(57)【要約】【課題】装置の小型化・軽量化・長寿命化を図り、製造コスト・製造工程数・メンテナンス負担を削減し、簡単な操作で押し付け力の正確な制御が可能である押し付け停止型電動シリンダを提供する。【解決手段】ハウジング１２に対して出没自在に支持されたロッド１４と、ロッドに固定したナット１６に螺合するネジ軸１８と、ネジ軸を正逆回転駆動するブレーキ機構付きモータ２２と、モータを制御する制御装置２０を備え、ネジ軸が、ハウジングに対して軸方向に遊動可能に支持され、ネジ軸の軸方向の遊動により生じる軸方向の力を吸収するバネ機構が、ネジ軸とモータの回転軸の間に装着され、制御装置が、ロッドに加わる外力により回転軸が拘束された後に、モータのブレーキ機構を作動させ回転軸をロックし、ブレーキ機構の作動後にモータへの給電を停止するという一連のモータ制御を行う。【選択図】図１
2005192375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対して出没自在に支持されたロッドと、前記ロッドに固定したナットに螺合するネジ軸と、前記ネジ軸を正逆回転駆動するブレーキ機構付きモータと、前記モータを制御する制御装置を備えた押し付け停止型電動シリンダにおいて、
前記ネジ軸が、前記ハウジングに対して軸方向に遊動可能に支持され、
前記ネジ軸の軸方向の遊動により生じる軸方向の力を吸収するバネ機構が、前記ネジ軸と前記モータの回転軸の間に装着され、
前記制御装置が、前記ロッドに加わる外力により前記回転軸が拘束された後に、前記モータのブレーキ機構を作動させ前記回転軸をロックし、前記ブレーキ機構の作動後に前記モータへの給電を停止するという一連のモータ制御を行うものであること
を特徴とする押し付け停止型電動シリンダ。
【請求項２】
前記制御装置が、モータ電流が所定の時間継続して基準値を超えたことを検出することにより、前記回転軸の拘束状態を検出する機能を有していること
を特徴とする請求項１に係る押し付け停止型電動シリンダ。
【請求項３】
前記制御装置が、前記モータの始動電流による誤動作を回避するため、前記モータの起動後一定時間経過後に、前記回転軸の拘束状態を検出する機能を更に有していること
を特徴とする請求項２に係る押し付け停止型電動シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータによる回転運動を、ネジ軸とそれに螺合するナットとにより直線運動に変換し、ロッドを伸張及び収縮させる電動シリンダに関し、さらに詳しくは、ロッドに過負荷が加わった時に自動的にモータを停止させる機能を有した押し付け停止型電動シリンダに関している。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動されるネジ軸にナットを螺合させてロッドを伸縮させる、いわゆる電動シリンダにおいては、ロッドの過負荷を防止することが必要である。そのため、回転駆動用のモータとして、給電を停止することによって回転軸を強制的に制動するブレーキを備えたブレーキ機構付きモータを用いると共に、バネ機構によりネジ軸を軸方向に付勢しながら移動可能に支持し、ロッドの押し付け時におけるバネの撓みをリミットスイッチで検出することによって、モータへの給電を停止させるリミットスイッチ方式の電動シリンダが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ロッドの押し付け時におけるモータ電流の上昇を検出することにより、ブレーキ機構付きモータへの給電を停止させるモータ電流検出方式の電動シリンダも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公昭５８−３３４３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１７６７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような従来のリミットスイッチ方式の電動シリンダにおいては、バネの撓みによりストライカを動かし、リミットスイッチを動作させるため、リミットスイッチの動作点を調整するのに多くの工数を要すると共に、押し付け力の調整や変更が困難であった。また、リミットスイッチから制御装置までの配線が必要となるため、装置構成の小型・軽量化、製造コスト削減等の点で改善が求められていた。
