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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit einer Welle integriertes (mit einer Welle einstückig gestaltetes) Zahnrad und eine Abgasventilantriebsvorrichtung.
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HINTERGRUND
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Um die Abgaseffizienz und die Lautlosigkeit eines Fahrzeugs zu verbessern, ist eine Abgasventilantriebsvorrichtung angewendet worden, die dem Schalten von Abgaskanälen durch Öffnen und Schließen eines in einem Schalldämpfer eingebauten Abgasventils dient. Was die Abgasventilantriebsvorrichtung anbelangt, so ist ein Aufbau bekannt, der eine Drehwelle, die mit dem Abgasventil zu verbinden ist; einen Motor zum Drehen der Drehwelle; und einen Positionssensor aufweist zum Erfassen einer Drehposition der Drehwelle.
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Hierbei strömt ein Abgas mit hoher Temperatur (beispielsweise gleich wie oder mehr als 200°C) in einen Abgaskanal eines Fahrzeugs. In diesem Fall kann es sein, dass ein Motor und ein Positionssensor aufgrund der Wärme versagen, die von dem Abgasventil durch die Drehwelle geleitet wird. In dieser Hinsicht ist eine Abgasventilantriebsvorrichtung bekannt, bei der ein Abgasventil, ein Motor und ein Positionssensor so aufgebaut sind, dass der Motor und der Positionssensor von dem Abgasventil separat sind, und eine Wärmeisolationsplatte zwischen dem Abgasventil und dem Motor vorgesehen ist (sh. beispielsweise Patentdokument 1 (veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung
JP 2001-289 071 )).
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ZUSAMMENFASSUNG
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In der Abgasventilbetriebsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Patentdokument 1 kann jedoch ein Vorrichtungsaufbau vergrößert werden aufgrund einer Separation zwischen dem Abgasventil und dem Motor. Des Weiteren ist es erforderlich, die Wärmeisolationsplatte zwischen dem Abgasventil und dem Motor vorzusehen, so dass die Anzahl an Bauteilen zunehmen kann, und der Aufbau kann kompliziert werden.
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Hierbei kann ein Aufbau derartig berücksichtigt werden, bei dem eine Drehwelle und ein Zahnrad aus einem Harzmaterial mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit so ausgebildet werden, dass eine Wärmeleitung von dem Abgasventil zu dem Motor unterdrückt wird. Wenn jedoch ein Zahnrad aus einem Harzmaterial ausgebildet ist, kann die Festigkeit des Zahnrades unzureichend sein, und das Zahnrad kann durch einen Stoß während des Öffnens und Schließens des Abgasventils beschädigt werden. Folglich kann es sein, dass das Zahnrad nicht in der Lage ist, eine Antriebskraft des Motors zu übertragen, und es kann sein, dass das Abgasventil nicht in der Lage ist, geöffnet und geschlossen zu werden.
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend dargelegte Problematik gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit einer Welle integriertes Zahnrad mit einem kleinen und einfachen Aufbau so vorzusehen, dass eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle zu einem anzutreibenden Zielobjekt übertragen werden kann, und dass eine Wärmeisolationseigenschaft zwischen dem anzutreibenden Zielobjekt und der Antriebsquelle günstig ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein mit einer Welle integriertes Zahnrad geschaffen worden, das eine Drehwelle, die aus einem Harzmaterial ausgebildet ist; und ein zylindrisches Zahnrad hat, das aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, wobei das zylindrische Zahnrad um einen Zahnradstützabschnitt der Drehwelle herum sitzt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abgasventilantriebsvorrichtung geschaffen worden, die folgendes aufweist: ein mit einer Welle integriertes Zahnrad, das eine Drehwelle, die aus einem Harzmaterial ausgebildet ist; und ein zylindrisches Zahnrad hat, das aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, wobei das zylindrische Zahnrad um einen Zahnradstützabschnitt der Drehwelle herum sitzt; eine Antriebsquelle, die mit dem zylindrischen Zahnrad verbunden ist, um das mit der Welle integrierte Zahnrad anzutreiben; einen Positionssensor, der eine Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades erfasst; und einen Verbindungsmechanismus, der das mit der Welle integrierte Zahnrad mit einem Abgasventil verbindet, wobei das Abgasventil in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors eingebaut ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein mit einer Welle integriertes Zahnrad geschaffen worden, das einen kleinen und einfachen Aufbau derart hat, dass eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle zu einem anzutreibenden Zielobjekt übertragen werden kann, und dass eine Wärmeisolationseigenschaft zwischen dem anzutreibenden Zielobjekt und der Antriebsquelle günstig ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B zeigen Darstellungen eines Beispiels einer Abgasventilantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Abgasventilantriebsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnitts einer Abgasventilantriebsvorrichtung aus 1B entlang einer Linie A-A.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnitts der Abgasventilantriebsvorrichtung von 1B entlang einer Linie B-B.
