JPH03112337A - リニア モーション モータのエンドストップ機構 - Google Patents

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、回動直進型のリニア　モーションモータのエ
ンドストップの構成に関するものである。

（従来の技術） 従来の技術について、添付図面第７図を参照して説明す
る。従来例のリニア　モーション　モータは次の様な構
成である。

磁石Ｍをその外周に設けたロータ２６の外側にコイル３
１を収納したステータ２５を配設する。

ロータ２６の中央部に二種類の貫通孔すなわち角状孔Ｓ
と円形孔りを穿設する。円形孔りには外周にねじ部２２
を設けた円筒状シャフト２３が、又角状孔Ｓには角状孔
Ｓと断面同一形状の角状回転伝達部２９が収納される。

角状回転伝達部２９のシャフト２３側に設けた端部２９
ａは、円筒形である。前記シャフト２３と回転伝達部２
９とは一体的に連結され、後述するようにロータ２６の
回転により回転伝達部２９も回転する。ステータ２５に
接してそれぞれ前方取付板２４、後方取付板３０を設け
る。前方取付板２４にはシャフト２３のねじ部２２が螺
合するねじ部Ｎを兼ねた軸受２１を設ける。符号２８は
シャフト２３を支承する軸受である。又後方取付板３０
には回転伝達部２９を回転自在に支承する軸受２７を装
着する。

ロータ２６を作動するのには、先ずコイル３１に通電し
、ステータ２５を励磁してロータ２６の磁石Ｍとの相互
作用によりロータ２６を回転させるものである。ロータ
２６の回転に伴って、回転伝達部２９と共にシャフト２
３が回転し、両部材２９．２３は回転しつつ矢印Ｒ又は
Ｌ方向へ直進移動が可能となる。この際シャフト２３の
ねじ部２２は軸受２１のナツト部Ｎと螺合しつつ所定方
向へのモータシャフト２３の直進運動を実現する。

ところが、シャフト２３が直進運動中に、回転伝達部円
形端部２９ａやシャフトねじ部２２の不完全ねじ部２２
ａの衝合や喰いつき現象が発生するおそれがあるので、
これを防止するためのエンドストップ機構としてシャフ
ト軸受２１の側面に突設したビン３２、後方固定板３０
に装着した断面り字状に加工した部材３３と、シャフト
２３０両端にそれぞれ設けた部材３４．３５上に前記ビ
ン３２、断面り字状部材３３の先端部と対面するように
突設したビン３６．３７とを設ける。

この様な構造になっているから、ロータ２６の回転に伴
いシャフト２３が回転伝達部２９と共に回転、直進運動
することにより例えば矢印Ｒ方向へ移動を継続した場合
、シャフト２３の回転伝達部２９の円筒形端部２９ａと
、ロータ２６の回転伝達部用角状孔Ｓの端部とが衝合す
る前に、軸受２１の端面に突設したビン３２とシャフト
２３に取りつけた保持板３４に突設したビン３６とが衝
突し、シャフト２３の直進運動は停止する。又シャフト
２３が回転直進運動により前記と反対方向へ移動を継続
した場合、シャフト２３のねじ部２２の不完全ねじ部２
２ａと軸受２１のねじ部Ｎとに喰いつきが発生する前に
、軸受２７端面に設けた断面り字状部材３３の端部とシ
ャフト２３に取りつけた保持板３５に突設したビン３７
とが衝合するので、シャフト２３の直進運動は停止する
。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前記従来例のエンドストップ機構には、下記
の様な問題点があった。

（１）ねじ機構を有するリニア　モーション　モータに
おいては、回転位置を定めるロータマグネットの着磁位
置、ロータ上のストッパ位置、さらにロータ軸上のねじ
のリード位置及び固定板側ねじのリード位置等の相互位
置を考慮に入れて、それぞれの停止位置を決定するもの
であり前記位置に関係する部材には、加工上バラ付が管
理のしにくいねじ加工や着磁工程等が含まれており、精
度の高いエンドストップ機構を得るために種々の調整工
程を実施しなければならないので煩雑である。

（２）シャフトや回転伝達部の端部に保持板を設けであ
るから、ロータ回転作業中、作業者はこれらに接触しな
いように特別の注意を払わねばならず、又保持板の装着
によりモータのロータ慣性が増すこととなり、モータ特
性が影響を受ける。更にシャフト軸受や取付板にストッ
パ用突起部を設けるために構造が複雑になると共に広い
稼動スペースを必要とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記の問題点を解決すべく、停止リングを固
定板側に配設し、ロータ端部に一体に凸起部を設け、こ
の凸起部の当接位置を組立後調整して、ロータの停止位
置の微調整を可能とした構成が簡単にして且つ高精度の
エンドストップ機構を提供する。

