DE102014207330A1

DE102014207330A1 - Abgassystem für Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102014207330A1
Application number: DE102014207330.8A
Authority: DE
Inventors: Ryo Sano; Satoshi Ishigaki; Hiroki Shimada; Osamu Sato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2014-10-23
Also published as: KR20140125309A; CN104110330A; CN104110330B; KR101566614B1; US20140311464A1; JP2014211189A; US9404444B2; JP5811132B2

Abstract

In einem Abgassystem für eine Brennkraftmaschine ist ein Abtriebsbauteil (8) so gestaltet, dass es Kraft, die von einem Motor (M) erzeugt wird, über einen Ventilschaft auf ein Ventilelement überträgt. Eine Abtriebswelle (19) ist auf einer Drehungsmittelachse eines Abtriebsrads (17) angeordnet und mit dem Abtriebsrad (17) so gekoppelt, dass sie mit ihm als eine Einheit drehbar ist. Ein Mitnehmer ist bezüglich einer Drehungsmittelachse der Abtriebswelle (19) exzentrisch angeordnet und mit der Abtriebswelle (19) so verbunden, dass er mit ihr als eine Einheit drehbar ist. Eine erste Aufnahmekammer nimmt zumindest den Ventilschaft und den Mitnehmer auf. Eine zweite Aufnahmekammer nimmt zumindest den Motor (M) und das Abtriebsrad (17) auf. Ein Gehäuse (3) weist eine Gehäusewand (W1, W2) auf, die die erste Kammer von der zweiten Kammer trennt. Die Gehäusewand (W1, W2) weist ein erstes Lager (24, 25), das die Abtriebswelle (19) in ihrer Drehrichtung gleitfähig trägt, und einen zylinderförmigen ersten Lagerhalter (81) auf, der einen Außenumfang des ersten Lagers (24, 25) hält.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine. Und zwar bezieht sich die Erfindung auf ein Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine).
Herkömmlicherweise ist für ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine zum Beispiel ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) bekannt, das Abgas (nachstehend als AGR-Gas bezeichnet) aus einem Abgasrohr zwecks Verringerung von Schadstoffen (z. B. Stickoxid: NOx), die in Abgas enthalten sind, das von einem Zylinder einer Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) abgegeben wird, die zum Fahren eines Fahrzeugs, etwa eines Kraftfahrzeugs, dient, durch ein Abgasrückführungsrohr in ein Einlassrohr der Kraftmaschine zurückführt (zurückströmen lässt).
Im AGR-System ist in dem Abgasrückführungsrohr ein AGR-Gasdurchsatz-Steuerungsventil (nachstehend als AGR-Steuerungsventil bezeichnet) angeordnet, um variabel einen Durchsatz von AGR-Gas zu steuern, das durch einen AGR-Strömungsdurchgang geht (siehe z. B. WO 2012/126876 A ). Dieses AGR-Steuerungsventil weist einen Elektromotor mit einer Motorwelle und einem Ritzelrad, eine Zwischenwelle mit einem Zwischenrad, das sich im Eingriff mit dem Ritzelrad dreht, eine Exzenterwelle mit einem Abtriebsrad, das sich im Eingriff mit dem Zwischenrad dreht, und einem Exzenter und ein Verbindungsglied mit einem Tellerventil, einem Ventilschaft und dem Exzenter, die miteinander im Eingriff stehen, auf. Die Zwischenwelle ist derart seitlich von sowie nahe an der Exzenterwelle angeordnet, dass der Exzenter und das Verbindungsglied nahe am Elektromotor angeordnet sind.
Im herkömmlichen AGR-Steuerventil gibt es keine Gehäusewand zwischen dem Abtriebsrad und dem Exzenter, und es lassen sich schwer Lager anordnen, um die Exzenterwelle gleitfähig in ihrer Drehrichtung zu tragen. Aufgrund einer axialen Auslenkung der Exzenterwelle kommt es dementsprechend zu einem unzureichenden Eingriff zwischen dem Zwischenrad und dem Abtriebsrad. Infolgedessen besteht das Problem, dass die Kraft des Elektromotors nicht wirksam auf den Exzenter und das Tellerventil übertragen wird.
Die Erfindung befasst sich mit zumindest einem der obigen Probleme. Es ist somit eine Aufgabenstellung der Erfindung, ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, das wirksam Kraft von einem Motor auf ein Joch und ein Ventil übertragen kann, indem eine Anordnung von ersten Lagern erleichtert wird, die eine Abtriebswelle und ein Abtriebsbauteil tragen.
Um die Aufgabenstellung der Erfindung zu lösen, ist ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, das ein Gehäuse, ein Ventil, ein Stellglied, eine erste Aufnahmekammer und eine zweite Aufnahmekammer aufweist. Das Gehäuse weist einen Strömungsdurchgang auf, durch den Abgas aus der Kraftmaschine strömt. Das Ventil weist ein Ventilelement und einen Ventilschaft auf. Das Ventilelement ist so gestaltet, dass es den Strömungsdurchgang öffnet oder schließt. Der Ventilschaft trägt das Ventilelement. Das Stellglied weist einen Motor und ein Abtriebsbauteil auf. Der Motor ist so gestaltet, dass er bei Zufuhr von elektrischem Strom zum Motor Kraft zum Antreiben des Ventils erzeugt. Das Abtriebselement ist so gestaltet, dass es die von dem Motor erzeugte Kraft über den Ventilschaft auf das Ventilelement überträgt. Das Ventil und das Stellglied sind in dem Gehäuse eingebaut. Das Abtriebsbauteil weist ein Abtriebsrad, eine Abtriebswelle und einen Mitnehmer auf. Das Abtriebsrad ist so gestaltet, dass es die Kraft des Motors aufnimmt, sodass es sich dreht. Die Abtriebswelle befindet sich auf einer Mittelachse der Drehung des Abtriebsrads und ist so mit dem Abtriebsrad gekoppelt, dass sie mit dem Abtriebsrad als eine Einheit drehbar ist. Der Mitnehmer ist bezüglich der Mittelachse der Drehung der Abtriebswelle exzentrisch angeordnet und mit der Abtriebswelle so verbunden, dass er mit der Abtriebswelle als eine Einheit drehbar ist. Die erste Aufnahmekammer nimmt zumindest den Ventilschaft und den Mitnehmer auf. Die zweite Aufnahmekammer nimmt zumindest den Motor und das Abtriebsrad auf. Das Gehäuse weist außerdem eine Gehäusewand auf, die die erste Aufnahmekammer von der zweiten Aufnahmekammer trennt. Die Gehäusewand weist ein erstes Lager und einen zylinderförmigen ersten Lagerhalter auf. Das erste Lager trägt gleitfähig die Abtriebswelle in ihrer Drehrichtung. Der erste Lagerhalter hält einen Außenumfang des ersten Lagers.
Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen genauer aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt. Die Zeichnungen zeigen Folgendes:
1 ist eine Schnittansicht, die ein AGR-Steuerventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ist eine Draufsicht, die einen Zustand gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt, in dem eine Sensorabdeckung entfernt ist;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ist eine Schnittansicht, die das AGR-Steuerventil des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
6 ist eine Perspektivansicht, die ein Stellglied und ein AGR-Ventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
7 ist eine Perspektivansicht, die das Stellglied und das AGR-Ventil des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
8A ist eine Vorderansicht, die eine Abtriebsrad-Baugruppe (ein Abtriebsbauteil) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
8B ist eine Seitenansicht, die die Abtriebsrad-Baugruppe (das Abtriebsbauteil) des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
8C ist eine Hinteransicht, die die Abtriebsrad-Baugruppe (das Abtriebsbauteil) des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
9 ist ein Schaubild eines Anbringungsvorgangs, das ein Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in ein Joch gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
10 ist ein Schaubild des Anbringungsvorgangs, das das Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in das Joch des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
11 ist ein Schaubild des Anbringungsvorgangs, das das Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in das Joch des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
12 ist ein Schaubild eines Anbringungsvorgangs, das ein Verfahren zum Einpassen eines Mitnehmers in ein Joch gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
13 ist ein Schaubild des Anbringungsvorgangs, das das Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in das Joch des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt;
14 ist ein Schaubild des Anbringungsvorgangs, das das Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in das Joch des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt; und
15 ist ein Schaubild des Anbringungsvorgangs, das das Verfahren zum Einpassen des Mitnehmers in das Joch des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt.
Unten werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich Ausführungsbeispiele beschrieben.
– Erstes Ausführungsbeispiel –
Im Folgenden wird die Gestaltung eines Abgassystems für eine Brennkraftmaschine eines ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die 1 bis 11 stellen ein AGR-Steuerventil des ersten Ausführungsbeispiels dar, das für ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) für die Kraftmaschine verwendet wird, bei dem die Erfindung eingesetzt wird.
Das Abgassystem der Kraftmaschine dieses Ausführungsbeispiels schließt ein Abgasrückführungssystem (nachstehend als ein AGR-System bezeichnet) ein, um Abgas (nachstehend als AGR-Gas bezeichnet) aus einem Abgasrohr zu einem Einlassrohr einer Brennkraftmaschine (Mehrzylinder-Dieselmotor: nachstehend als Kraftmaschine bezeichnet) zurückzuführen (zurückströmen zu lassen), die in einem Fahrzeug, etwa einem Kraftfahrzeug, angeordnet ist. Das AGR-System weist ein AGR-Gasrohr auf, um AGR-Gas aus einem Abgasdurchgang in einem Abgaskrümmer oder aus dem Abgasrohr in einen Ansaugdurchgang in einem Ansaugkrümmer oder in das Ansaugrohr zurückströmen zu lassen. In diesem AGR-Gasrohr ist ein AGR-Gasströmungsdurchgang ausgebildet, durch den AGR-Gas vom Abgasdurchgang in den Ansaugdurchgang strömt.
Am AGR-Gasrohr ist das AGR-Steuerventil angeordnet, um einen Durchsatz von AGR-Gas, das durch den AGR-Gasströmungsdurchgang strömt, mittels Öffnen und Schließen eines AGR-Ventils 1 zu steuern. Das AGR-System wird als eine AGR-Ventil-Steuervorrichtung (AGR-Steuervorrichtung für die Kraftmaschine) verwendet, um das AGR-Ventil 1 des AGR-Steuerventils beruhend auf einem Kraftmaschinenbetriebszustand durch Öffnen/Schließen zu steuern. Diese AGR-Ventil-Steuervorrichtung weist eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (elektronische Steuereinheit: nachstehend als ECU bezeichnet) auf, um ein Stellglied 2 des AGR-Steuerventils synchron mit einem anderen System zu steuern.
Das AGR-Steuerventil weist das AGR-Ventil 1, um einen Durchsatz von AGR-Gas zu regulieren, das durch den AGR-Gasströmungsdurchgang strömt, das Stellglied 2, um dieses AGR-Ventil 1 in seiner Axialrichtung hin und her zu bewegen, und ein Gehäuse 3 auf, in dem das AGR-Ventil 1 und das Stellglied 2 aufgenommen (integriert) sind. Das AGR-Ventil 1 weist einen Ventilkopf (Ventilelement des AGR-Steuerventils) 4, der ein Ventilelement zum Öffnen oder Schließen des AGR-Gasströmungsdurchgangs ist, durch den AGR-Gas strömt, und eine Ventilwelle (Ventilschaft des AGR-Steuerventils: nachstehend als Ventilschaft bezeichnet) 5 auf, die ein Ventilschaft ist, um diesen Ventilkopf 4 zu tragen. An einem in seiner Axialrichtung nahen Endteil dieses Ventilschafts 5 ist ein Antriebsteil vorgesehen, zu dem von dem Stellglied 2 über ein Joch 6, das im Querschnitt eine Hufeisenform hat, eine Drehkraft eines Motors M übertragen wird. Das Joch 6 ist zum Beispiel mittels Presspassung oder Schweißen an einem Außenumfang (Außenumfang des oberen Endes in 1) des Antriebsteils des Ventilschafts 5 befestigt.
Das Stellglied 2 weist den Motor M, der eine Motorwelle 7 hat, einen Verlangsamungsmechanismus (Rädertrieb: G) zur zweistufig untersetzenden Drehung der Welle 7 dieses Motors M, einen Umwandlungsmechanismus (Verbindungsmechanismus: R) zum Antreiben und miteinander Verbinden dieses Verlangsamungsmechanismus und des Jochs 6, ein Abtriebsbauteil 8, das den Verlangsamungsmechanismus und einen Teil des Verbindungsmechanismus hat, um die Kraft des Motors M zum Joch 6 hin abzugeben, eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels dieses Abtriebsbauteils 8, und eine Rückstellfeder 9 auf, um den Ventilschaft 5 auf eine Seite zu drängen, auf der der Ventilkopf 4 geschlossen ist (Seite mit voll geschlossenem Ventil). Zwischen dem Gehäuse 3 und einer Sensorabdeckung 10 weist das Gehäuse 3 einen vertieften Teil auf, in dem das Stellglied 2 aufgenommen ist. Das Gehäuse 3 weist einen ringförmigen Ventilsitz 11, mit dem der Ventilkopf 4 in Eingriff gelangen kann, einen Ventilkörper 12, der das AGR-Ventil 1 aufnimmt, eine Motoreinhausung 13, die den Motor M aufnimmt, und eine Radeinhausung 14 auf, die den Verlangsamungsmechanismus aufnimmt.