【０００５】
また、リミットスイッチ方式及びモータ電流検出方式のいずれの電動シリンダにおいても、モータへの給電停止と同時にブレーキ機構による制動が行われるため、すなわち、モータの回転軸が慣性により回転している最中に、ブレーキ機構による制動動作が行われるため、ブレーキ機構のライニングの摩耗が激しく、装置の長寿命化及びメンテナンスフリー化を妨げていた。
【０００６】
さらに、モータへの給電停止時から、ブレーキ機構による制動によりモータの回転が完全に停止するまでに要する制動時間中の回転軸の回転により、ロッドの押し付け力が変化するため、正確な押し付け力の制御が困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、装置の小型化・軽量化・長寿命化を図り、製造コスト・製造工程数・メンテナンス負担を削減し、簡単な操作で押し付け力の正確な制御が可能である押し付け停止型電動シリンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した従来の電動シリンダの課題を解決するために、請求項１に係る押し付け停止型電動シリンダは、ハウジングに対して出没自在に支持されたロッドと、このロッドに固定したナットに螺合するネジ軸と、このネジ軸を正逆回転駆動するブレーキ機構付きモータと、このモータを制御する制御装置を備えており、ネジ軸がハウジングに対して軸方向に遊動可能に支持され、ネジ軸の軸方向の遊動により生じる軸方向の力を吸収するバネ機構がネジ軸とモータの回転軸の間に装着され、制御装置が、ロッドに加わる外力によりモータの回転軸が拘束された後に、モータのブレーキ機構を作動させて回転軸をロックし、ブレーキ機構により回転軸がロックされた後に、モータへの給電を停止するという一連のモータ制御を行うものであることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に係る押し付け停止型電動シリンダは、請求項１に係る押し付け停止型電動シリンダの構成に加えて、制御装置が、モータ電流の検出により、回転軸の拘束状態を検出する機能を備えることにより、上述した課題の更なる解決を図るものである。
【００１０】
さらに、請求項３に係る押し付け停止型電動シリンダは、請求項２に係る押し付け停止型電動シリンダの構成に加えて、制御装置が、モータ電流が所定の時間継続して基準値を超えたことを検出することにより、モータの起動後一定時間経過後に、回転軸の拘束状態を検出する機能を更に備えることにより、上述した課題を一層解決するものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る押し付け停止型電動シリンダによれば、ハウジングに対して出没自在に支持されたロッドと、このロッドに固定したナットに螺合するネジ軸と、このネジ軸を正逆回転駆動するブレーキ機構付きモータと、このモータを制御する制御装置を備えており、ネジ軸がハウジングに対して軸方向に遊動可能に支持され、ネジ軸の軸方向の遊動により生じる軸方向の力を吸収するバネ機構がネジ軸とモータの回転軸の間に装着され、制御装置がロッドに加わる外力によりモータの回転軸が拘束された後に、モータのブレーキ機構を作動させて回転軸をロックし、ブレーキ機構により回転軸がロックされた後に、モータへの給電を停止するという一連のモータ制御を行うものとしたことにより、モータの回転軸が拘束されて、モータの回転が停止した状態で、ブレーキ機構が作動するので、ブレーキ機構のライニングの摩耗を大幅に減少させることができ、装置の長寿命化、ランニングコストの削減、静粛性の向上、押し付け力の制御精度の向上が図られる。
