(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力を用いて、機械的出力部の位置を少なくとも第一位置又は第二位置に変位させるダイレクトアクチュエータであって、位置が固定された固定体部と、この固定体部に設けた支持機構部と、この支持機構部により中間部が回動可能に支持されるとともに、一端側に前記機械的出力部を設け、他端側に前記電磁気力を発生する電磁気力発生部を配設するための可動側配設部位を有し、かつこの可動側配設部位の位置として、前記電磁気力を増幅して前記機械的出力部から出力可能な位置を選定してなる可動体部と、前記可動側配設部位とこの可動側配設部位に対向する前記固定体部における固定側配設部位の一方に配したマグネット部及び他方に配したコイル部を有する前記電磁気力発生部と、前記可動体部の回動範囲を少なくとも前記第一位置又は前記第二位置に規制する位置規制部と、前記固定体部又は前記可動体部に対して、一体的に、かつ前記第一位置及び（又は）前記第二位置に変位したマグネット部に対して近接した位置に配することにより、前記第一位置及び（又は）前記第二位置に変位した前記可動体部の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子とを備えてなることを特徴とするダイレクトアクチュエータ。
【請求項２】
前記固定体部は、磁性材によりプレート状に形成してなることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項３】
前記可動体部は、前記支持機構部により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体と、この支持リング体の一端面に、一端側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体とを備えることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項４】
前記支持機構部は、一端を前記固定体部に固定した支軸部と、この支軸部の外周により内輪部が支持され、かつ外輪部により前記可動体部を支持する一又は二以上のベアリングとを備えることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項５】
前記可動体部は、前記可動側配設部位と前記支持機構部間の距離が、前記機械的出力部と前記支持機構部間の距離よりも長くなるように、前記可動側配設部位の位置を選定してなることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項６】
前記マグネット部は、前記可動体部の回動変位方向に沿って配した前後一対のマグネットを、少なくとも一組以上備えることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項７】
前記コイル部は、前記可動体部の回動変位方向に対して直角方向の軸芯を有する単一のコイルを用いることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項８】
前記位置規制部は、前記固定体部に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部と、前記可動体部の他端側に一体的に設けることにより前記規制ストッパ部に当接する係止部とを備えることを特徴とする請求項１記載のダイレクトアクチュエータ。
【請求項９】
コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力を用いて、カッターの位置を少なくとも第一位置又は第二位置に変位させるカッティング装置であって、位置が固定された固定体部と、この固定体部に設けた支持機構部と、この支持機構部により中間部が回動可能に支持されるとともに、一端側に前記カッターを設け、他端側に前記電磁気力を発生する電磁気力発生部を配設するための可動側配設部位を有し、かつこの可動側配設部位の位置として、前記電磁気力を増幅して前記カッターの切断力として出力可能な位置を選定してなる可動体部と、前記可動側配設部位とこの可動側配設部位に対向する前記固定体部における固定側配設位置の一方に配したマグネット部及び他方に配したコイル部を有する前記電磁気力発生部と、前記可動体部の回動範囲を少なくとも前記第一位置又は前記第二位置に規制する位置規制部と、前記固定体部又は前記可動体部に対して、一体的に、かつ前記第一位置及び（又は）前記第二位置に変位したマグネット部に対して近接した位置に配することにより、前記第一位置及び（又は）前記第二位置に変位した前記可動体部の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子とを備えてなることを特徴とするカッティング装置。
【請求項１０】
前記可動体部は、前記支持機構部により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体と、この支持リング体の一端面に、一端側の面を固定し、かつ磁性材で形成した可動プレート体とを備えることを特徴とする請求項９記載のカッティング装置。
【請求項１１】
前記支持リング体は、前記カッターを支持するカッター支持部を有し、前記支持リング体の外周面から前記カッターを突出させることを特徴とする請求項１０記載のカッティング装置。
【請求項１２】
前記支持機構部は、一端を前記固定体部に固定し、外周により、前記可動体部の一端側を回動自在に支持する支軸部を備えるとともに、この支軸部は、軸方向に配した複数の前記可動体部を支持可能となる長さを有することを特徴とする請求項９記載のカッティング装置。
【請求項１３】
前記位置規制部は、前記固定体部に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部と、前記可動体部の他端側に一体的に設けることにより前記規制ストッパ部に当接する係止部とを備えるとともに、この規制ストッパ部は、軸方向に配した複数の前記可動体部における前記係止部が当接可能となる長さを有することを特徴とする請求項９又は１２記載のカッティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力に基づく変位を特定の機械的作用として直接出力するダイレクトアクチュエータ及びこのダイレクトアクチュエータを利用したカッティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力を用いて機械的出力部の位置を少なくとも第一位置又は第二位置に変位させることを目的としたアクチュエータは知られており、本出願人も、既に、かかる用途に好適なロータリソレノイドであって、特に、全体の小型コンパクト化を実現したロータリソレノイドを特許文献１により提案した。
【０００３】
ところで、ロータリソレノイドは、軸受部により支持される出力シャフトを介して回転力を出力するため、例えば、カッターを変位させてカッティングを行うカッティング装置を構成する場合、カッターとロータリソレノイドをダイレクトに結合しても目的のカッティング装置を構築できない。このため、通常は、特許文献２に示すように、カッターとロータリソレノイド（出力シャフト）間に運動変換機構や方向変換機構等の所定の伝達機構を介在させている。一例として挙げた特許文献２は、材料ウェブの実質的に一定速度の流れを処理するための切断機構と、カッタの上流にあるウェブ蓄積部とを含む装置であり、可動プレートの側面によってウェブを止め、蓄積部の寸法および切断速度を、ウェブの上流の切断端とブレードとの間に適切なレベルの力を生じさせるように設計することを含み、いくつかの特徴が低い切断時間を達成し、異なる特性を有するウェブ領域を切断するために切断力を変化させるとともに、低慣性回転ソレノイド（ロータリソレノイド）がブレードを加速してウェブに通過させ、弾性ストッパに当接させ、さらに、ブレードは、ストッパで跳ね返り、そのばね偏倚されたホームポジションに戻るとともに、ソレノイト電流が発生すると、永久磁石または電磁石がブレードをホームポジションに保持し、結果として、騒音が減少し、切断時間が短縮されるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０２２７０３号公報