Einzelheiten des Gehäuses 3 werden später beschrieben. Der Motor M weist einen Innenrotor (Anker) mit der Motorwelle 7, die sich in ihrer Axialrichtung (nachstehend als eine Drehachsenrichtung bezeichnet) erstreckt, einen zylinderförmigen Stator, der diesen Anker in seiner Umfangsrichtung umgibt, und ein Paar Einspeisebürsten (nachstehend als Bürsten bezeichnet) auf, die in einem Bürstenhalter aufgenommen und gehalten sind, der an diesem Stator befestigt ist. Der Verlangsamungsmechanismus weist ein Ritzelrad (Antriebsrad, Motorrad) 15, das an einem Außenumfang eines Endes der Motorwelle 7 des Motors M befestigt ist, ein Zwischenrad 16, das sich im Eingriff mit diesem Ritzelrad 15 dreht, ein Abtriebsrad (Ventilrad) 17, das sich im Eingriff mit diesem Zwischenrad 16 dreht, eine Zwischenwelle 18, die parallel zur Motorwelle 7 angeordnet ist, und eine Abtriebswelle 19 auf, die parallel zur Motorwelle 7 und der Zwischenwelle 18 angeordnet ist.
Das Abtriebsbauteil 8 überträgt die Drehkraft des Motors M über den Ventilschaft 5 auf den Ventilkopf 4. Dieses Abtriebsbauteil 8 weist das Abtriebsrad 17, das sich bei Aufnahme der Drehkraft des Motors M dreht, und die Abtriebswelle 19 auf, die entlang der Mittelachse der Drehung dieses Abtriebsrads 17 angeordnet ist und mit dem Abtriebsrad 17 so verbunden ist, dass sie dazu in der Lage ist, sich als eine Einheit mit dem Rad 17 zu drehen. Das Abtriebsrad 17 und die Abtriebswelle 19 bilden den Verlangsamungsmechanismus, und die Abtriebswelle 19 ist als eine Abtriebswelle des Verlangsamungsmechanismus gestaltet. Das Abtriebsbauteil 8 weist einen Abtriebshebel 21, der so mit der Abtriebswelle 19 verbunden ist, dass er sich als eine Einheit mit der Welle 19 drehen kann, einen Exzenterzapfen (nachstehend als ein Drehzapfen bezeichnet) 22, der von einem vorstehenden Endteil dieses Abtriebshebels 21 gehalten wird, und ein Kugellager (nachstehend als Mitnehmer bezeichnet) 23 auf, das drehbar von einem Außenumfang dieses Drehzapfens 22 getragen wird. Der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 bilden den Verbindungsmechanismus.
Das Abtriebsbauteil 8 weist Doppelkugellager 24, 25, um die Abtriebswelle 19 gleitfähig in ihrer Drehrichtung zu tragen, und einen zylinderförmigen Kranz 26 auf, der um einen Außenumfang dieser Doppelkugellager 24, 25 herum pressgepasst und befestigt ist. Das Abtriebsrad 17, die Abtriebswelle 19, der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22, der Mitnehmer 23, die Doppelkugellager 24, 25 und der zylinderförmige Kranz 26, die das Abtriebsbauteil 8 bilden, werden vormontiert und im Zustand dieser Abtriebsrad-Baugruppe am Gehäuse 3 angebracht. Unterdessen werden der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 in eine Jochnut 27 des Jochs 6 eingebaut. Der Verbindungsmechanismus umfasst das Joch 6, den Abtriebshebel 21, den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23.
Das AGR-Ventil 1 ist ein Tellerventil und weist den ringförmigen Ventilkopf (Ventilhauptkörper) 4 auf, der mit dem Ventilsitz 11 des Gehäuses 3 in Eingriff gelangt oder sich von ihm löst, um den AGR-Gasströmungsdurchgang (Einlassöffnung 31 Strömungsdurchgangslöcher 32 bis 34 Auslassöffnung 35) zu verschließen oder zu öffnen. In diesem Ausführungsbeispiel dient eine Außenumfangsendfläche (Dichtungsfläche mit einer sich verjüngenden (konischen) Form) des Ventilkopfs 4 als eine Ventilfläche, die mit dem Ventilsitz 11 in Eingriff gelangt. Das AGR-Ventil 1 weist den Ventilschaft 5 auf, der sich in der Mittelachsenrichtung des AGR-Ventils 1 synchron mit einer Drehverstellung des Abtriebsbauteils 8 hin und her bewegt. Außerdem kann das AGR-Ventil 1 mit dem Ventilkopf 4 und dem Ventilschaft 5 als ein Teil eingesetzt werden, das einstückig gestaltet ist.
Der Ventilschaft 5 erstreckt sich gerade in der Mittelachsenrichtung des AGR-Ventils 1 und ist mit dem AGR-Ventil 1 und dem Verbindungsmechanismus einschließlich des Jochs 6 verbunden. Dieser Ventilschaft 5 erstreckt sich in einer Richtung, die zur Motorwelle 7 des Motors M, der Zwischenwelle 18 und der Abtriebswelle 19 senkrecht ist. Der Antriebsteil, der die Kraft des Stellglieds 2 vom Joch 6 aufnimmt, ist an dem in seiner Axialrichtung nahen Endteil des Ventilschafts 5 vorgesehen. Ein Abgabeteil, der die Kraft des Stellglieds 2 auf das AGR-Ventil 1 abgibt, ist an einem in seiner Axialrichtung fernen Endteil des Ventilschafts 5 vorgesehen.
Der ringförmige Ventilkopf 4 ist an einem Außenumfang (Außenumfang des fernen Endes) des Abgabeteils des Ventilschafts 5 durch ein Verbindungsmittel wie Schweißen befestigt. Ein in seiner Axialrichtung mittlerer Teil des Ventilschafts 5 wird gleitfähig von einem Lagerhalter 37 des Gehäuses 3 mittels eines Metalllagers 36 getragen. Der Ventilkopf 4, der Ventilschaft 5, das Joch 6 und die Rückstellfeder 9 werden vormontiert und an dem Gehäuse 3 im Zustand dieser Ventil-Baugruppe angebracht.
In dem Abgas, etwa dem AGR-Gas, sind Abgaspartikel (Partikel: PM), etwa Verbrennungsrückstände oder Kohlenstoff, eingemischt. Aus diesem Grund ist zwischen dem mittleren Teil des Ventilschafts 5 und dem Lagerhalter 37 ein Rohr 38 angebracht, um den Eintritt der Partikel (PM), die in dem AGR-Gas enthalten sind, zu begrenzen. Auf einem Außenumfang des mittleren Teils des Ventilschafts 5 ist eine Öldichtung 39 angeordnet, um ein Herausfließen von Schmierfett oder Schmieröl zu verhindern, das einen gleitenden Teil zwischen dem Ventilschaft 5 und dem Metalllager 36 schmiert.
Die Öldichtung 39 ist zum Beispiel eine Dichtung, die durch eine L-förmige Metallringverstärkung verstärkt ist und weist ein Dichtungsgummi (elastisches Verformungsteil) auf, das aus Synthesekautschuk besteht und leicht in einer Radialrichtung und einer Schubrichtung des Ventilschafts 5 verformbar ist. Diese Öldichtung 39 ist so in einem Dichtungspresspassungsloch des Lagerhalters 37 angeordnet, dass sie den Ventilschaft 5 in seiner Umfangsrichtung umgibt. Die Metallringverstärkung weist einen äußeren Ringteil mit einer zylinderförmigen Form auf, der auf einer Wandfläche des Dichtungspresspassungslochs des Lagerhalters 37 pressgepasst und befestigt ist. Ein Außenumfangsteil dieses äußeren Ringteils wird als ein Presspassungs- und Befestigungsteil verwendet, das in dem Dichtungspresspassungsloch des Lagerhalters 37 flüssigkeitsdicht pressgepasst und befestigt ist. Der äußere Ringteil befindet sich mit einem ersten Niveauunterschied (Bodenteil) des Lagerhalters 37 in Kontakt, um eine Presspassungs- und Befestigungsposition der Öldichtung 39 zu begrenzen. Das Dichtungsgummi weist eine Dichtungslippe auf, die sich in Gleitkontakt mit einer Außenumfangsfläche (Gleitfläche) des Ventilschafts 5 befindet und eine Staubabdichtungsfunktion hat, wonach sie einen Zwischenraum zwischen einem Innenumfang des Lagerhalters 37 und dem Außenumfang des Ventilschafts 5 flüssigkeitsdicht und luftdicht abdichtet. Dieses Dichtungsgummi ist so innerhalb des Lagerhalters 37 angeordnet, dass es den Ventilschaft 5 in seiner Umfangsrichtung umgibt.
Der Ventilkörper 12, der das AGR-Ventil 1 (Ventilkopf 4, Ventilschaft 5), das Joch 6, die Rückstellfeder 9 usw. beweglich aufnimmt, ist als eine Einheit mit dem Gehäuse 3 ausgebildet. Auf einer in 1 unteren Endseite (Seite des Ventilsitzes 11) dieses Ventilkörpers 12 ist ein Kopplungsflansch (nicht gezeigt) vorgesehen. Dieser Kopplungsflansch umfasst eine Kopplungsendfläche, die an einem Anbringungsbauteil (Befestigungsbauteil) des AGR-Steuerventils angebracht ist und mit einer Anbringungsfläche des Befestigungsbauteils unter Verwendung eines Festmachwerkzeugs wie einer Schraube festgemacht und befestigt wird. Dementsprechend wird das AGR-Steuerungsventil am Befestigungsbauteil auf der Seite der Kraftmaschine (Seite des Fahrzeugs) befestigt.
Die Einlassöffnung 31, die Strömungsdurchgangslöcher 32 bis 34 und die Auslassöffnung 35, die den AGR-Gasströmungsdurchgang bilden, sind innerhalb des Ventilkörpers 12 ausgebildet. Der Ventilsitz 11 ist an einer zylinderförmigen Trennwand (einem Trennteil) des Ventilkörpers 12 pressgepasst und befestigt, um die Einlassöffnung 31 von dem Strömungsdurchgangsloch 33 zu trennen. Ein Ventilsitz mit einer Kegelstumpfform (sich verjüngenden Form), mit dem der Ventilkopf 4 in Eingriff gelangen kann, ist an einer Öffnungsumfangskante dieses Ventilsitzes 11 ausgebildet. Innerhalb des Ventilsitzes 11 ist ein Strömungsdurchgangsloch (Ventilloch des AGR-Steuerventils) 32 ausgebildet, das eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 31 und dem Strömungsdurchgangsloch 33 schafft und durch das AGR-Gas geht. Die Einlassöffnung 31, die Strömungsdurchgangslöcher 32 bis 34 und die Auslassöffnung 35 bilden einen Abgasrückführungsweg (Strömungsdurchgang), durch den AGR-Gas (Abgas) strömt. Der zylinderförmige Lagerhalter 37 zum Halten eines Außenumfangs des Metalllagers 36 ist als eine Einheit mit dem Ventilkörper 12 ausgebildet. Dieser Lagerhalter 37 ist so angeordnet, dass er das Metalllager 36 in seiner Umfangsrichtung umgibt.
Das Metalllager 36 ist ein zylinderförmiges, mit Öl getränktes Sinterlager (zweites Lager, Metallbuchse), das mit Schmieröl (Schmierfett, Schmieröl) getränkt ist. Dieses Metalllager 36 trägt gleitfähig den Ventilschaft 5 in seiner Verstellrichtung. Innerhalb dieses Metalllagers 36 ist durch das Metalllager 36 hindurch ein Gleitloch ausgebildet, um die Außenumfangsfläche des Ventilschafts 5 in seiner Verstellrichtung gleitfähig zu tragen. Zwischen der Außenumfangsfläche des Ventilschafts 5 und einer Innenumfangsfläche des Metalllagers 36 ist ein Gleitzwischenraum für eine problemlose Hin-und-her-Bewegung des Ventilschafts 5 vorgesehen. Das Metalllager 36 weist einen äußeren Ringteil mit einer Zylinderform auf, der an der Wandfläche des Lagerpresspassungslochs des Lagerhalters 37 pressgepasst und befestigt ist. Ein Außenumfangsteil dieses äußeren Ringteils wird als ein Presspassungs- und Befestigungsteil verwendet, der in dem Lagerpresspassungsloch des Lagerhalters 37 luftdicht pressgepasst und befestigt ist. Der äußere Ringteil befindet sich so mit einem zweiten Niveauunterschied des Lagerhalters 37 im Kontakt, dass eine Presspassungs- und Befestigungsposition des Metalllagers 36 begrenzt wird.
Der Lagerhalter 37 ist ein zylinderförmiger zweiter Lagerhalter, um den äußeren Ringteil des Metalllagers 36 zu halten. Innerhalb dieses Lagerhalters 37 ist ein Ventilschaftaufnahmeloch vorgesehen, in dem der Ventilschaft 5 eingepasst und eingeführt ist, sodass er in seiner Verstellrichtung hin und her bewegbar ist. Für dieses Ventilschaftaufnahmeloch sind ein Lagerpresspassungsloch, in dem der äußere Ringteil des Metalllagers 36 pressgepasst ist, und ein Dichtungspresspassungsloch vorgesehen, in dem der äußere Ringteil der Öldichtung 39 pressgepasst ist. Der Lagerhalter 37 ist zylinderförmig ausgebildet, sodass er das Metalllager 36 in seiner Umfangsrichtung umgibt.
Es sind Gehäusewände W1, W2 für das Gehäuse 3 vorgesehen, um eine erste Aufnahmekammer 41 von einer zweiten Aufnahmekammer 42 zu trennen, und zwar zwischen dem Ventilkörper 12 und der Radeinhausung 14. Die erste Aufnahmekammer 41 ist ein vertiefter Teil, in dem das AGR-Ventil 1 und der Umwandlungsmechanismus, der in 4 von der Linie mit kurzen Strichen umgeben ist, aufgenommen sind. Das AGR-Ventil 1 und der Umwandlungsmechanismus, die in dieser ersten Aufnahmekammer 41 aufgenommen sind, sind zumindest der Ventilkopf 4, der Ventilschaft 5, das Joch 6, der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22, der Mitnehmer 23 usw. Die zweite Aufnahmekammer 42 ist ein vertiefter Teil, in dem zwischen dem vertieften Teil und der Sensorabdeckung 10 der Motor M und der Verlangsamungsmechanismus, der in 4 von einer Linie mit kurzen Strichen umgeben ist, aufgenommen sind. Der Motor M und der Verlangsamungsmechanismus, die in dieser zweiten Aufnahmekammer 42 aufgenommen sind, sind zumindest der Motor M, das Ritzelrad 15, das Zwischenrad 16, das Abtriebsrad 17 usw.