【００１２】
また、請求項２に係る押し付け停止型電動シリンダによれば、請求項１に係る押し付け停止型電動シリンダが奏する効果に加えて、制御装置が、モータ電流が所定の時間継続して基準値を超えたことを検出することにより、回転軸の拘束状態を検出する機能を備えたことにより、回転軸の拘束状態を検出する構成にしために、回転検出センサ等の特別な部品を装置本体内に組み込む必要がなく、装置構成の簡素化・小型化・製造コスト削減が図られるとともに、押し付け力のより正確な制御が可能となる。
【００１３】
さらに、請求項３に係る押し付け停止型電動シリンダによれば、請求項２に係る押し付け停止型電動シリンダが奏する効果に加えて、制動装置が、モータの始動電流を考慮し、モータの起動後一定時間経過後に、回転軸の拘束状態を検出する機能を更に備えたことにより、モータの始動電流による誤動作が回避され、装置の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の押し付け停止型電動シリンダの一実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明による押し付け停止型電動シリンダの装置構成を説明するために、装置の主要部を切断面として図示した説明図である。
【００１５】
この押し付け停止型電動シリンダ１０は、図１に示すように、ハウジング１２に対して出没自在に支持されたロッド１４と、このロッド１４に固定したナット１６に螺合するネジ軸１８と、このネジ軸１８を正逆回転駆動するブレーキ機構付きモータ２２と、このモータ２２を制御する制御装置２０を備えている。そして、ネジ軸１８に延設された支持軸１９とモータ２２の一方の回転軸２４ａとを連結金具２６により、それぞれの軸の端部間に隙間を持たせて連結することにより、ネジ軸１８がハウジング１２に対して軸方向に遊動可能な状態で支持されている。
【００１６】
モータ２２の他方の回転軸２４ｂには、ブレーキ機構４０として、給電時に回転軸の制動を解放し、給電停止時に回転軸を制動状態とする、いわゆる無励磁作動形（スプリング制動形）の電磁ブレーキが装着されている。この電磁ブレーキは、モータの回転軸２４ｂの先端に固着されたモータ空冷用のファン４２ａを兼ねる制動板４２と、非給電時には、ブレーキスプリング４４により付勢されて制動板４２に密着するライニング４１付きのアーマチュア４３と、給電により磁界を発生させるマグネットコイル４５を備えている。そして、マグネットコイル４５に給電することによって、アーマチュア４３がマグネットコイル側に瞬時に吸引され、ライニング４１と制動板４２の間にギャップが生じ、回転軸２４ｂの制動状態が完全に解かれて、モータが回転し始める。反対にマグネットコイル４５の給電を停止することによって、マグネットコイル４５の吸引力は消滅し、アーマチュア４３は、ブレーキスプリング４４により制動板４２側に押し戻されて、ライニング４１が制動板４２に接触し、両者の間に制動力が発生し、モータは制動状態となる。
【００１７】
なお、本実施例においては、ブレーキ機構４０として、上述したような無励磁作動形電磁ブレーキを使用しているが、停電時にブレーキが解放し、押し付け力を不要とする用途には、給電することによって制動板とライニングが接触し、制動状態となる励磁作動形電磁ブレーキを使用することも可能である。
【００１８】
連結金具２６により、支持軸１９の軸方向の遊動を許容しつつ、回転軸２４と連結する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、支持軸１９端部の外周面に軸方向に延びるキー（凸部）を形成し、これと摺動可能に係合するキー溝（凹部）を連結金具２６の内周面に形成し、両者を係合させることにより、支持軸１９を軸方向に遊動可能な状態で回転軸２４と連結することができる。
【００１９】