【特許文献２】特表２００１−５００８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した従来におけるロータリソレノイドは、次のような解決すべき課題も存在した。
【０００６】
第一に、この種のロータリソレノイドは、出力シャフトから回転力を出力するため、通常、コイル部とマグネット部は、出力シャフトの軸芯に対して径方向において対向する。したがって、全体の外郭形状は円柱状又はこの類似形状となるなど、特に、厚さの薄いロータリソレノイドを得ることは構造上容易でない。このため、例えば、比較的狭い間隔置きに配される複数の供給路をそれぞれ搬送される線材やウェブ材等を、従来のロータリソレノイドを用いたカッティング装置によりカッティングする場合、カッティング装置の設置が困難になるなど、汎用性の観点からは必ずしも万能と云えるものではない。なお、他のリンク機構等と組合わせれば、技術的には実現可能となるが、反面、大型化，高コスト化及び複雑化を招くことになり実施は容易でない。
【０００７】
第二に、このようなカッティング装置を生産ラインに組込むことにより生産機械として用いる場合、通常、高い生産性や品質性が要求されるとともに、カッティング対象も、硬質材など、様々なものが対象となる。したがって、この種のカッティング装置には、高速動作及び必要な切断力、更には寸法等の正確性が要求されるが、従来のロータリソレノイドとカッター間に運動変換機構等の伝達機構を介在させた場合、これらの介在はいずれの要求に対してもマイナス要因として作用する。このため、カッティング装置の基本的性能を高め、これらの要求を十分に満たす観点からは限界があった。
【０００８】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したダイレクトアクチュエータ及びカッティング装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るダイレクトアクチュエータ１は、上述した課題を解決するため、コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力を用いて機械的出力部の位置を少なくとも第一位置又は第二位置に変位させるダイレクトアクチュエータであって、位置が固定された固定体部２と、この固定体部２に設けた支持機構部３と、この支持機構部３により中間部６ｍが回動可能に支持されるとともに、一端６ｓ側に機械的出力部５を設け、他端６ｔ側に電磁気力を発生する電磁気力発生部を配設するための可動側配設部位６ｃを有し、かつこの可動側配設部位６ｃの位置として、当該電磁気力を増幅して機械的出力部５から出力可能な位置を選定してなる可動体部６と、可動側配設部位６ｃとこの可動側配設部位６ｃに対向する固定体部２における固定側配設部位２ｃの一方に配したマグネット部７ｍ及び他方に配したコイル部７ｃを有する電磁気力発生部７と、可動体部６の回動範囲Ｚｘを少なくとも第一位置Ｘｐ又は第二位置Ｘｑに規制する位置規制部８と、固定体部２又は可動体部６に対して、一体的に、かつ第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位したマグネット部７ｍに対して近接した位置に配することにより、第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位した可動体部６の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子１７ｐ，１７ｑとを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
この場合、好適な実施の態様により、固定体部２は、磁性材によりプレート状に形成することができる。一方、可動体部６は、支持機構部３により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体１１と、この支持リング体１１の一端面１１ｓに、一端６ｓ側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体１２とを備えて構成できる。また、支持機構部３は、一端を固定体部２に固定した支軸部３ｓと、この支軸部３ｓの外周により内輪部が支持され、かつ外輪部により可動体部６を支持する一又は二以上のベアリング３ｂ…とを備えて構成できる。なお、可動体部６は、可動側配設部位６ｃと支持機構部３間の距離Ｌｆが、機械的出力部５と支持機構部３間の距離Ｌｓよりも長くなるように、可動側配設部位６ｃの位置を選定することができる。
【００１１】
さらに、好適な実施の態様により、マグネット部７ｍは、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに沿って配した前後一対のマグネット１３ｐ，１３ｑを、少なくとも一組以上備えて構成できるとともに、コイル部７ｃには、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直角方向Ｆｓの軸芯を有する単一のコイル１４を用いることができる。なお、位置規制部８は、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを備えて構成できる。
【００１２】
また、本発明に係るカッティング装置Ｍは、上述した課題を解決するため、コイル部に電流を流すことにより発生する電磁気力を用いてカッターの位置を少なくとも第一位置又は第二位置に変位させるカッティング装置であって、位置が固定された固定体部２と、この固定体部２に設けた支持機構部３と、この支持機構部３により中間部６ｍが回動可能に支持されるとともに、一端６ｓ側にカッターＣを設け、他端６ｔ側に電磁気力を発生する電磁気力発生部７を配設するための可動側配設部位６ｃを有し、かつこの可動側配設部位６ｃの位置として、電磁気力を増幅してカッターＣの切断力として出力可能な位置を選定してなる可動体部６と、可動側配設部位６とこの可動側配設部位６に対向する固定体部２における固定側配設位置２ｃの一方に配したマグネット部７ｍ及び他方に配したコイル部７ｃを有する電磁気力発生部７と、可動体部６の回動範囲Ｚｘを少なくとも第一位置Ｘｐ又は第二位置Ｘｑに規制する位置規制部８と、固定体部２又は可動体部６に対して、一体的に、かつ第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位したマグネット部７ｍに対して近接した位置に配することにより、第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位した可動体部６の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子１７ｐ，１７ｑとを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
この場合、好適な実施の態様により、可動体部６は、支持機構部３により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体１１と、この支持リング体１１の一端面１１ｓに、一端６ｓ側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体１２とを備えて構成できる。また、支持リング体１１は、カッターＣを支持するカッター支持部３０を有し、支持リング体１１の外周面１１ｆからカッターＣを突出させることができる。他方、支持機構部３には、一端を固定体部２に固定し、外周により、可動体部６の一端側を回動自在に支持する支軸部３ｓを設けるとともに、この支軸部３ｓは、軸方向に配した複数の可動体部３…を支持可能な長さに選定することもできる。また、位置規制部８には、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを設けるとともに、この規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑは、軸方向に配した複数の可動体部３…における係止部１６…が当接可能な長さに選定することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
