JP3195687B2 - 回転機のストッパー機構 - Google Patents

回転機のストッパー機構

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JP3195687B2 JP09073193A JP9073193A JP3195687B2 JP 3195687 B2 JP3195687 B2 JP 3195687B2 JP 09073193 A JP09073193 A JP 09073193A JP 9073193 A JP9073193 A JP 9073193A JP 3195687 B2 JP3195687 B2 JP 3195687B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動作の初期化(以下イ
ニシャライズと呼ぶ)あるいは動作領域を制限する必要
がある、いわゆるアクチュエータ等の回転運動を機械的
に止めるストッパー機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】イニシャライズを必要とするアクチュエ
ータとしてステッピングモータが挙げられる。図11は
従来のステッピングモータの縦断面図で、弁軸7は先端
に針状弁9を形成し、軸部には推進ねじ10を備え、ロ
ータスリーブ11aを介して、外周多極着磁された円筒
形の永久磁石からなるモータの回転子11と一体化して
形成されており、弁本体12に固定された推進軸受14
のめねじ13には、前記弁軸7のおねじ10が嵌めあわ
されている。モータの回転子11の外周は、薄肉円筒状
のケース15で覆い、このケース15の外側には、モー
タの回転子11に対応する位置にモータの固定子コイル
16が固定されている。ケース15の下端は、流体の出
入口17,18と弁座8を有する弁本体12にプラズマ
溶接等により気密的に一体化され、ケース15の上端も
同様に蓋19がプラズマ溶接等で密封されている。モー
タの回転子11と一体化されたロータスリーブ11aの
内周面には、図8〜図10に示すように、1箇所だけ半
径方向に突出させて凸部11bが形成されている。
【0003】一方、図8に示すように、下端にフランジ
20aを備えた心棒20に、上方の突出片22aと下方
の突出片22bを半径方向に水平に突き出すようコイル
状に巻かれた止め部材22を嵌め込み、円形全周の一部
に矩形状の短冊を設け、その部分を90度下方に曲げた
薄板円盤状のストッパー片21を形成し、このストッパ
ー片21が前記心棒20の上端より少し下がった位置に
圧入固定されている。また、蓋19の内面中心部には、
図11に示すように、前記心棒20の上端部が圧入固定
されている。コイル状に巻かれた止め部材22は、図8
に示すように、前記上方の突出片22aが1回転する間
にストッパー片21が当接するように配置されている。
更に、下方の突出片22bが1回転する間にロータスリ
ーブの凸部11bが当接するように配置されている。
【0004】以下、従来のストッパー機構の作動につい
て以下説明する。図11は、電動弁の閉弁状態(最小絞
り状態)を示し、図8は、ストッパー部の立体図、図9
は、図11のA−A断面に於ける平面図である。図11
の閉弁状態に於て、固定子コイル16に開弁方向に回転
するように通電されると、モータの回転子11は上面か
らみて左方向に一回転し、ロータスリーブ11aの凸部
11bが止め部材22の下方の突出片22bの反対側
(後面)に当たる。続いてロータスリーブ11aが回転
すると、止め部材22の下方の突出片22bがロータス
リーブの凸部11bに押されて左方向に回転し、(この
際上方の突出片22aは、ストッパー片21の前面から
離れる方向に回転するのでロータスリーブの回転はなん
ら支障はない。)やがて、止め部材22の上方の突出片
22aが前記ストッパー片21の後面と当接し、回転子
11は約2回転で停止する。
【0005】図10は、従来の他の実施例を示すもの
で、前記心棒20に遊嵌させる止め部材を上部止め部材
23と下部止め部材24に二分割し、上部止め部材23
に設けた上方の突出片23aは、前記ストッパー片21
の凸部21a前面と当接し、また下方の突出片23bは
下方に折曲げられ、下部止め部材24に設けた上方の突
出片24aの後面と当接するようになっている。また、
下部止め部材24に設けた下方の突出片24bは、前記
ロータスリーブの凸部11bの後面に当接するようにな
っている。このように止め部材を2つ組み合わせること
によって、モータの回転子11を約三回転で停止させる
ことが出来る。すなわち、モータの回転子11を何回で
停止させるかは、止め部材の分割数によって決定出来る
ようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のストッパー構造
は以上のように構成されているので、実質的に制御可能
な回転数は数回転までで、回転数を多くとろうとする場
合それに比例して止め部材の数が増えストッパー自体が
軸方向に長くなり、回転子の中空部に制限された長さ以
