JPH10322963A

JPH10322963A - アクチュエータ

Info

Publication number: JPH10322963A
Application number: JP19013997A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Oba; 啓仁大場; Hisahiro Iida; 尚弘飯田; Asao Kino; 朝男木野
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JP3336916B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マグネットロータがステータに接触してしま
うことを防止しつつ、アクチュエータの軸方向寸法の小
型化を図る。【解決手段】マグネットロータ１０４の一端側を転が
り軸受１０７で支持し、他端側を円筒状の滑り軸受１１
１で支持するとともに、滑り軸受１１１をマグネットロ
ータ１０４に形成された凹部１１０内に挿入するように
配設する。これにより、マグネットロータがステータに
接触してしまうことを防止しつつ、アクチュエータの軸
方向寸法の小型化を図る。そしてさらに、滑り軸受１１
１の内周面１１１ｂでシャフト１１２の直線運動を案内
することにより、エンドプレート１０９等にシャフト１
１２の直線運動を案内するガイド部を設ける必要がな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットロータ
の回転運動を直線運動に変換して出力するアクチュエー
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネットロータの回転運動を直線運動
に変換して出力するアクチュエータの一般的な構造は、
図５に示すように、回転軸の両端側に転がり軸受１０７
を配設してマグネットロータ１０４を回転可能に支持す
るとともに、両転がり軸受間にステータ１０１を配設し
ている。そして、マグネットロータ１０４内に雌ねじ１
０６ａを形成し、雄ねじ１１２ａが形成されたシャフト
１１２を、雌ねじ１０６ａにねじ結合させることによ
り、マグネットロータ１０４の回転を直線運動に変換し
て出力するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マグネット
ロータ１０４のトルク（回転力）は、マグネットロータ
１０４とステータ１０１との対向面の面積（磁束）に略
比例して小さくなるので、単純にアクチュエータの軸方
向寸法の小型化を図ると、対向面の面積が減少してしま
い、トルクの低下を招いてしまう。

【０００４】そこで、発明者等は、対向面の面積を減少
させることなく、軸方向寸法の小型化を図るべく、ステ
ータ１０１の軸方向両端側に位置する２つの転がり軸受
１０７のうち、いずれか一方側の転がり軸受を廃止した
アクチュエータを試作検討した。しかし、この試作品で
は、マグネットロータが、回転軸方向一端側のみで支持
される構造となってしまうために、マグネットロータが
振れながら回転してしまい、マグネットロータの回転時
にマグネットロータがステータに接触してしまうという
不具合が発生してしまった。因みに、マグネットロータ
とステータとの隙間（ギャップ）は、周知のごとく、小
さいほどトルクが大きくので、通常、この隙間は非常に
小さいものである。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、マグネットロー
タがステータに接触してしまうことを防止しつつ、アク
チュエータの軸方向寸法の小型化を図ることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
３記載の発明では、マグネットロータ（１０４）は、そ
の一端側に配設された転がり軸受（１０７）、および他
端側に配設された滑り軸受（１１１）により回転可能に
支持されているとともに、直線運動するシャフト（１１
２）は滑り軸受（１１１）に摺動案内され、かつ、滑り
軸受（１１１）がマグネットロータ（１０４）内に位置
していることを特徴とする。

【０００７】これにより、マグネットロータ（１０４）
は、転がり軸受（１０７）および滑り軸受（１１１）に
よって両端支持構造となるので、マグネットロータ（１
０４）の回転に伴う、マグネットロータ（１０４）の振
れ量を小さくすることができ、マグネットロータ（１０
４）がステータ（１０１）に接触してしまうことを防止
することができる。

【０００８】また、滑り軸受（１１１）がマグネットロ
ータ（１０４）内に位置しているので、マグネットロー
タ（１０４）とステータ（１０１）との対向面の面積を
小さくすることなく、アクチュエータの軸方向寸法の小
型化を図ることができる。また、シャフト（１１２）は
滑り軸受（１１１）により摺動案内されるので、シャフ
ト（１１２）のガタツキを防止して、安定してシャフト
（１１２）を直線運動させることができる。

