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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator, der mit einem Verbindungselement
zur Verbindung des Aktuators mit einer externen Einrichtung ausgestattet
ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Als
ein herkömmlicher Aktuator wurde ein Aktuator bereitgestellt,
wie er in 7 gezeigt ist, in dem eine Ebene,
die sich parallel zur Länge einer Ausgabeachse erstreckt,
auf eine solche Weise ausgebildet ist, dass ein Drehverhinderungsmechanismus
konstruiert wird. In einem Fall, in dem ein solcher Aktuator mit
einer externen Einrichtung verbunden ist, ist ein Verbindungsanschluss 11,
der mit der Ausgabeachse des Aktuators verbunden ist, mit einem
Ende einer Bindungsplatte 13 mit einem Pin 20 und
einem Arretierring 21 auf eine solche Weise verbunden,
dass sich die Verbindung 1 um eine Zentralachse GG drehen
kann, und ein anderes Ende der Bindungsplatte 13 ist mit
einem Hebel 2 der externen Einrichtung mit einem Pin 14 und
einem Arretierring 15 auf eine solche Weise verbunden,
dass sich die Bindungsplatte 13 um eine Zentralachse HH
drehen kann, wie es in 8 gezeigt ist. Patentreferenz
1 offenbart einen Aktuator, in dem eine Kerbe, die sich entlang
einer Achse erstreckt, in einer Ausgabeachse ausgebildet ist, und
ein Vorsprung, der in die oben genannte Kerbe eingepasst ist, in
einem Gehäuse des Aktuators auf eine solche Weise ausgebildet
ist, dass ein Drehverhinderungsmechanismus konstruiert wird.
- [Patentreferenz
1] JP 2002-327709 A
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Ein
Problem mit den herkömmlichen Aktuatoren, der auf die oben
erwähnte Weise konstruiert sind, besteht darin, dass in
einem Fall, in dem ein Drehverhinderungsmechanismus in der Ausgabeachse
angeordnet ist, der Außendurchmesser der Ausgabeachse dick
vorgesehen sein muss, um die mechanische Festigkeit der Ausgabeachse
sicherzustellen, und folglich wird der Aktuator vergrößert.
Ein anderes Problem besteht darin, dass das Bereitstellen des Drehverhinderungsmechanismus
die Herstellungskosten des Aktuators erhöht. Ein weiteres Problem
besteht darin, dass, wenn verbunden mit einer externen Einrichtung,
da die Arretierringe an den folgenden zwei Orten verwendet werden:
einem Verbindungsort, bei dem der Verbindungsanschluss mit der Bindungsplatte
verbunden ist, und einem Verbindungsort, bei dem die Bindungsplatte
mit dem Hebel verbunden ist, der Abstand c von der Bindungsplatte 13 zum
Arretierring 21, d. h. das Spiel des Verbindungsabschnitts
in der Achsenrichtung groß wird. Noch ein weiteres Problem
besteht darin, dass ein Spiel aufgrund des Drehverhinderungsmechanismus auch
in dem Aktuator besteht, und ein Festhalten bzw. Hängenbleiben
in Abhängigkeit der Positionsbeziehung zwischen dem Aktuator
und der externen Einrichtung auftritt, wenn der Aktuator an der
externen Einrichtung angebracht ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist vorgesehen, um die oben genannten Probleme
zu lösen, und es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Aktuator bereitzustellen, der das Auftreten eines
Hängenbleibens vermeiden kann und dessen Herstellungskosten
verringern kann, der verkleinert werden kann und der mit einem Verbindungselement zum
Verbinden des Aktuators mit einer externen Einrichtung ausgestattet
ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein Aktuator bereitgestellt, der eine
Ausgabeachse, die durch eine Drehkraft linear bewegt wird, und eine Nabe
zum Halten der oben genannten Ausgabeachse auf eine solche Weise
aufweist, dass sich die Ausgabeachse linear bewegen kann, dadurch
gekennzeichnet, dass der Aktuator ein Verbindungselement zum Weiterleiten
der linearen Bewegung der oben genannten Ausgabeachse an eine externe
Einrichtung umfasst, wobei das oben genannte Verbindungselement
einen Verbindungsanschluss, der mit der oben genannten Ausgabeachse
verbunden ist, und eine Bindungsplatte enthält, die ein
Ende, das mit dem oben genannten Verbindungsanschluss drehbar verbunden
ist, und ein anderes Ende aufweist, das mit der externen Einrichtung
drehbar verbunden ist, und ein Mechanismus zum Verhindern einer
Drehung der oben genannten Ausgabeachse lediglich aus einem Verbindungsabschnitt
zum miteinander Verbinden des oben genannten Verbindungsanschlusses,
der oben genannten Bindungsplatte und der oben genannten externen
Einrichtung konstruiert ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist der Mechanismus zur Verhinderung einer
