(57)【要約】【課題】繰り返し動作を高速で行うことができる電磁駆動機構の動作制御方法を提供する。【解決手段】電磁駆動機構１の動作制御方法は、ソレノイド４に吸引電圧を印加してソレノイド４によりレバー３を吸引する工程と、ソレノイド４に保持電圧を印加してソレノイド４によりレバー３を保持する工程と、ソレノイド４への電圧の印加を遮断してスプリング５ａによりレバー３を復帰させる工程とを備えている。吸引工程の前にソレノイド４に予励電圧を印加するか、または吸引工程において、ソレノイド４に吸引電圧を印加した後、遮断する。このことにより電磁駆動機構１の反応性の向上と、吸引工程終了時における振動が抑制される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、
電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、
電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、
レバーを復帰させる工程とを備え、
吸引工程前に、電磁駆動部に予励電圧を印可することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項２】
予励電圧は、吸引工程に必要な最低電圧未満の電圧とすることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項３】
フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、
電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、
電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、
レバーを復帰させる工程とを備え、
吸引工程において、電磁駆動部に対して吸引電圧を印可するとともに、その後吸引電圧を遮断するか又は電圧を保持工程中の保持電圧未満まで減圧することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項４】
吸引電圧は保持電圧を超える電圧であることを特徴とする請求項３記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項５】
吸引工程の終了近傍に、電磁駆動部に対して保持電圧を超える電圧を印可し、その後保持工程において電磁駆動部に対して保持電圧を印可することを特徴とする請求項３記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項６】
フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、
電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、
電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、
レバーを復帰させる工程とを備え、
保持工程の終了直前に、電磁駆動部に対してパルス電圧を印加することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項７】
パルス電圧を印可した後、パルス電圧を遮断するか、またはパルス電圧を保持電圧以下に減圧してレバーの復帰工程に到ることを特徴とする請求項６記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項８】
パルス電圧は保持電圧以下であることを特徴とする請求項７記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項９】
フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、
電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、
電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、
レバーを復帰させる工程とを備え、
復帰工程の終了直前に、電磁駆動部に対して吸引電圧と略同一の電圧を印可することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法。
【請求項１０】
復帰工程において、レバーをスプリングにより復帰させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の電磁駆動機構の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁駆動部を有する電磁駆動機構の動作制御方法に係り、とりわけ繰り返し動作を迅速に行うことができる電磁駆動機構の動作制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電磁駆動機構として、フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられたソレノイドと、フレームとレバーとの間に介在されたスプリングとを有するものが知られている。
