JP2507382Y2 - 電動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電動機に関し、特に、
電動機の回転子（ロータ）の回転が軸（シャフト）の直
線運動に変換される電動機の精度向上に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動機としては、例えば、図５に
示すような車両用に使用される排気ガス再循環システム
装置制御用バルブのステッピングモータが提供されてい
る。該ステッピングモータは、軸線Ｌ１方向に摺動自在
かつ回転不可に支持したシャフト１と、該シャフト１と
同軸かつ回転自在に配置したロータ２を備えると共に、
該ロータ２の外周部に所定間隔を隔ててステータ３を固
定している。また、図６に拡大して示すように、上記シ
ャフト１に設けた金属製のシャフト側ねじ部６とロータ
２に設けた樹脂製のロータ側ねじ部７が螺合している。

【０００３】上記シャフト側及びロータ側ねじ部６、７
の高さＨ1のねじ山６a、７aは、有効ねじ径Ｒ1での幅
(以下単にねじ山の幅という。)は共にＷ1であり、隣接
するねじ山間の距離(ピッチＰ1)は、上記シャフト側及
びロータ側ねじ部６、７のねじ山６a、７aの幅Ｗ1の和
となり、Ｐ1＝Ｗ1＋Ｗ1なる関係がある。上記ステッピ
ングモータは、ステータ３を通電状態とすると、ロータ
２が回転し、該ロータ２の回転運動がシャフト及びロー
タ側ねじ部６、７を介してシャフト１の軸線Ｌ1方向の
直線運動に変換され、シャフト６の先端に取付けたバル
ブ(図示せず)で、流路を開閉する構成としている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上記のステッピングモ
ータを排気ガス再循環システムや、アイドリング回転制
御装置等においてバルブの開閉に使用する場合には上記
シャフト１の直線運動は高い停止位置精度が要求され
る。該停止位置精度を高めるためには、上記シャフト側
ねじ部６及びロータ側ねじ部７のピッチＰ1を小さくす
る必要があるが、これには下記のような問題がある。

【０００５】即ち、ピッチＰ１を小さくするには、上記
したようにＰ１＝Ｗ１＋Ｗ１であるから、ねじ山６ａ，
７ａの幅Ｗ１を小さくする必要があるが、上記したよう
にロータ側ねじ部７は樹脂製であるため、幅Ｗ１を小さ
くするとねじ山７ａは所要の強度が得られなくなる。ま
た、樹脂側が摩耗するため、ねじ厚さが薄くなりさらに
強度が低下する。一方、強度を得るために、シャフト側
ねじ部６のみならず、ロータ側ねじ部７も金属製とする
と、金属どうしが螺合することとなり、金属摩耗粉が発
生し、シャフト１の摺動抵抗が大きくなり、よって、ス
テッピングモータの最低作動電圧が大きくなる。

【０００６】上記のように、電動機では、一方側のねじ
部を樹脂製とする必要があるため、ピッチを小さくする
ことが困難であり、シャフトの停止位置精度の向上を図
ることができなかった。本考案は、上記のような従来の
電動機における問題を解決するためになされたものであ
り、シャフト側及びロータ側ねじ部の強度を維持しつ
つ、ねじ部のピッチを小さくして、シャフトの直線停止
位置精度を向上することを目的としてなされたものであ
る。

【０００７】従って、本考案は、摺動自在かつ回転不可
に支持したシャフトと、ステータと、略円筒状であっ
て、上記ステータを通電すると回転すると共に上記シャ
フトと同軸に配置したロータとを備え、上記シャフトの
外周部に設けた金属製のシャフト側ねじ部と、上記ロー
タの内周側に設けた樹脂製のロータ側ねじ部を螺合し、
上記ロータの回転運動がロータ側ねじ部及びシャフト側
ねじ部を介してシャフトの直線運動に変換される電動機
であって、上記シャフト側ねじ部のねじ山の幅を、上記
ロータ側ねじ部のねじ山の幅より小さく設定しているこ
とを特徴とする電動機を提供するものである。

【０００８】

【作用】本考案に係る電動機では、上記のように金属製
であって十分な強度を有するシャフト側ねじ部のねじ山
の幅を、樹脂製のロータ側ねじ部のねじ山の幅より小さ
く設定しているため、ロータ側ねじ部の強度を低下させ
ることなく、ねじ部のピッチを小さく設定することが可
能である。よって、本考案の電動機であれば、ロータ側
ねじ部の強度を低下させることなく、シャフトの直線運
動の位置決め精度が向上する。

