JPS61254060A - ストロ−クタイプのステツプモ−タ - Google Patents

ストロ−クタイプのステツプモ−タ

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Publication number
JPS61254060A
JPS61254060A JP9366285A JP9366285A JPS61254060A JP S61254060 A JPS61254060 A JP S61254060A JP 9366285 A JP9366285 A JP 9366285A JP 9366285 A JP9366285 A JP 9366285A JP S61254060 A JPS61254060 A JP S61254060A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotor
external force
lead screw
force receiving
stroke type
Prior art date
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Pending
Application number
JP9366285A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Tsukahara
塚原 明彦
Ko Hiratsuka
平塚 耕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automob Antipollut & Saf Res Center
Automobile Appliance Anti Pollution and Safety Research Center
Original Assignee
Automob Antipollut & Saf Res Center
Automobile Appliance Anti Pollution and Safety Research Center
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Filing date
Publication date
Application filed by Automob Antipollut & Saf Res Center, Automobile Appliance Anti Pollution and Safety Research Center filed Critical Automob Antipollut & Saf Res Center
Priority to JP9366285A priority Critical patent/JPS61254060A/ja
Publication of JPS61254060A publication Critical patent/JPS61254060A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K37/14Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転子(ロータ)の回転運動をリードスクリュ
ーを介して直線運動に変換する、いわゆるストローク(
直線変位)タイプのステップモータに関する。
〔発明の背景〕
ステップモータは、ディジタル制御が直接行なえること
、停止する際オーバーランしないこと、位置鎖長が累積
されないこと等の利点を有するために、位置決め制御用
アクチュエータとして利用されることが多い。また、一
般に、制御用アクチュエータによる位置決めは、回転角
UKよるものよシも直線変位で制御する方が好都合なも
のも多く、ストロークタイプのステップモータが、近年
、オフィスオートメイション機器や自動車電装品等に使
用され始めている。
このようなストロークタイプのステップモータでは、回
転運動から直線運動に変換する際に減速も行なわれてい
るので、比較的ステップ角が大きい、安価なPMタイプ
(ロータがマグネットで構成)ステップモータでも最少
分解能が向上するため、主にPMタイプステップモータ
を使った位置決め機構に使われている。
ステップモータを使って精密な空気流量制御を行い、内
燃機関のアイドリンク回転速度制御を行うものが、例え
ば特開昭57−51934号公報によシ知られている。
この従来技術になるストロークタイプのステップモータ
は、回転子(ロータ)の内側に内ネジ山部を形成してお