【０００３】
このような電磁駆動機構において、ソレノイドに電圧を印加した後遮断するＯＮ−ＯＦＦ制動を行って電磁駆動機構の動作制御を行っている。
【０００４】
すなわち、ソレノイドに電圧を印可してレバーをソレノイドにより吸引し、その状態を保持した後、ソレノイドへの電圧を遮断してレバーをスプリングにより戻している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁駆動機構において、上述のようにソレノイドへ電圧を印可したり遮断するＯＮ−ＯＦＦ制御を行っている。しかしながら、ソレノイドによるレバーの吸引工程、あるいはスプリングによるレバーの復帰工程において、レバーが大きく振動することがある。この場合は、レバーがその後安定するまで時間がかかるため、電磁駆動機構を高速でかつ繰り返し動作させることがむずかしい。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、繰り返し動作を高速で行うことができる電磁駆動機構の動作制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明が解決するための手段】
本発明は、フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、レバーを復帰させる工程とを備え、吸引工程前に、電磁駆動部に予励電圧を印可することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【０００８】
本発明は、予励電圧は、吸引工程に必要な最低電圧未満の電圧とすることを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【０００９】
本発明は、フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、レバーを復帰させる工程とを備え、吸引工程において、電磁駆動部に対して吸引電圧を印可するとともに、その後吸引電圧を遮断するか又は電圧を保持工程中の保持電圧未満まで減圧することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１０】
本発明は、吸引電圧は保持電圧を超える電圧であることを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１１】
本発明は、吸引工程の終了近傍に、電磁駆動部に対して保持電圧を超える電圧を短時間印可し、その後保持工程において電磁駆動部に対して保持電圧を印可することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１２】
本発明は、フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、レバーを復帰させる工程とを備え、保持工程の終了直前に、電磁駆動部に対してパルス電圧を印加することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１３】
本発明は、パルス電圧を印可した後、パルス電圧を遮断するか、またはパルス電圧を保持電圧未満に減圧してレバーの復帰工程に到ることを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１４】
本発明は、パルス電圧は保持電圧以下であることを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１５】
本発明は、フレームと、フレームに揺動自在に設けられたレバーと、フレームに設けられた電磁駆動部とを有する電磁駆動機構の動作方法において、電磁駆動部に吸引電圧を印加して電磁駆動部にレバーを吸引する工程と、電磁駆動部に保持電圧を印可してレバーを電磁駆動部により保持する工程と、レバーを復帰させる工程とを備え、復帰工程の終了直前に、電磁駆動部に対して吸引電圧と略同一の電圧を短時間印可することを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１６】
本発明は、復帰工程において、レバーをスプリングにより復帰させることを特徴とする電磁駆動機構の動作制御方法である。
【００１７】
本発明によれば、電磁駆動部が吸引工程を開始するのに必要な印加電圧により低い電圧を予め電磁駆動部に印加しておくことにより、吸引電圧が印加されたとき、迅速に吸引工程を行うことができる。また、保持工程終了直前に、保持電圧をパルス化することにより、復帰工程時に過渡現象やヒステリシスによる応答遅れを緩和して応答を早くすることができる。
【００１８】
