JP3515672B2 - Path switching method using stepping motor - Google Patents

Path switching method using stepping motor

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JP3515672B2
JP3515672B2 JP34180796A JP34180796A JP3515672B2 JP 3515672 B2 JP3515672 B2 JP 3515672B2 JP 34180796 A JP34180796 A JP 34180796A JP 34180796 A JP34180796 A JP 34180796A JP 3515672 B2 JP3515672 B2 JP 3515672B2
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道人 宮部
和男 田路
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グローリー工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型又は複
合型のステッピングモータ(パルスモータ、ステップモ
ータ)を用いて、紙葉類処理機等の紙葉類搬送路におけ
る通路切換えを効率良く行なうようにしたステッピング
モータを用いた通路切換方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a permanent magnet type or composite type stepping motor (pulse motor, step motor) to efficiently perform path switching in a sheet conveying path of a sheet processing machine or the like. The present invention relates to a path switching method using the stepping motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】紙葉類搬送路の通路切換には、従来フラ
ッパをソレノイド(又はロータリソレノイド)で駆動す
るようになっており、励磁方向にフラッパを引き、バネ
等の応力を用いて復元するものである。この方法では、
ソレノイドを励磁する駆動電圧が小さくなるとその応答
速度が遅くなってしまい、駆動電圧に応じて応答速度が
変わるといった欠点があった。また、特開昭57−39
487号に記述されているステッピングモータを用いた
通路切換機構の場合には、フラッパを回動するに当って
励磁相は無関係であり、右回転端にはフラッパの右位置
検出用のフォトインタラプタが、左回転端にはフラッパ
の左端位置検出用のフォトインタラプタが設けられてい
る。ところで、通常使用されているステッピングモータ
はハイブリッド型もしくはバリアブルレラクタンス型で
あり、ロータがステータ側の磁極に合致した安定点に落
ちつくように回転が固定され、励磁されているときに外
力を加えた後、その外力を取り去った場合にも元の位置
に戻ることはない。
2. Description of the Related Art A flapper is conventionally driven by a solenoid (or a rotary solenoid) for switching the path of a paper sheet conveying path. The flapper is pulled in the exciting direction and restored by using a stress of a spring or the like. It is a thing. in this way,
When the drive voltage for exciting the solenoid becomes smaller, the response speed becomes slower, and the response speed changes depending on the drive voltage. Also, JP-A-57-39
In the case of the path switching mechanism using the stepping motor described in No. 487, the excitation phase is irrelevant when the flapper is rotated, and the photointerrupter for detecting the right position of the flapper is at the right rotation end. A photo interrupter for detecting the left end position of the flapper is provided at the left rotation end. By the way, the stepping motor that is usually used is a hybrid type or a variable reluctance type, in which the rotor is fixed so that the rotor falls to a stable point that matches the magnetic pole on the stator side, and an external force is applied while being excited. After that, even if the external force is removed, it will not return to its original position.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開昭57−3948
7号に示されている様な機構では、フラッパが通路を切
換えるに十分な位置に回動しきったかどうかを位置検出
器により検知する必要があり、回路及び機構的に複雑に
なると共に、その部品及び取付けコストが高いといった
問題点があった。また、通路切換に励磁によりプランジ
ャを吸引する形式のソレノイドや、励磁によって軸を回
転させることができるロータリソレノイドが一般的に使
用されている。しかしながら、これらの吸引力はソレノ
イドに印加する電圧の2乗に比例していて、電源電圧が
低下した場合には、動作速度が極端に遅くなるといった
欠点があった。
Problems to be Solved by the Invention JP-A-57-3948
In the mechanism as shown in No. 7, it is necessary to detect whether or not the flapper has rotated to a position sufficient for switching the passage by the position detector, which complicates the circuit and the mechanism, and its parts. There is also a problem that the installation cost is high. Further, a solenoid of a type that attracts a plunger by excitation for switching a passage and a rotary solenoid that can rotate a shaft by excitation are generally used. However, these attraction forces are proportional to the square of the voltage applied to the solenoid, and there is a drawback that the operating speed becomes extremely slow when the power supply voltage decreases.

