JPH0678677U - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品点数を少なくするとともに、構成を簡素化
して計量化を図り、応答性を向上させ、しかも流量制御
誤差を少なくすることを目的とする。 【構成】各励磁コイル７ａ，７ｂを順次励磁することに
よりロータ８を回転制御し、前記ロータ８の回転により
該ロータ８に螺合するロッド１４を進退させるステッピ
ングモータ１において、前記ロータ８をステッピングモ
ータ１の本体２に対しロッド１４の軸線方向に移動可能
に設けるとともに、前記ロータ８と本体２との間には板
ばね１９を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はステッピングモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ステッピングモータにおけるロータの回転により進退ロッドを進退させ 、バルブのバルブシートを開閉させるものが提案されている。この構成を図６に 示す。

【０００３】 ステッピングモータ５１のステータを構成する一対の励磁コイル５２ａ，５２ ｂを順次励磁することにより、本体５３に対して軸受５４を介して回転可能に支 持されているロータ５５が回転する。又、ステッピングモータ５１の本体５３に 対して設けられた一対の軸受５７により進退ロッド５８がその軸線方向に移動可 能となっている。そして、進退ロッド５８の雄ねじ５９とロータ５５の雌ねじ６ ０とが螺合している。そのため、ロータ５５が回転すると進退ロッド５８がその 軸心方向に進退する。

【０００４】 又、進退ロッド５８にはばね６１で構成される緩衝機構６２を介して開閉ロッ ド６３が連結され、この開閉ロッド６３のテーパ部６４はバルブ６５内のバルブ シート６６に接離して該バルブシート６６の開閉量を調整する。

【０００５】 一対の励磁コイル５２ａ，５２ｂが順次励磁されてロータ５５が一方向に回転 すると、ロータ５５の雌ねじ６０に螺合する雄ねじ５９の進退ロッド５８がステ ッピングモータ５１の外部に突出する。すると、緩衝機構６２を介して開閉ロッ ド６３はバルブシート６６に接近する方向に移動する。やがて、開閉ロッド６３ のテーパ部６４がバルブシート６６に当接して該バルブシート６６を全閉した状 態とする。これと同時に、デジタル的に回転するロータ５５が停止することはあ りえず、ロータ５５は回転して進退ロッド５８を突出する。このとき、開閉ロッ ド６３はバルブシート６６に当接しているので突出することはできないため、進 退ロッド５８は緩衝機構６２のばね６１を圧縮する。従って、ロータ５５の回転 を行わせることができ、ステッピングモータ５１の脱調を防止することができる 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ばね６１によって構成される緩衝機構６２を設けることにより 、バルブシート６６を開閉する開閉ロッド６３を別部材で構成することになり、 ばね６１や開閉ロッド６３の分だけ部品点数が多くなるという問題がある。

【０００７】 又、部品点数が多くなると緩衝機構６２の構造が複雑になり、組付けの公差が 大きくなって開閉ロッド６３の位置決め制御を正確に行うことができなくなるた め、バルブシート６６から供給される例えば流体の流量制御誤差が発生するとい う問題がある。

【０００８】 更に、部品点数が多くなると緩衝機構６２が重くなり、進退ロッド５８や開閉 ロッド６３の慣性質量が増加する。従って、進退ロッド５８や開閉ロッド６３を 停止状態から進退させる場合や進退状態から停止させる場合、速やかにその動作 を行わせることができない。そのため、開閉ロッド６３に応答遅れが発生すると いう問題がある。

【０００９】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は部品 点数を少なくするとともに、構成を簡素化して計量化を図り、応答性を向上させ 、しかも流量制御誤差を少なくすることができるステッピングモータを提供する ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記問題点を解決するため、各励磁コイルを順次励磁することにより ロータを回転制御し、前記ロータの回転により該ロータに螺合するロッドを進退 させるステッピングモータにおいて、前記ロータをステッピングモータの本体に 対しロッドの軸線方向に移動可能に設けるとともに、前記ロータと本体との間に は緩衝部材を設けたことをその要旨とする。

【００１１】

【作用】

各励磁コイルを順次励磁することによりステッピングモータのロータが回転制 御される。このロータの回転により該ロータに螺合するロッドは進退する。そし て、ロータの回転によりロッドがステッピングモータにおける本体の外側に突出 し、物と当接してロッドの移動が規制されたとする。このとき、デジタル的に動 作するロータが停止しなかった場合、ロータは若干回転しようとする。そのため 、ロータはロッドの移動方向とは逆の方向に緩衝部材を圧縮しながら移動する。

【００１２】 従って、ロッドの移動が規制された場合、ロータが緩衝部材を圧縮しながら移 動するため、ロータを回転させることができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図１に基づいて説明する。 図１に示すように、ステッピングモータ１の本体２には円柱形状となる収容部 ３が形成されている。前記収容部３内における本体２の上面中央には回避凹部４ が形成されている。又、回避凹部４の外周における本体２には収納凹部５が形成 されている。そして、本体２の下部中央には回避凹部４と対向するように挿通孔 ６が形成されている。