さらに電磁駆動部による吸引工程が加速したところで、印加された電圧を遮断して慣性のみにより立ち上げ動作が続行されるようにする。これにより吸引工程終了直前レバーは減速し、吸引工程終了時での衝突による衝撃を緩和できる。
【００１９】
また、吸引工程終了時に到達するとレバーがストッパ等に衝突して跳ね返されることも考えられる。この場合、吸引工程終了時に到達する近傍において、再び電圧を電磁駆動部に短時間印可してレバーを押圧することにより、このような跳ね返りを規制することができる。
【００２０】
また、復帰工程の開始時に電磁駆動部への印加電圧が遮断されると、レバーの復帰工程が加速してゆくが、復帰工程終了の直前で電圧を印加することにより、逆力である吸引力を働かせ、復帰工程を減速させることができる。これにより、レバーの衝突を緩和することができ、結果として跳ね返りを抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
このうち図１乃至図３は本発明による電磁駆動機構の一実施の形態を示す図であり、図４に比較例を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、電磁駆動機構（検測装置）１は、ワークに対して電気的測定を行うものであり、逆Ｌ字形のフレーム２と、フレーム２に支軸１０を支点として揺動自在に設けられたレバー３とを備えている。
【００２４】
このうちフレーム２は水平フレーム２ａと垂直フレーム２ｂとからなり、水平フレーム２ａにはソレノイド（電磁駆動部）４が設けられている。またレバー３にはソレノイド４の可動辺であるスプール４ａが設けられ、ソレノイド４への電圧のＯＮ−ＯＦＦによりレバー３が揺動するようになっている。
【００２５】
水平フレーム２ａとレバー３との間には、ストッパ軸５が設けられ、このストッパ軸５の周囲にはレバー３を水平フレーム２ａから引離すよう付勢するスプリング５ａが取付けられている。さらにストッパ軸５の下端にはレバー３を係止するストッパ６が取付けられている。
【００２６】
さらにレバー３の支軸１０と反対側端部には、プローブホルダ８が設けられ、このプローブホルダ８には垂直フレーム２ｂに平行してプローブ９が設けられている。レバー３が揺動するとプローブ９が上下方向に移動し、このプローブ９によりプローブ９上に載置されたワーク（図示せず）の電気的特性が測定される。
【００２７】
またプローブ９はその先端の移動ストロークＳが、図３に示すようにスプール４ａの伸縮量に比例し、ソレノイド４が通電により励磁されると、スプール４ａがソレノイド４内に引込まれてプローブ９先端を突出させる。プローブ９は図示しないワークの特性測定を行った後、通電の停止によりスプリング５ａに付勢されて初期の位置に戻されるようになっている。
【００２８】
なお、水平フレーム２ａには、レバー３の位置検出用のセンサ７が設けられている。
【００２９】
本実施の形態において、スプール４ａのストロークの限界はソレノイド４とスプール４ａ（又はレバー３）との当接した時となっているが、それとは異る位置にしたい場合、図示しないストッパを例えばセンサ７近傍域はプローブホルダ９の外方に設けてレバー３の吸引時のストロークを変えても良い。
【００３０】
次に本発明による電磁駆動機構の動作制御方法について図１により説明する。
【００３１】
まず制御部２０は、動作指令をＯＮとしてレバー３の吸引を開始する前に、ソレノイド４が吸引動作を開始するのに必用な印加電圧Ｖ１より低い予励電圧Ｖ０をソレノイド４に予め印加しておく。次に制御部２０は、レバー３の吸引の動作指令に基づき、弾性体であるスプリング５ａに抗して、少なくともレバー３がソレノイド４に吸引されるための吸引電圧Ｖ１をソレノイド４に印加する。このとき、スプール４ａがソレノイド４内に引込まれて、レバー３と、プローブホルダ８と、プローブ９とからなる可動部１５が水平フレーム２ａの端部に向けて駆動されて加速される。可動部１５が加速されてソレノイド４側へ吸引されると、吸引電圧Ｖ１が遮断（Ｖ２）され、可動部１５は減速しながら慣性により移動が続行される。なお、吸引電圧Ｖ１は、後述する保持電圧Ｖ４の値を超える電圧となっている。
【００３２】
この間センサ７によりレバー３の変位量が監視され、レバー３の吸引動作の終了近傍でセンサ７の位置検出出力がＯＮになる。センサ７からの位置検出出力がＯＮとなると、制御部２０によりソレノイド４に吸引制振電圧Ｖ３が印加され、レバー３の確実な押付力が付加される。このとき、図示しないストッパなどに可動部１５のレバー３が低速で接触するので、可動部１５の先端変位を示すタイムチャート上では、吸引動作終了時における振動Ａの発生が抑制されていることが分かる。
【００３３】
レバー３の吸引動作が終了すると、ソレノイド４に印加される吸引制振電圧Ｖ３が現位置を保持するための保持電圧Ｖ４に切替わり、現位置にあるレバー３が安定して保持される。
【００３４】
