JP4303162B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、流路中の流体の流れを制御するアクチュエータであって、特に流体の漏れを防止するためのシール構造を備えたアクチュエータに関する。

従来、ガス供給器の流路中には遮断弁が使用され、ガスの流量制御やエアコンのガス冷媒流路の切り換え制御には流量制御弁が使用されている。流量制御弁の駆動にはアクチュエータを利用し、ピニオンギアやネジ機構によりモータの回転軸の回転運動を弁の直進運動に変換して流量制御弁を駆動するようになっている。

このような流量制御弁を駆動するアクチュエータとして、例えば図５に示すような構造のアクチュエータがある（例えば、特許文献１参照）。図５は従来例１のアクチュエータを示す断面図で、このアクチュエータはステッピングモータを用いた構成である。ステッピングモータ４０は、組み合わせると断面コ字状を呈し、その平面形状が環状を呈するステータヨーク４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂをインサートして断面コ字状を呈するコイルボビン４３ａ、４３ｂを成型により形成し、中心にロータ収納空間ａを画成するように外周を筒状に覆い完全に遮断して外向きに二つのコイル収納空間ｂ１、ｂ２を形成している。そのコイル収納空間ｂ１、ｂ２にそれぞれ巻線４４ａ、４４ｂを巻き付けて巻線ブロック４５ａ、４５ｂを形成し、その巻線ブロック４５ａ、４５ｂをカップ状のケース４６内に収納して蓋板４７を被せ、その蓋板４７とケース４６の底部４６ａ間および蓋板４７間にそれぞれリング状のゴムパッキン４８、４９を挟んでいる。

図６は図５のアクチュエータをガスメータに使用した状態を示す断面図である。ステッピングモータ４０の回転軸５０の先端ねじ部５０ａを遮断弁５１の中心ねじ孔にねじ込み、ガスメータ内に組み込み、蓋板４７（図５参照）とフレーム５２との間でリング状のゴムパッキン５３を挟み、取付ねじ５４でフレーム５２に取り付ける。ガス流量制御は遮断弁５１をガイド軸５９で案内しながら移動させ、遮断弁５１を弁座５６に当接させ、開口部５７を密閉することによってガス流路５５を流れるガスを遮断する。また、蓋板４７に設ける軸受５８の軸孔を介して回転軸５０まわりから内部にガスが侵入してもケース４６と蓋板４７と巻線ブロック４５ａ、４５ｂとゴムパッキン４８、４９と軸受５８とで遮断して外部へのガス漏れを防止している。

また、従来例２のアクチュエータとして、図７に示す構造がある（例えば、特許文献２参照）。図７は従来例２のアクチュエータを取り付けた状態を示した断面図で、アクチュエータにて流れ規制体を流体通路中の弁座に押し付けて流体の流量制御を行なう状態を示した図である。アクチュエータ６０において、ロータ６１は外周部に永久磁石による磁極６２を有し、ステータ６３は励磁コイル６４を備えてロータ６１の磁極６２の外側に対向して配置され、ロータ回転軸６５の外周部には送り手段６６が設けられ、送り手段６６として螺旋状の溝による雄ねじを形成し、雌ねじを形成した移動体６７と螺合する。回動防止体６８は移動体６７がロータ回転軸６５に対して回転を規制する回り止めである。流れ規制体６９は移動体６７に対して軸方向に移動可能に連結され、流体通路壁７０中の弁座７１に当接して流体の流量を制御する。回転軸周りに侵入した流体がケース外に漏れないようにする密封構造として非磁性材で形成された有底円筒状の隔壁７２を設け、隔壁７２はロータ６１およびそれに連なる流れ規制体６９側とステータ６３側とを気密に分離している。取付体７３には隔壁７２およびステータ６３が取り付けられており、隔壁７２のフランジ部７２ａと取付体７３の間にＯリング７４を設けてシールし、Ｏリング７５にて流体通路壁７０と取付体７３の間をシールしている。

