-
Technisches Gebiet
-
Zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Motor, insbesondere einen Motor, in dem ein Rotor drehbar an einer Tragachse gelagert wird, und ferner eine Ventilantriebsvorrichtung, die den Motor enthält.
-
Stand der Technik
-
Als Beispiel für einen derartigen Motor kann der in der
Japanischen Patentschrift Nr. 5615993 beschriebene Motor erwähnt werden. Dieser Motor umfasst einen Rotor, in dem ein Rotorgrundkörper an einem Innenumfang eines zylindrischen Magneten befestigt ist und ein Ritzel an dem Rotorgrundkörper montiert ist, und eine Tragachse, an der der Rotor drehbar gelagert ist. Der Rotor wird normalerweise hergestellt, indem der aus einem Harzmaterial bestehende Rotorgrundkörper durch Insert-Moulding an dem Magneten, bei dem abwechselnd ein N-Pol und ein S-Pol des Magneten in einer Umfangsrichtung magnetisiert sind, befestigt wird und danach das Ritzel in diesen Rotorgrundkörper zur Befestigung eingesetzt ist.
-
In dem Rotor des Motors kommt es bei der Herstellung des Magneten durch Magnetisierung eines zylindrischen Magnetisierungsausgangsmaterial (ein Ferritmaterial oder dergleichen), so dass die N-Pole und die S-Pole abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sind, zu einem Fehler (Fehler bei der Herstellung) hinsichtlich der magnetisierten Position eines jedes Magnetpols. Zusätzlich tritt auch ein Fehler (Fehler bei der Herstellung) auf, wenn der Rotorgrundkörper durch Insert-Moulding an dem Magneten, an dem die jeweiligen Magnetpole magnetisiert sind, befestigt wird. Außerdem tritt ein Fehler (Fehler beim Zusammenbau) auf, wenn das Ritzel in den am Magneten befestigten Rotorgrundkörper eingesetzt (z.B. eingepresst) und montiert wird. Herkömmlicherweise wird von den oben genannten Fehlern der Fehler bei der Herstellung berücksichtigt. Der Fehler beim Zusammenbau wird jedoch nicht berücksichtigt. Folglich wird herkömmlicherweise eine Positionsabweichung aufgrund einer Kombination des „Fehlers bei der Herstellung“ und des „Fehlers beim Zusammenbau“ nicht berücksichtigt. Daher besteht das Problem, dass eine relative Position zwischen einer Position der Magnetpole des Magneten und jener von Zähnen des Ritzels je nach Rotor variiert. Beispielsweise muss ein Motor, der zum Drehen eines Ventilkörpers zum Umschalten eines Strömungskanals wie beispielsweise eines Kühlmittelventils eines Kühlschranks verwendet wird, möglicherweise die Position der Zähne des Ritzels genau mit einem Drehbetrag des Rotors abstimmen. In einer derartigen Anwendung ist es mit dem Motor, der den herkömmlichen Rotor aufweist, schwierig, die Abstimmung der Positionen exakt durchzuführen.
-
Erläuterung der Erfindung
-
Eine Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es zu vermeiden, dass sich für eine relative Position zwischen einer Position von Magnetpolen eines Magneten und einer Drehposition (beispielsweise einer Position von Zähnen eines Ritzels) eines einteilig mit dem Rotorgrundkörper drehenden integralen Drehabschnitts, Schwankungen zwischen Rotoren ergibt.
-
Um die obigen Probleme zu lösen, kann ein Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen: einen Rotor, in dem ein Magnet an einem Außenumfang eines Rotorgrundkörpers befestigt ist und ein integraler Drehabschnitt an dem Rotorgrundkörper montiert ist, und eine Tragachse, die den Rotor drehbar lagert. Der Magnet kann eine Positionierungsmarkierung zum Befestigen des Rotorgrundkörpers an dem Magneten aufweisen, und der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper können so aufgebaut sein, dass sie in einer festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können.
-
„In einer festlegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können“ bedeutet hier, dass der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper nicht in einer freien relativen Anordnung zusammengebaut werden können, und dass sie zumindest in einer eingeschränkten relativen Anordnung zusammengebaut werden können.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der Magnet eine Positionierungsmarkierung zum Befestigen des Rotorgrundkörpers an dem Magneten aufweisen, wodurch, wenn der Magnet, unter Verwendung der Positionierungsmarkierung als Referenzposition, durch Magnetisierung eines zylindrischen Magnetisierungsausgangsmaterials so hergestellt wird, dass N-Pole und S-Pole abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sind, die jeweiligen Magnetpole in Bezug auf die Positionierungsmarkierung als eine Referenzposition angeordnet werden können. Dadurch kann eine Schwankung der magnetisierten Position jedes Magnetpols reduziert werden. Dann kann der Rotorgrundkörper durch Insert-Moulding oder dergleichen in dem Magneten, in dem jeder der Magnetpole magnetisiert ist, integral fixiert werden, so dass die Position des Rotorgrundkörpers in Bezug auf die Position der jeweiligen Magnetpole des Magneten relativ zu der Positionierungsmarkierung als eine Referenzposition angeordnet werden kann. Da der integrale Drehabschnitt wie das Ritzel oder dergleichen und der Rotorgrundkörper ferner so aufgebaut sein können, dass sie in einer festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können, kann für den integralen Drehabschnitt eine Position des integralen Drehabschnitts in Bezug auf die Position der jeweiligen Magnetpole des Magneten durch den Rotorgrundkörper relativ zu der Positionierungsmarkierung als eine Referenzposition angeordnet werden. Daher ist es möglich, die Positionsabweichung aufgrund der Kombination des „Fehlers bei der Herstellung“ und des „Fehlers beim Zusammenbau“ zu vermeiden. Das heißt, es ist möglich, das Auftreten von Schwankungen in jedem Rotor in Bezug auf die relative Position zwischen der Position der jeweiligen Magnetpole des Magneten und dem integralen Drehabschnitt, beispielsweise den Zähnen des Ritzels, zu un terdrücken.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Rotorgrundkörper durch Insert-Moulding an dem Magneten befestigt.
-
Zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann effektiv auf einen Motor angewendet werden, der einen Rotor umfasst, der eine Struktur aufweist, bei der der Rotorgrundkörper durch Insert-Moulding an dem Magneten befestigt ist.
-
In einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Positionierungsmarkierung eine in dem Magneten ausgebildete Kerbe.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Positionierungsmarkierung leicht als Markierung verwendet werden, da sie als Kerbe, das heißt, als mechanische Struktur, ausgebildet ist.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Positionierungsmarkierung an einer Position vorgesehen, an der die Magnetpole in der Umfangsrichtung des Magneten umgeschaltet werden.
-
Wenn die Kerbe an der Position eines Magnetpols vorgesehen ist, besteht das Problem, dass, wenn ein leichter Riss von der Kerbe erzeugt wird, eine Abstoßungskraft zwischen gleichen Polen erzeugt wird und der Magnet leicht beschädigt wird. Da jedoch gemäß dieser Ausgestaltung die Positionierungsmarkierung an der Position vorgesehen ist, an der die Magnetpole in der Umfangsrichtung des Magneten umgeschaltet werden, tritt das oben erwähnte Problem kaum auf.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper durch Einsetzen eines vorstehenden Abschnitts in einen vertieften Abschnitt befestigt.