このような構成を有する本発明に係るダイレクトアクチュエータ１及びカッティング装置Ｍによれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１５】
（１）  ダイレクトアクチュエータ１（カッティング装置Ｍ）におけるマグネット部７ｍとコイル部７ｃの配置は、基本的に、支持機構部３に対する径方向ではなく軸方向において対面するため、ダイレクトアクチュエータ１の全体の厚さを、概ね、マグネット部７ｍの厚さとコイル部７ｃの厚さに、ヨークとケーシングの厚さを加えた厚さに抑制することができるなど、ダイレクトアクチュエータ１全体の薄形化（扁平化）を容易に実現できる。この結果、例えば、カッティング装置として構成し、複数の線材やウェブ材等を搬送する比較的狭い間隔置きに配される複数の供給路に設置する場合であっても、容易に設置できるとともに、的確なカッティング工程を構築できる。このように、ダイレクトアクチュエータ１全体の飛躍的な薄形化が可能になるため、様々な用途に広く利用できるとともに、加えて、他のリンク機構等との組合わせも不要になるため、設置スペースの大幅なサイズダウン，コストダウン及びシンプル化を実現できる。
【００１６】
（２）  カッティング装置Ｍは、固定体部２に設けた支持機構部３により中間部６ｍが回動可能に支持されるとともに、一端６ｓ側にカッターＣを設け、他端６ｔ側に電磁気力を発生する電磁気力発生部７を配設するための可動側配設部位６ｃを有し、かつこの可動側配設部位６ｃの位置として、電磁気力を増幅してカッターＣの切断力として出力可能な位置を選定してなる可動体部６と、可動側配設部位６とこの可動側配設部位６に対向する固定体部２における固定側配設位置２ｃの一方に配したマグネット部７ｍ及び他方に配したコイル部７ｃを有する電磁気力発生部７とを備えてなるため、発生する電磁気力をカッターＣに対して直接的に伝達可能となり、カッティング装置Ｍに要求される各種性能、即ち、高速化，大きい切断力，寸法等の正確性などに対しても十分に応えることができる。したがって、例えば、新素材による連続した硬質材を一定長さ毎に高速でカッティングする用途に最適となる。
【００１７】
（３）  ダイレクトアクチュエータ１（カッティング装置Ｍ）には、固定体部２又は可動体部６に対して、一体的に、かつ第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位したマグネット部７ｍに対して近接した位置に配することにより、第一位置Ｘｐ及び（又は）第二位置Ｘｑに変位した可動体部６の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子１７ｐ，１７ｑを設けたため、被吸引子１７ｐ，１７ｑに基づく吸引力により、非通電時であっても、停止時における確実かつ安定した自己保持作用を実現できるとともに、消費電力の低減効果及び無用な温度上昇抑制効果にも寄与できる。
【００１８】
（４）  好適な態様により、固定体部２を、磁性材によりプレート状に形成するようにすれば、基本的には、平坦な一枚の金属プレート材で足りるため、部品（材料）コストの観点から低コスト化を実現できるともに、製造加工なども容易に行えるため、製造コストの観点からも低コスト化を実現できる。
【００１９】
（５）  好適な態様により、可動体部６を構成するに際し、支持機構部３により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体１１と、この支持リング体１１の一端面１１ｓに、一端６ｓ側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体１２とを備えて構成すれば、支持リング体１１の一部を機械的出力部５として利用できるとともに、他方、可動プレート体１２を電磁気力発生部７の配設部位６ｃとして利用できるため、全体の薄形化を実現するダイレクトアクチュエータ１を得る観点からシンプルかつ合理的に構成できるなど、実施の容易化に寄与できる。
【００２０】
（６）  好適な態様により、可動体部６を構成するに際し、可動側配設部位６ｃと支持機構部３間の距離Ｌｆが、機械的出力部５と支持機構部３間の距離Ｌｓよりも長くなるように、可動側配設部位６ｃの位置を選定するようにすれば、発生した電磁気力を、いわば梃子の原理により増幅できるため、カッターＣによる大きな切断力を確実かつ安定に得ることができるとともに、シンプルな構造により容易に得ることができる。
【００２１】
（７）  好適な態様により、マグネット部７ｍを構成するに際し、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに沿って配した前後一対のマグネット１３ｐ，１３ｑを、少なくとも一組以上備えて構成すれば、必要最少限のマグネット部品で足りるため、小型化及びシンプル化を実現する観点から最適な形態として実施できる。
【００２２】
（８）  好適な態様により、コイル部７ｃに、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直角方向Ｆｓの軸芯を有する単一のコイル１４を用いれば、コイル１４の内側空間における透磁率に比例するインダクタンスを、数ｍＨの僅かな大きさに設定できるため、駆動電圧を印加した際には、電流をほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上げることができるなど、極めて高い応答性を実現できる。この結果、高速動作、更にはカッティング装置等に使用した際の生産性向上等に大きく寄与できる。
【００２３】
（９）  好適な態様により、位置規制部８を構成するに際し、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを備えて構成すれば、支持機構部３と係止部１６間の距離Ｌｆを最も長くできるため、規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに対して係止部１６が衝突する力を相対的に低下させことができるなど、安定した位置規制作用を行わせることができる。しかも、同時に、機械的出力部５の変位量の誤差も相対的に小さくできるため、可動体部６の回動範囲Ｚｘにおいても正確な変位量を得ることができる。
【００２４】
（１０）  好適な態様により、支持リング体１１に、カッターＣを支持するカッター支持部３０を設け、支持リング体１１の外周面１１ｆからカッターＣを突出させるようにすれば、支持リング体１１に、カッターＣを支持する支持機能を兼用させることができるため、カッターＣの支持を確実かつ安定に行うことができるとともに、カッターＣによる切断力を最大に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好適実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の一部断面側面図、
【図２】同カッティング装置の底面図、
【図３】同カッティング装置における図１中Ａ−Ａ線断面図、
【図４】同カッティング装置の動作説明図、
【図５】同カッティング装置の磁気回路を説明するための図１中Ａ−Ａ線断面における模式図、
【図６】同カッティング装置の磁気回路を説明するための模式的断面底面図、
【図７】同カッティング装置によりワークを切断する際におけるトルク説明図、
【図８】同カッティング装置の使用時の一例を示すワークの状態とカッティング装置のコイル部に印加する制御信号のタイムチャート、
【図９】同カッティング装置のカッティング動作時における作用説明図、
【図１０】同カッティング装置の使用例を示す正面図、
【図１１】同カッティング装置の他の使用例を示す正面図、
【図１２】本発明の変更実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の一部破断側面図、