また、従来例３のアクチュエータとして、図８に示す構造がある（例えば、特許文献３参照）。図８は従来例３のアクチュエータを電磁弁として用いた状態を示した断面図で、アクチュエータにて弁体を弁座に押し付けて流体の流量制御を行なう状態を示した図である。図８において、ボディ１００にはソレノイドを構成するアクチュエータ８０が配設され、ソレノイドにてパイロット弁８７を制御して流体の流量制御を行なう。ソレノイドは、下端部がボディ１００に形成された嵌合穴１０１に嵌入されたスリーブ８１と、スリーブ８１の中に軸線方向に進退自在に配置されたプランジャ８２と、 スリーブ８１の一方端部に嵌合された筒状のコア８３と、プランジャ８２の軸線位置に貫通して固定配置され、一方端部がボディ１００に形成された軸受８４によって軸支され、他方端部がコア８３の軸線位置に貫通形成された開口部に圧入されている軸受８５によって軸支されたシャフト８６と、プランジャ８２と軸受８５との間に配置され、シャフト８６を介してパイロット弁８７をその弁閉方向に付勢するスプリング８８と、スリーブ８１の外側に配置された電磁コイル８９と、その外側を囲繞するように形成されたヨーク９０と、ヨーク９０とスリーブ８１の間に磁気回路を形成するように配置されたプレート９１とから構成されている。コア８３の開口端部は圧入部材９２によって閉止された後、先端部は溶接部９２ａによってシールされており、ボディ１００とスリーブ８１とプレート９１とによって囲まれた空間にはＯリング９３が配置されている。アクチュエータ８０のボディ１００への固定はボディ１００の上部に形成されたフランジ１００ａにヨーク９０の端部９０ａをかしめ加工することで行なわれる。
特開平０９−２８５１００号公報 特開平１１−０３０３５６号公報 特開２００３−３２２２７４号公報

しかしながら、従来例１の特許文献１に記載のアクチュエータにおいては、アクチュエータを構成するステッピングモータ４０をガスメータ内に組み込み、フレーム５２に取り付けるには、蓋板４７とフレーム５２との間でリング状のゴムパッキン５３を挟み込み、取付ねじ５４でステッピングモータ４０をフレーム５２に取り付けなければならず、締め付け作業を必要とし、作業効率がよくないという問題がある。また、取付ねじ５４の締め付けトルクも均等に行なう必要があり、取付ねじ５４の締め付けトルクにバラツキがあるとガス流路５５内を流れるガスが蓋板４７とフレーム５２との間から外部に漏れてしまう問題がある。又、軸間距離がネジの締め具合によって変化するため、出力軸のＡｘｉａｌ−Ｐｌａｙ（軸方向のガタ・遊び）の管理が出来ない。さらに、軸受５８の軸孔を介して回転軸５０まわりから内部に侵入したガスはケース４６と蓋板４７と巻線ブロック４５ａ、４５ｂとゴムパッキン４８、４９と軸受５８とで遮断して外部へのガス漏れを防止しているが、シールを構成する部材が多く、それらの調整が困難になるという問題がある。

また、従来例２の特許文献２に記載のアクチュエータにおいては、Ｏリング７５によって流体通路壁７０と取付体７３の間をシールする構造であるため、その構造上、ねじなどで取付体７３を流体通路壁７０のフランジ７０ａに固定する構造と考えられる。このため、ねじなどで取付体７３を固定する締め付け作業を必要とし、作業効率がよくないという問題がある。また、取付ねじ５４の締め付けトルクも均等に行なう必要があり、ねじの締め付けトルクにバラツキがあるとガス流路内を流れるガスが流体通路壁７０のフランジ７０ａと取付体７３の間から外部に漏れてしまう問題がある。

