JP3283895B2 - Motor with built-in electromagnetic clutch - Google Patents

Motor with built-in electromagnetic clutch

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JP3283895B2
JP3283895B2 JP04341092A JP4341092A JP3283895B2 JP 3283895 B2 JP3283895 B2 JP 3283895B2 JP 04341092 A JP04341092 A JP 04341092A JP 4341092 A JP4341092 A JP 4341092A JP 3283895 B2 JP3283895 B2 JP 3283895B2
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Japan
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motor
shaft
electromagnetic clutch
rotor
torque
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佐藤修治
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Nippon Pulse Motor Co Ltd
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  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スプリングリターンバ
ルブ、スプリングリターンダンパ、スプリングリターン
シャッタのように、電源のONにより往動作し、電源の
OFFにより復動作する用途に利用出来るモータに関
し、また、各種緊急遮断用途、モータの出力トルクON
/OFFを必要とする用途、モータのディテントトルク
(無励磁保持トルク)のON/OFFを必要とする用途
に利用出来るモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor such as a spring return valve, a spring return damper, and a spring return shutter, which can be used for a forward operation when the power is turned on and a reverse operation when the power is turned off. Various emergency shutdown applications, motor output torque ON
The present invention relates to a motor that can be used for applications that require ON / OFF, and applications that require ON / OFF of a motor detent torque (non-excitation holding torque).

【0002】[0002]

【従来の技術】バルブやダンパの開閉方式にスプリング
リターン方式がある。これをモータを用いて行う場合に
は、一般にモータに減速機を取り付け、減速出力軸にセ
グメントギアやレバーを取り付け、レバーの先にバルブ
やダンパの操作軸を取り付ける。レバーには復帰用スプ
リングを取り付ける。開操作時には、モータに通電し、
スプリングに抗してバルブやダンパを開け、通電を切る
とスプリングの復帰力により自動閉復帰する仕掛けにな
っている。
2. Description of the Related Art A spring is used for opening and closing a valve and a damper.
There is a return method. When this is performed using a motor, a reduction gear is generally attached to the motor, a segment gear or lever is attached to the reduction output shaft, and a valve or damper operation shaft is attached to the end of the lever. Attach the return spring to the lever. During the opening operation, the motor is energized,
When the valve or damper is opened against the spring and the power is turned off, the spring automatically returns to the closed state by the return force of the spring.

【0003】一般にこの方式に用いるモータは、ヒステ
リシスモータである。ヒステリシスモータは、無通電時
の回転子保持トルクがほとんど無いので、減速機付であ
ってもスプリング力でレバー、減速機、モータを逆転さ
せて、閉復帰させることが可能である。
[0003] Generally, the motor used in this system is a hysteresis motor. Since the hysteresis motor has almost no rotor holding torque when no power is supplied, it is possible to reverse the lever, the speed reducer, and the motor by the spring force to return to the closed state even with the speed reducer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式で
は、開状態を保つためにはレバーを開ストッパに当てた
状態を保つようにモータを通電し続けなければならな
い。このように、通電し続けることは、モータ温度上昇
と減速機寿命に問題を生じていた。
However, in the above system, in order to maintain the open state, the motor must be continuously energized so as to keep the lever in contact with the open stopper. As described above, continuous energization has caused a problem in motor temperature rise and reduction gear life.

【0005】スプリングリターンアクチュエータとして
は直動型、回転型のソレノイドが有るが、スピードは速
いものの、推力やトルクが小さい。モータ方式は、減速
機を用いることにより大トルクを発生させることが出来
る。
[0005] As a spring return actuator, there are a direct acting type and a rotary type solenoid. However, although the speed is high, the thrust and the torque are small. The motor system can generate a large torque by using a speed reducer.

【0006】レバーをストッパに当てる方式では、モー
タのロック時に大電流が流れるモータは使用出来ない。
また、無通電時の回転子保持トルクが大きいモータも使
用出来なかった。
In the method in which the lever is brought into contact with the stopper, a motor in which a large current flows when the motor is locked cannot be used.
Further, a motor having a large rotor holding torque when no power is supplied could not be used.

【0007】この発明は、これら問題を解決するために
為されたものである。
[0007] The present invention has been made to solve these problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明では、モータの
回転子(ロータ)を、回転部と回転軸(シャフト)とに
分離して構成する。かつ、この回転部と回転軸とを、結
合・分離自在にする電磁クラッチを設けるものとした。
According to the present invention, the rotor of the motor is separated into a rotating part and a rotating shaft. In addition, an electromagnetic clutch is provided to make the rotating part and the rotating shaft freely connectable and detachable.