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Die 5A und 5B zeigen Darstellungen eines Beispiels eines Hauptabschnittes, der ein mit einer Welle integriertes Zahnrad gemäß dem Ausführungsbeispiel hat.
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6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Hauptabschnittes, der das mit der Welle integrierte Zahnrad gemäß dem Ausführungsbeispiel hat.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht des Hauptabschnittes, der das mit der Welle integrierte Zahnrad gemäß dem Ausführungsbeispiel hat.
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8 zeigt eine Draufsicht auf einen Rotor gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zahnrades gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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10 zeigt eine Draufsicht auf das Zahnrad gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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11 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnitts des Zahnrades aus 10 entlang einer Linie C-C.
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Die 12A und 12B zeigen Darstellungen eines Aufbaus zum Stützen des Zahnrades durch einen Zahnradstützabschnitt gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist hierbei zu beachten, dass in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen den Elementen mit gleichem Aufbau zugewiesen sein können und dadurch eine wiederholte Beschreibung unterbleiben kann.
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Zunächst ist eine Abgasventilantriebsvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Abgasventilantriebsvorrichtung 10 ist beispielsweise mit einem Abgasventil (Auslassventil) verbunden, das in einem Schalldämpfer eines Fahrzeugs eingebaut ist; und die Abgasventilantriebsvorrichtung 100 öffnet und schließt das Abgasventil, so dass ein Abgaskanal für ein von einem Verbrennungsmotor abgegebenen Abgas geschaltet werden kann.
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Die 1A und 1B zeigen Darstellungen eines Beispiels der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel. 1A zeigt eine Seitenansicht der Abgasventilantriebsvorrichtung 100; und 1B zeigt eine Draufsicht auf die Abgasventilantriebsvorrichtung 100. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnitts der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 von 1B entlang einer Linie 1A-A, und der Querschnitt tritt durch eine Drehwelle des mit einer Welle integrierten Zahnrades 30. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnitts der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 aus 1B entlang einer Linie B-B, und der Querschnitt tritt durch eine Antriebswelle eines Motors 40.
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Wie dies in den 1 bis 4 gezeigt ist, hat die Abgasventilantriebsvorrichtung 100 einen Positionssensor 10; einen Rotor 20; ein mit einer Welle integriertes Zahnrad 30; einen Motor 40 als eine Antriebsquelle; eine Verbindung 50 als ein Verbindungsmechanismus; ein oberes Gehäuse 101 und ein unteres Gehäuse 103.
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Der Positionssensor 10 ist an einer oberen Fläche des oberen Gehäuses 101 durch zwei Schrauben 12 fixiert. Eine Dichtung 11 für ein wasserdichtes Abdichten ist zwischen dem Positionssensor 10 und dem oberen Gehäuse 101 vorgesehen. Der Positionssensor 10 weist einen magnetischen Sensor auf, wie beispielsweise ein Hall-Element; und der Positionssensor 10 erfasst eine Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades 30.
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Der Rotor 20 ist an einem oberen Ende einer Drehwelle des mit einer Welle integrierten Zahnrades 30 durch eine Schraube 21 fixiert. Der Rotor 20 ist so ausgebildet, dass er eine zylindrische Form hat; und ein Dauermagnet und eine Jochtafel sind an der Innenumfangsfläche des Rotors 20 eingebaut. Der Positionssensor 10 erfasst durch den magnetischen Sensor eine Schwankung der Magnetflussdichte des Rotors 20, der sich mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 dreht, und dadurch erfasst der Positionssensor 10 eine Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades 30.