【図１３】同カッティング装置の使用時の一例を示すワークの状態とカッティング装置のコイル部に印加する制御信号のタイムチャート、
【図１４】本発明の他の変更実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の側面図、
【図１５】本発明の他の変更実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の一部破断側面図、
【図１６】本発明の他の変更実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の一部破断側面図、
【図１７】本発明の他の変更実施形態に係るカッティング装置のカバープレートを除いた状態の一部破断側面図、
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２７】
まず、本実施形態に係るダイレクトアクチュエータ１の構成について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。
【００２８】
ダイレクトアクチュエータ１は、大別して、位置が固定された固定体部２と、この固定体部２に設けた支持機構部３と、この支持機構部３に回動可能に支持された可動体部６と、この可動体部６の可動側配設部位６ｃと固定体部２の固定側配設部位２ｃ間に配した電磁気力発生部７と、可動体部６の一端６ｓ側に設けた機械的出力部５と、可動体部６の回動範囲Ｚｘを規制する位置規制部８と、固定体部２に対して反対側に配したカバープレート９（図２）とを備えて構成する。
【００２９】
この場合、固定体部２は、磁性材を用いた一枚の平坦なプレート状に形成する。例示の固定体部２は、全体が長方形となるため、所定の厚さを有する一枚の金属プレート材から打ち抜き形成することにより容易に得ることができる。この固定体部２は、バックヨーク（固定側ヨーク）となり、後述する可動体部６に対して位置が固定される固定側となる。このように、固定体部２を、磁性材によりプレート状に形成するようにすれば、基本的には、平坦な一枚の金属プレート材で足りるため、部品（材料）コストの観点から低コスト化を実現できるともに、製造加工なども容易に行えるため、製造コストの観点からも低コスト化を実現できる利点がある。
【００３０】
また、この固定体部２における一つの隅部付近には、支持機構部３を配設する。支持機構部３は、一端を固定体部２に固定した支軸部３ｓと、この支軸部３ｓの外周により内輪部が支持され、かつ外輪部により可動体部６を支持するベアリング３ｂ…とを備える。ベアリング３ｂには、ボールベアリングを用いることができる。例示の場合、二つのベアリング（ボールベアリング）３ｂ…を使用し、一方のベアリング３ｂにより支軸部３ｓの一端側を支持し、他方のベアリング３ｂにより支軸部３ｓの他端側を支持する構造を備えている。支軸部３ｓは、剛性の高い金属素材（ステンレス素材等）を用いて円柱形に形成する。なお、支軸部３ｓの形成素材には磁性材を用いることが望ましいが、必ずしも磁性材を用いることを要しない。支軸部３ｓの一端は、固定体部２に対して溶接或いはネジ止め等の固定手段により固定する。これにより、支軸部３ｓの他面側は固定体部２の面から直角方向に突出する。
【００３１】
一方、この支軸部３ｓは、可動体部６の一端６ｓ側を回動可能に支持する機能を備える。可動体部６は、図２に示すように、支持機構部３により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体１１と、この支持リング体１１の一端面１１ｓに、一端６ｓ側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体１２との組合わせにより構成する。この場合、支持リング体１１は、軸方向に所定の厚さを有し、中心にはベアリング３ｂ…を装着する円孔部２３を有する。また、支持リング体１１の一端面１１ｓには、軸方向に突出した小径の係合リング部１１ｃを一体形成する。さらに、可動プレート体１２は、所定の厚さを有する細長形状に形成し、一端６ｓ側を、支持リング体１１の外周面に沿う半円形に形成するとともに、支持リング体１１の係合リング部１１ｃに対面する位置には、当該係合リング部１１ｃが嵌合する嵌合孔１２ｐを形成する。したがって、係合リング部１１ｃの軸方向における突出長は、可動プレート体１２の厚さに一致させることが望ましい。
【００３２】
そして、可動プレート体１２の嵌合孔１２ｐに、支持リング体１１の係合リング部１１ｃを嵌合し、複数（例示は三つ）の固定ねじ２１…を用いることにより、可動プレート体１２の一端６ｓ側の面を、支持リング体１１の一端面１１ｓに固定する。これにより、可動プレート体１２と支持リング体１１は一体化される。支持リング体１１と可動プレート体１２は可動側ヨークを構成する。
【００３３】
また、円孔部２３には、ベアリング３ｂ…の外輪部を固定し、さらに、ボールベアリング２２の内輪部を、支軸部３ｓの外周面に装着して固定する。これにより、可動体部６の一端６ｓ側が支軸部３ｓにより回動自在に支持される。そして、可動体部６における一端６ｓ側の一部が機械的出力部５として構成される。
【００３４】
このように、可動体部６を構成するに際し、支持機構部３により回動自在に支持され、かつ磁性材により形成した支持リング体１１と、この支持リング体１１の一端面１１ｓに、一端６ｓ側の面を固定し、かつ磁性材により形成した可動プレート体１２とを備えて構成すれば、支持リング体１１の一部を機械的出力部５として利用できるとともに、他方、可動プレート体１２を電磁気力発生部７の配設部位６ｃとして利用できるため、全体の薄形化を実現するダイレクトアクチュエータ１を得る観点からシンプルかつ合理的に構成できるなど、実施の容易化に寄与できる利点がある。
【００３５】
なお、本実施形態で使用する磁性材には、冷間圧延鋼板等の軟磁性の鋼材が好適である。特に、純鉄やケイ素鋼板を用いた場合、飽和磁束密度を高くできるため、薄肉化も可能である。また、可動プレート体１２の厚さの選定や前述した固定体部２の厚さの選定を選定するに際しては、後述するマグネット１３ｐ，１３ｑの厚さ程度に選定することが望ましい。これにより、磁気飽和を防止し、磁束の漏れを低減できる利点がある。
【００３６】
また、可動体部６における他端６ｔ側には、電磁気力を発生する電磁気力発生部７を配設する。図２に示すように、可動体部６を支軸部３ｓに組付けた場合、可動プレート体１２と固定体部２間には、支持リング体１１の厚さに相当する空隙が設けられるため、この空隙を利用して電磁気力発生部７を配設する。即ち、可動プレート体１２の固定体部２に対向する面であって、支持リング体１１よりも他端６ｔ側に位置する面は、可動側配設部位６ｃとして確保されるため、この可動側配設部位６ｃに、電磁気力発生部７のマグネット部７ｍを配設する。
【００３７】
この場合、可動側配設部位６ｃの位置は、電磁気力発生部７に基づいて発生する電磁気力が増幅され、機械的出力部５から出力可能な位置を選定する。具体的には、機械的出力部５と支軸部３ｓ間の距離Ｌｓに対して、可動側配設部位６ｃと支軸部３ｓ間の距離Ｌｆが長くなるように選定する。例示の場合、距離〔Ｌｆ：Ｌｓ〕は、概ね〔２：１〕である。このように、可動体部６を構成するに際し、可動側配設部位６ｃと支軸部３ｓ（支持機構部３）間の距離Ｌｆが、機械的出力部５と支軸部３ｓ（支持機構部３）間の距離Ｌｓよりも長くなるように、可動側配設部位６ｃの位置を選定するようにすれば、発生した電磁気力を、いわば梃子の原理により増幅できるため、カッターＣによる大きな切断力を確実かつ安定に得ることができるとともに、シンプルな構造により容易に得ることができる利点がある。
【００３８】
