(57)【要約】【課題】脱調を防止するとともに、ＥＣＵによる適正なＩＳＣ制御をおこなうのに適したステッピングモータの構造および移動量検出方法を提供する。【解決手段】ステッピングモータ１００ａを構成する下円板１３０に渦巻状の抵抗体膜１３５を設け、この抵抗体膜１３５の周方向に溝部１３６を形成し、回転する主軸１５０に摺接ピン１７０を取り付けるとともに、この主軸１５０の回転にともない、抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に沿って摺接する摺接ピン１７０の移動位置に基づいて、変化する抵抗値を取得し、この抵抗値により主軸１５０の移動量（ステップ位置）を算出する。【選択図】      図１−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸とともに回転する永久磁石部材と、前記主軸の周囲に配設される電磁石部材および主軸が回転する回転孔が形成された円板部材とを備えたステッピングモータの構造であって、
前記円板部材には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられることを特徴とするステッピングモータの構造。
【請求項２】
上下に離隔した上円板と下円板と、当該上円板と下円板のほぼ中央部を貫通する回転自在な主軸と、当該主軸とともに回転する永久磁石部材と、主軸の周囲に配設される電磁石部材とにより構成されるステッピングモータの構造であって、
前記下円板には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられることを特徴とするステッピングモータの構造。
【請求項３】
前記抵抗体膜には、前記摺接部材の先端部が嵌合自在な溝部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステッピングモータの構造。
【請求項４】
前記摺接部材には、当該摺接部材を前記抵抗体膜に向けて押圧する弾性押圧部材をさらに備えることを特徴とする請求項２または３に記載のステッピングモータの構造。
【請求項５】
前記上円板の下面部には、前記下円板の抵抗体膜に形成された溝部と形状および形成位置とが同一の溝部が形成され、前記弾性押圧部材は、両者の溝部同士の間に介在されることを特徴とする請求項２、３または４に記載のステッピングモータの構造。
【請求項６】
前記上円板と前記下円板とを互いに支持する支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のステッピングモータの構造。
【請求項７】
主軸とともに回転する永久磁石部材と、前記主軸の周囲に配設される電磁石部材および主軸が回転する回転孔が形成された円板部材と、当該円板部材の周方向に沿って渦巻き状に形成された抵抗体膜と、当該抵抗体膜に形成された溝部に嵌合するとともに、前記溝部に沿って摺接自在な摺接部材とを備えたステッピングモータにおける主軸の移動量検出方法であって、
前記主軸の回転にともなう摺接部材の移動距離を算出する移動距離算出工程と、
前記移動距離算出工程により算出された移動距離に基づいて、前記移動距離を抵抗値に換算する抵抗値換算工程とを備えることを特徴とする主軸の移動量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの構造および主軸の移動量検出方法に関し、特に、空気流量制御システムに利用されるスロットバルブなどの開閉作動をおこなうステッピングモータの構造および主軸の移動量検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種のセンサー信号によりエンジンの運転状態を検知し、ＥＣＵ（Ｅectronic Control Unit）によって、燃料噴射制御（ＥＦＩ：Electronic Fuel Injection）や点火時期制御（ＥＳＡ：Electronic Spark Advance）やアイドル回転数制御（ＩＳＣ：Idle Speed Control）など複数の制御を集中的にコントロールすることにより、エンジンの状態を最適となるようにするエンジン制御システムが知られている。
【０００３】
このうち、アイドル回転数制御（ＩＳＣ：Idle Speed Control）は、アイドリング時（ドライバーがアクセルを踏んでいない状態）において、エンジンによるアイドル回転数が常時、安定した回転数となるように制御する機能を備えている。すなわち、エンジンによるアイドル回転速度が安定していないと不快な振動の発生や発進時のエンスト、燃費の悪化などの現象が起きるため、このような問題を解決するために、アイドル回転数制御（以下、『ＩＳＣ制御』と言う）により、常時、エンジンの回転数が最適なアイドル回転速度となるよう自動的に制御している。