【０００９】

【実施例】次に、図面に示す実施例に基づき、本考案に
ついて詳細に説明する。本実施例は、図１に示す本考案
に係るステッピングモータからなる電動機１０を、図２
に示すような自動車用エンジンの排気ガス再循環システ
ムに使用している。即ち、エンジン本体１１の排気側の
エキゾーストマニーホールド１２から、吸気側のインマ
ニーホールド１３へ再循環流路１４を設けており、該エ
キゾーストマニーホールド１２の排気ガス流入口１２a
の部分に上記再循環流路１４と接続する排気ガス排出口
１２bを備えた筒状部１２cを突設して設けている。ま
た、該筒状部１２cに本考案に係る電動機１０を配置
し、該電動機１０により上記排気ガス流入口１２aを開
閉するバルブ２１を作動して、上記エキゾーストマニー
ホールド１２から再循環流路１４に流入する排気ガスの
量を調整する構成としている。

【００１０】該電動機１０は、モータハウジング１６内
に軸線Ｌ２方向に摺動自在かつ回転不能のシャフト１７
と、モータハウジング１６に固定した軸受１８により上
記シャフト１７と同軸に回転自在に配置したロータ１９
を備えると共に、該ロータ１９の外周部１９ａと所定間
隔を有してロータ２０を固定している。

【００１１】上記シャフト１７は、先端部１７aに排気
ガス流入口１２aを開閉する紡錘状のバルブ２１を取付
けると共に、軸線Ｌ2方向の中間部分に断面略Ｄ字状の
Ｄ状部１７bを備え、該Ｄ状部１７bをオイレスメタル２
２の略同形状の軸孔２２aに摺動自在、かつ、回転不可
に支持している。また、シャフト１７は上記バルブ２１
と反対側に、金属製のシャフト側ねじ部２５を備えてい
る。該シャフト側ねじ部２５は後述するロータ側ねじ部
２６と螺合しており、ロータ１９の回転がこれらロータ
側ねじ部２６からシャフト側ねじ部２５を介して伝達さ
れ、該伝達された回転は、上記したように、シャフト１
７を摺動自在かつ回転不可に支持しているため、該シャ
フト１７の直線運動に変換される構成としている。

【００１２】更に、シャフト１７は、バルブ２１とオイ
レスメタル２２の間にばね２７を縮装しており、上記バ
ルブ２１の閉方向である矢印Ｃ方向に付勢されると共
に、該シャフト１７の矢印Ｄ方向の移動終端位置におい
て、ロータ側ねじ部２６と係合するストッパピン２８を
備えている。

【００１３】上記ロータ１９は、略円筒状であって、上
記したようにモータハウジング１６に固定した軸受１８
により、シャフト１７と同軸に回転自在に支持してい
る。ロータ１９は内周部１９bに樹脂製のロータ側ねじ
部２６を設けており、該ロータ側ねじ部２６は上記した
ように、シャフト側ねじ部２５と螺合している。

【００１４】本実施例では、上記シャフト側及びロータ
側ねじ部２５、２６の寸法及びピッチは下記のように設
定している。即ち、図３に詳細に示すように、有効ねじ
寸法Ｒ2におけるシャフト側ねじ部２５のねじ山２５aの
幅(以下、単にねじ山の幅という)Ｗ2を、ロータ側ねじ
部２６のねじ山２６aの幅Ｗ3より小さく設定し、Ｗ2＜
Ｗ3なる関係を満たすようにしている。ここで、上記ロ
ータ側ねじ部２６のねじ山２６aの幅Ｗ3は、樹脂製のね
じ山が十分な強度を維持する程度に設定しており、前記
従来の電動機におけるねじ山の幅Ｗ1と略同様の値とし
ている。

【００１５】一方、上記シャフト側ねじ部２５のねじ山
２５ａの幅Ｗ２は、該シャフト側ねじ部２５が金属製で
あり、ある程度小さく設定しても強度上問題はなく、前
記従来のねじ山の幅Ｗ１より相当小さく設定している。
上記シャフト側及びロータ側ねじ部２５，２６のピッチ
Ｐ２は、シャフト側ねじ部２５のねじ山２５ａの幅Ｗ２
とロータ側ねじ部２６のねじ山２６ａの幅Ｗ３との和に
相当するから、上記シャフト側ねじ部２５のねじ山２５
ａの幅Ｗ２が小さくなった分ピッチＰ２は小さくなる。

【００１６】上記のように、本実施例では、樹脂製のロ
ータ側ねじ部２６のねじ山２６aの幅Ｗ3を従来のまま保
持し、十分な強度を有する金属からなるシャフト側ねじ
部２５のねじ山２５aの幅Ｗ2を小さく設定しているた
め、強度を低下することなくピッチＰ2を小さく設定し
ている。上記シャフト及びロータ側ねじ部２５、２６の
ねじ山２５a、２６aの高さＨ2は略同様であり、クリア
ランスＮ1を有するように設定している。また、上記電
動機１０のシャフト１７の軸線Ｌ2方向の位置は、上記
バルブ２１が排気ガス流入口１２aを閉鎖する状態で初
期化されている。