また、電磁気力発生部７を構成するマグネット部７ｍは、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに沿って配した一対のマグネット１３ｐ，１３ｑにより構成する。各マグネット１３ｐ，１３ｑは偏平な直方体状に形成し、一方のマグネット１３ｐはＮ極が固定体部２に対向し、他方のマグネット１３ｑはＳ極が固定体部２に対向する。マグネット１３ｐ…には、フェライトマグネット，希土類マグネット等の各種永久磁石を用いることができる。特に、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ磁石を用いれば、高い空隙磁束密度により、より大きなトルクを得ることが可能になる。さらに、マグネット１３ｐ…の厚み方向に配向されるため、マグネット１３ｐ…の磁気特性を最大限利用し、前述した可動プレート体１２と固定体部２間に生じる空隙の磁束密度をより高くすることができる。
【００３９】
このように、マグネット部７ｍを構成するに際し、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに沿って配した前後一対のマグネット１３ｐ，１３ｑ、一般的には、前後一対のマグネット１３ｐ，１３ｑを少なくとも一組以上配して構成すれば、必要最少限のマグネット部品で足りるため、小型化及びシンプル化を実現する観点から最適な形態として実施できる利点がある。
【００４０】
他方、マグネット部７ｍに対向する固定体部２における固定側配設部位２ｃにはコイル部７ｃを配設する。このコイル部７ｃには、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直角方向Ｆｓの軸芯を有する単一のコイル１４により構成する。このコイル１４は、マグネットワイヤ（軟銅線等）を巻回して構成できる。なお、マグネットワイヤの断面は通常円形となるが、平角線を用いることにより、アンペアターンを上げることができる。また、巻線時に熱融着等により予め固めたものを用いることが望ましい。このように、コイル部７ｃを構成するに際し、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直角方向Ｆｓの軸芯を有する単一のコイル１４を用いれば、コイル１４の内側空間における透磁率に比例するインダクタンスを、数ｍＨの僅かな大きさに設定できるため、駆動電圧を印加した際には、電流をほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上げることができるなど、極めて高い応答性を実現できる。この結果、高速動作、更にはカッティング装置等に使用した際の生産性向上等に大きく寄与できる利点がある。
【００４１】
さらに、可動体部６の回動範囲Ｚｘを、第一位置Ｘｐ又は第二位置Ｘｑに規制する位置規制部８を配設する。例示の位置規制部８は、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを備えて構成する。この場合、各規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑは、円柱ピン状に形成し、一方の規制ストッパ部１５ｐは、可動体部６を第一位置Ｘｐに規制する機能を有するとともに、他方の規制ストッパ部１５ｑは、可動体部６を第二位置Ｘｑに規制する機能を有する。また、係止部１６は、前述した可動プレート体１２の他端６ｔ側に、突起片状に一体形成し、この係止部１６が規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑの外面に当接する。
【００４２】
このように、位置規制部８を構成するに際し、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを備えて構成すれば、支持機構部３と係止部１６間の距離Ｌｆを最も長くできるため、規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに対して係止部１６が衝突する力を相対的に低下させことができるなど、安定した位置規制作用を行わせることができる。しかも、同時に、機械的出力部５の変位量の誤差も相対的に小さくできるため、可動体部６の回動範囲Ｚｘにおいても正確な変位量を得ることができる利点がある。なお、規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと係止部１６の一方（又は双方）は、必要に応じて、一部の素材変更，表面処理，部材（ゴム素材やエラストマ樹脂素材等）の被覆などにより、衝撃吸収性を持たせ、可動体部６のバウンドを低減させることにより高速化や静音化を高めることも可能である。
【００４３】
ところで、可動体部６の回動範囲Ｚｘは、図４に示すように、２０〜３０°、望ましくは２５°に設定する。したがって、可動体部６の回動範囲Ｚｘを得るための第一位置Ｘｐと第二位置Ｘｑを選定するとともに、この回動範囲Ｚｘに対して、最も良好に動作するコイル部７ｃ（コイル１４）とマグネット部７ｍ（マグネット１３ｐ，１３ｑ）の位置関係を設定する。
【００４４】
具体的には、図１に示すように、コイル１４を扇形に巻回して構成する。これにより、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直交する位置関係となるコイル１４における二つの巻回部１４ｐ，１４ｑ（図４）は、支軸部３ｓからの放射方向に沿って設けられる。そして、図４に示すように、この巻回部１４ｐと１４ｑの角度範囲をＺｃとした場合、この角度範囲Ｚｃと可動体部６の回動範囲Ｚｘ（角度範囲）を同じになるように設定する。また、コイル１４の位置に対する一対のマグネット１３ｐ，１３ｑの位置は、可動体部６が第一位置Ｘｐと第二位置Ｘｑに変位した際に、可動体部６のマグネット１３ｐ，１３ｑの領域とコイル１４の巻回部１４ｐ，１４ｑの領域間にオーバーラップ領域が生じるように位置の選定を行う。これにより、可動体部６が回動範囲Ｚｘを変位した場合であっても、電磁気力発生部７に基づく有効な電磁気力が作用し、確実に動作させることができる。
【００４５】
以上により、基本形態となるダイレクトアクチュエータ１が構成される。なお、例示の場合、図２及び図３に示すように、固定体部２に対して反対側、即ち、固定体部２に対面する他方側には、固定体部２と同一形状のカバープレート９を配設する。これにより、ダイレクトアクチュエータ１は、固定体部２とカバープレート９間の空間に、主要機構部分が配されるサンドイッチ構造となる。なお、カバープレート９は固定体部２と同一のものを転用できる。カバープレート９は、磁性材で形成することが望ましいが、例示の実施形態では、必ずしも磁性材を用いることを要しない。
【００４６】
したがって、このような構成を有するダイレクトアクチュエータ１は、コイル部７ｃに電流を流すことにより発生する電磁気力に基づく変位を特定の機械的作用として直接出力する機能を備えている。この場合、特定の機械的作用とは、後述するカッターＣを用いたカッティグ作用であり、その他、スイッチのＯＮ−ＯＦＦ操作のための作用やレバーの開閉操作のための作用などを適用できる。例示の場合、機械的出力部５は、前述した回動範囲Ｚｘに対応して位置の変位を出力するため、出力された変位量を、カッターＣ，スイッチ，レバー等に対して、いわば直接作用させる。
【００４７】
このように本実施形態に係るダイレクトアクチュエータ１は、基本構成として、位置が固定された固定体部２と、この固定体部２に設けた支持機構部３と、この支持機構部３により中間部６ｍが回動可能に支持されるとともに、一端６ｓ側に機械的出力部５を設け、他端６ｔ側に電磁気力を発生する電磁気力発生部を配設するための可動側配設部位６ｃを有し、かつこの可動側配設部位６ｃの位置として、当該電磁気力を増幅して機械的出力部５から出力可能な位置を選定してなる可動体部６と、可動側配設部位６ｃとこの可動側配設部位６ｃに対向する固定体部２における固定側配設部位２ｃの一方に配したマグネット部７ｍ及び他方に配したコイル部７ｃを有する電磁気力発生部７と、可動体部６の回動範囲Ｚｘを少なくとも第一位置Ｘｐ又は第二位置Ｘｑに規制する位置規制部８とを備えるため、ダイレクトアクチュエータ１におけるマグネット部７ｍとコイル部７ｃの配置は、基本的に、支持機構部３に対する径方向ではなく軸方向において対面し、ダイレクトアクチュエータ１の全体の厚さを、概ね、マグネット部７ｍの厚さとコイル部７ｃの厚さに、ヨークとケーシングの厚さを加えた厚さに抑制することができるなど、ダイレクトアクチュエータ１全体の薄形化（扁平化）を容易に実現できる。
