DE19730111A1 - Motor mit Umwandlung einer Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motor, der eine Umwandlungseinrichtung beinhaltet, die die Drehbewegung eines Elektromotors in eine hin- und hergehende Bewegung umsetzt.

Ein Elektromotor dieser Art ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift 7-27023 offenbart. Die Fig. 10 zeigt den inneren Aufbau eines durch einen Schrittmotor angetriebenen Abgasrückführsteuerventils, das eine einen Schrittmotor umfassende motorgetriebene Steuereinrichtung ist. Wie es in der Fig. 10 gezeigt ist, besitzt ein Gehäuse 1 eine Einlaßöffnung 2, die mit dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Ferner ist im Gehäuse 1 eine Auslaßöffnung 3 vorhanden, die mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Überdies sind im Gehäuse 1 Zirkulations­ durchgangskanäle 4a und 4b sowie ein wassergekühlter Durchgangskanal 14 vorhanden. Ein Ventilsitz 6 ist im Zirkulationsdurchgangskanal 4a eingepreßt und mit einem Stift befestigt. Eine Laufbuchse 9 dient als Lager. Eine Manschette 8 verhindert das Eindringen von Ablagerungen in die Laufbuchse 9. Die Manschette 8 ist koaxial zum Ventilsitz 6 liegend zwischen dem Gehäuse 1 und der Laufbuchse 9 gehalten. Ein Ventilteller 5 ist so angeordnet, daß er gegen den Ventilsitz 6 anliegen kann. Der Ventilteller 5 ist an einem Ende eines Ventilschaftes 7 durch Verpressen, Verschweißen oder dergleichen fest angebracht. Der Ventilschaft 7 erstreckt sich durch die Laufbuchse 9 hindurch. Ein Federhalter 10 und eine Federscheibe sind am anderen Ende des Ventilschaftes 10 durch Verpressen oder eine andere geeignete Befestigungsart befestigt. Eine Feder 12 wird zwischen dem Federhalter 10 und dem Gehäuse 1 gehalten, um den Ventilteller 5 bzw. allgemein das Ventil zu schließen.

Des weiteren ist in der Fig. 10 ein Schrittmotor 20 gezeigt. Der Schrittmotor 20 ist an dem Gehäuse 1 mittels Schrauben 46 angeschraubt. Dabei ist der Schrittmotor 20 koaxial zum Gehäuse 1 ausgerichtet. Auf einen Spulenkörper 22 ist eine Wicklung 23 aufgebracht. Die Wicklung 23 ist von einem Joch 24 und von einem Joch 25 umgeben. Ein Anschluß 29 ist mit der Wicklung 23 elektrisch verbunden. Der Anschluß 29 und ein Motorgehäuse 21 bilden einen Verbindungsabschnitt. Eine Platte 27 schirmt die zwei Wicklungsabschnitte oder Spulenabschnitte magnetisch voneinander ab. Eine weitere Platte 26 ist vorhanden, die beim Formen oder Gießen des Motorgehäuses 21 verhindert, daß Kunstharz in die Spulenabschnitte fließt. Überdies ist ein Magnet 31 vorhanden, der von einem Rotor 32 gehalten wird. Der Rotor 32 ist auf der zylindrischen Innenseite mit einem Gewindeabschnitt 32a versehen, der mit einem Gewindeabschnitt 33a einer Motorwelle 33 in Eingriff steht. Außerdem weist der Rotor 32 einen Axialanschlag 32b für die Motorwelle 33 auf. Eine Blattfeder 28 drückt die Lager des Motors seitwärts. Die Motorwelle 33 besitzt den bereits erwähnten Gewindeabschnitt 33a. Der Gewindeabschnitt 33a steht mit dem Gewindeabschnitt 32a in Eingriff, um die Drehbewegung des Rotors 32 in eine Linearbewegung umzuwandeln. Ein Anschlagstift 34 ist in die Motorwelle eingepreßt. Eine Motorbuchse 41 dient als Lager und wird durch ein D-förmiges Loch in diesem Abschnitt drehfest gehalten. Ein Motorhalter 40 ist zwischen dem Motorgehäuse 21 und dem Gehäuse 1 in solch einer Weise angebracht, daß er mit dem Motorgehäuse 21 koaxial ausgerichtet ist und das Lager 30 und die Motorbuchse 41 trägt.