【００１４】 前記収納部３内には円環状を成す一対の励磁コイル７ａ，７ｂが配設され、２ 相励磁となるステッピングモータ１が構成されている。前記一対の励磁コイル７ ａ，７ｂの内側にはロータ８が配設されている。このロータ８は円柱形状に形成 された回転部材９とその外周面に取付固定された磁石１０とにより構成されてい る。前記回転部材９の上面及び下面には上部側及び下部側凹部１１ａ，１１ｂが 形成されている。又、回転部材９の中央にはその軸線方向に雌ねじ孔１２が形成 されている。

【００１５】 前記雌ねじ孔１２には雄ねじ１３が形成されたロッド１４が挿通され、前記ロ ッド１４の雄ねじ１３と雌ねじ孔１２とが螺合されている。そして、ロータ８が 回転しても雌ねじ孔１２に雄ねじ１３が螺合するロッド１４は回転しないように なっている。従って、ロータ８が正逆回転を行うと雄ねじ１３と雌ねじ孔１２と の螺合関係によりロッド１４がステッピングモータ１の本体２に対して上下方向 に進退するようになっている。

【００１６】 前記回転部材９の下部側凹部１１ｂにはリング状の軸受１５が嵌め込まれてい る。この軸受１５の下端は回転部材９の下面から突出し、本体２の上面と当接す るようになっている。そして、ロータ８が回転すると軸受１５が一体回転し、軸 受１５が本体２の上面と摺接するようになっている。

【００１７】 前記回転部材９の上部側凹部１１ａには軸受１６が嵌め込まれている。この軸 受１６はリング状に形成された嵌込み部１７と、該嵌込み部１７の上端に張出形 成された受け面１８とから構成されている。そして、軸受１６の嵌込み１７の下 端側が上部側凹部１１ａに嵌め込まれ、受け面１８が上側を向いた状態となって いる。この軸受１６は回転部材９が回転したとき一体回転するようになっている 。 前記本体２と軸受１６との間には側面略クランク状に折曲形成された板ばね １９が複数配設されている。この板ばね１９の一端は本体２の収納凹部５に配設 されるとともに、他端は軸受１６の受け面１８と当接されている。そして、前記 回転部材９及び軸受１６が一体回転したとき、受け面１８が板ばね１９の他端と 摺接するようになっている。

【００１８】 又、ロータ８はロッド１４の軸線方向に沿って上下に移動するようになってい る。ここで、例えばロータ８が回転してロッド１４を突出している際、その突出 が規制されるとロータ８は上方へ移動するようになっている。この場合、下部側 凹部１１ｂに嵌め込まれた軸受１５は本体２から離間するようになっている。更 に、ロータ８の上方への移動により上部側凹部１１ａに嵌め込まれた軸受１６の 受け面１８が複数の板ばね１９を押圧するようになっている。従って、板ばね１ ９は圧縮されるのでロータ８は上方へスムーズに移動することができるようにな っている。

【００１９】 前記ロッド１４の先端はバルブ２０内に挿入されている。又、バルブ２０内に 挿入されたロッド１４の先端には三角錐形状を成す開閉部２１が形成されている 。この開閉部２１は流体がバルブ２０内に供給されるバルブシート２２に接離す るようになっており、バルブシート２２を移動して流体の流量を調整するように なっている。

【００２０】 前記ステッピングモータ１のロータ８が一方向へ回転すると、ロッド１４がス テッピングモータ１の外側へ移動（突出）するようになっている。そのため、ロ ッド１４の開閉部２１がバルブシート２２に接近するようになっている。やがて 、開閉部２１がバルブシート２２に当接し、該バルブシート２２を全閉状態とし て流体がバルブ２０内に供給されないようになっている。

【００２１】 逆に、ステッピングモータ１のロータ８が逆方向へ回転すると、ロッド１４が ステッピングモータ１の内側へ移動（後退）するようになっている。そのため、 ロッド１４の開閉部２１がバルブシート２２から離間するようになっている。そ のため、バルブシート２２が開放されて流体の流量が調整されるようになってい る。

【００２２】 次に、上記のように構成された作用について説明する。 ステッピングモータ１の一対の励磁コイル７ａ，７ｂを順次励磁すると、一方 向にロータ８が回転する。このとき、ロータ８の軸受１５は本体２の下面と摺接 し、軸受１６は板ばね１９と摺接した状態となっている。又、ロータ８の回転に よりロッド１４はステッピングモータ１の外側に移動する。そのため、バルブ２ ０内の開閉部２１がバルブシート２２に接近する。従って、バルブシート２２の 開口量が調整され流体の流量が調整される。