更に詳説すれば、本発明のリニア　モーションモータに
おいては、回転直進するロータの一端又は両端部に稼動
ストッパである凸起部を設け、この凸起部と当接する凸
部を具えた停止リングを、ロータ直進作動終点部に設け
、停止リングを調整してロータの適宜な停止位置を設定
することを特徴としたストップ機構を有するものである
。又停止リングを弾性力により弾性的に係着する構成を
具えている。

（作　用） 本発明によれば、停止リングは位置設定時には回動自在
であり、ロータの直進停止位置により、ロータ側稼動ス
トッパ位置がどこにあっても、固定ストッパである停止
リング位置を前記ロータ側稼動ストッパ位置に合せ調整
することができるから、正確なエンドストップが形成さ
れる。

又、位置設定後には、接着や別部材により固定すること
が容易である。

又停止リングには、ロータの回転力が掛かるので、衝撃
を含んでロータ回転力よりも充分大きな摩擦トルクを発
生する様構成された弾性部材等のバネ圧で、停止リング
を半固定にすることができるので、調整後に更に停止リ
ングを固定することが不要となる。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図、第２図において、ロータにはロータ軸１とその
外周に設けたロータマグネット８よりなる。又ステータ
５内にコイル６を収納する。ステータ５の一端部に固定
板２、他端部に固定板３を装着する。固定板３のほぼ中
央にロータ軸１の外周端部に設けたおねじ部１ａが螺合
するめねじ部４を設ける。又固定板２の中央にロータ軸
１を回転自在に支承する軸受７を配設する。前記固定板
２．３及びステータ５で構成する空洞内にロータ軸１と
ロータマグネット８よりなるロータＫを回動自在に収納
する。

前記のように、ロータ軸１の端部外周には、おねじ部１
ａが設けられ、めねじ部４と螺合自在である。又ロータ
軸ｌの他端部を円筒軸１ｂに形成し、この円筒軸１ｂは
軸受７に支承される。又円筒軸１ｂの先端部にはポール
９が収納され、図示しないが、モータ負荷と回転自在に
点接触で連結される。又ロータ軸１の外周に装着したロ
ータマグネット８は稼動距離により、必要な長さに設定
されている。

このモータを作動するには、コイル６に通電することに
より、ステータ５を励磁して、ロータマグネット８の磁
極との相互作用により、ロータＫに回転力が発生し、こ
の回転力はねじ機構１ａ。

４により直進運動に変換され、ロータには回動直進する
。

ここで、ねじ機構を右ねじに設定すれば、ロータにの反
時計方向の回転により第１図に向って右方向すなわち負
荷方向に前進し、又ロータの時計方向の回転により、逆
の方向へ後進するいわゆるリニア　モーションとなる。

又ロータにの直進移動距離は、固定板３．２及びロータ
マグネット８、ねじ部１ａ等の長さの設定により、伸縮
自在に変更することができる。

次に本発明のストッパの構成について説明する第１図に
おいて、ロータにの両端に稼動ストッパである凸起部１
０ａ、１０ａを形成し、ロータには前記凸起部１０ａ、
１０ａと共に水平に直進動作をするものである。いま仮
に回転又は稼動ストッパである凸起部１０ａ、１０ａが
無ければ、ロータには直接固定板２．３に当接し、停止
することとなる。この時ねじ部１ａ、４と固定板３゜２
とロータ端部との間において、第４図及び以下に示す式
の如く、ロータにの回転力Ｔによりねじ部４に発生する
直進力Ｗがロータ端部に作用し、噛み込み状態となり、
逆方向回転による脱出トルクＴｏがφ）α、ｒ２：＞ｒ
ｌ　の条件下においてはＴｏ＞Ｔとなり、モータの発生
トルクが正逆一定とすれば、自刃で脱出できない。ここ
で、ロータの回転力を接線方向に直交方向で係止すれば
、ねじ部の推進力が、ロータ回転力に作用することなく
、係止することがきる。この関係を第４図との関連にお
いて、以下の式で表示する。すなわち１、ねじの推力　
Ｗ＝Ｆ／ｌａｎ　　（φ＋α）＝Ｔ／ｒｌ　ｔａｎ　　
（φ＋α） 上式において、φ：摩擦角、α：リード角、Ｔ：ロータ
回転力 ２、戻しトルク Ｔｏ　＝　ｒｌ　ｐ−Ｗ＋　ｒ＋　Ｗｔａｎ（φ−α）
３、条件 −１）ねじの自止まり　φ〉α ２）ｒｌ＞ｒｌ 上記設計条件下では、−射的にＴｏ＞Ｔとなる。

そこで、ロータマグネット８の端部にそれぞれ凸起部１
０ａ、１０ａを設けこれらに対応して、固定板２，３の
内側の円周上に係止爪１１ａ。

１１ａを突設しそれらの外周部に後述するように係止爪
１１ａ、ｌｌａを回転調整する為のセレーションｌｌｂ
、ｌｌｂを設けて、停止リング１１を形成する。停止リ
ング１１はステータ５と固定板２．３との間で回動自在
に配設される。前記凸起部１０ａは稼動ストッパを、前
記停止りング１１は固定ストッパの役割をなすものであ
る。固定板２゜３には切欠部２ａ、３ａを設け、組立後
外部から停止リング１１を回動じて後述のように停止位
置を調整するために使用する。

