JPH0310402Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、回転変位出力形モータの出力軸を、
該モータの非付勢時において予じめ定められた原
点角位置に機械的に復帰させる原点復帰機構に関
し、特に流体制御弁の位置制御をステツピングモ
ータなどの回転変位出力形モータによつて行なう
場合のモータ出力軸の原点復帰に好適なものであ
る。

〔従来技術と解決すべき問題点〕

油圧電磁制御弁などの流体制御弁における電気
−機械変換部にステツピングモータなどの回転変
位出力形モータを用いる場合、弁側に必要な中立
位置または作動開始点としての原点をモータ側に
角変位の原点として与える必要があり、このため
モータ出力軸に機械的な原点復帰機構を連結する
ことが知られている。

このような原点復帰機構の従来例として例えば
実公昭58−32004、同58−32005号公報に示された
ものがあり、そのうちのひとつのタイプは回転軸
と一体で直角方向に伸びるアームをハウジングに
対してばねで引きつけ、固定ストツパにアームを
当接させることで回転角の原点を与えるもの、ま
たもうひとつのタイプはモータ軸の回転を直線運
動に変換した後に、この直線運動部材の両端にそ
れぞればねを配設してスプリング力で中立位置す
なわち原点を与えるものである。

前者のタイプにおいては、アームの回動に対し
てばね力を有効作用させることのできる角度範囲
が制限されるため、原点復帰機構としての作動角
範囲が広くできず、たかだか90゜程度になつてし
まい、このため制御弁に対する出力分解能を高く
できず、例えば入力する電気信号の単位入力当り
の出力回転歩進角が定まつているデジタルステツ
ピングモータの場合、制御弁側での弁定格流量を
得る単位入力当りの流量変化が大きくなつてしま
い、細かな制御ができないことになる。また原点
に対して一方向のみでなく左右（正負）両方向の
回転変位出力が必要な場合、例えば方向流量制御
弁への適用にはこのままでは対処できない欠点が
ある。

後者のタイプではこれらの欠点は無いが、ばね
が２本必要であるほか、加工精度を要する部品が
多く必要であり、直線運動に変換後の原点復帰機
構であるので、この運動変換機構の各部品の加工
精度を十分に確保しないと直線運動に「ガタ」を
生じ、軸部での確実な原点復帰が望めなくなる欠
点がある。

従つて本考案で解決すべきは、回転変位出力形
モータの原点復帰機構において、モータ出力軸に
与えた原点から左右（正負）両方向の回転変位出
力が例えば90゜より広い作動角範囲で得られるよ
うにすることと、使用するばねがひとつですむよ
うな構造の簡略化を達成することと、使用部品に
寸法等の多少のばらつきがあつても確実な動作で
正確な原点復帰が行なわれるようにすることであ
る。

〔問題点の解決手段と作用〕

前記問題点は本考案によつて解決され、このた
めに本考案の回転変位出力形モータの原点復帰機
構では、予じめ定められた最大作動範囲をもつ回
転変位出力形モータの出力軸を、該モータの非付
勢時において前記最大作動角範囲の予じめ定めら
れた原点角位置に機械的に復帰させる原点復帰機
構において、 前記出力軸の回転変位出力を負荷へ伝達するた
めの被駆動軸、 被駆動軸を回転自在に支持する軸受、 軸受を前記モータのハウジングに対して固定関
係に支持する固定プレート、 前記出力軸と前記被駆動軸とを連結するカツプ
リング、 前記出力軸の所要作動角範囲の両端に対応した
角位置にて前記カツプリングに固定された可動側
ピン部材、 前記角位置の半径方向延長線上の外方向位置に
て固定プレートに固定された固定側ピン部材、 予じめ撓みトルクを付与された状態で被駆動軸
の周囲に組込まれ、前記所要作動角範囲の両端の
それぞれにおいて可動側ピン部材と固定側ピン部
材の両者に当接する両端部を有するねじりコイル
ばね、 を備えてなることを特徴とするものである。