Dieser derart ausgestaltete herkömmliche Motor arbeitet wie folgt:
Zur Ventilöffnung wird durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) eine gepulste Spannung an den Anschluß 29 angelegt. Aufgrund der Spannung führt der Rotor 31, beinhaltend die Magneten eine schrittweise Drehung zur Ventilöffnung aus. Bei dieser Drehung ist die Anzahl der Signalübertragungspulse gleich der Anzahl der Schritte, d. h. es wird eine offene Schleifensteuerung präzise ausgeführt. Die schrittweise Drehung wird über den Gewindeabschnitt 32a des Rotors 32 und den Gewindeabschnitt 33a der Motorwelle 33 auf die Motorwelle 33 übertragen. Die Motorwelle 33 wird in Drehbewegungs­ richtung durch einen sogenannten "D-Abschnitt", der im Querschnitt halbkreisförmig ist, und durch das D-Loch der Buchse 41 gesteuert. Aufgrund dessen wird die Drehbewegung des Rotors 32 in eine Linearbewegung umgewandelt, so daß die Motorwelle in Ventilöffnungsrichtung (in der Fig. 10 nach unten) bewegt wird.

Der eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnde Motor ist ein auf der offenen Schleifensteuerung basierender Schrittmotor. Vor der Steuerung der Motorwelle ist es notwendig, einen Initialisierungsvorgang auszuführen, um so die Nullposition des Motors zu erhalten und mit dieser Position als Referenz wird die Anfangsphase der Steuereinheit mit der Anfangsphase des Motors in Übereinstimmung gebracht. Das heißt, die Nullposition sollte bestimmt werden, wenn die Motorwelle vollständig zurückgezogen oder am weitesten herausgefahren ist. Genauer gesagt, es wird diejenige Position als Nullposition festgelegt, in der der Anschlagstift 34 gegen den Anschlagabschnitt anstößt, wenn die Motorwelle voll eingezogen ist. Demgemäß werden beim Initialisierungsvorgang mehr Ventilschließsignale auf den Motor aufgebracht als es eigentlich die maximale Schrittanzahl erfordert, d. h. die Steuereinheit wird mit dem Motor in Phase gebracht, indem der Antrieb des Motors in der Phase angehalten wird, die gleich der Phase ist, in der die Motorwelle mechanisch voll eingezogen ist.

Beim Initialisierungsvorgang werden der an der Motorwelle 33 befestigte Anschlagstift 34 und der die Drehung regulierende D-Abschnitt 33b der Motorwelle 33 präzise in Phase festgelegt, um den Initialisierungsvorgang präzise auszuführen und das dabei auftretende Geräusch zu reduzieren. Überdies werden auch das Joch 24 und das Joch 25 des Motors, die Motorbuchse 41, der Magnet 31, der Gewindeabschnitt 32a des Rotors 32 und der Anschlagabschnitt 32b des Rotors 32 präzise miteinander in Phase gebracht, wenn sie beim Initialisierungsvorgang positioniert werden. Des weiteren werden nach dem Initialisierungsvorgang sowohl die Phase des Gewindeabschnitts 33a der Motorwelle 33 wie auch die Phase des eine Drehung verhindernden D-Abschnitts 33b konstant ausgebildet, um die in Richtung der Achse vorstehende Länge der Welle 33 konstant auszubilden.

Für ein vollständiges Verständnis der Erfindung ist es wesentlich, den Begriff "Phase", wie er hierin benutzt wird, genau zu verstehen. Der Begriff "Phase" wird insbesondere nachfolgend unter Bezugnahme zu der Fig. 11 beschrieben, in der die Phasenbeziehung zwischen dem Gewindeabschnitt 33a und dem Abschnitt 33b der Motorwelle 33 dargestellt sind. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 60 einen Abschnitt, bei dem ein Gewindeschneidvorgang begonnen wird (hiernach als "Gewindestartabschnitt" bezeichnet) . Eine Hilfslinie 61 deutet die Winkelposition des Gewindestartabschnitts 60 an. Eine weitere Hilfslinie 62 bezeichnet die Mittelachse des Drehverhinderungsabschnitts 33b.