Die zweite Aufnahmekammer 42 weist eine Motoraufnahmekammer 43, in der der Motor M aufgenommen ist, und eine Radaufnahmekammer 44 auf, in der der Verlangsamungsmechanismus aufgenommen ist. Die Gehäusewand W1 trennt die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42, und zwar von der Radaufnahmekammer 44. Die Gehäusewand W2 trennt die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42, und zwar von der Motoraufnahmekammer 43. Für das Gehäuse 3 ist ein Öffnungsteil vorgesehen, um die Ventil-Baugruppe zum Zeitpunkt der Anbringung in die erste Aufnahmekammer 41 einzuführen. Dieser Öffnungsteil ist mit einem Stopfen oder einer Kappe 45 verschlossen.
Die Motoreinhausung 13, die eine zylinderförmige Form mit einem Bodenteil hat und den Motor M aufnimmt und hält, ist als eine Einheit mit dem Gehäuse 3 ausgebildet. Diese Motoreinhausung 13 weist einen zylinderförmigen Seitenwandteil, der das zylinderförmige Joch 47 des Motors M in seiner Umfangsrichtung umgibt, und einen Öffnungsteil (eine Motoreinführöffnung) auf, die sich auf einer Endseite dieses Seitenwandteils öffnet und dazu dient, den Motor M zum Zeitpunkt der Anbringung in die Motoraufnahmekammer 43 einzuführen. Diese Motoreinführöffnung wird mit einer Fronthalterung 48 des Motors M verschlossen. Diese Fronthalterung 48 wird unter Verwendung einer Schraube oder dergleichen an einer Öffnungsumfangskante der Motoreinführöffnung der Motoreinhausung 13 festgemacht und befestigt. Dementsprechend wird der Motor M in der Motoraufnahmekammer 43 aufgenommen und gehalten.
Für das Gehäuse 3 ist die Radeinhausung 14 vorgesehen, die den Verlangsamungsmechanismus aufnimmt. Die Radeinhausung 14 weist einen Öffnungsteil auf, um das Stellglied 2 zum Zeitpunkt der Anbringung in die Radaufnahmekammer 44 einzuführen. Dieser Öffnungsteil wird mit der Sensorabdeckung 10 bedeckt, die aus Kunstharz besteht. Für die Sensorabdeckung 10 sind ein Verbindungselement zur internen Verbindung, um eine elektrische Verbindung zwischen einem Paar (erster und zweiter) Bürstenanschlüsse 51, 52, die von der Fronthalterung 48 des Motors M vorstehen, und einem Paar (erster und zweiter) Motoranschlüsse (nicht gezeigt) herzustellen, und ein Verbindungselement zur externen Verbindung vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Paar (erster und zweiter) Motoranschlüsse und Sensoranschlüssen eines AGR-Öffnungsgradsensors 53 und einer externen Schaltung (ECU und Batterie) herzustellen.
Für eine Innenfläche der Sensorabdeckung 10 ist eine Verbindungselementeinhausung (nicht gezeigt) des Verbindungselements zur internen Verbindung vorgesehen, die ein Ende (einen inneren Verbindungsteil) des Paars (erster und zweiter) Motoranschlüsse aufnimmt, wobei das eine Ende frei liegt. Für eine Außenfläche der Sensorabdeckung 10 sind das andere Ende (ein externer Verbindungsteil) des Paars (erster und zweiter) Motoranschlüsse und eine Verbindungselementeinhausung 54 des Verbindungselements zur externen Verbindung vorgesehen, die Enden (externe Verbindungsteile) der Sensoranschlüsse mit den frei liegenden Enden aufnimmt. Jeweilige mittlere Teile des Paars (erster und zweiter) Motoranschlüsse und der größte Teil der Sensoranschlüsse sind in der Sensorabdeckung 10 umspritzt. Das Paar (erster und zweiter) Motoranschlüsse und die Sensoranschlüsse bilden einen Verbindungsanschluss (externen Verbindungsanschluss) des Verbindungselements zur internen Verbindung oder das Verbindungselement zur externen Verbindung.
Einzelheiten des Stellglieds 2 dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Das Stellglied 2 umfasst die Rückstellfeder 9, um das AGR-Ventil in eine Ventilschließrichtung (Richtung mit voll geschlossenem Ventil) zu drängen, den Motor M, der bei Zufuhr von elektrischem Strom die Drehkraft (das Drehmoment) erzeugt, um das AGR-Ventil 1 hin und her zu bewegen, den Verlangsamungsmechanismus zur zweistufigen Untersetzung der Drehung der Motorwelle 7 dieses Motors M, um die untersetzte Drehung zur Abtriebswelle 19 zu übertragen, einen Kraftumwandlungsmechanismus (Verbindungsmechanismus), um die drehende Hin-und-her-Bewegung (Drehbewegung) des Abtriebsrads 17 dieses Verlangsamungsmechanismus in eine lineare Hin-und-her-Bewegung des AGR-Ventils 1 (Hin-und-her-Bewegung des AGR-Ventils 1 in seiner Axialrichtung) umzuwandeln, und die Drehwinkelerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Drehwinkels der Abtriebswelle 19.
Die Rückstellfeder 9 ist so angeordnet, dass sie eine in 1 obere Endseite des Ventilschafts 5 und den Lagerhalter 37 spiralförmig (schraubenförmig) umgibt. Diese Rückstellfeder 9 weist einen Wicklungsteil auf, der spiralförmig zwischen einem Federsitzteil des ringförmigen Federsitzes 55, der mit einem Niveauunterschied (ringförmigen Niveauunterschied) des Ventilschaftes 5 auf seiner oberen Endseite in Eingriff steht, und einem Federsitzteil eines Bodenteils des Gehäuses 3 (eines Bodenteils einer zylinderförmig vertieften Nut radial außerhalb des Lagerhalters 37) gewickelt ist. Die Rückstellfeder 9 ist eine gewickelte Druckfeder, die eine Federkraft erzeugt, um gegen den Ventilschaft 5 den Ventilkopf 4 in seine Ventilschließrichtung zu drängen.
Eine Endseite des Wicklungsteils der Rückstellfeder 9 in ihrer Wicklungsrichtung steht mit dem Federsitzteil des Federsitzes 55 im Eingriff oder wird von ihm gehalten. Die andere Endseite des Wicklungsteils der Rückstellfeder 9 in ihrer Wicklungsrichtung steht mit dem Federsitzteil des Gehäuses 3 im Eingriff oder wird von ihm gehalten. Der Lagerhalter 37 hat eine Funktion als Federinnenumfangsführung, um einen Wicklungsinnendurchmesser des Wicklungsteils der Rückstellfeder 9 zu führen (halten).
Einzelheiten des Motors M dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Der Motor M wird in der Motoraufnahmekammer 43 der zylinderförmigen Motoreinhausung 13 aufgenommen und gehalten, die einen Bodenteil hat und als eine Einheit mit dem Gehäuse 3 ausgebildet ist. Die Fronthalterung 48 ist mit einer Vorderseite des zylinderförmigen Jochs 47 verbunden. Der Motor M ist ein Gleichstrommotor mit einer Bürste, wobei ein Innenrotor auf einer Innenumfangsseite eines Außenrotors angeordnet ist, um bezüglich dessen drehbar zu sein, und er weist den Anker mit der Motorwelle 7, die sich gerade in der Drehachsenrichtung erstreckt, den zylinderförmigen Stator, der diesen Anker in seiner Umfangsrichtung (Motorumfangsrichtung) umgibt, den an diesem Stator befestigten Bürstenhalter und ein Paar (erster und zweiter) Bürsten auf, die sich im Presskontakt mit einem Kommutator des Ankers befinden, um einer Ankerwicklung Strom zuzuführen.
Der Stator weist das zylinderförmige Joch 47, das einen Bodenteil hat, der drehbar die Motorwelle 7 des Ankers aufnimmt, und Permanentmagnete (Feldmagnete) auf, die an einer Innenumfangsfläche dieses zylinderförmigen Jochs 47 befestigt sind. Der Anker ist radial außerhalb des Stators mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen angeordnet. Dieser Anker weist die Motorwelle 7, die mittels Lager drehbar von einem Lagertrageteil (Lagerhalter) des zylinderförmigen Jochs 47 und einem Lagertrageteil (Lagerhalter) der plattenförmigen Fronthalterung 48 getragen wird, einen Ankerkern, der durch Stapeln magnetischer Stahlplatten in der Drehachsenrichtung dieser Motorwelle 7 ausgebildet ist, eine Ankerwicklung (Ankerspule, Rotorspule), die um diesen Ankerkern herumgewickelt ist, und den Kommutator auf, der sich mit dem Paar (erster und zweiter) Bürsten in Presskontakt befindet.
Eine (erste) Bürste des Paars (erster und zweiter) Bürsten ist elektrisch über eine elektrische Stromversorgungsleitung, die den ersten Bürstenanschluss 51 einschließt, und einen ersten Anschluss des Verbindungselements zur externen Verbindung mit einer positiven Elektrodenseite (VCC-Seite) einer externen Stromversorgung (Batterie) verbunden, die in einem Fahrzeug (etwa einem Kraftfahrzeug) angeordnet ist. Die andere (zweite) Bürste ist elektrisch über eine elektrische Stromversorgungsleitung, die den zweiten Bürstenanschluss 52 einschließt, und einen zweiten Anschluss des Verbindungselements zur externen Verbindung mit einer negativen Elektrodenseite (Masseseite, GND-Seite) der externen Stromversorgung (Batterie) verbunden. Die zwei (ersten und zweiten) Bürstenanschlüsse 51, 52 weisen interne Verbindungsteile auf, die leitend mit den ersten und zweiten Bürsten (Verbindungselementen) vereinigt sind, die mit der Ankerspule verbunden sind. Die jeweiligen externen Verbindungsteile der zwei (ersten und zweiten) Bürstenanschlüsse 51, 52 gehen durch die Fronthalterung 48 hindurch, um in die zweite Aufnahmekammer 42, und zwar in die Motoraufnahmekammer 43, vorzustehen. Dieser vorstehende Teil ist leitend mit den ersten und zweiten Motoranschlüssen des Verbindungselements zur externen Verbindung vereint.
Der Motor M, der eine Kraftquelle des Stellglieds 2 ist, ist elektrisch über eine Motorantriebsschaltung, die elektronisch durch die ECU gesteuert wird, mit der externen Stromversorgung (Batterie) verbunden. Für die ECU sind eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), um eine Steuerungsverarbeitung und eine Rechenverarbeitung durchzuführen, eine Speichervorrichtung (ein Speicher, etwa ein Festwertspeicher (ROM) und ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM)), um ein Steuerungsprogramm und verschiedene Arten von Steuerungsdaten (z. B. ein Kennfeld) zu speichern, und ein Mikrocomputer mit bekanntem Aufbau, der Funktionen einer Eingangsschaltung (eines Eingabeteils), einer Ausgangsschaltung (eines Ausgabeteils) und einer Stromversorgungsschaltung aufweist, und einem Zeitgeber vorgesehen.
Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird (IG-ON), steuert die ECU die Energiebeaufschlagung des Motors M des EGR-Steuerventils beruhend auf dem Steuerungsprogramm, das im Speicher des Mikrocomputers gespeichert ist. Die ECU ist derart gestaltet, dass Sensorausgangssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, etwa einem AGR-Öffnungsgradsensor 53, einem Luftmassenmesser, einem Kurbelwinkelsensor, einem Gaspedalöffnungsgradsensor, einem Drosselöffnungsgradsensor, einem Ansauglufttemperatursensor, einem Kühlmitteltemperatursensor und einem Abgassensor (Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, Sauerstoffkonzentrationssensor) durch eine A/D-Umwandlungsschaltung A/D-gewandelt werden und dann in den Mikrocomputer eingegeben werden.
Die Drehwinkelerfassungsvorrichtung weist ein zylinderförmiges Magnetkreisteil, das so für eine zylinderförmige Nabe 56 des Abtriebrads 17 vorgesehen ist, dass es als eine Einheit damit drehbar ist, und den AGR-(Ventil)-Öffnungsgradsensor 53 zum Messen eines Drehwinkels dieses Magnetkreisteils auf, um einen Ventilöffnungsgrad des AGR-Steuerventils zu erfassen, und erfasst eine Änderung eines Relativdrehungswinkels zwischen dem Magnetkreisteil und dem AGR-Öffnungsgradsensor 53, indem sie eine magnetische Änderung nutzt, die der AGR-Öffnungsgradsensor 53 durch das Magnetkreisteil erfährt.
Der AGR-Öffnungsgradsensor 53 ist an einem Sensormontageabschnitt der Sensorabdeckung 10 angeordnet. Der AGR-Öffnungsgradsensor 53 ist hauptsächlich als ein Hall-IC gestaltet, der an die ECU in Übereinstimmung mit einer magnetischen Flussdichte, die mit einer für Magnetismus empfindlichen Oberfläche eines Halbleiter-Hall-Elements verkoppelt ist, ein analoges Spannungssignal ausgibt. Anstelle des Hall-IC kann allein ein Hall-Element oder ein berührungsfreies Magnetismuserfassungselement wie ein Magnetwiderstandselement verwendet werden.