本考案においては、モータの入力値に応じた方
向および角位置に変位する出力軸によつて被駆動
軸がカツプリングと共に回動すると、所要作動角
範囲の一端側のねじりコイルばね端部がカツプリ
ングの可動側ピン部材に押されてカツプリングと
共に回動し、このとき他端側のばね端部は固定側
ピン部材によつて支えられて不動であり、逆方向
のモータ出力軸の回転変位に対しても同様に前記
他端側のばね端部が可動側ピン部材に押されてカ
ツプリングと共に逆方向回動し、このとき一端側
のばね端部は固定ピン部材によつて支えられて不
動である。

このようにして、予じめ与えた原点に対して両
方向の回転変位をそれぞれ例えば90゜より大きい
作動角範囲で行なえるようになり、またこの左右
いずれの回転変位に対しても固定側ピン部材の位
置で定まる原点位置に被駆動軸を復帰でき、所要
作動角変位も両ピン部材の位置によつて両方向そ
れぞれ約360゜近くまでの広い角度範囲に設定可能
である。

本考案において、可動側ピン部材と固定側ピン
部材とは所要作動角範囲の両端位置にそれぞれ設
けられ、最大作動角範囲が約360゜でこの両端位置
が一致する場合は両軸の中心から同一の半径方向
の線上に両ピンが１本ずつ設けられ、所要作動角
範囲がそれより狭くて両端位置が離れている場合
には各端位置に両ピンが１本ずつ、両端で２本ず
つの対構成で設けられる。

〔実施例〕

以下に図示の実施例と共に本考案を更に詳述す
る。

第１図〜第４図において、この実施例では弁本
体１１とその内部に摺動自由に配置された流体制
御ピストン（弁体）１２とからなる流体制御弁１
４にステツピングモータ１を組合わせて、モータ
出力軸１ａの回転変位を被駆動軸３と平面カム４
を介して直線変位に変換し、カム４によつてピス
トン１２の位置決め制御を行なう場合を示してい
る。この制御弁１４ではピストン１２の中立点、
すなわちＰ→Ａ，Ｐ→Ｂ流れの中立点にモータ出
力軸１ａとカム４のリフトの原点を対応させる必
要があり、制御弁１４が方向流量制御を行なうの
でモータ出力軸１ａはその原点に対して左右両方
向に回転変位することになる。

制御弁の本体１１には支持構体２が固定され、
この構体２にモータ１のハウジングが固定されて
いる。モータ出力軸１ａはカツプリング５によつ
て被駆動軸３と連結され、被駆動軸３の他端には
平面カム４が取付けられている。被駆動軸３は固
定プレート６の軸受６ａによつて回転可能に支持
されており、固定プレート６は支持構体２に固定
されている。カツプリング５はフランジ５ａを有
し、これはカツプリングとフランジとを一体成形
したものでも別体構造のものを組立てたものでも
いずれでもよい。カツプリング５のフランジ５ａ
上には、被駆動軸３に与える作動角範囲θの両端
に対応した角位置にて前記軸３と平行に２本の可
動側ピン部材８ａ，８ｂが植設されている。

また固定プレート６の上面にも、前記角位置の
半径方向延長線上のフランジ外方位方位置にて２
本の固定側ピン部材９ａ，９ｂが同様に平行に植
設されている。

カツプリング５の外周には、ねじりコイルばね
７が予じめ軸１ａと３の回転摩擦などの抵抗に打
勝つに足りる撓み（トルク）を与えられた状態で
組込まれており、コイルばね７の両端部のアーム
７ａと７ｂは、中立時に一方の位置においてアー
ム７ａがピン８ａと９ａに、他方の位置において
アーム７ｂがピン８ｂと９ｂにそれぞれ当接する
ようになされている。この中立状態はモータ１の
非付勢時の状態であり、このときの前記ばね７の
初期トルクによつて軸１ａ，３の原点保持の安定
性が確保される。尚、ばね７の上部に、アーム７
ａ，７ｂのピンに対する当接姿勢を安定に保持す
るための座金１０を配設してカツプリング５に固
定するようにすることが望ましい。

第２図はモータ出力軸１ａおよび被駆動軸３の
原点位置（ピストン１２の中立点に対応する位
置）でのピン８ａ，８b.９ａ，９ｂおよびばね７
とそのアーム７ａ，７ｂの位置関係を示してお
り、θ／２原点から左右いずれか一方への回転変
位角の最大範囲を示している。