【０００９】なお、請求項２に記載の発明のごとく、滑
り軸受（１１１）を円筒状として、ロータ円周面（１１
０ａ）を滑り軸受（１１１）の外周面（１１１ａ）に接
触させ、シャフト（１１２）を滑り軸受（１１１）の内
周面（１１１ｂ）に摺動案内させるように構成してもよ
い。また、請求項３に記載の発明のごとく、シャフト
（１１２）の端部を滑り軸受（１１１）を保持固定する
保持部（１０８ｂ）に衝突させることにより、シャフト
（１１２）の回転軸方向他端への最大変位を規制しても
よい。

【００１０】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）本実施形態は、車両ヘッドライト（以
下、ライトと略す。）の光軸を調節する光軸調整機構２
００用のアクチュータ（ステッピングモータ）１００と
して、本発明に係るアクチュエータ（以下、モータと呼
ぶ。）を適用したものである。

【００１２】図１は、車両ヘッドライトの光軸を調節す
る光軸調整機構２００の模式図であり、モータ１００
は、図２に示すように、ライト２１０の光源バルブ２１
１およびリフレクタ（反射鏡）２１２を可動させて光軸
を調節するものである。また、リフレクタ２１２のうち
上方側は、支持部材２１３を介して揺動可能に支持さ
れ、一方下方側は、後述するモータ１００のシャフト１
１２と揺動可能に連結している。なお、ライト２１０の
光軸は、シャフト１１２をその長手方向（紙面左右方
向）に可動させることにより、リフレクタ２１２を揺動
させて調節される。

【００１３】因みに、モータ１００は、図１に示すよう
に、制御装置２２０によって制御されており、この制御
装置２２０には、車両の前方および後方に配設されて車
高を検出する車高センサ２３０、２４０、車両の速度を
検出する車速センサ２５０、およびスロットルの開度を
検出するスロットル開度センサ２６０からの信号が入力
されている。そして、制御装置２２０は、これらのセン
サ２３０〜２６０の信号に基づいて所定の演算を行い、
この演算結果に従ってモータ１００の作動を制御する。

【００１４】次に、モータ１００の構造について、図３
を用いて述べる。１０１はステータであり、１０２はス
テータ１０１の巻線が巻かれた樹脂製のボビン（巻き
枠）である。なお、１０３は磁極を構成する金属製の磁
極部（ポールステータ）である。１０４はステータ１０
１内で回転するマグネットロータであり、樹脂材のバイ
ンダに磁性体を含有して円筒状に形成した磁石（ボンド
磁石）からなるマグネット部１０５と、このマグネット
部１０５が外周面に固定されマグネットロータの回転軸
をなす樹脂製のカラム１０６とから構成されている。

【００１５】また、カラム１０６の回転軸方向一端側
（後述するエンドプレート１０９側）には、カラム１０
６（マグネットロータ１０４）を回転可能に支持する転
がり軸受１０７の内輪１０７ｂが接合（圧入）されてい
る。そして、転がり軸受１０７の外輪１０７ａは、エン
ドプレート１０９にすきまばめにて挿入固定されてい
る。

【００１６】なお、転がり軸受１０７の外輪１０７ａの
一端面は、エンドプレート１０９に形成された凹部１０
９ａの段部１０９ｃに接触し、他端面は磁極部１０３に
接触している。つまり、外輪１０７ａがエンドプレート
１０９と磁極部１０３とによって挟持されることによっ
て、転がり軸受１０７がステータ１０１に対して所定位
置に位置決めされる。

【００１７】また、１０８は、ステータ１０１、マグネ
ットロータ１０４および転がり軸受１０７を収納すると
ともに、磁路を形成する金属製のヨークハウジング（以
下、単にヨークと呼ぶ。）である。なお、このヨーク１
０８は、プレス加工（深絞り加工）にて略カップ状形成
されており、その開口部１０８ａ側（転がり軸受１０７
側）は樹脂製のエンドプレート１０９により閉塞されて
いる。

【００１８】そして、ヨーク１０８の底部１０８ｃ（回
転軸方向他端側）には、凹部（保持部）１０８ｂが一体
形成されており、この凹部１０８ｂには円筒状の滑り軸
受（メタル）１１１が圧入されて保持固定されている。
また、カラム１０６には、回転軸方向他端側（ヨーク１
０８の底部１０８ｃ側）に向けて開口するとともに、転
がり軸受１０７側に向けて窪む凹部１１０が形成されて
おり、この凹部１１０の内壁面（ロータ円周面）１１０
ａは、回転軸周りに円周状に形成されている。そして、
滑り軸受１１１が凹部１１０内に挿入された状態で、凹
部１１０の内壁面１１０ａと滑り軸受１１１の外周面１
１１ａとが摺動可能に接触している。これにより、マグ
ネットロータ１０４は、そのラジアル方向に支持されて
いる。