-
Da gemäß dieser Ausgestaltung der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper durch Einsetzen des vorstehenden Abschnitts in den vertieften Abschnitt befestigt sind, ist eine Befestigungsstruktur einfach.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der vertiefte Abschnitt in dem Rotorgrundkörper ausgebildet und der vorstehende Abschnitt ist in dem integralen Drehabschnitt ausgebildet.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung ist der vertiefte Abschnitt in dem Rotorgrundkörper ausgebildet, und der vorstehende Abschnitt ist in dem integralen Drehabschnitt ausgebildet, wodurch die Befestigungsstruktur einfach ist.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der vertiefte Abschnitt und der vorstehende Abschnitt jeweils in Mehrzahl ausgebildet, ein vertiefter Abschnitt der Mehrzahl von vertieften Abschnitten weist eine andere Form als die anderen vertieften Abschnitte auf, ein vorstehender Abschnitt der Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten weist eine andere Form als die anderen vorstehenden Abschnitte auf, und der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper können in einer relativen Anordnung zusammengebaut werden, in der der eine vertiefte Abschnitt und der eine vorstehende Abschnitt ineinander eingepasst sind.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann auf einfache Weise eine Struktur realisiert werden, bei der der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper mit der festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der mindestens eine vertiefte Abschnitt und der mindestens eine vorstehende Abschnitt jeweils in Mehrzahl ausgebildet, ein Abstand in der Umfangsrichtung eines einen vertieften Abschnitt umfassenden Satzes unter der Mehrzahl von vertieften Abschnitten unterscheidet sich von einem anderen Abstand in der Umfangsrichtung eines einen anderen vertieften Abschnitt umfassenden Satzes in der Länge, ein Abstand in der Umfangsrichtung eines einen vorstehenden Abschnitt umfassenden Satzes unter der Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten unterscheidet sich von einem anderen Abstand in der Umfangsrichtung eines einen anderen vorstehenden Abschnitt umfassenden Satzes in der Länge, und der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper können in einer relativen Anordnung zusammengebaut werden, in der der den vertieften Abschnitt umfassende Satz und der den vorstehenden Abschnitt umfassende Satz, die mit den unterschiedlichen Abständen in der Länge positioniert sind, ineinander einpasst sind.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung kann, in ähnlicher Weise wie bei der vorherigen Ausgestaltung, auf einfache Weise eine Struktur realisiert werden, bei der der integrale Drehabschnitt und der Rotorgrundkörper mit der festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können. Ferner kann, durch Kombination mit der vorherigen Ausgestaltung, der Zusammenbau des integralen Drehabschnitts und des Rotorgrundkörpers in der festgelegten relativen Anordnung noch zuverlässiger erfolgen.
-
Bei einem Motor gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der integrale Drehabschnitt ein Leistungsabgabeelement, das mit einem Ritzel versehen ist, und zumindest einen vorstehenden Abschnitt in einem Bereich umfasst, der eine Fläche, an der sich die Zähne des Ritzels befinden, nicht beeinflusst.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung ist der integrale Drehabschnitt ein Leistungsabgabeelement, das mit einem Ritzel versehen ist, und zumindest einen vorstehenden Kontaktabschnitt in einem Bereich umfasst, der eine Fläche, an der sich Zähne des Ritzels befinden, nicht beeinflusst. Bei dieser Struktur tritt bei dem vorstehenden Kontaktabschnitt in analoger Weise zu den Zähnen des Ritzels, ein Fehler der Magnetpole beim Zusammenbau auf, allerdings kann der vorstehende Kontaktabschnitt gemäß der vorliegenden Ausgestaltung in Bezug auf die Positionierungsmarkierung als eine Referenzposition angeordnet werden. Dadurch kann der Fehler beim Zusammenbau zwischen dem integralen Drehabschnitt, der den vorstehenden Kontaktabschnitt aufweist, und dem Rotorgrundkörper reduziert werden.
-
Eine Ventilantriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann umfassen: eine Basis, die einen Fluideinlass, einen Fluidauslass und eine Ventilsitzfläche aufweist, und in der eine Öffnung des Fluideinlasses und/oder des Fluidauslasses auf der Ventilsitzfläche geöffnet ist; eine Abdeckung, die eine Ventilkammer abgrenzt, in der der Fluideinlass und der Fluidauslass zwischen der Ventilsitzfläche und der Abdeckung in Verbindung stehen; einen Ventilkörper, der drehbar in der Ventilkammer angeordnet ist, eine Kontaktfläche aufweist, die auf der Ventilsitzfläche gleitet, und einen Strömungskanal des Fluids durch Drehen umschaltet; und einen Ventilkörperantriebsmechanismus zum Drehen des Ventilkörpers um eine zur Ventilsitzfläche orthogonale Achse, wobei der Ventilkörperantriebsmechanismus den Ventilkörper unter Verwendung des in der obigen Ausgestaltung erwähnten Motors als Antriebsquelle drehen kann.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung wird in der Ventilantriebsvorrichtung, die den Ventilkörperantriebsmechanismus zum Einstellen der Durchflussmenge eines Fluids umfasst, der Ventilkörper unter Verwendung des Motors gemäß einer der vorherigen Ausgestaltungenen als Antriebsquelle des Ventilkörperantriebsmechanismus gedreht, wodurch die Wirkung jedes der obigen Ausgestaltungen realisiert werden kann.
-
Bei einer Ventilantriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ende der Tragachse des Motors in nicht drehbarer Weise an der Basis befestigt, ein Leistungsabgabeelement ist angeordnet, das ein Ritzel zwischen der Basis und dem Rotorgrundkörper an der einen Endseite der Tragachse aufweist, und der Ventilkörper ist so aufgebaut, dass er sich über ein Untersetzungsgetriebe dreht, das mit dem Ritzel in Eingriff steht.
-
Gemäß dieser Ausgestaltung ist der Ventilkörper so konfiguriert, dass er sich über das Untersetzungsgetriebe dreht, das mit dem Ritzel in Eingriff steht. Dadurch ist es möglich, die Drehung des Motors durch das Untersetzungsgetriebe zu verlangsamen und zu übertragen.
-
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Motor, der in der Lage ist, das Auftreten von Schwankungen zwischen Rotoren hinsichtlich einer relativen Position zwischen einer Magnetpol-Position eines Magneten und einer Drehposition (beispielsweise einer Position von Zähnen eines Ritzels) eines einteilig mit einem Rotorgrundkörper drehenden integralen Drehabschnitts zu unterdrücken, und eine den Motor umfassende Ventilantriebsvorrichtung bereitgestellt werden.
-
Figurenliste
-
Ausführungsformen werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft und nicht einschränkend sind und in denen gleiche Elemente in mehreren Figuren gleich nummeriert sind, wobei:
- 1 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die eine äußere Erscheinung einer Ventilantriebsvorrichtungs verdeutlicht;
- 2 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Explosionsansicht ist, die einen inneren Aufbau der Ventilantriebsvorrichtung verdeutlicht;
- 3 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die eine teilweise aufgeschnittene Ventilantriebsvorrichtung verdeutlicht;
- 4 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine seitliche Schnittansicht ist, die einen Motor und die Ventilantriebsvorrichtung verdeutlicht;
- 5 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die einen zweiten Lagerabschnitt verdeutlicht;
- 6 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die einen Rotor verdeutlicht, in dem ein Magnet und ein Rotorgrundkörper zusammengebaut sind, wenn eine untere Fläche des Rotors nach oben zeigt;
- 7 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Explosionsansicht von schräg unten ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein integraler Drehabschnitt an dem Rotor montiert ist;
- 8A zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine Draufsicht ist, die einen Zustand, in dem der integrale Drehabschnitt an dem Rotor montiert ist, verdeutlicht;
- 8B ein modifiziertes Beispiel zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine Draufsicht ist, die einen Zustand, in dem der integrale Drehabschnitt an dem Rotor montiert ist, verdeutlicht;
- 9 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht von schräg unten ist, die einen Zustand verdeutlicht, in dem der Rotor, der integrale Drehabschnitt und ein Ventilkörperantriebsmechanismus zusammengebaut sind;
- 10 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die ein Aussehen eines Stators verdeutlicht, der an einem Rotor montiert ist;
- 11 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine Draufsicht ist, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Magneten, einem Statorkern und einer Positionierungsmarkierung verdeutlicht;
- 12 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ventilantriebsvorrichtung mit entfernter Abdeckung verdeutlicht;
- 13 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Explosionsansicht des Ventilkörperantriebsmechanismus ist;
- 14 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht ist, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Basis und einem Ventilkörper verdeu tlich t;
- 15 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und eine perspektivische Ansicht des Ventilkörpers von einer unteren Seite ist;
- 16 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdeutlicht und ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Drehwinkel (Anzahl an Schritten) des Ventilkörpers und einem Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers verdeutlicht;und
- 17 zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdeutlicht und eine Schnittansicht ist, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Ventilkörper und einer Ventilsitzfläche zeigt, wenn der Ventilkörper von einer Ausgangsposition entsprechend eines jeweiligen Schrittes in 16 gedreht wird.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Im Folgenden werden ein Motor und eine Ventilantriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf in 1 bis 7, 8A, 8B, 9 bis 16 und 17 gezeigte Ausführungsformen als Beispiele und basierend auf diesen Zeichnungen detailliert beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass in der nachstehenden Beschreibung zunächst ein schematischer Aufbau des Motors gemäß einer Ausführungsform und ein schematischer Aufbau der den Motor umfassenden Ventilantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform basierend auf 1 bis 8B beschrieben werden. Danach werden ein spezifischer Aufbau des Motors gemäß einer Ausführungsform sowie dessen Betrieb und Wirkung basierend auf 3 bis 11 beschrieben.