【００２３】 ロータ８の回転によりロッド１４がステッピングモータ１の外側に移動すると 、やがて開閉部２１がバルブシート２２に当接する。すると、バルブシート２２ が全閉状態となり流体の供給が停止される。このとき、ステッピングモータ１の ロータ８はデジタル的に動作するため、開閉部２１がバルブシート２２に当接し た際、ロータ８が停止することなく該ロータ８は若干回転動作を行う。この回転 動作によりロッド１４はステッピングモータ１の外側に移動しようとするが、開 閉部２１がバルブシート２２に当接しているため、ロッド１４は移動することが できない。

【００２４】 そのため、ロータ８がロッド１４の軸線方向に沿って上方へ移動する。このと き、ロータ８の軸受１６は板ばね１９を圧縮するのでロータ８は上方へ移動する 。従って、開閉部２１がバルブシート２２に当接してロッド１４が移動すること ができなくなった場合、軸受１６が板ばね１９を圧縮するのでロータ８を上方へ 移動させることができる。そのため、ロータ８を回転させることができる。この 結果、ステッピングモータ１におけるロータ８の脱調を防止することができる。

【００２５】 又、従来とは異なり、緩衝機構６２を無くすことができるとともに、進退ロッ ド５８と開閉ロッド６３とを一体形成することができるため、部品点数を少なく することができる。この結果、構成を簡素化することができる。

【００２６】 又、構成を簡素化することができることから、組立誤差を少なくすることがで きるので、組付公差を小さくすることができるので、ロッド１４の停止位置制御 を正確にして流体の流量制御を正確に行うことができる。

【００２７】 更に、ロータ８を上方へ移動することができるように許容する板ばね１９を本 体２内に設けたが、従来の緩衝機構６２とは異なり、計量化を図ることができる 。従って、ロッド１４の慣性質量を少なくすることができる。この結果、ロッド １４が停止しているときから進退するときや、進退しているときから停止すると きの応答性を向上させることができる。

【００２８】 本実施例においては、軸受１６と本体２との間に板ばね１９を配設したが、図 ２に示すように、軸受１５を軸受１６と同じ形状となる軸受１６ａに変更し、こ の軸受１６ａと本体２との間にも板ばね１９を配設してもよい。

【００２９】 この別例においては、ロッド１４がステッピングモータ１における本体２の内 部に後退しているとき、その移動が規制されると、ロータ８の軸受１６ａが板ば ね１９を圧縮してロータ８を下方に移動させることができる。

【００３０】 又、図２に示す別例を更に改良し、図３に示すように、ロッド１４がステッピ ングモータ１の本体を貫通させるように構成する。そして、ロッド１４の両端を バルブ２０ａ，２０ｂ内に挿入させ、バルブ２０ａ，２０ｂ内におけるロッド１ ４の両端にバルブシート２２ａ，２２ｂに接離する開閉部２１ａ，２１ｂを形成 する。

【００３１】 そして、ロータ８の回転により開閉部２１ａがバルブシート２２ａに当接した とき、バルブシート２２ｂから開閉部２１ｂが離間して開放状態となる。又、ロ ータ８の回転により開閉部２１ｂがバルブシート２２ｂに当接したとき、バルブ シート２２ａから開閉部２１ａが離間して開放状態となる。

【００３２】 この場合、開閉部２１ａがバルブシート２２ａに当接したとき、軸受１６ａが 板ばね１９を押圧してロータ８を上方へ移動させることができる。又、開閉部２ １ｂがバルブシート２２ｂに当接したとき、軸受１６ａが板ばね１９を押圧して ロータ８を下方へ移動させることができる。

【００３３】 本実施例においては、緩衝部材として板ばね１９を使用したが、これに代えて 図４に示すように、コイルスプリング２５を使用したり、図５に示す用に、リン グ状となりその内部が中空状に形成されたゴムリング２６を使用することも可能 である。

【００３４】 本実施例においては、一対の励磁コイル７ａ，７ｂを使用した２相励磁となる ステッピングモータ１に具体化したが、これ以外のステッピングモータに応用す ることも可能である。

【００３５】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、部品点数を少なくするとともに、構成を 簡素化して計量化を図り、応答性を向上させ、しかも流量制御誤差を少なくする ことができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るステッピングモータの構成を示す
断面図である。

【図２】ステッピングモータの別例を示す断面図であ
る。

【図３】ステッピングモータの別例を示す断面図であ
る。

【図４】スプリングを使用したステッピングモータの別
例を示す断面図である。

【図５】ゴムリングを使用したステッピングモータの別
例を示す断面図である。

【図６】従来のステッピングモータの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…ステッピングモータ、２…本体、７ａ，７ｂ…励磁
コイル、８…ロータ、１４…ロッド、１９…緩衝部材と
しての板ばね、２５…緩衝部材としてのコイルスプリン
グ、２６…緩衝部材としてのゴムリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各励磁コイルを順次励磁することにより
   ロータを回転制御し、前記ロータの回転により該ロータ
   に螺合するロッドを進退させるステッピングモータにお
   いて、 前記ロータをステッピングモータの本体に対しロッドの
   軸線方向に移動可能に設けるとともに、前記ロータと本
   体との間には緩衝部材を設けたステッピングモータ。