by concentrically arranging a plurality of coils having different diameters, and the control unit 14 adjusts the number of primary coils used in accordance with the area of the secondary coil of the power receiving device 5 during power feeding. Can be For example, as shown in FIG. 25A, the primary coil is composed of a primary coil 10a formed in a spiral shape from the center and a primary coil 10a formed in a spiral shape outside the primary coil 10a. The two concentric coils as a whole form a planar spiral coil. When the size of the secondary coil 5a is approximately the same as the size of the outer primary coil 10a, power is supplied using both the inner and outer primary coils 10a. As shown in FIG. 25B, when the size of the secondary coil 5a is equal to the size of the inner primary coil 10a, power is supplied using only the inner primary coil 10a. Such a concentric primary coil 10a and its method of use can flexibly cope with various power receiving devices 5 having different specifications of the secondary coil 5a, and a plurality of primary coils 10a are included in a high power power receiving device. Since the power can be supplied simultaneously, the efficiency can be increased and the power can be supplied efficiently.
 なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。拘束装置13の構成は、上述した各種の構成を互いに複合した構成とすることができる。移動ユニット2の構成は、アクチュエータ3と移動体11とを区別するものではなく、アクチュエータ3そのものが移動体11を構成するものであってもよい。また、移動ユニット2と機器10との関係は、移動ユニット2に機器10を搭載する関係だけでなく、機器10にアクチュエータ3を備えた構成であってもよく、この場合には、機器10またはアクチュエータ3が移動体11となり得る。いずれの場合にも、機器10がアクチュエータ3によって移動面Sに沿って移動する構成となる。また、機器移動システム1を非接触給電に用いる場合に、1次コイルと2次コイルの磁気結合の程度を測定し、位置あわせを最適化するため移動ユニット2を移動させる信号を移動ユニット2の制御部14に対して出力する位置調整手段を機器10に備えてもよい。機器移動システム1は、非接触給電に限らず、種々の産業上の利用が可能である。例えば、機器10を照明装置とし、所定のパターンで自動的に移動させ点灯させたり、移動ユニット2に遠隔制御用の受信機または送受信機を備えて移動面S上の任意の位置において所定の表示を動的に行わせたりする表示装置を構成することができる。移動ユニット2に機器10として清掃手段を備え、移動面S上を自在に移動して、移動面Sまたはこれに近接する他の面を自動清掃する装置を構成することができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above configuration and can be variously modified. For example, the configurations of the above-described embodiments can be combined with each other. The configuration of the restraining device 13 can be a configuration in which the various configurations described above are combined with each other. The configuration of the moving unit 2 does not distinguish between the actuator 3 and the moving body 11, and the actuator 3 itself may constitute the moving body 11. Further, the relationship between the mobile unit 2 and the device 10 is not limited to the relationship in which the device 10 is mounted on the mobile unit 2 but may be configured to include the actuator 3 in the device 10. The actuator 3 can be the moving body 11. In either case, the device 10 is configured to move along the moving surface S by the actuator 3. Further, when the device moving system 1 is used for non-contact power feeding, the degree of magnetic coupling between the primary coil and the secondary coil is measured, and a signal for moving the moving unit 2 is sent to the mobile unit 2 to optimize the alignment. The device 10 may be provided with a position adjusting means for outputting to the control unit 14. The device moving system 1 is not limited to non-contact power feeding and can be used in various industries. For example, the device 10 is a lighting device and is automatically moved and lit in a predetermined pattern, or the mobile unit 2 is provided with a remote control receiver or transmitter / receiver and a predetermined display at an arbitrary position on the moving surface S. It is possible to configure a display device that dynamically performs the above. The moving unit 2 can be provided with a cleaning means as the device 10 and can be configured to automatically move on the moving surface S and automatically clean the moving surface S or other surfaces close to the moving surface S.
 1  機器移動システム
 10  機器
 10a  1次コイル
 11  移動体
 13  拘束装置(拘束手段)
 13a  磁石(電磁石、永久磁石)
 13b  磁性体
 13c  押圧板
 13d  磁性体
 13e  磁石(電磁石、永久磁石)
 14  制御部
 2  移動ユニット
 21  位置センサ
 3  アクチュエータ
 4  タッチパネル(機器センサ)
 5  受電機器
 5a  2次コイル
 P  位置、目標位置
 S  移動面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Equipment movement system 10 Equipment 10a Primary coil 11 Moving body 13 Restraint device (restraint means)
13a Magnet (electromagnet, permanent magnet)
13b Magnetic body 13c Press plate 13d Magnetic body 13e Magnet (electromagnet, permanent magnet)
14 Control unit 2 Moving unit 21 Position sensor 3 Actuator 4 Touch panel (device sensor)
5 Power receiving device 5a Secondary coil P position, target position S Moving surface

Claims (10)

  1.  任意の機器が搭載され、その機器と共に所定の移動面に沿って移動する移動体と、
     前記移動体に一体的に設けられ、電力供給により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力を駆動力にして該移動体を前記衝撃力の方向に移動させるアクチュエータと、
     前記移動体と前記アクチュエータによって構成される移動ユニットを前記移動面に対して移動自在かつ摩擦力が発生するように機械力または電磁気力により拘束する拘束手段と、を備えることを特徴とする機器移動システム。
    Arbitrary equipment is mounted, and a moving body that moves along with the equipment along a predetermined moving surface;
    An actuator provided integrally with the moving body, generating an impact based on electromagnetic force by supplying electric power, and moving the moving body in the direction of the impact force using the impact force as a driving force;
    And a restraint means for restraining the moving unit constituted by the moving body and the actuator with a mechanical force or an electromagnetic force so as to be movable with respect to the moving surface and generating a frictional force. system.