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In dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 ist ein aus einem Metallmaterial ausgebildetes Zahnrad durch ein Zweistufenformverfahren (sogenanntes insert molding) zusammen mit der aus einem Harzmaterial ausgebildeten Drehwelle einstückig ausgebildet. Das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 ist durch das untere Gehäuse 103 durch einen O-Ring 31 gestützt. Der Rotor 20 ist an einem oberen Ende des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 fixiert; und eine Verbindung (ein Anschlußstück) 50 ist an einem unteren Ende des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 fixiert.
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Wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, steht das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 mit einem Schneckenrad 41 des Motors 40 in Eingriff; und das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 wird durch den Motor 40 gedreht, wenn eine Antriebskraft von dem Motor 40 übertragen wird. Indem der Motor 40 drehend angetrieben wird, wird eine Antriebskraft von dem Schneckenrad 41 übertragen, und das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 wird zusammen mit dem Rotor 20 und der Verbindung 50 angetrieben.
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Der Motor 40 ist zwischen dem oberen Gehäuse 101 und dem unteren Gehäuse 103 eingebaut; und der Motor 40 ist durch einen plattenförmigen Halter 42 und zwei O-Ringe 45 und 46 gestützt. Wie dies in 2 gezeigt ist, ist der Halter 42 an dem oberen Gehäuse 101 durch zwei Schrauben 43 fixiert.
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Wie dies in 4 gezeigt ist, ist in dem Motor 40 das Schneckenrad 41, das mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 in Eingriff steht, an einem Endabschnitt einer Antriebswelle 47 vorgesehen. Der Motor 40 wird durch eine an der Außenseite (außerhalb) vorgesehene Steuereinrichtung so gesteuert, dass der Motor 40 drehend angetrieben wird; und der Motor 40 bewirkt, dass das mit dem Schneckenrad 41 in Eingriff stehende mit der Welle integrierte Zahnrad 30 gedreht wird.
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Die Verbindung 50 ist an einem unteren Endabschnitt der Drehwelle des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 durch einen Stift 51 fixiert; und die Verbindung 50 dreht sich zusammen mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30. Die Verbindung 50 steht in Eingriff mit einer Ventilwelle zum Drehen eines Ventilelementes eines Abgasventils. Indem die Verbindung 50 zusammen mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 gedreht wird, wird die Ventilwelle des Abgasventils dazu gebracht, dass sie dreht, wodurch ein Abgaskanal geöffnet oder geschlossen wird.
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Sowohl das obere Gehäuse 101 als auch das untere Gehäuse 103 ist beispielsweise aus einem Harzmaterial ausgebildet. Das obere Gehäuse 101 und das untere Gehäuse 103 sind durch eine Dichtung 102 für ein wasserdichtes Abdichten verbunden; und das obere Gehäuse 101 und das untere Gehäuse 103 bringen in ihm einen Zahnradabschnitt des mit der Welle integrierten Zahnrades 30, einen Motor 40, usw. unter. Ein Drahtgeflecht 104 ist an einem Umfangsabschnitt einer unteren Fläche des oberen Gehäuses 101 angebracht.
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Nachstehend ist ein Aufbau des Hauptabschnittes des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die 5A und 5B zeigen Darstellungen eines Beispiels des Hauptabschnittes, der das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst. Die 5A und 5B zeigen seitliche Darstellungen, die Betrachtungen unter unterschiedlichen Winkeln darstellen.
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6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Hauptabschnittes, der das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst.
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Darüber hinaus zeigt 7 eine Querschnittsansicht des Hauptabschnittes, der das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst.
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Wie dies in den 5 bis 7 gezeigt ist, hat der Positionssensor 10: ein Verbindungselement 13; einen Außenzylinderabschnitt 14; und einen Sensorabschnitt 15; und der Positionssensor 10 ist an dem oberen Gehäuse 101 der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 fixiert. Ein Kabel zum Übertragen eines Erfassungssignals zu einer externen Steuereinrichtung ist mit dem Verbindungselement 13 verbunden. Der Außenzylinderabschnitt 14 ist so ausgebildet, dass er eine zylindrische Form hat; und der Außenzylinderabschnitt 14 bedeckt einen Umfang des Sensorabschnittes 15. Der Sensorabschnitt 15 ist so ausgebildet, dass er eine säulenartige Form hat; und ein magnetischer Sensor ist im Inneren des Sensorabschnittes 15 vorgesehen.