【0009】モータとしては、各種のモータを用いるこ
とが出来るが、PM(永久磁石)型パルスモータ(ステ
ッピングモータ)・シンクロナスモータ(タイミングモ
ータ),HB(ハイブリッド)型パルスモータ・シンク
ロナスモータが適している。ただし、超音波モータのよ
うなコイルを持たないモータにもこの発明は適用出来
る。
As the motor, various types of motors can be used, and PM (permanent magnet) type pulse motors (stepping motors), synchronous motors (timing motors), HB (hybrid) type pulse motors and synchronous motors are available. Are suitable. However, the present invention is applicable to a motor having no coil, such as an ultrasonic motor.

【0010】モータの固定子(ステータ)には、回転子
を駆動するコイルがある。また、電磁クラッチ用コイル
がある。電磁クラッチとしては、通電ON型、通電OF
F型どちらでも用いることが出来る。
[0010] The stator of the motor includes a coil for driving the rotor. There is also a coil for an electromagnetic clutch. As the electromagnetic clutch, energized ON type, energized OF
Either F type can be used.

【0011】この発明の特徴は、モータの回転子を回転
部と回転軸とに分離し、電磁クラッチによりこの回転部
と回転軸とを結合・分離自在にしたことにある。
A feature of the present invention resides in that the rotor of the motor is separated into a rotating portion and a rotating shaft, and the rotating portion and the rotating shaft can be freely coupled and separated by an electromagnetic clutch.

【0012】[0012]

【作用】本発明のモータについての各種機能について説
明する。
The various functions of the motor according to the present invention will be described.

【0013】(A)モータ無通電、電磁クラッチOFF モータシャフトはフリーとなり、シャフトは正逆転に軽
く回せる。
(A) The motor is not energized and the electromagnetic clutch is turned off. The motor shaft is free, and the shaft can be rotated lightly forward and reverse.

【0014】(B)モータ通電、正回転、電磁クラッチ
OFF ロータの回転部はシャフトの周りを空転し、出力トルク
はシャフトに現れない。
(B) Motor energization, forward rotation, electromagnetic clutch OFF The rotating part of the rotor idles around the shaft, and no output torque appears on the shaft.

【0015】モータシャフトはフリーに近い。The motor shaft is nearly free.

【0016】(C)モータ通電、逆回転、電磁クラッチ
OFF ロータの回転部は、シャフトの周りを空転し、出力トル
クは、シャフトに現れない。
(C) Motor energization, reverse rotation, electromagnetic clutch OFF The rotating part of the rotor idles around the shaft, and no output torque appears on the shaft.

【0017】モータシャフトはフリーに近い。The motor shaft is nearly free.

【0018】(D)モータ無通電、電磁クラッチON ロータの回転部は、電磁クラッチによりシャフトと結合
する。
(D) The motor is not energized and the electromagnetic clutch is ON. The rotating part of the rotor is connected to the shaft by an electromagnetic clutch.

【0019】モータシャフトにはディテントトルク(無
励磁保持トルク)が現れ、正逆転が重くなる。ブレーキ
として用いることが出来る。
A detent torque (non-excitation holding torque) appears on the motor shaft, and forward and reverse rotations become heavy. Can be used as a brake.

【0020】(E)モータ通電、正回転、電磁クラッチ
ON ロータの回転部は、シャフトと結合して回転する。
(E) Motor energization, forward rotation, electromagnetic clutch ON The rotating part of the rotor rotates in connection with the shaft.

【0021】モータ正常正転トルクがシャフトに現れ
る。
The motor normal forward torque appears on the shaft.

【0022】(F)モータ通電、逆回転、電磁クラッチ
ON ロータの回転部は、シャフトと結合して回転する。
(F) Motor energization, reverse rotation, electromagnetic clutch ON The rotating part of the rotor rotates in connection with the shaft.

【0023】モータ正常逆転トルクがシャフトに現れ
る。
The motor normal reverse torque appears on the shaft.

