JP2556715B2 - ストローク型ステップモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はロータの回転運動をリードスクリューを介し
て直線運動に変換するステップモータに係り、特に異常
作動（脱調）検出及びリードスクリューの原点位置検出
に好適なスイッチを内蔵したストローク型ステップモー
タに関する。

［従来の技術］ 一般にステップモータはデジタル量に比例した角度が
得られるため、位置決め制御に好適なアクチュエータと
して産業上広く利用されている。しかしながらこの種の
モータにはコントローラからの司令信号に対しロータが
同期回転しないと言う脱調現象が種々の原因によって発
生することが有り、システムによっては何らかの脱調検
出を施す必要が有る。また特にストローク型ステップモ
ータを使用したアクチュエータにおいて、リードスクリ
ューの位置検出を必要とするものもある。従来のこう言
った検出手法は特開昭61−185096号公報に開示されてい
る様な回転エンコーダを用いており、前記エンコーダの
回転検出パルス信号を検出して対処している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術は、回転エンコーダをステップモータに
装着するために必要なスペースの確保、装着取付精度及
びステップモータの設計の自由度等が制約され、さらに
前記回転エンコーダ本体の高価格化及び検出回路の複雑
化等の問題が有った。

本発明の目的は、特にストローク型ステップモータに
おいてリードスクリューによって開閉（ON・OFF）作動
するスイッチ機構を用いて、リードスクリューの位置検
出及びステップモータの異常作動検出を行うことにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、ロータの回転運動をリードスクリューを
介して直線運動に変換するストローク型ステップモータ
において、前記リードスクリューの一方の端部側にスイ
ッチ機構を設け、前記リードスクリューの直線運動によ
り、前記スイッチ機構がON・OFFすることによって前記
リードスクリューの位置検出及びステップモータの異常
作動検出を行い、更に、前記スイッチ機構には接点間ギ
ャップの調整を可能とする機構を有し、ステップモータ
を装着する相手側機器との位置検出調整を容易に行える
ことによって達成される。

［作用］ 本発明はリードスクリューの直線運動に共動してON・
OFFする簡易なスイッチ機構を前記リードスクリューの
一方の端部側に設けることによって、前記リードスクリ
ューの原点位置検出とステップモータの異常作動検出機
能を兼備えることが可能となる。初期の作動時に前記ス
イッチ機構がONする方向にステップモータを作動させ前
記リードスクリューを前記スイッチ機構を押圧してONす
るまで移動させれば、ステップモータの前記リードスク
リューの原点位置が検出できる。たとえばこのスイッチ
機構がONするレベル変化でシステムをリセットさせれ
ば、その点から正規の位置決め制御が可能となる。また
その後ステップモータを作動させ前記スイッチ機構がOF
Fする方向に前記リードスクリューをｘパルス分作動さ
せ、つぎに方向を逆転させ再び前記スイッチがONするま
での作動パルス分をカウントすればステップモータの正
常あるいは異常作動の検出が行なえる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第２図により説明す
る。

第１図は本発明による実施例を示すストローク型ステ
ップモータの縦断面図である。ステータ14a,14b内に有
るコイル15a,15bの回転磁界によって、円周方向にＮ極,
S極交互に複数極に着磁されたマグネット５を有するロ
ータ４は一方に玉軸受7,他方にプレーンメタル８を装着
しハウジング１及びエンドカバー２に支承され回転す
る。

尚、ここで前記マグネット５は前記ロータ４と一体成
形されている。前記ロータ４の中心孔にはメネジが形成
されていて、リードスクリュー６のオネジと噛合機構16
が構成される。また前記リードスクリュー６の一方の端
には外形が多角形状のスライダー21が回り止め 合され
ており、前記スライダー21の外形形状と相似形でわずか
に大きい多角形状の孔を前記ハウジング１に形成して、
前記スライダー21及び前記リードスクリュー６は回転不
能で軸心線方向に移動可能となっている。

前述のロータ４が回転すると前記リードスクリュー６
は回転せずに軸心線上を移動することになる。例えば第
１図の実施例において矢視Ａより見て前記ロータ４が時
計方向に回転すると前記リードスクリュー６は左方向
に、反時計方向に回転すると右方向に軸心線上を移動す
る。つぎに前記リードスクリュー６の前記スライダー21
と反対側の一方の端18方向にスイッチ機構10が構成して
有る。前記スイッチ機構10は接点17aを有した可動プレ
ート10a接点17bを有した固定プレート10b及び前記両プ
レート間を絶縁固定する絶縁体12から構成されて前記エ
ンドカバー２に固着されている。前記リードスクリュー
６の一方の端18と前記スイッテ機構10の可動プレート10
aとの間であって、かつ軸心線上に前記可動プレート10a
を押圧するためのプッシュロッド９が設けられている。
前記プッシュロッド９は前記エンドカバー２の中心孔に
あまりガタのないように 合され前記中心孔内を軸心線
上を移動して、さらに前記プッシュロッド９が前記リー
ドスクリュー６に押圧されていないフリー状態の時は、
前記可動プレート10aによって前記エンドカバーに押付
けられている。本来前記プッシュロッド９を省略し前記
リードスクリュー６を軸心線上方向に延長して、前記可
動プレート10aを直接押圧することも可能であるが、絶
縁上及び前記可動プレート10aの接触摩耗等を考慮する
と前記プッシュロッド９を設け、さらに材質を合成樹脂
化することの方が得策である。