モータ１への入力信号によつて出力軸が第２図
で時計方向に回転変位する場合、固定側ピン部材
９ａを支持点としてこれにアーム７ａが当接した
状態で可動側ピン部材８ｂがアーム７ｂを押しな
がらカツプリングフランジ５ａがばね７に抗して
回転変位する。例えばモータ１への入力値が角変
位90゜を与えるものである場合は第４図のように
なる。このときの片側最大作動角は固定側ピン部
材９ｂの位置からアーム７ｂが別の固定側ピン部
材９ａに当接する位置までの角度（θ／２）で
あることは述べるまでもない。この状態でモータ
１への入力を断つ（非付勢状態にする）と、ばね
７のトルクによつてアーク７ｂが固定側ピン部材
９ｂに当接するまで軸１ａと３が反時計方向に回
転し、軸は第２図に示した原点位置に復帰する。

入力信号が逆方向のものである場合はアーム７
ｂがピン９ｂを支点とし、アーム７ａが可動側ピ
ン部材９ａによつて押されて軸が反時計方向に回
転し、前述と同様に最大ほぼθ／２だけ回転変位
可能であり、原点復帰も同様である。

尚、第２図には弁の出力部での中立点調整を行
えるようにして構造が示されており、これは構体
２に螺合させた調整ねじ１３ａ，１３ｂを外部か
ら螺入・螺出して、固定プレート６をそのねじ当
接部１５で左右に回動調整し、弁１４の流体的中
立点とモータ出力軸１ａの機械的中立点との一致
を調整するものである。

また第５図は作動角範囲を第２図よりも大きい
角度範囲にした場合を示し、第６図は１本の可動
側ピン部材８と一本の固定側ピン部材９とによつ
て左右片側ずつの作動角範囲を最大の約360゜近く
にまで広くした場合を示す。

〔考案の効果〕

以上に述べたように本考案によれば、いくつか
のピンと唯ひとつのねじりコイルばねという簡単
な構造でモータ出力軸原点から左右両方向の回転
変位に対して確実な原点復帰が行なえ、作動角範
囲も広くできるので制御弁側での出力分解能を高
くでき、ばねに初期撓みを与え組込むので安定し
た原点復帰が行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線矢視図、第３図は第２図
のＢ−Ｂ線に沿つた断面図、第４図は作動状態を
示す部分平面図、第５図および第６図はそれぞれ
別の実施例の部分平面図である。 １……回転変位出力形モータ（ステツピングモ
ータ）、１ａ……出力軸、２……支持構体、３…
…被駆動軸、４……平面カム、５……カツプリン
グ、５ａ……フランジ、６……固定プレート、６
ａ……軸受、７……ねじりコイルばね、７ａ，７
ｂ……ばね端部アーム、８，８ａ，８ｂ……可動
側ピン部材、９，９ａ，９ｂ……固定側ピン部
材、１０……座金、１１……弁本体、１２……流
体制御ピストン、１３ａ，１３ｂ……調整ねじ、
１４……流体制御弁、１５……当接部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 予じめ定められた最大作動角範囲をもつ回転変
   位出力形モータの出力軸を、該モータの非付勢時
   において前記最大作動角範囲内の予じめ定められ
   た原点角位置に機械的に復帰させる原点復帰機構
   において、 前記出力軸の回転変位出力を負荷へ伝達するた
   めの被駆動軸、被駆動軸を回転自在に支持する軸
   受、 軸受を前記モータのハウジングに対して固定関
   係に支持する固定プレート、 前記出力軸と前記被駆動軸とを連結するカツプ
   リング、 前記出力軸の所要作動角範囲の両端に対応した
   角位置にて前記カツプリングに固定された可動側
   ピン部材、 前記角位置の半径方向延長線上の外方向位置に
   て固定プレートに固定された固定側ピン部材、 予じめ撓みトルクを付与された状態で被駆動軸
   の周囲に組込まれ、前記所要作動角範囲の両端の
   それぞれにおいて可動側ピン部材と固定側ピン部
   材の両者に当接する両端部を有するねじりコイル
   ばね、 を備えてなることを特徴とする回転変位出力形モ
   ータの原点復帰機構。