【０００４】
ここで、図６を参照して、上述したアイドル回転数制御（以下、『ＩＳＣ制御』と言う）について簡単に説明する。図６は、ＩＳＣ制御が適用される空気流量制御システムの概要を示す機能説明図である。すなわち、同図に示すように、この空気流量制御システムは、内燃機関１０に空気を供給するバイパス通路２０の内部にバルブ３０とステッピングモータ１００とから構成されるスロットルバルブ４０を設けるとともに、このスロットルバルブ４０に取り付けたバルブ３０の開度をステッピングモータ１００によるステップ位置に基づいて制御している。また、ステッピングモータ１００の回転は、ＥＣＵ５０によって制御しており、このＥＣＵ５０の制御により、バイパス通路２０内を流通するバイパス空気量を変化させ、これにより、内燃機関１０の回転速度調整をおこなっている。
【０００５】
具体的に説明すると、ステッピングモータ１００は、パルス電流を印加することで、この印加されたパルス数（ステップ角度）に応じて作動するため、このステッピングモータ１００によるバルブ３０の開度をＥＣＵに５０よって制御することにより、内燃機関１０に供給する空気流量を制御するようにしている。
【０００６】
また、図７を参照して、ステッピングモータ(ＰＭ型：Stepping Motor )の構成および動作原理を簡単に説明する。すなわち、図７に示すように、ステッピングモータ１００は、主軸６０に取り付けられるとともに、この主軸６０を中心として回転するローター７０（永久磁石）と、このローター７０の周囲に配設される複数個（図７では、４個のポール）のステータ８０により構成されている。同図に示すように、ローター７０は、４個であるため、９０度毎に回転するようになっている。また、ステータ８０（４極のポール）は上下極および左右極が対になっており、それぞれのステータ８０には、コイルＸ1とコイルＸ2およびコイルＹ1とコイルＹ2とがそれぞれ巻装されている。
【０００７】
具体的には、図７に示すように、上下極にはコイルＹ1とコイルＹ2とが、左右極にはコイルＸ1とコイルＸ2とがそれぞれが取り付けられており、コイルＸ1(コイルＹ1)に電流を流した場合と、コイルＸ2(コイルＹ2)に電流を流した場合とでは電極の向きが変わるように、それぞれのコイルＸ1、コイルＸ2およびコイルＹ1、コイルＹ2が巻装されている。以上のように構成されるステッピングモータ１００において、このステッピングモータ１００の回転はコイルＸ1(コイルＸ2)或はコイルＹ1(コイルＹ2)に通電する電流に基づいて、その回転速度および回転方向（回転角度）を制御することができる。
【０００８】
上述したように構成されるステッピングモータを利用した従来技術として、例えば特許文献１には、ステッピングモータ内にフィードバック用のエンコーダを備え、このエンコーダによりカウンタ値が目標位置の値となるようにステッピングモータによる駆動位置の補正をおこなうとともに、エンコーダによる応答パルスが検出されない時に、異常があると判定する技術が記載されている。
【０００９】
また、例えば、特許文献２には、スロットル用のステッピングモータで現在の位置をステッピングモータによる駆動カウントに基づいて、算出するとともに、カウンタ値が目標位置の値となるように、駆動制御をおこなう技術が記載されている。
【００１０】
また、例えば、特許文献３には、ステッピングモータ内に脱調を検出するためのエンコーダ用のセンサと、エンコード用の演算出力回路を設けたステッピングモータについて記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３０４７００号公報
【特許文献２】特開平９−２９８８９８号公報
【特許文献３】特開２００１−９５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した従来のステッピングモータの場合、以下に示すような問題がある。すなわち、上述した従来のステッピングモータ１００により被駆動部材（スロットルバルブ４０）の作動（バルブ３０の開度）を制御する場合、常に正確にバルブ３０の開度を制御できるとは限らない。つまり、ステッピングモータ１００に何らかの機械的な故障などが発生した場合、このステッピングモータ１００のステップ角度（位置）を制御しているＥＣＵ５０では、ステップ位置が不明となってしまう場合がある。この場合、ＥＣＵ５０で記憶した位置情報（バルブ３０の開度）が実際の位置とずれて、ＩＳＣ制御が機能しなくなり、所謂、脱調により不快な振動やエンストなどが発生する恐れがある。