【００１７】エキゾーストマニーホールド１２からイン
マニーホールド１３へ還流する排気ガスの量を増加させ
る場合には、ステータ２０に通電してロータ１９を回転
させる。該ロータ１９の回転運動は、上記ロータ側ねじ
部２６とシャフト側ねじ部２５によりシャフト１７に伝
達され、上記したように、シャフト１７は摺動自在かつ
回転不可に保持しているため、シャフト１７の矢印Ｄ方
向の直線運動に変換され、よって、バルブ２１が開弁方
向に移動し、再循環流路１４を介して還流される排気ガ
スの量が増加する。

【００１８】上記ステータ２０への通電を停止するとロ
ータ１９の回転が止まり、よって、シャフト１７の直線
運動も停止するが、本実施例では、上記したように、ピ
ッチＰ2を小さく設定しているため、シャフト３の停止
位置精度は高く、排気ガス流入口１２aから流入する排
気ガスの量を高精度で制御することができる。上記シャ
フト１７が矢印Ｄ方向に向かって過剰に移動した場合に
は、ストッパピン２８がモータハウジング１６の一部に
係止され、シャフト１７の直線運動は停止する。

【００１９】また、万一故障等が生じた場合には、上記
したように、バルブ２２とオイレスメタル２２の間にば
ね２７を縮挿しているため、上記バルブ２２は排気ガス
流出口１２aを閉鎖した状態で保持されるため、エンジ
ン本体１１に影響が及ぶのを防止することができる。

【００２０】尚、本考案は、上記の実施例に限定される
ものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図４
に示すように、ねじ山２５'a、２６'aの幅Ｗ'2、Ｗ'3を
上記実施例と同様とする一方、高さＨ'2を上記実施例に
おけるねじ山の高さＨ2より大きく設定してもよい。ね
じ山の高さを上記のように設定すると、ねじ山２５'a、
２６'aの頭部がつぶれにくくなり、長期間使用した場合
の精度の低下を防止することができる。

【００２１】また、上記実施例では、本考案に係る電動
機を排気ガス再循環システムにおけるバルブの開閉に使
用した場合を示したが、本考案はこの実施例に限定され
るものではなく、種々の応用が可能である。更に、本考
案は、上記実施例のようなステッピングモータのみなら
ず、ロータの回転運動をシャフトの直線運動に変換する
タイプの電動機であれば、適宜に適用することができ
る。

【００２２】

【効果】以上の説明から明らかなように、本考案にかか
る電動機は、金属製のシャフト側ねじ山の幅を、樹脂製
のロータ側ねじ部のねじ山の幅より小さく設定している
ため、ロータ側ねじ部の強度を低下させることなく、ロ
ータ側及びシャフト側ねじ部のねじ山の幅が同じである
場合よりもねじ部のピッチを小さく設定することが可能
である。よって、本考案の電動機であれば、ロータ側ね
じ部の強度を低下させることなく、シャフトの直線運動
の位置決め精度が向上する。

【００２３】

【００２４】更に、本考案では、ねじ山の高さを高く設
定した場合には、該ねじ山の頭部のつぶれを防止して、
いっそうねじ部の強度を高めることができる等の種々の
利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る電動機を示す概略断面図であ
る。

【図２】 図１の電動機を備えた排気ガス循環システム
を示す概略図である。

【図３】 本考案に係る電動機のシャフト側及びロータ
側ねじ部のねじ山を示す図１のＢ部の拡大図である。

【図４】 本考案の変形例のシャフト側及びロータ側ね
じ部のねじ山を示す図１のＢ部の拡大図である。

【図５】 従来の電動機を示す概略図である。

【図６】 従来の電動機のシャフト側及びロータ側ねじ
部を示す図４のＡ部の拡大図である。

【符号の説明】

１１ エンジン本体 １２ エキゾーストマニーホールド １３ インマニーホールド １４ 再循環流路 １６ モータハウジング １７ シャフト １９ ロータ ２０ ステータ ２１ バルブ ２５ シャフト側ねじ部 ２６ ロータ側ねじ部 ２５a,２５'a,２６a,２６'a ねじ山 Ｐ ピッチ Ｈ 高さ Ｗ 幅

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 摺動自在かつ回転不可に支持したシャフ
   トと、ステータと、略円筒状であって、上記ステータを
   通電すると回転すると共に上記シャフトと同軸に配置し
   たロータとを備え、上記シャフトの外周部に設けた金属
   製のシャフト側ねじ部と、上記ロータの内周部に設けた
   樹脂製のロータ側ねじ部を螺合し、上記ロータの回転運
   動がロータ側ねじ部及びシャフト側ねじ部を介してシャ
   フトの直線運動に変換される電動機であって、 上記シャフト側ねじ部のねじ山の幅を、上記ロータ側ね
   じ部のねじ山の幅より小さく設定していることを特徴と
   する電動機。