Drehung der Ausgabeachse lediglich aus dem Verbindungsabschnitt
zum miteinander Verbinden des Verbindungsanschlusses, der Bindungsplatte
und der externen Einrichtung konstruiert. Folglich bietet die vorliegende
Erfindung einen Vorteil darin, dass sie imstande ist, das Auftreten
eines Hängenbleibens bzw. Festhaltens aufgrund einer Positionsbeziehung
zwischen dem Aktuator und der externen Einrichtung zu vermeiden,
wenn der Aktuator an der externen Einrichtung angebracht ist. Ferner,
da kein Drehverhinderungsmechanismus in der Ausgabeachse angeordnet
ist, stellt die vorliegende Erfindung einen weiteren Vorteil darin
bereit, dass diese imstande ist, die Herstellungskosten des Aktuators
zu minimieren und den Aktuator zu verkleinern.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Aktuators gemäß einer
Ausführungsform 1 zeigt;
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2 ist
eine Teilschnittansicht, die entlang der Linie A-A, die in 1 gezeigt
ist, genommen ist;
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
mit B in 2 gekennzeichnet ist;
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4 ist
eine Querschnittsansicht einer Ausgabeachse und einer Nabe, genommen
entlang der Linie C-C, die in 2 gezeigt
ist;
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5 ist
eine Figur, die eine Beziehung zwischen einem Spiel und dem Auftreten
eines Hängenbleibens zeigt;
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6 ist
eine Ansicht, die einen Aktuator gemäß der Ausführungsform
2 zeigt;
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7 ist
eine Figur, die einen Mechanismus zum Verhindern einer Drehung gemäß einem
herkömmlichen Beispiels zeigt; und
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8 ist
eine Ansicht, die ein Verbindungselement gemäß einem
herkömmlichen Beispiels zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Im
Folgenden werden, um die Erfindung detaillierter zu beschreiben,
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aktuators 1 gemäß einer
Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine
Ausgabeachse, die linear durch eine Drehkraft angetrieben wird,
ist mit einem Hebel 2 zum Einstellen eines Schieberöffnungsgrads
eines Turboladers (nicht gezeigt) verbunden, der als eine externe
Einrichtung vorgesehen ist, über ein Verbindungselement.
Referenzzeichen D zeigt einen zentralen Punkt, um den sich der Hebel 2 dreht.
Dieser Hebel 2 dreht sich um den zentralen Punkt D in einer
Ebene parallel zur Seite von 1. In dieser
Ausführungsform wird ein Aktuator, der eine elektromagnetische
Kraft (einen Motor) verwendet, als ein Verfahren des Drehens der
Ausgabeachse beschrieben, obgleich ein anderes Antriebsverfahren angewendet
werden kann, solange die Anwendung des anderen Antriebsverfahrens
die Ausgabeachse in Drehung versetzen kann. Der Aktuator gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bezüglich der externen Einrichtung alternativ
mit einer anderen Vorrichtung als dem Turbolader verbunden sein.
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2 ist
eine Teilschnittansicht, die entlang der Linie A-A, die in 1 gezeigt
ist, genommen ist. Der Aktuator 1 umfasst einen externen
I/O-Verbinder 3 zum Verbinden des Aktuators mit einer externen Spannungszufuhr
zum Anlegen einer Spannung daran, einen Anschluss 4 zum
Zuführen der Spannung, die an den externen I/O-Verbinder
an den Innenbereich des Aktuators angelegt wird, eine Spule 6,
an welche die Spannung über den Anschluss 4 vom
Außenbereich des Aktuators angelegt wird, einen Stator 5,
um den eine Spule 6 gewickelt ist, einen Rotator 7, der
einen Magneten 7 aufweist und mittels eines Lagers 9 drehbar
gehalten wird, wobei die Ausgabeachse 10 einen Außengewindeabschnitt 10a aufweist, der
in einen Innengewindeabschnitt 8a eingeschraubt ist, der
in einem mittleren Teil des Rotators 8 ausgebildet ist,
eine Nabe 17 zum Halten der Ausgabeachse 10 in
einem Zustand, in dem die Ausgabeachse 10 auf eine solche
Weise hervorsteht, dass sich die Ausgabeachse 10 linear
bewegen kann, einen Verbindungsanschluss 11, der an einem
führenden Ende der Ausgabeachse 10 mit einer Mutter 16 angebracht
ist, und eine Bindungsplatte 13, die mit dem Verbindungsanschluss 11 mit
einem Pin auf eine solche Weise verbunden ist, dass sich die Bindungsplatte
sich um eine zentrale Achse EE des Pins 12 drehen kann.
