[发明专利]电动致动装置

说明书

技术领域

本发明涉及适用高频率往复运动的电动致动装置(Actuator)。

背景技术

致动装置，例如在作为注射成型机的缸体或者加压缸的驱动装置使用时，要求以在适度的行程间以高频率往复运动，并且有比较大的作用力，而致动装置多数情况下采用油压产生的动力。但是，考虑到当今市场对致动装置的节省能源和易于控制方面的要求，急需用电动致动装置来替代。

这种电动致动装置，有直线致动装置和旋转致动装置。直线致动装置，通过以齿轮减速装置降低高速旋转电机的转速，得到直线运动的输出；旋转致动装置，得到旋转运动的输出。直线致动装置，用螺杆等把电机的转动变换为直线运动，把螺杆前端与被驱动部件联结起来使用。另一方面，旋转致动装置，在低速方的轴头上联结被驱动轴使用。

而且，要求这些致动装置：①耐高频率的往复运动，②容易并且迅速地在动作以及回程的各自行程端头停止，③可以有效地利用被蓄积在高速电机中的能量，④低成本。

但是，以往的电动致动装置(油压式也一样)，当只在往复运动的一个方向的行程上要求希望的输出这种条件使用时，在该方向的行程(以下还称为“动作行程”)中，因为在致动装置中产生大的负荷负载，因此可以比较容易在动作行程的端头位置上停止。但是，在另一方向的行程(以下还称为“回程行程”)中，因为负荷负载未起作用，所以致动装置的可动部分的惯性影响增大，为了在动作行程的端头位置迅速停止，需要有意对致动装置附加制动力。

例如，对于油压致动装置来说，通过关闭回程一方的油压回路，对油压缸产生反压，就可以赋予这种制动力。但是，在多数情况下，因为活塞和活塞的被驱动部件的速度相同，所以被驱动部件的惯性质量使液压缸内的压力上升过大，给油压回路带来了很大的负担。

另一方面，对于电动致动装置来说，因为电机的动力一般是通过减速机输出，所以电机转子等可动部分的惯性力矩大，需要利用电气式制动器和机械式的电磁制动器等给予制动力。但是，如果频繁运行这些制动器，则因为产生大量的热，使得制动力按指数减少，所以必须采用散热、除热等方法。

此外，在电动致动装置起动时，为了在短时间加速到规定的转速，在短时间内投入到电机中大量的能量，而此时还产生大量的热。因而，在需要高频率往复运动时，如果对于散热、除热没有万全之策，则还会诱发电动机烧毁。

因而，当要求在例如数十秒内的短时间周期的条件下，起动、停止电动致动装置时，由于电机及其控制电路复杂且要求高，因而不能避免成本的上涨。

然而，在提倡节省能源的今天，不能无视电动致动装置的能源损失，而这种能源损失是蓄积在各可动作部分中的动能，在致动装置停止时通过制动器作为热释放出来。

进而，为了确保电机的机械强度和寿命，上述致动装置专门以动作行程中的负荷负载为基础，确定各部分的规格。因而，对于没有大负载的回程行程，电机以及多个机械零件大大超过设计规格，这也是以往的电动致动装置成本居高的原因。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种电动致动装置，它结构简单，成本低，并且能源效率和动作精度高，可以实现频繁的起动、停止。

发明概述

为了解决上述问题，本发明的第一项涉及的电动致动装置，是进行往复运动的致动装置，其特征在于：具有蓄能装置，它在低负荷运转时，用弹簧吸收、蓄积电机发生的能量和可动部分停止时该可动作部分产生的动能。

如果采用本发明，通过用上述蓄能装置在低负荷运转时吸收、蓄积能量，该能量是电机产生的能量和可动作部分停止时该可动作部分产生的动能，就可以减小在上述可动作部分的停止时所需要的制动力(或者直至忽略)。因而，可以精简用于赋予制动力的结构，并且可以使致动装置的可动作部分迅速停止。

另外，涉及本发明的第二项的电动致动装置，在第一项所述的电动致动装置中，上述蓄能装置，在上述致动装置的回程行程中，蓄积电机发生的能量和可动作部分停止时该可动作部分的动能，在上述致动装置的动作行程中，把蓄积的能量作为工作能量释放出来。

如果采用本发明，则在上述致动装置的回程行程的停止时，通过吸收、蓄积可动作部分的动能，就可以减少在上述可动作部分的停止过程中所需要的制动力的吸收量(或者直至忽略)。因而，可以精简用于给予制动力的结构，并且可以使致动装置的可动作部分迅速停止。此外，通过在动作行程中释放在上述致动装置的回程行程中蓄积的能量，使能量再循环，在减少在电动致动装置的起动时投入的电能的同时，可以使其在短时间内加速到规定的转速，进而，减少在动作行程时要求电机的驱动力。