-
Als nächstes wird ein spezifischer Aufbau der Ventilantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform basierend auf 1 bis 4 und 12 bis 15 beschrieben. Anschließend wird ein Betriebsmodus der Ventilantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform basierend auf 16 und 17 mit Fokus auf eine Beziehung zwischen einem Drehwinkel (Anzahl an Schritten) eines Ventilkörpers und einem Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers beschrieben. Danach werden der Betrieb und die Wirkung der Ventilantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform erläutert. Schließlich wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben, deren Aufbau sich teilweise von der vorliegenden Ausführungsform, die wie zuvor erwähnt aufgebaut ist, un terscheidet.
-
Schematischer Aufbau des Motors (siehe FIG. 1 bis FIG. 8B)
-
Ein Motor (1) gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Rotor (7), in dem ein Magnet (3) an einem Außenumfang eines Rotorgrundkörpers (5) befestigt ist und ein integraler Drehabschnitt (12) an dem Rotorgrundkörper (5) montiert ist, und eine Tragachse (9), die den Rotor (7) drehbar lagert. Der Magnet (3) weist eine Positionierungsmarkierung (85) zum Befestigen des Rotorgrundkörpers (5) an dem Magneten (3) auf, und der integrale Drehabschnitt (12) und der Rotorgrundkörper (5) sind so aufgebaut, dass sie in einer festgesetzten relativen Anordnung zusammengebaut werden können. „In einer festgesetzten relativen Anordnung zusammengebaut werden können“ bedeutet hier, dass der integrale Drehabschnitt (12) und der Rotorgrundkörper (5) nicht in einer freien relativen Anordnung zusammengebaut werden können, und dass sie zumindest in einer begrenzten relativen Anordnung zusammengebaut werden können. Insbesondere kann eine relative Position des integralen Drehabschnitts (12) und des Rotorgrundkörpers (5) in einer Umfangsrichtung (R) nicht verändert werden, was bedeutet, dass der integrale Drehabschnitt (12) und der Rotorgrundkörper (5) nur in einer festgesetzten, eindeutig festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden können.
-
Ferner ist in dem dargestellten Motor (1) auf Seite eines Endes A in einer Längsrichtung Z der Tragachse (9) des Rotors (7) der integrale Drehabschnitt (12) beispielsweise unter einem ersten Lagerabschnitt (12) positioniert, der verschiebbar in einem Zustand mit Spiel an der Tragachse (9) vorgesehen ist. Ferner ist auf Seite des anderen Endes (B) in der Längsrichtung (Z) der Tragachse (9) des Rotors (7), ein zweiter Lagerabschnitt (13) vorgesehen, der beispielsweise einen elastischen Lagerabschnitt (15) umfasst, der in einem elastisch an die Tragachse (9) angedrückten Zustand verschiebbar mit der Tragachse (9) in Kontakt steht.
-
Ferner kann die Tragachse (9), an der der Rotor (7) über den ersten Lagerabschnitt (11) und den zweiten Lagerabschnitt (13) angebracht ist, in einem Zustand befestigt sein, in dem das eine Ende (A) der Tragachse (9), als ein Beispiel des Motors (1), nicht um eine scheibenförmige Basis (2) gedreht werden kann (fester Zustand). Andererseits ist das andere Ende (B) der Tragachse (9) in einem in einer Drehrichtung (R) nicht fixierten Zustand durch Einsetzen in einen vertieften Abschnitt (4a) befestigt, der in einer oberen Platte einer Abdeckung (4) ausgebildet ist, die sich von einem Umfangsrand der Basis (2) in 3 und 4 nach oben erhebt.
-
Ferner ist ein Stator (17), der einen Statorkern (18) und eine Spule (19) umfasst, an einem Außenumfang des Rotors (7) angeordnet, wobei die Abdeckung (4) dazwischen angeordnet ist. Ein Gehäuse (21), das einen Teil einer oberen Oberfläche und eine Außenumfangsfläche des Stators (17) bedeckt, ist als ein Beispiel außerhalb des Stators (17) vorgesehen. Ferner umfasst der integrale Drehabschnitt (12) in der vorliegenden Ausführungsform einen vorstehenden Abschnitt (23), der in einer oberen Position in 3 und 4 mit einem am Rotorgrundkörper (5) vorgesehenen vertieften Eingriffsabschnitt (6) in Eingriff steht, und eine relative Anordnung des Rotorgrundkörpers (5) und des integralen Drehabschnitts (12) ist durch eine den vertieften Eingriffsabschnitt (6) und den vorstehenden Abschnitt (23) umfassende Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur (22), eindeutig festgelegt. Durch diesen Aufbau rotieren der Rotorgrundkörper (5) und der integrale Drehabschnitt (12) gemeinsam um die Tragachse (9) als Drehmittelpunkt. Außerdem ist an einer unteren Position des integralen Drehabschnitts (12) in 3 und 4, ein Ritzel (25) einteilig angebracht, das eine Hauptkomponente eines Leistungsabgabeelements ist, das eine von dem Motor (1) erzeugte Drehbewegung nach außen abgibt.
-
Schematischer Aufbau der Ventilantriebsvorrichtung (siehe FIG. 1 bis FIG. 4)
-
Eine Ventilantriebsvorrichtung (31) gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Fluideinlass (33) und die Basis (2), die einen Ventilsitz (36) mit einem Fluidauslass (35) und einer Ventilsitzfläche (37) aufweist und bei der an der Ventilsitzfläche (37) der Fluideinlass (33) und/oder der Fluidauslass (35) geöffnet ist, die Abdeckung (4), die eine Ventilkammer (27) abgrenzt, in der der Fluideinlass (33) und der Fluidauslass (35) zwischen der Ventilsitzfläche (37) und der Abdeckung (4) in Verbindung stehen, und eine Kontaktfläche (39), die in der Ventilkammer (27) drehbar angeordnet ist und auf der Ventilsitzfläche (37) gleitet. Ferner sind ein Ventilkörper (38) zum Schalten eines Strömungskanals eines Fluids S durch Drehen und ein Ventilkörperantriebsmechanismus (41) zum Drehen des Ventilkörpers (38) um eine zur Ventilsitzfläche (37) orthogonale Achse (L1) (4, 9, 13 und 14) vorgesehen. Der Ventilkörperantriebsmechanismus (41) verwendet als Antriebsquelle den Motor (1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der den als Antriebsquelle zuvor erwähnten Rotor (7), die Tragachse (9) und den integralen Drehabschnitt (12) umfasst.
