JPH0231944A - ステッピングモータによる操作部材駆動装置 - Google Patents

ステッピングモータによる操作部材駆動装置

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JPH0231944A
JPH0231944A JP17962688A JP17962688A JPH0231944A JP H0231944 A JPH0231944 A JP H0231944A JP 17962688 A JP17962688 A JP 17962688A JP 17962688 A JP17962688 A JP 17962688A JP H0231944 A JPH0231944 A JP H0231944A
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JP
Japan
Prior art keywords
stepping motor
output shaft
controller
lever
spring
Prior art date
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Pending
Application number
JP17962688A
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English (en)
Inventor
Morio Oshina
大科 守雄
Mitsuo Sonoda
光夫 園田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けられ
、エンジン回転数等を制御するための操作部材を駆゛動
するのに好適に用いられるステッピングモータによる操
作部材駆動装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、油圧ショベル等の建設機械では、原動機として
用いるディーゼルエンジンのエンジン回転数をガバナに
よって制御しており、該ガバナはステッピングモータに
より操作レバー等の操作部材を駆動することによって操
作される。
そこで、第5図ないし第8図にこの種の従来技術による
操作部材駆動装置を示す。
図において、■はステッピングモータ、2は言亥ステフ
ピングモータ1の回転を制御するコントローラを示し、
:亥コントローラ2はマイクロコンピュータ等によって
構成され、その入力側はステッピングモータlの回転角
や回転方向を指令する指令装置(図示せず)等と接続さ
れ、出力側はハーネス3を介してステッピングモータ1
等と接続されている。そして、該コントローラ2は前記
指令装置からの信号に基づきステッピングモータ1にパ
ルス信号を出力し、該モータ1の出力軸IAを適宜に正
、逆回転させるようになっている。
4はコントローラ2に給電を行う電源としてのには、例
えば油圧ショベルの原動機となるディーゼルエンジン(
図示せず)のスタートスイッチ6が設けられ、該スター
トスイッチ6をON、OFFすることによりコントロー
ラ2は給電、停止される。
7はステッピングモータ1の出力軸IAに固着され、該
出力軸IAによって駆動される駆動レバ、8は該駆動レ
バー7にリンク9を介して連結された操作部材としての
操作レバーを示し、該操作レバー8は支軸10によって
回動可能に支持され、ステッピングモータ1により駆動
レバー7、リンク9を介して矢示A、B方向に適宜に回
動されるようになっている。IIA、IIBは操作レバ
ー8の回動角を規制するストッパを示し、該ストッパI
IA、IIBは矢示A、B方向に回動される操作レバー
8と当接することによって、該操作レバー8の回動範囲
を所定の角度範囲内に規制するようになっている。
12は前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数を制御
するガバナを示し、該ガバナ12は制御ロッド12Aを
有し、該制御ロッド12Aの先端はジヨイント13を介
して操作レバー8の下端側に連結されている。そして、
該ガバナ12は操作レバー8の矢示A、B方向の回動に
より制御ロッド12Aを変位させることによってエンジ
ン回転数を制御し、このエンジン回転数は操作レバー8
がストッパIIBに当接したとき(初期位置)に最小(
アイドル)回転数となり、ストッパIIAに当接したと
きに最高(フル)回転数となる。さらに、14はエンジ
ン側の固定部15と操作レバー8との間に張設された付
勢部材としてのばねを示し、該ばね14は操作レバー8
を矢示B方向に常時付勢し、該操作レバー8をストッパ
IIBに当接する初期位置へと自動的に復帰させるよう
になっている。
このように構成される従来技術では、まずエンジンのス
タートスイッチ6をONしてコントローラ2に給電を行
い、エンジンを起動すると、コントローラ2は指令装置
からの信号に基づきステッピングモータ1にパルス信号
を出力し、該ステッピングモータ1は出力軸IAにより
駆動レバー7、リンク9を介して操作レバー8を矢示A
、B方向に回動し、ガバナ12の制御ロッド12Aを摺
動変位させることによりエンジン回転数を制御する。
そして、スタートスイッチ6をOFF してエンジンを
停止させたときには、操作レバー8を矢示B方向に付勢
しているばね14が該操作レバー8をストッパ11Bに
当接する位置まで引戻し、初期位置に自動復帰させる。
即ち、コントローラ2はステッピングモータ1にパルス
信号を出力することにより、操作レバー8を矢示A、B
方向に回動させ、ガバナ12によるエンジン回転数の制
御を行うようにしているものの、スタートスイッチ6を