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Der Rotor 20 ist an dem oberen Ende des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 durch die Schraube 21 fixiert; und der Rotor 20 dreht sich zusammen mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30. Der Rotor 20 ist so ausgebildet, dass er eine zylindrische Form hat; und der Rotor 20 umgibt den Sensorabschnitt 15 des Positionssensors 10, der an dem oberen Gehäuse 101 fixiert ist.
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8 zeigt eine Draufsicht auf den Rotor 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Wie dies in 8 gezeigt ist, hat der Rotor 20 entlang einer Innenumfangsfläche eines zylindrischen Abschnittes 22 Dauermagnete 23a und 23b; und Jochtafeln 24a und 24b. Jeder der Dauermagnete 23a und 23b ist so ausgebildet, dass er eine stabartige Form hat; und die Dauermagnete 23a und 23b sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind. Jede der Jochtafeln 24a und 24b ist so ausgebildet, dass sie eine halbzylindrische Form hat; und die Jochtafeln 24a und 24b sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, während die Jochtafel 24a in einem Intervall (Zwischenraum) zwischen den Dauermagneten 23a und 23b angeordnet ist, und die Jochtafel 24b in einem anderen Intervall (Zwischenraum) zwischen den Dauermagneten 23a und 23b angeordnet ist. Der Rotor 20 ist wie vorstehend erläutert aufgebaut; und ein Magnetfeld wird zwischen der Jochtafel 24a und der Jochtafel 25b ausgebildet.
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Wie dies in den 5 bis 7 gezeigt ist, hat die Verbindung 50 einen Verbindungsabschnitt 52 und zwei Eingriffsklauen 54. Der Verbindungsabschnitt 52 ist aus einem Harzmaterial ausgebildet; und der Verbindungsabschnitt 52 hat ein Verbindungsloch 53, in das eine Verbindungswelle 55 des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 eingeführt wird. Der Verbindungsabschnitt 52 ist durch einen Stift 51 an der Verbindungswelle 55 des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 fixiert, die in das Verbindungsloch 53 eingeführt wird.
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Die Eingriffsklauen 54 sind aus einem Metallmaterial ausgebildet; und die Eingriffsklauen 54 sind so ausgebildet, dass sie von dem Verbindungsabschnitt 52 zu einer Seite, die zu dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 in einer Richtung 30 entgegengesetzt ist, die parallel zu der Richtung der Drehwelle des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 ist. Die Eingriffsklauen 54 stehen in Eingriff mit der Ventilwelle des Abgasventils, das in dem Abgaskanal eingebaut ist.
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Wenn der Motor 40 der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 drehend angetrieben wird, dreht sich das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 zusammen mit dem Rotor 20 und der Verbindung 50. Wenn die Verbindung 50 sich zusammen mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 dreht, dreht sich die Ventilwelle des Abgasventils, mit der die Eingriffsklauen in Eingriff stehen; und das mit der Ventilwelle verbundene Ventilelement dreht sich, um so den Abgaskanal zu öffnen oder zu schließen.
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Wenn der Rotor 20 sich mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 zusammen dreht, ändert sich eine Richtung des Magnetfeldes um den Sensorabschnitt 15 des Positionssensors 10 herum, der fixiert ist, gemäß der Drehung des Rotors 20. Der Magnetsensor (magnetische Sensor) in dem Sensorabschnitt 15 gibt ein Signal aus, dass der Magnetflussdichte, die durch die Drehung des Rotors 20 variiert wird, zusammen mit der Richtung des Magnetfeldes entspricht.
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Die mit dem Positionssensor 10 verbundene Steuereinrichtung erfasst eine Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 auf der Basis eines Signals, das von dem Magnetsensor ausgegeben wird. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung einen geöffneten oder geschlossenen Zustand des Abgasventils, das mit dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 durch die Verbindung 50 verbunden ist, erkennen durch Erfassen der Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades 30.