In der Fig. 11 ist dargestellt, daß zum Festlegen der Länge des Gewindeabschnitts 33a auf den Abstand A, der Gewindestartabschnitt 60 entsprechend im Abstand A vom rechten Ende der Motorwelle 33 plaziert wird. Diesbezüglich ist zu beachten, daß der Gewindestartabschnitt 60 im Abstand A plaziert werden kann. Der Gewindestartabschnitt 60 kann aber nicht in irgendeiner Position auf der zylindrischen Oberfläche der Motorwelle 33 liegen. Das heißt, wenn angenommen wird, daß die Phase 0° ist, gesetzt den Fall, daß das Gewinde an der Position der Hilfslinie 61 beginnt (die Hilfslinien 62 und 61 stimmen miteinander überein), dann ist das die Phase α in Grad, wo der Gewindestartabschnitt in einer Winkelposition α bezüglich der Hilfslinie 62 (in Fig. 11 unterhalb der Hilfslinie 62) liegt.

Wenn der Rotor 32 um die Motorwelle 33 dreht, wird in der Fig. 11 die Motorwelle 33 horizontal bewegt (nach rechts bzw. nach links). In diesem Fall unterscheidet sich die Stellung der Motorwelle 33 gegenüber dem Drehwinkel des Rotors maximal um eine Gewindesteigung, abhängig von der Phase der Gewindestartposition. Folglich sollte zur genauen Steuerung der Stellung der Welle 33 gemäß dem Drehwinkel des Rotors 32, die oben beschriebene Phase nicht in Abhängigkeit von den einzelnen Produkten (Bestandteilen) schwanken. Obwohl das Verhältnis zwischen dem Gewindeabschnitt 33a und dem Drehregulierabschnitt 33b beschrieben wurde, kann das gleiche auch bezüglich anderer Teile gesagt werden.

Mit dem so aufgebauten Motor sollten, um den Initialisierungsvorgang genau zu erzielen, der Anschlagstift 34, der Drehregulierabschnitt, nämlich der D-Abschnitt 33b und der Gewindeabschnitt 33a in relativer Stellung zueinander übereinstimmen, d. h. miteinander in Phase sein bzw. synchronisiert sein. Die Genauigkeitsübereinstimmung dieser Teile hängt von der Genauigkeit des Anschlagstiftes, der Genauigkeit der Einpressung des Anschlagstiftes in die Motorwelle und von der Genauigkeit des Positionierungsverhältnisses von dem Gewindeabschnitt und dem Drehregulierabschnitt ab. Folglich können diese Teile nicht ohne eine Anzahl von Herstellungsschritten eingestellt werden. Dies ist aber nicht sehr wirtschaftlich. Des weiteren kann sich der Anschlagstift, da dieser nur in die Welle eingepreßt ist, von der Welle möglicherweise ablösen. Überdies ist der Anschlagstift im Querschnitt normalerweise im wesentlichen kreisförmig. Folglich ist die Anlage- oder Berührfläche des Anschlagstiftes an den Anschlagabschnitt 32b gering und somit wird während des Gebrauchs der Anschlagabschnitt 31b verschlissen, was zu einer kleinen Phasenverschiebung führen kann.

Darstellung der Erfindung

Im Hinblick auf die voranstehenden Ausführungen zum Stand der Technik besteht das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem darin, die zuvor beschriebenen Nachteile eines herkömmlichen, eine Drehung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motors zu eliminieren. Genauer gesagt: Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, einen eine Drehung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motor bereitzustellen, bei dem kein Anschlagstift notwendig ist, und bei dem statt dessen die Motorwelle den Drehregulierabschnitt aufweist, der die gleiche Funktion wie der Anschlagstift erfüllt, wodurch die Phaseneinstellung leichter erzielt werden kann.

