CN104011444A - 阀装置 - Google Patents
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Abstract
阀装置(1)设置有用于开闭流路(2)的提升阀(5)。螺纹部(5d)形成在该提升阀的轴(5a)上,且驱动齿轮(11)与该螺纹部啮合。阀装置(1)被构造成通过马达(22)经由副齿轮(21)使驱动齿轮(11)旋转,以使提升阀前进和后退,从而控制流路的开闭。设置驱动齿轮(11)使得该驱动齿轮(11)能够在与副齿轮(21)啮合的情况下沿副齿轮的轴向方向和提升阀的轴向方向前进和后退,且经由弹簧(偏压装置)(13)通常保持在预定的非操作位置。借助该构造,即使在提升阀被置于阀座上且已经停止移动时也使驱动齿轮进一步旋转时,驱动齿轮抵抗弹簧(13)的偏压力从非操作位置沿轴向方向移动,以由此吸收施加于驱动装置等的冲击。可以防止因冲击负荷而损坏驱动装置等。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀装置,并且具体地涉及这样一种阀装置,该阀装置包括提升阀和充当驱动装置以驱动提升阀的马达,并且该阀装置被构造为在提升阀位于阀座上时防止冲击传递到充当驱动装置的马达、齿轮等。
背景技术
常规地,作为阀装置,已知存在一种包括以下部件的阀装置:提升阀,该提升阀与阀座接触和脱离以断开和闭合流路;螺纹部,该螺纹部形成在提升阀的轴上;驱动齿轮,螺纹部螺旋入该驱动齿轮中;副齿轮,该副齿轮与驱动齿轮啮合并使驱动齿轮旋转;以及驱动装置,该驱动装置用于旋转驱动所述副齿轮,其中,通过驱动装置经由副齿轮使驱动齿轮旋转,使提升阀根据驱动齿轮的旋转方向前进和后退,以控制流路的开闭(专利文献1)。
在该阀装置中,为了在提升阀位于阀座上时防止冲击传递到充当驱动装置的马达等,而在形成于提升阀的轴上的螺纹部与驱动齿轮的螺纹部之间形成所需余隙(间隙),并且即使在提升阀被置于阀座上并且已经停止移动时也使驱动齿轮进一步旋转时,允许驱动齿轮旋转到余隙的程度并且吸收施加于驱动装置等的冲击。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP2009-197765A
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述常规装置中,因为施加于驱动装置等的冲击被形成在提升阀的轴上的螺纹部与驱动齿轮的螺纹部之间所产生的余隙吸收,所以对通过放大该余隙可以提高冲击吸收能力的大小存在限制。
鉴于上述情况,本发明的目的是提供一种可以确保比常规装置更高的冲击吸收能力的阀装置。
解决技术问题的方案
即,本发明涉及一种阀装置,该阀装置包括:提升阀,该提升阀与阀座接触和脱离,以断开和闭合流路;螺纹部,该螺纹部形成在所述提升阀的轴上;驱动齿轮,所述螺纹部被旋入该驱动齿轮中;副齿轮,该副齿轮与所述驱动齿轮啮合并使所述驱动齿轮旋转;以及驱动装置,该驱动装置用于旋转地驱动所述副齿轮,其中,通过所述驱动装置经由所述副齿轮使所述驱动齿轮旋转,借此使所述提升阀根据所述驱动齿轮的旋转方向前进或后退,以控制所述流路的开闭,所述驱动齿轮被设置为能够在保持与所述副齿轮啮合的情况下沿所述副齿轮的轴向方向和所述提升阀的轴向方向前进和后退,并且所述驱动齿轮被偏压装置保持在预定的非操作位置,并且即使在所述提升阀被置于所述阀座上并且已经停止移动时也使所述驱动齿轮进一步旋转时,所述驱动齿轮抵抗所述偏压装置的偏压力从所述非操作位置沿其轴向方向移动并且吸收施加于所述驱动装置的冲击。
发明效果
根据上述构造,驱动齿轮由偏压装置保持在预定的非操作位置,并且当在该状态下副齿轮由驱动装置沿正向或反向旋转地驱动时,驱动齿轮将经由副齿轮沿正向或反向旋转,由此使提升阀根据驱动齿轮的旋转方向而前进或退,从而允许控制流路的开闭。
