JP2530195B2 - ストロ―ク型ステップモ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （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
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てロータが
同期回転しないとい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。従来のこうい
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課題） 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なうことにあ
る。

［発明の構成］ （課題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
動検出を行う。さらに前記スイッチのON・OFF作動点
と、前記リードスクリューの位置を調整可能とする機構
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が正常あ
るいは異常作動の検出が行える。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図〜第５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10a,10b内に
有るコイル11a,11bの回転磁界によって円周方向にＮ極,
S極交互の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。なお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
９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３が回り止め嵌合さ
れており、前記スライダー３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３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。第２図は第４図のＢ
−Ｂ矢視断面図である。前記リードスクリュー６の前記
スライダー３と反対側の一方の端12方向にスイッチ機構
23が構成して有る。前記スイッチ機構23は接点17aを有
した可動プレート15、接点17bを有した固定プレートと1
6及び前記両プレート間を絶縁固定するスイッチベース1
4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
チ機構23の前記可動プレート15との間であって、かつ軸
心線上に前記可動プレート15を共動するスイッチスライ
ダー13が設けられている。前記スイッチスライダー13は
前記スイッチベース14の中心孔にあまりガタのないよう
に嵌合されて前記中心孔内を軸心線上移動可動となって
いる。さらに前記スイッチスライダー13には、前記可動
プレート15と一体に形成されたリード19と相嵌合する溝
20が設けられており、前記リードスクリュー６の直線運
動によって前記スイッチスライダー13と共動して前記可
動プレート15が該可動プレート15の接点17a及び前記固
定プレート16の接点17bのON・OFF作動を行う。前記リー
ドスクリュー６に前記スイッチスライダー13が押されて
いないフリー状態では、前記可動プレート15によって前
記スイッチベース14に押付けられている。

第３図は第２図のストローク型ステップモータのスイ
ッチ機構23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（前記スイッチ機
構23取り付け側）に移動して、前記一方の端12が前記ス
イッチスライダー13を介して前記可動プレート15を押圧
し、前記可動プレート15の接点17aを前記固定プレート1
6の接点17bに接触させ前記スイッチ機構23がONになる。
このスイッチ機構23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、つぎに移動方向を逆転させ
再び前記スイッチ機構23がONするまでの作動パルス分を
カウント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23の
ON・OFF作動点に対して例えば第３図の相手側機器24と
前記スライダー３との間のＣ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22の弾性体から
なるキャップ21を取りはずして前記スイッチスライダー
13に設け、かつ前記接点のON・OFF作動時期を調節する
調節機構であるアジャストスクリュー18を回動させるこ
とによって、前記リードスクリュー６の一方の端12と、
前記可動プレート15及び前記接点17aの位置関係を調整
する。そして前記アジャストスクリュー18のゆるみ防止
のためネジ部に装着剤を充てんして固定し、前述の調整
終了後に前記カップ21を前記スイッチカバー22に装着す
る。これらによって容易かつ迅速に相手側機器24とのマ
ッチングが計ることができる。なおかつ前記リードスク
リュー６から解放されて、前記スイッチ機構23がOFFの
時各接点間のギャップは調整前後において寸法変化がな
く、例えばギャップ小の場合、振動による共振チャタリ
ングによってスイッチONするといった不具合も解消でき
る。なお前記キャップ21はステップモータ内部への防
塵、防水の手段であり、前記スイッチカバー22は前記ハ
ウジング１の内部の軸方向に、前記ステータ10a,10b、
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
ネジ等によって固定されている。

第４図は第１図のＡ矢視図で前記スイッチカバー22を
取りはずした状態を示している。可動プレート15はほぼ
円形状であってリード19が一体に形成され、前記リード
19はスイッチスライダー13の溝20に相嵌合している。前
記可動プレート15はリベット25aによりスイッチベース1
4に固着され、一方固定プレート16も同様にリベット25b
によって固着されている。前記スイッチベース14はエン
ドカバー２に複数個のプッシュナットにて固着されてい
る。第５図は可動プレート15の単体平面図である。前述
の様に可動プレート15にはリード19が一体に設けられ、
さらに接点17a、及び固定用孔27とで構成されている。
第６図は第５図の正面図である。前記固定用孔27側から
前記接点17a方向に傾斜角を有しているのは前述の第２
図に示す様にスイッチスライダー13をエンドカバー２に
押圧するためである。なお第６図において前記固定用孔
27付近と前記リード19はほぼ平行となるように構成され
ている。

以上の様に本発明では、簡易なスイッチ機構及び調整
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
プモータの縦断面図、第２図は第４図のＢ−Ｂ矢視断面
図、第３図は第２図のスイッチ機構ON時を示す縦断面
図、第４図は第１図のＡ矢視図、第５図は可動プレート
の単体平面図、第６図は第５図の正面図である。 １……ハウジング,2……エンドカバー,3……スライダ
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……噛合機構,1
0a,10b……ステータ,11a,11b……コイル,12……一方の
端,13……スイッチスライダー,14……スイッチベース,1
5……可動プレート,16……固定プレート,17a,17b……接
点,18……調節機構たるアジャストスクリュー,19……リ
ード,20……溝,21……キャップ,22……スイッチカバー,
23……スイッチ機構,24……相手側機器,25a,25b……リ
ベット,26……プッシュナット,27……固定用孔

Claims (4)

(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からなるスイッチ機構
   と、前記リードスクリューの可動位置に応じて前記可動
   プレートの可動開始時期を調節する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スイッチスライダーを
   介して行われるように構成した事を特徴とする請求範囲
   第１項記載のストローク型ステップモータ。
3. 【請求項３】前記スイッチスライダーは前記リードスク
   リューの軸心線上にあって、前記スイッチスライダーの
   前記リードスクリューとの当接面に、アジャストスクリ
   ューを前述の軸心線上に構成したことを特徴とする請求
   範囲第１〜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構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アジャストスクリュ
   ー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事を特徴とする請求範囲第１〜
   第３項記載のストローク型ステップモータ。