第２図は第１図のストローク型ステップモータのスイ
ッチ機構10がONした状態を示す縦断面図である。前記リ
ードスクリュー６が軸心線上を右方向に移動して、前記
一方の端18が前記プッシュロッドを介して前記可動プレ
ート10aを押圧し、前記可動プレート10aの前記接点17a
を前記固定プレート10bの接点17bに接触させスイッチ機
構10がONになった状態を示している。このスイッチ機構
10がONするレベル変化でシステムをリセットすると、そ
の点が原点位置であって、その点から前記リードスクリ
ュー６の正規の位置決め制御が可能となる。またその後
ステップモータを作動させて前記リードスクリュー６を
左方向つまり前記スイッチ機構がOFFする方向にｘパル
ス分移動させ、つぎに移動方向を送転させ再び前記スイ
ッチ機構10がONするまでの作動パルス分をカウントし照
合することによってステップモータの正常あるいは異常
作動の検出が容易に行える。

つぎに本ステップモータを機器に装着した場合、構成
している部品の特に軸心線方向の累積誤差によって前記
スイッチ機構10のON,OFF作動点に対して例えば第２図の
相手側機器19と前記スライダー３との間のＢ寸法にバラ
ツキを生じる場合が有る。これに対処するためにシステ
ム側（コントローラ）のソフト上では修正に限界が有
り、本ステップモータでは機器に装着後、スイッチカバ
ー３の弾性体からなるキャップ13を取りはずして、前記
接点17a,17bの接点間ギャップを前記絶縁体12に設けた
アジャストスクリュー11によって前記固定プレートを押
圧移動して調整する調節機構を備えている。さらに、ゆ
るみ防止のため前記絶縁体12の溝部20に接着剤を充てん
して固定し、前述の調整終了後に前記キャップ13を前記
スイッチカバーに装着する。これらによって容易かつ迅
速に相手側機器19とのマッチングが計れる。

尚、前記キャップ13はステップモータの防塵及び防水
の手段であり、前記スイッチカバー３は前記ハウジング
１の内部の軸方向に、前記ステータ14a,14b,前記エンド
カバー２を押圧しながら前記ハウジング１にネジ等によ
って固着されている。

以上のように、本発明では簡易なスイッチ機構及び前
記スイッチ機構の接点ギャップを調整する機構を有する
ことによって、リードスクリューの原点位置検出及び原
点からの位置決め制御とステップモータの異常作動検
出、さらに装着される相手側機器とのマッチングが容易
となる。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、高価な回転エンコーダ、それに
伴う複雑な検出回路を用いず、装着取付精度をあまり必
要とせず、またステップモータの設計の自由度を有した
ストローク型ステップモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例を示すストローク型ステッ
プモータの縦縦断面、第２図は第１図のストローク型ス
テップモータのスイッチ機構ON時を示す縦断面図。 １……ハウジング,2……エンドカバー,3……スイッチカ
バー,4……ロータ,5……マグネット,6……リードスクリ
ュー,7……玉軸受,8……プレーンメタル,9……プッシュ
ロッド、10……スイッチ機構,10a……可動プレート、10
b……固定プレート,11……アジャストスクリュー,12…
…絶縁体,13……キャップ,14a,14b……ステータ,15a,15
b……コイル,16……噛合機構,17a,17b……接点,18……
一方の端,19……相手側機器,20……溝部,21……スライ
ダー

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータの回転運動をネジ噛合機構を介して
   直線運動に変換されるリードスクリューを備えたストロ
   ーク型ステップモータにおいて、前記リードスクリュー
   の一方の端部側に前記リードスクリューの直線運動に応
   じて接点を開閉させる固定プレートと可動プレートから
   なるスィッチ機構と、前記固定プレート側の接点位置を
   調節するための調節機構とを備えたことを特徴とするス
   トローク型ステップモータ。
2. 【請求項２】前記スイッチ機構の開閉操作は前記リード
   スクリューの直線運動に共動するプッシュロッドを介し
   て行われるように構成した事を特徴とする特許請求範囲
   第１項記載のストローク型ステップモータ。
3. 【請求項３】前記プッシュロッドは前記リードスクリュ
   ーの軸心線上にあることを特徴とする特許請求範囲第２
   項記載のストローク型ステップモータ。
4. 【請求項４】前記スイッチ機構を構成する一方のプレー
   トは、前記プッシュロッドにより可動され、他方のプレ
   ートにはそれぞれのプレートに装着された接点の接点間
   ギャップを調整するアジャストスクリュー機構を有して
   いることを特徴とする特許請求範囲第１項〜第３項記載
   のストローク型ステップモータ。
5. 【請求項５】前記スイッチ機構は、ロータの一方の軸受
   を支承するエンドカバーと、前記スイッチ機構を保護す
   るためのスイッチカバーとから形成される空間部にあっ
   て、かつ前記エンドカバーに絶縁体を介して固着されて
   おり、前記スイッチカバーには、前記調節機構を調整す
   る作業孔と該作業孔に着脱可能な弾性体からなるキャッ
   プとを備えたことを特徴とする特許請求範囲第１項〜第
   ４項記載のストローク型ステップモータ。