JPH10248212A - モータアクチュエーター - Google Patents

モータアクチュエーター

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Publication number
JPH10248212A
JPH10248212A JP9062225A JP6222597A JPH10248212A JP H10248212 A JPH10248212 A JP H10248212A JP 9062225 A JP9062225 A JP 9062225A JP 6222597 A JP6222597 A JP 6222597A JP H10248212 A JPH10248212 A JP H10248212A
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JP
Japan
Prior art keywords
hall
motor actuator
output shaft
magnet
shaped magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP9062225A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Takeshita
浩二 竹下
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Canon Inc
Canon Precision Inc
Original Assignee
Canon Inc
Canon Precision Inc
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Publication date
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Publication of JPH10248212A publication Critical patent/JPH10248212A/ja
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  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータアクチュエーターを方向弁の切り換え
に用いる場合に、出力軸を正確に停止位置に止めると共
に、出力軸の位置検出素子の数を削減する。 【構成】 モータアクチュエーターの構成として、モー
タと、モータの回転によって回転させられる出力軸と、
出力軸に関して固定された円弧形状の着磁部分を持つリ
ング形状のマグネットまたは円弧形状のマグネットと、
マグネットの回転方向の先端部または後端部を検出して
ONまたはOFFの信号を出力する検出素子とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータアクチュエータ
ーに関し、特に、多方向ボール弁の球形の弁体であるボ
ール弁を駆動するためのモータアクチュエーターに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】球形の弁体を用いたボール弁に関し、特
にある流体系を複数の流体形に交互に切り替えて連続す
る場合に用いる多方向ボール弁を駆動させるためのモー
タアクチュエーターは、断面図である図1に示すような
構造となっており、また、分解断面図である図2にモー
タアクチュエーターの構成部品を示す。図1、図2から
わかるように、このモータアクチュエーター20は、上
部ケース13と下部ケース14との間に配置された符号
1〜12、15で示す主要構成部品からなる。
【0003】このモータアクチュエーター20では、モ
ータ1にDC12Vを印加することにより、モータ1の
軸1aに圧入されているウォームギヤ2が回転し、ウォ
ームギヤ2の回転は、上部ケース13と下部ケース14
との間に支持された軸10に回転可能に支持されたヘリ
カルギヤ3に伝達される。ヘリカルギヤ3の回転は、上
部ケース13と下部ケース14との間に支持された軸1
1に回転可能に支持されたギヤ4に伝達され、次に、ヘ
リカルギヤ3の上方で軸10に回転可能に支持されたギ
ヤ5に伝達され、ギヤ5の回転は、ギヤ4の上方で軸1
1に回転可能に支持されたギヤ6に伝達され、最後に、
ギヤ6の回転は、モータ1のケースの上部に配置された
軸受12と上部ケース13に形成された軸受部13cの
間で回転可能に配置された出力ギヤ7に伝達される。即
ち、モータ1の軸1aの回転は、順次減速されながら、
ウォームギヤ2、ヘリカルギヤ3、ギヤ4、ギヤ5、ギ
ヤ6、出力ギヤ7へと伝達される。なお、図中、符号1
3a、13bと符号14a、14bは、それぞれ、軸1
0、軸11を支持する上部ケース13と14の軸受部を
示す。また、符号8は出力ギヤに取付けられたマグネッ
トを示し、符号9はホールIC(ホール素子)を示し、
符号15はホールICが配置されたプリント基板を示
す。
【0004】モータアクチュエーター20は図3が示す
ように多方向ボール弁30(この図では三方向弁が示さ
れている)に取り付けられており、モータアクチューエ
ーター20の出力ギヤ7に取付けられた出力軸7aが回
転することによりボール弁30の弁体であるボール21
が回転し、流体系の切り替えが、例えば、この場合Aか
らBへ連通していたものがAからCへの連通に切り替え
られる。この時に、弁体であるボールが流体の切り替え
がされる位置へと回転し、停止しなければならない。そ
のためには、弁体であるボール21を回転させるモータ
アクチュエーター20の出力軸7a、したがって、出力
ギヤ7が正確な位置で停止できる機構を持っていなけれ
ばならない。