Dieses technische Problem wird durch einen eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiger Motor umfaßt: einen Rotor, der vorwärts und rückwärts drehbar ist, und eine Motorwelle, die in einem Lager verschiebbar geführt ist und die mit dem Rotor in Eingriff steht, um die Drehbewegung des Rotors in eine hin- und hergehende Bewegung umzuwandeln, wobei gemäß der Erfindung die Motorwelle beinhaltet: einen Gewindeabschnitt, der mit dem Rotor in Eingriff steht, und einen Drehregulierabschnitt, der durch ein Lager verschiebbar geführt, das mit dem Gewindeabschnitt integral ausgebildet ist, wobei der Drehregulierabschnitt einen Anlageabschnitt aufweist, der gegen den die Dreh­ stellung festlegenden Anschlagabschnitt anstößt.

In dem Motor ist die Motorwelle mittels eines Metallspritzgießverfahrens hergestellt und der Drehregulierabschnitt des Motors besitzt einen Kernabschnitt, der einen Durchmesser aufweist, der gleich dem Außendurchmesser des Gewindeabschnitts ist.

In dem Motor ist der Gewindeabschnitt der Motorwelle durch ein Roll- bzw. Walzformverfahren (rolling molding method) hergestellt und der Drehregulierabschnitt ist an einem Ende des Gewindeabschnitts durch Ein- bzw. An- oder Umspritzen oder Umspritzen eines Einlegers ausgebildet.

Außerdem ist bei dem vorliegenden Motor der Drehregulier­ abschnitt aus Kunstharz bzw. Kunststoff hergestellt.

Überdies ist der Gewindeabschnitt der Motorwelle durch ein metallplastisches Umformverfahren geformt und der Drehregulierabschnitt ist durch ein Metallspritzgießverfahren hergestellt, wobei der Drehregulierabschnitt einem Ende des Gewindeabschnitts angeschweißt ist.

Überdies weist der Drehregulierabschnitt einen Anlage­ abschnitt auf, dessen flache Oberfläche gegen eine flache Oberfläche eines Anschlagabschnitts anliegen kann, der an der Seite des Rotors geschaffen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung mehrere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die wesentlichen Bauteile einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motors zeigt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Motorwelle einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors zeigt, der eine Dreh­ bewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Beschreibung einer Motorwellenverformung bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Draufsicht, die eine Motorwelle gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung eines eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motors zeigt,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Motorwelle gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 7 eine Draufsicht, die eine Motorwelle in einem eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnden Motor gemäß einer vierten Ausführungs­ form der Erfindung zeigt,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Motorwelle in der vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Motors zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehenden Bewegung und

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung im Hinblick auf die Phasen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung 1. Ausführungsform

Unter Bezugnahme zur Fig. 1 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

In der Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 50 und 51 einen Stator. Das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Magneten, das Bezugszeichen 32 einen Rotor und das Bezugszeichen 33 eine Motorwelle, die einen Gewindeabschnitt 33a umfaßt, der mit dem Rotor 32 in Eingriff ist. Ferner umfaßt die Motorwelle einen flachplattenförmig ausgebildeten Drehregulier- oder Drehblockierabschnitt 33b und einen Vorsprung 33d, der von der Stirnseite der Motorwelle vorsteht. Der Drehregulierabschnitt 33b weist an der Stirnfläche der Gewindeabschnittsseite einen Anlageabschnitt 33c auf. Der Anlageabschnitt 33c stößt gegen den Anschlagabschnitt 33 des Rotors 32 an, um die Axialbewegung der Motorwelle 33 zu regulieren bzw. zu beschränken. Die weiteren Ausgestaltungen und Elemente entsprechen denen, wie sie in der Fig. 10 gezeigt sind und bereits zuvor erläutert wurden.