【００１９】ところで、１１２は、カラム１０６の回転
軸方向に直線運動するシャフトであり、このシャフト１
１２の外周面には雄ねじ部１１２ａが所定の長さに渡っ
て形成されている。一方、カラム１０６にはシャフト１
１２が挿入される軸孔１０６ｂが形成されており、この
軸孔１０６ｂの一部に雄ねじ部１１２ａとねじ結合する
雌ねじ部１０６ａが形成されている。

【００２０】このため、マグネットロータ１０４が回転
すると雌ねじ部１０６ａも回転するので、マグネットロ
ータ１０４（雌ねじ部１０６ａ）にねじ結合するシャフ
ト１１２（雄ねじ部１１２ａ）が、回転軸方向に直線運
動する。また、シャフト１１２のうち滑り軸受１１１側
の端部には、滑り軸受１１１の内周面１１１ｂに摺動案
内される摺動部１１２ｂが形成されており、シャフト１
１２のマグネットロータ１０４の回転軸方向他端への最
大変位は、シャフト１１２（摺動部１１２ｂ）の端部が
凹部１０８ｂの底部に衝突することにより規制される。

【００２１】このため、雄ねじ部１１２ａの滑り軸受１
１１側端部からシャフト１１２の凹部１０８ｂ側端部ま
での寸法Ｌ₁（図３参照）は、滑り軸受１１１の内周面
１１のうちシャフト１１２と接触し得る寸法、すなわち
滑り軸受１１１の軸方向寸法Ｌ₂（図３参照）より大き
くなっている（Ｌ₁＞Ｌ₂）。なお、１１２ｃは、エン
ドプレート１０９の案内部１０９ｄと共にシャフト１１
２の回り止め機構をなす二面幅であり、この二面幅の部
分と案内部１０９ｄとが接触することで、シャフト１１
２のマグネットロータ１０４の回転軸方一他端への最大
変位を規制している。

【００２２】また、１１２ｄは、リフレクタ２１２と揺
動可能に連結するための球面状ジョイント部であり、１
１３は、ステータ１０１に電力を供給する外部配線（図
示せず）を接続する樹脂製のコネクタ部であり、１１３
ａは金属製のターミナルである。そして、１１４は、内
周側に歯部が一体に形成された歯付き平ワッシャであ
り、この歯付き平ワッシャ１１４の円盤部１１４ａによ
り、転がり軸受１０７の内輪１０７ｂと外輪１０７ａと
の間に異物が侵入することを防止している。

【００２３】次に、本実施形態に係るモータの組立手順
の概略を述べる。先ず、滑り軸受１１１、ステータ１０
１ａおよびコネクタ部１１３が組み付けられたヨーク１
０８に、転がり軸受１０７およびカラム１０６が組み付
けられたマグネットロータ１０４に挿入する。そして、
エンドプレート１０９に形成された凹部１０９ａ（図３
参照）に転がり軸受１０７が挿入されるように、エンド
プレート１０９をヨーク１０８に組み付ける。このと
き、シャフト１１２はエンドプレート１０９に組付いた
状態にあり、マグネットロータ１０４のカラム１０６に
形成された雌ねじ部１０６ａにねじ結合しながらエンド
プレート１０９を組み付ける。その後、ヨーク１０８に
形成された突起部（図示せず）を塑性変形させて、ヨー
ク１０８とエンドプレート１０９とをかしめ固定する。

【００２４】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、マグネットロータ１０４は、転がり軸受
１０７および滑り軸受１１１によって両端支持構造とな
るので、マグネットロータ１０４の回転に伴う、マグネ
ットロータ１０４の振れ量を小さくすることができる。
また、滑り軸受１１１の外周面１１１ａをマグネットロ
ータ１０４の凹部１１０の内壁面１１０ａに接触させた
状態で、マグネットロータ１０４を回転可能に支持して
いるので、滑り軸受１１１がマグネットロータ１０４内
に位置することとなる。したがって、マグネットロータ
１０４とステータ１０１との対向面の面積を小さくする
ことなく、モータの軸方向寸法の小型化を図ることがで
きる。