【0004】本発明は上述のような事情からなされたも
のであり、本発明の目的は、ステッピングモータを効率
良く駆動することによって紙葉類の通路を容易に切換え
得るようにすると共に、ステッピングモータを使用する
ことにより応答速度が一定しているといったステッピン
グモータを用いた通路切換方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to easily switch the path of paper sheets by efficiently driving the stepping motor, and at the same time, to obtain the stepping motor. It is to provide a path switching method using a stepping motor in which the response speed is constant by using the.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明はステッピングモ
ータを用いた紙葉類の通路切換方法に関するものであ
り、本発明の上記目的は、ステッピングモータの駆動で
フラッパを回動させて紙葉類の通路を切換えるようにな
っており、前記ステッピングモータのステータの励磁位
置を回転方向に移動させるように、複数種類の巻線を繰
り返し励磁するときの基本励磁相繰り返し単位の励磁相
移動による回転角度範囲内に両方向の回転終端が来るよ
うに1ステップ毎の回転角度を決定しておくと共に、始
点と定められた一端に前記フラッパが位置するように、
かつステッピングモータ駆動回路で駆動される励磁相で
ある初期相位置と、回転範囲外になる1ステップ隣の励
磁相位置との間に始点端側の第1ストッパを設け、前記
ステッピングモータ駆動回路が駆動パルスを入力したと
きの前記フラッパへの回転方向にあって、前記励磁相の
組合せが前記初期相と等しくなる隣の初期相の励磁位置
の内側に前記フラッパの他端側の第2ストッパを設け、
初期位置設定の場合に、前記始点方向に基本励磁相数の
パルスを送出して前記フラッパを前記始点と決められた
一端に移動せしめ、その後に前記ステッピングモータの
励磁相を初期相にするようにし、前記初期相を前記フラ
ッパの駆動開始位置として前記通路の切換えを行なうこ
とによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a paper path switching method using a stepping motor. The above object of the present invention is to drive a flapper by driving a stepping motor to rotate paper sheets. Of the basic excitation phase repeating unit when repeatedly exciting a plurality of types of windings so as to move the excitation position of the stator of the stepping motor in the rotation direction. The rotation angle for each step is determined so that the rotation ends in both directions come within the range, and the flapper is positioned at one end defined as the start point.
Further, a first stopper on the starting point end side is provided between the initial phase position, which is the excitation phase driven by the stepping motor drive circuit, and the excitation phase position adjacent to one step outside the rotation range, and the stepping motor drive circuit is A second stopper on the other end side of the flapper is provided inside the excitation position of the adjacent initial phase in which the combination of the excitation phases is equal to the initial phase in the rotation direction to the flapper when a drive pulse is input. Provided,
In the case of setting the initial position, a pulse of the basic excitation phase number is sent in the direction of the starting point to move the flapper to one end determined as the starting point, and then the excitation phase of the stepping motor is set to the initial phase. , The initial phase is set as the drive start position of the flapper, and the passage is switched.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】紙幣処理機等での紙葉類の搬送通
路の切換えには一般にフラッパが用いられているが、本
発明では通路切換にステッピングモータを使用してフラ
ッパを駆動するようにしている。永久磁石型ステッピン
グモータの4個の励磁相(ステータに4相(A相、*A
相、B相、*B相(尚、*A相はA相の逆相を、*B相
はB相の逆相をそれぞれ示している。))のステータ巻
線が巻かれている)とパルス入力で駆動される駆動角度
とを工夫することにより、常にステッピングモータの動
作位置を保証すると共に、ステッピングモータの励磁相
により回転位置が固定となる様にステッピングモータの
1ステップ毎の回転角を大きくし、フラッパの回動両端
部に回転を制限するストッパを設けている。これによ
り、ステッピングモータの1〜4相(A相、*A相、B
相、*B相)の励磁相に応じて、ロータ軸に対応して設
けられたフラッパの位置を制御できるようになった。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A flapper is generally used for switching a paper sheet transport passage in a banknote processing machine or the like. In the present invention, however, a stepping motor is used to drive the flapper for passage switching. ing. 4 excitation phases of permanent magnet type stepping motor (4 phases in stator (A phase, * A
Phase, B phase, * B phase (where * A phase indicates the opposite phase of the A phase, * B phase indicates the opposite phase of the B phase, respectively)). By devising the drive angle driven by pulse input, the operating position of the stepping motor is always guaranteed, and the rotation angle of each stepping motor is fixed so that the rotation position is fixed by the excitation phase of the stepping motor. The flapper is made larger and stoppers are provided at both ends of the flapper to limit the rotation. As a result, 1 to 4 phases (A phase, * A phase, B phase) of the stepping motor
It is now possible to control the position of the flapper provided corresponding to the rotor shaft according to the excitation phase (phase, * B phase).

【0007】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施
例について詳細に説明する。図1は本発明を適用した通
路切換装置の構成を概略的に示しており、ステッピング
モータ10のロータ軸には通路切換のための回転軸20
が連結されている。本発明で用いるステッピングモータ
10は、図2(A)に示すような永久磁石型ステッピン
グモータであり、ロータ11は円周方向にN,S交互に
磁化された永久磁石で構成されており、無励磁の時にも
保持トルクがある。ステップ角は、アルニコ系の磁石の
場合は45゜や90゜のものが一般的であり、フェライ
ト系の磁石の場合は7.5゜、11.25゜、15゜、
18゜が一般的であるが、本発明ではステップ角が7.
5゜のものを使用する。
A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the structure of a passage switching device to which the present invention is applied. A rotor shaft of a stepping motor 10 has a rotating shaft 20 for passage switching.
Are connected. The stepping motor 10 used in the present invention is a permanent magnet type stepping motor as shown in FIG. 2 (A), and the rotor 11 is composed of permanent magnets magnetized alternately in the circumferential direction in the N and S directions. There is a holding torque even when excited. The step angle is generally 45 ° or 90 ° for alnico magnets, and 7.5 °, 11.25 °, 15 ° for ferrite magnets.
18 ° is common, but in the present invention, the step angle is 7.
Use 5 °.