【００１３】
具体的に説明すると、従来では、最大の抵抗値に基づくカウント値と、その時の抵抗値とを演算することにより、ステッピングモータ１００を構成する主軸６０（図７）の移動量を認識しているが、制御の途中でコンピュータ（ＥＣＵ５０）に何らかの異常が発生した場合、最大抵抗値によるカウント値が不明となり、異常判定の検出に時間が掛かったり、ＥＣＵ５０が異常状態から復帰した際にも、以降の制御ができなくなるという問題がある。
【００１４】
そこで、この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、ＥＣＵによる適正なＩＳＣ制御をおこなうことができるステッピングモータの構造および主軸の移動量検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る発明は、主軸とともに回転する永久磁石部材と、前記主軸の周囲に配設される電磁石部材および主軸が回転する回転孔が形成された円板部材とを備えたステッピングモータの構造であって、前記円板部材には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられることを特徴とする。
【００１６】
この請求項１に係る発明によれば、ステッピングモータは、主軸とともに回転する永久磁石部材と、前記主軸の周囲に配設される電磁石部材および主軸が回転する回転孔が形成された円板部材とを備え、前記円板部材には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明は、上下に離隔した上円板と下円板と、当該上円板と下円板のほぼ中央部を貫通する回転自在な主軸と、当該主軸とともに回転する永久磁石部材と、主軸の周囲に配設される電磁石部材とにより構成されるステッピングモータの構造であって、前記下円板には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられることを特徴とする。
【００１８】
この請求項２に係る発明によれば、ステッピングモータは、上下に離隔した上円板と下円板と、当該上円板と下円板のほぼ中央部を貫通する回転自在な主軸と、当該主軸とともに回転する永久磁石部材と、主軸の周囲に配設される電磁石部材とにより構成されるステッピングモータの構造であって、前記下円板には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、前記主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記抵抗体膜には、前記摺接部材の先端部が嵌合自在な溝部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項３に係る発明によれば、前記抵抗体膜には、前記摺接部材の先端部が嵌合自在な溝部が形成されている。
【００２１】
また、請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記摺接部材には、当該摺接部材を前記抵抗体膜に向けて押圧する弾性押圧部材をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
この請求項４に係る発明によれば、前記摺接部材には、当該摺接部材を前記抵抗体膜に向けて押圧する弾性押圧部材をさらに備える。
【００２３】
また、請求項５に係る発明は、請求項２、３または４に記載の発明において、前記上円板の下面部には、前記下円板の抵抗体膜に形成された溝部と形状および形成位置とが同一の溝部が形成され、前記弾性押圧部材は、両者の溝部同士の間に介在されることを特徴とする。
【００２４】
この請求項５に係る発明によれば、前記上円板の下面部には、前記下円板の抵抗体膜に形成された溝部と形状および形成位置とが同一の溝部が形成され、前記弾性押圧部材は、両者の溝部同士の間に介在される。
【００２５】
また、請求項６に係る発明は、請求項２〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記上円板と前記下円板とを互いに支持する支持部材をさらに備えることをことを特徴とする。
【００２６】
この請求項６に係る発明によれば、前記上円板と前記下円板とを互いに支持する支持部材をさらに備える。