【0005】従来の方法では、出力ギヤ7に、図4に示
すように、ピン形状のマグネット8を取り付け、出力ギ
ヤ7が回転し停止位置にきたところで、マグネット8と
対向してプリント基板15に配置したホールIC9がく
るようにホールIC9を配置しておくことによって、ホ
ールICが出力したところが停止位置となり、ホールI
Cの出力を検出すると同時にモータの回転を止め、出力
軸を確実に停止させる方法でボール弁を停止させてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】多方向弁で、流体の出
入口の数で三方向弁、四方向弁等と呼ばれているが、こ
こで流体の出入口が4つ以上の多方向弁が弁体の球形の
ボール弁を持つ多方向ボール弁の場合、球体のボールが
1回転する間に流体を順次切り替えるためには3回以上
停止しなければならない。この多方向ボール弁を駆動さ
せるモータアクチュエーターの場合、弁体のボールを駆
動させる出力軸が1回転する間に3回以上の停止が必要
となる。しかしながら、現在モータアクチュエーターの
出力軸の停止方法としては、ピン形状のマグネットを使
用したホールICのマグネット検出機構で行っているた
め、ボール弁の流体の切り替えの数だけホールICが必
要となる。そのため、流体を切り替える角度が近い場
合、ホールICを並べて配置することになる。ホールI
C同志が近い場合、2つのホールICが同時にマグネッ
トを検知してON信号を出力してしまい、出力軸の位置
がハッキリしないとか、マグネットを同時に検知するこ
とはなくても1つのホールICがOFFしてから次のホ
ールICがONするまでの出力軸の回転角度が狭く、ボ
ール弁の球体のボールの回転角度が不十分で流量不足が
起こったりする欠点があった。
【0007】したがって、本発明の目的は、前述の課題
を解決するために、リング形状のマグネットを用いてマ
グネットの着磁パターンを変えることによって(また
は、円弧形状のマグネットを用い、円弧角度を選ぶこと
によって)、多種類の出力位置検出パターンに対応で
き、さらにホールICの削減によりホールICの部品コ
ストおよびプリント基板への実装コストを低減できるモ
ータアクチュエーターを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】従来、多方向ボール弁の
弁体であるボール弁を、適正な位置に停止させるための
モータアクチュエーターは、ボール弁を停止させるため
にホールICを使用し、出力軸にピンマグネットを取り
付けて、ホールICのマグネット検知により出力軸を停
止させている。しかし、前述のように、多方向ボール弁
の流体系の切り替え角度が狭い場合、停止場所にホール
ICを配置した場合、1つのホールICのON、OFF
ではうまく切り替え位置に停止できない。
【0009】そこで、本発明では、適正な停止位置を検
出するために、ピン形状のマグネットに代えて、部分的
に着磁した(円弧形状の着磁部分を持つ)リング形状の
もの(または、円弧形状のマグネット)を用いる。な
お、本明細書では、リング形状のマグネットとは、部分
的に着磁した(円弧形状の着磁部分を持つ)リング形状
のマグネットばかりでなく、円弧形状のマグネットも含
み意味で用いる。リング形状のマグネットにすることに
より、停止位置以外に配置されているホールICも利用
して、複数の(または1つの)ホールICのON、OF
F状態に基づいて出力軸の位置を確認し、適正な位置で
停止させるようにしている。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明するが、本発明
の理解を助けるために、最初に、従来例のピン形状のマ
グネットを用いるモータアクチュエーターについて説明
する。多方向ボール弁の中で、流体の出入口の数が4つ
ある四方向弁で、流体系の切り替え角度が0°、80
°、120°のものがある。例として、この構造の従来
例のモータアクチュエーターについて説明する。
【0011】この四方向弁の流体系を切り替えるための
球体であるボール弁を駆動するためのモータアクチュエ
ーターは、図5(図5a〜図5c)に示すようにホール
IC9a、9b、9cを配置し、図6に示すように、角
度0°、80°、120°でそれぞれON信号を出力し
て出力軸を止めボール弁の回転を止めている。さらに詳
細にいうと、図5a〜図5cに示すように、ホールIC
9aとホールIC9bが80°の角度間隔で配置され、
ホールIC9bとホールIC9cが40°の角度間隔で
配置されており、ホールIC9aの位置を0°とする
と、マグネット9が0°の位置にあるとき(具体的に
は、0°を中心として約±10°の角度範囲内にあると
き)、図6に示すように、ホールIC9aはON信号を
出力し、その他の位置にあるとき、OFF信号を出力し
ている。同様に、マグネット9が80°の角度位置にあ
るとき、ホールIC9bがON信号を出力し、その他の
位置にあるとき、OFF信号を出力している。また、マ
グネット9が120°の角度位置にあるとき、ホールI
C9cがON信号を出力し、その他の位置にあるとき、
OFF信号を出力している。
【0012】しかし、図6から明らかなように、80°
と120°の信号の出ていない角度範囲、つまりホール
IC9bとホールIC9cの間のOFF部分が20°位
しかなく、ボール弁の駆動も20°ということになり、
流体系の切り替えがうまくいかないことが生じる。
【0013】(実施例1)一方、本発明のモータアクチ
ュエーターでは、図7に示すように、ピン形状のマグネ
ットの替わりに円弧形状のマグネット16を使用し、マ
グネット16の着磁角度(塗り潰してある部分)を12
0°とし、2つのホールIC9a、9bだけを用いて、
これらのホールIC9aと9bを0°と80°の角度位
置に配置している。
【0014】この構造で、モータアクチュエーターを駆