また、ネジ軸１８の軸方向の遊動により生じる軸方向の力を吸収するバネ機構３０が、ネジ軸１８とモータの回転軸２４ａの間に装着されている。バネ機構３０は、ネジ軸１８の軸方向の遊動を円滑に吸収でき、要求される押し付け力と拮抗する弾性力を創出することが可能なものであれば、その構造やバネの種類については、特に限定されるものではない。本実施例に用いているバネ機構３０は、図１に示したように、底面の中央に挿通孔を穿孔した一対の有底円筒状バネホルダ３４をそれぞれの底面外側にラジアルボールベアリング３２を固着し開口側を対峙させて、両バネホルダ３４の内側に伸縮動作が可能なコイルバネ３８を装填している。そして、このバネホルダ３４をハウジング１２内に固設された段状端部３６ａを有する単一の円筒状部材３６の内周面に摺接させて、２つのラジアルボールベアリング３２で支持軸１９を軸承している。ネジ軸１８の端部には、拡径形状に形成されたストッパ１７が固着され、一方のラジアルボールベアリング３２に当接している。
【００２０】
このような構造のバネ機構３０を用いているため、支持軸１９は、バネ機構３０の存在に影響されることなく円滑に回転すると共に、バネホルダ３４の軸方向の移動が確実に行われる。さらに、コイルバネ３８の端面全体がバネホルダ３４の底面に当接するため、コイルバネの伸縮に際し、こじれや捻れが発生することがない。
【００２１】
次に、本発明による押し付け停止型電動シリンダの動作について、図２に示した動作説明図及び図３に示したタイミングチャートに基づき説明する。
【００２２】
図２（ａ）は、ロッド１４に被駆動部材を接合せずに、無負荷状態で電動シリンダを駆動し、ロッド１４の先端が固定位置Ｓより突出した状態を示している。すなわち、バネ機構３０がフリーの状態にあり、ロッド１４の先端部には、押し付け力は生じていない。
【００２３】
図２（ｂ）は、ロッド１４に被駆動部材５０を接合して電動シリンダを駆動し、ロッド１４の先端が固定位置Ｓで押し付け状態となった様子を示している。すなわち、モータ２２の駆動力によりネジ軸１８が回転しているにも関わらず、ロッド１４が固定位置Ｓで制止されているため、ロッド１４に固着されているナット１６は前進することができず、その反作用として軸方向に遊動可能に支持されているネジ軸１８が後退する。その結果、バネ機構３０が縮退し、フックの法則（Hooke's law）に従う弾性力が押し付け力としてロッド１４に生じる。さらに、モータ２２の回転を継続すると、最終的にモータ２２のトルクと押し付け力とが拮抗し、モータ２２の回転が拘束される。
【００２４】
モータ２２の回転軸２４ａが拘束されたことが検出された後に、モータ２２のブレーキ機構３０を作動させて、図２（ｃ）に示したように、回転軸２４ｂを制動状態にする。この時、既にモータ２２の回転軸２４ａが拘束されることによって、制動板４２の回転が停止しているため、制動板４２とライニング４１が摺動することなく密着し回転軸２４ｂがロックされる。したがって、モータが回転中にブレーキを作動する場合に比べて、ライニングの摩耗が格段に少なく、電動シリンダの寿命を飛躍的に延ばすことが可能になる。このようにして、回転軸がブレーキ機構３０によりロックされた後に、モータ２２への給電が停止される。そのため、モータ２２への給電停止後に回転軸が逆転して、押し付け力が低下することなく、バネ機構３０の弾性力により創出される押し付け力が維持される。
【００２５】
上述したモータ２２に関する一連の制御は、電動シリンダに付属する制御装置２０により行われる。ここで回転軸の拘束状態の検出は、回転センサによる検出等、種々の方法が考えられるが、モータ電流を検出し、その電流値の変化に基づき、回転軸が拘束状態となったことを検出する機能を制御装置２０に持たせることにより、装置構成の簡素化及び押し付け力の正確な制御が可能となるため、特に好ましい。さらに、モータの起動後一定時間経過後に回転軸の拘束状態を検出する機能を制御装置２０に持たせることにより、始動時におけるモータ電流の過渡的上昇によって、回転軸が拘束状態になったと誤検出することが回避されるため、装置の信頼性を一層向上させることが可能になる。