【００２７】
また、請求項７に係る発明は、主軸とともに回転する永久磁石部材と、前記主軸の周囲に配設される電磁石部材および主軸が回転する回転孔が形成された円板部材と、当該円板部材の周方向に沿って渦巻き状に形成された抵抗体膜と、当該抵抗体膜に形成された溝部に嵌合するとともに、前記溝部に沿って摺接自在な摺接部材とを備えたステッピングモータにおける主軸の移動量検出方法であって、前記主軸の回転にともなう摺接部材の移動距離を算出する移動距離算出工程と、前記移動距離算出工程により算出された移動距離に基づいて、前記移動距離を抵抗値に換算する抵抗値換算工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
この請求項７に係る発明によれば、ステッピングモータによる主軸の移動量検出方法は、移動距離算出工程により、主軸の回転にともなう摺接部材の移動距離を算出し、当該移動距離算出工程により算出された移動距離に基づいて、抵抗値換算工程により、移動距離を抵抗値に換算する。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１、２に係る発明によれば、ステッピングモータを構成する円板部材には、周方向に沿って、渦巻き状に形成された抵抗体膜が設けられるとともに、当該抵抗体膜には、主軸の回転にともなって、抵抗体膜の形成位置に沿って、摺接自在な摺接部材が設けられるので、抵抗体膜上を移動する摺接部材の移動位置（抵抗値）に基づいて、ステッピングモータによるステップ位置を容易且つ正確に算出することができるうえ、制御用コンピュータ（ＥＣＵ）による主軸の移動量の判定および制御を容易とすることができるという効果を奏する。
【００３０】
また、ステッピングモータの主軸の移動量（ステップ位置）を容易に抵抗値変換でき、制御用コンピュータ（ＥＣＵ）によるステッピングモータのステップ位置判定を容易且つ正確におこなうことができるという効果を奏する。
【００３１】
また、請求項３に係る発明によれば、前記抵抗体膜には、前記摺接部材の先端部が嵌合自在な溝部が形成されているので、摺接部材は、抵抗体膜に形成した溝部に嵌合することにより、確実に抵抗体膜上を移動することができ、これにより、摺接部材により取得する抵抗体膜の抵抗値（主軸の移動量）が正確な情報となり、ステップ位置ズレなどを防止することができるという効果を奏する。
【００３２】
また、ステップ位置ずれを確実に防止できるので、アイドル回転速度を安定させることができ、これによって、脱調を防止することができ、車体に生じる不快な振動や発振時のエンスト、燃費の悪化などを効率的に防止することができるという効果を奏する。
【００３３】
また、請求項４に係る発明によれば、前記摺接部材には、当該摺接部材を前記抵抗体膜に向けて押圧する弾性押圧部材をさらに備えるので、上円板に形成した抵抗体膜或いは、この抵抗体膜の溝部に接触する摺接部材が磨耗した場合でも、弾性押圧部材の弾力により、常時、摺接部材を抵抗体膜に向けて押圧することができるため、この摺接部材を確実に抵抗体膜に形成した溝部に当接させることができるという効果を奏する。
【００３４】
また、請求項５に係る発明によれば、前記上円板の下面部には、前記下円板の抵抗体膜に形成された溝部と形状および形成位置とが同一の溝部が形成され、前記弾性押圧部材は、両者の溝部同士の間に介在されるので、上円板および下円板に介在した弾性押圧部材の位置ズレや離脱を確実に防止することができ、これにより、摺接部材により取得する抵抗体膜の抵抗値（主軸の移動量）が正確な情報となり、ステップ位置ズレなどを防止することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、請求項６に係る発明によれば、前記上円板と前記下円板とを互いに支持する支持部材をさらに備えるので、上円板および下円板のそれぞれに形成した溝部の位置ズレを確実に防止することができ、これにより、ステップ位置ズレを確実に防止できるという効果を奏する。
【００３６】
また、請求項７に係る発明によれば、移動距離算出工程により、主軸の回転にともなう摺接部材の移動距離を算出し、当該移動距離算出工程により算出された移動距離に基づいて、抵抗値換算工程により、移動距離を抵抗値に換算するので、ステッピングモータによるステップ位置を容易且つ正確に算出することができるうえ、制御用コンピュータ（ＥＣＵ）による主軸の移動量の判定および制御を容易とすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るステッピングモータの構造および主軸の移動量検出方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例１〜３によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３８】