ONL、たときに操作レバー8の位置を予め一定に確保
しておかない限り、その後の制御が不可能となる。そこ
で、スタートスイッチ6をOFF してコントローラ2
への給電を停止したときには、ばね14により操作レバ
ー8をストッパIIBに当接する初期位置へと常に復帰
させることによって、スタートスイッチ6を再びONし
たときには、エンジンをアイドル(最小回転数)状態か
らスタートさせ、エンジン回転数の制御を確実に行いう
るようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述した従来技術では、支軸10を中心とし
て操作レバー8に作用するトルクは、まずステッピング
モータ1による駆動トルクをTaとし、スタートスイッ
チ6がOFFされたときにステッピングモータ1が内蔵
の永久磁石により出力軸IAの回転(操作レバー8の回
動)を止めようとするデイテントトルク(無励磁時保持
トルク)をTbとすると、ばね14によるトルクは操作
レバー8がストッパIIAに当接したときにトルクTA
となり、ストッパIIBに当接したときにトルクTll
となり、これらは、 Ta>TA>TH>Tb  −−(1)なる関係を満し
ておく必要がある。そして、ばね14によるトルクTA
、 T、はばね14の伸びに比例するから、トルクTa
、 T、 、 T、 、 Tbの特性は第7図に示すよ
うになり、トルクTA、 T、間の傾斜角θはばね14
のばね定数に対応している。
即ち従来技術では、コントローラ2への給電停止時に操
作レバー8をデイテントトルクTbに抗してばね14に
より初期位置に復帰させるべく、該ばね14によるトル
クTA、 TmをデイテントトルクTbよりも大きく、
かつ駆動トルクTaよりも小さくして、前記(1)式の
関係を満たすようにしているから、ばね14のばね定数
(傾斜角θに対応)を比較的小さくして、伸びの大きい
範囲でばね14を用いる必要があり、ばね14の種類等
が大きく制限される上に、ばね14の設置スペースが大
きくなるという欠点がある。
また、ステッピングモータ1の出力軸IAと駆動レバー
7との間等に減速機等を介在させた場合には、減速機等
により駆動トルクTaおよびデイテントトルクTbは機
械的な損失を伴うようになるため、このときに、操作レ
バー8に作用する駆動トルクTa’およびデイテントト
ルクTb’は第8図中に例示する特性となり、ばね14
のばね定数(傾斜角θ′に対応)はさらに小さく、伸び
はさらに大きな範囲で使用することが要求され、実際上
では設計が困難となることがあるという欠点がある。
本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は操作部材に作用するデイテントトルクを実質
的に零にして無効化することができ、付勢部材としての
ばね等のばね定数を大きくでき、設置スペース等を小さ
くできるようにしたステッピングモータによる操作部材
駆動装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、ステッピングモータの出力軸と操作部材との間
に該ステッピングモータの回転を操作部材に伝達、解除
する電磁クラッチを設け、該電磁クラッチはコントロー
ラへの給電、停止と同期して励磁、消磁する構成とした
ことにある。
〔作用〕
上記構成により、コントローラへの給電停止時に電磁ク
ラッチを消磁させて、ステッピングモータの出力軸と操
作部材との間の回転伝達を自動的とができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図ないし第4図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第5図、第6図に
示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。
而して、第1図および第2図は本発明の第1の実施例を
示している。
図中、21はステッピングモータlの出力軸IAと操作
レバー8との間に位置して、出力軸IAと駆動レバー7
との間に設けられた電磁クラッチを示し、該クラッチ2
1は、駆動レバー7が一体的に固着された回転軸22A
を有し、磁性材料によって円板状に形成されたクラッチ
本体22と、該クラッチ本体22の回転軸22A周囲に
巻回され、該クラッチ本体22を励磁、消磁する電磁コ
イル23と、出力軸IAの先端側に軸方向に摺動可能に
スプライン結合され、該コイル23によりクラッチ本体
22が励磁されたときに該クラッチ本体22側に磁着さ
れ、消磁されたときにばね(図示せず)によってクラッ
チ本体22から離間する円板状の可動接片24とから大
略構成されている。
ここで、該クラッチ21の電磁コイル23はリード線2
5A、25Bを介してコントローラ2とバッテリ4との
間の配線5A、5Bに並列接続され、スタートスイッチ
6がON、OFFされると、電磁コイル23は給電、停
止され、これに同期してクラッチ本体22は励磁、消磁
される。そして、該クラッチ本体22は励磁されると、
可動接片24を磁着して出力軸IAからの回転を回転軸
22Aを介して駆動レバー7および操作レバー8へと伝
達し、消磁されたときには可動接片24を離間させて前
記回転伝達を解除し、駆動レバー7や操作レバー8を出
力軸IAに対してフリーに回動させるようになっている
本実施例は上述の如き構成を有するもので、その基本的
作動については従来技術によるものと格別差異はない。
、然るに本実施例では、ステッピングモータ1の出力軸
IAと駆動レバー7との間に電磁クラッチ21を設け、
該クラッチ21をスタートスイッチ6のON、OFFに