【0008】図3は永久磁石型ステッピングモータ10
の展開構造図を示しており、N永久磁石及びS永久磁石
が交互に配設された円柱状のロータ11には、上下両側
面にロータ軸12が連接されている。ロータ11の回り
にはパルス励磁用のステータが配設されるが、ステータ
は上部ステータ13及び下部ステータ14が2段に重畳
された構造で成っている。上部ステータ13がA相及び
*A相を、下部ステータ14がB相及び*B相を形成
し、上部ステータ13及び下部ステータ14は歯の位相
の点を除いて同一構成であるので、ここでは上部ステー
タ13について説明する。上部ステータ13は円環の上
リング131及び下リング132を有し、各リング13
1及び132の内輪部には鋸歯状のステータ歯を有する
円筒状の歯材133及び134がそれぞれ内側に垂設さ
れており、歯材133及び134の各ステータ歯が相互
に噛み合うような配置で、上リング131及び下リング
132を上下から重ねる。これと共に、重ねられた上リ
ング131及び下リング132の歯材133及び134
の回りには、A相及び*A相を形成するコイル135が
配設されるようになっている。このような上部ステータ
13及び下部ステータ14が、ロータ11の周りに周設
された構造となっている。尚、下部ステータ14のコイ
ル138はB相及び*B相を形成する。
FIG. 3 shows a permanent magnet type stepping motor 10
FIG. 4 is a developed structural diagram of FIG. 1, in which a rotor shaft 12 is connected to both upper and lower side surfaces of a cylindrical rotor 11 in which N permanent magnets and S permanent magnets are alternately arranged. A stator for pulse excitation is arranged around the rotor 11, and the stator has a structure in which an upper stator 13 and a lower stator 14 are superposed in two stages. Since the upper stator 13 forms the A phase and the * A phase, the lower stator 14 forms the B phase and the * B phase, and the upper stator 13 and the lower stator 14 have the same configuration except for the phase of the teeth, so here, The upper stator 13 will be described. The upper stator 13 has an upper ring 131 and a lower ring 132 of a ring.
Cylindrical tooth materials 133 and 134 having saw-teeth-shaped stator teeth are vertically hung inside the inner ring portions of Nos. 1 and 132, respectively, and the stator teeth of the tooth materials 133 and 134 are arranged so as to mesh with each other. , The upper ring 131 and the lower ring 132 are stacked from above and below. Along with this, the tooth materials 133 and 134 of the upper ring 131 and the lower ring 132 that are overlapped with each other.
A coil 135 for forming the A phase and the * A phase is arranged around the. The upper stator 13 and the lower stator 14 are arranged around the rotor 11. The coil 138 of the lower stator 14 forms the B phase and the * B phase.

【0009】永久磁石型ステッピングモータは、図3に
示すように永久磁石を円筒形にして取付けている構造の
ため、その磁極間を小さくとることができずステップ角
が大きく、基本励磁相繰り返し単位(2相励磁方式では
A−B相、*A−B相、*A−*B相、A−*B相の4
組の励磁相であり、1−2相励磁方式ではA相、A−B
相、B相、B−*A相、*A相、*A−*B相、*B
相、A−*B相の8組の励磁相である。)に該当する回
転角が2相励磁方式では4パルス分の回転角であり、こ
れにより回転角は7.5°×4=30°であり、大きく
とることができて通路切換に十分な効力を発揮できる。
図2(B)に示すような複合型ステッピングモータで
も、ほぼ同様である。また、図2(C)に示すような可
変レクタンス型ステッピングモータは、一般的にはステ
ップ角は15°であるが、ロータが軟鉄を歯車状に加工
したものであり、励磁状態で停止している保持時にロー
タに外力を加えた場合に、磁極間の反発による復帰作用
が全くないので、この場合には通路切換の位置をモニタ
する必要がある。
Since the permanent magnet type stepping motor has a structure in which the permanent magnet is mounted in a cylindrical shape as shown in FIG. 3, the magnetic poles cannot be made small and the step angle is large, and the basic excitation phase repeating unit. (In the two-phase excitation method, there are four types of A-B phase, * A-B phase, * A- * B phase, and A- * B phase.
It is a set of excitation phases. In the 1-2 phase excitation method, A phase, AB
Phase, B Phase, B- * A Phase, * A Phase, * A- * B Phase, * B
There are eight sets of excitation phases of the A- * B phase and the A- * B phase. The rotation angle corresponding to) is a rotation angle of 4 pulses in the two-phase excitation method, and thus the rotation angle is 7.5 ° × 4 = 30 °, which can be large and is sufficient for passage switching. Can be demonstrated.
The same applies to a composite type stepping motor as shown in FIG. 2 (B). Further, the variable rectance type stepping motor as shown in FIG. 2 (C) generally has a step angle of 15 °, but the rotor is made by processing soft iron into a gear shape and stops in an excited state. When an external force is applied to the rotor during holding, there is no return action due to repulsion between the magnetic poles, so in this case it is necessary to monitor the path switching position.