而且,在提升阀置于阀座上以闭合流路并且已停止移动时,驱动装置通常因惯性力而继续其操作,由此即使在提升阀被置于阀座上并且已经停止移动时也使驱动齿轮进一步旋转。因此,此时,随着驱动齿轮的旋转,驱动齿轮抵抗偏压装置的偏压力从预定的非操作位置沿其轴向方向移动,并且因此可以吸收施加于驱动装置、驱动齿轮或副齿轮的冲击。
而且,此时,驱动齿轮在保持与副齿轮啮合的情况下沿副齿轮的轴向方向移动,因此不释放驱动齿轮与副齿轮的啮合。
附图说明
图1是例示本发明的实施方式的剖面图,其中分别在提升阀5的中心线O的右侧和左侧示出了提升阀5的非操作状态和操作状态。
具体实施方式
在下文中,将参照所示的实施方式来描述本发明。在图1中,阀装置1被构造为能够控制流路2(排气通过流路2进行再循环)的开闭并且控制流回到发动机的排气的量。
流路2形成在壳体3中并且具有L形。在图1的下部中流路2的开口是排气入口,而右侧的开口是排气出口。而且,围绕流路2的阀座4设置在弯曲成L形的流路2的上游侧。
用于开闭流路2的提升阀5沿竖直方向布置,使得提升阀5的轴5a的轴向方向与流路2在上游侧的轴向方向一致,并且能相对于壳体3滑动。提升阀5的阀元件5b可以从流路2的上游侧置于阀座4上,以便闭合流路2。
凸缘6被固定到提升阀5的轴5a的上端,并且弹簧7弹性地设置在凸缘6与壳体3之间,以便将提升阀5向图1的上侧偏压,从而在非操作状态下使提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上并且闭合流路2。
提升阀5的轴5a的上端部形成为具有矩形截面的旋转停止部5c,并且通过将旋转停止部5c以可滑动的方式插入到具有矩形截面并且设置在壳体3中的旋转停止孔3a,来防止提升阀5在沿竖直方向滑动时旋转。
要注意的是,用于防止提升阀5旋转的旋转停止装置不限于本实施方式的旋转停止装置,当然可以采用具有适当构造的任何旋转停止装置。
阳螺纹部5d形成在提升阀5的轴5a的中间高度位置处,并且旋入到形成在被壳体3以可旋转的方式支撑的驱动齿轮11的轴上的阴螺纹部11a中。
因此,当使驱动齿轮11沿正向或反向旋转时,提升阀5可以经由螺纹部11a和5d而升降,这使得可以控制阀元件5b的开度。
驱动齿轮11在其中心轴的上部和下部上具有筒状部11b和11c,并且筒状部11b和11c分别被壳体3中所设置的滚子轴承12枢转地支撑。如传统上已知的,各个滚子轴承12都包括外圈12a、多个滚珠12b和内圈12c,并且外圈12a被固定到壳体3。
驱动齿轮11的筒状部11b和11c分别配合到内圈12c中,从而驱动齿轮11由滚子轴承12枢转地支撑,换言之,驱动齿轮11的筒状部11b和11c分别配合到内圈12c中,从而能沿轴向方向滑动。
而且,充当偏压装置的卷簧13弹性地设置在驱动齿轮11的下表面与下内圈12c的上表面之间,从而将驱动齿轮11向上侧偏压并且将驱动齿轮11通常保持在非操作位置,在该非操作位置,驱动齿轮11的上表面抵接在上滚子轴承12的内圈12c的下表面上。
另一方面,如以下将描述的,当驱动齿轮11抵抗卷簧13的弹性力而已经向下移动时,驱动齿轮11的下筒状部11c的下端面抵接在被固定到壳体3的诸如密封装置之类的固定部25上。
副齿轮21的小齿轮21a与驱动齿轮11啮合,并且副齿轮21的大齿轮21b与被固定到充当驱动装置的马达22的驱动轴22a的驱动副齿轮23啮合。
因此,通过借助马达22使驱动副齿轮23沿正向或反向旋转,可以经由副齿轮21使驱动齿轮11沿正向或反向旋转,从而如上所述经由螺纹部11a和5d使提升阀5进行升降。
副齿轮21由轴24以可旋转的方式枢转地支撑,并且轴24、提升阀5的轴5a和马达22的驱动轴22a沿竖直方向彼此平行地布置。
在本实施方式中,驱动齿轮11、副齿轮21的小齿轮21a和大齿轮21b以及驱动副齿轮23由正齿轮构成,并且副齿轮21的小齿轮21a的齿面宽度(沿轴向方向的长度)被设定为大于驱动齿轮11的齿面宽度。