【００２６】
このような制御装置２０によって行われる一連のモータ制御について、図３に示したタイムチャートを用いて詳述する。図３（ａ）はモータの回転速度の変化を、図３（ｂ）はモータのブレーキ電流を、図３（ｃ）は電磁ブレーキの動作状態を、図３（ｄ）は制御電源回路２１０の直流電圧Ｖｃｃを所定の時定数の積分回路に入力した時の出力電圧、図３（ｅ）はモータ電流に比例した電圧値を、さらに、図３（ｆ）は、電動シリンダによって発生する押し付け力を示しており、縦軸にそれぞれの値の変化を、横軸にモータ起動開始からの時刻を対応させて示している。
【００２７】
時刻０において電動シリンダが起動されると同時にモータが駆動電源に接続されると共に図３（ｂ）のようにブレーキ機構に電流が流れ、図３（ｃ）に示すように時刻ｔ１には、電磁ブレーキが完全に解放されて、モータの回転軸のロックが解かれる。回転軸のロックが解放されることにより、図３（ａ）に示すようにモータの回転速度が次第に上昇し、時刻ｔ２に定常速度に到達し、モータの端子間電圧及びモータ電流も定常値に到達する。
【００２８】
時刻ｔ３にシリンダのロッド先端が固定位置に到達すると、バネ機構が縮退を始め、バネ機構の弾性力を受けて、図３（ａ）に示すようにモータの回転速度が次第に低下すると共に、モータのトルクが上昇するためモータ電流が、図３（ｅ）に示すように上昇する。この時、図３（ｆ）に示すように、ロッドにバネ機構の弾性力に等しい押し付け力が発生する。モータ電流に比例した電圧値が基準値Ｅ４に到達したことを検知したら（時刻ｔ４）、モータの回転軸がほぼ拘束されたと判断し、その後、所定の時間Ｔ２経過後（時刻ｔ６）に、図３（ｂ）に示すようにブレーキ電流を停止して回転軸をロックする。Ｔ２の値は、モータ電流に比例した電圧値Ｅ３が基準値Ｅ４となる時からモータの回転が完全に停止するまでに要する時間Ｔｓよりも大きな値に設定している。
【００２９】
ここで、モータの回転軸が完全に拘束された時、すなわち回転速度が０となった時におけるモータ電流に比例した電圧値Ｅ０ではなく、Ｅ０より低い値であるＥ４を基準値として、ブレーキ電流の停止を制御する理由は、電圧値Ｅ０は、臨界的な値（漸近値）であるので、何らかの原因でこの値が低下した場合、いつまでもブレーキ電流が停止されず、モータが過負荷になる恐れがあるからである。これを回避するために、基準値Ｅ４に到達後、所定の時間Ｔ２経過後にブレーキ電流を停止することにより、制御の安定性を向上させている。さらに、図３（ｅ）に示すようにモータの起動直後にモータに過渡的な始動電流が流れ、モータ電流に比例した電圧値Ｅ３が、一時的に基準値Ｅ４を越えて誤動作を起こす恐れがあるため、モータの起動後一定時間Ｔ１経過するまでは、上述したような制御を行わないようにすることで、制御の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
ブレーキ電流停止後、所定の時間Ｔ３経過後（時刻ｔ８）にモータへの給電を停止することによって、一連のモータ制御が完了する。Ｔ３の値は、ブレーキ電流を停止した時から、モータの回転が完全にロックされるまでに要する時間Ｔｃよりも大きな値に設定している。
【００３１】
上述したような制御は、リレー回路や遅延回路を組み合わせたシーケンシャル制御装置や、マイクロコンピュータを用いたプログラム制御等、種々の方法により行うことが可能である。本実施例では、演算回路（ＯＰアンプ）や比較回路（コンパレータ）等を用いた電子回路により制御回路を構成した。以下に、本実施例で用いた制御回路について、図４に基づき説明する。
【００３２】
図４は、本実施例に用いた制御装置２００の回路図を示している。この制御装置は、制御電源回路２１０、始動回路２３０、モータ電流検出回路２４０、押し付け検出回路２５０、ブレーキ制御回路２６０、モータ制御回路２７０及びブレーキ電源回路２８０の各回路ユニットから構成されている。以下、ブレーキ機構付きモータ２２０を正転させる場合、すなわち電動シリンダを前進させる場合について、制御装置２００によるモータ制御について説明する。
