JPH0442074A

JPH0442074A - 検出ヘッドの送り機構

Info

Publication number: JPH0442074A
Application number: JP2148707A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kaneko; 武彦金子; Hiroyuki Kanbe; 博之神戸
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-12

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】［産業上の利用分野コこの発明は、検出ヘッドの送り機構に係り、特に、この
検出ヘッドは例えば磁気検出ヘッドを支持するホルダを
被検出体に対し直線移動すべく回転駆動手段の駆動力を
前記ホルダに伝達トルク調整可能な係合手段を介して伝
達するよう構成した検出ヘッドの送り機構に関する。

［従来の技術］近年における音響機器、映＠樋器および計算機等の発展
が急速な状況下でその性能の向上に伴い品質の高度化が
要求されつつある。

殊に、ＡＶｉ器′（オーディオビジュアル機器）に搭載
するモータは、回転むらが小さく、高能率、安定性が要
求される。

しかるにその駆動方式においては、ダイレクトドライブ
方式が注目をされ始め、低速度で回転むらの極めて小さ
いモータが必要になってきており、この要求を満足する
モータとしてはアキシャルフラックス型ブラシレスモー
タが最適で、ＡＶＩＩ器にはこのモータが一般的に採用
されている。

すなわち、第６図（ａ）および（ｂ）のブラシレスモー
タの全体断面図に示すように、最も多く使用される３相
バイポーラ８極ブラシレスモータは、その外形が直径に
比し軸方向寸法の小さい偏平な構成となっている。

この場合、ロータ６２は円板状のマグネットで形成され
、この円板に垂直な回転軸６２ｂの方向に着磁されたア
キシュアルフラ・ンクスと呼ばれる着磁構成となってい
る。

そして、このロータマグネット６２ａの回転軸６２ｂの
一方はハウジング６５のボス６５ａ内に挿着された軸受
６７ａ、　６７ｂを介して回転可能に支持されている。

さらに、ハウジング６５に形成されたフランジ６５ｂの
上面には鉄基板（以下ヨーク９８と称する）が固定され
、このヨーク９８の絶縁面９８ａとなる上面には６個の
扇形コイル９６をオレンジの輪切り状に配設したステー
タ９７が構成される。

そして、ロータマグネット６２ａの下面は８極の扇形状
に着磁され、この着磁面６２ｃとステータ９７のコイル
９６の平面との間に僅かなギャップδを形成するように
ロータマグネット６２ａが支持される。また、磁極とコ
イル９６の中心が重なった位置を基準に±７．５°の位
置関係をなすコイル９６は、コイル９６のトルク発生導
体（直線部分）が磁極の境界部分と多く重なり、コイル
の発生トルクが不安定になる為、モータの回路より切離
される。

一方、６個のコイル９６は互いにロータ軸６２ｂを中心
に対向する２個のコイル９６を直列に連結したものを一
相とし、このうちの上記の条件に無い２相を直列に連結
し磁極（Ｎ極、Ｓｉ）に応じて回転トルクが一方向に発
生するように電流の向きが制御される。

この形式のモータは、常に３相のうち１相のコイルは休
止しており、この切換えはロータ６２が１５°回転する
ごとにドライバーＩＣによって行われる。

すなわち、トルクの発生は、それぞれのコイル９６が同
時にロータマグネット６２ａの全磁極に作用することに
より起生ずるようになっており、このロータマグネット
６２ａの回転につれて電機子電流は一つの極を形成する
コイル９６から次の極を形成するコイル９６へと逐次切
換えられ、各コイルがトルクの発生を順送りに受持つ、
そして一つの極のコイル電流は接近してくる磁極の極性
に応じて正負方向に切換えられ、この電流の正負の切換
えはロータマグネットの極数とモータの回転速度で定ま
る同期周波数で行われる。

また、トルクは主磁束の強さ、コイルの電流のみならず
磁極とコイル９６の相対位置関係によっても変わるから
、ロータマグネット６２ａの回転によるロータマグネッ
ト・６２ａの磁極とコイル９６との相対位置関係の変化
に応じて、適切に各コイルの電流を＃Ｊ御し、結果的に
どの瞬間にも発生するトルクが常に一定であるようにし
なければならない。

この場合、トルクがロータマグネット６２ａの位置関係
によって変化すると、モータの回転速度が瞬間的に変動
し、いわゆるワウフラッタの原因になる。ＡＶ＠器モー
タにとって、このワウフラッタは致命的となるため、ト
ルク変動は極力抑えることが必要である。

