(57)【要約】【課題】バルブの弁体を移動駆動するステッピングモータにおいて、材料コストおよび製造コストを低減する。【解決手段】ステータ２の回転拘束部２ａにフランジ付き筒状の摩耗低減・軸線方向係止部材９を装着して、弁体５の回転被拘束部５ａが摩耗低減・軸線方向係止部材９の筒状部９ａに対して摺動するとともに、弁体５が摩耗低減・軸線方向係止部材９のフランジ部９ｂに当接してシャフト３の後退動作を止めるようにする。これにより、摩耗低減・軸線方向係止部材９が摩耗低減機能と軸線方向係止機能の両機能を発揮するため、部品点数が１つ少なくて済む。摩耗低減・軸線方向係止部材９がステータ２側に取り付けられているので、シャフト３のストロークが長くても、その長さに応じて摩耗低減・軸線方向係止部材９の筒状部９ａを長くする必要はない。弁体５の成形工程においては、シャフト３のみを一体成形すれば足りる。【選択図】図１
2005073338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータを有し、
前記ステータにロータを回転自在に挿設し、
前記ロータにシャフトをその軸線方向に進退自在に螺合させ、
前記シャフトの先端に被制御体を取り付け、
前記被制御体に非円形断面形状の回転被拘束部を形成するとともに、この回転被拘束部に嵌合する形で前記ステータに回転拘束部を形成したステッピングモータにおいて、
前記ステータの回転拘束部にフランジ付き筒状の摩耗低減・軸線方向係止部材を装着して、前記被制御体の回転被拘束部が当該摩耗低減・軸線方向係止部材の筒状部に対して摺動するとともに、前記被制御体が当該摩耗低減・軸線方向係止部材のフランジ部に当接して前記シャフトの後退動作を止めるようにしたことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記被制御体に筒状のスカート部を形成して前記摩耗低減・軸線方向係止部材を覆うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車エンジンのシリンダ内に供給する混合気の流量を調節することを目的として、バルブの弁体を弁座に対して近づけたり遠ざけたりするために用いられるステッピングモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来のステッピングモータの一例を示す図であって、（ａ）はその正断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【０００３】
従来この種のステッピングモータとしては、ステータに支持されたロータの回転運動をシャフトの直線運動に変換することにより、シャフトと一体化された弁体を進退させる機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、このステッピングモータ１では、図３に示すように、略円筒状のステータ２に円筒状のロータ（図示せず）が電磁力によって回転自在に挿設されており、このロータにはシャフト３がその軸線方向（矢印Ｍ、Ｎ方向）に進退自在に挿設されている。ここで、ロータの内周面には雌ねじ部が形成されているとともに、シャフト３の外周面には雄ねじ部が形成されており、シャフト３の雄ねじ部はロータの雌ねじ部に螺合している。また、シャフト３の先端にはバルブの弁体５が樹脂成形で一体に取り付けられており、弁体５には、図３（ｂ）に示すように、ダブルＤカット断面形状（円周上の２箇所をＤ字形に切り取った断面形状）の回転被拘束部５ａが形成されている。一方、ステータ２には回転拘束部２ａが弁体５の回転被拘束部５ａに嵌合する形で形成されている。したがって、ロータが正逆方向に回転すると、シャフト３ひいては弁体５がシャフト３の軸線方向に前進または後退することになる。
【０００５】
そして、このステッピングモータ１では、シャフト３の軸線方向の進退（前進と後退）に伴い、ステータ２の回転拘束部２ａと弁体５の回転被拘束部５ａとの間で摩耗が生じるので、この摩耗を低減する目的で、筒状に形成された金属製の摩耗低減部材６が弁体５の回転被拘束部５ａの外周に嵌着されている。また、シャフト３がロータ側（矢印Ｎ方向）に後退したときに、その後退動作を所定位置で止める目的で、円筒状に形成された金属製の軸線方向係止部材７が弁体５に一体に取り付けられている。
【特許文献１】特開平５−２８４７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これでは次のような不都合があった。
【０００７】
第１に、このステッピングモータ１は摩耗低減部材６と軸線方向係止部材７の２つの部品を必要とするので、その分だけステッピングモータ１の材料コストが上昇せざるを得ない。しかも、摩耗低減部材６は弁体５側に取り付けられているので、シャフト３のストロークの全長にわたって摩耗低減部材６を嵌着しなければならず、特にシャフト３のストローク（弁体５の移動距離）が長い場合には、それだけ長い摩耗低減部材６が必要となり、この点からもステッピングモータ１の材料コストが上昇してしまう。