-
Ferner erstreckt sich die Tragachse (9) des Motors (1) in der vorliegenden Ausführungsform von der Mitte der Basis (2), und in einem äußeren Bereich der Tragachse (9) (z.B. beanstandet zu der Tragachse) sind der Fluideinlass (33) und eine Öffnung (29) zum Anbringen des Ventilsitzes (36) ausgebildet. An dem an der Öffnung (29) angebrachten Ventilsitz (36) sind zwei Fluidauslässe (35), genauer gesagt, ein erster Fluidauslass (35A) und ein zweiter Fluidauslass (35B), ausgebildet. Wie in 3 und 4 gezeigt, sind der Fluideinlass (33), der erste Fluidauslass (35A) und der zweite Fluidauslass (35B) jeweils mit einem sich nach unten erstreckenden, einzelnen Einlassrohr (43) bzw. zwei Auslassrohren (45A, 45B) verbunden.
-
Spezifischer Aufbau des Motors (siehe FIG. 3 bis FIG. 11)
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Motor (1) beispielsweise von einem Schrittmotor gebildet. Der zweite Lagerabschnitt (13) des Motors (19 umfasst in einem oberen Teil, wie in den Zeichnungen gezeigt, einen zylindrischen Grundkörper (46), an dem beispielsweise ein in horizontaler Richtung vorstehender Flanschabschnitt (47) ausgebildet ist, und den elastischen Lagerabschnitt (15). In dem elastischen Lagerabschnitt (15) ist in der Mitte des Grundkörpers (46) ein vertiefter Abschnitt (48) mit einer vorbestimmten Tiefe ausgebildet. Außerdem erstrecken sich beispielsweise drei elastische Armabschnitte (49) von einer Bodenfläche des vertieften Abschnitts (48) in der Längsrichtung (Z) der Tragachse (9) und in einer von dem integralen Drehabschnitt (12) entfernten Richtung (nach oben in 3 und 4) und bilden so den elastischen Lagerabschnitt (15). Die elastischen Armabschnitte (49) sind jeweils von einem Plattenmaterial gebildet, das in einer Bogenform um die Achse (L) der Tragachse (9) gekrümmt ist, und die Breitenabmessung und die Dicke des Plattenmaterials sind beispielsweise so bemessen, dass sie etwas größer an einer mit der Bodenfläche des vertieften Abschnitts (48) verbundenen Basisseite und etwas kleiner an einem Kontaktabschnitt (51) an einer vorderen Arm-Endseite sind, die verschiebbar mit der Tragachse (9) in Kontakt ist.
-
Ferner ist ein Durchmesser einer Innenfläche des Kontaktabschnitts (51) an dem vorderen Ende der drei elastischen Armabschnitte (49), bevor die Tragachse (9) eingeführt wird, etwas kleiner als der Außendurchmesser der Tragachse (9) ausgebildet. Infolgedessen sind die drei elastischen Armabschnitte (49) derart aufgebaut, dass wenn die Tragachse (9) in die von den drei elastischen Armabschnitten (49) umgebene Innenseite eingeführt wird, der Kontaktabschnitt (51) den Außendurchmesser der Tragachse (9) berührt, wodurch die drei elastischen Armabschnitte (49) nach außen entsprechend dem Außendurchmesser der Tragachse (9) durch Biegen verformt werden, und durch die Gegenkraft dieses Biegeverformens wird der Kontaktabschnitt (51) gegen die Tragachse (9) gedrückt. Ferner sind die drei elastischen Armabschnitte (49) in der Umfangsrichtung der Tragachse (9) in gleichen Abständen angebracht, und in der vorliegenden Ausführungsform sind die drei elastischen Armabschnitte (49) in der Umfangsrichtung an drei Stellen in Abständen von 120° vorgesehen.
-
Ferner ist auf der oberen Oberfläche des Flanschabschnitts (47) des Grundkörpers (46) ein umgebender Abschnitt (53) vorgesehen, der entlang einer Umfangsfläche des vertieften Abschnitts (48) sich nach oben erstreckt und die drei elastischen Armabschnitte (49) von außen umgibt. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Richtung, in die sich die elastischen Armabschnitte (49) erstrecken, als Höhenrichtung angenommen wird, eine Höhe H1 an einer Position des vorderen Arm-Endes der elastischen Armabschnitte (49) geringer als eine Höhe H2 des umgebenden Abschnitts (53).
-
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der Rotorgrundkörper (5) beispielsweise durch Insert-Moulding integral (z.B. einteilig) mit dem Magneten (3) geformt. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die Positionierungsmarkierung (85) durch eine Kerbe (86) gebildet, die in dem Magneten (3) ausgebildet ist. Konkret besteht die Positionierungsmarkierung (85) aus der Kerbe (86), die durch zwei U-förmige Nutabschnitte gebildet wird, die an gegenüberliegenden Positionen in einem Winkel von 180° an einer unteren Fläche (Endfläche an der Seite des einen Endes A) des Magneten (3) vorgesehen sind.
-
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, die Positionierungsmarkierung (85) an einer Position vorgesehen, an der ein Magnetpol in der Umfangsrichtung R des Magneten (3) umgeschaltet wird. Insbesondere sind die von der Kerbe (86) gebildeten Positionierungsmarkierungen (85), wenn in der Umfangsrichtung R des Magneten (3) jeweils vier N-Pole (87) und S-Pole (89) abwechselnd angeordnet sind, an zwei Stellen ausgebildet, nämlich an einer Grenzposition zwischen dem N-Pol (87) und dem S-Pol (89), die in einem oberen Bereich der Figur durch einen Punkt D angegeben ist, und einer Grenzposition zwischen dem S-Pol (89) und dem N-Pol (87), die in einem unteren Bereich der Figur durch einen Punkt E angegeben ist. Es sei darauf hingewiesen, dass Statorkerne 18a bis 18d in 11 den Statorkernen 18a bis 18d in 10 entsprechen.
-
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils eine Mehrzahl von vertieften Eingriffsabschnitten (6) und vorstehenden Abschnitten (23) ausgebildet. Ein vertiefter Eingriffsabschnitt (6a) der Mehrzahl von vertieften Eingriffsabschnitten (6) hat eine Form, die sich von den anderen vertieften Eingriffsabschnitten (6b, 6c) unterscheidet, ein vorstehender Abschnitt (23a) der Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten (23) hat eine Form, die sich von den anderen vorstehenden Abschnitten (23b, 23c) unterscheidet, und der integrale Drehabschnitt (12) und der Rotorgrundkörper (5) können in einer derartigen relativen Anordnung zueinander zusammengebaut werden, dass der eine vertiefte Eingriffsabschnitt (6a) und der eine vorstehende Abschnitt (23a) ineinander eingesetzt werden. Insbesondere sind, wie in 8A gezeigt ist, die drei vertieften Eingriffsabschnitte (6a, 6b, 6c) und die drei vorstehenden Abschnitte (23a, 23b, 23c) in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung (R) vorgesehen, und unter diesen wird ein Winkel θ1, der die Länge in der Umfangsrichtung (R) eines Satzes (bzw. eines Sets) aus vertiefter Eingriffsabschnitt (6a) und vorstehender Abschnitt (23a) unter den obigen vertieften Eingriffsabschnitten und vorstehenden Abschnitten darstellt, auf 100° eingestellt. Jeder der Winkel θ2, θ3, die die Länge in der Umfangsrichtung R der weiteren Sätze aus vertiefter Eingriffsabschnitt (6b) und vorstehender Abschnitt (23b) bzw. vertiefter Eingriffsabschnitt (6c) und vorstehender Abschnitt (23c) darstellen, ist auf jeweils 85° eingestellt. Durch Verwenden eines derartigen vertieften Eingriffsabschnitts (6) und vorstehenden Abschnitts (23) wird die relative Anordnung in der Umfangsrichtung (R) des integralen Drehabschnitts (12) und des Rotorgrundkörpers (5) eindeutig festgelegt.