また、従来例３の特許文献３に記載のアクチュエータ８０においては、軸受８４の軸孔を介してシャフト８６まわりからソレノイド内部に侵入したガスはコア８３と溶接した圧入部材９２によってガスが外部に漏れないように形成されているが、圧入部材９２の上端部をコア８３と溶接部９２ａにより溶接するための固着作業を必要とし、作業効率がよくないという問題がある。また、アクチュエータ８０のボディ１００への固定はボディ１００の上部に形成されたフランジ１００ａにヨーク９０の端部９０ａをかしめ加工することで行なわれる構造のため、かしめ加工のための専用冶工具を必要とし、簡単にアクチュエータ８０の脱着ができないという問題がある。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたもので、部品点数を削減して、簡単な構造とし、アクチュエータ内部に侵入したガスが外部に漏れることがない密封構造とすると共に、流体通路構成体等の取付部材への脱着が簡単に行えるアクチュエータを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために以下の解決手段を採用する。
（１）アクチュエータは、環状板部と当該環状板部に連なる円筒状部と当該円筒状部の外側に設けたフランジ部とからなるハウジングと、前記環状板部の開口に挿通すると共にロータマグネットを備えたスリーブを有する出力軸と、有底筒状のロータケースとからなるロータ組立体を有し、前記ハウジングの円筒状部の外側面に環状溝が設けられていると共に当該環状溝に弾性を有するシール手段が装着されており、前記ハウジングの円筒状部が前記ロータケース内に押し込まれることで、前記ロータケースが前記ハウジングの円筒状部の外側面及び前記シール手段に密着されていると共に前記ロータケースの開口側が前記ハウジングの円筒状部の外側面に嵌合されていることを特徴とする。
（２）上記（１）記載のアクチュエータは、前記ハウジングの前記環状板部と前記円筒状部とで、アクチュエータの取付部材である流体通路構成体の開口部に嵌合される凸部が形成されており、当該凸部の外側面に外側溝が設けられていると共に当該外側溝に弾性を有する他のシール手段が装着されており、前記凸部は、前記他のシール手段が前記流体通路構成体の開口部に密着すると共に当該凸部の外側面に前記流体通路構成体の開口部が嵌合するように、当該流体通路構成体の開口部に押し込まれるものであることを特徴とする。
（３）上記（１）又は（２）に記載のアクチュエータは、前記ロータケース内にロータマグネットを備えたスリーブを配置し、前記出力軸に、前記スリーブを、スリーブの回転運動により出力軸が直進運動するように連結してロータ組立体を構成したことを特徴とする。
（４）上記（１）乃至（３） のいずれか一項に記載のアクチュエータは、ステータ組立体は、励磁コイルと、該励磁コイルを囲繞するステータヨークを備えてなり、該ステータ組立体を前記ロータ組立体の外周に配置したことを特徴とする。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載のアクチュエータは、前記スリーブと前記出力軸とに螺合手段を設け、前記ハウジングの内周面と前記出力軸との間に前記出力軸の回転運動を止める回転止を設け、スリーブの回転運動により前記出力軸が直進運動するように連結したことを特徴とする。
（６）上記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載のアクチュエータは、前記ロータケースの開口側にフランジ部を設け、前記ハウジングのフランジ部に前記ロータケースのフランジ部を気密に密接させたことを特徴とする。
（７）上記（１）乃至（６） のいずれか一項に記載のアクチュエータは、前記環状溝に弾性を有する一方の前記シール手段及び前記他方のシール手段はＯリングであることを特徴とする。
（８）上記（１）乃至（７） のいずれか一項に記載のアクチュエータは、ステータ組立体は、励磁コイルと、該励磁コイルを囲繞するステータヨークを備えてなり、該ステータ組立体を前記ロータ組立体の外周に配置し、前記ロータ組立体を構成するハウジングが前記ステータ組立体に装着したフロントプレートの切り起こし部にて固定されてなることを特徴とする。
（９）上記（１）乃至（８）のいずれか一項に記載のアクチュエータは、前記スリーブの両端に設けた軸受をシールを有しない開放型のボールベアリングとしてことを特徴とする。

