JPS6211179Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は出力シヤフトが往復の直線運動をする
電動機に関するものである。

通常、電動機は出力シヤフトが回転するもので
あつたが、近年自動制御分野において直線運動を
する装置、しかもその直線運動は無段式に変位す
るものが要求されている。従来は、この要求に対
し回転電動機を使い、外部に歯車等を取付け、こ
れにより回転運動を直線運動に変換していた。そ
のため機構が複雑になると共に装置として大型な
ものとなる欠点が存した。

そこで本出願人は上記欠点を改良した電動機を
実願昭52−159555号（実開昭54−85305号）およ
び実願昭54−181903号として出願した。すなわち
ロータの回転運動を電動機内部で直線運動に変換
して出力シヤフトに伝達するものである。この構
造のものは直線運動機構を簡素化することができ
ると共に該機構を別個に設けるものでないから小
型化を図ることができるという利点がある。

ところで、近年、直線変位の出力を得る電動機
においても高出力のものが望まれており、上記の
構造の電動機においても高出力化に伴つて許容荷
重や耐久性を向上させることが要望されている。

本考案は出力シヤフトが往復の直線運動をする
従来の電動機における上記の要望を満足すべくな
されたものであつて、出力シヤフトに複数条の雄
ネジを形成する一方、該雄ネジに螺合する雌ネジ
を有する回転部材の両端および上記出力シヤフト
の雄ネジ部分の両端に夫々上記雄ネジの条数に等
しい数のストツパ部を設け、ネジの条数およびス
トツパ部の数を夫々増加させることにより、ネジ
部およびストツパ部にかゝる荷重や衝撃を分散
し、許容荷重や耐久性を改善した電動機を提供す
ることを目的としている。

次に本考案の実施例を図面と共に説明する。

第１図において、１，２は軟磁性材料で成る第
１、第２モータケースにして、その合せ目に第４
図に示すように表裏両面に夫々Ｎ，Ｓ極が交互に
着磁された固定子たるマグネツト３を保持するマ
グネツト保持材４が挾持、固定されている。

５，６は第１、第２励磁コイル５ａ，６ａが捲
回された第１、第２コイルボビンにして、後述す
るロータに同心的に夫々第１、第２モータケース
１，２に取付けられている。７，８は上記コイル
ボビン５，６内に嵌着された鉄材で成る第１、第
２センタヨークにして、これら第１センタヨーク
７および第２センタヨーク８は夫々上記第１モー
タケース１および第２モータケース２内部に同心
に取り付けている。

１０，…，１０は外輪が上記マグネツト３の内
径に嵌着されたベアリングにして、内輪にロータ
シヤフト１１が嵌着されている。このロータシヤ
フト１１の両端には、純鉄材、軟鉄材で成る第５
図に示す如き形状の第１、第２ロータ１２，１３
が嵌着されている。この第１、第２ロータ１２，
１３は夫々外周端部が相反する方向に折り曲げら
れている。また夫々の平面部は（以下第１、第２
ロータ１２，１３は同形状なので第１ロータ１２
のみについて、説明する。）Ｌ字状の溝孔１２ａ
が放射状に逆方向交互に形成されて、周部方向に
複数個に分割され、その継目１２ｂ，１２ｃは機
械的強度に支障のない程度に、かつ磁気飽和さ
れ、磁気短絡量が無視できる程度に（換言すれ
ば、大きな磁気抵抗を有するように）極めて挾く
形成され、かつまたそれ等溝孔１２ａで囲まれる
磁極歯１２ｄ，１２ｅは上記マグネツト３のＮ
極、Ｓ極に対応する数になつている。

再び第１図にもどつて、１４は上記ロータシヤ
フト１１に嵌着された焼結含油軸受としてのロー
タスクリユであつて、その内部には、次に述べる
出力シヤフト１５に形成した雄ネジ１５ａに螺合
する雌ネジ１４ａが形成されている。