-
Wie in einem modifizierten Beispiel von 8B gezeigt, können außerdem jeweils drei der vertieften Eingriffsabschnitte (6) und der vorstehenden Abschnitte (23) in gleicher Form ausgebildet sein, und durch unterschiedliche Wahl der Länge eines Abstands (91a) in der Umfangsrichtung (R) in einem Satz von den drei Sätzen aus vertiefter Eingriffsabschnitt (6) und vorstehender Abschnitt (23) in Bezug auf andere Abstände (91b, 91c), ist es ebenfalls möglich, die relative Anordnung in der Umfangsrichtung (R) des integralen Drehabschnitts (12) und des Rotorgrundkörpers (5) eindeutig festzulegen. In diesem Fall ist in 8B ein Winkel, der die Länge in der Umfangsrichtung (R) des Abstands (91a) eines Satzes darstellt, α1, und Winkel, die die Länge in der Umfangsrichtung (R) der Abstände (91b, 91c) der verbleibenden zwei Sätze darstellen, sind α2 und α3, wobei eine Beziehung zwischen den jeweiligen Winkeln α1 ≠ α2 = α3 ist.
-
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 und 4 gezeigt, ein elastisches Element (55) zusammengedrückt angebracht, das beispielsweise aus einer Federscheibe wie einer Blattfeder zwischen dem zweiten Lagerabschnitt (13) und einer Innenfläche der oberen Platte der Abdeckung (4) ausgebildet ist. Wie in 5 gezeigt, bildet eine obere Oberfläche des umgebenden Abschnitts (53) des zweiten Lagerabschnitts (13) einen Stützabschnitt (57), an dem das elastische Element (55) anstößt. Der Stützabschnitt (57) nimmt eine Vorspannkraft zur Seite des einen Endes (A) des elastischen Elements (55) auf und verhindert somit, dass der zweite Lagerabschnitt (13) nach oben ausreißt oder sich bewegt.
-
Der Krümmungsradius der Innenfläche des Kontaktabschnitts (51) an dem vorderen Ende der drei elastischen Armabschnitte (49) ist ferner so eingestellt, dass er im Wesentlichen dem Krümmungsradius des Außendurchmessers der Tragachse (9) entspricht, die mit dem Kontaktabschnitt (51) in Kontakt steht. Somit ist der elastische Lagerabschnitt (15) so ausgebildet, dass er mit der Tragachse (9) in Flächenkontakt steht. Ferner ist der zweite Lagerabschnitt (13) in der vorliegenden Ausführungsform aus einem vom Rotorgrundkörper (5) separaten Element gebildet, und ist so ausgebildet, dass er in den Rotorgrundkörper (5) eingreift und einteilig rotiert. Das heißt, der zweite Lagerabschnitt (13) ist so ausgebildet, dass er sich einteilig mit dem Rotorgrundkörper (5) dreht, wenn der Grundkörper (46) des zweiten Lagerabschnitts (13) in einen im Rotorgrundkörper (5) ausgebildeten vertieften Abschnitt (8) eingesetzt und mit diesem in Eingriff gebracht ist. Ferner ist der integrale Drehabschnitt (12) ebenfalls aus einem vom Rotorgrundkörper (5) separaten Element gebildet. Durch Einsetzen und Eingriff des vorstehenden Abschnitts (23) des integralen Drehabschnitts (12) in den vertieften Eingriffsabschnitt (6), der in dem Rotorgrundkörper (5) ausgebildet ist, der ein weiteres Aufbauelement der Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur (22) ist, dreht sich der integrale Drehabschnitt (12), wie oben beschrieben, einteilig mit dem Rotorgrundkörper (5).
-
Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in FIG. (5) gezeigt, voneinander beabstandet in der Umfangsrichtung an einer Innenumfangsfläche des vertieften Abschnitts (8) des Rotorgrundkörpers (5), eine Mehrzahl von vorstehenden Abschnitten (59) ausgebildet, die in Druckkontakt mit der Außenumfangsfläche des Grundkörpers (46) des in Eingriff zu bringenden zweiten Lagerabschnitts (13) den zweiten Lagerabschnitt (13) halten, um den zweiten Lagerabschnitt (13) in Bezug auf den Rotorgrundkörper (5) zu positionieren (fixieren). Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform in einem Bereich, der der Außenumfangsfläche der Tragachse (9) des Rotorgrundkörpers (5) zugewandt ist, das heißt, einem Bereich zwischen dem ersten Lagerabschnitt (11) und dem zweiten Lagerabschnitt (13), ein Entlastungsabschnitt (61) vorgesehen, dessen Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser des ersten Lagerabschnitts (11) ist, so dass ein Kontakt mit der Tragachse (9) vermieden wird.
-
Mit dem wie oben erwähnt aufgebauten Motor (1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, können der Magnet (3) und der Rotorgrundkörper (5) durch Insert-Moulding oder dergleichen integral ausgebildet und fixiert werden, indem eine Position des Magneten (3), in dem die die Positionierungsmarkierung (85) bildende Kerbe (86) ausgebildet ist, als Referenzposition angenommen wird. Somit kann eine Positionsabweichung zwischen den Magnetpolen (dem N-Pol 87 und dem S-Pol 89) des Magneten (3) sowie eine Positionsabweichung in der Umfangsrichtung (R) bei der Herstellung des Rotorgrundkörpers (5) reduziert werden, wobei die Positionsabweichung in einem Schritt der Magnetisierung, in dem die N-Pole (87) und die S-Pole (89) abwechselnd in der Umfangsrichtung (R) an dem zylindrischen Magnetisierungsausgangsmaterial angeordnet werden, und einem Schritt, in dem der Magnet (3) und der Rotorgrundkörper (5) durch Insert-Moulding oder dergleichen integral geformt werden, erzeugt wird. Durch Verwendung der Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur (22), die in dem integralen Drehabschnitt (12) und dem Rotorgrundkörper (5) vorgesehen ist, können der integrale Drehabschnitt (12) und der Rotorgrundkörper (5) ferner in einer festgelegten relativen Anordnung zusammengebaut werden, wodurch die Position des integralen Drehabschnitts (12) hinsichtlich der Positionen der Magnetpole (N-Pol 87 und S-Pol 89) des Magneten (3) durch den integralen Drehabschnitt (12) und den Rotorgrundkörper (5) in Bezug auf die Referenzposition, das heißt, die Positionierungsmarkierung (85) (Kerbe 86), angeordnet werden kann. Das heißt, die Positionsabweichung in der Umfangsrichtung (R) zwischen dem integralen Drehabschnitt (12) und dem Rotorgrundkörper (5) kann reduziert werden, und der Fehler beim Zusammenbau kann reduziert werden, wodurch eine präzise Drehung des Motors (1) sicher fortgesetzt werden kann.
-
Spezifischer Aufbau der Ventilantriebsvorrichtung (siehe FIG. 1 bis FIG. 4 und FIG. 12 bis FIG. 15)
-
Die Ventilantriebsvorrichtung (31) gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel verwendet, um die Zufuhrmenge eines Kühlmittels (Fluid) S zum Kühlen des Innenraums eines Kühlschranks einzustellen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Ventilantriebsvorrichtung (31) einen Ventilgrundkörper (63), in dem der Motor (1), die Basis (2), die Abdeckung (4), der Ventilsitz (36), der Ventilkörper (38) und der Ventilkörperantriebsmechanismus (41) untergebracht sind, das einzelne Einlassrohr (43) und die zwei Auslassrohre (45A, 45B), die sich vom Ventilgrundkörper (63) parallel erstrecken. Ferner umfasst der Ventilgrundkörper (63) einen nicht gezeigten Anschluss zum Sicherstellen einer elektrischen Verbindung mit einer extern vorgesehenen Steuervorrichtung und eine Montageplatte (65) zum Befestigen der Ventilantriebsvorrichtung (31) in dem Kühlschrank oder dergleichen.