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Wie dies in den 5 bis 7 gezeigt ist, hat das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 eine Drehwelle 32 und ein Zahnrad 34. Die Drehwelle 32 ist aus einem Harzmaterial ausgebildet. Des Weiteren ist das Zahnrad 34 aus einem Metallmaterial ausgebildet. Das Zahnrad 34 ist beispielsweise ein gesintertes Zahnrad, das aus einem Metallmaterial ausgebildet ist. Die Drehwelle 32 und das Zahnrad 34 sind durch ein Zweistufenformverfahren (insert molding) einstückig ausgebildet.
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Die Drehwelle 32 hat einen Zahnradstützabschnitt 33 und eine Verbindungswelle 55. Der Zahnradstützabschnitt 33 ist so ausgebildet, dass er eine zylindrische Form hat; und das Zahnrad 34 sitzt um den Zahnradstützabschnitt 33 herum. Die Verbindungswelle 55 ist so ausgebildet, dass sie eine Polygonalprismaform hat; und die Verbindungswelle 55 ist an einem unteren Endabschnitt der Drehwelle 32 ausgebildet. Die Verbindungswelle 55 ist in das Verbindungsloch 53 eingeführt, das an dem Verbindungsabschnitt 52 der Verbindung 50 ausgebildet ist; und die Verbindung 50 ist an der Verbindungswelle 55 durch den Stift 51 fixiert.
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Das Zahnrad 34 ist so ausgebildet, dass es eine zylindrische Form hat; und das Zahnrad 34 sitzt um den Zahnradstützabschnitt 33 der Drehwelle 32 herum. Zähne 35 des Zahnrades 34, die mit dem Schneckenrad 41 des Motors 40 in Eingriff stehen, sind an einer Außenumfangsfläche des Zahnrades 34 ausgebildet; und die Antriebskraft des Motors 40 wird zu dem Zahnrad 34 durch das Schneckenrad 41 übertragen.
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Wenn der Motor 40 drehend angetrieben wird, wird eine Antriebskraft von dem Motor 40 zu dem Zahnrad 34 übertragen, und die Drehwelle 32, die in dem Zahnrad 34 einstückig ausgebildet ist, dreht sich zusammen mit dem Rotor 20 und der Verbindung 50. In dieser Weise wird, wenn der Motor 40 drehend angetrieben wird und die Verbindung 50 sich zusammen mit der Drehwelle 32 dreht, das mit der Verbindung 50 verbundene Abgasventil geöffnet oder geschlossen. Darüber hinaus werden, wenn der Rotor 20 sich zusammen mit der Drehwelle 32 dreht, eine Drehposition der Drehwelle 32 und der geöffnete oder geschlossene Zustand des Abgasventils auf der Basis eines Abgabesignals von dem Magnetsensor des Positionssensors 10 erfasst.
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Nachstehend ist der Aufbau des Zahnrades 34 des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 und ein Aufbau zum Stützen des Zahnrades 34 durch den Zahnradstützabschnitt 33 der Drehwelle 32 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zahnrades 34 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Des Weiteren zeigt 10 eine Draufsicht auf das Zahnrad 34 gemäß dem Ausführungsbeispiel. 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnittes des Zahnrades von 10 entlang einer Linie C-C.
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Wie dies in den 9 bis 11 gezeigt ist, ist das Zahnrad 34 so ausgebildet, dass es eine zylindrische Form hat; und die Zähne 35, die mit dem Schneckenrad 41 des Motors 40 in Eingriff stehen, sind an einer Außenumfangsfläche des Zahnrades 34 ausgebildet. Außerdem hat das Zahnrad 34 einen kreisartigen Vorsprung 36, der zu einer Innenseite in einer Radiusrichtung (radiale Richtung) von einer Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 vorragt. Der kreisartige Vorsprung 36 ist auf dem gesamten Umfang der Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 ausgebildet; und eine Vielzahl an Fixiernuten 37 ist unter gleichen Abständen ausgebildet.