上記出力シヤフト１５は、第２図ａに示すよう
に、外周に上記雄ネジ１５ａが形成された部分
と、円柱の外周面の一部を平行に切削して形成し
た第２図ｂに示すような断面形状を有する回転止
め部１５ｂが形成された部分を有している。

上記雄ネジ１５ａは二条ネジとなつており、そ
の両端部１６および１７の径を夫々上記雄ネジ１
５ａの径よりも大きく形成し、上記回転止め部１
５ｂ側の端部１６には上記雄ネジ１５ａのネジの
条数に等しい２つのストツパ部１８ａ，１８ａを
設けるとともに、いま一つの端部１７にも上記雄
ネジ１５ａのネジの条数に等しい２つのストツパ
部１９ａ，１９ａを設けている。

上記ストツパ部１８ａ，１８ａおよびストツパ
部１９ａ，１９ａは、出力シヤフト１５の軸心を
中心として一方を180度回転させた位置で他方に
重なるように夫々形成するとともに、ストツパ部
１８ａ，１９ａおよびストツパ部１８ａ，１９ａ
が夫々相互に対向するように端部１６および１７
から突出させている。

一方、上記ロータスクリユ１４の一端面２０お
よび他端面２１にも夫々上記と同様のストツパ部
１８ｂ，１８ｂおよび１９ｂ，１９ｂを設けてい
る。

上記ストツパ部１８ｂ，１８ｂは、第３図ａに
示すように、出力シヤフト１５の軸方向に突出す
るその各段部１８b′，１８b′が雄ネジ１５ａのス
トツパ部１８ａ，１８ａの上記と同様の段部１８
a′，１８a′と夫々同時に係当する位置に形成して
いる。

また、ストツパ部１９ｂ，１９ｂは、第３図ｂ
に示すように、出力シヤフト１５の軸方向に突出
するその各段部１９b′，１９b′が、雄ネジ１５ａ
のストツパ部１９ａ，１９ａの上記と同様の段部
１９a′，１９a′と夫々同時に係当する位置に形成
している。

なお、上記雄ネジ１５ａを形成した出力シヤフ
トの回転止め部１５ｂは、第１図に示すように、
電動機の外装ケース３０の蓋体としてのブツシユ
３１に設けた上記回転止め部１５ｂと同一の断面
形状を有する挿通孔３１ａに、回転が拘束された
状態で出没自在に挿通されている。

次に上記構成に基いて動作を説明する。なお、
本実施例においてはパルスモータとして動作させ
るものとする。

先ず、駆動装置（図示せず）から発生される制
御信号（パルス信号）を第１、第２励磁コイル５
ａ，６ａに印加すると、第１、第２ロータ１２，
１３の磁極歯の相互角度は、電気角において90度
（本実施例では機械的角度15度及びその奇数倍）
ずれていることから第１、第２励磁コイル５ａ，
６ａの４相の励磁コイルのうち、２個の励磁コイ
ルが常に励磁された状態となる。そして第１、第
２ロータ１２，１３の磁極歯１２ｄ，１２ｅ，１
３ｄ，１３ｅにはそれぞれＳ極又はＮ極が誘起さ
れると共にマグネツト３との吸引又は反発により
ロータ１２，１３は回転する。この際、ロータの
極数が12極であることによつて、ロータは１つの
入力信号により360゜／極数／２の角度だけ進
む。すなわち12極モータでは１ステツプ15度とい
うことになるので、ロータが１回転するのに24ス
テツプが必要となる。

このようにして第１、第２ロータ１２，１３が
回転することによつて、ロータスクリユ１４がロ
ータシヤフト１２を介して回転される。

一方、出力シヤフト１５はブツシユ３１との関
係で、回転されないので、ロータスクリユ１４が
回転すると、出力シヤフト１５は第１図において
上下動、即ち、前進、後退の直線運動を行う。

ロータ１２，１３が時針方向に回転するとき
は、出力シヤフト１５は、ストツパ部１９ａ，１
９ａの段部１９a′，１９a′が、第３図ｂに示すよ
うに、ロータスクリユ１４におけるストツパ部１
９ｂ，１９ｂの段部１９b′，１９b′に同時に係当
して、前進動作を停止することになる。