【００３３】
図示はされていないが、正転（前進）用電磁接触器が閉じられると、制御装置２００の端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に三相交流電源が供給され、端子Ｕ１−Ｗ１間の交流電圧が制御電源回路２１０に入力される。そして、制御電源回路２１０から、直流電圧Ｖｃｃが出力される。直流電圧Ｖｃｃは、直列に接続された２つの抵抗器２１１、２１２で分圧され、分圧された電圧Ｅ１が、始動回路２３０、押し付け検出回路２５０及びブレーキ制御回路２６０に出力される。
【００３４】
分圧された電圧Ｅ１は、始動回路２３０の比較器２３３の−端子に入力される。また、抵抗器２３１とコンデンサ２３２で構成される積分回路の出力電圧Ｅ２が、比較器２３３の＋端子に入力される。この時、抵抗器２３１とコンデンサ２３２の値により規定される時定数に従い、積分回路の出力電圧Ｅ２は、直流電圧Ｖｃｃの立ち上がりより遅れて上昇していく。
【００３５】
そして、Ｅ１＞Ｅ２である間は、比較器２３３の出力Ｅ７は、低レベル（Low）になり、ブレーキ制御回路２６０に出力され、比較器２６１の＋端子に入力される。また、比較器２６１の−端子には、直流電圧Ｖｃｃを抵抗器２１１、２１２で分圧した電圧Ｅ１が入力される。この時、Ｅ７＜Ｅ１となるので、比較器２６１の出力Ｅ８は、低レベル（Low）になり、直流電圧Ｖｃｃから抵抗器２６２を通じて、直列に接続された２つのフォトカプラ２６３、２６４の一次側に電流が流れる。一方のフォトカプラ２６３の二次側はブレーキ電源回路２８０へ、他方のフォトカプラ２６４の二次側は外部へ出力される。また、比較器２６１の出力Ｅ８は、モータ制御回路２７０へ出力される。
【００３６】
一方、ブレーキ電源回路２８０は、次のように動作する。制御装置２００の端子Ｕ１−Ｗ１間に交流電圧Ｖａが加わると、ダイオード２８１、２８２で構成する半波整流回路より、電圧Ｅ１３が出力され、抵抗器２８３、コンデンサ２８４及びツェナーダイオード２８５から構成されるゲート電源回路に入力され、このゲート電源回路からゲート電源電圧Ｅ１１が出力される。上述したブレーキ制御回路２６０のフォトカプラ２６３の一次側に電流が流れると、フォトカプラ２６３の二次側が導通し、ゲート電源電圧Ｅ１１により、ＦＥＴ２８７のゲート・ソース間に並列に接続された抵抗器２８６に電流が流れ、ＦＥＴ２８７のゲート・ソース間の電圧が高レベル（High）になり、ＦＥＴ２８７が導通する。ＦＥＴ２８７が導通すると、半波整流回路から出力された電圧Ｅ１３が、電磁ブレーキのマグネットコイル２２３に加わり、ブレーキ電流がマグネットコイル２２３に流れ、電磁ブレーキが開放する。
【００３７】
また、制御電源回路２１０の直流電圧Ｖｃｃが立ち上がると、モータ制御回路２７０の比較器２７１の−端子に、抵抗器２１１、２１２で分圧された電圧Ｅ１が入力され、＋端子には、直流電圧Ｖｃｃから抵抗器２７４を通じてコンデンサ２７６に充電され、直流電圧Ｖｃｃより遅れて立ち上がる充電電圧Ｅ９が入力される。端子Ｕ１−Ｗ１間に交流電圧Ｖａが加わり、制御電源回路２１０の直流電圧Ｖｃｃが立ち上がり始めると、Ｅ１＞Ｅ９となり、比較器２７１の出力Ｅ１０は、低レベル（Low）になり、直列接続された２つのフォトカプラ７ａ、８ａの一次側に、直流電圧Ｖｃｃから抵抗器２７７を通じて電流が流れ、二次側が導通する。
【００３８】
フォトカプラ７ａ、８ａの二次側が導通すると、それぞれのフォトカプラに接続された抵抗器７ｂ、８ｂを通じて、半導体スイッチ７、８のゲートに、ゲート電流Ｉｆ、Ｉｇが流れ、半導体スイッチ７、８が導通し、モータ２２１に電流が流れる。
【００３９】