以上説明したように、本発明のアクチュエータによれば、ハウジングの凸部の外側に設けたＯリング２５により、流路と外部とのシールを行ない、また、有底円筒状のロータケース２０とＯリング２６により、ロータ組立体３とステータ組立体２の間の密封構造を構成しているので、少ない部品点数で流体が外部に漏れることを防止でき、軸方向にシール用弾性体が無いため、軸受け間距離の精度が安定し、Ａｘｉａｌ−Ｐｌａｙを高精度に管理できる。

また、有底円筒状のロータケース２０を、ハウジングの円筒状部１７ｅの外側面と、該外側面に突出するように設けたＯリング２６の両者に密接するように嵌着して設けるので、以下の（ａ）（ｂ）の作用・効果を奏する。
（ａ）このロータ組立体３により、ステータ組立体２を必要とせずに、出力軸４まわりから侵入した流体を外部に漏れないように密封することができ、
（ｂ）ハウジング１７に対して、３者、即ち、有底円筒状のロータケース２０、ロータおよびステータ組立体２が位置決めされるので、有底円筒状のロータケース２０とロータの間隔、および、有底円筒状のロータケース２０とステータ組立体２の間隔を精度高く微小に設定することができる。

また、ハウジング１７の凸部１７ｆと、その外側溝に設けたＯリング２５の弾性によって流体通路構成体等の開口に装着する構成としたため、従来のような取り付けねじを用いることなく容易に流体通路構成体等に装着または取り外しができる。

スリーブの回転運動により出力軸が直線運動するように構成したので、従来のように、モータの回転出力を直線運動に変換するための変換機構を省略して、構成を簡略化および小型化することができる。

ロータ組立体とステータ組立体は、ロータ組立体のハウジングをステータ組立体に装着したフロントプレートの切り起こし部により固定されるので、両組立体を組み立てた後に両者を簡単に組み立てることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明のアクチュエータの平面図であり、図２は図１に示す本発明のアクチュエータのＡ−Ａ断面図を示し、図３は図２における本発明のロータ組立体の断面図を示す。

アクチュエータ１は、大きく分けて、ステータ組立体２とロータ組立体３とから構成される。

ステータ組立体２は、概略、励磁コイル７ａ、７ｂと、励磁コイル７ａ、７ｂを囲繞するボビン１０ａ、１０ｂと、励磁コイル７ａ、７ｂとボビン１０ａ、１０ｂを囲繞する磁性材料で形成したステータヨーク８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂから構成される。

ステータ組立体２はロータマグネット６の外周に有底筒状のロータケース２０を介して対向配置されている。

ステータ組立体２は第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂからなる。

第１のステータ２ａは、励磁コイル７ａと、この励磁コイル７ａを巻回するためのボビン１０ａと、ステータヨーク８ａと９ａにより構成されている。

ステータヨーク８ａと９ａにはそれぞれ前記ロータマグネット６の外周面に対向する複数の極歯が形成されている。

断面略コ字状のボビン１０ａには端子部１１ａを一体に形成する。端子部１１ａには端子ピン１２ａが埋設されている。カバー１３ａは、励磁コイル７ａの外周部に装着され、励磁コイル７ａへの塵の付着を防止する。

第２のステータ２ｂも第１のステータ２ａと同様の構成のため、その説明は省略する。

なお、第２のステータ２ｂの構成要素は、第１のステータ２ａの構成要素の添字ａの代わりにｂを記し示す。

プリント基板１４は、端子ピンのカバーとなるピンホルダー１５の端部１５ａ、１５ｂを第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂの一部に形成した切欠部１６に嵌合するようにしてステータ組立体２の外周部に装着される。ワイヤケーブル１４ａは、ピンホルダー１５とステータヨーク８ａ、８ｂの間に挟持される。

図３に示す、ロータ組立体３は、出力軸４と、合成樹脂からなるスリーブ５と、スリーブ５の外周に固着したロータマグネット６と、ハウジング１７と、スリーブ５を支持する軸受１８および１９と、ロータケース２０からなる。