Die Phasen dieser Bauteile bestimmen sich wie folgt: Die Phase des Stators 50 und 51 (in der Fig. 1 sind dessen Pole gezeigt) wird durch eine geeignete Anordnung von auf der äußeren Zylinderfläche des Stators ausgebildeten Vorsprüngen und Ausnehmungen festgelegt, so daß der Stator, wenn er zusammengebaut ist, in Phase ist. Der Stator 50 und 51 und das Motorgehäuse 21 werden miteinander mit Hilfe der Ausnehmungen (oder Löcher) des Stators und der Vorsprünge festgesetzt, die in einer Metallform ausgebildet sind, so daß der Stator beim Gießen des Motorgehäuses konstant in Phase ist. Danach werden das Motorgehäuse 21 und der Motorhalter 40 mit Hilfe einer Flanschverbindung oder durch eine Absatzstruktur zueinander festgelegt. Der Motorhalter 40 und die Motorlagerung 41 werden senkrecht zueinander festgesetzt. Des weiteren wird die Phase des Rotors bezüglich des Magneten 31 durch eine Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisende Struktur bzw. durch eine Absatzstruktur festgelegt. Die Phasen des Magnetpols des Magneten 31 und des Anschlags 32 wird festgelegt wie auch die Phase des Gewindeabschnitts 31a.

Die Phasen der Bauteile der Motorwelle 33 werden ebenso festgelegt. Der Aufbau der Motorwelle 33 ist wie folgt: Die Motorwelle 33 besitzt einen Gewindeabschnitt 33a und den flachplattenförmigen Drehregulierabschnitt 33b, der sich von dem Gewindeabschnitt 3a auf der Motorabtriebsseite erstreckt. Die Stirnfläche des Drehregulierabschnitts 33, die sich auf der Seite des Gewindeabschnitts befindet, ist als flacher Anlageabschnitt ausgebildet, der gegen den Anschlagabschnitt 32b des Rotors 32 anschlägt.

Des weiteren besitzt der Drehregulierabschnitt 33b in der Verlängerung des Gewindeabschnitts 33 den Vorsprung 33d, der gegen das Ventil anläuft. Es ist jedoch herauszustellen, daß es nicht immer notwendig ist, daß der Drehregulierabschnitt 33b als Flachplatte ausgebildet ist, d. h. er kann in irgendeiner Weise ausgebildet sein, solange er die Drehung der Motorwelle regulieren kann, d. h. in irgendeiner Weise einschränken oder beschränken kann.

Die Motorwelle 33 wird durch Bearbeiten eines Rundstabes auf der gleichen Maschine hergestellt. Folglich sind die relativen Positionen, d. h. die Phasen des Gewindeabschnitts 33a, des Drehregulierabschnitts 33b und des Anlageabschnitts 33c viel genauer zueinander als bei der herkömmlichen Ausgestaltung, die durch Einpressen des Anschlagstiftes in die Motorwelle gebildet ist. Folglich ist der erfindungsgemäße Motor in der Initialisierungscharakteristik ausreichend hoch, was die Phaseneffekte und somit die Leistung betrifft.

2. Ausführungsform

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors, der eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelt, wird nachfolgend unter Bezugnahme zu den Fig. 2 und 3 beschrieben.

Die zweite Ausführungsform weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die erste Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform im Hinblick auf die Ausgestaltung der Motorwelle. Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Motorwelle des Schrittmotors darstellt. In Fig. 2 sind diejenigen Teile, die funktionell denjenigen Teilen entsprechen, die unter Bezugnahme zu dem oben beschriebenen herkömmlichen Motor erläutert wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 33 die Motorwelle in der zweiten Ausführungsform. Die Motorwelle 33 umfaßt einen Gewindeabschnitt 33a, einen Drehregulierabschnitt und einen Vorsprung 33d. Ein Stirnabschnitt des Drehregulierabschnitts 33b, der sich auf der Gewindeabschnittsseite befindet, ist ein flacher Anlageabschnitt 33c, der gegen den Anschlagabschnitt 32b anstößt. Der Drehregulierabschnitt 33b beinhaltet einen Kernabschnitt 33e, der den gleichen Außendurchmesser aufweist wie der Gewindeabschnitt 33a. Ein Paar flacher Plattenabschnitte erstrecken sich von rechts wie von links des Kernabschnitts 33c. Die Anzahl der flachen Platten­ abschnitte kann jedoch bei der tatsächlichen Anwendung auch auf einen beschränkt sein.