【0024】本発明モータには、以上のような(A)〜
(F)の6通りの機能があるから、これらを適宜選択し
て用いることが出来る。ある時には正転トルクを発生さ
せ、ある時には逆転トルクを発生させ、ある時にはブレ
ーキとし、ある時にはシャフトをフリーにして用いるこ
とが出来る。
The motor of the present invention has the following (A)
Since there are six functions (F), these can be appropriately selected and used. In some cases, a forward rotation torque is generated, in some cases, a reverse rotation torque is generated, in some cases, a brake is used, and in some cases, a shaft is free.

【0025】[0025]

【実施例】図1に第1実施例としての本発明基本構成図
を示す。
FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention as a first embodiment.

【0026】回転軸(シャフト)1は、電磁クラッチ
コイル20への通電ON/OFFにより、ある時にはフ
リーとなり、ある時には回転子8と連結して出力トルク
を発生する。前軸受2と後軸受7は回転軸1を支承して
いる。
The rotating shaft (shaft) 1 is for an electromagnetic clutch .
When the coil 20 is energized ON / OFF, the coil 20 becomes free at some time, and is connected to the rotor 8 at some time to generate an output torque. The front bearing 2 and the rear bearing 7 support the rotating shaft 1.

【0027】前軸受2は前フランジ3に固定してあり、
また、後軸受7は後フランジ6に固定してある。
The front bearing 2 is fixed to the front flange 3,
The rear bearing 7 is fixed to the rear flange 6.

【0028】固定子(ステータ)4はモータの種類によ
り構造が異なる。電磁式モータの場合には駆動コイルを
設け、超音波モータの場合には圧電セラミックとなる。
電磁式モータの場合には、固定子は回転磁界又は移動磁
界を発生して回転隙間13を介して回転子8を回転駆動
する。この回転子8も固定子同様モータの種類によって
構造が異なる。
The structure of the stator (stator) 4 differs depending on the type of motor. In the case of an electromagnetic motor, a drive coil is provided, and in the case of an ultrasonic motor, piezoelectric ceramic is used.
In the case of an electromagnetic motor, the stator generates a rotating magnetic field or a moving magnetic field, and drives the rotor 8 to rotate through the rotating gap 13. The structure of the rotor 8 differs depending on the type of the motor, similarly to the stator.

【0029】回転子間座9には、固定子の回転磁界又は
移動磁界に作用して回転する回転子(コア)8を固定し
てあり、内径部はシャフト1に隙間14でスルーで嵌合
しており、シャフト1に対してスラスト移動可能であ
る。また、回転子間座9には第1クラッチ片10が固定
してある。
A rotor (core) 8 that rotates by acting on a rotating magnetic field or a moving magnetic field of the stator is fixed to the rotor spacer 9, and the inner diameter portion is fitted to the shaft 1 through the gap 14 through the gap. And can be moved in the thrust direction with respect to the shaft 1. A first clutch piece 10 is fixed to the rotor spacer 9.

【0030】この第1クラッチ片10と結合・分離する
第2クラッチ片11は、シャフト1に固定してある。第
1クラッチ片10と第2クラッチ片11の間には、復帰
用コイルスプリング12が配置してある。
The second clutch piece 11 to be connected to and separated from the first clutch piece 10 is fixed to the shaft 1. A return coil spring 12 is disposed between the first clutch piece 10 and the second clutch piece 11.

【0031】また、第1クラッチ片10と第2クラッチ
片11の結合・分離を操作する電磁クラッチ用コイル
は、固定子4に設けられる。
An electromagnetic clutch coil for operating the coupling and disengagement of the first clutch piece 10 and the second clutch piece 11 is provided on the stator 4 .

【0032】13は固定子4と回転子8間の回転隙間で
あり、15は第1、第2クラッチセグメントの離間した
時のクラッチ隙間である。
Reference numeral 13 denotes a rotational clearance between the stator 4 and the rotor 8, and reference numeral 15 denotes a clutch clearance when the first and second clutch segments are separated.

【0033】この様に本発明を構成すれば、前記作用の
項で説明した通り、モータコイルの通電ON/OFFと
電磁クラッチのON/OFFの組合せにより、シャフト
1より出力トルクを取り出したり、フリーにしたり、デ
ィテントトルクを取りだしたりする選択が可能となる。
According to the present invention, the output torque can be taken out from the shaft 1 by the combination of the ON / OFF of the energization of the motor coil and the ON / OFF of the electromagnetic clutch, as described in the section of the operation, or the free torque can be obtained. Or to take out the detent torque.