而且,驱动齿轮11与副齿轮21的小齿轮21a的啮合允许驱动齿轮11在维持驱动齿轮11与小齿轮21a的啮合状态的同时抵抗弹簧13的弹性力从上方非操作位置向下移动。
在提升阀5上方设置传感器28,以便检测提升阀5的升降量(即,提升阀5的开度),并且传感器28的触点28a与提升阀5的上端面接触。触点28a被构造为能够追踪提升阀5的升降而升降,从而监视提升阀5的绝对升降位置。
来自传感器28的信号被输入到控制单元29,并且在接收来自传感器28的信号的同时,控制单元29可以通过控制马达22来控制提升阀5的升降位置(即,提升阀的开度)。
根据上述构造,在非操作状态下,提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上并且闭合流路2,并且驱动齿轮11由弹簧13保持为被偏压在上方的非操作位置的状态。
当在该状态下将提升阀5的阀元件5b从阀座4分离以打开流路2时,控制单元29借助马达22使驱动副齿轮23沿正向旋转,从而经由布置在驱动副齿轮23与驱动齿轮11之间的副齿轮21使驱动齿轮11沿正向旋转。
借此,提升阀5经由形成在驱动齿轮11上的螺纹部11a和形成在提升阀5上的螺纹部5d而下降,从而使提升阀5的阀元件5b与阀座4分离。
提升阀5的下降量由传感器28检测,并且来自传感器28的信号被输入到控制单元29。因此,控制单元29控制马达22,使得提升阀5的下降量是合适的并且流路2的开度具有所需尺寸。
当使提升阀5向上移动以闭合流路2时,控制单元29借助马达22使驱动副齿轮23沿反向旋转,从而经由布置在驱动副齿轮23与驱动齿轮11之间的副齿轮21使驱动齿轮11沿反向旋转。
借此,提升阀5上升,然后提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上。当传感器28已经检测到提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上时,控制单元29立即停止向马达22供应电力,以便停止驱动齿轮11,但是驱动齿轮11因惯性力继续沿反向稍稍旋转。
因此,提升阀5因为其阀元件5b被置于阀座4上而无法上升,并且因此随着驱动齿轮11的反向旋转,驱动齿轮11在从上述的上方非操作位置(参见驱动齿轮11在图1的中心线O的右侧的位置)抵抗弹簧13的弹性力旋转的同时而向下移动。因此,与驱动齿轮11突然停止的情况相比,可以缓冲施加于驱动齿轮11、位于中间的副齿轮21、驱动副齿轮23或马达22的冲击。
而且,虽然在将提升阀5的升降被加速到更高速度并且提高用于开闭流路2的控制的响应性时将增大施加于驱动齿轮11等的惯性力,但是即使在增大的惯性力的情况下,驱动齿轮11也可以从非操作位置进一步向下移动,并且可以容易地吸收增大的惯性力。
同时,在不设置用于吸收冲击的机构的情况下或在该机构具有不充足的吸收能力的情况下,必须执行控制,使得在提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上之前,立即减小阀闭合速度,使得阀元件5b被缓慢地置于阀座4上。然而,在这种情况下,闭合阀将延长与阀闭合速度的减小对应的量,这导致响应性劣化。
相反,在本实施方式中,因为如上所述可以容易地吸收大惯性力,所以提升阀5的阀元件5b可以被迅速地置于阀座4上,从而实现用于闭合阀所需的良好响应性。
在提升阀5在压力下与阀座4接触的状态下,当所需大小的电压被施加于马达22以使驱动齿轮11沿反向进一步旋转时,驱动齿轮11经由螺纹部11a和轴5a沿轴向从非操作位置移动(移动到阀保持闭合所在的图1的下部上的位置)。当驱动齿轮11的下端部与和壳体3一体形成的固定部25接触时,驱动齿轮11的移动被限制并且产生了沿阀被完全闭合所在的方向偏压提升阀5的负荷。
而且,在停止向马达22供应电力之后,已从非操作位置向下移动的驱动齿轮11借助弹簧13的弹性力立即返回到初始非操作位置。