Das Magnetkreisteil ist an einer Innenumfangsfläche der zylinderförmigen Nabe 56 durch beispielsweise einen Klebstoff befestigt. Falls die zylinderförmige Nabe 56 aus einem Kunstharz besteht, kann das Magnetkreisteil in die zylinderförmige Nabe 56 eingespritzt sein. Dieses Magnetkreisteil weist ein Paar zylinderförmiger Teiljoche 57, die in einer Durchmesserrichtung der zylinderförmigen Nabe 56 in zwei Teile getrennt sind, und ein Paar Magnete (Permanentmagnete) 58 auf, die mit ihren in die gleiche Richtung weisenden Magnetpolen an diesem getrennten Teil (gegenüberliegenden Teil) der Joche 57 angeordnet sind.
Einzelheiten des Verlangsamungsmechanismus dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Wie oben beschrieben wurde, weist der Verlangsamungsmechanismus das Ritzelrad 15, das Zwischenrad 16, das Abtriebsrad 17, die Zwischenwelle 18 und die Abtriebswelle 19 auf. Die drei Untersetzungsräder sind drehbar in der Radaufnahmekammer 44 aufgenommen, die ein Innenraum ist, der zwischen dem vertieften Teil der Radeinhausung 14 und dem vertieften Teil der Sensorabdeckung 10 ausgebildet ist. Das Ritzelrad 15 ist als eine Einheit aus Metall oder Kunstharz ausgebildet. Das Ritzelrad 15 ist um einen Außenumfang des fernen Endes der Motorwelle 7 herum durch Presspassung oder dergleichen befestigt.
Das Zwischenrad 16 ist als eine Einheit aus Metall oder Kunstharz ausgebildet. Dieses Zwischenrad 16 ist so um einen Außenumfang der Zwischenwelle 18 gepasst, dass es bezüglich dieser drehbar ist. Dieses Zwischenrad 16 weist einen zylinderförmigen Teil auf, der so um den Außenumfang der Zwischenwelle 18 herum drehbar gepasst ist, dass er sich um die Mittelachse der Zwischenwelle 18 dreht. An einem Endabschnitt dieses zylinderförmigen Teils in seiner Axialrichtung ist ein Rad großen Durchmessers (Zwischenradzähne) 61 ausgebildet, das mit dem Ritzelrad 15 im Eingriff steht. An dem anderen Endabschnitt des zylinderförmigen Teils in seiner Axialrichtung ist ein Rad kleinen Durchmessers (Zwischenradzähne) 62 ausgebildet, das mit dem Abtriebsrad 17 im Eingriff steht.
Das Abtriebsrad 17 ist als eine Einheit aus Metall oder Kunstharz ausgebildet. An einem Innenumfangsteil dieses Abtriebsrads 17 ist die zylinderförmige Nabe 56 ausgebildet. Das Abtriebsrad 17 weist radial außerhalb der zylinderförmigen Nabe 56 einen Zahnausbildungsteil 63 mit einer Teilzylinderform (Fächerform) auf. An einem Außenumfang dieses Zahnbildungsteils 63 sind in einem vorbestimmten Winkel auf fächerartige Weise Abtriebsradzähne 64 ausgebildet, die sich mit dem Rad kleinen Durchmessers 62 des Zwischenrads 16 im Eingriff befinden. Zwischen einem Innenumfangsabschnitt und einem Außenumfangsabschnitt des Zahnbildungsteils 63 (an einem mittleren Abschnitt des Zahnbildungsteils 63) ist ein Niveauunterschied in Form eines Kreisbogens vorgesehen.
Für das Abtriebsrad 17 ist als eine Einheit ein Vereinigungsabschnitt 65 vorgesehen, um auf seiner einen Endseite (Ventilseite) einen Öffnungsteil der zylinderförmigen Nabe 56 zu verschließen. Dieser Vereinigungsabschnitt 65 hat eine ringförmige Form mit einer geringeren Dicke als die zylinderförmige Nabe 56. Durch einen Mittelteil des Vereinigungsabschnitts 65 hindurch ist ein Passloch 66 mit Bolzenbreite (mit einem Aufbau zum Verhindern, dass sich die Abtriebswelle 19 frei dreht, oder mit einer Drehverhinderungsgestaltung) ausgebildet. Ein Antriebsteil der Abtriebswelle 19 (erster vorstehender Wellenteil der Abtriebswelle 19) ist in diesem Passloch 66 eingepasst und befestigt, wobei der Antriebsteil daran gehindert wird, sich zu drehen.
Zwischen einem Außenumfang der zylinderförmigen Nabe 56 und einem Innenumfang des Zahnbildungsteils 63 weist das Abtriebsrad 17 ein Kreisbogenfenster 67 auf, durch das der Außendurchmesser des zylinderförmigen Kranzes 26 betrachtet werden kann. In dieses Kreisbogenfenster 67 kann zum Zeitpunkt der Anbringung des zylinderförmigen Kranzes 26 (zum Zeitpunkt des Presspassens) an der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 ein Teil eines Presshalters zum Halten einer ringförmigen Endfläche des zylinderförmigen Kranzes 26 eingeführt werden. Die Zwischenwelle 18 ist als eine Einheit aus Metall oder Kunstharz ausgebildet. Ein Ende dieser Zwischenwelle 18 in ihrer Axialrichtung ist in ein Passvertiefungsteil der zylinderförmigen Nabe der Radeinhausung 14 des Gehäuses 3 pressgepasst (befestigt). Das andere Ende der Zwischenwelle 18 in ihrer Axialrichtung ist in ein Pressvertiefungsteil der zylinderförmigen Nabe der Sensorabdeckung 10 eingepasst.
Die Abtriebswelle 19 ist als eine Einheit aus Metall ausgebildet. Diese Abtriebswelle 19 ist über den zylinderförmigen Kranz 26 und die Doppelkugellager 24, 25 drehbar oder gleitfähig innerhalb der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 aufgenommen. Die Abtriebswelle 19 weist auf ihren beiden Seiten in der Drehachsenrichtung der Welle 19 jeweils die ersten und zweiten vorstehenden Wellenteile (Wellenteile kleinen Durchmessers) auf. Zwischen den ersten und zweiten vorstehenden Wellenteilen ist ein Axialteil (mittlerer Wellenteil, Wellenteil großen Durchmessers, der einen größeren Außendurchmesser als die ersten und zweiten vorstehenden Wellenteile hat) vorgesehen, der innerhalb eines Lageraufnahmelochs (das im Folgenden beschrieben wird) der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 angeordnet ist.
Der erste vorstehende Wellenteil ist an einer in ihrer Axialrichtung (Drehachsenrichtung) nahen Endseite (einem Antriebsteil) der Abtriebswelle 19 vorgesehen und hat Bolzenbreite. Der erste vorstehende Wellenteil kann im Querschnitt eine viereckige Form haben. Der zweite vorstehende Wellenteil ist an einer in ihrer Axialrichtung fernen Endseite (einem Abtriebsteil) der Abtriebswelle 19 vorgesehen und hat einen kreisförmigen Querschnitt. Der zweite vorstehende Wellenteil kann Bolzenbreite haben. Jeweilige Innenringe der Doppelkugellager 24, 25 sind um einen Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 herum durch Presspassung gepasst und gehalten.
Einzelheiten des Verbindungsmechanismus dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Wie oben beschrieben wurde, weist der Verbindungsmechanismus das Joch 6, den Abtriebshebel 21, den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23 auf. Das Joch 6 ist als eine Einheit aus Metall ausgebildet. Bei Aufnahme der Drehkraft des Motors M vom Drehzapfen 22 über den Mitnehmer 23 bewegt sich dieses Joch 6 in der Axialrichtung des Ventilschafts 5 hin und her. Das Joch 6 ist so mit dem Ventilschaft 5 verbunden, dass es als eine Einheit mit dem Schaft 5 beweglich ist. Das Joch 6 weist einen Antriebsteil mit einer Hufeisenform im Querschnitt, das die Kraft des Abtriebsbauteils 8 über den Mitnehmer 23 aufnimmt, und einen Abtriebsteil auf, der die Kraft des Abtriebsbauteils 8 zum Ventilschaft 5 überträgt.
Innerhalb des Antriebsteils des Jochs 6 ist, wie in den 6 und 7 dargestellt ist, eine U-förmige Jochnut 27 ausgebildet, die vorgesehen wird, indem zwei parallele flache Nutseitenflächen durch eine vertiefte gekrümmte Oberfläche (Nutbodenoberfläche) miteinander verbunden werden. Diese Jochnut 27 ist eine vertiefte Nut, die sich auf zumindest Seitenflächen der zwei Oberflächen öffnet und sich von einem Öffnungsteil 70 einer Seitenfläche einer Oberfläche der zwei Oberflächen zur Rückseite hin erstreckt. Die Jochnut 27 schließt eine Axialnut (vertiefte Nut, die sich in einer Richtung parallel zur Drehachsenrichtung der Abtriebswelle 19 erstreckt) ein, in die der Mitnehmer 23, der von dem Drehzapfen 22 getragen wird, lösbar eingeführt werden kann. Somit ist der Antriebsteil des Jochs 6 als ein U-förmiger Mitnehmeraufnahmeteil (oder Eingriffsteil) gestaltet, der den Mitnehmer 23 gleitfähig aufnimmt. Eine Nuttiefe der Jochnut 27 von ihrer Öffnungsseite zu ihrer Rückseite ist größer als der Durchmesser des Mitnehmers 23. Der Krümmungsradius der vertieften gekrümmten Fläche ist generell der gleiche oder größer als der Krümmungsradius einer Außenumfangsfläche des Mitnehmers 23.
Der Antriebsteil des Jochs 26 hat eine Polyederform (Hufeisenform im Querschnitt) mit mindestens vier (ersten bis vierten) seitlichen Oberflächen zusätzlich zu den zwei Oberflächen, die sich in der Einführrichtung gegenüberliegen, in der der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 zum Zeitpunkt der Anbringung eingeführt werden. Der Antriebsteil des Jochs 6 kann im Querschnitt in einer Ringform ausgebildet sein, so dass er den Mitnehmer 23 in seiner Umfangsrichtung umgibt.
Die Jochnut 27 weist einen Öffnungsteil 71 auf, um den Mitnehmer 23 in die Jochnut 27 einzuführen, wobei das Abtriebsbauteil 8 zum Zeitpunkt der Anbringung des Abtriebsbauteils 8, und zwar des Mitnehmers 23, am Joch 6 linear bewegt wird. Dieser Öffnungsteil 71 ist in einer Richtung offen, die senkrecht zur Axialrichtung des Ventilschafts 5 ist, und zwar in der entgegengesetzten Richtung zur Einführrichtung, in der der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 zum Zeitpunkt der Anbringung eingeführt werden. Wie in den 2, 5 und 9 bis 11 dargestellt ist, ist für den Öffnungsteil 71 eine sich verjüngende Führungsfläche 72 vorgesehen, deren Öffnungsbereich allmählich von der Öffnungsseite des Jochs 6 zur Rückseite der Jochnut 27 hin klein wird und die den Mitnehmer 23 in die Jochnut 27 leitet (führt).
Mit dem Abtriebsteil des Jochs 6 ist als eine Einheit ein Passungsteil 74 vorgesehen, das eine zylinderförmige (oder abgewinkelte) Form mit einem Bodenabschnitt hat. Innerhalb dieses Passungsteils 74 ist eine Presspassungsnut 75 ausgebildet, in die der in seiner Axialrichtung nahe Endteil (Antriebsteil) des Ventilschafts 5 pressgepasst ist. Diese Presspassungsnut 75 weist einen Öffnungsteil auf, um den Antriebsteil des Ventilschafts 5 in die Presspassungsnut 75 einzuführen, wobei der Ventilschaft 5 zum Zeitpunkt der Anbringung des Ventilschafts 5 am Joch 6 linear bewegt wird.
Für den Antriebsteil ist eine gegenüberliegende Oberfläche vorgesehen, die einen Schlitz hat und der der Mitnehmer 23 gegenüberliegt. Eine Endfläche des Drehzapfens 22 kann durch diesen Schlitz hindurch gesehen werden. Auf einer ersten Seitenfläche des Antriebsteils ist ein Seitenöffnungsteil 76 vorgesehen, der sich in der zur Axialrichtung des Ventilschafts 5 senkrechten Richtung öffnet. An einem Innenumfang des Antriebsteils ist ein Niveauunterschied 77 vorgesehen, um eine Aufnahmeposition des Mitnehmers 23 zu begrenzen. Der in seiner Axialrichtung nahe Endteil (Antriebsteil) des Ventilschafts 5 kann an dem Pressteil 74 des Jochs 6 mittels zum Beispiel Quetschen oder Schweißen befestigt werden. Der Ventilschaft 5 und das Joch 6 können als eine einzelne Komponente gestaltet sein.
Der Abtriebshebel 21 ist als eine Einheit aus Metall ausgebildet. Dieser Abtriebshebel 21 ist so vorgesehen, dass er von der Abtriebswelle 19 radial nach außen vorsteht. Der Abtriebshebel 21 ist ein Verbindungshebel, um die Abtriebswelle 19 und den Antriebszapfen 22 und den Mitnehmer 23 anzutreiben und miteinander so zu verbinden, dass die Antriebskraft des Motors M auf den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23 übertragen wird. An einem nahen Endteil des Abtriebshebels 21 ist entsprechend ein erstes Passloch vorgesehen, in das der zweite vorstehende Wellenteil der Abtriebswelle 19 derart pressgepasst ist, dass der zweite vorstehende Wellenteil in dessen Axialrichtung durch das erste Passloch geht. Dementsprechend ist der Abtriebshebel 21 so mit der Abtriebswelle 19 verbunden, dass er als eine Einheit mit der Welle 19 drehbar ist.