同期させて励磁、消磁させる構成としたから、スタート
スイッチ6をOFF してコントローラ2への給電を停
止したときには、駆動レバー7や操作レバー8をクラッ
チ本体22の回転軸22Aと共に出力軸IAに対してフ
リーに回転させることができ、ステッピングモータ1か
らのデイテントトルクが操作レバー8に作用するのを確
実に防止でき、該操作レバー8のデイテントトルクTb
等を実質的に零として、無効化することができる。
従って、ばね14によるトルクT^+Tlを第2図中に
例示するように、駆動トルクTaよりも小さい2範囲で
あれば、任意に選定することが可能となりばね14のば
ね定数(傾斜角θに対応)を比較的大きくすることがで
きる上に、操作レバー8がストッパ11Bに当接して初
期位置に復帰したときの初期たわみ量(伸び)lを第2
図に示す如く小さくでき、ばね14を伸びの小さな領域
で有効に使用でき、該ばね14の設置スペースを従来技
術のものと比較して大幅に小さくすることができる。
また、ステッピングモータ1の出力軸IAと電磁クラッ
チ21との間に減速機等を介在させたとし7ても、これ
らの機械的な損失、例えば摩擦トルク等の影響を電磁ク
ラッチ21によって無効化できるから、ばね14のばね
定数等を従来技術の場合に比較して大きくでき、減速機
の使用が可能となり、設置スペースも同様に小さくでき
る等、種種の効果を奏する。
次に、第3図および第4図は本発明の第29の実施例を
示し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに
、本実施例の特徴は駆動レバー等を廃止し、クラッチ本
体22の出力軸22Aに操作部材としての操作レバー3
1を直接的に固着し、該操作レバー31をステッピング
モータ1により電磁クラッチ21を介して矢示A、B方
向に回動させるようにしたことにある。
ここで、該操作レバー31は従来技術とほぼ同様にジヨ
イント13を介してガバナ12の制御ロッド12Aと連
結され、ストッパIIA、IIB間で矢示A、B方向に
回動される。そして、操作レバー31とエンジン側の固
定部15との間にばばね14が張設され、スタートスイ
ッチ6がOFFされたときには操作レバー31をストッ
パ11Bと当接する初期位置まで自動復帰させるように
なっている。
かくして、このように構成される本実施例でも前記第1
の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、
特に本実施例では第1の実施例で用いた駆動レバー7や
リンク9等を省略でき、機械的な損失等をさらに小さく
できる。
なお、前記各実施例では、操作レバー8(31)を回動
させることによりガバナ12を操作して、エンジン回転
数を制御する場合を例に挙げて説明したが、ガバナ12
に替えて、例えば方向切換弁を操作するようにしてもよ
く、この場合には操作レバー8(31)を初期位置に復
帰させたときに油圧回路内の流量を零に設定できるよう
にすればよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り、本発明によれば、ステッピングモー
タの出力軸と操作部材との間に電磁クラッチを設け、コ
ントローラへの給電停止時に電磁クラッチを消磁させる
構成としたから、付勢部材により操作レバーを初期位置
に復帰させるときに、該操作レバーにステッピングモー
タからのディテンl−)ルクが作用するのを無効化でき
、付勢部材のばね定数を大きくして、伸びの小さな領域
で使用でき、設置スペース等を小さくできる上に、減速
機が使用可能となる等、種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図は駆動装置の一部破断の全体図、第2図はトルク特
性線図、第3図および第4図は第2の実施例を示し、第
3図は駆動装置の一部破断の全体図、第4図は第3図の
右側面図、第5図ないし第8図は従来技術を示し、第5
図は駆動装置の一部破断の正面図、第6図は要部を断面
で示す第5図の左側面図、第7図はトルク特性線図、第
8図は第7図と異なるトルク特性線図である。 1・・・ステンピングモータ、IA・・・出力軸、2・
・・コントローラ、4・・・バッテリ、6・・・スター
トスイッチ、7・・・駆動レバー、8,31・・・操作
レバー(操作部材)、10・・・支軸、11A、11B
・・・ストッパ、12・・・ガバナ、14・・・ばね(
付勢部材)、21・・・電磁クラッチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ステッピングモータと、該ステッピングモータの回転
    を制御するコントローラと、前記ステッピングモータの
    出力軸によってー方向または他方向に回動される操作部
    材と、前記コントローラへの給電停止時に該操作部材を
    初期位置に復帰させるべく、該操作部材を常時他方向に
    付勢する付勢部材とからなるステッピングモータによる
    操作部材駆動装置において、前記ステッピングモータの
    出力軸と操作部材との間には該ステッピングモータの回
    転を操作部材に伝達、解除する電磁クラッチを設け、該
    電磁クラッチは前記コントローラへの給電、停止と同期
    して励磁、消磁する構成としたことを特徴とするステッ
    ピングモータによる操作部材駆動装置。
JP17962688A 1988-07-19 1988-07-19 ステッピングモータによる操作部材駆動装置 Pending JPH0231944A (ja)

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