シ、これに外ネジ山部が噛合されているリードスクリュ
ー(ここでは弁軸と云われている)KJIり止め軸受(
2ケ)を設けることKより、リードスクリューが回転不
能かつ軸方向に摺動可能に支承され、ロータが回転する
とリードスクリューが直線変位するととKなる。このよ
うな機能・構造によシ、上述の従来技術になるストロー
クタイプのステップモータでは、ロータの回転軸方向の
長さが長くなシそのため外観が比較的大きくならざると
得ない。特に自動車等の多数の制御部品が配設された中
にこれを配置する場合には不便、不具合を生じ、そのた
めよシ小型で狭い場所において4容易に配置することの
できるストロークタイプのステップモータが要望されて
いた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述のような従来技術の不具合に鑑み
、よシ小型な構造を有する、具体的にはロータの回転軸
方向の長さを極力短かくした構造のストロークタイプの
ステップモータを提供するととKある。
〔発明の概要〕
上記の本発明の目的は、供給電流によ多回転磁界を生じ
るステータと、外周面に複数の着磁された多極着磁マグ
ネットを配置しかつ上記ステータ内で回転可能に支承さ
れたロータと、上記ロータの回転軸に設けられたネジ切
部に噛み合うネジ噛合機構を有しかつ回転不可能に上記
回転軸方向に摺動可能に支承され、上記ロータの回転運
動に伴い軸方向の直線運動をするリードスクリユー部と
、上記リードスクリユー部に結合しかつ直線制御される
べ籾被制御部に直線運動を伝達する外力受手段とを備え
たストロークタイプのステップモータにおいて、上記ロ
ータの回転軸方向に凹部を設け、上記凹部内部に上記リ
ードスクリユー部の回転防止手段と、上記リードスクリ
ユー部の一端に結合された外力受手段が配置されている
ことを特徴とt6′1°″″′″/ / 402′″7
7’−E−/Kl)J     。
成される。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。
第1図は本発明の一実施例であるストロークタイプのス
テップモータの縦断面図である。図において、4つのス
テータ1−a、  1−b、  1−c、  1−dの
中にはコイル2−a、2−bが格納されておシ、それぞ
れステータl−aと1−b、1−cとl−dとで磁気回
路を形成して回転磁界を発生させる。
各ステータ内周面に対向しているロータ3は、外周が多
極着磁されたマグネット3−1とマグネットをインサー
トモールドした合成樹脂部3−2およびボールベアリン
グ3−3で構成され、合成樹脂部3−2にはロータの回
転軸方向に穴が設けられ、その穴の表面には内ネジ山部
3−4(台形ネジ)が形成されている。
上記の構成より成るロータはその両端で、上記ステータ
内部で回転可能に支承されている。即ち、その一端はボ
ールベアリング3−3の内輪が合成樹脂部のツキ当て部
3−5まで圧入され熱加締部3−6によシ固定され、外
輪はエンドブラケット4のボールベアリングハウジング
部4−1に装着後、ハウジング端部4−2を加締ること
によシ固定している。
したがってロータ3はエンドブラケット4に対してガタ
が無く固定され、もう一端はケーシング5のすベシ軸受
ハウジング部5−1に圧入されたすべり軸受6に支承さ
れている。さらに、ロータ3の合成樹脂部内側の内ネジ
山部3−4に噛合する外ネジ山部7−1を有するリード
スクリュー7の先端部7−2に固定された外力受部材8
の外周面8−1はエンドブラケット4のガイド部4−3
の内周面と相補的形状を有している。この関係を第2図
に第1図の左正面部分矢視図によシ示しているが、本実
施例では多角形状(六角形)になっている。したがって
、リードスクリュー7および外力受部材8はガイド部4
−3によシ回転不能かつ軸方向に摺動可能に支承される
。なおリードスクリュー7と一体の外力受部材8の外周
面8−1とガイド部4−3の内周面は回転不能な相補的
形状であれば良く、本実施例のような多角形形状(六角
形)の他に第3.4図のような形状にすることも可能で
ある。
このように、リードスクリュー7と外力受部材8とを一
体く結合し、上記受部材を回転不能かつ軸方向に摺動可
能に支承することにより、ステータ1による回転磁界に
よシロータ3が回転すると、リードスクリュー7および
外力受部材8は軸方向に摺動し、この外力受部材8に直
線変位によシ制御されるべき被制御手段、例えば内燃機
関の空気流量を制御するための弁等を取シ付けることに
よシ、外部からの制御信号に応じてその直線方向の運動
を制御することができる。