【００４８】
ところで、本実施形態に係るダイレクトアクチュエータ１は、機械的出力部５にカッター（刃）Ｃを取付けることにより、カッターＣに対して当該アクチュエータ１の変位量をいわばダイレクトで伝達するカッティング装置Ｍとして構築できる。
【００４９】
次に、ダイレクトアクチュエータ１を用いた本実施形態に係るカッティング装置Ｍの構成について、図１〜図４及び図７を参照して説明する。なお、説明については、上述したダイレクトアクチュエータ１の部分を省略し、カッティング装置Ｍとして追加構成する部分についてのみ説明する。
【００５０】
まず、図１及び図２に示すように、支持リング体１１における機械的出力部５にはカッターＣを取付ける。この場合、支持リング体１１の周面に収容凹部３２を形成し、この収容凹部３２に、カッターＣを支持する支持ブロック３３を収容して固定する。この場合、支持ブロック３３は、収容凹部３２に嵌合し、この収容凹部３２を埋める形状に形成する。これにより、支持ブロック３３に、スリット状に形成した収容孔を設け、この収容孔に、カッターＣを挿入するとともに、固定ネジ３４により締付けて固定できる。なお、カッターＣとしては、刃物用炭素工具鋼等の硬度や靭性の高い鋼を用いることが望ましい。カッターＣは、特定の型式に限定されるものではなく、各種カッターの利用が可能である。この場合、カッターＣに対するメンテナンスや交換が必要となるが、このカッターＣは、固定ネジ３４により着脱することができる。
【００５１】
これにより、カッター支持部３０が構成され、カッターＣは、支持リング体１１により支持されるとともに、カッターＣの先端側は、支持リング体１１の外周面１１ｆから突出する。このように構成すれば、支持リング体１１にカッターＣを支持する支持機能を兼用させることができるため、カッターＣの支持を確実かつ安定に行うことができるとともに、カッターＣによる切断力を最大に設定できる利点がある。
【００５２】
また、図１に示すように、カッターＣに対向するバックアップローラ４１を配設する。例示のカッティング装置Ｍは、硬質のウェブ材Ｗｏを一定長さ間隔で切断し、ワークＷを得るためのカッティング装置である。このため、カッターＣとバックアップローラ４１間の隙間は、カッターＣが変位し、バックアップローラ４１の周面に対して直角の位置関係で切断が終了するように選定する。このため、バックアップローラ４１の周面強度や弾性力等も適宜設定する。
【００５３】
硬質のウェブ材Ｗｏとしては、カーボンナノチューブやセルロースナノファイバ等を想定したものであり、図７には、硬質となるウェブ材Ｗｏの一例として、カーボン系素材であるＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いることにより、厚さＬｄが０．１〜０．５ｍｍ，幅Ｌｗが０．１〜１０．０ｍｍに設定したウェブ材Ｗｏを示す。この種の素材（材料）に対してカッティングを行う場合、かなりの切断力を必要とし、通常、少なくとも数ｋｇ前後の切断力が必要となる。
【００５４】
図７に、この種のウェブ材ＷｏをカッターＣにより切断する状態を模式的に示すとともに、このときのトルク関係を示す。図７中、位置ＰｕはカッターＣのホームポジション（第一位置Ｘｐ）、位置Ｐｓはウェブ材Ｗｏに対する切断開始位置、位置Ｐｅはウェブ材Ｗｏに対する切断終了位置、位置ＰｄはカッターＣの最前進位置（第二位置Ｘｑ）をそれぞれ示している。また、Ｔｃはダイレクトアクチュエータ１の出力トルク〔Ｎｍ〕、Ｔｗはウェブ材Ｗｏを切断する際におけるトルク〔Ｎｍ〕をそれぞれ示す。このように、切断中におけるダイレクトアクチュエータ１の出力トルクは、ほぼ一定であり、例示の場合、概ね１〔Ｎｍ〕を確保している。一方、ウェブ材Ｗｏにおける切断時のトルク〔Ｎｍ〕は、切断開始位置Ｐｓから切断終了位置Ｐｅまで、徐々に高くなるように変化する。このときのカッターＣによる切断力は、前述したカッティングに要する数ｋｇの大きさは確保されている。
【００５５】
このように構成するカッティング装置Ｍは、基本的に、前述したダイレクトアクチュエータ１を利用するため、全体構造としては、固定体部２に設けた支持機構部３により中間部６ｍが回動可能に支持されるとともに、一端６ｓ側にカッターＣを設け、他端６ｔ側に電磁気力を発生する電磁気力発生部７を配設するための可動側配設部位６ｃを有し、かつこの可動側配設部位６ｃの位置として、電磁気力を増幅してカッターＣの切断力として出力可能な位置を選定してなる可動体部６と、可動側配設部位６とこの可動側配設部位６に対向する固定体部２における固定側配設位置２ｃの一方に配したマグネット部７ｍ及び他方に配したコイル部７ｃを有する電磁気力発生部７とを備えている。
【００５６】
これにより、発生する電磁気力は、カッターＣに対して直接的に伝達されることになり、カッティング装置Ｍに要求される各種性能、即ち、高速化，大きい切断力，寸法等の正確性などに対しても十分に応えることができる。したがって、例えば、上述した新素材による連続した硬質材（ウェブ材Ｗｏ）を一定長さ毎に高速でカッティングする用途に最適となる。
【００５７】
次に、本実施形態に係るダイレクトアクチュエータ１を含むカッティング装置Ｍの動作について、図４〜図９を参照して説明する。
【００５８】
本実施形態に係るカッティング装置Ｍにおける可動体部６の回動範囲Ｚｘ、即ち、両端位置における第一位置Ｘｐと第二位置Ｘｑ間の角度（回動範囲Ｚｘ）は、上述した図４に示すように、２５〔°〕に設定するため、可動体部６の停止位置となる第一位置Ｘｐでは、可動体部６の係止部１６が規制ストッパ部１５ｐに当接するとともに、他方、可動体部６の他方の停止位置となる第二位置Ｘｑでは、可動体部６の係止部１６が規制ストッパ部１５ｑに当接する。
【００５９】
一方、カッティング装置Ｍを用いたカッティング動作時には、コイル１４に対して、図８（ｂ）に示す駆動電圧Ｖｃを付加することにより、カッティング装置Ｍに対するカッティング制御を行う。
【００６０】
今、図８（ｂ）に示すように、ダイレクトアクチュエータ１のコイル１４に対し、ｔ０時点において、負の比較的低い電圧を印加すれば、可動体部６は第一位置Ｘｐに保持される。また、ウェブ材Ｗｏは、図９（ａ）に示すように、カッターＣとバックアップローラ４１間の搬送路を矢印Ｆｃ方向（前進方向）に搬送される。図８（ａ）おけるｔ０時点では、ウェブ材Ｗｏが搬送されている。したがって、図９（ａ）に示すように、前進方向への搬送時には、ウェブ材Ｗｏの上面とカッターＣの下端間には、ウェブ材Ｗｏの搬送を阻害しない所定の隙間Ｌｃが確保されている。
【００６１】
なお、図５及び図６には、コイル１４に逆方向となる負の電流が流れたときにおける磁力線の分布状態を点線矢印Ｆｍ…で示している。
【００６２】
この後、ウェブ材Ｗｏが図８（ａ）のｔ１時点に達したときに、規定長さ分だけ搬送されたものとすれば、図８（ａ）に示すように、このｔ１時点でウェブ材Ｗｏの搬送を停止するとともに、図８（ｂ）に示すように、コイル１４に対しては、正の比較的高い電圧となる規定電圧を印加する。これにより、可動体部６は、第一位置Ｘｐから第二位置Ｘｑに回動変位するとともに、この回動変位に対応してカッターＣも矢印Ｆｄ方向に回動変位する。そして、図９（ｂ）に示すように、カッターＣがバックアップローラ４１の周面に対して直角となる位置に達すれば、カッターＣの先端はバックアップローラ４１の周面に当接（圧接）し、ウェブ材Ｗｏに対するカッティンク工程が終了する。
【００６３】
この後、カッターＣの先端は、さらに、図９（ｃ）に示すように、バックアップローラ４１の周面から離れる方向に回動変位する。図９（ｃ）に示すカッターＣの位置は、カッティンク直後の位置を示すとともに、この時点は、図８のｔ２時点に対応する。このカッティンク直後となるｔ２時点では、カッターＣの回動変位に対してブレーキ制御を行う。具体的には、図８（ｂ）に示すように、コイル１４に対して、負の比較的高い電圧を短時間だけ印加するとともに、この印加直後となるｔ３時点に達したなら、比較的低い正電圧の印加に切換える。これにより、カッターＣ（可動体部６）は、ブレーキ制御により低速化された速度で、図９（ｄ）に示す第二位置Ｘｑまで回動変位する。