-
Im Inneren des Ventilgrundkörpers (63) sind beispielsweise, wie oben erwähnt, die scheibenförmige Basis (2) und die die Basis (2) bedeckende Abdeckung (4) vorgesehen, wobei die Abdeckung (4) aus einem nichtmagnetischen Material (zum Beispiel aus rostfreiem Stahl) besteht und eine abgestufte Becher-Form besitzt, deren Durchmesser unten größer und oben kleiner ist. Ein durch die Basis (2) und die Abdeckung (4) abgedichteter Innenraum bildet außerdem die Ventilkammer (27). Ferner ist in der Basis (2) die Öffnung (29) ausgebildet, und diese Öffnung (29) wird zur Anbringung des Ventilsitzes (36) genutzt. Zusätzlich ist ein ringförmiger Stufenabschnitt (67) an einem äußeren Umfangsrand der Basis (2) ausgebildet, und ein Flanschabschnitt (4b), der an einem äußeren Umfangsrand eines offenen Bodenteils der Abdeckung (4) ausgebildet ist, steht mit dem Stufenabschnitt (67) in Eingriff und ist an diesem befestigt.
-
Der Ventilsitz (36) ist zum Beispiel ein abgestuftes, zylindrisches Element mit einem kleineren Durchmesser oben und einem größeren Durchmesser unten, und an dem Ventilsitz (36) sind die zwei Fluidauslässe (35A, 35B) ausgebildet, die in Längsrichtung (Z) der Tragachse (9) durchdrungen werden. Eine flache obere Oberfläche des Ventilsitzes (36) bildet die Ventilsitzfläche (37), und die zwei Auslassrohre (45A, 45B) sind jeweils an den Fluidauslässen (35A, 35B) von unten angebracht.
-
Ferner erstreckt sich in der Mitte des Ventilsitzes (36) ein Montageschaft (69), der sich parallel zur Längsrichtung (Z) der die Ventilsitzfläche (37) kreuzenden Tragachse (9) erstreckt. Ein oberes Ende des Montageschafts (69) wird beispielsweise durch eine in der Ventilkammer (27) angeordnete, nicht gezeigte Stützplatte gehalten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Achse (L1) des Montageschaft (69) parallel zur Achse (L) der Tragachse (9) an einer Position, die um einen festen Abstand versetzt ist, nahe dem Außenumfang der Basis (2) vorgesehen ist. Der scheibenförmige Ventilkörper (38) ist drehbar an dem Montageschaft (69) befestigt. Der Ventilkörper (38) ist in einem um die Achse (L1) des Montageschafts (69) drehbaren Zustand auf der Ventilsitzfläche (37) angebracht.
-
Wie in 14 und 15 gezeigt, besitzt der Ventilkörper (38) unterschiedliche Querschnittsformen in einem oberen Abschnitt und in einem unteren Abschnitt, wobei die Querschnittsform des oberen Abschnitts einer Kreisform und die Querschnittsform des unteren Abschnitts einer Fächerform entspricht, bei der ein Teil eines Kreises (beispielsweise in einem Bereich von etwa 160°) weggeschnitten ist. Eine fächerförmige Bodenfläche des Ventilkörpers 38 bildet die Kontaktfläche (39), die sich in Kontakt mit der Ventilsitzfläche (37) befindet, und dieser fächerförmige Abschnitt ist ein geschlossener Bereich C des Ventilkörpers (38) und der verbleibende, ausgeschnittene Abschnitt ist ein offener Bereich O. Zusätzlich ist in dem geschlossenen Bereich C des Ventilkörpers (38) eine Drosselöffnung (71) zum Feinjustieren einer Durchflussmenge eines Kühlmittels S ausgebildet.
-
Der Ventilkörperantriebsmechanismus (41) verwendet den Motor (1) als Antriebsquelle und umfasst beispielsweise, auf der Seite des einen Endes A der Tragachse (9) des Motors (1), das einteilig an dem integralen Drehabschnitt (12) vorgesehene Ritzel (25), ein Untersetzungsgetriebe (73), das mit dem Ritzel (25) in Eingriff steht, und außerdem den Ventilkörper (38). Es sei darauf hingewiesen, dass das Untersetzungsgetriebe (73) einen größeren Durchmesser hat als das Ritzel (25) und mit einer größeren Anzahl von Zähnen ausgebildet ist, so dass der Untersetzungsmechanismus von einem Untersetzungsgetriebe (73) und dem Ritzel (25) gebildet wird.
-
Wie in 13 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus (75) als ein Mechanismus zum Reduzieren eines Aufprallgeräuschs vorgesehen, das bei einer Rückkehr des Ventilkörpers (38) an den Ausgangspunkt entsteht. Beispielsweise umfasst der Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus (75) einen Hebel (77), der an dem Untersetzungsgetriebe (73) vorgesehen ist und um eine Schwenkachse (L2) schwenkt, vier vorstehende Kontaktabschnitte (79), die sich beispielsweise über dem Ritzel (25) parallel zur Längsrichtung (Z) der Tragachse (9) erstrecken, und eine Vorspannfeder (81), die aus einer Torsionsschraubenfeder besteht und ein Beispiel eines Elements ist, mit dem der Hebel (77) zum Anspressen zur Seite des Ritzels (25) vorgespannt wird.
-
Der integrale Drehabschnitt (12) ist ein Leistungsabgabeelement, das mit dem Ritzel (25) versehen ist, und umfasst, wie oben erwähnt, zumindest einen vorstehenden Kontaktabschnitt (79) in einem Bereich, der eine Fläche, an der sich die Zähne des Ritzels (25) befinden, nicht beeinflusst. In diesem Aufbau tritt bei dem vorstehenden Kontaktabschnitt (79) in analoger Weise zu den Zähnen des Ritzels (25), ein Fehler der Magnetpole (N-Pol 87 und S-Pol 89) beim Zusammenbau auf, allerdings kann der vorstehende Kontaktabschnitt (79) in der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die Positionierungsmarkierung (85) als eine Referenzposition angeordnet werden. Dadurch kann der Fehler beim Zusammenbau des integralen Drehabschnitts (12), der den vorstehenden Kontaktabschnitt (79) aufweist, und des Rotorgrundkörpers (5) reduziert werden.
-
Ferner ist ein zahnloser Abschnitt (83) in dem Untersetzungsgetriebe (73) in einem Bereich ausgebildet, in dem der Hebel (77) angebracht ist, und wenn der zahnlose Abschnitt (83) und das Ritzel (25) einander gegenüberliegen, dreht das Ritzel (25) leer (bzw. frei), wodurch seine Drehung nicht an das Untersetzungsgetriebe (73) übertragen wird. Das heißt, selbst wenn sich das Ritzel (25) weiterhin einteilig mit dem Rotor (7) dreht, erfolgt diese Drehung durch das Vorhandensein des zahnlosen Abschnitts (83) frei und wird nicht auf das Untersetzungsgetriebe (73) übertragen. Während dieser freien Drehung drückt der vorstehende Abschnitt (79), der über dem Ritzel (25) angeordnet ist, den Hebel (77) gegen die Federkraft der Vorspannfeder (81) und drückt diesen zurück, so dass die Drehung des Ritzels (25) ohne einen Schrittverlust fortgesetzt werden kann. Wenn das Ritzel (25) für den Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers (38) in eine zur zuvor erwähnten Richtung entgegengesetzte Richtung (Vorwärtsdrehrichtung) gedreht wird, stößt zunächst der vorstehende Abschnitt (79) an einen kontaktierbaren Abschnitt des Hebels (77), wodurch der Hebel (77) gedrückt wird und sich dadurch das Untersetzungsgetriebe (73) zu drehen beginnt. Das Ritzel (25) kommt in eine Positionsbeziehung, in der es einem verzahnten Abschnitt, der nicht der zahnlose Abschnitt (83) des Untersetzungsgetriebe (73) ist, gegenüberliegt und in diesen eingreift, und danach wird eine Leistung vom Ritzel (25) übertragen, wodurch sich das Untersetzungsgetriebe (73) dreht und der Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers (38) durchgeführt wird. Ferner ist an einer unteren Oberflächenseite des Untersetzungsgetriebes (73) und einer oberen Oberflächenseite des Ventilkörpers (38) eine nicht gezeigte Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur zum einteiligen Eingreifen (bzw. Verbinden) des Untersetzungsgetriebes (73) und des Ventilkörpers (38) miteinander vorgesehen.