上記の係当時、ストツパ部１９ａ，１９ａとス
トツパ部１９ｂ，１９ｂとの間に加わる衝撃力
は、これら２組のストツパ部１９ａ，１９ａとス
トツパ部１９ｂ，１９ｂとに分散され、また、出
力シヤフト１５の雄ネジ１５ａも２条ネジとなつ
ているため、出力シヤフト１５を介して上記雄ネ
ジ１５ａとロータスクリユ１４の雌ネジ１４ａに
加わるネジ荷重も小さくなることが分る。

さらに、上記のように、ロータスクリユ１４
は、そのストツパ部１９ｂ，１９ｂの段部１９
b′，１９b′が雄ネジ１５ａのストツパ部１９ａ，
１９ａの段部１９a′，１９a′に係当するため、ロ
ータスクリユ１４の端面２１と雄ネジ１５ａの端
部１７との対向面等が面接触することはなく、従
つて、出力シヤフト１５の雄ネジ１５ａとロータ
スクリユ１４の雌ネジ１４ａとの喰込みが防止さ
れ、ロータ１２，１３の逆転もスムーズに行うこ
とができる。

なお、ロータ１２，１３が反時計方向に回転す
るときの動作も上記した動作と同一であり、その
説明は省略する。

本考案は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、出力シヤフト１５の雄ネジ１５ａは
一般にｎ（＝２，３，…）条ネジとし、それに応
じて、雄ネジ１５ａの両端部１６，１７に夫々ｎ
個のストツパ部を（360／ｎ）度の間隔をおいて
配置するとともに、それに応じて、ロータスクリ
ユ１４の両端面２０，２１にも上記ストツパ部と
同時に係当するストツパ部を設ければよい。

また、本考案は実施例のような二相電動機に限
らず、単相電動機にも同様に適用できる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本考案は、出力シヤフトの雄ネジの条数を複
数のものとするとともに、上記雄ネジの両端に
夫々設けたネジの条数と等しい数のストツパ部に
よつてロータスクリユの回転を停止させるように
したから、出力シヤフトやロータスクリユのネジ
部分にかゝるネジ荷重やストツパ部にかゝる衝撃
力が分散され、電動機を高出力のものとしても、
充分な許容荷重を得ることができ、耐久性も高く
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電動機の縦断面図、第２
図ａは第１図の出力シヤフトとロータスクリユの
構造を示す詳細図、第２図ｂは第２図ａの−
′線断面図、第３図ａおよびｂは夫々出力シヤ
フトの最大突出位置および最小突出位置における
ストツパ部の係当状態を示す説明図、第４図はマ
グネツトの平面図、第５図はロータの平面図であ
る。 １……第１モータケース、２……第２モータケ
ース、３……マグネツト、５……第１センタヨー
ク、６……第２センタヨーク、１１……ロータシ
ヤフト、１２，１３……ロータスクリユ、１４…
…ロータスクリユ、１４ａ……雌ネジ、１５……
出力シヤフト、１５ａ……雄ネジ、１８ａ，１８
ｂ，１９ａ，１９ｂ……ストツパ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所望の長さ部分に複数条の雄ネジが形成され、
   かつケースに対し少なくとも自由な回転が阻止さ
   れた出力シヤフトと、該シヤフトの上記雄ネジと
   螺合される雌ネジを形成したロータスクリユ等の
   回転部材と、該回転部材に固着されると共に励磁
   コイルの磁束によつて回転されるロータとより構
   成し、上記出力シヤフトの雄ネジ部分の両端に上
   記出力シヤフトの軸方向に突出する段部が上記雄
   ネジの条数に等しい数夫々有するストツパ部を形
   成すると共に上記回転部材の両端にも夫々上記出
   力シヤフトのストツパの各段部と夫々当接する段
   部を有するストツパ部を形成し、出力シヤフト側
   のストツパ部と回転部材側のストツパ部とが上記
   段部において相互に係当するようにしたことを特
   徴とする電動機。