【0034】図2にPM型パルスモータ及びシンクロナ
スモータを対象にした本発明の第2実施例を示す。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention for a PM pulse motor and a synchronous motor.

【0035】図2のA部は、モータ外径φ35(mm)
のコンデンサ型シンクロナスモータ「日本パルスモータ
(株)製PTM−24M」相当品で、B部は、電磁クラ
ッチとなっている。
The part A in FIG. 2 has a motor outer diameter of φ35 (mm).
The product is equivalent to the capacitor type synchronous motor "PTM-24M manufactured by Nippon Pulse Motor Co., Ltd.", and the part B is an electromagnetic clutch.

【0036】モータの固定子4には1組の固定子コイル
16,17が有り、図3の様に結線して用いる。18は
進相用コンデンサ、19はモータ正転、逆転、停止(中
立)切替用のスイッチである。
The stator 4 of the motor has a set of stator coils 16 and 17, which are connected and used as shown in FIG. Reference numeral 18 denotes a phase-advancing capacitor, and reference numeral 19 denotes a switch for switching between forward rotation, reverse rotation and stop (neutral) of the motor.

【0037】回転子8は外径φ16(mm)、NS24
極のフェライトロータである。
The rotor 8 has an outer diameter of φ16 (mm), NS24
It is a pole ferrite rotor.

【0038】このモータのAC100V用を例にする
と、50/60(HZ)で出力トルクは120/125
(g−cm)である。コンデンサは0.23(μF)あ
る。
Taking this motor for AC100V as an example, the output torque is 120/125 at 50/60 (HZ).
(G-cm). The capacitor is 0.23 (μF).

【0039】このモータの無励磁ディテントトルク(保
持トルク)は、25(g−cm)である。この無励磁デ
ィテントトルクは、電磁クラッチ5をONした時のみシ
ャフト1に現れる。
The non-excitation detent torque (holding torque) of this motor is 25 (g-cm). This non-excitation detent torque appears on the shaft 1 only when the electromagnetic clutch 5 is turned on.

【0040】モータコイル通電OFF、電磁クラッチコ
イル通電OFF時のシャフトフリートルクは、シャフト
1の摩擦トルクのみとなり、約3(g−cm)である。
The shaft free torque when the motor coil is turned off and the electromagnetic clutch coil is turned off is only the friction torque of the shaft 1 and is about 3 (g-cm).

【0041】シャフトフリートルクは、モータ出力トル
ク、ディテントトルクに比して、無視し得る小さな値と
なっている。
The shaft free torque has a negligible value compared to the motor output torque and the detent torque.

【0042】シンクロナスモータの固定子ならびに歯極
構造は、従来公知のものである。
The stator and the tooth pole structure of the synchronous motor are conventionally known.

【0043】電磁クラッチ5の固定子内径部は、図2の
ように断面L字状の1対のリングになっており、磁気回
路上、電磁クラッチ5の固定子右磁極は第2クラッチ片
11とラップしてエッジが一致しているが、第1クラッ
チ片10は、電磁クラッチ5の左磁極に対して左に寸法
Cだけずらして配置してある。
The inner diameter of the stator of the electromagnetic clutch 5 is a pair of rings having an L-shaped cross section as shown in FIG. 2, and the right magnetic pole of the stator of the electromagnetic clutch 5 is the second clutch piece 11 on the magnetic circuit. However, the first clutch piece 10 is disposed to be shifted to the left by a dimension C with respect to the left magnetic pole of the electromagnetic clutch 5.

【0044】このような構成にすれば、電磁クラッチ5
のコイル20に通電した時に、第2クラッチ片11、つ
まり一体となっているシャフト1はスラスト移動せず、
第1クラッチセグメント10、つまり回転子8のみがス
ラスト移動し、回転子とシャフトが連結する。この
ように、モータ内の移動で、モータ外観上シャフト1の
移動が無いから、大変使用し易いモータとなる。
With such a configuration, the electromagnetic clutch 5
When the coil 20 is energized, the second clutch piece 11, that is, the integrated shaft 1 does not move in the thrust direction,
Only the first clutch segment 10, that is, the rotor 8 moves in the thrust direction, and the rotor 8 and the shaft 1 are connected. In this manner, the motor 1 is very easy to use because the shaft 1 does not move due to the movement inside the motor due to the appearance of the motor.

【0045】電磁クラッチコイルの通電は交流、直流ど
ちらでも良い。
The energization of the electromagnetic clutch coil may be either AC or DC.