（ステッピングモータ１００ａの構造および機能の詳細）
以下、図１−１、図１−２、図２−１、図２−２および図３−１、３−２を参照して、本実施例１に係るステッピングモータ１００ａの構造および機能の詳細を説明する。ここで、図１−１は、ステッピングモータ１００ａを構成する下円板１３０の形状を示す平面図、図１−２は、ステッピングモータ１００ａの内部構成である縦断面図をそれぞれ示している。また、図２−１は、図１−１の要部断面図を、図２−２は、図１−２の要部拡大図をそれぞれ示している。また、図３−１は、主軸１５０の回転時の摺接ピン１７０の位置を、図３−２は、主軸１５０の回転終了時の摺接ピン１７０の位置をそれぞれ示している。
【００３９】
ここで、本実施例１に係るステッピングモータ１００ａの構造の特徴は、ステッピングモータ１００ａを構成する下円板１３０の上面部１３０ａに渦巻状の抵抗体膜１３５を設けるとともに、この抵抗体膜１３５に溝部１３６を形成し、回転する主軸１５０に摺接ピン１７０を取り付け、この摺接ピン１７０を溝部１３６に沿って摺接しながら移動できるように構成していることにある。このように構成されたステッピングモータ１００ａは、主軸１５０の回転にともない摺触ピン１７０が溝部１３６に沿って移動するため、これにより、主軸１５０の移動量（ステップ位置）を摺触ピン１７０の移動位置により変化（換算）した抵抗値として取得することができるようにしている。
【００４０】
以下、図１−１〜図３−２を参照して、本発明によるステッピングモータ１００ａの構成を具体的に説明する。すなわち、図１−１および図−２に示すように、ステッピングモータ１００ａは、全体が円筒型のケース１１０（筐体）により構成され、このケース１１０の上面位置と、そのほぼ中間位置には、それぞれ円板状に形成された上円板１２０と下円板１３０とが互いに離隔した状態で配設されている。このうち、上円板１２０は、ステッピングモータ１００ａの蓋体として機能する。また、下円板１３０の下方位置には、電流の印加により電磁石として機能するコイル１４０（ステータ）が設けられている。
【００４１】
また、上円板１２０と下円板１３０の中央部には、ほぼ同一形状の円通孔１２１、１３１が形成され、これら円通孔１２１、１３１には主軸１５０が貫通されており、この主軸１５０の下端部（図１−２の下側）には、永久磁石としての機能するローター１６０が取り付けられている。さらに、主軸１５０のほぼ中間位置には回動アーム１８０の基端部（図１−２の右側）が取り付けられ、この回動アーム１８０の先端部（図１−２の左側）は摺接ピン１７０の上端部に取り付けられている。
【００４２】
また、下円板１３０の上面部１３０ａには、この下円板１３０の周方向に向けて形成された渦巻き状の抵抗体膜１３５が設けられている。さらに、この抵抗体膜１３５のほぼ中央部には、周方向に沿って溝部１３６（図２−１）が形成されており、この溝部１３６内に、摺接ピン１７０の先端部１７１（図２−２）が嵌合している。
【００４３】
具体的には、図２−２に示すように、摺接ピン１７０の先端部１７１が抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６と当接した状態で組み付けられている。これにより、抵抗体膜１３５と摺接ピン１７０とは導通状態となっており、主軸１５０の回転にともなう摺接ピン１７０の移動により抵抗体膜１３５の抵抗値が変動するとともに、この変動する抵抗値を取得することができる。
【００４４】
ここで、抵抗体膜１３５の始点位置Ｐ1（外周側端部）はアース接地されている。また、摺接ピン１７０を通じて取得された抵抗値は、この摺接ピン１７０から回動アーム１８０を介して、制御用のコンピュータとして機能するＥＣＵ５０（図６）に入力抵抗として送信されるようになっている。
【００４５】
すなわち、図３−１に示すように、主軸１５０の回転にともなって、摺接ピン１７０は抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に沿って、抵抗膜体１３５の外周側から内周側に向けて摺接しながら移動し、これにともない主軸１５０は回転しながら上方に向けて上昇する。そして、図３−２に示すように、摺接ピン１７０が抵抗膜体１３５の内周端（終点位置）に到達した際には、主軸１５０の位置は最上昇位置となる。