動した場合、図8のタイムーチャートに示すように出力
軸が0°のとき、0°位置に配置してあるホールIC9
aがONし、80°に配置してあるホールIC9bはO
FFの状態のままである。次に、出力軸が80°の位置
まで回転すると、ホールIC9aはON状態のままで
り、ホールIC9bがOFFからONになる。出力軸が
120°の位置まで回転すると、ホールIC9aがON
からOFFとなり、ホールIC9bはONのままであ
る。
【0015】このように円弧形状のマグネット16を使
用した場合、角度位置0°、80°、120°で、それ
ぞれ複数のホールICの違った組合せの出力を得ること
ができ、このパターンを拾って出力軸を停止すれば、8
0°と120°の間隔は40°となり、ボール弁も40
°回転し、流体の切り替えができる。
【0016】(実施例2)実施例1では、四方向弁の場
合について説明しているが、この実施例2では、三方向
弁を例に挙げ説明する。出力軸を0°の位置と180°
の位置で停止させる場合、リング形状のマグネット16
の着磁角度を180°とし、1つのホールIC9aを0
°の角度位置に配置する。
【0017】この場合、図9a(図9は、簡略して、プ
リント基板15に配置されたホールIC9aとリング形
状のマグネット16のみを示す)に示すように、出力軸
が0°の位置にあるとき、図10に示すように、ホール
IC9aはOFFからONになり、図9bに示すよう
に、出力軸が180°の位置にあるとき、図10に示す
ように、ホールIC9aはOFFからONになる。これ
によって、出力軸の停止位置を検出できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リング形状のマグネットを用いてマグネットの着磁パタ
ーンを変えることによって(または、円弧形状のマグネ
ットを用い、円弧角度を選ぶことによって)、多種類の
出力位置検出パターンに対応でき、さらにホールICの
削減によりホールICの部品コストおよびプリント基板
への実装コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明および従来例に共通なモータア
クチュエーターの構成を説明するための断面図である。
【図2】図2は、本発明および従来例に共通なモータア
クチュエーターの構成を説明するための分解断面図であ
る。
【図3】図3は、本発明および従来例のモータアクチュ
エーターを弁切り換えに用いる場合の弁との組み合わせ
を説明するための部分断面図である。
【図4】図4は、従来例のモータアクチュエーターを説
明するための図である。
【図5】図5は、従来例のモータアクチュエーターの動
作を説明するための図である。
【図6】図6は、従来例のモータアクチュエーターの動
作を説明するためのタイムチャートである。
【図7】図7は、本発明の実施例1のモータアクチュエ
ーターの動作を説明するための図である。
【図8】図8は、本発明の実施例1のモータアクチュエ
ーターの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図9】図9は、本発明の実施例2のモータアクチュエ
ーターの動作を説明するための図である。
【図10】図10は、本発明の実施例2のモータアクチ
ュエーターの動作を説明するためのタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
20 モータアクチュエーター 1 モータ 2 ウオームギヤ 3 ヘリカルギヤ 4 ギヤ 5 ギヤ 6 ギヤ 7 出力ギヤ 7a 出力軸 9 ホールIC 10 軸 11 軸 12 軸受 13 上部ケース 14 下部ケース 15 プリント基板 16 リング形状のマグネット 30 弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータと、該モータの回転によって回転
    させられる出力軸と、該出力軸に関して固定された円弧
    形状の着磁部分を持つリング形状のマグネットまたは円
    弧形状のマグネットと、該マグネットの回転方向の先端
    部または後端部を検出してONまたはOFFの信号を出
    力する検出素子とを有することを特徴とするモータアク
    チュエーター。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のモータアクチュエーター
    において、前記出力軸をボール弁の連通切り換え用ボー
    ルに連結し、前記検出素子で検出した信号をボールの位
    置停止に用いることを特徴とするモータアクチュエータ
    ー。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のモータアクチュエーター
    において、前記検出素子がホールICであることを特徴
    とするモータアクチュエーター。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のモータアクチュエーター
    において、前記検出素子が前記マグネットの回転におけ
    る軌跡経路に対して軸線方向に対向して配置されている
    ことを特徴とするモータアクチュエーター。
JP9062225A 1997-02-28 1997-02-28 モータアクチュエーター Pending JPH10248212A (ja)

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JP9062225A JPH10248212A (ja) 1997-02-28 1997-02-28 モータアクチュエーター

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