An einem fernen Endteil des Abtriebshebels 21 ist entsprechend ein zweites Passloch vorgesehen, in das der Drehzapfen 22 derart pressgepasst wird, dass der Drehzapfen 22 in dessen Axialrichtung durch das zweite Passloch geht. Dementsprechend ist der Drehzapfen 22 so mit dem Abtriebshebel 21 verbunden, dass er als eine Einheit mit dem Hebel 21 drehbar ist. Das zweite Passloch ist an einer Position vorgesehen, die von der Mittelachse der Drehung des zweiten vorstehenden Wellenteils der Abtriebswelle 19 aus um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch ist. Der Drehzapfen 22 ist aus Metall ausgebildet und wird so in das zweite Passloch des Abtriebshebels 21 getrieben, dass er in dem Abtriebsteil des Abtriebshebels 21 pressgepasst und befestigt ist. Dieser Drehzapfen 22 trägt drehbar den Mitnehmer 23. Zusammen mit dem Mitnehmer 23 wird dieser Drehzapfen 22 in die Jochnut 27 des Jochs 6 eingeführt.
Der Mitnehmer 23 ist ein Kugellager, das einen Innenring, der um einen Außenumfang des Drehzapfens 22 herum pressgepasst und befestigt ist, einen Außenring, der sich mit einer Nutseitenfläche der Jochnut 27 des Jochs 6 in Gleitkontakt befindet, und Stahlkugeln aufweist, die gleitfähig zwischen den zwei Lagerringen des Innenrings und Außenrings aufgenommen sind. Der Mitnehmer 23 wird drehbar vom Außenumfang des Drehzapfens 22 getragen und ist gleitfähig (rollfähig) in die Jochnut 27 des Jochs 6 eingeführt. Der Mitnehmer 23 ist an einer Position vorgesehen, die von der Mittelachse der Drehung des zweiten vorstehenden Wellenteils der Abtriebswelle 19 aus um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch ist.
Einzelheiten der Gehäusewände W1, W2 des Gehäuses 3 dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Für das Gehäuse 3 sind die Gehäusewände W1, W2 vorgesehen, um die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42 zu trennen. Die Gehäusewand W1 ist eine Trennwand mit einer Hülsenform, die so vorgesehen ist, dass sie vom Innenwandteil des Gehäuses 3 aus zur ersten Aufnahmekammer 41 hin vorsteht. In der ersten Aufnahmekammer 41 sind beweglich das AGR-Ventil 1, und zwar der Ventilschaft 5, das Joch 6, der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 aufgenommen. In der zweiten Aufnahmekammer 42 sind der Motor M und der Verlangsamungsmechanismus (z. B. das Ritzelrad 15, das Zwischenrad 16, das Abtriebsrad 17) aufgenommen.
Wie oben beschrieben wurde, sind die jeweiligen Innenringe der Doppelkugellager 24, 25 um den Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 herum durch Presspassung gepasst und gehalten. Die Gehäusewand W1 weist einen Lagerhalter (ersten Lagerhalter) 81 auf, um über den zylinderförmigen Kranz 26 die Doppelkugellager 24, 25 zu halten, und sie ist über eine ringförmige Verbindungswand (einen Verbindungsteil) 82 mit einem Außenwandteil 83 des Gehäuses 3 verbunden. Der Lagerhalter 81 ist zylinderförmig ausgebildet, sodass er den mittleren Wellenteil der Abtriebswelle 19, die Doppelkugellager 24, 25 und den zylinderförmigen Kranz 26 umgibt. In diesem Lagerhalter 81 ist ein Lageraufnahmeloch (Axialloch) 84 ausgebildet, das sich gerade in der Drehachsenrichtung (Axialrichtung) des Abtriebsbauteils 8, und zwar der Abtriebswelle 19, erstreckt. Dieses Lageraufnahmeloch 84 ist als ein Wellenaufnahmeloch gestaltet, in das die Abtriebswelle 19 drehbar eingepasst und eingeführt ist.
Das Lageraufnahmeloch 84 umfasst ein Kranzaufnahmeloch, um die Doppelkugellager 24, 25 und den zylinderförmigen Kranz 26 aufzunehmen. Dieses Kranzaufnahmeloch ist ein Kranzpresspassungsloch, in das ein äußerer Ringteil des zylinderförmigen Kranzes 26 pressgepasst ist, und es ist als ein Lagerpresspassungsloch gestaltet, in das über den zylinderförmigen Kranz 26 die jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 pressgepasst sind. Jedes Presspassungsloch ist auf der gleichen Achsenlinie wie das Lageraufnahmeloch 84 ausgebildet. Für einen Innenumfang des Lagerhalters 81 ist ein Niveauunterschied vorgesehen, um mit dem zylinderförmigen Kranz 26 im Eingriff zu stehen.
Die Doppelkugellager 24, 25 dienen als ein erstes Lager (Walzenlager), das in dem Lageraufnahmeloch 84 des Lagerhalters 81 aufgenommen ist, um die Abtriebswelle 19 des Abtriebsbauteils 8 in ihrer Drehrichtung gleitfähig zu tragen. Die Doppelkugellager 24, 25 weisen den Innenring, der um den Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 pressgepasst und befestigt ist, den Außenring, der in den Innenumfang des zylinderförmigen Kranzes 26 pressgepasst und befestigt ist, und die Stahlkugeln auf, die gleitfähig zwischen den zwei Lagerringen des Innenrings und Außenrings aufgenommen sind.
Die jeweiligen Innenringe der Doppelkugellager 24, 25 sind als ein Presspass- und Befestigungsteil gestaltet, das luftdicht um den Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 herum pressgepasst und befestigt ist. Die jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 sind als ein Presspass- und Befestigungsteil gestaltet, das luftdicht in den Innenumfang des zylinderförmigen Kranzes 26 pressgepasst und befestigt sind. Die Doppelkugellager 24, 25 weisen zwei Lippendichtungen (Dichtungsmittel), die jeweils zwischen den zwei Lagerringen und auf beiden Endseiten der Stahlkugeln in der Drehachsenrichtung angeordnet sind, und zwei Käfige auf, um eine Abtrennung der Stahlkugeln zu verhindern. Anstelle der Stahlkugeln kann ein wälzendes Element wie eine Walze eingesetzt werden. Anstelle der zwei Lippendichtungen kann ein Verstärkungsmaterial (Anbringungsring) aus Metall verwendet werden.
Der zylinderförmige Kranz 26 dieses Ausführungsbeispiels ist als eine Einheit aus Metall oder Kunstharz ausgebildet. Dieser zylinderförmige Kranz 26 ist zwischen einem Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 und einem Innenumfang der Gehäusewand W des Gehäuses 3 pressgepasst und befestigt. Der zylinderförmige Kranz 26 hat einen Außendurchmesser, der gleich groß wie oder größer als ein Hüllkreis mit der als Mitte dienenden Wellenmitte (Drehungsmittelachse) der Abtriebswelle 19 ist, die den Abtriebshebel 21, den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23 einhüllt.
Der zylinderförmige Kranz 26 ist als ein Presspassungs- und Befestigungsteil gestaltet, das luftdicht um den Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 herum pressgepasst und befestigt ist. Außerdem ist der zylinderförmige Kranz 26 als ein Presspassungs- und Befestigungsteil gestaltet, das luftdicht in den Innenraum der Gehäusewand W1 pressgepasst und befestigt ist. Der zylinderförmige Kranz 26 befindet sich mit einem Niveauunterschied der Gehäusewand W1 in Kontakt, um die Presspassungs- und Befestigungspositionen der Doppelkugellager 24, 25 und des zylinderförmigen Kranzes 26 zu begrenzen. Der zylinderförmige Kranz 26 ist zwischen dem Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 und dem Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 pressgepasst.
In dem zylinderförmigen Kranz 26 ist ein Lageraufnahmeloch 85 ausgebildet, das die Abtriebswelle 19 in ihrer Umfangsrichtung umgibt. Für den Innenumfang des zylinderförmigen Kranzes 26 sind zwei (erste und zweite) Presspassungslöcher vorgesehen, die auf der gleichen Achsenlinie wie das Lageraufnahmeloch 85 ausgebildet sind. Diese ersten und zweiten Presspassungslöcher sind in der Drehachsenrichtung der Abtriebswelle 19 nebeneinander vorgesehen. Die jeweiligen Außenringe, die äußere Ringteile der Doppelkugellager 24, 25 sind, sind in die zwei (ersten und zweiten) Presspassungslöcher pressgepasst und befestigt. Die zwei (ersten und zweiten) Presspassungslöcher können in der Drehachsenrichtung der Abtriebswelle 19 nebeneinander mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 wird kurz ein Verfahren zur Anbringung des AGR-Steuerventils dieses ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die 9 bis 11 sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren für das In-Passung-Bringen zwischen dem Mitnehmer und dem Joch darstellen.
Wie in 9 dargestellt ist, werden zunächst vor dem Anbringen des Abtriebbauteils 8 am Gehäuse 3 vorher das AGR-Ventil 1, das Joch 6, die Rückstellfeder 9, der Ventilsitz 11, das Metalllager 36, das Rohr 38, die Öldichtung 39 und der Federsitz 55 am Gehäuse 3 angebracht (erster Anbringungsvorgang).
Wie in den 8A bis 9 dargestellt ist, wird als Nächstes der erste vorstehende Wellenteil der Abtriebswelle 19 in das Passloch 66 des Abtriebsrads 17 gepasst, an dem das Magnetkreisteil (das Paar Joche 57, das Paar Magnete 58) befestigt ist. Das Abtriebsrad 17 wird am ersten vorstehenden Wellenteil der Abtriebswelle 19 befestigt, indem ein Vorsprungsteil, der so durch das Passloch 66 geht, dass er in die zylinderförmige Nabe 56 vorsteht, in eine Flanschform gequetscht wird.
Anschließend werden die Innenringe der Doppelkugellager 24, 25 um den Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 herum pressgepasst und befestigt. Danach wird der zylinderförmige Kranz 26 um den Außenumfang der Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 herum pressgepasst und befestigt. Die Doppelkugellager 24, 25 und der zylinderförmige Kranz 26 können aneinander vor der Anbringung am Außenumfang des mittleren Wellenteils der Abtriebswelle 19 angebracht werden.
Als Nächstes wird das erste Passloch des Abtriebshebels 21 auf den Außenumfang des zweiten vorstehenden Wellenteils der Abtriebswelle 19 gepasst, sodass der Abtriebshebel 21 am zweiten vorstehenden Wellenteil der Abtriebswelle 19 befestigt wird. Indem der Drehzapfen 22 in das zweite Passloch des Abtriebshebels 21 getrieben wird, wird dann der Mitnehmer 23 um einen Außenumfang eines Teils des Zapfens 22, der aus dem zweiten Passloch vorsteht, pressgepasst und befestigt. Auf die oben beschriebene Weise werden das Abtriebsrad 17, die Abtriebswelle 19, der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22, der Mitnehmer 23, die Doppelkugellager 24, 25 und der zylinderförmige Kranz 26 so zusammengebaut, dass sie das Abtriebsbauteil 8 bilden, in dem diese Komponenten (zu einer Baugruppe) vereint sind (zweiter Anbringungsvorgang).
Anschließend wird vom Öffnungsteil der Radeinhausung 14 die Sensorabdeckung 10 entfernt, und das Abtriebsbauteil 8 wird von der Seite des Öffnungsteils der Radeinhausung 14 aus entlang einer Drehachsenrichtung (Pfeilrichtung in 9) gerade in das Gehäuse 3 gedrückt, wobei der Presshalter, von dem ein Teil durch das Kreisbogenfenster 67 des Abtriebsrads 17 hindurchgeht, auf die ringförmige Endfläche des zylinderförmigen Kranzes 26 gepresst wird. Wie in 10 gezeigt ist, wird unterdessen ein Außenumfang des kreisförmigen Kranzes 26 in das Lageraufnahmeloch 85 der Gehäusewand W1 pressgepasst und befestigt.
Wie in 11 dargestellt ist, befindet sich der Mitnehmer 23 danach mit der Verjüngungsführungsfläche 72 des Jochs 6 in Kontakt, um durch diese Verjüngungsführungsfläche 72 in das Joch 6 geführt zu werden, sodass der Mitnehmer 23 problemlos in die Jochnut 27 eingeführt wird. Mit der Jochnut 27 des Jochs 6 und dem Drehzapfen 22 und dem Mitnehmer 23, die zusammen an einer vorbestimmten Eingriffsposition eingepasst (in Eingriff gebracht) werden, werden auf diese Weise das AGR-Ventil 1, das Joch 6 und das Abtriebsbauteil 8 an dem Gehäuse 3 angebracht (dritter Anbringungsvorgang).
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 8C wird kurz die Arbeitsweise des AGR-Steuerventils dieses ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Energiebeaufschlagung des Motors M, der das AGR-Ventil dieses Ausführungsbeispiels antreibt, wird von der ECU gesteuert.
Falls dem Motor M kein elektrischer Strom zugeführt wird, steht die Dichtungsfläche des Ventilkopfs 4, der in seiner Axialrichtung am Abtriebsteil (Außenumfang des Endes) des Ventilschafts 5 angeschweißt und befestigt ist, durch die Drängkraft (Federlast) der Rückstellfeder 9 mit dem Ventilsitz 11 im Eingriff. Dementsprechend sind die Durchgangslöcher 32 bis 34, die in dem Ventilköper 12 des Gehäuses 3 ausgebildet sind, geschlossen. Infolgedessen wird kein AGR-Gas in die saubere Ansaugluft (Frischluft) eingemischt, die durch einen Luftfilter gegangen ist (AGR gekappt).