Die Bindungsplatte 13 ist mit einem Hebel 2 mit
einem Pin 14 und einem Arretierring 15 auf eine
solche Weise verbunden, dass sich die Bindungsplatte 13 um
eine zentrale Achse FF des Pins 14 drehen kann. Der Verbindungsanschluss 11,
der Pin 12, die Bindungsplatte 13 und die Mutter 16 bauen
das Verbindungselement auf. Eine Abdeckung 18 verhindert
ein Anhaften eines Fremdkörpers, wie beispielsweise Staub,
oder ein Fluid, wie beispielsweise Wasser, an der Ausgabeachse 10.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
mit B gekennzeichnet ist, der in 2 gezeigt
ist. Gemäß dieser Ausführungsform 1,
wie es in der Ansicht gezeigt ist, weist der Pin 12 eine
Nietenform auf, in der drei Zylinder 12a, 12b und 12c,
die verschiedene Durchmesser aufweisen, auf eine solche Weise aufgeschichtet
sind, dass deren Zentralachsen miteinander übereinstimmen.
Nachdem der Pin 12 in Durchdringungsöffnungen,
die in dem Verbindungsanschluss 11 und der Bindungsplatte 13 ausgebildet
sind, eingebracht ist, während der Zylinder 12a auf
einer Seite der Bindungsplatte 13 angeordnet ist, wird
ein Teil des Zylinders 12c, der von dem Verbindungsanschluss 11 hervorsteht,
so gestaucht, dass der Verbindungsanschluss 11 und die Platte 13 miteinander
verbunden sind. In diesem Fall ist der Zylinder 12b auf
eine solche Weise, dass dessen Höhe B in der Achsenrichtung
im Wesentlichen gleich der Dicke der Bindungsplatte 13 ist,
und auf eine solche Weise ausgebildet, dass beinahe kein Spiel in
einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden zwischen dem Verbindungsanschluss 11 und
der Bindungsplatte 13 vorhanden ist. Ferner ist zwischen der
Außenoberfläche des Zylinders 12b und
der Innenoberfläche der Durchdringungsöffnung,
die in der Bindungsplatte 13 ausgebildet ist, eine Lücke
der Größenordnung vorhanden, um die Drehbewegung in
dem Verbindungsabschnitt nicht zu stören. Dadurch kann
das Spiel des Verbindungsabschnitts zur Verbindung des Aktuators
mit dem Hebel 2 des Turboladers, der als eine externe Einrichtung
vorgesehen ist, welcher den Drehverhinderungsmechanismus konstruiert,
verringert werden, und ein Genauigkeitsgrad, der zum Antrieb des
Hebels 2 benötigt wird, kann sichergestellt werden.
Die Bindungsplatte 13 und der Hebel sind unter Verwendung
des Pins 14 und des Arretierrings 15 miteinander
verbunden, wie in einem herkömmlichen Fall.
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4 ist
eine Querschnittsansicht der Ausgabeachse 10 und der Nabe 17,
genommen entlang der Linie C-C, die in 2 gezeigt
ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann,
da kein Drehverhinderungsmechanismus in der Ausgabeachse 10 angeordnet ist
und es nicht notwendig ist, den Außendurchmesser der Ausgabeachse 10 zu
vergrößern, um die mechanische Festigkeit der
Ausgabeachse sicherzustellen, die Ausgabeachse 10 gefertigt
sein, um dünner als herkömmliche Ausgabeachsen
zu sein. Folglich kann die Größe des Aktuators 1 verringert
werden.
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5 ist
eine Figur, welche das Auftreten eines Festsetzens bzw. Hängenbleibens
(sticking) zeigt. In einem herkömmlichen Aktuator kann
bei Verbindung mit einer externen Einrichtung durch Erhöhen
des Spiels eines Verbindungsabschnitts zum Verbinden des herkömmlichen
Aktuators mit der externen Einrichtung eher als des Spiels des Drehverhinderungsmechanismus,
der in der Ausgabeachse angeordnet ist, ein Auftreten des Festsetzens
zur Zeit der Verbindung vermieden werden. Wenn zu der Zeit dieser
Verbindung das Spiel des Drehverhinderungsmechanismus, der in der
Ausgabeachse angeordnet ist, in das Spielintervall des Verbindungsabschnitts fällt,
wie es in (1) von 5 gezeigt ist, tritt kein Festsetzen
auf. Allerdings, wie es in (2) von 5 gezeigt ist,
wenn das Spiel des Drehverhinderungsmechanismus von dem Spielintervall
des Verbindungsabschnitts abweicht, tritt ein Festsetzen auf. Demgegenüber,
da in dem Aktuator 1 gemäß dieser Ausführungsform
1 der Drehverhinderungsmechanismus zum Verhindern der Drehbewegung
der Ausgabeachse 10 lediglich aus dem Verbindungsabschnitt zum
miteinander Verbinden des Verbindungsanschluss 11, der
Bindungsplatte 13 und des Hebels 2 des Turboladers,
der die externe Einrichtung ist, konstruiert ist, kann ein Festsetzen
vermieden werden.