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Das Zahnrad 34 ist mit der Drehwelle 32 durch ein Zweistufenformverfahren (insert molding) so einstückig ausgebildet, dass das Zahnrad 34 um den Zahnradstützabschnitt 33 herum sitzt. Bei dem Zweistufenformverfahren (insert molding) der Drehwelle 32 und des Zahnrades 34 wird ein Harz, das den Zahnradstützabschnitt 33 ausbildet, zu der Seite der Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 gegossen; und das Zahnrad 34 und der Zahnradstützabschnitt 33 werden einstückig so ausgebildet, dass der kreisartige Vorsprung 36 in die Außenumfangsfläche des Zahnradstützabschnittes 33 eingreift.
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In dieser Weise sind, indem der kreisartige Vorsprung 36, der die Vielzahl an Fixiernuten 37 in einer derartigen Weise hat, dass der kreisartige Vorsprung 36 in die Außenumfangsfläche des Zahnradstützabschnittes 33 eingreift, das Zahnrad 34 und der Zahnradstützabschnitt 33 miteinander in Eingriff; und das Zahnrad 34 kann sich zusammen mit der Drehwelle 32 drehen, ohne zu rutschen.
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Die 12A und 12B zeigen Darstellungen des Aufbaus zum Stützen des Zahnrades 34 durch den Zahnradstützabschnitt 33 gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Wie dies in den 12A und 12B gezeigt ist, sitzt das Zahnrad 34 um eine kreisartige Nut 38 herum, die an dem gesamten Umfang des Zahnradstützabschnittes 33 ausgebildet ist; und das Zahnrad 34 ist mit dem Zahnradstützabschnitt 33 so einstückig ausgebildet, dass das Zahnrad 34 zwischen seitlichen Wänden 39 der kreisartigen Nut 38 geklemmt ist.
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Beispielsweise wird, wie dies in 12A gezeigt ist, bei einem derartigen Aufbau, wenn die Temperatur zunimmt, der Zahnradstützabschnitt 33, der aus dem Harzmaterial ausgebildet ist, sich ausdehnen; und der ausgedehnte Zahnradstützabschnitt 33 presst die Innenumfangsfläche des Zahnrades 34. In dieser Weise wird, wenn die Temperatur zunimmt, das Zahnrad 34 an dem Zahnradstützabschnitt 33 fixiert und von diesem gestützt, da die Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 zu der Außenseite in der Radiusrichtung (radiale Richtung) gedrückt (gepresst) wird.
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Außerdem schrumpft, wie dies in 12B gezeigt ist, beispielsweise wenn die Temperatur abnimmt, der Zahnradstützabschnitt 33, der aus einem Harzmaterial ausgebildet ist; und die Seitenwände 39 pressen die Seitenflächen des Zahnrades 34. In dieser Weise ist, wenn die Temperatur abnimmt, das Zahnrad 34 an dem Zahnradstützabschnitt 33 so fixiert und durch diesen so gestützt, dass es zwischen den Seitenwänden 39 geklemmt ist.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist für den Fall, bei dem der Zahnradstützabschnitt 33, der aus einem Harzmaterial ausgebildet ist, aufgrund der Temperaturänderung sich ausdehnt, und für den Fall, bei dem der Zahnradstützabschnitt 33, der aus dem Harzmaterial ausgebildet ist, aufgrund der Temperaturänderung schrumpft, das Zahnrad 34 an dem Zahnradstützabschnitt 33 fest fixiert und durch diesen gestützt. Das Zahnrad 34 ist an dem Zahnradstützabschnitt 33 fixiert und durch diesen gestützt unabhängig von der Temperaturänderung, und das Zahnrad 34 und der Zahnradstützabschnitt 33 stehen miteinander in Eingriff durch den kreisartigen Vorsprung 36, der an der Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 ausgebildet ist, so dass das Zahnrad 34 sich zusammen mit der Drehwelle 32 drehen kann, ohne zu rutschen.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist bei dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Drehwelle 32 aus dem Harzmaterial ausgebildet, das eine thermische Leitfähigkeit hat, die niedriger als die thermische Leitfähigkeit eines Metalls ist. Folglich wird die Wärmeisolationseigenschaft der Drehwelle 32 verbessert, und die Wärmemenge wird reduziert, die zu dem Positionssensor 10 und dem Motor 40 von dem Abgasventil übertragen wird, das in dem Abgaskanal eingebaut ist, in den ein Abgas mit hoher Temperatur hineinströmt. Somit ist es nicht erforderlich, den Positionssensor 10, den Motor 40, usw. von dem Abgasventil und dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 separat anzuordnen, so dass die Abgasventilantriebsvorrichtung 100 klein gestaltet werden kann, und der Aufbau der Abgasventilantriebsvorrichtung 100 kann vereinfacht werden.