ハウジング１７は、初期設定時後記するストッパ用のＥリング２８と当接する環状板部１７ｄと、該環状板部１７ｄに連設される円筒状部１７ｅと、該円筒状部１７ｅの外側に略直角に突出するフランジ部１７ａとからなる。ハウジング１７の内側に形成される凹部１７ｂには、出力軸４の回転運動を阻止する回転止め２７が設けられている。回転止め２７は、出力軸４の回転を阻止するが、出力軸４の軸方向の移動を許容する軸受けとして作用する。フランジ部１７ａに設けた凹部１７ｃは、後記するフロントプレート２４の切り起こし部２４ｃが係止されるように構成されている。

環状板部１７ｄと、該環状板部１７ｄに連設される円筒状部１７ｅとで、断面直角形状の角を有する凸部１７ｆを形成する。この凸部１７ｆは、この凸部１７ｆの環状溝に設けたＯリング２５と共に後記する流体通路構成体の開口に嵌合固着される。Ｏリング２５と２６は弾性シール部材であれば任意のものでよい。

軸受１８はハウジング１７の凹部１７ｂの内周に装着される。軸受１９は保持プレート２１の内周に装着される。保持プレート２１は、環状を呈し、有底筒状のロータケース２０の内底部に設けられる。

スリーブ５は、その両端部に設けた軸受１８、１９により回転自在に支持される。

スリーブ５は、少なくともねじ部５ｃのねじ山が摩耗しないよう程度の耐摩耗性を有する材料により形成する。

スリーブ５は、断面略Ｈ字状を呈し、円筒状部５ｄと、該円筒状部５ｄの内側面に環状に突設したねじ部５ｃと、円筒状部５ｄの長さ方向両端部に形成した突起部５ａ、５ｂと、前記円筒状部５ｄの外側に設けたロータマグネット取付部５ｅとからなる。

出力軸４は、その一方端の外部に突出する部分の外周にねじ部４ａが形成され、略中央部に回転止め２７に突き合わされる平面部４ｂが形成され、他方端にスリーブ５のねじ部５ｃと螺合するねじ部４ａを設けた送り手段部４ｃが形成されている。出力軸４は各部の径が設計により異なる。

出力軸４のねじ部４ａには、例えばガスなどの流体の流量制御を行なうための弁体などを螺合固着する。動作時、流路中に形成した弁座に弁体を当接させて流体の流量制御を行なう。

図２に示すステータ組立体２の製作について説明する。

励磁コイル７ａ、７ｂを巻回したボビン１０ａ、１０ｂは、軟磁性材、例えばＳＥＣＣ材（電気亜鉛めっき鋼板）、ＳＵＹ材（電磁軟鉄鋼板）、珪素鋼板などからなるステータヨーク８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂの間に装着される。

ステータヨーク８ａ、８ｂ、９ａおよび９ｂにはそれぞれ複数の櫛歯状の極歯が形成される。

第１のステータ２ａの極歯は、電気角で１８０度の位相差となるように交互に位置決めされる。

第２のステータ２ｂは、第１のステータ２ａと同様に、励磁コイル７ｂを巻回したボビン１０ｂをステータヨーク８ｂ、９ｂの間に装着する。ステータヨーク８ｂ、９ｂに形成された複数の櫛歯状の極歯は電気角で１８０度の位相差となるように交互に位置決めされる。

次に図示しない金型内に第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂを組合せた状態で配置し、第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂが電気角で９０度の位相差となるように位置決めする。

金型内に合成樹脂、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂を注入する。この合成樹脂は第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂの極歯間を充填すると共に下部ボス２２と上部ボス２３も同時に一体成形する。この結果、第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂが結合される。