Unter einer Betriebsbedingung (Betriebsbedingung der Kraftmaschine), bei der das AGR-Steuerventil geöffnet wird, erfolgt ein Ventilöffnungsvorgang, derart dass das AGR-Ventil 1 entsprechend der Betriebsbedingung mit einem vorbestimmten Ventilöffnungsgrad (Hebebetrag oder Hubbetrag) geöffnet wird. Dem Motor M wird dann elektrischer Strom zugeführt, um die Welle 7 des Motors M in einer Ventilöffnungsrichtung zu drehen. Dementsprechend wird die Drehkraft (das Drehmoment) des Motors M auf das Ritzelrad 15, das Zwischenrad 16 und das Abtriebsrad 17 übertragen. Danach wird die Abtriebswelle 19, zu der das Drehmoment vom Abtriebsrad 17 übertragen wird, in Übereinstimmung mit der Drehung des Abtriebsrads 17 um einen vorbestimmten Drehwinkel in der Ventilöffnungsrichtung gedreht. Anschließend wird der Abtriebshebel 21, zu dem das Drehmoment von der Abtriebswelle 19 übertragen wird, in Übereinstimmung mit der Drehung der Abtriebswelle 19 um einen vorbestimmten Drehwinkel (Nockenwinkel, der gleich dem Betätigungswinkel des Abtriebsrads 17 ist) in der Ventilöffnungsrichtung gedreht.
Der Drehzapfen 22 ist am vorstehenden Endteil des Abtriebshebels 21, d. h. an einer Position, die von der Drehungsmittelachse der Abtriebswelle 19 aus um einen vorbestimmten Abstand exzentrisch ist, angebracht. Wenn sich die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 drehen, wird ein Außenumfangsteil (Außenring) des Mitnehmers 23, der von dem Drehzapfen 22 getragen wird, mit der Nutseitenfläche der Jochnut 27 des Jochs 6 in Gleitkontakt gebracht. Dementsprechend wird die Drehbewegung in eine Linearbewegung umgewandelt. Dann werden der Ventilschaft 5 und das Joch 6 gegen die Drängkraft der Rückstellfeder 9 in der Bewegungsrichtung verstellt. Unterdessen wird der Ventilschaft 5 in seiner Bewegungsrichtung durch das Metalllager 36 des Gehäuses 3 geführt. Somit wird der Ventilschaft 5 in seiner Axialrichtung linear zur Ventilöffnungsseite verstellt. Als Folge der Linearverstellung des Ventilschafts 5 löst sich der Ventilkopf 4, der am Außenumfang (Außenumfang des fernen Endes) des Abtriebsteils des Ventilschafts 5 befestigt ist, vom Ventilsitz 11 des Gehäuses 3, um entsprechend der Kraftmaschinenbetriebsbedingung um einen vorbestimmten Hebebetrag oder Hubbetrag angehoben zu werden.
Indem wie oben beschrieben entsprechend dem Kraftmaschinenbetriebszustand der Strom (Antriebsstromwert oder angelegter Spannungswert), der dem Motor M zugeführt wird, variabel gesteuert wird, wird der Ventilöffnungsgrad des AGR-Steuerventils geändert. Dementsprechend wird die Menge an AGR-Gas eingestellt, die in die saubere Ansaugluft (Frischluft) eingeleitet (eingemischt) wird, die durch einen Luftfilter gegangen ist. Daher wird das AGR-Ventil bezüglich der Ventilöffnung auf einen Ventilöffnungsgrad gesteuert, der einem Steuerungssollwert entspricht. Folglich wird der AGR-Gasströmungsdurchgang (die Strömungsdurchgangslöcher 32 bis 34) geöffnet. Somit wird AGR-Gas, das ein Teil des Abgases ist, das aus jedem Zylinder der Kraftmaschine herausströmt, von einem abgezweigten Teil des Abgasdurchgangs, der in dem Abgasrohr ausgebildet ist, über den AGR-Gasströmungsdurchgang in einen einmündenden Teil des Ansaugdurchgangs, der in dem Ansaugrohr ausgebildet ist, zurückgeführt. Infolgedessen wird AGR-Gas in Ansaugluft eingemischt, die jedem Zylinder der Kraftmaschine zugeführt wird, und Schadstoffe (z. B. NOx), die im Abgas enthalten sind, werden dadurch verringert.
Im Folgenden werden die Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. In dem AGR-Steuerventil, das in der WO 2012/126876 A beschrieben wird (herkömmliches AGR-Steuerventil), ist zwischen dem Abtriebsrad und dem Exzenter keine Gehäusewand vorhanden, und es ist schwierig, Lager anzuordnen, um die Exzenterwelle in ihrer Drehrichtung gleitfähig zu tragen. Dementsprechend kommt es aufgrund einer Axialverformung der Exzenterwelle zu einem unzureichenden Eingriff zwischen dem Zwischenrad und dem Abtriebsrad. Infolgedessen gibt es ein Problem, dass Kraft des Elektromotors nicht wirksam zum Exzenter und dem Tellerventil übertragen wird.
In dem herkömmlichen AGR-Steuerventil befinden sich der Exzenter und das Verbindungsglied in direktem Kontakt, und somit gibt es ein Problem, dass der Gleitverlust groß ist und dass die Kraft des Elektromotors nicht wirksam auf das Tellerventil übertragen wird. Darüber hinaus gibt es bei dem herkömmlichen AGR-Steuerventil, wenn der Exzenter und das Verbindungsglied aneinander angebracht werden, ein Problem, dass die Anbringung zwischen dem Exzenter und dem Verbindungsglied schwierig ist und dass die Produktivität des AGR-Steuerventils gering ist.
Dementsprechend wird bei dem AGR-Steuerventil dieses Ausführungsbeispiels zwecks einer leichten Anordnung der Doppelkugellager 24, 25 zum drehbaren Tragen der Abtriebswelle 19 des Abtriebsbauteils 8, einer wirksamen Übertragung der Drehkraft des Motors M auf das AGR-Ventil 1 und das Joch 6 und eines verbesserten Eingriffszustands zwischen dem Zwischenrad 16 und dem Abtriebsrad 17 in dem Verlangsamungsmechanismus und zwecks einer leichten Anbringung zwischen dem Mitnehmer und dem Joch die oben beschriebene Gestaltung eingesetzt.
Und zwar sind für das Gehäuse 3, in dem das AGR-Ventil 1 und das Stellglied 2 eingebaut sind, die Gehäusewände W1, W2 vorgesehen, um die erste Aufnahmekammer 41, in der das AGR-Ventil 1 und der Verbindungsmechanismus aufgenommen sind, von der zweiten Aufnahmekammer 42 zu trennen, in der der Motor M und der Verlangsamungsmechanismus aufgenommen sind. Für die Gehäusewand W1 sind die Doppelkugellager 24, 25, die die Abtriebswelle 19 drehbar über den zylinderförmigen Kranz 26 tragen, und der zylinderförmige Lagerhalter 81 vorgesehen, der den Außenumfang der jeweiligen Außenringe dieser Doppelkugellager 24, 25 hält.
Indem der Lagerhalter 81 als eine Einheit mit der Gehäusewand W1 vorgesehen wird, die die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42 trennt, fällt die Anordnung der Doppelkugellager 24, 25, des zylinderförmigen Kranzes 26 und des Lagerhalters 81 sehr leicht. Dementsprechend kann die Axialverformung der Abtriebswelle 19 begrenzt werden, sodass ein Eingriff zwischen dem Zwischenrad 16 und dem Abtriebsrad 17 auf der Motorseite zum Übertragen der Drehkraft des Motors M auf das Abtriebsrad 17 verbessert wird. Infolgedessen kann die Drehkraft des Motors M wirksam auf den Ventilkopf 4, den Ventilschaft 5 und das Joch 6 übertragen werden, die das AGR-Ventil 1 bilden.
Indem für das Gehäuse 3 die Gehäusewände W1, W2 vorgesehen werden, um die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42 zu trennen, können der Motor M einschließlich der externen Verbindungsteile (der leitenden Verbindungsteile) der ersten und zweiten Bürstenanschlüsse 51, 52, um die elektrische Verbindung zu den ersten und zweiten Motoranschlüssen des Verbindungselements zur externen Verbindung herzustellen, und das Abtriebsrad 17, das sich bei Aufnahme der Drehkraft des Motors M vom Zwischenrad 16 aufgrund des Eingriffs mit dem Zwischenrad 16 dreht, luftdicht und flüssigkeitsdicht von der Ventil-Baugruppe (dem Ventilwellenteil) getrennt werden, das von dem AGR-Ventil 1, dem Joch 6, dem Abtriebshebel 21, dem Drehzapfen 22, dem Mitnehmer 23 usw. gebildet wird.
Dementsprechend kann eine geringe Menge korrosiven Gases (eines korrosiven Gases wie Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx), das in Abgas enthalten sind), die aus den Strömungsdurchgangslöchern 32 bis 34 über einen Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Ventilschafts 5 des AGR-Ventils 1 und dem Dichtungsgummi (Dichtungsteil) der von dem Lagerhalter 37 des Gehäuses 3 gehaltenen Öldichtung 39 in die erste Aufnahmekammer 41 eindringt, daran gehindert werden, in die zweite Aufnahmekammer 42 einzutreten. Infolgedessen kann eine fehlerhafte Leitung oder Kontaktschädigung der leitenden Verbindungsteile zwischen den ersten und zweiten Bürstenanschlüssen 51, 52 des Motors M und den ersten und zweiten Motoranschlüssen des Verbindungselements zur externen Verbindung verhindert werden.
Indem der zylinderförmige Kranz 26 um den Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 herum pressgepasst wird, wird das Abtriebsbauteil 8 im Zustand der Baugruppe zusammengebaut. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Kranzes 26 ist auf größer oder gleich dem Hüllkreis mit der als Mitte dienenden Wellenmitte (Drehungsmittelachse) der Abtriebswelle 19 eingestellt, der den Abtriebshebel 21, den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23 einhüllt. Für den Öffnungsteil 71 des Jochs 6 ist die Verjüngungsführungsfläche 72 zum Führen des Mitnehmers vorgesehen. Wenn der zylinderförmige Kranz 26 in die Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 pressgepasst wird, kann der Mitnehmer 23 dementsprechend aus der Axialrichtung der Abtriebswelle 19 in die Jochnut 27 eingeführt werden. Infolgedessen wird die Anbringung des Drehzapfens 22 und des Mitnehmers 23 am Joch 6 erleichtert. Folglich fällt die Anbringung des Abtriebsbauteils 8 am AGR-Ventil 1 und dem Gehäuse 3 leicht, sodass die Produktivität des AGR-Steuerventils verbessert werden kann.
Falls die Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 aus Aluminiumdruckguss besteht, werden durch die Verwendung eines Materials (z. B. rostfreier Stahl) für den zylinderförmigen Kranz 26, das ein ähnliches Elastizitätsmodul und einen ähnlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten wie die jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 hat, obwohl der zylinderförmige Kranz 26 in den Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 (das Lageraufnahmeloch 84 des Lagerhalters 81) pressgepasst wird, die jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 und der zylinderförmige Kranz 26 zum Beispiel in ihrer Dickenrichtung nicht leicht verformt. Aufgrund der Verhinderung einer Verringerung eines Zwischenraums zwischen den Lagerringen (eines Lagerinnenspalts), nachdem der zylinderförmige Kranz 26 pressgepasst wurde, wird dementsprechend eine Wirkung erzeugt, dass sich der Flächendruck des sich wälzenden Elements (der Kugel) verringert.
Zwischen dem Außenumfang der zylinderförmigen Nabe 56 des Abtriebsrads 17 und dem Innenumfang des Zahnbildungsteils 63 ist das Kreisbogenfenster 67 vorgesehen, durch den der Außendurchmesser des zylinderförmigen Kranzes 26 betrachtet werden kann. Wenn der zylinderförmige Kranz 26 in den Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 (das Lageraufnahmeloch 84 des Lagerhalters 81) pressgepasst wird, kann dementsprechend ein Teil des Presshalters zum Halten der ringförmigen Endfläche des zylinderförmigen Kranzes 26 eingeführt werden. Infolgedessen kann eine schräge Presspassung des zylinderförmigen Kranzes 26 in der Gehäusewand W1 begrenzt werden. Außerdem kann der Ventilschaft 5 des AGR-Ventils 1 auf einer Querseite des Motors M angeordnet werden. Somit kann die Größe des AGR-Steuerventils kompakter gestaltet werden.
– Zweites Ausführungsbeispiel –
Im Folgenden wird nun die Gestaltung eines AGR-Steuerventils eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die 12 bis 15 stellen das AGR-Steuerventil des zweiten Ausführungsbeispiels dar, das für ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) für die Kraftmaschine verwendet wird, bei dem die Erfindung eingesetzt wird. Die gleichen Bezugszahlen wie im ersten Ausführungsbeispiel geben die gleiche entsprechende Gestaltung oder Funktion an, und ihre Erläuterung wird weggelassen.
Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel umfasst ein Verbindungsmechanismus eines Stellglieds 2 dieses Ausführungsbeispiels ein Joch 6, einen Abtriebshebel 21, einen Drehzapfen 22 und einen Mitnehmer 23. Bei Aufnahme einer Drehkraft eines Motors M von dem Drehzapfen 22 über den Mitnehmer 23 bewegt sich das Joch 6 in der Axialrichtung eines Ventilschafts 5 hin und her, wobei auf ein in seiner Axialrichtung nahes Endteil (Antriebsteil) des Ventilschafts 5 ein Passungsteil 74 pressgepasst ist. Dementsprechend ist das Joch 6 so mit einem AGR-Ventil 1 verbunden, dass es als eine Einheit mit dem Ventil 1 beweglich ist. Somit wandelt das Joch 6 die Drehkraft des Motors M in eine Linearbewegung um, um das AGR-Ventil 1 hin und her zu bewegen.