【００６４】
また、ｔ３時点に達したなら、停止中のウェブ材Ｗｏを、図８（ａ）に示すように、設定した距離だけ反対方向（矢印Ｆｎ方向）へ後退移動させる。この状態を図９（ｅ）に示す。そして、後退移動が完了するｔ４時点に達したなら、図８（ｂ）に示すように、コイル１４に対して、負の比較的高い電圧を印加し、カッターＣ（可動体部６）を第二位置Ｘｑから第一位置Ｘｐまで回動変位させるカッターＣに対する戻し処理を行う。この場合、ウェブ材Ｗｏは後退させた位置にあるため、戻り時のカッターＣがウェブ材Ｗｏに接触するなどの悪影響は回避される。
【００６５】
カッターＣの戻し処理が終了するｔ５時点に達したなら、図８（ｂ）に示すように、コイル１４に対して負の比較的低い電圧の印加に切換えれば、可動体部６は、第一位置Ｘｐに保持される。この状態を図９（ｆ）に示す。また、ｔ５時点に達したなら、図８（ａ）に示すように、ウェブ材Ｗｏの搬送を開始する。これにより、ウェブ材Ｗｏは矢印Ｆｃ方向（前進方向）へ搬送される。
【００６６】
以上により、１サイクルの工程が終了し、図４に示すように、ウェブ材Ｗｏから予め設定した規定長さのワークＷを得ることができる。なお、例示の場合、駆動電圧Ｖｃとして、比較的高い電圧と低い電圧を使用して制御するようにしたが、その他、ＰＷＭ制御等を用いた他の同様の制御を行ってもよい。
【００６７】
次に、本発明の変更実施形態に係るカッティング装置Ｍ（ダイレクトアクチュエータ１）ついて、図１０〜図１７を参照して説明する。
【００６８】
図１０及び図１１は、複数のカッティング装置Ｍ…を組合わせたシステム構築例を示す。図１０は、八台のカッティング装置Ｍ…を連結して構成したものであり、特に、支軸部３ｓ，規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑは、それぞれ八台のカッティング装置Ｍ…の全体を貫通する一本の支軸部３ｓ，一本の規制ストッパ部１５ｐ（１５ｑも同じ）により構成した。各カッティング装置Ｍ…の構造は、基本的に、図１〜図３に示した一台のカッティング装置Ｍと同じである。このようにシステム構築すれば、コスト低減及び剛性アップ等に寄与できるとともに、配設スペースを確保しつつ、生産性を飛躍的に高めることができる利点がある。
【００６９】
したがって、図１０に示すシステム構築例では、狭い間隔で配された八つ（ハ種）のウェブ材Ｗｏ…を搬送する八つの搬送路に対しても設置が可能となる。この場合、複数の各カッティング装置Ｍ…は、それぞれ独立して異なる制御を行ってもよいし、同期させた同一の制御を行ってもよい。その他、図１０において、図１〜図９に示したカッティング装置Ｍと同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
このように、カッティング装置Ｍ…は、複数の線材やウェブ材Ｗｏ等を搬送する比較的狭い間隔置きに配される複数の供給路に設置する場合であっても、容易に設置できるとともに、的確なカッティング工程を構築できる。特に、カッティング装置Ｍ（ダイレクトアクチュエータ１）は、全体の飛躍的な薄形化が可能になるため、様々な用途に広く利用できるとともに、加えて、他のリンク機構等との組合わせも不要になるため、設置スペースの大幅なサイズダウン，コストダウン及びシンプル化を実現できる。
【００７１】
図１１は、二台のカッティング装置Ｍ，Ｍを離間して配し、細長いカッターＣにおける左右の両端位置を、各カッティング装置Ｍ，Ｍによりそれぞれ支持するように構成したものである。この場合、二台のカッティング装置ＭとＭは、相互に同期させることにより同一の動作を行うように制御する。このような使用形態では、二台のカッティング装置Ｍ，Ｍを用意し、両者の間隔を任意に設定すれば、様々な幅寸法を有するウェブ材Ｗｏに適合するカッティング装置を構成できる。その他、図１１において、図１〜図１０に示したカッティング装置Ｍと同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
図１２（及び図１３）に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、カッターＣを変更したものである。図１に示したカッティング装置Ｍは、カッターＣの長手方向を支軸部３ｓの軸方向に対して平行に配し、このカッターＣをウェブ材Ｗｏの搬送方向に回動変位させてカッティンクを行う例を示したが、図１２に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、カッターＣの長手方向を支軸部３ｓの軸方向に対して直交する方向に配するとともに、このカッターＣを可動体部６の回動変位に従って旋回変位する可動側のカッターＣｍとし、他方、このカッターＣｍに対して固定側のカッターＣｃを配して構成したものである。したがって、カッターＣｍとＣｃによる切断原理は、いわばハサミの切断原理となる。なお、図１２は、固定体部２に配設したコイル部７ｃと可動体部６に配設したマグネット部７ｍの位置関係を明確にするため、可動体部６における可動プレート体１２の一部を破断して示した。その他、図１２において、図１〜図１１に示したカッティング装置Ｍと同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１２に示すカッティング装置Ｍを用いたカッティンク工程では、ダイレクトアクチュエータ１のコイル１４に対して、図１３（ｂ）に示す駆動電圧Ｖｃを付加することにより制御を行うことができる。
【００７４】
今、コイル１４に対し、ｔ１０時点において、負の比較的低い電圧を印加すれば、可動体部６は、第一位置Ｘｐに保持される。なお、ウェブ材Ｗｏは、図１２に示すように、カッターＣｍとＣｃ間の搬送路を、紙面手前方向に搬送されるものとする。そして、ウェブ材Ｗｏが図１３（ａ）のｔ１１時点で規定の長さ分だけ搬送されたものとすれば、このｔ１１時点で、図１３（ａ）に示すように、ウェブ材Ｗｏの搬送を停止する。また、図１３（ｂ）に示すように、カッティング装置Ｍのコイル１４に対して、正となる比較的高い規定電圧を印加する。
【００７５】
これにより、可動体部６は、第一位置Ｘｐから第二位置Ｘｑに回動変位するとともに、この回動変位に対応してカッターＣｍもカッティング方向に回動変位し、カッターＣｍとＣｃによるウェブ材Ｗｏに対するカッティンクが行われる。さらに、カッターＣｍ（可動体部６）は、第二位置Ｘｑ側へ変位するとともに、第二位置Ｘｑに対応するｔ１２時点に達したなら、図１３（ｂ）に示すように、コイル１４に対して、負の比較的高い電圧を印加し、カッターＣ（可動体部６）を第一位置Ｘｐまでの戻し処理を行う。そして、戻し処理が終了するｔ１３時点に達したなら、図１３（ｂ）に示すように、コイル１４に対して負の比較的低い電圧の印加に切換えれば、可動体部６は、第一位置Ｘｐに保持される。また、ｔ１３時点に達したなら、図８（ａ）に示すように、ウェブ材Ｗｏの搬送を開始する。これにより、ウェブ材Ｗｏは前進方向へ搬送される。
【００７６】
以上により、１サイクルの工程が終了し、ウェブ材Ｗｏから予め設定した規定長さのワークＷを得ることができる。なお、例示の場合、駆動電圧Ｖｃとして、比較的高い電圧と低い電圧を使用して制御するようにしたが、その他、ＰＷＭ制御等を用いた他の同様の制御を行ってもよい。
【００７７】
図１４に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、カッターＣを機械的出力部５に取付ける際の変更例を示す。図１及び図１２に示したカッティング装置Ｍは、いずれもカッターＣを可動体部６における支持リング体１１に対して、いわば直接的に固定した例を示したが、図１４に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、支持リング体１１にピニオン部５１を固定するとともに、このピニオン部５１に噛合するラック部５２を変位自在に配し、このラック部５２に対してカッターＣ（Ｃｍ）を一体に組付けたものである。
【００７８】