【0046】このように本発明を構成した上で、モータ
コイルの通電ON/OFF、正逆転ON/OFF、電磁
クラッチON/OFFの組合せを選択すれば、前記した
作用の項で説明した通り、(A)〜(F)の6通りの機
能を選択使用する事が可能となる。
With the present invention configured as described above, if the combination of energization ON / OFF, forward / reverse rotation ON / OFF, and electromagnetic clutch ON / OFF of the motor coil is selected, as described in the above-described operation section, It is possible to select and use six functions (A) to (F).

【0047】図4に一方向回転隈取型シンクロナスモー
タを対象にした本発明の第3実施例を示す。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention for a one-way rotary shaded synchronous motor.

【0048】A部はモータで、日本パルスモータ(株)
製PTM−12E相当品である。B部は電磁クラッチと
なっている。
Part A is a motor, Japan Pulse Motor Co., Ltd.
It is equivalent to PTM-12E. Part B is an electromagnetic clutch.

【0049】固定子4には2枚の隈取銅板が組込まれて
いるが、図では省略している。20は電磁クラッチ用コ
イルである。
The stator 4 incorporates two shaded copper plates, which are not shown in the drawing. Reference numeral 20 denotes an electromagnetic clutch coil.

【0050】第1クラッチ片10、第2クラッチ片1
1、復帰用コイルスプリング12の作用は、第1、第2
実施例において説明したのと同様である。
First clutch piece 10, second clutch piece 1
1. The operation of the return coil spring 12 is the first and second
This is the same as described in the embodiment.

【0051】一方向回転モータをこのように構成して本
発明を用いれば、モータ回転のON/OFFと電磁クラ
ッチのON/OFFとの組合せにより、出力シャフト1
から、ある時にはモータ出力トルクを取出したり、ある
時にはディテントトルクを利用したブレーキにしたり、
ある時にはシャフトをフリーとする選択使用が可能とな
る。
If the present invention is used with the one-way rotating motor configured as described above, the output shaft 1 can be controlled by a combination of ON / OFF of the motor rotation and ON / OFF of the electromagnetic clutch.
From there, at some point, take out the motor output torque, at some point, make a brake using detent torque,
In some cases, it is possible to selectively use the shaft free.

【0052】図5にHB型パルスモータ及びシンクロナ
スモータを対象にした本発明の第4実施例を示す。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention for an HB type pulse motor and a synchronous motor.

【0053】この種モータは、基本構造上スローシンタ
イプと称しているもので、相数は2〜5相各種有るが、
何相のHBモータであっても本発明を適用できる。
This type of motor is called a slow thin type in terms of its basic structure, and has two to five phases.
The present invention can be applied to any phase HB motor.

【0054】2相のものは、図3に示した結線図により
単相交流電源用双方向回転シンクロナスモータとして利
用されている。
The two-phase motor is used as a bidirectional rotary synchronous motor for a single-phase AC power supply according to the connection diagram shown in FIG.

【0055】固定子4は固定子コイル21を備えてい
る。回転子はコア22,23とリング状マグネット24
を備えている。
The stator 4 has a stator coil 21. The rotor is composed of cores 22 and 23 and a ring-shaped magnet 24.
It has.

【0056】前記した通り、モータコイルの通電ON/
OFFとモータ正逆転ON/OFFと、電磁クラッチコ
イル20のON/OFFの組合せにより、第1、第2ク
ラッチ片10,11を結合・分離させて、モータ出力軸
1から前記した作用の項で説明した通り、(A)〜
(F)の6通りの機能を選択使用する事が可能となる。
As described above, the energization ON / OFF of the motor coil
The first and second clutch pieces 10 and 11 are coupled / separated by the combination of OFF, motor forward / reverse rotation ON / OFF, and electromagnetic clutch coil 20. As explained, (A) ~
(F) Six functions can be selectively used.

【0057】図6に本発明モータを利用した第5実施例
を示す。
FIG. 6 shows a fifth embodiment using the motor of the present invention.

【0058】この例はボールバルブ、バタフライバルブ
等の90度動作角バルブを用い、電源OFF時スプリン
グリターン構造としたものである。
In this example, a 90-degree operation angle valve such as a ball valve and a butterfly valve is used, and a spring return structure is used when the power is turned off.