【0010】尚、1−2相励磁の場合は、上記8相の相
のうちA相〜*B相までを基本励磁相繰り返し単位とす
ることにより、回動端部の励磁が単相となるため、安定
保持範囲は2相励磁の場合より、より狭い範囲となり、
フラッパの停止位置が安定すると共に、消費電力を低く
抑えられる特徴がある。
In the case of 1-2 phase excitation, the excitation of the rotating end portion becomes a single phase by setting the phases A to * B of the above 8 phases as basic excitation phase repeating units. Therefore, the stable holding range is narrower than that of 2-phase excitation.
The flapper stop position is stable and the power consumption is low.

【0011】ステッピングモータ10に結合された回転
軸20には、紙葉類1の搬送路を揺動(回動)で切換え
るためのフラッパ21、22が取付けられていると共
に、シャーシ31に取付けられたストッパ30と係合す
る係合片23が設けられている。ストッパ30はコの字
状の形状をしており、コの字状の空間部を係合片23が
自由に移動し、両側の停止片32及び33の内側に接触
して停止するようになっている。フラッパ21及び22
がP1方向に揺動した場合は、紙葉類1はフラッパ21
及び22上をそのまま通過して搬送され、フラッパ21
及び22がP2方向に揺動されると、紙葉類1の先端が
フラッパ21及び22に接触して搬送路は下方に切換え
られる。
A rotary shaft 20 connected to the stepping motor 10 is provided with flappers 21 and 22 for switching the conveyance path of the paper sheet 1 by swinging (rotating), and is attached to a chassis 31. An engagement piece 23 that engages with the stopper 30 is provided. The stopper 30 has a U-shape, and the engaging piece 23 freely moves in the U-shaped space so as to come into contact with the inside of the stop pieces 32 and 33 on both sides and stop. ing. Flappers 21 and 22
When the paper swings in the P1 direction,
And 22 and are conveyed as they are, and the flapper 21
When 22 and 22 are swung in the P2 direction, the leading end of the paper sheet 1 comes into contact with the flappers 21 and 22, and the conveyance path is switched downward.

【0012】ステッピングモータ10のステータの歯は
歯材133、134及び136、137が形成してお
り、各歯材の歯数は本例では12個となっている。従っ
て、全体では12×4=48個の歯を有しており、36
0゜÷48=7.5゜で1ステップが7.5゜となって
いる。歯の位置関係とA相、*A相、B相、*B相との
励磁関係を展開して開示すると、図4のようになる。図
4(A)はA相及びB相に電流を流した場合であり、同
図(B)はB相及び*A相に電流を流した場合であり、
同図(C)は*A相及び*B相に電流を流した場合であ
り、同図(D)は*A相及び*B相に電流を流した場合
である。
The teeth of the stator of the stepping motor 10 are formed by tooth materials 133, 134 and 136, 137, and the number of teeth of each tooth material is 12 in this example. Therefore, it has 12 × 4 = 48 teeth as a whole,
At 0 ° ÷ 48 = 7.5 °, one step is 7.5 °. FIG. 4 is a developed view of the positional relationship of the teeth and the excitation relationship between the A phase, the * A phase, the B phase, and the * B phase. FIG. 4 (A) shows the case where currents are applied to the A phase and B phase, and FIG. 4 (B) shows the case where currents are applied to the B phase and * A phase.
The figure (C) shows the case where a current is passed through the * A phase and the * B phase, and the figure (D) shows the case where a current is passed through the * A phase and the * B phase.