另一方面,还可以只利用弹簧13的弹性力,而不向马达22供应电力。即,可以通过适当地设定提升阀5的阳螺纹部5d旋入驱动齿轮11的阴螺纹部11a的条件,将弹簧13的弹性力设定为防止驱动齿轮11绕提升阀5的轴5a沿正向旋转并防止其返回到初始位置。
在该状态下,利用惯性力已从非操作位置向下移动的驱动齿轮11借助弹簧13的弹力向上持续地偏压,由此可以借助偏压力将提升阀5的阀元件5b按压到阀座4,从而使得可以更加稳定地闭合流路2。
此时,还可以使驱动齿轮11从非操作位置更加积极地向下移动。即,在利用惯性力的情况下,当提升阀5的阀元件5b已经被置于阀座4上时停止向马达22供应电力,但是以下构造也是可以的,即:即使在提升阀5的阀元件5b被置于阀座4上时,驱动齿轮11也利用施加于马达22的所需大小的电压继续反向旋转,从而从非操作位置向下移动所需的量。借此,可以压缩弹簧13,并且在压力下借助更大的弹性力使提升阀5与阀座4接触。
在这种情况下,即使在驱动齿轮11借助弹簧13的弹性力返回到初始非操作位置时,继续向马达22施加所需大小的电压也可以将驱动齿轮11保持在相对于非操作位置向下侧移位所需量的位置处。
而且,为了在将驱动齿轮11保持为已经从非操作位置向下移动的状态的情况下使提升阀5下降,驱动齿轮11利用弹簧13的弹力和马达22而沿正向旋转,以返回到初始非操作位置,然后使提升阀5下降。然而,在本实施方式中,因为提升阀5的升降位置被传感器28持续地检测,所以在提升阀5已经开始下降时的下降量可以立即被传感器28检测。
而且,在本实施方式中,因为提升阀5的升降位置已被传感器28持续地检测,所以传感器28可以检测到尽管提升阀5的阀元件5b被控制成置于阀座4上但提升阀5的阀元件5b因例如杂质阻塞而未被置于阀座4上的现象。因此,可以防止因完全闭合阀时出现的漏气而引起的发动机意外着火。
附图标记列表
1:阀装置 2:流路
3:壳体 4:阀座
5:提升阀 5a:轴
5b:阀元件 5d、11a:螺纹部
11:驱动齿轮 11b、11c:筒状部
12:滚子轴承 12a:外圈
12b:球 12c:内圈
13:弹簧(偏压装置) 21、23:副齿轮
22:马达(驱动装置)
Claims (5)
1.一种阀装置,该阀装置包括:
提升阀,该提升阀与阀座接触和脱离,以断开和闭合流路;
螺纹部,该螺纹部形成在所述提升阀的轴上;
驱动齿轮,所述螺纹部被旋入该驱动齿轮中;
副齿轮,该副齿轮与所述驱动齿轮啮合并使所述驱动齿轮旋转;以及
驱动装置,该驱动装置用于旋转地驱动所述副齿轮,
其中,通过所述驱动装置经由所述副齿轮使所述驱动齿轮旋转,借此使所述提升阀根据所述驱动齿轮的旋转方向前进或后退,以控制所述流路的开闭,
所述驱动齿轮被设置为能够在保持与所述副齿轮啮合的情况下沿所述副齿轮的轴向方向和所述提升阀的轴向方向前进和后退,并且
所述驱动齿轮被偏压装置保持在预定的非操作位置,并且即使在所述提升阀被置于所述阀座上并且已经停止移动时也使所述驱动齿轮进一步旋转时,所述驱动齿轮抵抗所述偏压装置的偏压力从所述非操作位置沿其轴向方向移动并且吸收施加于所述驱动装置的冲击。
2.根据权利要求1所述的阀装置,
其中,在所述流路被所述提升阀闭合的状态下,所述提升阀借助所述偏压装置的偏压力或借助所述驱动装置而在压力下与所述阀座接触。
3.根据权利要求1或2所述的阀装置,
其中,所述驱动齿轮由滚子轴承的内圈枢转地支撑,并且以能相对于所述内圈沿轴向方向滑动的方式设置。
4.根据权利要求3所述的阀装置,
其中,所述偏压装置是弹性地设置在所述驱动齿轮与所述内圈之间的弹簧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阀装置,该阀装置还包括用于检测所述提升阀的升降量的传感器,
其中,所述传感器监视所述提升阀的绝对升降位置。
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Application publication date: 20140827 |