第５図に示す如く、回転しながら直進する部材の停止機
構では、図示■のように、１回転前の固定ストッパ１１
と稼動ストッパ１０ａの当りが生じてはならないこと、
又図示■のように、停止位置において、最小必要限の噛
み合いがなければならないこと等の条件が必要であり、
回転面でのストッパ１０ａ及び１１の角度の和で使用不
可領域となり、この領域では前述の噛み込みが発生する
。

本発明においては、固定ストッパ１１のセレーションｌ
ｌｂが円方向に回転自在であり、所望の位置にロータ軸
ｌを設定し、これに稼動ストッパ１０ａを設け、固定ス
トッパ１１をロータ軸の進み回転方向と逆方向に回動し
て稼動ス）−／パ１０ａと接触した位置に設定し、接着
手段により固定ストッパ（停止リング）１１を固定板に
固定すれば第５図に図示の理想設定値■に固定ストッパ
１１を設定することができる。

第６図は、停止リング１１の半固定係着構成を示すもの
で、停止リング１１と固定板２の間にＯリング１２を介
装して、Ｏリング１２の反発力により停止リング１１を
半固定状態に配設するものである。

次に第３図で図示のように、固定板２．３に工具案内孔
２ｂ、３ｂを設けて停止リングの係止爪１１ａの外周部
に設けたセレーションｌｌｂに噛合するビニオン１４ｂ
と前記案内孔２ｂ　、３ｂに係合するピン１４ａを具え
た調整用工具１４を用いて、停止リング１１を調整すれ
ば、停止リング１１の回動が容易に自動調整可能となる
。

（発明の効果） 本発明によれば、構造が簡単で噛み込みのない且つ効率
のよいリニア　モーシゴン　モータノニントストップ機
構を得ることができる。

又停止リング外周部にセレーションを形成針ることによ
り、工具等により外部より調整容易であると共に停止リ
ングを弾性体の弾性力を利用して、半固定状態に係着で
きるので、調整後の停止リング固定の必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明に係るリニア　モーション　
モータのエンドストップ機構の一実施例で、第１図はリ
ニア　モーション　モータの一部断面で示した側面図。 第２図は、第１図のＩＩ　−ＩＩの線に沿った断面図。 第３図は調整用工具の路線側面図。 第４図は、ストッパなしの場合の噛み込み状態を示す路
線図。 第５図は、ストッパの相対位置関係を示す路線状態図。 第６図は固定ストッパの係着を示す一部断面図。 第７図（Ａ）は従来例のリニア　モーションモータの断
面図、同（Ｂ）は同（Ａ）のＢ−Ｈの線に沿った断面図
、同（Ｃ）は同（Ａ）のＣ−Ｃの線に沿った断面図。 Ｋ・・・ロータ、１・・・ロータ軸、２，３・・・固定
板２ａ、３ａ・・・切欠部、２ｂ　、３ｂ・・・案内孔
、４・・・めねじ部、５・・・ステータ、６・・・コイ
ル、７・・・軸受、８・・・ロータマグネット、９・・
・ポール１０ａ・・・凸起部（稼動ストッパ）、１１・
・・停止リング（固定ストッパ）、ｌｌａ・・・係止爪
、ｔｔｂ・・・セレーション（歯車）、１２・・・Ｏリ
ング、１４・・・調整用工具、１４ａ・・・ビン、１４
ｂ・・・ピニオン。 出　　願　　人　コパル電子株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータの回転運動をロータと一体に形成したロータ
   軸に設けたねじ部と固定板に設けたねじ部との螺合によ
   り、直進運動に変換するリニアモーションモータにおい
   て、回転直進するロータの一端又は両端部に凸起部を設
   け、この凸起部と当接する凸部を具えた停止リングを、
   ロータ直進作動終点部に設け、停止リングを調整してロ
   ータの適宜な停止位置を設定することを特徴としたリニ
   アモーションモータのエンドストップ機構。 ２、前記停止リングの外周部にセレーションを設け、固
   定板に前記セレーションに噛合可能なピニオンを具えた
   工具を挿入可能な切欠部を設け、停止リングを前記ピニ
   オンにより調整できる様に構成した請求項１記載のリニ
   アモーションモータのエンドストップ機構。３、前記停
   止リングと固定板とを弾性部材によりロータの回転力よ
   りも大きな摩擦力で半固定したことを特徴とする請求項
   １記載のリニアモーションモータのエンドストップ機構
   。 ４、調整工具のピニオンのピンが挿入可能な案内孔を固
   定板に穿設した請求項２記載のリニアモーションモータ
   のエンドストップ機構。