【0013】図5はステッピングモータ10を2相励磁
するための駆動回路を示しており、デコーダ50(74
HC139)へ入力される信号ENは、ステッピングモ
ータ10の励磁/非励磁を制御する駆動制御信号であ
り、アップダウンカウンタ51(74HC161A)へ
入力される信号RDは、回転方向を指示するための回転
方向信号であり、「H」にしてアップを指定することに
よりステッピングモータ10はCW方向に回転し、
「L」にしてダウンを指定することによりCCW方向に
回転する。また、信号CKはステップ発生用のクロック
であり、クロックCKの入力に同期してステッピングモ
ータ10は回転し、リセット信号RSの立ち下がりに同
期して入力“A,B,C,D”で設定された初期値を出
力“QA,QB,QC,QD”に出力する。デコーダ5
0は入力“A,B”の組合せに応じて、“0,0”なら
出力YOが「L」を、“0,1”なら出力Y1が「L」
を、“1,0”なら出力Y2が「L」を、“1,1”な
ら出力Y3が「L」をそれぞれ出力する。負論理のOR
回路52は、4個のうち2個が「L」になるようにして
2相励磁を行ない、PNPタイプのトランジスタ53に
入力される。トランジスタ53は「L」の入力があると
きに電流を出力し、PNPタイプのトランジスタ54を
ONする。トランジスタ54がONすることによってス
テッピングモータ10の該当相が励磁される。A相及び
B相を励磁すると図6に示す停止位置(図4(A)に対
応)となり、B相及び*A相を励磁すると図7に示すフ
リー位置(図4(B)に対応)となり、*A相及び*B
相を励磁すると同様に図8に示すフリー位置(図4
(C))となる。又、A相及び*B相を励磁すると図9
に示す停止位置(図4(D)に対応)となる。アップダ
ウンカウンタ51にはリセット信号RSが入力されるよ
うになっており、リセット信号RSが入力されると、カ
ウンタ51に初期値0がロードされて出力QA〜QDの
全てから0が出力され、A相及びB相が励磁される。
FIG. 5 shows a drive circuit for exciting the stepping motor 10 in two phases. The decoder 50 (74)
The signal EN input to the HC 139) is a drive control signal for controlling the excitation / non-excitation of the stepping motor 10, and the signal RD input to the up / down counter 51 (74HC161A) is a rotation for instructing the rotation direction. It is a direction signal, and when the stepping motor 10 is set to "H" to specify up, the stepping motor 10 rotates in the CW direction,
Rotate in the CCW direction by setting to "L" and designating down. Further, the signal CK is a clock for step generation, the stepping motor 10 rotates in synchronization with the input of the clock CK, and is set by the input "A, B, C, D" in synchronization with the falling edge of the reset signal RS. The determined initial values are output to the outputs "QA, QB, QC, QD". Decoder 5
Depending on the combination of inputs "A, B", 0 is "L" for output YO if "0, 0", and "L" for output Y1 if "0, 1".
If "1,0", the output Y2 outputs "L", and if "1,1", the output Y3 outputs "L". Negative logic OR
The circuit 52 performs two-phase excitation so that two of the four circuits are “L” and is input to the PNP type transistor 53. The transistor 53 outputs a current when there is an “L” input, and turns on the PNP type transistor 54. When the transistor 54 is turned on, the corresponding phase of the stepping motor 10 is excited. When the A and B phases are excited, the stop position shown in FIG. 6 (corresponding to FIG. 4 (A)) is reached, and when the B phase and * A phase are excited, the free position shown in FIG. 7 (corresponding to FIG. 4 (B)) is obtained. , * A phase and * B
When the phases are excited, the free position shown in FIG.
(C)). Moreover, when the A phase and the * B phase are excited, FIG.
Is the stop position (corresponding to FIG. 4D). A reset signal RS is input to the up / down counter 51, and when the reset signal RS is input, the counter 51 is loaded with an initial value 0 and 0 is output from all the outputs QA to QD. Phases A and B are excited.

【0014】このような構成において、先ずフラッパ2
1及び22の移動回転範囲を、ステッピングモータ10
の2相励磁の基本相内に設定する。本実施例では7.5
゜/ステップを選んでおり、これによりフラッパ21及
び22の許容回転角を7.5゜×3=22.5゜に確保
している。フラッパ21及び22の移動可能範囲に励磁
される相の組合せで、A−B相励磁、*A−B相励磁、
*A−*B相励磁、A−*B相励磁のうちのいずれかが
2個以上存在すると、ロータ11の安定位置が2ケ所存
在するので、特定し続けることができない。図11は、
ロータ及びステータのN極とS極とが引き合い、第2の
安定位置になることを示している。
In such a structure, first the flapper 2
The moving rotation range of 1 and 22 is set to the stepping motor 10
Set within the basic phase of 2-phase excitation. In this embodiment, 7.5
.Degree. / Step is selected, whereby the allowable rotation angle of the flappers 21 and 22 is secured at 7.5.degree..times.3 = 22.5.degree .. The combination of phases excited in the movable range of the flappers 21 and 22 is AB phase excitation, * AB phase excitation,
If two or more of * A- * B phase excitation and A- * B phase excitation exist, two stable positions of the rotor 11 exist, and therefore, the identification cannot be continued. FIG. 11 shows
It shows that the north and south poles of the rotor and the stator are attracted to each other, and the second stable position is reached.