【０００８】
第２に、このステッピングモータ１を製造する際には、弁体５の成形工程において、作業者が成形金型内にシャフト３、摩耗低減部材６および軸線方向係止部材７を挿入した状態で成形することにより、これら３つの部品を一体成形しなければならないので、弁体５の成形に要する時間が長引き、ステッピングモータ１の製造コストが高騰する。なお、弁体５の成形工程をロボット作業によって自動化することも考えられるが、初期に高額な費用がかかる点で現実性に乏しい。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、材料コストおよび製造コストを低減することが可能なステッピングモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
まず、本発明のうち請求項１に係る発明は、ステータを有し、前記ステータにロータを回転自在に挿設し、前記ロータにシャフトをその軸線方向に進退自在に螺合させ、前記シャフトの先端に被制御体を取り付け、前記被制御体に非円形断面形状の回転被拘束部を形成するとともに、この回転被拘束部に嵌合する形で前記ステータに回転拘束部を形成したステッピングモータにおいて、前記ステータの回転拘束部にフランジ付き筒状の摩耗低減・軸線方向係止部材を装着して、前記被制御体の回転被拘束部が当該摩耗低減・軸線方向係止部材の筒状部に対して摺動するとともに、前記被制御体が当該摩耗低減・軸線方向係止部材のフランジ部に当接して前記シャフトの後退動作を止めるようにして構成される。この被制御体としては、例えばバルブの弁体を挙げることができる。また、非円形断面形状としてはダブルＤカット断面形状などが考えられる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項２に係る発明は、前記被制御体に筒状のスカート部を形成して前記摩耗低減・軸線方向係止部材を覆うようにして構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のうち請求項１に係る発明によれば、摩耗低減・軸線方向係止部材が摩耗低減機能と軸線方向係止機能の両機能を発揮するため、摩耗低減部材と軸線方向係止部材の２つの部品を必要とする従来のステッピングモータと比べて部品点数が１つ少なくて済むことに加えて、摩耗低減・軸線方向係止部材がステータ側に取り付けられているので、摩耗低減部材が弁体側に取り付けられている従来のステッピングモータと異なり、シャフトのストロークが長くても、その長さに応じて摩耗低減・軸線方向係止部材の筒状部を長くする必要がないことから、ステッピングモータの材料コストを低減することができる。しかも、摩耗低減・軸線方向係止部材がステータ側に取り付けられているので、被制御体の成形工程においてはシャフトのみを一体成形すればよいため、シャフト以外に摩耗低減部材および軸線方向係止部材をも一体成形しなければならない従来のステッピングモータと比べて、被制御体の成形に要する時間が短くなり、ステッピングモータの製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項２に係る発明によれば、バルブなどを流れる流体が摩耗低減・軸線方向係止部材と被制御体との隙間を通ってステータ内に進入する事態の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す図であって、（ａ）はその正断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図、
図２は図１に示すステッピングモータの摩耗低減・軸線方向係止部材の詳細図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線による断面図である。
【００１６】
このステッピングモータ１は、図１に示すように、略円筒状のステータ２を有しており、ステータ２には円筒状のロータ（図示せず）が電磁力によって回転自在に挿設されている。さらに、このロータにはシャフト３がその軸線方向（矢印Ｍ、Ｎ方向）に進退自在に螺合している。ここで、前記ロータの内周面には雌ねじ部が形成されているとともに、シャフト３の外周面には雄ねじ部が形成されており、シャフト３の雄ねじ部はロータの雌ねじ部に螺合している。また、シャフト３の先端には合成樹脂製のバルブの弁体５が被制御体として樹脂成形で一体に取り付けられており、弁体５には、図１（ｂ）に示すように、ダブルＤカット断面形状（非円形断面形状の一種で、円周上の２箇所をＤ字形に切り取った断面形状）の回転被拘束部５ａが形成されている。一方、ステータ２には回転拘束部２ａが弁体５の回転被拘束部５ａに嵌合する形で形成されている。さらに、弁体５には、図１（ａ）に示すように、円筒状のスカート部５ｂが摩耗低減・軸線方向係止部材９を覆うように形成されており、弁体５の前方には弁座（図示せず）が対向して設けられている。したがって、前記ロータが正逆方向に回転すると、シャフト３はその回転を拘束されたままシャフト３の軸線方向に前進または後退し、それに伴って弁体５が前記弁座に近づいたり遠ざかったりしてバルブの流量が増減することになる。