図１に示す、フロントプレート２４の中央には開口２４ｂが形成され、開口２４ｂの周面には爪状の切り起こし部２４ｃが複数箇所形成されている。

次にフロントプレート２４に形成された孔２４ａに上部ボス２３を圧入してフロントプレート２４を第１のステータ２ａの上に取り付ける。次に、プリント基板１４を装着した合成樹脂からなるピンホルダー１５の端部１５ａ、１５ｂを第１のステータ２ａと第２のステータ２ｂの一部に形成した切欠部１６に挿入してステータ組立体２の外周部に装着してステータ組立体２を完成する。

ロータ組立体３は、図３に示す全体構成からなり、概略、ロータ、ハウジング１７、回転止め２７、軸受１８と１９、有底円筒状のロータケース２０からなる。

前記ロータは、出力軸４とスリーブ５と多極着磁されたロータマグネット６とから構成される。

有底円筒状のロータケース２０は、ハウジング１７の円筒状部１７ｅの外側面に嵌合される。その際、同時に、ハウジング１７の円筒状部１７ｅの外側面の環状溝に設けたＯリング２６をロータケース２０に弾接させることにより、気密構造を構成する。ロータケース２０の開口側に形成したフランジ部２０ａをハウジング１７のフランジ部１７ａの端面と気密状態に密着するようにロータケース２０内にハウジング１７を押し込むことによってロータ組立体３を得る。

フランジ部２０ａは、ハウジング１７のフランジ部１７ａとステータ組立体２により気密に挟持される。

ロータケース２０は、その底部に形状を合わせた保持プレート２１を備える。保持プレート２１は、略環状に形成され、軸受１９を支持する。

次に図３に示すロータ組立体３の製作について説明する。

合成樹脂、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂からなるスリーブ５の外周面にロータマグネット６を固着する。

スリーブ５の内周面には、移動手段として、雌ねじからなるねじ部５ｃが形成されている。

出力軸４は、その一方端の外周には結合手段としてねじ部４ａが形成され、他方端の外周には送り手段部４ｃとしてねじ部が形成されている。雄ねじからなるねじ部４ａと送り手段部４ｃのねじ部の間には出力軸４の一部が削られて平面部４ｂが互いに平行するように２箇所形成されている。

出力軸４に形成したねじ部４ａと送り手段部４ｃのねじ部の外径寸法は平面部４ｂの外径寸法より小さく形成し、またねじ部４ａの外径寸法は送り手段部４ｃのねじ部の外径寸法よりも小さくなるように形成してある。

ハウジング１７にはフランジ部１７ａが形成され、フランジ部１７ａの両外側であってハウジング１７の外周には環状の溝が形成され、この溝にはそれぞれシール手段として弾性体のＯリング２５、２６が装着される。

耐熱性を要する箇所に使用する場合にはハウジング１７を金属材料、例えばアルミ合金やステンレス鋼で形成するが、低い温度での使用であればエンジニアリングプラスチックなどの樹脂で形成してもよい。

スリーブ５の長手方向の両端の突起部５ａ、５ｂを、それぞれ軸受１８、１９の内周に嵌合させる。

出力軸４の送り手段部４ｃのねじ部側をスリーブ５に挿通させ、同時に軸受１８、１９にスリーブ５を支持する。このときスリーブ５のねじ部５ｃと出力軸４の送り手段部４ｃのねじ部が螺合する。

次に出力軸４をハウジング１７に挿通させ、ストッパ用のＥリング２８を装着する。

非磁性の金属材料、例えば非磁性のステンレス鋼からなる有底円筒状のロータケース２０の中にロータマグネット６を収納し、ロータケース２０の開口側に形成したフランジ部２０ａの端面がハウジング１７のフランジ部１７ａの端面と密着するようにロータマグネット６をロータケース２０内に押し込むことによってロータ組立体３を得る。このとき、Ｏリング２６によってハウジング１７とロータケース２０とを嵌合すると共にシールする。ロータケース２０はロータマグネット６とステータヨーク８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂとの間に挿入されるので、その厚みは強度を維持できる範囲で可能な限り薄い方が好ましい。また、ロータケース２０は絞り加工にて作製すれば安価にできる。