Die Motorwelle 33 wird durch ein Metallspritzgießverfahren hergestellt (metall injection molding). Der Gewindeabschnitt 33a weist den gleichen Außendurchmesser auf wie der Kern­ abschnitt 33e. Die Phasen des Gewindeabschnitts 33a und des Drehregulierabschnitts 33b sind konstant, und werden durch die Metallspritzform festgelegt. Das Metallspritzgießverfahren wird wie folgt ausgeführt: Zuerst feines Metallpulver, das mit Kunstharzteilchen vermischt ist, eingespritzt. Dann wird ein Kunstharzentfernungsvorgang ausgeführt, um das Kunstharz aus der Form zu entfernen. Hiernach wird die Formmasse bei einer hohen Temperatur gesintert. Entsprechend ist die Motorwelle geformt. Die Bauelemente der so ausgebildeten Motorwelle weisen die Phasen auf, die durch die Metallform vorbestimmt wurden. Folglich weisen die Bauelemente der Motorwelle eine hohe Phasengenauigkeit auf. Des weiteren ist zu bemerken, daß die Motorwelle gemäß den obigen Ausführungen als Massenprodukt hergestellt werden kann. Es ist jedoch möglich, daß bei dem oben beschriebenen Sinterungsvorgang die Welle aufgrund des Eigengewichtes einer Durchbiegung unterliegen kann. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es notwendig, daß der Drehregulierabschnitt 33b entlang der Mittelachse den Kern­ abschnitt 33e aufweist, der einen Außendurchmesser aufweist, der gleich dem Gewindeabschnitt ist. Mit anderen Worten: Wenn der Drehregulierabschnitt 33b keinen Kernabschnitt 33e aufweist, wie er durch die gepunktete Linie in Fig. 3 dargestellt ist, kann sich der Drehregulierabschnitt verformen. Dadurch, daß jedoch dem Drehregulierabschnitt ein Außendurchmesser verliehen wurde, der den Kernabschnitt der oben beschriebenen Weise aufweist, wird verhindert, daß sich der Drehregulierabschnitt 33b durch sein Eigengewicht verformt.

3. Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme zu den Fig. 4 bis 6 beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie die erste Ausführungsform. Das heißt, die dritte Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Ausbildung der Motorwelle von der ersten Ausführungsform. Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Motorwelle eines Schrittmotors. In diesen Figuren sind diejenigen Teile, die die gleiche Funktion erfüllen wie die bezüglich des oben beschriebenen herkömmlichen Motors zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung erläuterten Teile, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Fig. 4 bis 6 bezeichnet das Bezugszeichen 33 die Motorwelle. Die Motorwelle 33 umfaßt einen Gewindeabschnitt 33a, einen Vorsprung 33d in der Verlängerung des Gewindeabschnitts 33a, der gegen das Ventil anstößt, und im Mittelbereich einen gerändelten Abschnitt 33f.

Des weiteren ist ein Drehregulierabschnitt 42 als Einzelteil ausgebildet. Das heißt, der Drehregulierabschnitt 42 ist mittels eines Kunststoffspritzgießverfahrens auf dem gerändelten Abschnitt 33 gebildet. Der Drehregulierabschnitt 42 beinhaltet einen Flachplattenabschnitt 43b. Die Seite des Flachplattenabschnitts 42b, die auf der Gewindewelleseite liegt, ist als ein Anlageabschnitt 42c ausgebildet, der flach ist und gegen die Anschlagsflächen 32b des Rotors 32 anstößt. Der Drehregulierabschnitt 42 wird auf der Motorwelle 33 mittels des gerändelten Abschnitts 33f drehfest gehalten. Die Phasen des Gewindeabschnitts 33a auf der Welle 33 und des Drehregulierabschnitts 42 sind sehr genau, da das Kunst­ stoffspritzgießverfahren ausgeführt wird, nachdem die Phase des Gewindeabschnitts 33a durch einen Gewindeabschnitt (oder durch einen Gewindeabschnitteil) in der Metallform festgelegt wurde. Wie zuvor beschrieben wurde, wird die Welle durch ein metallplastisches Verformverfahren (oder ein Walzverfahren) hergestellt, und der Drehregulierabschnitt wird durch ein Spritzgießverfahren gebildet. Folglich kann die Motorwelle in großem Maßstab, d. h. als Massenprodukt mit niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden.

4. Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme zu den Fig. 7 bis 9 beschrieben. Die vierte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform (Fig. 1). Bei der vierten Ausführungsform ist jedoch die Motorwelle anders ausgestaltet. In den Fig. 7 bis 9 sind diejenigen Teile, die die gleiche Funktion aufweisen, wie die bezüglich des oben beschriebenen herkömmlichen Motors erläuterten Teile, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In den Fig. 7 bis 9 bezeichnet das Bezugszeichen 33 die Motorwelle. Die Motorwelle 33 umfaßt einen Gewindeabschnitt 33 und einen Vorsprung 33d, der sich in der Verlängerung des Gewindeabschnitts 33a erstreckt. Der Vorsprung 33d ist zur Anlage gegen das Ventil ausgebildet.

Des weiteren ist ein Drehregulierabschnitt 42, durch ein Metallspritzformverfahren hergestellt. Der Drehregulier­ abschnitt 42 beinhaltet einen Flachplattenabschnitt 42b. Die Stirnseite des Flachplattenabschnitts 42b, die auf der Gewindeseite liegt, ist als ein Anlageabschnitt 42c ausgebildet, der flach ist und gegen die Anschlagsfläche 32b des Rotors 32 anlegbar ist. Der Drehregulierabschnitt 42 wird folgendermaßen auf der Motorwelle 33 drehfest gehalten: Der Drehregulierabschnitt 43 weist ein Loch 42d auf und wird auf die Welle 33 aufgeschoben. Dann wird der Drehregulierabschnitt 42 durch das Loch 42d hindurch auf der Welle aufgeschweißt, wie es durch das Bezugszeichen 43 angedeutet ist. Die Phasen des Gewindeabschnitts 33a der Motorwelle 33 und die des Drehregulierabschnitts 43 sind sehr genau, da die Phase des Drehregulierabschnitts 42 durch den Aufschweißvorgang mit einer Lehre während des Verschweißens festgelegt wird, nachdem zuvor die Phase des Gewindeabschnitts 33 gemäß der Ausbildung des Gewindes (oder eines Teils der Gewindeausbildung) festgelegt wurde. Des weiteren wird die Welle durch ein metallplastisches Verformverfahren (oder ein Walzverfahren) geformt und der Drehregulierabschnitt wird durch ein Metallspritzgießverfahren ausgebildet. Folglich kann die Motorwelle zu sehr niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden. Die vierte Ausführungsform besitzt ungleich der dritten Ausführungsform keine Kunstharzabschnitte. Folglich weist die Motorwelle gemäß der vierten Ausführungsform eine hohe Wärme- oder Hitzebeständigkeit auf und hat aber ansonsten die gleichen Wirkungen wie die dritte Ausführungsform.

Wie es zuvor beschrieben wurde, werden bei der Motorwelle nur die Phasen des Gewindeabschnitts und des Drehregulier­ abschnitts bestimmt. Das heißt, es sind nur zwei Abschnitte vorhanden, deren Phasen festgelegt werden muß. Überdies ist das Einpressen des Stiftes überflüssig. Aufgrund dessen können die Phasen mit sehr hoher Genauigkeit festgelegt werden. Die Anlagefläche des Anschlagabschnitts ist flach ausgebildet. Dieses Merkmal löst das Problem, daß die Phasen durch Verschleiß der Anlagefläche verschoben werden.

Anstatt des Schneidbearbeitungsverfahrens wird das Metall­ spritzformverfahren zur Herstellung der Motorwelle verwendet und die Motorwelle ist so ausgestaltet, daß eine Verformung der Motorwelle, die bei der Verwendung des Metall­ spritzgießverfahrens auftreten kann, verhindert wird. Folglich ist ein Motor zur Umwandlung der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung gemäß der Erfindung bezüglich der Herstellungskosten günstig und weist eine sehr hohe Genauigkeit auf.