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Außerdem ist bei dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 das Zahnrad 34 aus einem Metallmaterial ausgebildet. Somit wird sogar bei einer Umgebung mit hoher Temperatur die Festigkeit des Zahnrades 34 beibehalten, und das Zahnrad 34 wird davor bewahrt, dass es aufgrund eines Stoßes während des Öffnens und Schließens des Auslassventils (Abgasventil) beispielsweise beschädigt wird. Darüber hinaus ist das Zahnrad 34 mit der Drehwelle 32 durch ein Zweistufenformverfahren (insert molding) so einstückig ausgebildet, dass der kreisartige Vorsprung 36 in die Außenumfangsfläche des Zahnradstützabschnittes 33 hinein eingreift, und dass das Zahnrad 34 an der kreisartigen Nut 38 des Zahnradstützabschnittes 33 sitzt. Bei einem derartigen Aufbau ist das Zahnrad 34 an den Zahnradstützabschnitt 33 unabhängig von einer Temperaturänderung fixiert und daran gestützt; und das Zahnrad 34 dreht sich zusammen mit der Drehwelle 32, ohne zu rutschen.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann bei dem mit der Welle integrierten Zahnrad 30 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Antriebskraft von dem Motor 40 als Antriebsquelle zu dem Abgasventil als anzutreibendes Zielobjekt mit einem kleinen und einfachen Aufbau übertragen werden; und eine Wärmeisolationseigenschaft zwischen dem Abgasventil und dem Motor ist verbessert. Darüber hinaus kann bei der Abgasventilantriebsvorrichtung 100, die das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 aufweist, die Größe verringert werden, und der Aufbau kann vereinfacht werden.
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Das mit der Welle integrierte Zahnrad und die Abgasventilantriebsvorrichtung sind vorstehend anhand des Ausführungsbeispiels beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, und verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemacht werden.
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Beispielsweise ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Aufbau verwirklicht, bei dem der Magnetsensor, wie beispielsweise das Hall-Element, als der Positionssensor 10 verwendet wird. Jedoch kann eine Drehposition des mit der Welle integrierten Zahnrades 30 durch ein anderes Verfahren erfasst werden. Des Weiteren sind die Konfigurationen wie beispielsweise die Form des kreisartigen Vorsprungs 36, der an der Innenumfangsfläche des Zahnrades 34 ausgebildet ist, und die Anzahl und die Position der Fixiernuten 37 nicht auf die in dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel dargelegten Konfigurationen beschränkt, solange ein Rutschen des Zahnrades 34 verhindert werden kann. Des Weiteren ist die Konfiguration der Eingriffsklauen 54 der Verbindung 50 nicht auf jene Konfiguration beschränkt, die in dem Ausführungsbeispiel dargelegt ist, und die Konfiguration der Eingriffsklauen 54 kann in Abhängigkeit von dem Aufbau des Auslassventils gestaltet werden, mit dem die Eingriffsklauen 54 verbunden sind. Des Weiteren ist in dem Ausführungsbeispiel die Abgasventilantriebsvorrichtung 100, die das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 aufweist, beispielartig ausgeführt; jedoch kann das mit der Welle integrierte Zahnrad 30 auch für andere Vorrichtungen angewendet werden.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung
JP 2015-249563 , die am 22. Dezember 2015 angemeldet wurde, und nimmt auf den gesamten Inhalt jener Prioritätsanmeldung Bezug.
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Das mit der Welle integrierte Zahnrad hat die Drehwelle, die aus einem Harzmaterial ausgebildet ist; und das zylindrische Zahnrad, das aus einem Metallmaterial ausgebildet ist, wobei das zylindrische Zahnrad um einen Zahnradstützabschnitt der Drehwelle herum sitzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2001-289071 [0003]
- JP 2015-249563 [0065]