【００４６】
図３−１に示すように、抵抗体膜１３５の溝部１３６の始点位置Ｐに位置する摺接ピン１７０は、主軸１５０の回転にともなって始点位置Ｐ1（外周側端部）から移動を開始し、図３−２に示すように、抵抗体膜１３５の溝部１３６の終点位置Ｐ2に到達することとなる。
【００４７】
具体的に説明すると、ステッピングモータ１００ａが電流の印加により作動すると、主軸１５０が回転を開始し、この主軸１５０の回転にともない、主軸１５０に連結された回動アーム１８０に取り付けた摺接ピン１７０が抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に沿って、抵抗膜体１３５の外周側端部（始点位置Ｐ1）から内周側端部（終点位置Ｐ2）に向けて移動を開始する。ここで、前述したように、抵抗膜体１３５の抵抗値は、摺接ピン１７０の移動位置（移動距離）に基づいて、変化するため、主軸１５０の回転にともなう摺接ピン１７０の移動位置に基づいて、その都度、抵抗値が取得され、この抵抗値は、ＥＣＵ５０（図６）に対して、抵抗膜体１３５の入力抵抗値として送信される。
【００４８】
一方、ＥＣＵ５０では、抵抗膜体１３５の入力抵抗値が送信されるとともに、入力抵抗値が可変するため、これにともない内部のプルアップル抵抗の分割により、入力電圧も変化することから、この可変した抵抗膜体１３５の抵抗値により主軸１５０の移動量（ステッピングモータ１００ａのステップ位置）を検出することができる。
【００４９】
すなわち、ＥＣＵ５０（図６）は、ステッピングモータ１００ａから送信される入力抵抗値に基づく入力電圧（ＡＤ電圧）と、ＥＣＵ５０からステッピングモータ１００ａに通知される駆動電圧信号とを比較し、ＩＳＣ制御が正常なのか脱調などが発生しているかを判定することができる。ここで、本実施例１によるステッピングモータ１００ａの構造では、脱調が発生した場合でも主軸１５０の回動位置（ステップ位置）を正確に認識できるため、正常状態に復帰することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施例１に係るステッピングモータ１００ａの構造によれば、ステッピングモータ１００ａを構成する上円板１２０と下円板１３０のうち、下円板１３０の上面部１３０ａに、渦巻状の抵抗体膜１３５を設けるとともに、この抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に沿って、周方向に移動する摺接ピン１７０を主軸１５０に取り付け、主軸１５０の回転にともない、周方向に移動する摺接ピン１７０の移動位置に基づいて、抵抗体膜１３５による抵抗値を取得することにより、この抵抗値から主軸１５０の移動量（ステップ位置）を算出（変換）するようにしているので、制御用コンピュータとして機能するＥＣＵ５０（図６）によるステップ位置の判断を容易、且つ正確におこなうことがことができる。
【００５１】
また、下円板１３０に設けられた抵抗体膜１３５には溝部１３６が形成されているので、この下円板１３０に形成された抵抗体膜１３５に摺接する摺接ピン１７０は、この抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に沿って、この抵抗体膜１３５上を位置ズレすることなく確実に移動することができる。
【実施例２】
【００５２】
（ステッピングモータ１００ｂの構造および機能の詳細）
次に、図４−１および図４−２を参照して、本発明に係る実施例２によるステッピングモータ１００ｂの構造および機能の詳細を説明する。図４−１は、主軸１５０の回転時、図４−２は、主軸１５０の回転終了時のステッピングモータ１００ｂの内部構成（縦断面図）をそれぞれ示している。ここで、本実施例２の特徴は、主軸１５０の回転にともなう回動アーム１８０の回動時に、摺接ピン１７０の先端部１７１が抵抗体膜１３５に形成した溝部１３６から離隔することを防止することにある。
【００５３】
すなわち、図４−１に示すように、本実施例２は、前述した実施例１と同様に、下円板１３０の上面部１３０ａの周方向にわたって渦巻状の抵抗膜体１３５を設けるとともに、この抵抗膜体１３５に溝部１３６を形成し、この溝部１３６に摺接ピン１７０の先端部１７１を嵌合させ、さらに、摺接ピン１７０を上方から抵抗膜体１３５（溝部１３６）に向けて押圧する押圧スプリング１９０を備える構成としている。このため、上円板１２０の下面部１２０ａには、下円板１３０の上面部１３０ａに形成した溝部１３５と、その位置がほぼ同一となる溝部１２６を形成している。