この制御を行うのがホール素子１００とコイル電流制御
回路であり、ホール素子１００がロータマグネットロ２
ａの磁極の位置を検出し、その信号に基づいて電子回路
が各相のコイルに適切な電流を分配する。

ここで、トルク発生のシーケンスが正確に行われるため
には、磁極、ホール素子１００の配列位置が正確でなけ
ればならず、各要素の配列間隔が不揃いであったり、円
周に偏心があったりすると、コイル電流を制御するシー
ケンスの周期性を狂わせ、モータの１回転の中で時間的
にトルクが変動することになる。

またロータマグネットの回転につれてトルクを発生する
磁極は順次変化して行くが、若しマグネットの着磁にむ
らがあれば、それが直ちに回転速度の変動の原因となっ
てあられれる。

この場合、各種ブラシレスモータのロータマグネットの
着磁分布状態を予め計測し、磁束密度のデータを収集す
る必要がある。

従って、ロータマグネット６２ａの着磁分布を測定する
に際し、ロータマグネット６２ａを一定速度で回転させ
た状態で磁束密度測定装置の検出ヘッドを送り機構によ
りロータマグネット６２ａに対しラジアル方向に一定速
度で移動させて、検出ヘッドの出力電圧を測定値として
求めていた。

［発明が解決しようとする課題］このような検出ヘッドの送り機構は、駆動手段の出力軸
と検出ヘッドを支持するホルダとが螺子係合するｍ造と
なっていたため、例えば駆動手段であるモータ等が暴走
してねじ軸端を離脱したり、検出ヘッドが測定物である
ロータ等に衝接するようなことが起ると、検出ヘッドの
検出部を損傷させるかまたは破損に至らしめ、測定精度
が低下するか検出不可能となる難点を有していた。

そこで、本発明の目的は、検出ヘッドを支持するホルダ
に対し駆動手段の駆動力を伝達トルク調整可能な係合手
段を介して伝達するよう構成することにより、万一駆動
手段であるステッピングモータ等の暴走か生じて検出ヘ
ッドがねじ軸端から離脱するか、または測定物に当接し
ても、その時生ずる衝撃力あるいは過剰なトルクは検出
ヘッドには直接伝達されることなく、これを安全に保護
することにより適正な測定精度を得ることのできる検出
ヘッドの送り機構を提供するにある。

［課題を解決するための手段］前記の目的を達成するため、移動可能な支持台にこの支
持台の移動方向に対し直交する方向に検出ヘッドを支持
したホルダを送り機構を介して進退移動する本発明の検
出ヘッドの送り機構においては、前記支持台に固定された回転駆動手段と、この回転駆動
手段の出力軸軸線上に延設されたねじ軸と、このねじ軸
に弾力的に押圧係合すべく前記ホルダに設けられた係合
手段とからなり、前記係合手段を前記回転駆動手段の動
力に対し前記ホルダが所定伝達トルクを得るよう前記ね
じ溝に対し押圧力調整可能に構成することを特徴とする
。

この場合、前記回転駆動手段はステッピングモータから
なり、前記ステッピングモータの回転駆動力を前記ホル
ダの直線方向の動力として伝達するよう前記ねじ渭に弾
力的に押圧係合する係合部材をホルダに設け、この係合
部材は、前記ねじ溝に係合すべくブロックに植設された
係合ピンと、前記ブロックを自由端に固定した板はねと
、前記ブロックを押圧する圧縮コイルばねと、この圧縮
コイルばねの押圧力を調整するねじ軸とで構成されれば
、好適である。

［作用コ本発明に係る検出ヘッドの送り機構は、検出ヘッドを支
持するホルダに対し駆動手段の駆動力を伝達トルク調整
可能な係合手段を介して伝達するよう構成することによ
り、駆動手段であるステッピングモータにより移動する
ホルダの移動端を検出する検出装置が作動せずにこのモ
ータ等の暴走で、ステッピングモータのねじ軸の終端を
越えたときや、検出ヘッドが測定物等に当接したときは
、板ばねが撓んで係合ピンがねし山を乗越えてねじ軸と
の間に滑りを生じてトルクが制限される。

従って、モータ側からはそれ以上の動力は伝達されず、
ホルダの移動はそのまま阻止され、これにより検出ヘッ
ドが損傷または破損することなく安全で適正な測定精度
を得ることができる。