アクチュエータ１は、ロータ組立体３をステータ組立体２の内周に圧入し、フロントプレート２４の切り起こし部２４ｃをハウジング１７のフランジ部１７ａに形成した凹部１７ｂにかしめることによってロータ組立体３とステータ組立体２とを強固に結合させ、アクチュエータ１を完成する。

なお、ステータ組立体２の内周にロータケース２０を圧入した後にロータケース２０を除いたロータ組立体３をロータケース２０内に収納させてもよい。

次にアクチュエータ１の動作について説明する。

励磁コイル７ａ、７ｂに電流を印加するとステータヨーク８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂがＮ極、Ｓ極（またはＳ極、Ｎ極）に磁化されることによってロータマグネット６が回転する。しかし、ロータマグネット６が固着されたスリーブ５の内周面に移送手段であるねじ部５ｃが形成されており、このねじ部５ｃと出力軸４の送り手段であるねじ部４ｃが螺合する。その際、回転止め２７により出力軸４の回転が規制されているため、ロータマグネット６の回転運動は出力軸４の直進運動に変換される。その結果、出力軸４は軸方向に直進移動する。

尚、このアクチュエータは軸方向の位置精度が重要であり、ロータ組立体でのＡｘｉａｌ−Ｐｌａｙは重要な管理ポイントであるが、本考案では、軸方向を構成する部材に弾性体が介在することがない為、不確定要素が無くなり、Ａｘｉａｌ−Ｐｌａｙを高精度で維持できる。

図４は本発明のアクチュエータの装着状態を示す断面図であり、実施例では流体通路構成体に取り付けた状態を示す断面図である。

アクチュエータ１を、流路２９を備える流体通路構成体３０へ取り付ける場合には、アクチュエータ１のハウジング１７の凸部１７ｆを、該凸部１７ｆに嵌合する形状を有する流体通路構成体３０の開口３０ａに押し込むことによって容易に取り付けることができる。このとき、ハウジング１７の凸部１７ｆの外周に装着したＯリング２５によってハウジング１７と流体通路構成体３０の開口３０ａとが嵌合されると共にシールされる。

必要によって、取付ねじ用の孔を形成した形状にフロントプレート２４を変更し、取付ねじで流体通路構成体３０に固定すればより強固にアクチュエータ１を取り付けることができる。

出力軸４の先端に形成したねじ部４ａと弁体３１に形成したねじ部とを螺合させて出力軸４と弁体３１を連結し、出力軸４を直進移動させることによって弁体３１を弁座３２に当接させて流路２９を流れるガスの流量を制御する。流路２９内のガスが出力軸４のまわりからロータ組立体３の内部に侵入した場合でも、ロータケース２０は有底円筒状のため、外部との連通はハウジング１７とロータケース２０との接合面しか形成されておらず、この接合面はＯリング２６にてシールされているため、ガスが外部に漏れることはなく、ロータ組立体３とステータ組立体２との間の気密が確保される。

また、有底円筒状のロータケース２０にてロータ組立体３とステータ組立体２の間の気密を確保した構成としているので、軸受１８、１９をシールのない開放型のボールベアリングにて使用することができるため、製造コストを低減できる。
なお、本実施の形態では、軸受１８、１９をボールベアリングで構成しているが、これに限定されるものではなく、メタル含油軸受や樹脂軸受で構成しても勿論よい。

本発明のアクチュエータの平面図である。 図１に示す本発明のアクチュエータのＡ−Ａ断面図である。 図２における本発明のロータ組立体の断面図である。 図２に示す本発明のアクチュエータの装着状態を示す断面図である。 従来例１のアクチュエータを示す断面図である。 図５のアクチュエータの使用状態を示す断面図である。 従来例２のアクチュエータの使用状態を示す断面図である。 従来例３のアクチュエータの使用状態を示す断面図である。