【0015】最初に、図6に示すような初期位置の設定
を電源投入後に行なう。即ち、励磁相の歯の極性によっ
て決まるロータ11の位置とフラッパ21,22の位置
とを合わせる。電源投入時には、どの励磁位置にロータ
11の軸位置があるか判らないので、この励磁位置にロ
ータ11の軸位置が来るようにする。この場合、無条件
にCCW方向(負方向)に、クロックCKを入力して4
パルスを送る(図10の時点t1〜t2参照)。これに
より、フラッパ21,22は左端(又は右端)に引き寄
せられて停止する。このようにロータ11がストッパで
固定され、図12(A)の(a),(b),(c),
(d)の励磁状態となる。尚、図12(A)の(a)〜
(d)は初期位置を考慮せず、パルスを無条件に送った
ときのステータ側の励磁相を示している。この段階で励
磁相も左端に来ているという保証はないが、(b)は1
相分ずれた位置に相互に引き合う磁極が存在しているの
で、駆動回路側でリセット信号RSを入力して励磁相を
リセットし、ロータ11の磁極の位置にステータ側の励
磁相が来るように合わせる(図10の時点t2)。この
時にロータ11は正規の角度に固定され、フラッパは始
点にある図12(A)の(e)の状態となる。
First, the initial position as shown in FIG. 6 is set after the power is turned on. That is, the positions of the rotor 11 and the positions of the flappers 21, 22 determined by the polarities of the excitation phase teeth are matched. When the power is turned on, it is not known at which exciting position the axial position of the rotor 11 is located. Therefore, the axial position of the rotor 11 is set to this exciting position. In this case, unconditionally input the clock CK in the CCW direction (negative direction)
A pulse is sent (see time points t1 to t2 in FIG. 10). As a result, the flappers 21, 22 are pulled toward the left end (or the right end) and stop. In this way, the rotor 11 is fixed by the stopper, and (a), (b), (c) of FIG.
(D) is in the excited state. In addition, (a) of FIG.
(D) shows the excitation phase on the stator side when a pulse is sent unconditionally without considering the initial position. At this stage, there is no guarantee that the excitation phase is also at the left end, but (b) is 1
Since the magnetic poles attracting each other exist at the positions shifted by the phase, the reset signal RS is input on the drive circuit side to reset the excitation phase so that the excitation phase on the stator side comes to the magnetic pole position of the rotor 11. Matching (time point t2 in FIG. 10). At this time, the rotor 11 is fixed at a regular angle, and the flapper is in the state of (e) in FIG. 12A at the starting point.

【0016】次に、CW方向(正方向)の回転方向信号
RDを入力すると共に、クロックCKのパルスを3パル
ス送ると(図10の時点t2〜t3を参照)、3パルス
分だけロータ11が回動して位置と励磁相が合致して、
以後入力パルスに同期して移動し始める。以後は許容移
動範囲内を逸脱しないようにクロックCKのパルス数と
回転方向信号RDの方向を制御する。この3パルスを送
出後、ロータ11の歯の位置は許容移動範囲のCW方向
端になっている。この状態で各相を通電したままでステ
ッピングモータ10の励磁相を固定し、搬送されて来る
紙葉類の通路切換を行なう。通路を切換える際にはCC
W方向の回転方向信号RDを入力し、クロックCKを3
パルス送ることによりCCW方向端にロータ11が回転
した位置が来る。
Next, when the rotation direction signal RD in the CW direction (forward direction) is input and three pulses of the clock CK are sent (see time points t2 to t3 in FIG. 10), the rotor 11 is moved by three pulses. Turn to match the position and excitation phase,
After that, it starts moving in synchronization with the input pulse. After that, the number of pulses of the clock CK and the direction of the rotation direction signal RD are controlled so as not to deviate from the allowable movement range. After sending these three pulses, the position of the teeth of the rotor 11 is at the end of the allowable movement range in the CW direction. In this state, the excitation phase of the stepping motor 10 is fixed with each phase being energized, and the path of the conveyed paper sheet is switched. CC when switching passages
Input the rotation direction signal RD in the W direction and set the clock CK to 3
By sending the pulse, the position where the rotor 11 is rotated comes to the end in the CCW direction.

【0017】図11のようにストッパがあって、A−B
相、*A−B相、*A−*B相、A−*B相の1組分の
励磁相しか励磁範囲を持たせず、フラッパの回転範囲を
制限している。外乱によりフラッパが内側に移動しよう
としても、ロータが安定な磁路を求めようとする。図1
1のステータ側の励磁は図6と同じとなって初期相を示
している。通常はロータの位置を図11の波線で示され
る位置が最安定点であるが、無理矢理実線で示す位置に
持ってきても、図に示すようにNとSの半分の磁極が引
き合い第2の安定点があることを示している。この第2
の安定点を除く位置にフラッパがある場合には、図の点
線に示す最安定位置に戻るように作用する。
There is a stopper as shown in FIG.
Only one set of excitation phases of phase, * A-B phase, * A- * B phase, and A- * B phase has an excitation range, and the flapper rotation range is limited. Even if the flapper tries to move inward due to disturbance, the rotor tries to find a stable magnetic path. Figure 1
The excitation on the stator side of No. 1 is the same as in FIG. 6 and shows the initial phase. Normally, the position indicated by the broken line in FIG. 11 is the most stable point of the rotor, but even if it is forcibly brought to the position indicated by the solid line, half the magnetic poles of N and S will attract each other as shown in the figure. It shows that there is a stable point. This second
If there is a flapper at a position other than the stable point of the above, it acts so as to return to the most stable position shown by the dotted line in the figure.