上になる場合には所望の回転数が得られない。また、回
転数制御の精度がとりにくいといった問題点があった。
【0007】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、軸方向に短く、数十回転の制御
回転数を持ち、回転機の動作のイニシャライズをするこ
との出来るストッパー機構を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の回転機のストッ
パー構造は、回転体の中心軸に偏心しながら回転する入
力軸3、その入力軸3に垂直に固定したストッパーピン
3a、遊星ギア1の任意の1つの歯部の上面に固定した
ストッパーピン1a、前記遊星ギア1より歯数の多い固
定内接ギア2、この固定内接ギの任意の歯谷の外方上面
に固定したストッパーピン4とからなり、前記ストッパ
ー6により入力軸3、遊星ギヤ1の回転を規制するよう
にしたものである。
【0009】すなわち、本発明の回転機のストッパー機
構は、ストッパー軸23の上端に、円板の軸心から距離
eだけ偏心させた入力軸3を圧入固定すると共に該入力
軸3上面のストッパー軸23と反対側の外方にストッパ
ーピン3aを植設し、前記入力軸3には、遊星ギア1を
水平状に回転可能に配置すると共に1つの歯部の上面に
ストッパーピン1aを植設し、前記遊星ギア1の外周に
固定内接ギア2を配置すると共に該固定内接ギア2の任
意の歯谷2aの外方上面にストッパーピン4を植設し、
該ストッパーピン4には、バネ材を曲げて先端をラッパ
状に形成したストッパー6の後端部を水平方向に回動可
能に設け、前記ストッパーピン4の上部には、ばね材よ
りなる平面コ字状で両端部に下方折曲部5aを備えたス
トッパーガイド5を、その下方折曲部5aが固定内接ギ
ヤ2の上面に当接しないように設け、ステッピングモー
タ等の制御される回転子の回転数の上限と下限を簡便に
かつ、精度良く決定できるようにしたことを特徴とする
ものである。
【0010】
【作用】本発明における回転止め機構は、例えば入力軸
3が5回転すると、遊星ギア1は軌跡Qに沿って1回公
転し、ストッパーピン3a、1aがそれぞれストッパー
6の両側をはさむ形で入力軸の回転を停止させる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図1〜図6に於て説明
する。尚、ステッピングモータの基本構成については回
転子11のストッパー機構以外は従来品と同様であるの
で、説明を省略する。本発明は図1に示す如く、ロータ
スリーブ11aの中央凹部に固定した2本のピン25を
ストッパーナット24の貫通孔24aに挿入し、回転子
11の回転が、ストッパー軸23を介して、後記するス
トッパー機構の入力軸3が一体になって回転するように
なっている。ストッパーナット24及び入力軸3は、ス
トッパー軸23にセレーション加工を施し、一体的に成
形または圧入されているため、一体となって回転する。
【0012】以下、本発明に係るストッパー機構を図1
〜図7に基づき説明する。ストッパー機構は、図5に示
す如く、ストッパー軸23の上端に、円板の軸心から距
離eだけ偏心させた入力軸3が圧入固定されている。こ
の入力軸3の上面のストッパー軸23と反対側の外方に
ストッパーピン3aが植設されている。また、前記入力
軸3には、遊星ギア1が水平状に回転可能に配置されて
いる。
【0013】前記遊星ギア1は、エピトロコイド曲線の
歯を持ち、その1つの歯部の上面にストッパーピン1a
が前記ストッパーピン3aと同様に植設されている。ま
た、この遊星ギア1の外周には、12枚の歯を持つ固定
内接ギア2が配置されている。この固定内接ギア2の任
意の歯谷2aの外方上面には、図2および図4に示すよ
うに、ストッパーピン4が植設されている。このストッ
パーピン4には、バネ材を曲げて先端をラッパ状に形成
したストッパー6の後端部が水平方向に回動可能に挿入
して設けられ、その先端部は前記ストッパーピン3aの
回転軌跡Pに干渉しないように近接させている。そし
て、このストッパーピン4の上部には、ばね材よりなる
平面コ字状で両端部に下方折曲部5aを備えたストッパ
ーガイド5がかしめにより固定され、その下方折曲部5
aが固定内接ギヤ2の上面に当接しないように設けら
れ、また、ストッパー6は前記ストッパーガイドの下方
折曲部5aにより中立位置に保持されるようになってい
る。
【0014】次に、本実施例の基準位置における3つの
ピンの位置関係を説明する。前記のストッパーピン1a
は、遊星ギア1が角速度ω2の方向へ公転することでQ
の軌跡を描く。また、ストッパーピン3aは、入力軸3
が角速度ω1 の方向へ回転することでRの軌跡を描く。
ここで、遊星ギア1の歯数をP、固定内接ギア2の歯数
をS、入力軸3の角速度をω1 、遊星ギア1の角速度を
ω2とすると、角速度ω1 、ω2 の関係は、 ω2 /ω1 =1−S/P=−(S−P)/P で表される。ここで図5で示すようにS=12、P=1