さらに、ブレーキ制御回路２６０により、比較器２６１から低レベル（Low）の出力Ｅ８がモータ制御回路２７０に入力されると、直流電圧Ｖｃｃから抵抗器２７４、２７３及びダイオード２７２を通じて電流が流れ、コンデンサ２７６の電圧Ｅ９は、Ｅ９＜Ｅ１のままで、比較器２７１の出力Ｅ１０は、低レベル（Low）を維持し、フォトカプラ７ａ、８ａの一次側に電流が流れ、二次側が導通し、抵抗器７ｂ、８ｂを通じて、半導体スイッチ７、８のゲートに、ゲート電流Ｉｆ、Ｉｇが流れ、半導体スイッチ７、８が導通し、モータに電流が流れ続ける。その結果、ブレーキ付モータ２２０のモータ２２１にモータ電流が、電磁ブレーキのマグネットコイル２２３にブレーキ電流が流れ、電磁ブレーキの制動状態が解放され、モータ２２１が始動する。
【００４０】
モータに流れるモータ電流は、モータ電流検出回路２４０の変流器２４１で検出される。変流器２４１で検出されたモータ電流（一次電流）は交流であるが、変流器の二次電流は整流平滑回路２４２に入力され、モータ電流の大きさに比例した直流電圧Ｅ３に変換され、演算増幅器２４６の＋端子に入力される。
【００４１】
また、直流電圧Ｖｃｃを抵抗器２４３、２４５及び可変抵抗器２４４で分圧した直流電圧Ｅ４が、演算増幅器２４６の−端子に入力される。電動シリンダが押し付け状態になり、押し付け力が大きくなるとモータ電流が上昇するが、可変抵抗器２４４を調整することにより、所定の押し付け力に相当するモータ電流に比例した直流電圧Ｅ４を基準値として、あらかじめ設定しておくことができる。
【００４２】
モータの起動時に流れる始動電流や押し付け状態により過負荷電流が流れる時、演算増幅器２４６の＋端子に入力されるモータ電流の大きさに比例した直流電圧Ｅ３の方が、演算増幅器２４６の−端子に入力される直流電圧Ｅ４（基準値）より高くなり、演算増幅器２４６の出力電圧Ｅ５は、高レベル（High）になる。一方、正常な負荷で運転しているときは、演算増幅器２４６の＋端子に入力されるモータ電流の大きさに比例した直流電圧Ｅ３の方が、演算増幅器２４６の−端子に入力される直流電圧Ｅ４（基準値）より低くなり、演算増幅器２４６の出力電圧Ｅ５は、低レベル（Low）になる。
【００４３】
モータ電流検出回路２４０の演算増幅器２４６からの出力電圧Ｅ５は、押し付け停止回路２５０の抵抗器２５１、２５３とコンデンサ２５２とからなる積分回路に入力され、その出力である積分値Ｅ６が比較器２５６の＋端子に入力される。一方、比較器２５６の−端子には、直流電圧Ｖｃｃを抵抗器２１１、２１２で分圧された電圧Ｅ１が入力される。モータの起動時には、始動電流によりモータ電流検出回路２４０から高レベル（High）の出力電圧Ｅ５が積分回路に入力され、コンデンサ２５２の充電電圧は上昇し、Ｅ６＞Ｅ１となるが、比較器２５６の出力Ｅ７は、前述した始動回路２３０の比較器２３３の出力と接続されていて、モータの起動後一定時間は、比較器２３３の出力が低レベル（Low）なので、Ｅ７は低レベル（Low）である。比較器２３３の出力が低レベル（Low）の間にモータの始動が完了すると、比較器２３３の出力が高レベル（High）になる前に、比較器２５６の出力が低レベル（Low）になる。そのため、始動電流により誤動作することなく、Ｅ７は低レベル（Low）を維持する。
【００４４】
モータが回転し電動シリンダが前進し押し付け状態になると、電動シリンダのバネがたわみ、モータ電流が増大し、モータ電流検出回路２４０のＥ５出力電圧は、再び、高レベル（High）になる。積分回路による遅延時間は、バネのたわみによる反力でモータ軸が拘束される時間より少し長い時間になるように、抵抗器２５１とコンデンサ２５２の時定数で定められている。従って、電動シリンダが押し付け状態になり、モータ軸が拘束され、モータ電流が増大すると、Ｅ７は高レベル（High）になる。
【００４５】
Ｅ７が高レベル（High）になると、Ｖｃｃから抵抗器２５５、ダイオード２５４、抵抗器２５３を通じて、コンデンサ２５２に充電電流が流れ、Ｅ６＞Ｅ１となり、比較器２５６の出力が高レベル（High）に維持され、Ｅ７の高レベル（High）状態を維持する。また、モータ電流が遮断され、Ｅ５が低レベル（Low）になると、Ｖｃｃから抵抗器２５５、ダイオード２５４、抵抗器２５３、２５１を通じて、演算増幅器２４６に電流が流れ、Ｅ６＞Ｅ１となり、比較器２５６の出力が高レベル（High）を維持し、Ｅ７の高レベル（High）状態を維持する。