［実施例コ次に、本発明に係る検出ヘッドの送り機構の実施例につ
き添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す検出ヘッドの送り機
構の全体図である。

この図において、参照符号１０は検出ヘッドを示し、こ
の検出ヘッド１０を測定物であるロータ６２に対し進退
移動させる送りｉ梢２４は次のように構成される。

すなわち、水平なベース１４上に立設した支柱１６と、
この支柱１６の前側面に固定されたリニアガイドレール
１８に係合して、昇降可能に案内される移動台２０と、
この移動台２０上に固定されたＬ字型の支持台１９と、
この支持台１９の水平面上面に固定されたリニアガイド
レール２６（第４図および第５図参照）に摺動可能に案
内され検出ヘッド１０を挿通支持するホルダ２２と、さ
らに前記支持台１９の締側面に取付けられた回転駆動手
段としてのステッピングモータ２８と、このステッピン
グモータ２８の出力軸（図示せず）に接続されたねじ軸
３０と、このねじ軸３０のねじ溝３２に係合すべくホル
ダ２２の水平面上に設けられた保合手段３４とで構成さ
れる（第３図参照）。

一方、第１図および第５図に示す通り、支柱１６の近傍
にはベース１４上にこれと平行に先端に摘み２３を備え
たねじ軸１５を立設して、これを支持台１９の後方側面
に固定されたナツト２１に螺合させ、このねじ軸１５の
マニュアルによる回転操作で磁気検出ヘッド１０をホル
ダ２２と共に昇降移動可能に構成する。

そして、第３図に示す通り、ホルタ２２上面に設けられ
た係合手段３４は、ホルダ２２上面に固定されたＬ字型
ブラケット３６と、このＬ字型ブラケット３６の垂直片
に対向すべく水平片の端部に垂直に固定された板バネ３
８と、ブラケット３６の垂直片を貫通するねじ穴に螺合
し先端に摘み３９を備えた調整ねじ４０と、板バネ３８
の内側面に固定され係合ピン４４を植設したブロック４
６と、このブロック４６を押圧すべく、調整ねじ４０先
端のフランジ４２とブロック４６の間に介挿された圧縮
コイルばね４８とで構成される。

この場合、ブロック４６に［設された係合ピン４４はね
じ軸３０の外周に螺設されたｂじ渭３２に係合すべく、
このねじ溝３２のリード角に合わせ若干傾斜させである
。さらに係合ピン４４は圧縮コイルばね４８および板バ
ネ３８を介してこれらの付勢力の作用でねじ？ｌ！３２
に対し弾力的に押圧係合するよう構成されている。そし
て、この係合ピン４４の押圧力は調整ねじ４０の回転に
より調整が可能となっている（第３図参照）。

従って、検出ヘッド１０は、これを支持するホルタ２２
が′ｊＭ正なスラスト力で移動するようステッピングモ
ータ２８の出力軸の駆動力を所定の伝達トルク以内に設
定することができる。

しかるに、若しステッピングモータ２８等が暴走してね
じ軸３０の終端を越えたときや、検出ヘッド１０がロー
タ６２等に衝接したときは、係合ピン４４がねじ山を乗
越えてねじ軸３０との間に滑りを生じてトルクが制限さ
れる。

この場合、検出ヘッド１０の本体部分１３はホルダ２２
に穿設された貫通穴５０内に挿嵌されたスリーブ５２を
介して挿通保持され、検出ヘッド１０の先端部分はロー
タ６２に対し適性位置に軸線方向に位１決め設定される
。

本実施例では、検出ヘッド１０はプローブ１１先端にホ
ール素子（図示せず）を設けた磁気検出ヘッドを用いる
と共に、測定物６２はアキシャルフラックス型ブラシレ
スモータに使用される着磁されたロータマグネット６２
ａが用いられる。

そして、このロータマグネット６２ａの着磁分布を検知
する場合、プローブ１１の先端はロータマグネット６２
ａに対し適宜軸線方向に進退移動させ、適正な初期位置
を設定することができる。

この場合、プローブ１１の先端とロータマグネット６２
ａの着磁面６２ｃに対する上下の間隔は、ベース１４上
に回転自在に立設したねじ軸１５をマニュアルで回転さ
せて微調整することにより、検出されるロータ６２の着
磁面６２ｃに対し適正に設定することができる。

このようにして適正位置に設定された磁気検出ヘッド１
０のプローブ１１は回転駆動するロータ６２に対し、ス
テッピングモータ２８による軸線方向の移動で磁気計測
が行われる。