【0018】また、図12(A)は初期設定を行う様子
を示しており、無条件に4パルスを送り反時計回転させ
た時の固定子の励磁状態を(a),(c),(d)に示
し、回路をリセットした後の励磁状態を(e)に示して
いる。図12(B)は(A)の(b)の場合を説明する
図で、この場合には4パルス分固定子の磁界を反時計方
向に動かした後はフラッパがストッパにて止められるの
ではなく(波線で示す位置)、1ステップ分内側で安定
した磁気回路ができるので、実線の位置で停止している
ことを示している。(a),(b),(c),(d)の
位置にあっても駆動回路をリセットすることにより、図
12(A)の(c)の位置になるので、図で示される左
側にフラッパが安定して保持されることになる。
Further, FIG. 12 (A) shows a state in which initial setting is carried out, and (a), (c), ( In (d), the excited state after the circuit is reset is shown in (e). FIG. 12B is a diagram for explaining the case of (A) and (B). In this case, the flapper may be stopped by the stopper after the magnetic field of the stator is moved counterclockwise by four pulses. Without (a position indicated by a wavy line), a stable magnetic circuit can be formed inside by one step, so that the position is indicated by a solid line. By resetting the drive circuit even at the positions (a), (b), (c), and (d), the position becomes the position (c) in FIG. 12A. The flapper will be held stably.

【0019】尚、上述では永久磁石型ステッピングモー
タを2相励磁で駆動する例を説明したが、価格の点で多
少問題はあるものの複合型ステッピングモータでもほぼ
同様に適用できる。駆動方式に関しても、上述では2相
励磁方式を説明したが、1−2相励磁方式も適用可能で
ある。1−2相励磁方式によれば、ストッパ付近ではA
相又はB相が単独で励磁されるので、両端部、特に始点
の相合せ時が安定する利点がある。また、上述では通路
の切換にステッピングモータを利用しているが、小角度
を回転させるようなアクチュエータにも利用できること
は勿論である。
Although an example of driving the permanent magnet type stepping motor by two-phase excitation has been described above, the composite type stepping motor can be applied in a similar manner although there is some problem in terms of price. As for the drive system, the two-phase excitation system has been described above, but the 1-2-phase excitation system is also applicable. According to the 1-2 phase excitation method, A near the stopper
Since the phase or the B phase is excited independently, there is an advantage that the both ends, particularly, the starting point is stabilized. Further, although the stepping motor is used for switching the passage in the above description, it is needless to say that the stepping motor can also be used for an actuator that rotates a small angle.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のステッ
ピングモータを用いた通路切換方法によれば、ステッピ
ングモータによりフラッパを駆動するので、供給電源電
圧の変動があっても応答遅れが生じない。又、通路切換
範囲を4励磁相の1周期内に限定しているので、励磁相
によってそのフラッパの位置を特定することができ、位
置検出センサを省略することができる。よって、低価格
の通路切換装置を提供することができる。
As described above, according to the path switching method using the stepping motor of the present invention, since the flapper is driven by the stepping motor, there is no response delay even if the supply power voltage varies. . Further, since the passage switching range is limited to one cycle of four excitation phases, the position of the flapper can be specified by the excitation phase, and the position detection sensor can be omitted. Therefore, it is possible to provide a low-cost passage switching device.

【0021】従来のソレノイド式の通路切換装置と比較
して、クロックに応じた相移動の速さのみに依存して回
転し、応答速度が速く、パルスによりフラッパの回転位
置を制御するようにしているので、ソレノイドを利用し
た通路切換と違って、ストッパに当てて止めるのではな
いので、通路切換え時のストッパにぶつかるときに発生
するバウンドが発生せず高速に使用できる。
Compared with the conventional solenoid type path switching device, the rotation is dependent only on the speed of phase movement according to the clock, the response speed is fast, and the rotational position of the flapper is controlled by pulses. Therefore, unlike the passage switching using the solenoid, it does not stop by hitting the stopper, so it can be used at high speed without bouncing that occurs when hitting the stopper when switching the passage.