【００５４】
また、同図に示すように、この押圧スプリング１９０の上端部（図４−１の上側）は、上円板１２０の下面部１２１に形成された溝部１２６に嵌合している。一方、押圧スプリング１９０の下端部（図４−１の下側）は、摺接ピン１７０の上端部に取り付けられている。これにより、摺接ピン１７０の先端部１７１は、押圧スプリング１９０の下方に向かう弾性力により、常時、この摺接ピン１７０を抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に向けて押圧することができる。これにより、主軸１５０が飛び出し方向に作動しても、抵抗体膜１３５の溝部１３６と摺接ピン１７０の先端部１７１とが離隔することを防止することができるようにしている。
【００５５】
図４−２に示すように、摺接ピン１７０の移動にともない押圧スプリング１９０も、抵抗膜体１３５に形成された溝部１３６と、上円板１２０の下面部１２０ａに形成された溝部１２６内を移動することができる。
【００５６】
なお、本実施例２では、抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に摺接ピン１７０の先端部１７１を押圧させる押圧部材として、押圧スプリング１９０を使用するものとしているが、この押圧スプリング１９０以外にも、ダンパ部材などを設ける構成としてもよい。また、摺接ピン１７０の移動時に、この摺接ピン１７０の上部に設けた押圧スプリング１９０が変形したり、離脱することを防止するために、この押圧スプリング１９０の周囲を円筒状のパイプ部材により包囲し、このパイプ部材の内部に押圧スプリング１９０を設ける構成としてもよい。
【００５７】
以上説明したように、本実施例２に係るステッピングモータ１００ａの構造によれば、この押圧スプリング１９０の上端部（図４−１の上側）は、上円板１２０の下面部１２１に形成された溝部１２６に嵌合している。一方、押圧スプリング１９０の下端部（図４−１の下側）は、摺接ピン１７０の上端部に取り付けられている。これにより、摺接ピン１７０の先端部１７１は、押圧スプリング１９０の下方に向かう弾性力により、常時、この摺接ピン１７０を抵抗体膜１３５に形成された溝部１３６に向けて押圧することができる。これにより、主軸１５０が飛び出し方向に作動しても、抵抗体膜１３５の溝部１３６と摺接ピン１７０の先端部１７１とが離隔することを防止することができる。
【実施例３】
【００５８】
（ステッピングモータ１００ｃの構造および機能の詳細）
次に、図５−１および図５−２を参照して、本発明に係る実施例３によるステッピングモータ１００ｃの構造および機能の詳細を説明する。ここで、図５−１は、ステッピングモータ１００ｃを構成する下円板１３０の形状を示す平面図、図５−２は、ステッピングモータ１００ｃの内部構成である縦断面図をそれぞれ示している。すなわち、本実施例３に係るステッピングモータ１００ｃの特徴は、ステッピングモータ１００ｃを構成する上円板１２０と下円板１３０との間に、両円板１２０、１３０同士を、互いに支持する支持部材２００を介在させていることに特徴がある。
【００５９】
すなわち、同図に示すように、上円板１２０および下円板１３０の始点位置Ｐ（外周位置）と終点位置（内周位置）とに、ほぼ同形状の円孔部１２２、１２２をそれぞれ形成し、これら円孔部１２２、１２２に支持部材２００を介在させるとともに、この支持部材２００により上円板１２０と下円板１３０同士を互いに支持するとともに、所定の位置に固定する構成としている。すなわち、これによって、上円板１２０の下面部１２２に形成した溝部１２６と、下円板１３０の抵抗体膜１３０に形成した溝部１３６との位置ズレを防止するようにしている。
【００６０】
以上説明したように、本実施例３に係るステッピングモータ１００ｃの構造によれば、ステッピングモータ１００ｃを構成する上円板１２０と下円板１３０との間に支持部材２００を介在させるとともに、この支持部材２００により上円板１２０と下円板１３０同士を互いに支持し、所定の位置に固定するようにしているので、上円板１２０に形成した溝部１２６と下円板１３０の抵抗体膜１３０に形成した溝部１３６との位置ズレを効果的に防止することができる。
【００６１】
（他の実施例）
さて、これまで本発明のステッピングモータの構造および移動量検出方法に係る各実施例について説明したが、本発明は上述した実施例１〜３以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において、種々の異なる実施例にて実施することもできる。