-
Betriebsmodus der Ventilantriebsvorrichtung (siehe FIG. 16 und FIG. 17)
-
Als nächstes wird ein Betriebsmodus der wie oben beschrieben aufgebauten Ventilantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Fokus auf eine Beziehung zwischen einem Drehwinkel (Anzahl an Schritten) des Ventilkörpers (38) und dem Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers (38) beschrieben. Wenn dem als Antriebsquelle der Ventilantriebsvorrichtung (31) dienenden Motor (1) elektrische Energie und der Spule (19) ein Strom in einer bestimmten Richtung zugeführt wird, beginnt sich der Rotor (7) in der Vorwärtsdrehrichtung zu drehen. Die Drehung des Rotors (7) wird über die Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur (22), die den im Rotorgrundkörper (5) ausgebildeten vertieften Eingriffsabschnitt (6) und den im integralen Drehabschnitt (12) vorgesehenen vorstehenden Abschnitt (23) aufweist, auf das Ritzel (25) übertragen, das am unteren Endabschnitt des integralen Drehabschnitts (12) vorgesehen ist.
-
Die Drehung des Ritzels (25) wird verlangsamt auf das Untersetzungsgetriebe (73) übertragen, das mit dem Ritzel (25) in Eingriff steht, und wird auf den Ventilkörper (38) übertragen, der sich einteilig mit dem Untersetzungsgetriebe (73) dreht. Die Beziehung zwischen dem Drehwinkel (Anzahl an Schritten) des Ventilkörpers (38) und dem Öffnungs-/Schließvorgang des Ventilkörpers (38) ist wie in FIG. (16) dargestellt. Zunächst ist in einem Zustand, in dem sich der Ventilkörper (38) in einer Ausgangsposition befindet, die Positionsbeziehung zwischen dem Ventilkörper (38) und der Ventilsitzfläche (37) wie in 17 gezeigt, und der erste Fluidauslass (35A) und der zweite Fluidauslass (35B) der Ventilsitzfläche (37) sind beide offen.
-
Daher fließt das Kühlmittel S von dem Fluideinlass (33) durch das Einlassrohr (43) in die Ventilkammer (27) ein, und fließt durch die beiden Fluidauslässe (35A, 35B) und die beiden Auslassrohre (45A, 45B), und eine bestimmte Durchflussmenge wird einer Kühlungsleitung des Kühlschranks zugeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Zustand auch in einer Position in Schritt 1 fortgesetzt wird, in die der in 17 gezeigte Ventilkörper (38) aus der Ausgangsposition (Schritt S0) in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht wurde.
-
In der Position in Schritt 2, in die der Ventilkörper (38) aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht wurde, ist der erste Fluidauslass (35A) weiterhin offen, aber ein großer Teil des zweiten Fluidauslasses (35B) ist durch die Kontaktfläche (39) des Ventilkörpers (38) verschlossen. Da jedoch in dieser Position die in dem Ventilkörper (38) ausgebildete Drosselöffnung (71) mit dem zweiten Fluidauslass (35B) in Verbindung steht, strömt das Kühlmittel S, dessen Durchflussmenge durch Passieren der Drosselöffnung (71) begrenzt wird, in den zweiten Fluidauslass (35B).
-
Wenn sich der Ventilkörper (38) weiter in die Vorwärtsdrehrichtung dreht und aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition nach Drehung die Position in Schritt S3 erreicht, weichen die Position der Drosselöffnung (71) und des zweiten Fluidauslasses (35B) ab, wodurch der erste Fluidauslass (35A) geöffnet und der zweite Fluidauslass (35B) geschlossen ist. Wenn sich der Ventilkörper (38) weiter in die Vorwärtsdrehrichtung dreht und aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition nach Drehung die Position in Schritt S4 erreicht, stimmen nun die Position der Drosselöffnung (71) und des ersten Fluidauslasses (35A) überein, wodurch das Kühlmittel S, dessen Durchflussmenge durch Passieren der Drosselöffnung (71) begrenzt wird, in den ersten Fluidauslass (35A) strömt. Es sei darauf hingewiesen, dass der zweite Fluidauslass (35B) weiterhin geschlossen ist.
-
Wenn sich der Ventilkörper (38) weiter in die Vorwärtsdrehrichtung dreht und aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition nach Drehung die Position in Schritt S5 erreicht, weichen die Position der Drosselöffnung (71) und des ersten Fluidauslasses (35A) ab, wodurch der erste Fluidauslass (35A) und der zweite Fluidauslass (35B) beide geschlossen sind. Wenn sich der Ventilkörper (38) in die Vorwärtsdrehrichtung dreht und aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition nach Drehung schließlich die Position in Schritt S6 erreicht, ist der zweite Fluidauslass (35B), der durch die Kontaktfläche (39) des Ventilkörpers (38) geschlossen war, geöffnet und der erste Fluidauslass (35A) bleibt weiterhin geschlossen. Somit wird ein serieller Öffnungs-/Schließvorgang durch den Ventilkörper (38) ab geschlossen.
-
Wenn der Ventilkörper (38) aus der in 17 gezeigten Ausgangsposition nach Drehung in die Vorwärtsdrehrichtung die Position in Schritt S6 erreicht, wird die Drehrichtung des Motors (1) umgekehrt und der Ventilkörper (38) wird in einer umgekehrten Drehrichtung gedreht. Wenn dann der Ventilkörper (38) in die in 17 gezeigte Ausgangsposition zurückkehrt und der Ventilkörper (38) in der umgekehrten Drehrichtung gedreht wird, liegt das Ritzel (25) dem zahnlosen Abschnitt (83) des Untersetzungsgetriebes (73) gegenüber und der Eingriff der beiden wird aufgehoben, woraufhin durch Betrieb des zuvor erwähnten Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus (75) ein Aufprall bei der Rückkehr des Ventilkörpers (38) zur Ausgangsposition reduziert und so das Entstehen eines Geräusches unterdrückt wird. Wenn der Motor (1) in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht wird, wird als Nächstes die Leistung über den Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus (75) auf das Untersetzungsgetriebe (73) übertragen, wodurch sich dieses dreht, und das Ritzel (25) und das Untersetzungsgetriebe (73) kehren in den Eingriffszustand von 17 zurück.
-
Mit der wie oben beschrieben aufgebauten Ventilantriebsvorrichtung (31) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann die Ventilantriebsvorrichtung (31) bereitgestellt werden, die den Motor (1) aufweist, bei dem wenige Fehler bei der Magnetisierung des Magneten (3), beim integralen Formen des Magneten (3) und des Rotorgrundkörpers (5) sowie beim Zusammenbau des Rotorgrundkörpers (5) und des integralen Drehabschnitts (12) entstehen. Durch die Herstellung und Montage des Motors (1) mit wenig Schwankungen kann außerdem ein reibungsloser, geräuscharmer Ventilbetrieb des Ventilkörpers (38) durchgeführt werden.
-
[Weitere Ausführungsformen]
-
Der Motor (1) und die Ventilantriebsvorrichtung (31) gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen im Wesentlichen die oben beschriebene Konfiguration auf, aber eine Änderung oder ein Weglassen und dergleichen eines Teils der Konfiguration ist selbstverständlich im Rahmen der Erfindung der vorliegenden Anmeldung möglich.