そして、本発明になるストロークタイプのステップモー
タでは、特にそのロータの形状を第1図に示す様に凹形
状にすることにより、モータの軸方向へて伸長を防止し
ている。このことをより具体的に説明すると、上記ロー
タの合成樹脂部3−2は、前記した内ネジ山部3−4が
設けられた部分と、さらにこの部分の周辺部から図中左
方に伸びた部分とを有しており、上記ロータを回転可能
に支承するボールベアリング3−3の内輪がこの合成樹
脂の延長部に固定され、かつその外周表面上には多極着
磁されたマグネットが配置されている。
他方、モータのエンドブラケット4と一体に形成された
ガイド部4−3が上記ロータの合成樹脂部に形成された
凹部に引き込まれるように延長される。そして、この延
長部のよシ形成された円筒状空間内を利用し、上記外力
受部材8を摺動可能に支承する構成を採用している。そ
して、上記ロータの合成樹脂部の外周面上に多極差磁さ
れたマグネットを配置する構造を採用している。
このような構造を採用することによシ、ロータの内部に
リードスクリュー7及び外力受部材8等を上記ロータの
凹部内に内蔵することが可能となシ、シかも何らモータ
の回転力等を減することなく、ステップモータを軸方向
に短縮することが可能となるのである。
また、上述の様な構造により、ステップモータの外力受
部材8に軸方向に外力(スラスト荷重)が加わった時、
ネジ噛合部(7−1と5−1)を介してロータ3に伝わ
るがボールベアリング3−3でスラスト荷重を受けるた
め、すべり軸受6にはスラスト荷重が加わらないため回
転ロスは従来のボールベアリング2個使用の時と変わら
ないという効果をも奏する。そして、ロータ3はエンド
ブラケット4に対して軸方向は固定しているために、外
力が加わってもリードスクリュー7および外力受部材8
の位置は動かないため、高精度の位置決めが可能となる
ちなみに本実施例では、ステップ角7.5@、ネジ山ピ
ッチ0.8mで最少分解能は0.017■である。
また、すベシ軸受ハウジング5−IKより、リードスク
リュー7の摺動時の偏芯を防ぐことが可能、である。さ
らにガイド部4−3とすベシ軸受ノ1ウジング5−1が
ロータ3両端の内周面内く形成されているので回転軸方
向のスペースを有効に使い小屋化が可能である。
また、上記のステップモータでは、既述のように1外力
受部材8とリードスクリュー7とを圧入等により一体と
し、この外力受部材8の外周面と上記エンドブ2ケ、ッ
ト4の凹部の内周形状とによシ、軸方向に摺動可能とす
るとともに、リードスクリュー7の廻シ止めともしてい
る。そのため、従来技術において用いられていたり−、
トスクリユーのように1.摺動可能範囲に亘って(即ち
、ストローク長)加工費の高くなるDカット部を設ける
必要もなく、さらにはリードスクリューの廻シ止めを別
個に設ける必要もなく製作容易になるとともに1ストロ
ークタイプのステップモータの小屋化にも効果を奏する
次に第5図から第11図により、上記外力受部材8とリ
ードスクリュー7との他の結合構造を説明する。第5図
は第1図のモータハウジングのガイド部4−1と外力受
部材8およびリードスクリュー先端部7−2の断面図で
あり、リードスクリューの廻り止め部に和尚する。ここ
でガイド部内周面4−1と外力受部材外周面8−1との
間のすき間g1と、リードスクリュー先端外周面7−3
゜7−4と外力受部材内周面との間のすき間g!には次
のような関係になっている。
gt<gs すなわちガイド部内周面4−1と外力受部材外周面8−
1との間のすき間g1は可能な限シ小さくして、軸方向
からずれた外力(軸偏力)が加わっても、外力受部材は
偏芯せず、したがってリードスクリューは外力による軸
偏力の影響を受けることがない、tた、リードスクリュ
ー先端外周面7−3.7−4と外力受部材内周面との間
のすき間gsは比較的大きいため、ネジ噛合部とガイド
部、外力受部材の軸芯がわずかにずれていても吸収する
ことができるこれらのことより、ネジ噛合部(3−3と
7−11による回転→直線運動変換効率の劣化を防ぐこ
とができる。
このように本実施例によると、負荷側からの軸偏力はガ
イド部4−1とのすき間g1が小さい外力受部材8によ
シ受けるととKよシ、リードスクリューへ伝達すること
がなく、また、ネジ噛合部とガイド部との軸芯のズレは
外力受部材とリードスクリューとのすき間g3が比較的
大きいので吸収することができるためにモータハウジン
グの加工精度を下げることができ、モータがロックする
恐れのない信頼性の高い構造となっている。さらにリー
ドスクリュー先端部7−2はいわゆるDカット形状だが