0とすると、ω2 /ω1 =−1/5となり、回転方向が
逆向きで、1/5の減速比を持つこととなる。すなわ
ち、入力軸3が5回転すると、遊星ギア1は逆向きに1
回転する。図5の状態から、入力軸3が矢印の方向にω
1 で5回転すると、図6に示す如く、ストッパーピン1
aが軌跡Qをたどりながらストッパー6の左側面に当接
し、ストッパーピン4を中心としてストッパー6を左ま
わりに回動させる。すると、ストッパー6の先端部は図
6に示すようにストッパーピン3aの回転軌跡Rの内側
に臨み、ストッパーピン3aとストッパーピン1aによ
って、ストッパー6の左脚部を挟み込み、入力軸3の回
転を停止させる。(図6の状態)
【0015】図6の状態から、入力軸3が反対方向、即
ち図6に示すω1 の矢印とは逆の時計方向に回転する
と、図7に示すように、遊星ギア1は逆の左へ回転し、
ストッパーピン3aとストッパーピン1aはストッパー
から離れるので、ストッパー6は、ストッパーガイド5
が作用し、中立状態(図5の状態)に復帰する。入力軸
は右へ5回転すると図7の状態となり、回転は制限され
る。入力軸3を例えば30回転で制御、即ち固定子の回
転数を30回転でストップするように制御しようとすれ
ば、 遊星ギア1の歯数 P=30 固定内接ギア2の歯数S=31 とすれば、ω1 /ω2 =−1/30となり、遊星ギヤ1
と固定内接ギヤ2の歯数を変更するだけで容易に30回
転の制御が実現できる。また、遊星ギア1のストッパー
ピン1aの1つ隣にもう1本設けることによって5回転
制御を4回転にしたり、また、これをさらに1つ隣に移
すことによって3回転とすることも可能である。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明は、遊星ギア1、固
定内接ギア2の歯数の組合せ、またはストッパーピン1
aの設置数・場所を考慮することで、入力軸3の回転数
を任意に決定でき、回転数の増減においても、部品点数
を増減する事なく、かつ、軸方向に長さをとる必要がな
くなり、また、モータの回転子のイニシャライズをする
位置の位置決め制度が著しく向上するという特徴があ
り、その実用的効果は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の縦断面図
【図2】 回転止め機構の立体斜視図
【図3】 図2のX−X断面図
【図4】 図2のD部の拡大斜視図
【図5】 ストツパー当接状態を示す図
【図6】 ストッパー当接状態を示す図
【図7】 ストッパー当接状態を示す図
【図8】 図10の停止機構を示す部分斜視図
【図9】 図10のA−A断面図
【図10】 他の停止機構を示す部分斜視図
【図11】 従来品の縦断面図
【符号の説明】
1 遊星ギア、 1a ストッパーピン、 2 内接ギ
ア、 2a 歯谷、3 入力軸、 3a ストッパー
ピン、 4 ストッパーピン、5 ストッパーガイド、
6 ストッパー、 7 弁軸、 8 弁座、9 針状
弁、 10 おねじ、 11 モータの回転子、11a
ロータスリーブ、 11b 凸部、 12 弁本体、
13 めねじ、 14 推進軸受け、 15 ケース、
16 モータの固定子コイル、 17 出入口、 18
出入口、19 蓋、 20 心棒、 20a フラン
ジ、 21 ストッパー片、21a 凸部、 22 止
め部材、 22a 突出片、 22b 突出片、23
ストッパー軸、 24 ストッパーナット、 24a
貰通孔、25 ピン。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストッパー軸23の上端に、円板の軸心
    から距離eだけ偏心させた入力軸3を圧入固定すると共
    に該入力軸3上面のストッパー軸23と反対側の外方に
    ストッパーピン3aを植設し、前記入力軸3には、遊星
    ギア1を水平状に回転可能に配置すると共に1つの歯部
    の上面にストッパーピン1aを植設し、前記遊星ギア1
    の外周に固定内接ギア2を配置すると共に該固定内接ギ
    ア2の任意の歯谷2aの外方上面にストッパーピン4を
    植設し、該ストッパーピン4には、バネ材を曲げて先端
    をラッパ状に形成したストッパー6の後端部を水平方向
    に回動可能に設け、前記ストッパーピン4の上部には、
    ばね材よりなる平面コ字状で両端部に下方折曲部5aを
    備えたストッパーガイド5を、その下方折曲部5aが固
    定内接ギヤ2の上面に当接しないように設け、ステッピ
    ングモータ等の制御される回転子の回転数の上限と下限
    を簡便にかつ、精度良く決定できるようにしたことを特
    徴とする回転機のストッパー機構。
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JP5925604B2 (ja) * 2012-06-01 2016-05-25 株式会社ミクニ 冷却水制御弁

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