-
Beispielsweise kann die Anzahl der elastischen Armabschnitte (49), obwohl sie in der oben beschriebenen Ausführungsform drei beträgt, auch zwei oder vier oder mehr betragen. Außerdem kann der elastische Lagerabschnitt (15) durch eine andere Komponente als den elastischen Armabschnitt (49) aufgebaut sein (beispielsweise durch ein elastisch verformbares synthetisches Gummi, Polyurethangummi und dergleichen). Obwohl der zweite Lagerabschnitt (13) und der Rotorgrundkörper (5) in der zuvor beschriebenen Ausführungsform aus separaten Elementen bestehen, ist es auch möglich, den zweiten Lagerabschnitt (13) und den Rotorgrundkörper (5) integral zu formen.
-
Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der integrale Drehabschnitt (12) auf den Rotorgrundkörper (5) angewendet, der über den ersten Lagerabschnitt (11) und den zweiten Lagerabschnitt (13) an der freitragenden Tragachse (9) angebracht ist, aber es ist auch möglich, den integralen Drehabschnitt (12) auf den Rotorgrundkörper (5) anzuwenden, wenn dieser an einer doppelt gelagerten Tragachse (9) vorgesehen ist. In der obigen Ausführungsform wird ein Aufbau verwendet, bei dem der Fluidauslass (35) an der Ventilsitzfläche (37) vorgesehen ist, aber es kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem der Fluideinlass (33) an der Ventilsitzfläche (37) vorgesehen ist und der Fluidauslass (35) in einem anderen Teil der Basis (2) vorgesehen ist.
-
Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Konfiguration eines Untersetzungsystems verwendet, bei dem die Leistung des Motors (1) unter Verwendung des Ritzels (25) und des Untersetzungsgetriebes (73) als Ventilkörperantriebsmechanismus (41) reduziert und auf den Ventilkörper (38) übertragen wird, aber es ist auch möglich, das Ritzel (25) und das Untersetzungsgetriebe (73) wegzulassen und einen direktwirkenden Ventilkörperantriebsmechanismus (41) zu verwenden, bei dem die Drehung des Rotors (7) direkt auf den Ventilkörper (38) übertragen wird. In diesem Fall kann der Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus (75) mit der oben beschriebenen Konfiguration nicht verwendet werden. Wenn ein Aufprall bei der Rückkehr des Ventilkörpers (38) zum Ausgangspunkt auftritt, ist daher ein anderer Aufbau zum Verringern dieses Aufpralls erforderlich.
-
Die Positionierungsmarkierung (85) in der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Kerbe (86), die durch den Nutabschnitt mit U-förmigem Querschnitt gebildet wird, aber die Kerbe (86) kann auch von einem Nutabschnitt gebildet werden, der einen V-förmigen Querschnitt, einen Querschnitt, bei dem eine Unterseite und eine Oberseite einer Trapezform umgekehrt sind, oder einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Ferner kann die Positionierungsmarkierung (85) an der oberen Oberflächenseite des Magneten (3) anstelle der unteren Oberflächenseite vorgesehen sein und die Positionierungsmarkierung (85) kann sowohl auf der unteren Oberflächenseite als auch auf der oberen Oberflächenseite des Magneten (3) vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Positionierungsmarkierung (85) auch anstelle einer derartigen Kerbe (86), durch einen vertieften Abschnitt, ein Loch oder einen vorstehenden Abschnitt verschiedener Form gebildet werden. Ferner kann die Positionierungsmarkierung (85) außer einer solchen visuell erkennbaren Markierung, auch eine visuell nicht erkennbare Markierung sein. Insbesondere kann die Markierung eine identifizierbare Markierung sein, um eine Struktur einer Magnetisierungsmaschine oder einer Formungsmaschine durch Magnetkraft zu positionieren, und die Markierung kann eine Markierung sein, durch die eine Positionierung in der Umfangsrichtung R zwischen dem Magneten (3) und dem Rotorgrundkörper (5) durch Transmission oder Reflexion von Licht möglich ist.
-
In der oben beschriebenen Ausführungsform besitzt der vorstehende Abschnitt (23) des integralen Drehabschnitts (12), der in den vertieften Eingriffsabschnitt (6) des Rotorgrundkörpers (5) eingepasst ist, eine gebogene Plattenform, aber darüber hinaus kann der vorstehende Abschnitt (23) auch eine flache Plattenform oder verschiedene stabförmige Querschnittsformen aufweisen. Ferner können auch der Motor (1) und die den Motor (1) umfassende Ventilantriebsvorrichtung (31) verwendet werden, bei denen ein Aufbau des Motors (1) durch Kombination des in 8A gezeigten Aufbaus und des in 8B gezeigten Aufbaus, die in der oben beschriebenen Ausführungsform erklärt wurden, erhalten wird. Darüber hinaus ist es ausreichend, jeweils mindestens einen vertieften Eingriffsabschnitt (6) im Rotorgrundkörper (5) und einen vorstehenden Abschnitt (23) im integralen Drehabschnitt (12) vorzusehen, und die jeweils drei Komponenten, wie in der obigen Ausführungsform, sind nicht unbedingt erforderlich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1:
- Motor,
- 2:
- Basis,
- 3:
- Magnet,
- 4:
- Abdeckung,
- 4a:
- Vertiefter Abschnitt,
- 4b:
- Flanschabschnitt,
- 5:
- Rotorgrundkörper,
- 6:
- Vertiefter Eingriffsabschnitt,
- 7:
- Rotor,
- 8:
- Vertiefter Abschnitt,
- 9:
- Tragachse,
- 11:
- Erster Lagerabschnitt,
- 12:
- Integraler Drehabschnitt (Leistungsabgabeelement),
- 13:
- Zweiter Lagerabschnitt,
- 15:
- Elastischer Lagerabschnitt,
- 17:
- Stator,
- 18:
- Statorkern,
- 19:
- Spule,
- 21:
- Gehäuse,
- 22:
- Vertiefte-vorstehende-Eingriffsstruktur,
- 23:
- Vorstehender Abschnitt,
- 25:
- Ritzel,
- 27:
- Ventilkammer,
- 29:
- Öffnung,
- 31:
- Ventilantriebsvorrichtung,
- 33:
- Fluideinlass,
- 35:
- Fluidauslass,
- 36:
- Ventilsitz,
- 37:
- Ventilsitzfläche,
- 38:
- Ventilkörper,
- 39:
- Kontaktfläche,
- 41:
- Ventilkörperantriebsmechanismus,
- 43:
- Einlassrohr,
- 45:
- Auslassrohr,
- 46:
- Grundkörper,
- 47:
- Flanschabschnitt,
- 48:
- Vertiefter Abschnitt,
- 49:
- Elastischer Armabschnitt,
- 51:
- Kontaktabschnitt,
- 53:
- Umgebender Abschnitt,
- 55:
- Elastisches Element,
- 57:
- Stützabschnitt,
- 59:
- Vorstehender Abschnitt,
- 61:
- Entlastungsabschnitt,
- 63:
- Ventilgrundkörper,
- 65:
- Montageplatte,
- 67:
- Stufenabschnitt,
- 69:
- Montageschaft,
- 71:
- Drosselöffnung,
- 73:
- Untersetzungsgetriebe,
- 75:
- Rotorschrittverlust-Unterdrückungsmechanismus,
- 77:
- Hebel,
- 79:
- Vorstehender Kontaktabschnitt,
- 81:
- Vorspannfeder,
- 83:
- Zahnloser Abschnitt,
- 85:
- Positionierungsmarkierung,
- 86:
- Kerbe,
- 87:
- N-Pol,
- 89:
- S-Pol,
- 91:
- Abstand,
- Z:
- Längsrichtung,
- A:
- ein Ende,
- B:
- anderes Ende,
- R:
- Drehrichtung (Umfangsrichtung),
- S:
- Fluid (Kühlmittel),
- L:
- Achse (Drehachse),
- H:
- Höhe,
- C:
- Geschlossener Bereich,
- O:
- Offener Bereich,
- D:
- Punkt,
- E:
- Punkt,
- θ:
- Winkel,
- α:
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