Für einen Antriebsteil des Jochs 6 ist eine U-förmige Jochnut 27 vorgesehen, in die der vom Drehzapfen 22 getragene Mitnehmer 23 lösbar eingeführt werden kann. Diese Jochnut 27 ist eine vertiefte Nut, die sich auf zumindest Seitenflächen zweier Oberflächen öffnet und sich von einem Öffnungsteil 91 einer Seitenfläche einer Oberfläche der zwei Oberflächen aus zu einer Rückseite hin erstreckt. Darüber hinaus ist diese vertiefte Nut eine Radialnut (vertiefte Nut, die sich in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Ventilschafts 5 erstreckt), in die der vom Drehzapfen 22 getragene Mitnehmer 23 lösbar eingeführt werden kann.
Der Antriebsteil des Jochs 6 hat eine Polyederform (Hufeisenform im Querschnitt) mit mindestens vier (ersten bis vierten) seitlichen Oberflächen neben zwei Oberflächen, die sich in einer Richtung gegenüberliegen, die parallel zu einer Drehachsenrichtung eines Abtriebsbauteils 8 ist. Für die zwei Oberflächen, die sich in der zur Drehachsenrichtung des Abtriebsbauteils 8 parallelen Richtung gegenüberliegen, ist ein Schlitz (Öffnungsteil) vorgesehen, der generell die gleiche Form (U-Form) wie die Jochnut 27 hat. Der Mitnehmer 23 kann durch diesen Schlitz hindurch gesehen werden. Für die erste seitliche Oberfläche des Antriebsteils ist ein Seitenöffnungsteil vorgesehen, das sich in der zur Axialrichtung des Ventilschafts 5 senkrechten Richtung öffnet.
Die Jochnut 27 weist den Öffnungsteil 91 auf, um den Mitnehmer 23 in die Jochnut 27 einzuführen, wobei das Abtriebsbauteil 8 zum Zeitpunkt der Anbringung des Abtriebsbauteils 8, und zwar des Mitnehmers 23, am Joch 6 gedreht wird. Dieser Öffnungsteil 91 öffnet sich an einem Ende der Jochnut 27 in ihrer Längsrichtung und öffnet sich in der entgegengesetzten Richtung einer zur Axialrichtung des Ventilschafts 5 des AGR-Ventils 1 senkrechten Richtung, und zwar in einer Einführrichtung, in der der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 zum Zeitpunkt der Anbringung eingeführt werden. Für das Öffnungsteil 91 ist eine Verjüngungsführungsfläche 92 vorgesehen, deren Öffnungsbereich allmählich von ihrer Öffnungsseite zur Rückseite der Jochnut 27 hin klein wird, und die den Mitnehmer 23 in die Jochnut 27 leitet (führt).
Unter Bezugnahme auf die 12 bis 15 wird kurz ein Verfahren zur Anbringung des AGR-Steuerventils dieses zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die 12 bis 15 sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren für das In-Passung-Bringen zwischen dem Mitnehmer und dem Joch darstellen.
Wie in 12 dargestellt ist, werden vor einem Verschweißen und Befestigen eines Ventilkopfs 4 am Ventilschaft 5 zunächst vorher der Ventilschaft 5, das Joch 6, eine Rückstellfeder 9, ein Ventilsitz 11, ein Metalllager 36, ein Rohr 38, eine Öldichtung 39 und ein Federsitz 55 an einem Gehäuse 3 angebracht (erster Anbringungsvorgang). Wie in 12 dargestellt ist, werden dann ein Abtriebsrad 17, eine Abtriebswelle 19, der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22, der Mitläufer 23, Doppelkugellager 24, 25 und ein zylinderförmiger Kranz 26 vormontiert, um so das Abtriebsbauteil 8 zu bilden, indem diese Komponenten (zu einer Baugruppe) vereinheitlicht werden (zweiter Anbringungsvorgang).
Als Nächstes wird von einem Öffnungsteil einer Radeinhausung 14 eine Sensorabdeckung 10 entfernt, und das Abtriebsbauteil 8 wird von der Seite des Öffnungsteils der Radeinhausung 14 aus entlang seiner Drehachsenrichtung gerade in das Gehäuse 8 gedrückt, wobei mit einem Presshalter, von dem ein Teil durch ein Kreisbogenfenster 67 des Abtriebsrads 17 hindurchgeht, auf eine ringförmige Endfläche des kreisförmigen Kranzes 26 gepresst wird. Dementsprechend wird ein Außenumfang des zylinderförmigen Kranzes 26 in ein Lageraufnahmeloch 85 einer Gehäusewand W1 pressgepasst und befestigt. Unterdessen werden die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 in 12 vorher derart in Richtung des Gegenuhrzeigersinns gedreht, dass der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 nicht in die Jochnut 27 des Jochs 6 eingepasst werden, d. h. derart dass sich der Mitnehmer 23 nicht mit dem Antriebsteil des Jochs 6 in Kontakt befindet (dritter Anbringungsvorgang).
Wenn die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 in 13 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht werden, rutscht der Mitnehmer 23 anschließend in den Öffnungsteil 91 des Jochs 6. Indem der Mitnehmer 23 mit der Verjüngungsführungsfläche 92 des Jochs 6 in Kontakt gebracht wird, wird das Joch 6 an einem Außenumfang des Mitnehmers 23 montiert. Dementsprechend wird das Joch 6 zusammen mit dem Ventilschaft 5 leicht zu einer in 13 oberen Seite hin angehoben (vierter Anbringungsvorgang). Wenn die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 in 14 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht werden, wird danach der Mitnehmer 23 in die Führungsnut 27 des Jochs 6 eingeführt (fünfter Anbringungsvorgang).
In einem Zustand, in dem die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 in 15 so in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht sind, dass sie zur Rückseite der Jochnut 27 des Jochs 6 hin eingetreten sind, wird dann der Ventilkopf 4 am Ventilschaft 5 verschweißt und befestigt. Mit der Jochnut 27 des Jochs 6 sowie dem Drehzapfen 22 und dem Mitnehmer 23, die an einer vorbestimmten Eingriffsposition zusammengepasst sind (im Eingriff stehen), werden auf diese Weise das AGR-Ventil 1, das Joch 6 und das Abtriebsbauteil 8 an dem Gehäuse 3 angebracht (sechster Anbringungsvorgang).
Es werden nun unten die Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie zuvor beschrieben wurde, sind in dem AGR-Steuerventil dieses Ausführungsbeispiels für das Gehäuse 3 des AGR-Steuerventils die Gehäusewände W1, W2 vorgesehen, um eine erste Aufnahmekammer 41, in der das AGR-Ventil 1 und ein Umwandlungsmechanismus aufgenommen sind, von einer zweiten Aufnahmekammer 42 zu trennen, in der der Motor M und ein Verlangsamungsmechanismus aufgenommen sind. Darüber hinaus sind für die Gehäusewand W1 die Doppelkugellager 24, 25, die über den zylinderförmigen Kranz 26 die Abtriebswelle 19 drehbar tragen, und ein zylinderförmiger Lagerhalter 81 vorgesehen, der einen Außenumfang jeweiliger Außenringe dieser Doppelkugellager 24, 25 hält. Dementsprechend können ähnliche Wirkungen wie im ersten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
Der Antriebsteil des Jochs 6 hat eine Polyederform (Hufeisenform im Querschnitt) mit mindestens vier (ersten bis vierten) seitlichen Oberflächen zusätzlich zu den zwei gegenüberliegenden Oberflächen. Indem der zylinderförmige Kranz 26 um den Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 pressgepasst wird, wird das Abtriebsbauteil 8 im Zustand der Baugruppe montiert. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Kranzes 26 ist auf größer oder gleich dem Hüllkreis mit der als seine Mitte dienenden Wellenmitte (Drehungsmittelachse) der Abtriebswelle 19 eingestellt, der den Abtriebshebel 21, den Drehzapfen 22 und den Mitnehmer 23 einhüllt. Für den Öffnungsteil 91 des Jochs 6 ist die Verjüngungsführungsfläche 92 zum Führen des Mitnehmers vorgesehen.
Dementsprechend wird das Abtriebsbauteil 8 auf eine solche Weise am Gehäuse 3 angebracht, dass der zylinderförmige Kranz 26 zwischen dem Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 und einem Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 in einer Position pressgepasst und befestigt wird, in der der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 nicht in die Jochnut 27 des Jochs 6 eingepasst sind (an einer Stelle außerhalb der Nut 27). Dann werden die Abtriebswelle 19 und der Abtriebshebel 21 in 15 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht. Infolgedessen können der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 gleitend in die Jochnut 27 des Jochs 6 eingeführt werden. Infolgedessen wird die Anbringung des Drehzapfens 22 und des Mitnehmers 23 am Joch 6 vereinfacht. Folglich fällt die Anbringung des Abtriebsbauteils 8 am AGR-Ventil 1 und dem Gehäuse 3 leicht, sodass die Produktivität des AGR-Steuerventils verbessert werden kann.
Es werden nun Abwandlungen der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben. In diesen Ausführungsbeispielen wird das Abgassteuerventil, das für das Abgassystem der Erfindung genutzt wird, bei dem AGR-Steuerventil eingesetzt, das in das Abgasrückführungssystem für die Kraftmaschine eingebaut wird. Alternativ kann das Abgassteuerventil, das für das Abgassystem der Erfindung genutzt wird, zum Beispiel bei einem Wastegate-Ventil, einem Schneckenumschaltventil, einem Abgasströmungssteuerventil, einem Abgasdrucksteuerventil, einem Abgasumschaltventil oder einem Abgasdrosselventil eingesetzt werden, das in das Abgassystem der Kraftmaschine eingebaut wird.
Als Ventilelement des AGR-Steuerventils oder des Abgassteuerventils wird das Tellerventil eingesetzt. Alternativ kann über einen Verbindungsmechanismus, der zwischen einem Ventil und einem Schaft liegt, ein Drehschieberventil wie ein Schmetterlingsventil, ein Klappenventil, ein Plattenventil oder ein Drehventil eingesetzt werden. Darüber hinaus kann ein Doppeltellerventil eingesetzt werden. Außerdem kann anstelle des Ventilschafts 5 als die Welle (Ventilschaft) ein Betätigungsstab verwendet werden, der sich in der Axialrichtung erstreckt.
In den Ausführungsbeispielen wird der zylinderförmige Kranz 26 um den Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 pressgepasst und befestigt, bevor der zylinderförmige Kranz 26 in den Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3, d. h. in das Innere des Lageraufnahmelochs 84 des Lagerhalters 81, pressgepasst wird. Alternativ kann der zylinderförmige Kranz 26, nachdem er um den Außenumfang der jeweiligen Außenringe der Doppelkugellager 24, 25 herum angebracht wurde, vor der Anbringung des Abtriebsrads 17 an dem ersten vorstehenden Wellenteil (Antriebsteil) der Abtriebswelle 19 in den Innenumfang der Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 pressgepasst und befestigt werden.
In diesen Ausführungsbeispielen ist für die Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 der zylinderförmige Lagerhalter (erster Lagerhalter) 81 vorgesehen, um über den zylinderförmigen Kranz 26 den Außenumfang jeweiliger Außenringe der Doppelkugellager (des ersten Lagers) 24, 25 zu halten. Alternativ kann für die Gehäusewand W1 des Gehäuses 3 der zylinderförmige erste Lagerhalter ohne den dazwischen liegenden zylinderförmigen Kranz 26 vorgesehen werden, um den Außenumfang des ersten Lagers direkt zu halten (zu tragen).
Als das erste Lager kann anstelle der Doppelkugellager 24, 25 ein Kugellager mit einem Schmieröl darin eingesetzt werden. Darüber hinaus kann als das erste Lager ein mit Öl getränktes, zylinderförmiges Sinterlager (Metallbuchse), das mit Schmieröl getränkt ist, eingesetzt werden. Außerdem kann ein Lager einer solchen Bauart eingesetzt werden, die durch einen Schmierölzuführungsmechanismus einem ersten Gleitteil (Gleitzwischenraum) zwischen dem ersten Lager und der Abtriebswelle und einem zweiten Gleitteil (Gleitzwischenraum) zwischen dem zweiten Lager und dem Ventilschaft Schmieröl zuführt, ohne die ersten und zweiten Lager mit Schmieröl zu tränken.
Der Abtriebshebel 21, der Drehzapfen 22 und der Mitnehmer 23 können so zusammengebaut werden, dass sie eine Mitnehmerbaugruppe bilden, in der diese Komponenten (zu einer Baugruppe) vereinheitlicht sind, bevor der Abtriebshebel 21 an dem zweiten vorstehenden Wellenteil (Abtriebsteil) der Abtriebswelle 19 angebracht wird, und die Mitnehmer-Baugruppe kann an dem zweiten vorstehenden Wellenteil (Abtriebsteil) der Abtriebswelle 19 angebracht werden. Als Ersatz für den Mitnehmer 23, der von einem Kugellager gebildet wird, kann eine Mitnehmerwalze verwendet werden, die drehbar von einem Außenumfang des Drehzapfens 22 getragen wird.
Außerdem kann als die Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) als Ersatz für den Mehrzylinder-Dieselmotor ein Mehrzylinder-Benzinmotor verwendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung bei einem Einzylindermotor eingesetzt werden. Das mit der Spule verbundene Verbindungselement kann eine Bürste sein, die sich mit einem Kommutator in Presskontakt befindet, der elektrisch mit einer Rotorspule eines Motors verbunden ist. Der Leiter, der zur Spule ausgebildet ist, kann eine Statorspule eines Motors sein.