符号の説明

１ アクチュエータ
２ ステータ組立体
２ａ 第１のステータ
２ｂ 第２のステータ
３ ロータ組立体
４ 出力軸
４ａ、５ｃ ねじ部
４ｂ 平面部
４ｃ 送り手段部
５ スリーブ
５ａ、５ｂ 突起部
５ｄ、１７ｅ 円筒状部
５ｅ ロータマグネット取付部
６ ロータマグネット
７ａ、７ｂ 励磁コイル
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ ステータヨーク
１０ａ、１０ｂ ボビン
１１ａ、１１ｂ 端子部
１２ａ、１２ｂ 端子ピン
１３ａ、１３ｂ カバー
１４ プリント基板
１４ａ ワイヤケーブル
１５ ピンホルダー
１５ａ、１５ｂ 端部
１６ 切欠部
１７ ハウジング
１７ａ、２０ａ フランジ部
１７ｂ、１７ｃ 凹部
１７ｄ 環状板部
１７ｆ 凸部
１８、１９ 軸受
２０ ロータケース
２１ 保持プレート
２２ 下部ボス
２３ 上部ボス
２４ フロントプレート
２４ａ 孔
２４ｂ、３０ａ 開口
２４ｃ 切り起こし部
２５、２６ Ｏリング
２７ 回転止
２８ Ｅリング
２９ 流路
３０ 流体通路構成体
３１ 弁体
３２ 弁座

Claims (9)

1. 環状板部と当該環状板部に連なる円筒状部と当該円筒状部の外側に設けたフランジ部とからなるハウジングと、前記環状板部の開口に挿通すると共にロータマグネットを備えたスリーブを有する出力軸と、有底筒状のロータケースとからなるロータ組立体を有し、前記ハウジングの円筒状部の外側面に環状溝が設けられていると共に当該環状溝に弾性を有するシール手段が装着されており、前記ハウジングの円筒状部が前記ロータケース内に押し込まれることで、前記ロータケースが前記ハウジングの円筒状部の外側面及び前記シール手段に密着されていると共に前記ロータケースの開口側が前記ハウジングの円筒状部の外側面に嵌合されていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記ハウジングの前記環状板部と前記円筒状部とで、アクチュエータの取付部材である流体通路構成体の開口部に嵌合される凸部が形成されており、当該凸部の外側面に外側溝が設けられていると共に当該外側溝に弾性を有する他のシール手段が装着されており、前記凸部は、前記他のシール手段が前記流体通路構成体の開口部に密着すると共に当該凸部の外側面に前記流体通路構成体の開口部が嵌合するように、当該流体通路構成体の開口部に押し込まれるものであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。」である。
3. 前記ロータケース内にロータマグネットを備えたスリーブを配置し、前記出力軸に、前記スリーブを、スリーブの回転運動により出力軸が直進運動するように連結して前記ロータ組立体を構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
4. ステータ組立体は、励磁コイルと、該励磁コイルを囲繞するステータヨークを備えてなり、該ステータ組立体を前記ロータ組立体の外周に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
5. 前記スリーブと前記出力軸とに螺合手段を設け、前記ハウジングの内周面と前記出力軸との間に前記出力軸の回転運動を止める回転止を設け、前記スリーブの回転運動により前記出力軸が直進運動するように連結したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
6. 前記ロータケースの開口側にフランジ部を設け、前記ハウジングのフランジ部に前記ロータケースのフランジ部を気密に密接させたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
7. 前記環状溝に弾性を有する一方の前記シール手段及び前記他方のシール手段はＯリングであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. ステータ組立体は、励磁コイルと、該励磁コイルを囲繞するステータヨークを備えてなり、該ステータ組立体を前記ロータ組立体の外周に配置し、前記ロータ組立体を構成するハウジングが前記ステータ組立体に装着したフロントプレートの切り起こし部にて固定されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記スリーブの両端に設けた軸受をシールを有しない開放型のボールベアリングとしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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