【0059】電磁クラッチ内蔵モータ25は、第2実施
例で説明したものである。
The motor 25 with a built-in electromagnetic clutch has been described in the second embodiment.

【0060】モータ25の出力軸には、減速比1/50
の減速機26を取付けており、更に、速度機出力軸にピ
ニオンギヤ27を取付け、セグメントギヤ28を用いて
1/10に減速している。このセグメントギヤ28に
は、リターン用スプリング32を設けている。
The output shaft of the motor 25 has a reduction ratio of 1/50
And a pinion gear 27 is mounted on the output shaft of the speed machine, and the speed is reduced to 1/10 by using a segment gear 28. The segment gear 28 is provided with a return spring 32.

【0061】AC100V,50(Hz)を例にして説
明すると、モータ単体の出力トルクは120(g−c
m)で、減速機26の出力トルクは3.1(kg−c
m)である。セグメントギヤ出力軸となるバルブ操作軸
30での出力トルクは28(kg−cm)である。
To explain by taking AC 100V, 50 (Hz) as an example, the output torque of the motor alone is 120 (g-c).
m), the output torque of the speed reducer 26 is 3.1 (kg-c
m). The output torque of the valve operating shaft 30 serving as the segment gear output shaft is 28 (kg-cm).

【0062】これに対し、モータ単体のディテントトル
ク(無励磁保持トルク)は、25(g−cm)有り、電
磁クラッチの無い通常のモータの場合には、モータ通電
OFF時に、セグメントギヤを回わそうとすると、減速
機およびモータ単体のディテントトルクが負荷となり、
28(kg−cm)以上のトルクがなければ回すことが
出来ないことになる。
On the other hand, the detent torque (non-excitation holding torque) of the motor alone is 25 (g-cm), and in the case of a normal motor without an electromagnetic clutch, the segment gear is turned when the motor is turned off. If so, the detent torque of the reduction gear and the motor alone becomes the load,
If there is no torque of 28 (kg-cm) or more, it cannot be turned.

【0063】本発明モータでは、電磁クラッチ31によ
りモータシャフトをフリーに出来、フリー時のモータ単
体シャフト摩擦トルクは3(g−cm)程度まで低下出
来るから、無通電時にセグメントギヤを回すトルクは
3.4(kg−cm)以上あればよい。
In the motor according to the present invention, the motor shaft can be made free by the electromagnetic clutch 31 and the friction torque of the motor alone shaft can be reduced to about 3 (g-cm) when the motor is free. 0.4 (kg-cm) or more.

【0064】このリターントルクは、リターンスプリン
グコイル(又はゼンマイ)32等のバネ張力にセグメン
トギヤの半径Rを乗じた、所要閉弁トルクに余裕を持た
せて設定している。
This return torque is set so that the required valve closing torque, which is the spring tension of the return spring coil (or spring) 32 or the like multiplied by the radius R of the segment gear, has a margin.

【0065】次に本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0066】電源AC100Vを用い、バルブ開閉操作
スイッチ33をONすると、電磁クラッチ31のコイル
34に通電し、モータの回転子はクラッチによりモータ
出力軸と結合する。
When the valve opening / closing operation switch 33 is turned on using the power supply of AC 100 V, the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 is energized, and the rotor of the motor is connected to the motor output shaft by the clutch.

【0067】同時に電源は全開信号用リミットスイッチ
35の閉接点を通って、モータコイル36に図3の結線
図に示すように通電し(図6では省略)、モータを駆
動、ピニオンギヤ27はリターン用スプリング32に抗
してセグメントギヤ28を開方向に作動し、バルブを開
いていく。バルブが90°動作して全開すると、全開信
号用リミットスイッチ35がOFFする。
At the same time, the power supply passes through the closed contact of the full-open signal limit switch 35 and energizes the motor coil 36 as shown in the connection diagram of FIG. 3 (omitted in FIG. 6) to drive the motor, and the pinion gear 27 is used for return. The segment gear 28 is operated in the opening direction against the spring 32 to open the valve. When the valve operates 90 ° and is fully opened, the fully open signal limit switch 35 is turned off.

【0068】この時にリターン用スプリングが伸びて閉
初期値10(kg−cm)から増大してリターントルク
が15(kg−cm)になっていると、モータ出力トル
クによるバルブ操作軸トルクは28(kg−cm)であ
るから、その差13(kg−cm)のトルクでバルブを
全開している。
At this time, if the return spring extends and increases from the initial closing value of 10 (kg-cm) to 15 (kg-cm), the valve operating shaft torque due to the motor output torque becomes 28 (kg). kg-cm), the valve is fully opened with a torque of 13 (kg-cm).