、外力受部材内周面と嵌合するだけの長さで良く加工長
さが短かくて済む。
第5図のガイド部4−1、外力受部材8およびリードス
クリュー先端部7−2の形状の他の実施例として第6図
〜第11図が上げられるが六角形形状は他の多角形形状
でも構わない。
以上のように本実施例によれば、ロータの回転運動をリ
ードスクリューを介して直線運動に変換させた、いわゆ
るストロークC直線変位)タイプのステップモータにお
いて、軸芯よシずれた方向の負荷による力(軸偏力)が
加わってもモータロックすることのない、また比較的加
工精度を下げることかできるためコスト低減が可能であ
るという効果がある。
軸方向のスペースを有効に利用することができ、   
     、このことKよシ小屋化した、#にその軸方
向の長       Iさを短かくしたストロークタイ
プのステップモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるストロークタイプステ
ップモータの縦断面図、第2図は第1図の人矢視部分図
、第3.4図は他の実施例である外力受部材外周面図・
第5図は第1図の13−”B’        、、。 線断面図、第6図〜第1’1図は第5図の他の実施例に
よるB−B’線断面図。 3・・・ロータ、3−3・・・ボールベアリング、3−
5・・・ツキ当て部、3−6・・・熱加締部、4・・・
エンドブラケット、4−1・・・ボールベアリングハウ
ジング、4−2・・・ハウジング端部、4−3・・・ガ
イド部、5・・・ケーシング、5−1・・・すべり軸受
ハウジング部、6・・・すベシ軸受、7・・・リードス
クリュー、訃・・外来1図 措2図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.供給電流により回転磁界を生じるステータと、外周
    面に複数の着磁された多極着磁マグネツトを配置しかつ
    上記ステータ内で回転可能に支承されたロータと、上記
    ロータの回転軸に設けられたネジ切部に噛み合うネジ噛
    合機構を有しかつ回転不可能に上記回転軸方向に摺動可
    能に支承され、上記ロータの回転運動に伴い軸方向の直
    線運動をするリードスクリユー部と、上記リードスクリ
    ユー部に結合しかつ直線制御されるべき被制御部に直線
    運動を伝達する外力受手段とを備えたストロークタイプ
    のステツプモータにおいて、上記ロータの回転軸方向に
    凹部を設け、上記凹部内部に上記リードスクリユー部の
    回転防止手段と、上記リードスクリユー部の一端に結合
    された外力受手段が配置されていることを特徴とするス
    トロークタイプのステツプモータ。
  2. 2.特許請求の範囲第1項において、上記ステータのハ
    ウジング部の一端は上記ロータの凹部内に延長し、上記
    外力受手段を上記延長部内周面上に軸方向に摺動可能に
    支承しかつ上記延長部内周面の断面と上記外力受手段の
    断面とを回転不能な相補的形状としたことを特徴とする
    ストロークタイプのステツプモータ。
  3. 3.特許請求の範囲第2項において、上記摺動外力受手
    段と上記リードスクリユー部とは一体に結合されている
    ことを特徴とするストロークタイプのステツプモータ。
  4. 4.特許請求の範囲第2項において、上記摺動外力受手
    段と上記リードスクリユー部との間は相補的形状による
    相互に回転不可能にのみ結合されていることを特徴とす
    るストロークタイプのステツプモータ。
  5. 5.特許請求の範囲第1項において、上記ステータはハ
    ウジング部を有し、さらに上記ロータの一端はボールベ
    アリングにより、他端はすべり軸受により回転可能に支
    承されていることを特徴とするストロークタイプのステ
    ツプモータ。
JP9366285A 1985-05-02 1985-05-02 ストロ−クタイプのステツプモ−タ Pending JPS61254060A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0253256U (ja) * 1988-10-07 1990-04-17

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0253256U (ja) * 1988-10-07 1990-04-17

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