尚、プローブ１１の直線移動端はホルダ２２の下面に固
定されたドッグ３３と、これを検出すべく支持台１９の
前面に配設された一対のリミットスイッチ３５ａ、　３
５ｂにより検出へラド１０の前後移動端が検出される（
第１図および第２図参照）。

この場合、ロータ６２の回転軸６２ｂの下端を支持する
主軸軸端にはロータリエンコーダ（図示せず）が設けら
れ、このロータ６２の１回転に対し複数に分割されたパ
ルスを発生させ、ロータマグネット６２ａの１回転分の
計測が完了すると、プローブ１１をラジアル方向に１ス
テツプ移動させる。これを順次実行しながら、座標分割
されたロータ上の磁気分布状態を正確に測定することが
できる。

このように、磁気検出ヘッド１０を支持したホルダ２２
は、これと係合する係合手段３４をその駆動手段となる
ステッピングモータ２８のねじ軸３０の溝と弾力的に係
合するよう構成することにより、伝達トルクか適正に制
限され安定した検出ヘッドの送り制御が達成される。

［発明の効果］前述した実施例から明らかなように、本発明に係る検出
ヘッドの送り機構は、検出ヘッドを支持するホルダに対
し駆動手段の駆動力４　。

を伝達トルク調整可能な係合手段を介して伝達するよう
構成することにより、駆動手段であるステッピングモー
タ等が暴走して検出ヘッドが測定物に当接しても検出ヘ
ッドが損傷または破損することなく安全に保護されるの
で適正な測定精度を得ることができ、さらに、係合手段
との係合領域を外れても送りａ！ｌ構に無理な作用力が
生ぜず、安全でしかも測定装置としての信頼性を確保す
ることができ、長期間に亘って検出機器の安定性を維持
することができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、前述
の実施例に限定されることなく本発明の精神を逸脱しな
い範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し磁器分布検出装置に用
いられる検出ヘッドの送り機構の全体図、第２図は送り
機構の全体斜視図、第３図は送り機構の部分斜視図、第
４図は第１図のＡ−Ａ断面図、第５図は第１図のＢ矢視
図、第６図はブラシレスモータを示し、第６図（ａ）は
ブラシレスモータの断面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ
）のｃ−ｃＩ！ＪＴ面図である。１０・・・検出ヘッド　　　１１・・・プローブ１８．
２６・・・リニアガイドレール１９・・・支持台　　　　　２０・・・移動台２１・・
・ナツト　　　　　２２・・・ホルダ２４・・・送り機
構２８・・・回転駆動手段（ステッピングモータ）３０・
・・ねじ軸　　　　　３２・・・ねじ消３４・・・係合
手段３６・・・Ｌ字型ブラケッッ１へ３８・・・板バネ　　　　　４０・・・調整ねじ４４・
・・係合ピン　　　　４６・・・ブロック４８・・・圧
縮コイルばね６２・・・（ロータ）測定物６２ａ・・・ロータマグネット６２ｂ・・・ロータ軸　　　６２ｃ・・・着磁面９６・
・・コイル９８・・・ヨーク９７・・・ステータ１００・・・ホール素子

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動可能な支持台にこの支持台の移動方向に対し
直交する方向に検出ヘッドを支持したホルダを送り機構
を介して進退移動するよう構成してなる検出ヘッドの送
り機構において、前記支持台に固定された回転駆動手段
と、この回転駆動手段の出力軸軸線上に延設されたねじ軸と
、このねじ軸に弾力的に押圧係合すべく前記ホルダに設
けられた係合手段とからなり、前記係合手段を前記回転
駆動手段の動力に対し前記ホルダが所定伝達トルクを得
るよう前記ねじ溝に対し押圧力調整可能に構成すること
を特徴とする検出ヘッドの送り機構。
（２）前記回転駆動手段はステッピングモータからなり
、前記ステッピングモータの回転駆動力を前記ホルダの
直線方向の動力として伝達するよう前記ねじ溝に弾力的
に押圧係合する係合部材をホルダに設け、この係合部材
は、前記ねじ溝に係合すべくブロックに植設された係合
ピンと、前記ブロックを自由端に固定した板バネと、前
記ブロックを押圧する圧縮コイルばねと、この圧縮コイ
ルばねの押圧力を調整するねじ軸とで構成される請求項
１記載の検出ヘッドの送り機構。