【００４６】
Ｅ７が高レベル（High）になると、ブレーキ制御回路２６０の比較器２６１に入力されるＥ１とＥ７は、Ｅ７＞Ｅ１となり、比較器２６１の出力電圧Ｅ８が高レベル（High）になり、フォトカプラ２６３、２６４の一次側に流れていた電流が遮断され、ブレーキ電源回路２８０のフォトカプラ２６３の二次側が非導通となり、ゲート電圧Ｅ１２が低レベル（Low）になり、ＦＥＴ２８７は非導通となり、ブレーキ電流が遮断される。
【００４７】
ブレーキ電流が遮断された時点では、モータ電流は流れているが、トルクと押し付け力が拮抗しており、モータ軸は拘束状態にある。そして、モータ軸の回転が完全に停止した状態で、電磁ブレーキによりモータ軸がロックされる。
【００４８】
Ｅ８が高レベル（High）になると、モータ制御回路２７０のコンデンサ２７６に、直流電圧Ｖｃｃから抵抗器２７４を通じて充電電流が流れ、コンデンサ２７６の充電電圧Ｅ６が上昇し、抵抗器２７４及びコンデンサ２７６の時定数で定められた時間の後、Ｅ９＞Ｅ１となり、比較器２７１の出力Ｅ１０は、高レベル（High）になる。Ｅ１０が高レベル（High）になると、フォトカプラ７ａ、８ａの一次側に流れる電流が遮断され、二次側が非導通となり、ゲート電流Ｉｆ、Ｉｇが遮断され、半導体スイッチ７、８が非導通となり、モータ電流が遮断される。モータ電流が遮断されても、モータ軸は、電磁ブレーキでロックされているので、電動シリンダは、バネの反力による押し付け力を維持している。
【００４９】
以上は、本実施例の制御回路の概略であるが、制御回路の具体的構成については、これに限定されることはなく、本発明の技術的思想を実現できるものであれば、種々のものを適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の電動シリンダの一実施例を示す一部を切断した説明図である。
【図２】図１に示す電動シリンダの動作を説明する説明図である。
【図３】図１に示す電動シリンダの動作を説明するタイムチャートである。
【図４】図１に示す電動シリンダに使用した制御装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０      ・・・  押し付け停止型電動シリンダ
１２      ・・・  ハウジング
１４      ・・・  ロッド
１６      ・・・  ナット
１７      ・・・  ストッパ
１８      ・・・  ネジ軸
１９      ・・・  支持軸
２０      ・・・  制御装置
２２      ・・・  モータ
２４      ・・・  回転軸
２６      ・・・  連結金具
３０      ・・・  バネ機構
３２      ・・・  ラジアルボールベアリング
３４      ・・・  バネホルダ
３６      ・・・  円筒状部材
３６ａ    ・・・  段状端部
３８      ・・・  コイルバネ
４０      ・・・  ブレーキ機構
４１      ・・・  ライニング
４２      ・・・  制動板
４２ａ    ・・・  ファン
４３      ・・・  アーマチュア
４４      ・・・  ブレーキスプリング
４５      ・・・  マグネットコイル
２００    ・・・  制御装置
２１０    ・・・  制御電源回路
２２０    ・・・  ブレーキ機構付きモータ
２３０    ・・・  始動回路
２４０    ・・・  モータ電流検出回路
２５０    ・・・  押し付け検出回路
２６０    ・・・  ブレーキ制御回路
２７０    ・・・  モータ制御回路
２８０    ・・・  ブレーキ電源回路
【図１】
2005192375.tif 000003
【図２】
2005192375.tif 000004
【図３】
2005192375.tif 000005
【図４】
2005192375.tif 000006