Des weiteren wird an der Motorwelle gemäß der Erfindung der Gewindeabschnitt durch das Roll- oder Walzformverfahren hergestellt, während der Drehregulierabschnitt aus Kunststoff oder Kunstharz hergestellt ist, um die Phasen des Gewinde­ abschnitts und des Drehregulierabschnitts aus Kunststoff konstant zu halten, wobei ein Einleger-Umspritzverfahren verwendet wird. Folglich können die Phasen bei niedrigen Kosten sehr leicht genau festgelegt werden. In dem Fall, bei dem der Rotor aus Kunstharz besteht, sind auch die Anlageflächen aus Kunstharz. In diesem Fall weisen diejenigen Oberflächen, die gegeneinander anlaufen bzw. aneinander anliegen, im wesentlichen die gleiche Härte auf. Dieses Merkmal vermindert deutlich den Verschleiß, wodurch die Probleme, die durch Verschleiß bewirkt werden, d. h. eine Phasenverschiebung, beseitigt sind.

Ferner wird der Gewindeabschnitt der Motorwelle durch ein metallplastisches Verformverfahren (oder ein Roll- bzw. Walz­ arbeitsverfahren) geformt, während der Drehregulierabschnitt durch das Metallspritzgießformverfahren gebildet wird und der Drehregulierabschnitt auf dem Gewindeabschnitt aufgeschweißt wird, so daß diese Komponenten bezüglich ihrer Stellung zueinander konstant sind. Folglich kann der eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelnde Motor gemäß der Erfindung leicht in großem Maßstab, d. h. als Massenprodukt, hergestellt werden und auch bei hohen Umgebungstemperaturen verwendet werden.

Claims (6)

1. Motor, der eine Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung umwandelt, umfassend:

• - einen Rotor (32), der in eine Vor- und eine Rückwärtsrichtung drehbar ist, wobei an einem Ende des Rotors (32) ein die Drehstellung festlegender Anschlagabschnitt (32b) ausgebildet ist, und
• - eine Motorwelle (33), die in einem Lager (41) verschiebbar geführt ist und die mit dem Rotor (32) über ein Gewinde in Eingriff steht, um die Drehbewegung des Rotors (32) in eine hin- und hergehende Bewegung umzuwandeln, wobei die Motorwelle (33) beinhaltet:
• - einen Gewindeabschnitt (32a), der mit dem Rotor (32) in Eingriff steht, und
• - einen Drehregulierabschnitt (33b), der durch ein Lager (41) verschiebbar geführt und mit dem Gewindeabschnitt (33a) integral ausgebildet ist, wobei der Drehregulierabschnitt (33b) einen Anlage­ abschnitt (33c) aufweist, der gegen den die Dreh­ stellung festlegenden Anschlagabschnitt (32b) anstößt.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (33) durch ein Metallspritzgießverfahren hergestellt ist und der Drehregulierabschnitt einen Kernabschnitt (33e) aufweist, dessen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Gewindeabschnitts (33a) ist.

3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (33a) der Motorwelle (33) durch ein Roll- bzw. Walzformverfahren hergestellt ist und der Drehregulierabschnitt (33b) an einem Ende des Gewinde­ abschnitts (33a) durch ein Einleger-Formverfahren ausgebildet ist.

4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehregulierabschnitt aus Kunstharz besteht.

5. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Gewindeabschnitt (33a) der Motorwelle (33) durch ein plastisches Metall-Verformverfahren hergestellt ist, und
• - der Drehregulierabschnitt aus einem Metall­ spritzformverfahren hergestellt ist, wobei der Drehregulierabschnitt auf ein Ende des Gewinde­ abschnitts (33a) aufgeschweißt ist.

6. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehregulierabschnitt einen Anlageabschnitt aufweist, dessen flache Oberfläche gegen eine flache Oberfläche eines Anschlagabschnitts anliegt, der auf einer Seite des Rotors (33) geschaffen ist.