【００１７】
ところで、ステータ２の回転拘束部２ａには、図１に示すように、フランジ付き筒状に形成された金属製の摩耗低減・軸線方向係止部材９が装着されており、摩耗低減・軸線方向係止部材９は、図２に示すように、ダブルＤカット断面形状の筒状部９ａと、この筒状部９ａに一端に連設されたフランジ部９ｂとから構成されている。
【００１８】
ステッピングモータ１は以上のような構成を有するので、シャフト３がその軸線方向（矢印Ｍ、Ｎ方向）に進退すると、弁体５の回転被拘束部５ａがステータ２の回転拘束部２ａに対してシャフト３の軸線方向に移動するが、ステータ２の回転拘束部２ａには摩耗低減・軸線方向係止部材９が装着されており、その筒状部９ａに対して弁体５の回転被拘束部５ａが摺動することになるため、両者間の摩耗は低減される。また、シャフト３がその軸線方向（矢印Ｎ方向）に後退すれば、弁体５がステータ２側に移動するが、ステータ２の回転拘束部２ａには摩耗低減・軸線方向係止部材９が装着されているので、そのフランジ部９ｂに弁体５が当接してシャフト３の後退動作を所定位置で止めることになる。
【００１９】
このように、このステッピングモータ１では、摩耗低減・軸線方向係止部材９が、シャフト３の軸線方向の進退に伴って発生する摩耗を低減する摩耗低減機能を発揮すると同時に、シャフト３の後退動作を所定位置で止める軸線方向係止機能を発揮することとなる。その結果、摩耗低減部材６と軸線方向係止部材７の２つの部品を必要とする従来のステッピングモータ１（図３参照）と比べて部品点数が１つ少なくて済むため、ステッピングモータ１の材料コストを低減することができる。
【００２０】
しかも、摩耗低減・軸線方向係止部材９は弁体５側ではなくステータ２側に取り付けられているので、たとえシャフト３のストローク（弁体５の移動距離）が長くても、その長さに応じて摩耗低減・軸線方向係止部材９の筒状部９ａを長くする必要がなく、この点からもステッピングモータ１の材料コストを低減することができる。
【００２１】
また、上述したとおり、摩耗低減・軸線方向係止部材９が弁体５側ではなくステータ２側に取り付けられているので、このステッピングモータ１を製造する際には、弁体５の成形工程においてシャフト３のみを弁体５に一体成形すれば十分である。その結果、シャフト３に加えて摩耗低減部材６および軸線方向係止部材７をも一体成形しなければならない従来のステッピングモータ１（図３参照）と比べて、弁体５の成形に要する時間が短くなるため、ステッピングモータ１の製造コストを低減することが可能となる。
【００２２】
さらに、弁体５にはスカート部５ｂが摩耗低減・軸線方向係止部材９を覆うように形成されているので、バルブを流れる流体が摩耗低減・軸線方向係止部材９と弁体５との隙間を通ってステータ２内に進入する事態の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、上述の実施形態においては、被制御体として弁体５を用いた場合について説明したが、弁体５以外の被制御体を備えたステッピングモータ１に本発明を適用することもできる。例えば、自動車のアクティブヘッドライト（夜間の自動車事故を未然に防ぐため、交差点やカーブなどでハンドルの切れ角や車速に基づき、反射鏡を左右または上下に動かして光軸が進行方向へ向かうように制御しうるヘッドライト）における反射鏡の連結部材を被制御体として用いてもよい。
【００２４】
また、上述の実施形態においては、弁体５の回転被拘束部５ａの断面形状としてダブルＤカット断面形状を採用した場合について説明したが、弁体５の回転被拘束部５ａの断面形状が非円形断面形状である限り、弁体５の回転が拘束されることになるので、どのような断面形状であっても構わない。例えば、円形断面の円周上に突起状断面を１箇所以上に配設した断面形状を弁体５の回転被拘束部５ａの断面形状として採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す図であって、（ａ）はその正断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図２】図１に示すステッピングモータの摩耗低減・軸線方向係止部材の詳細図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線による断面図である。
【図３】従来のステッピングモータの一例を示す図であって、（ａ）はその正断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１……ステッピングモータ
２……ステータ
２ａ……回転拘束部
３……シャフト
５……弁体（被制御体）
５ａ……回転被拘束部
５ｂ……スカート部
９……摩耗低減・軸線方向係止部材
９ａ……筒状部
９ｂ……フランジ部
【図１】
2005073338.tif 000003
【図２】
2005073338.tif 000004
【図３】
2005073338.tif 000005