これにより、可動体部６が回動変位し、ピニオン部５１が追従して旋回変位すれば、この変位はピニオン部５１に伝達され、ピニオン部５１、更にはカッターＣが進退変位する。したがって、このカッターＣ（可動側のカッターＣｍ）の前方に、固定側のカッターＣｃを配すれば、このカッターＣｃとＣｍ間に位置するウェブ材Ｃｏに対してカッティンク処理を行うことができる。この場合、ピニオン部５１とラック部５２は回転運動を直進運動に変換する運動変換機構を構成する。その他、図１４において、図１〜図１２に示したカッティング装置Ｍと同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図１５に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、電磁気力発生部７の変更例を示す。図１に示したカッティング装置Ｍは、固定体部２にコイル部７ｃを配設し、可動体部６にマグネット部７ｍを配設した例を示したが、図１５に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、固定体部２にマグネット部７ｍを配設し、可動体部６にコイル部７ｃを配設したものである。この場合であっても、基本的な動作原理は、図１に示したカッティング装置Ｍと同じになる。その他、図１５において、図１〜図１２に示したカッティング装置Ｍと同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１６及び図１７に示す変更実施形態に係るカッティング装置Ｍは、磁気的な自己保持機構を付設したものである。図１に示したカッティング装置Ｍは、第一位置Ｘｐ及び第二位置Ｘｑに回動体部６を停止させる場合、コイル部７ｃに電流を流すことにより、いわば電気的に停止させることができる。これに対して、図１６及び図１７に示すカッティング装置Ｍは、磁気的な自己保持機構により停止させるものである。
【００８１】
図１６は、固定体部２に対して、一体的に、かつ第一位置Ｘｐに変位したマグネット部７ｍに対して近接した位置Ｘｓｐに配することにより、第一位置Ｘｐに変位した可動体部６の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子１７ｐを設けたものであり、特に、図１６は、固定体部２にコイル部７ｃを配設し、可動体部６にマグネット部７ｍを配設した形態となるため、この形態に適用したものである。図１６は、可動体部６が第一位置Ｘｐに回動変位し、マグネット部７ｍにおける一方のマグネット１３ｐが被吸引子１７ｐに近接した状態を示している。この場合、被吸引子１７ｐに基づく吸引力により、非通電時であっても、可動体部６を第一位置Ｘｐに確実に停止させることができるとともに、停止時における安定した自己保持作用を確保できる。
【００８２】
図１７は、可動体部６に対して、一体的に、かつ第一位置Ｘｐ及び第二位置Ｘｑに変位したマグネット部７ｍに対して近接した位置Ｘｓｐ，Ｘｓｑに配することにより、第一位置Ｘｐ及び第二位置Ｘｑに変位した可動体部６の位置を保持する磁性材により形成した被吸引子１７ｐ，１７ｑを設けたものであり、特に、図１７は、固定体部２にマグネット部７ｍを配設し、可動体部６にコイル部７ｃを配設した形態となるため、この形態に適用したものである。これにより、可動体部６が第一位置Ｘｐに回動変位した際には、可動体部６に設けた一方の被吸引子１７ｑがマグネット部７ｍにおける一方のマグネット１３ｑに近接し、この際、被吸引子１７ｑに基づく吸引力により非通電時であっても、可動体部６を第一位置Ｘｐに確実に停止させることができるとともに、停止時における安定した自己保持作用を確保できる。一方、可動体部６が第二位置Ｘｑに回動変位した際には、可動体部６に設けた他方の被吸引子１７ｐがマグネット部７ｍにおける他方のマグネット１３ｐに近接し、この際、被吸引子１７ｐに基づく吸引力により非通電時であっても、可動体部６を第二位置Ｘｑに確実に停止させることができるとともに、停止時における安定した自己保持作用を確保できる。
【００８３】
このような機械的な被吸引子１７ｐ，１７ｑを設けることにより、その分、電気的な制御による保持機能を無くすことが可能になるため、消費電力の低減効果や無用な温度上昇抑制効果に寄与できる利点がある。なお、例示の場合、被吸引子１７ｐ，１７ｑを設けるに際しては、別体に形成したピン状の被吸引子１７ｐ，１７ｑを取付ける例を示したが、その他、固定体部２の一部をコの字形に切り欠き、さらに、直角に折曲げるなどにより、被吸引子１７ｐ，１７ｑを固定体部２に一体に形成してもよい。
【００８４】
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００８５】
例えば、例示の可動体部６は、支持リング体１１と可動プレート体１２を組合わせて構成したが、支持リング体１１と可動プレート体１２は同一素材により一体形成してもよい。また、支持機構部３を構成するベアリング３ｂ…は、実施形態で述べたように、二つのベアリング３ｂ…を用意し、支軸部３ｓの一端側と他端側にそれぞれ配することが、機械的強度，高い剛性及び安定性を確保する上で望ましい形態になるが、一つ又は三つ以上のベアリング３ｂ…を使用する形態を排除するものではない。また、ベアリング３ｂには、ボールベアリングをはじめ、ローラベアリング，カラー式のベアリング等の各種ベアリングを利用可能である。一方、マグネット部７ｍは、固定体部２に対して、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに沿って配した前後一対のマグネット１３ｐ，１３ｑを一組配した例を挙げたが、カバープレート９側にも追加、即ち、可動体部６を挟む位置関係で二組配してもよい。また、コイル部７ｃには、可動体部６の回動変位方向Ｆｒに対して直角方向Ｆｓの軸芯を有する単一のコイル１４を用いた場合を示したが、二つ以上のコイル１４…を配する場合を排除するものではない。さらに、位置規制部８は、固定体部２に対して一体的に設けた一対の規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑと、可動体部６の他端６ｔ側に一体的に設けることにより規制ストッパ部１５ｐ，１５ｑに当接する係止部１６とを備えて構成する場合を例示したが、可動体部６を回動範囲Ｚｘに規制する機能を有するものであれば、他の構成により置換可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係るダイレクトアクチュエータ１は、機械的出力部５にカッターＣを設けたカッティング装置Ｍとして利用できることをはじめ、機械的出力部５を特定の機械的作用として出力させ、特定の対象物に対して開閉や切換等を行う各種用途に利用できる。
【００８７】
また、本発明に係るカッティング装置Ｍは、炭素繊維強化プラスチックを用いた硬質のウェブ材をはじめ、カーボンナノチューブやセルロースナノファイバ等の素材を用いた硬質のウェブ材や線材等のカッティングに好適となるが、大きな切断力や高速化などが要求される各種素材のカッティングに幅広く利用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１：ダイレクトアクチュエータ，２：固定体部，２ｃ：配設部位，３：支持機構部，３ｓ：支軸部，３ｂ…：ベアリング，５：機械的出力部，６：可動体部，６ｓ：可動体部の一端，６ｔ：可動体部の他端，６ｃ：配設部位，７：電磁気力発生部，７ｍ：マグネット部，７ｃ：コイル部，８：位置規制部，１１：支持リング体，１１ｓ：支持リング体の一端面，１１ｆ：支持リング体の外周面，１３ｐ：マグネット，１３ｑ：マグネット，１４：コイル，１５ｐ：規制ストッパ部，１５ｑ：規制ストッパ部，１６：係止部，１７ｐ：被吸引子，１７ｑ：被吸引子，３０：カッター支持部，Ｚｘ：可動体部の回動範囲，Ｘｐ：第一位置，Ｘｑ：第二位置，Ｌｆ：配設部位と支持機構部間の距離，Ｌｓ：機械的出力部と支持機構部間の距離，Ｆｒ：可動体部の回動変位方向，Ｆｓ：回動変位方向に対する直角方向，Ｍ：カッティング装置，Ｃ：カッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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