【００６２】
すなわち、上述した本実施例１〜３では、自動車のＩＳＣ制御におけるバイパス経路にスロットルバルブを備えた空気流量制御システムに適用されるステッピングモータについて説明したが、これ以外にも、例えば、エンジンにおいて、電子制御スロットル弁や、アイドルスピードコントロール用のスロットルバイパス弁や、ＥＧＲ弁（排ガス還流バルブ）など各種開閉弁の駆動に使用されるステッピングモータの構造に適用することができる。
【００６３】
また、上述した実施例１〜３では、ステッピングモータ１００を構成する下円板１３０に設ける抵抗体膜１３５の幅寸法を一定の寸法としているが、この抵抗体膜１３５の幅寸法を内周側と外周側とで、抵抗値が一周回転で同一（一致）となるように、幅寸法を調整（例えば、始点側Ｐの抵抗体膜１３５の幅寸法を幅広）することにより、抵抗値と主軸移動量の関係を比例関係とする制御をおこなうようにしてもよい。この場合、内周側に形成された抵抗体膜と外周側に形成された抵抗体膜による抵抗値と主軸の移動量の関係が比例関係となることでＥＣＵによる制御を容易ととすることができる。
【００６４】
また、上述した実施例１〜３では、主軸１５０に取り付けた回動アーム１８０の先端部（図１−１の左側）に、直接、摺接ピン１７０を固定する構成とし、摺接ピン１７０が抵抗膜体１３５の溝部１３６内を外周側から内周側に移動する際に、主軸１５０を上方に向けて移動させる構成としているが、本例のように摺接ピン１７０を回動アーム１８０の先端部に固定するのではなく、回動アーム１８０に沿って移動する構成とするようにしてもよい。具体的に説明すると、本例では、回動アーム１８０は主軸１５０から下円板１３０に向けて傾斜させた取り付け構成となっているが、主軸１５０に対して回動アーム１８０をほぼ水平に取り付け、摺接ピン１７０が抵抗膜体１３５の溝部１３６を移動する際には、回動アーム１８０の先端部から基端部に向けて移動する構成とする。この場合、本例のように摺接ピン１７０の外周側から内周側に向けての移動にともない主軸１５０が上方（図１−１の上側）に向けて延出することを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係るステッピングモータの構造および主軸移動量の検出方法は、ＩＳＣ制御により制御をおこなう空気流量制御システムなどに利用できるステッピングモータの構造および主軸移動量の検出方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１−１】本発明の実施例１に係るステッピングモータを構成する下円板を示す平面図である。
【図１−２】同ステッピングモータの概略を示す縦断面図である。
【図２−１】図１−１の要部である溝部を示す拡大断面図である。
【図２−２】図１−２の要部である溝部と摺接ピンとの嵌合状態を示す拡大断面図である。
【図３−１】主軸の回転時の摺接ピンの位置を示す概略構成図である。
【図３−２】主軸の回転終了時の摺接ピン位置を示す概略構成図である。
【図４−１】本発明の実施例２に係るステッピングモータの概略を示す縦断面図である（主軸の回転時）。
【図４−２】同ステッピングモータの概略を示す縦断面図である（主軸の回転終了時）。
【図５−１】本発明の実施例２に係るステッピングモータを構成する上円板を示す平面図である。
【図５−２】同ステッピングモータを示す概略を示す縦断面図である。
【図６】従来における空気流量制御システムの一例を示す概略図である。
【図７】同空気流量制御システムに適用されるステッピングモータを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
２０  バイパス通路
３０  バルブ
４０  スロットルバルブ
５０  ＥＣＵ
６０、１５０  主軸
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  ステッピングモータ
１１０  ケース
１２０  上円板
１２１、１３１  円通孔
１３０  下円板
１３０ａ  上面部
１３５  抵抗体膜
１３６  溝部
１４０  コイル
１６０  ローター
１７０  摺接ピン
１７１  先端部
１８０  回動アーム
１９０  押圧スプリング
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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