【００２５】また、シャフト１１２は滑り軸受１１１に
より摺動案内されるので、シャフト１１２のガタツキを
防止して、安定してシャフト１１２を直線運動させるこ
とができる。また、マグネットロータ１０４の他端側は
滑り軸受で支持されており、かつ、一般的に滑り軸受は
転がり軸受より安価であるので、両端側を転がり軸受で
支持された従来の技術に比べて、モータの製造原価低減
を図ることができる。

【００２６】（第２実施形態）上述の実施形態では、凹
部１１０の内壁面１１０ａと滑り軸受１１１の外周面１
１１ａとを接触させていたが、本実施形態は、図４に示
すように、凹部１１０に代えて、マグネットロータ１０
４の回転軸と軸を一致させた状態で、マグネットロータ
１０４の回転軸方向他端側に向けて突出する円筒状の円
筒部１０６ｃがカラム１０６に一体形成するとともに、
この円筒部１０６ｃの外周面（ロータ円周面）１０６ｄ
と滑り軸受１１１の第１内周面１１１ｃとを摺動可能に
接触させている。

【００２７】また、滑り軸受１１１の内周のうち凹部１
１０側には、シャフト１１２側（第１内周面１１１ｃ）
に比べて内径が小さい第２内周面１１１ｄが、形成され
ており、この第２内周面１１１ｄとシャフト１１２の摺
動部１１２ｂとが摺動可能に接触している。したがっ
て、円筒部１０６ｃが滑り軸受１１１の内周側に挿入さ
れた状態でマグネットロータ１０４を回転可能に支持す
ることとなるので、第１実施形態に係るモータ（アクチ
ュエータ）１００と同様に、マグネットロータ１０４と
ステータ１０１との対向面の面積を小さくすることな
く、アクチュエータの軸方向寸法の小型化を図ることが
できる。

【００２８】ところで、上述の実施形態では、転がり軸
受１０７は、エンドプレート１０９側に配設されていた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、滑り軸受
１１１をエンドプレート１０９側に配設してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】光軸調整機構を示す模式図である。

【図２】光軸調整機構の機械的作動を示す模式図であ
る。

【図３】第１実施形態に係るアクチュエータの断面図で
ある。

【図４】第２実施形態に係るアクチュエータの断面図で
ある。

【図５】従来の技術に係るアクチュエータの断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１…ステータ、１０４…マグネットロータ、１０５
…マグネット部、１０６…カラム、１０７…転がり軸
受、１０８…ヨークハウジング、１０９…エンドプレー
ト、１１０…凹部、１１０ａ…内壁面（ロータ円周
面）、１１１…滑り軸受。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータ（１０１）と、前記ステータ（１０１）内で回転するマグネットロータ
（１０４）と、前記マグネットロータ（１０４）の回転軸方向一端側に
配設され、前記マグネットロータ（１０４）を回転可能
に支持する転がり軸受（１０７）と、前記マグネットロータ（１０４）の回転軸方向他端側に
形成され、前記回転軸周りに円周状に形成されたロータ
円周面（１１０ａ、１０６ｄ）と、前記ロータ円周面（１１０ａ、１０６ｄ）に摺動可能に
接触し、前記マグネットロータ（１０４）を回転可能に
支持する滑り軸受（１１１）と、前記マグネットロータ（１０４）内に配設され、前記マ
グネットロータ（１０４）の回転に連動して前記回転軸
方向に直線運動するシャフト（１１２）とを備え、前記シャフト（１１２）は前記滑り軸受（１１１）によ
り摺動案内され、さらに、前記滑り軸受（１１１）は前記マグネットロー
タ（１０４）内に位置していることを特徴とするアクチ
ュエータ。
【請求項２】前記滑り軸受（１１１）は円筒状に形成
されており、前記ロータ円周面（１１０ａ）は前記滑り軸受（１１
１）の外周面（１１１ａ）に接触し、前記シャフト（１１２）は前記滑り軸受（１１１）の内
周面（１１１ｂ）にて摺動案内されることを特徴とする
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】前記滑り軸受（１１１）を保持固定する
とともに、前記ステータ（１０１）に対して固定した保
持部（１０８ｂ）を有しており、さらに、前記シャフト（１１２）の前記回転軸方向他端
への最大変位は、前記シャフト（１１２）の端部が前記
保持部（１０８ｂ）に衝突することにより規制されるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエー
タ。