【0069】リミットスイッチ35がOFFすると、モ
ータ25のコイル36への通電がOFFとなる。但し、
操作スイッチ33がONしているから電磁クラッチ31
のコイル34への通電は継続され、モータのディテント
トルク(無励磁保持トルク)25(g−cm)は、減速
機効率の逆算によりバルブ操作軸で28(kg−cm)
有るので、リターン用スプリングで引戻すことは出来
ず、モータの通電を断ってもバルブ全開を保持できる。
When the limit switch 35 is turned off, the power supply to the coil 36 of the motor 25 is turned off. However,
Since the operation switch 33 is ON, the electromagnetic clutch 31
The energization of the coil 34 is continued, and the motor detent torque (non-excitation holding torque) 25 (g-cm) is 28 (kg-cm) at the valve operating shaft by back calculation of the reduction gear efficiency.
Because of this, the valve cannot be pulled back by the return spring, and the valve can be kept fully open even when the motor is turned off.

【0070】当然のこと乍ら、バルブ閉から開までの時
間は短時間(50Hzで30秒、60Hzで25秒)
で、長い保持時間はモータの通電が不要で、モータの発
熱も生じない上、電磁クラッチは消費電力も小さいメリ
ットが有る。
As a matter of course, the time from valve closing to valve opening is short (30 seconds at 50 Hz, 25 seconds at 60 Hz).
Therefore, the long holding time does not require energization of the motor, does not generate heat of the motor, and has the advantage that the power consumption of the electromagnetic clutch is small.

【0071】操作スイッチ33をOFFにすると、電磁
クラッチ31のコイル34への通電が断たれ、クラッチ
が離脱すると、モータシャフトはフリーとなり、バルブ
操作軸におけるモータからの保持トルクは前記した通り
3.4(kg−cm)に低下するので、リターン用スプ
リング32のリターントルク15(kg−cm)が勝
り、一気にバルブを全閉状態に復帰させる(図6ではピ
ニオンギヤ27をGH出力軸から90°ずらした図とし
ている。)。
When the operation switch 33 is turned off, the energization of the coil 34 of the electromagnetic clutch 31 is cut off. When the clutch is disengaged, the motor shaft becomes free, and the holding torque from the motor on the valve operation shaft is 3. 4 (kg-cm), the return torque 15 (kg-cm) of the return spring 32 prevails, and the valve is returned to the fully closed state at a stretch (in FIG. 6, the pinion gear 27 is shifted 90 ° from the GH output shaft). Figure.)

【0072】以上に説明した電磁クラッチの構造は、各
実施例において説明した構造に限定されるものでは無
い。
The structure of the electromagnetic clutch described above is not limited to the structure described in each embodiment.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によればモータのディテントトル
ク(無励磁保持トルク)を積極的に利用する事が可能と
なる。ディテントトルクを保持ブレーキ力として利用出
来る。ヒステリシスモータのように、保持状態の間、モ
ータ通電し続ける必要が無くなり、消費電力の低下を図
れる。
According to the present invention, the detent torque (non-excitation holding torque) of the motor can be positively used. Detent torque can be used as holding brake force. Unlike the hysteresis motor, it is not necessary to keep the motor energized during the holding state, and power consumption can be reduced.

【0074】モータの温度上昇の低下を図れる。The rise in motor temperature can be reduced.

【0075】保持状態で可動部が無いから、モータ、減
速機の損耗が極めて少なく、信頼性が向上する。
Since there are no moving parts in the holding state, the motor and the speed reducer are very little worn, and the reliability is improved.

【0076】電磁クラッチがモータケース内に収納され
るから、塵埃を防止出来信頼性が高い。
Since the electromagnetic clutch is housed in the motor case, dust can be prevented and the reliability is high.

【0077】従来のスプリングリターン機構のモータを
本発明モータに置換え可能であるから、機構部に大改造
を要しない。
Since the motor of the conventional spring return mechanism can be replaced by the motor of the present invention, no major modification is required for the mechanism.