【0022】ステッピングモータは安価でコストダウン
でき、ステッピングモータのロータの安定点が切換範囲
内にあり、ステータの励磁により常に移動端に保持され
るので動作確認用のセンサが不要となる。
The stepping motor is inexpensive and can be manufactured at a low cost. The stable point of the rotor of the stepping motor is within the switching range, and it is always held at the moving end by the excitation of the stator, so that a sensor for confirming the operation is unnecessary.

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

【図1】本発明を適用した通路切換装置の一例を示す斜
視構造図である。
FIG. 1 is a perspective structural view showing an example of a passage switching device to which the present invention is applied.

【図2】各種ステッピングモータの構造例を示す結線図
である。
FIG. 2 is a connection diagram showing structural examples of various stepping motors.

【図3】永久磁石型ステッピングモータの構造例を示す
展開図である。
FIG. 3 is a development view showing a structural example of a permanent magnet type stepping motor.

【図4】ステータの2相励磁を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining two-phase excitation of a stator.

【図5】ステッピングモータの駆動回路の一例を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a drive circuit of a stepping motor.

【図6】ステッピングモータの動作を説明するための図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the stepping motor.

【図7】ステッピングモータの動作を説明するための図
である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the stepping motor.

【図8】ステッピングモータの動作を説明するための図
である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the stepping motor.

【図9】ステッピングモータの動作を説明するための図
である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the stepping motor.

【図10】ステッピングモータの動作例を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 10 is a time chart showing an operation example of a stepping motor.

【図11】N極とS極が引き合い第2の安定位置となる
様子を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a state in which the N pole and the S pole are attracted to each other and are in the second stable position.

【図12】ステッピングモータの動作を説明するための
図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the stepping motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 紙葉類 10 ステッピングモータ 20 回転軸 21、22 フラッパ 23 係合片 30 ストッパ 1 paper sheets 10 Stepping motor 20 rotation axis 21, 22 flapper 23 Engaging piece 30 stopper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65H 29/58 G07D 3/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B65H 29/58 G07D 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステッピングモータの駆動でフラッパを
回動させて紙葉類の通路を切換えるようになっており、
前記ステッピングモータのステータの励磁位置を回転方
向に移動させるように、複数種類の巻線を繰り返し励磁
するときの基本励磁相繰り返し単位の励磁相移動による
回転角度範囲内に両方向の回転終端が来るように1ステ
ップ毎のフラッパの回転角度を決定しておくと共に、始
点と定められた一端に前記フラッパが位置するように、
かつステッピングモータ駆動回路で駆動される励磁相で
ある初期相位置と、回転範囲外になる1ステップ隣の励
磁相位置との間に始点端側の第1ストッパを設け、前記
ステッピングモータ駆動回路が駆動パルスを入力したと
きの前記フラッパへの回転方向にあって、前記励磁相の
組合せが前記初期相と等しくなる隣の初期相の励磁位置
の内側に前記フラッパの他端側の第2ストッパを設け、
初期位置設定の場合に、前記始点方向に基本励磁相数の
パルスを送出して前記フラッパを前記始点と決められた
一端に移動せしめ、その後に前記ステッピングモータの
励磁相を初期相にするようにし、前記初期相を前記フラ
ッパの駆動開始位置として前記通路の切換えを行なうよ
うにしたことを特徴とするステッピングモータを用いた
通路切換方法。
1. A stepper motor is driven to rotate a flapper to switch the path of paper sheets,
In order to move the excitation position of the stator of the stepping motor in the rotation direction, when the plural kinds of windings are repeatedly excited, the rotation ends in both directions come within the rotation angle range by the excitation phase movement of the basic excitation phase repetition unit. The rotation angle of the flapper for each step is determined in advance, and the flapper is positioned at one end defined as the starting point.
Further, a first stopper on the starting point end side is provided between the initial phase position, which is the excitation phase driven by the stepping motor drive circuit, and the excitation phase position adjacent to one step outside the rotation range, and the stepping motor drive circuit is A second stopper on the other end side of the flapper is provided inside the excitation position of the adjacent initial phase in which the combination of the excitation phases is equal to the initial phase in the rotation direction to the flapper when a drive pulse is input. Provided,
In the case of setting the initial position, a pulse of the basic excitation phase number is sent in the direction of the starting point to move the flapper to one end determined as the starting point, and then the excitation phase of the stepping motor is set to the initial phase. A path switching method using a stepping motor, wherein the path is switched using the initial phase as a drive start position of the flapper.
【請求項2】 前記ステッピングモータが永久磁石型も
しくは複合型である請求項1に記載のステッピングモー
タを用いた通路切換方法。
2. The path switching method using a stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is a permanent magnet type or a composite type.
【請求項3】 前記ステッピングモータの駆動を2相励
磁方式又は1−2相励磁磁方式としている請求項1に記
載のステッピングモータを用いた通路切換方法。
3. A path switching method using a stepping motor according to claim 1, wherein the stepping motor is driven by a two-phase excitation method or a 1-2-phase excitation method.
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