この間プローブ９により図示しないワークの電気的特性測定等の所定作業が行われて完了する。保持動作の終了前であって復帰動作が開始される直前に、保持電圧Ｖ４は、可動部１５のレバー３を保持するのに必用な最小限の保持パルスＶ５に切り替えられる。その後、動作指令がＯＦＦになると同時に、制御部２０はソレノイド４に励磁している保持パルスＶ５を遮断（Ｖ６）する。この場合、スプリング５ａにより、可動部１５がヒステリシスの影響を受けること無く直ちに復帰動作を開始し、加速して元の位置まで復帰する。
【００３５】
次に制御部２０は、可動部１５が復帰動作終了位置に達する直前でソレノイド４にパルス状の復帰制振電圧Ｖ７を印加する。この場合、加速していた可動部１５の復帰動作が減速され、レバー３は復帰動作終了位置にあるストッパ６に衝突して跳ね返ることなく軟らかく当接する。その後、復帰制振電圧Ｖ７を遮断することにより、可動部１５はスプリング５ａによりストッパ６側へ押圧され、復帰動作終了時における振動Ｂが抑制される。
【００３６】
このように制御部２０は吸引動作指令から次の吸引動作指令までを１サイクルとして、各瞬時においてソレノイド４への印加電圧をパターン化して印加する。この制振時間の短縮から、次動作迄の時間が短くできるため、電磁駆動機構１の高速が可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態において、電磁駆動機構１として、プローブ９を有する検測装置の例を示したが、ソレノイドを用いた電磁駆動機構であれば、他の装置であってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、保持パルスＶ５を正電圧としているが、交流電圧のように正負に変化するパルスを用いることにより、ヒステリシスの影響をなくすこともできる。さらに本実施の形態において、吸引動作をソレノイド４により行い、復帰動作をスプリング５ａにより行っているが、吸引動作および復帰動作をソレノイド４を用いて行ってもよい。
【００３９】
さらに、本発明を実施する上で難しい問題は、例えば予励電圧Ｖ０の様に動作司令の前に付加する方法である。この様な装置では繰返し動作をさせる場合が多く、従って１サイクルの各要部の時間を測定しておき、前記要部の動作終了後、「所定時間後に付加する」ことで実現できる。
【００４０】
次に本発明の比較例について図４により説明する。図４は、単純にソレノイド４に電圧Ｖ１１を印加した後、保持電圧Ｖ１２に下げ、その後電圧をＯＦにする比較例を示している。図４において、このようなＯＮ−ＯＦＦ制御では、ソレノイド４のインダクタンスによる過渡現象の影響及び慣性の影響から、ソレノイド４に電圧が印加されても直ちに可動部１５のスプール４ａが動き出さず、電圧印加後若干遅れて作動を開始する。このため、プローブ９が所定のストロークＳだけ移動した後、可動部１５のレバー３が図示しないストッパ或いはソレノイド４の端面等に衝突して跳ね返る。このため可動部１５は吸引動作終了時にＡ１に示すように振動しながら収斂して安定する。
【００４１】
ソレノイド４を解放する場合も同様に、印加電圧を０Ｖにしても過渡現象や慣性の影響に加えてヒステリシスによる遅れの為、可動部１５は若干遅れて復帰動作を開始する。この場合、スプリング５ａにより可動部１５は所定のストロークＳだけ移動して復帰し、レバー３がストッパ６に当接すると、ストッパ６の反発力により跳ね返されて振動Ｂ１に示すように振動しながら収斂して安定する。
【００４２】
このように比較例では、吸引動作及び復帰動作時の応答の遅れに加えて、振動Ａ１，Ｂ１が発生するため、可動部１５が安定領域に到達するまでに時間がかかる。このため比較例では、可動部１５が安定領域に到達するまでの時間を考慮した低速動作でのみ使用することが可能となり、高速化への応答が困難である。
【００４３】
これに対して本発明によれば、電磁駆動機構の繰り返し動作を迅速に行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば吸引工程及び復帰工程の応答を早くすることができ、また各工程中における振動の発生を抑制することができ、安定した機能の実行ができる。さらに動作指令に対する応答性の向上と各工程終了時における振動を抑制することができ、サイクルタイムを短縮することが可能となり、高速化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁駆動機構の動作制御方法の一実施の形態を示す図。
【図２】電磁駆動機構を示す概略図。
【図３】電磁駆動機構を示す模式図。
【図４】電磁駆動機構の動作制御方法の比較例を示す図。
【符号の説明】
１　電磁駆動機構
２　フレーム
３　レバー
４　ソレノイド
４ａ　スプール
５　ストッパ軸
５ａ　スプリング
６　ストッパ
７　センサ
８　プローブホルダ
９　プローブ
１５　可動部
２０　制御部
Ｖ０　予励電圧
Ｖ１　吸引電圧
Ｖ２　遮断
Ｖ３　吸引制振電圧
Ｖ４　保持電圧
Ｖ５　保持パルス
Ｖ６　遮断
Ｖ７　復帰制振電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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