【0078】本発明の根幹は、モータの回転子を回転部
とシャフトに分離し、クラッチによりこれらを結合・分
離操作する事に有るから、各種動作原理のモータに利用
する事が出来る。この技術思想を活かして、超小型か
ら、中型超大型までの各種バリエーションのスプリング
リターン機構に本発明を利用出来る。
The basis of the present invention is to separate the rotor of the motor into a rotating part and a shaft, and to connect and separate them by a clutch. Therefore, the present invention can be used for motors of various operating principles. Utilizing this technical idea, the present invention can be applied to various types of spring return mechanisms from ultra-small to medium-sized and super-large.

【0079】スプリングリターン機構に限らず、モータ
出力トルクのON/OFFを必要とする用途、回転子は
回っていても、クラッチON/OFFでモータ軸からの
出力トルクの発生をON/OFFしたい用途、ディテン
トトルクのON/OFFを必要とする用途等各種用途に
本発明を利用する事が可能である。
Not only for the spring return mechanism, but also for applications requiring ON / OFF of the motor output torque, and applications for turning ON / OFF the output torque from the motor shaft by turning the clutch ON / OFF even if the rotor is rotating. The present invention can be used in various applications such as applications requiring ON / OFF of detent torque.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1実施例の一部断面側面図。FIG. 1 is a partial sectional side view of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第2実施例の一部断面側面図。FIG. 2 is a partial sectional side view of a second embodiment of the present invention.

【図3】単相交流電源用双方向回転シンクロナスモータ
の結線図。
FIG. 3 is a connection diagram of a bidirectional rotary synchronous motor for a single-phase AC power supply.

【図4】本発明第3実施例の一部断面側面図。FIG. 4 is a partial cross-sectional side view of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明第4実施例の一部断面側面図。FIG. 5 is a partial sectional side view of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明モータを用いた第5実施例の要部概略
図。
FIG. 6 is a schematic view of a main part of a fifth embodiment using the motor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:回転軸 2:前軸受 3:前フランジ 4:固定子 5:電磁クラッチ 6:後フランジ 7:後軸受 8:回転子 9:回転子間座 10:第1クラッチ片 11:第2クラッチ片 13:回転隙間 14:スライド隙間 15:クラッチ隙間 16:固定子コイル 17:固定子コイル 18:コンデンサ 19:切替スイッチ 20:電磁クラッチ用コイル 21:固定子コイル 22:回転子コア 23:回転子コア 24:マグネット 30:バルブ操作軸 32:リターン用スプリング 33:操作スイッチ 35:全開信号用リミットスイッチ 1: rotating shaft 2: front bearing 3: front flange 4: stator 5: electromagnetic clutch 6: rear flange 7: rear bearing 8: rotor 9: rotor spacer 10: first clutch piece 11: second clutch piece 13: Rotation gap 14: Sliding gap 15: Clutch gap 16: Stator coil 17: Stator coil 18: Capacitor 19: Changeover switch 20: Electromagnetic clutch coil 21: Stator coil 22: Rotor core 23: Rotor core 24: Magnet 30: Valve operating shaft 32: Return spring 33: Operation switch 35: Fully open signal limit switch

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固定子と回転子と該回転子を支承する回
転軸とからなるモータにおいて、前記回転子はNS多極回転子であって、前記回転軸に対し
てスラスト方向に移動可能に支承され、該回転子の一端
には第1クラッチ片を固定し、該第1クラッチ片と対向
する第2クラッチ片を前記回転軸に固定し、該第1クラ
ッチ片と第2クラッチ片相互を吸引結合する電磁クラッ
チ用コイルとその吸引結合を分離する弾性部材を備え、
モータが無通電で電磁クッラチ用コイルに通電している
時に前記回転軸にNS多極回転子による所定のディテント
トルクを発生させ該回転軸の回転を制止する ことを特徴
とする電磁クラッチ内臓モータ。
1. A stator, a rotor, and a rotation supporting the rotor.
In a motor including a rotating shaft, the rotor is an NS multipole rotor, and
And is supported movably in the thrust direction.
, The first clutch piece is fixed and opposed to the first clutch piece.
The second clutch piece to be fixed to the rotating shaft, and
An electromagnetic clutch for attracting and coupling the clutch piece and the second clutch piece to each other.
An elastic member for separating the coil for suction and its suction connection,
The motor is not energized and the electromagnetic clutch coil is energized
Sometimes a predetermined detent by the NS multipole rotor on the rotation axis
A motor with a built-in electromagnetic clutch, which generates torque to stop rotation of the rotating shaft .
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