Zusammengefasst lässt sich das Abgassystem für eine Brennkraftmaschine der obigen Ausführungsbeispiele wie folgt beschreiben.
Ein Abgassystem für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Gehäuse 3, ein Ventil 1, ein Stellglied 2, eine erste Aufnahmekammer 41 und eine zweite Aufnahmekammer 42–44. Das Gehäuse weist einen Strömungsdurchgang 31–35 auf, durch den Abgas aus der Kraftmaschine strömt. Das Ventil 1 weist ein Ventilelement 4 und einen Ventilschaft 5 auf. Das Ventilelement 4 ist so gestaltet, dass es den Strömungsdurchgang 31–35 öffnet oder schließt. Der Ventilschaft 5 trägt das Ventilelement 4. Das Stellglied 2 weist einen Motor M und ein Abtriebsbauteil 8 auf. Der Motor M ist so gestaltet, dass er bei Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Motor M Kraft zum Antreiben des Ventils 1 erzeugt. Das Abtriebsbauteil 8 ist so gestaltet, dass es die vom Motor M erzeugte Kraft über den Ventilschaft 5 zum Ventilelement 4 überträgt. Das Ventil 1 und das Stellglied 2 sind in dem Gehäuse 3 eingebaut. Das Abtriebsbauteil 8 weist ein Abtriebsrad 17, eine Abtriebswelle 19 und einen Mitnehmer 23 auf. Das Abtriebsrad 17 ist so gestaltet, dass es die Kraft des Motors M aufnimmt, sodass es sich dreht. Die Abtriebswelle 19 ist auf einer Mittelachse der Drehung des Abtriebsrads 17 angeordnet und mit dem Abtriebsrad 17 so gekoppelt, dass sie mit dem Abtriebsrad 17 als eine Einheit drehbar ist. Der Mitnehmer 23 ist bezüglich der Mittelachse der Drehung der Abtriebswelle 19 exzentrisch angeordnet und mit der Abtriebswelle 19 so verbunden, dass er als eine Einheit mit der Abtriebswelle 19 drehbar ist. Die erste Aufnahmekammer 41 nimmt zumindest den Ventilschaft 5 und den Mitnehmer 23 auf. Die zweite Aufnahmekammer 42–44 nimmt zumindest den Motor M und das Abtriebsrad 17 auf. Das Gehäuse 3 weist außerdem eine Gehäusewand W1, W2 auf, die die erste Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42–44 trennt. Die Gehäusewand W1, W2 weist ein erstes Lager 24, 25 und einen zylinderförmigen ersten Lagerhalter 81 auf. Das erste Lager 24, 25 trägt gleitfähig die Abtriebswelle 19 in ihrer Drehrichtung. Der erste Lagerhalter 81 hält einen Außenumfang des ersten Lagers 24, 25. Indem für die Gehäusewände W1, W2 zum Trennen der ersten Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42–44 der erste Lagerhalter 81 vorgesehen wird, fällt dementsprechend die Anordnung des ersten Lagers 24, 25 und des ersten Lagerhalters 81 sehr leicht. Infolgedessen kann die Axialverformung der Abtriebswelle 19 begrenzt werden, um so den Eingriff zwischen dem motorseitigen Rad zum Übertragen der Kraft des Motors M auf das Abtriebsrad 17 und dem Abtriebsrad 17 zu verbessern. Somit kann die Kraft des Motors M wirksam auf das Joch 6 und das Ventil 1 übertragen werden.
Infolge der Gehäusewände W1, W2 zum Trennen der ersten Aufnahmekammer 41 von der zweiten Aufnahmekammer 42–44 können zum Beispiel der Motor M einschließlich des leitenden Verbindungsteils zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der Außenseite und das Abtriebsrad 17, das sich bei Aufnahme der Kraft dieses Motors M dreht, von dem Ventil 1 (zumindest vom Ventilschaft 5) und dem Mitnehmer 23 getrennt werden. Dementsprechend kann verhindert werden, dass eine kleine Menge korrosiven Gases, das aus dem Strömungsdurchgang 31–35 durch einen Zwischenraum (z. B. ein Dichtungsteil) zwischen dem Ventilschaft 5 des Ventils 1 und dem Gehäuse 3 in die erste Aufnahmekammer 41 eindringt (korrosives Gas, das im Abgas enthalten ist) daran gehindert werden, in die zweite Aufnahmekammer 42–44 einzudringen. Daher kann eine fehlerhafte Leitung oder eine Kontaktschädigung des leitenden Verbindungsteils zwischen dem Motor M und der Außenseite verhindert werden.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele und Aufbauformen beschränkt ist. Die Erfindung soll verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken. Außerdem sind im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung auch verschiedene Kombinationen und Gestaltungen, andere Kombinationen und Gestaltungen mit mehr oder weniger Elementen vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/126876 A [0003, 0095]

Claims

Abgassystem für eine Brennkraftmaschine, mit: einem Gehäuse (3), das einen Strömungsdurchgang (31–35) aufweist, durch den Abgas aus der Kraftmaschine strömt; einem Ventil (1), das Folgendes umfasst: ein Ventilelement (4), das so gestaltet ist, dass es den Strömungsdurchgang (31–35) öffnet oder schließt; und einen Ventilschaft (5), der das Ventilelement (4) trägt; einem Stellglied (2), das Folgendes umfasst: einen Motor (M), der so gestaltet ist, dass er bei Zufuhr von elektrischen Strom zum Motor (M) Kraft zum Antreiben des Ventils (1) erzeugt; und ein Abtriebsbauteil (8), das so gestaltet ist, dass es die vom Motor (M) erzeugte Kraft über den Ventilschaft (5) auf das Ventilelement (4) überträgt, wobei: das Ventil (1) und das Stellglied (2) in dem Gehäuse (3) eingebaut sind; und das Abtriebsbauteil (8) Folgendes umfasst: ein Abtriebsrad (17), das so gestaltet ist, dass es die Kraft des Motors (M) aufnimmt, sodass es sich dreht; eine Abtriebswelle (19), die auf einer Mittelachse der Drehung des Abtriebsrads (17) angeordnet ist und mit dem Abtriebsrad (17) so gekoppelt ist, dass sie als eine Einheit mit dem Abtriebsrad (17) drehbar ist; und einen Mitnehmer (23), der bezüglich der Mittelachse der Drehung der Abtriebswelle (19) exzentrisch angeordnet ist und mit der Abtriebswelle (19) so verbunden ist, dass er als eine Einheit mit der Abtriebswelle (19) drehbar ist; einer ersten Aufnahmekammer (41), die zumindest den Ventilschaft (5) und den Mitnehmer (23) aufnimmt; und einer zweiten Aufnahmekammer (42–44), die zumindest den Motor (M) und das Abtriebsrad (17) aufnimmt, wobei: das Gehäuse (3) außerdem eine Gehäusewand (W1, W2) aufweist, die die erste Aufnahmekammer (41) von der zweiten Aufnahmekammer (42–44) trennt; und die Gehäusewand (W1, W2) Folgendes umfasst: ein erstes Lager (24, 25), das die Abtriebswelle (19) in ihrer Drehrichtung gleitfähig trägt; und einen zylinderförmigen ersten Lagerhalter (81), der den Außenumfang des ersten Lagers (24, 25) hält.
Abgassystem nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (3) außerdem Folgendes aufweist: ein zylinderförmiges zweites Lager (36), das den Ventilschaft (5) in seiner Bewegungsrichtung gleitfähig trägt; und einen zylinderförmigen zweiten Lagerhalter (37), der den Außenumfang des zweiten Lagers (36) hält.
Abgassystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stellglied (2) außerdem Folgendes aufweist: einen Verlangsamungsmechanismus (15–19), der so gestaltet ist, dass er eine Drehung des Motors (M) untersetzt, um die untersetzte Drehung zur Abtriebswelle (19) zu übertragen; und einen Umwandlungsmechanismus (6, 21–23, 27), der so gestaltet ist, dass er eine Drehbewegung der Abtriebswelle (19) in eine Linearbewegung des Ventilschafts (5) umwandelt.
Abgassystem nach Anspruch 3, wobei: der Umwandlungsmechanismus (6, 21–23, 27) Folgendes aufweist: einen Hebel (21), der so mit der Abtriebswelle (19) gekoppelt ist, dass er als eine Einheit mit der Abtriebswelle (19) drehbar ist und radial von der Abtriebswelle (19) nach außen vorsteht; einen Exzenterzapfen (22), der von dem Hebel (21) gehalten wird; und ein Joch (6, 27), das so gestaltet ist, dass es die Kraft des Motors (M) vom Exzenterzapfen (22) über den Mitnehmer (23) so aufnimmt, dass es sich in einer Axialrichtung des Ventilschafts (5) hin und her bewegt, und das mit dem Ventilschaft (5) so gekoppelt ist, dass es als eine Einheit mit dem Ventilschaft (5) beweglich ist; und der Mitnehmer (23) drehbar vom Außenumfang des Exzenterzapfens (22) getragen wird und gleitfähig in dem Joch (6, 27) eingeführt ist.
Abgassystem nach Anspruch 4, wobei: das Joch (6, 27) eine Jochnut (27) aufweist, in die der Mitnehmer (23) eingeführt werden kann; die Jochnut (27) einen Öffnungsteil (71) aufweist, durch den der Mitnehmer (23) in die Jochnut (27) eingeführt wird, wobei das Abtriebsbauteil (8) linear versetzt wird, wenn der Mitnehmer (23) am Joch (6) angebracht wird; und sich das Öffnungsteil (71) in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Ventilschafts (5) öffnet.
Abgassystem nach Anspruch 5, wobei der Öffnungsteil (71) eine Verjüngungsführungsfläche (72) aufweist, deren Öffnungsbereich allmählich von seiner Öffnungsseite zu einer Rückseite der Jochnut (27) hin klein wird und die den Mitnehmer (23) in die Jochnut (27) führt.
Abgassystem nach Anspruch 3, wobei der Umwandlungsmechanismus (6, 21–23, 27) Folgendes aufweist: einen Hebel (21), der so mit der Abtriebswelle (19) verbunden ist, dass er als eine Einheit mit der Abtriebswelle (19) drehbar ist und radial außerhalb der Abtriebswelle (19) vorsteht; einen Exzenterzapfen (22), der von dem Hebel (21) gehalten wird; und ein hufeisenförmiges Joch (6, 27), das so gestaltet ist, dass es die Kraft des Motors (M) vom Exzenterzapfen (22) über den Mitnehmer (23) so aufnimmt, dass es sich in einer Axialrichtung des Ventilschafts (5) hin und her bewegt, und das mit dem Ventilschaft (5) so gekoppelt ist, dass es als eine Einheit mit dem Ventilschaft (5) beweglich ist; und der Mitnehmer (23) drehbar vom Außenumfang des Exzenterzapfens (22) getragen wird und gleitfähig in dem Joch (6, 27) eingeführt ist.
Abgassystem nach Anspruch 7, wobei: das Joch (6, 27) eine Jochnut (27) aufweist, in die der Mitnehmer (23) eingeführt werden kann; die Jochnut (27) einen Öffnungsteil (91) aufweist, durch den der Mitnehmer (23) in die Jochnut (27) eingeführt wird, wobei das Abtriebsbauteil (8) gedreht wird, wenn der Mitnehmer (23) am Joch (6) angebracht wird; und sich das Öffnungsteil (91) in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Ventilschafts (5) öffnet.
Abgassystem nach Anspruch 8, wobei der Öffnungsteil (91) eine Verjüngungsführungsfläche (92) aufweist, deren Öffnungsbereich allmählich von seiner Öffnungsseite zu einer Rückseite der Jochnut (27) hin klein wird und die den Mitnehmer (23) in die Jochnut (27) führt.
Abgassystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei: die Gehäusewand (W1, W2) außerdem einen zylinderförmigen Kranz (26) aufweist, der um den Außenumfang des ersten Lagers (24, 25) herum pressgepasst ist; und der Kranz (26) einen Außendurchmesser hat, der gleich groß wie oder größer als ein Hüllkreis mit einer als seine Mitte dienenden Wellenmitte der Abtriebswelle (19) hat, der den Hebel (21), den Exzenterzapfen (22) und den Mitnehmer (23) einhüllt.
Abgassystem nach Anspruch 10, wobei das Abtriebsrad (17) ein Fenster (67) aufweist, durch das der Außendurchmesser des Kranzes (26) betrachtet werden kann.
Abgassystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei: eine Endseite der Abtriebswelle (19) in ihrer Axialrichtung so von einem offenen Ende auf der Seite der ersten Aufnahmekammer (41) in die erste Aufnahmekammer (41) vorsteht, dass sie mit dem Hebel (21) gekoppelt ist, der mit ihr als eine Einheit drehbar ist; und die andere Endseite der Abtriebswelle (19) in ihrer Axialrichtung so von einem offenen Ende auf der Seite der zweiten Aufnahmekammer (42–44) in die zweite Aufnahmekammer (42–44) vorsteht, dass sie mit dem Abtriebsrad (17) gekoppelt ist, das mit ihr als eine Einheit drehbar ist.
Abgassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit außerdem einer Abdeckung (10), wobei: der Motor (M) eine Spule und einen Anschluss (51, 52) aufweist, der leitend mit einem mit der Spule verbundenen Leiter oder mit einem zur Spule ausgebildeten Leiter verbunden ist; die Abdeckung (10) ein Verbindungselement (54) zur externen Verbindung aufweist, um mittels des Anschlusses (51, 52) eine elektrische Verbindung zwischen dem Motor (M) und einer externen Vorrichtung herzustellen; und das Gehäuse (3) außerdem einen vertieften Teil aufweist, der zwischen dem Gehäuse (3) und der Abdeckung (10) als die zweite Aufnahmekammer (42–44) gestaltet ist.