  2.  前記アクチュエータは、前記移動体に複数設けられ、
     前記移動ユニットは、前記複数のアクチュエータの駆動力によって前記移動面に沿って回転移動または2自由度の直進移動をすることを特徴とする請求項1に記載の機器移動システム。
    A plurality of the actuators are provided on the moving body,
    The apparatus moving system according to claim 1, wherein the moving unit performs rotational movement or linear movement of two degrees of freedom along the moving surface by driving force of the plurality of actuators.
  3.  前記拘束手段は、前記移動ユニットと前記移動面との間に磁力による引力を発生させる磁性体、電磁石、または永久磁石を備えて構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の機器移動システム。 The said restraining means is provided with the magnetic body, the electromagnet, or the permanent magnet which generate | occur | produces the attraction by a magnetic force between the said moving unit and the said moving surface, It is comprised, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The equipment movement system described.
  4.  前記拘束手段は、前記移動ユニットにおける前記移動面とは反対側にあって前記移動ユニットを前記移動面との間に挟み込む押圧板を備えて構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の機器移動システム。 The said restraining means is provided with the press board which is on the opposite side to the said movement surface in the said movement unit, and pinches | interposes the said movement unit between the said movement surfaces. Item 3. The equipment movement system according to Item 2.
  5.  前記移動ユニットが前記移動面に複数備えられ、それぞれ個別に移動することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の機器移動システム。 The apparatus moving system according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the moving units are provided on the moving surface and each move individually.
  6.  前記移動面における前記移動ユニットの位置を検出する位置センサと、
     前記アクチュエータへの供給電力を制御することにより該アクチュエータを制御する制御部と、をさらに備え、
     前記制御部は、前記位置センサから位置データを受け取り、その位置データに基づいて前記移動ユニットを所定の目標位置に移動させるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の機器移動システム。
    A position sensor for detecting the position of the moving unit on the moving surface;
    A controller that controls the actuator by controlling power supplied to the actuator, and
    The said control part receives position data from the said position sensor, and controls the said actuator so that the said moving unit may be moved to a predetermined | prescribed target position based on the position data. The apparatus movement system as described in any one of.
  7.  前記機器は、非接触給電用の1次コイルであり、
     前記移動体が移動する領域内に前記1次コイルによって給電される2次コイルを持つ受電機器が配置されたとき、その受電機器の位置を検出する機器センサを備え、
     前記制御部は、前記機器センサから前記受電機器の位置データを受け取り、その受電機器の位置に前記移動ユニットを移動させ、前記1次コイルから前記受電機器に給電を行うことを特徴とする請求項6に記載の機器移動システム。
    The device is a primary coil for non-contact power feeding,
    A device sensor that detects a position of the power receiving device when a power receiving device having a secondary coil that is fed by the primary coil is disposed in a region in which the moving body moves;
    The control unit receives position data of the power receiving device from the device sensor, moves the moving unit to the position of the power receiving device, and supplies power to the power receiving device from the primary coil. 7. The device moving system according to 6.
  8.  前記1次コイルは、複数のコイルをアレイ状に配置して成り、
     前記制御部は、給電の際に前記受電機器の2次コイルの面積に合わせて前記1次コイルの使用数を調整することを特徴とする請求項7に記載の機器移動システム。
    The primary coil is formed by arranging a plurality of coils in an array.
    The apparatus control system according to claim 7, wherein the control unit adjusts the number of primary coils used in accordance with an area of a secondary coil of the power receiving apparatus during power feeding.
  9.  前記1次コイルは、径の異なる複数のコイルを同心状に配置して成り、
     前記制御部は、給電の際に前記受電機器の2次コイルの面積に合わせて前記1次コイルの使用数を調整することを特徴とする請求項7に記載の機器移動システム。
    The primary coil is formed by concentrically arranging a plurality of coils having different diameters,
    The apparatus control system according to claim 7, wherein the control unit adjusts the number of primary coils used in accordance with an area of a secondary coil of the power receiving apparatus during power feeding.
  10.  前記制御部は、前記1次コイルを複数使用するとき、それらのコイルに加える電圧または電流を互いに同期させることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の機器移動システム。 The apparatus moving system according to claim 8 or 9, wherein when the plurality of primary coils are used, the control unit synchronizes a voltage or a current applied to the coils.
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