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Als
nächstes wird der Betrieb des Aktuators beschrieben.
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Wenn
eine Spannung von dem nicht gezeigten Außenbereich des
Aktuators an die Spule 6 über den externen I/O-Verbinder 3 und
den Anschluss 4 angelegt wird, wird ein elektromagnetisches
Feld erzeugt und der Rotator 8 dreht sich. Da die Ausgabeachse 10 mit
dem Hebel 2 mittels des Verbindungselements verbunden ist,
wird vermieden, dass sich die Ausgabeachse 10 dreht. Folglich
wandeln der Innengewindeabschnitt 8a, der in dem Rotator 8 ausgebildet
ist, und der Außengewindeabschnitt 10a, der in der
Ausgabeachse 10 ausgebildet ist, die Drehbewegung des Rotators 8 in
eine lineare Bewegung der Ausgabeachse 10 so um, dass sich
die Ausgabeachse 10 linear in einer Richtung deren Länge
bewegt. Wenn sich die Ausgabeachse 10 linear bewegt, dreht sich
der Hebel 2, der mit der Ausgabeachse 10 mittels
des Verbindungselements verbunden ist, um den zentralen Punkt D,
wie es in 1 gezeigt ist, um den Schieberöffnungsgrad
des Turboladers zu verändern.
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Wie
es oben erwähnt ist, ist der Aktuator 1 gemäß der
Ausführungsform 1 auf eine solche Weise konstruiert, dass
die Ausgabeachse 10 mit dem Hebel 2 mittels des
Verbindungselements verbunden ist, und das Spiel des Verbindungsabschnitts
zum Verbinden des Aktuators mit dem Hebel 2 des Turboladers,
der als die externe Einrichtung vorgesehen ist, die ein Drehverhinderungsmechanismus
ist, wird verringert. Folglich bietet die vorliegende Erfindung einen
Vorteil, der es ermöglicht, die Notwendigkeit zu eliminieren,
irgendeinen Drehverhinderungsmechanismus in der Ausgabeachse 10 anzuordnen,
den Aktuator 1 zu verkleinern, während die mechanische Festigkeit
der Ausgabeachse 10 sichergestellt ist, und des Verringerns
der Herstellungskosten für den Aktuator. Ferner, da der Drehverhinderungsmechanismus
zum Verhindern der Drehbewegung der Ausgabeachse 10 lediglich
aus dem Verbindungsabschnitt zum miteinander Verbinden des Verbindungsanschlusses 11,
der Bindungsplatte 13 und des Hebels 2 konstruiert
ist, wird ein weiterer Vorteil bereitgestellt, der es ermöglicht,
das Auftreten eines Festsetzens zu vermeiden. Ferner, da der Aktuator
auf eine solche Weise konstruiert ist, dass beinahe kein Spiel in
dem Verbindungsabschnitt zum Verbinden zwischen dem Verbindungsanschluss 11 und
der Bindungsplatte 13 vorhanden ist, wie es oben erwähnt
ist, wird ein weiterer Vorteil der bereitgestellt, der es ermöglicht,
das Spiel des Verbindungsabschnitts zu verringern und den Schieberöffnungsgrad des
Turboladers mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu steuern.
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Ausführungsform 2.
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6 ist
eine Ansicht, welche einen Aktuator 1 gemäß einer
Ausführungsform 2 zeigt, und der Aktuator gemäß dieser
Ausführungsform unterscheidet sich von dem der Ausführungsform
1 darin, dass der Aktuator gemäß dieser Ausführungsform
einen Faltenbalg 19 enthält. Darüber
hinaus sind dieselben strukturellen Komponenten, wie die, die mit
Bezug auf 2 erklärt wurden, mit
denselben Referenzzeichen wie denen, die in der Figur gezeigt sind,
bezeichnet, und die erneute Erläuterung der strukturellen
Komponenten wird ausgelassen. Der Faltenbalg 19 weist ein
Ende 19a, das an einem Vorsprungsabschnitt 17a angebracht
ist, der in der Nabe 17 angeordnet ist, und ein weiteres
Ende 19b auf, das an einem Vorsprungsabschnitt 10b angeordnet
ist, der in der Ausgabeachse 10 angeordnet ist. Folglich
dehnt sich der Faltenbalg 19 aus und zieht sich zusammen entsprechend
der linearen Bewegung der Ausgabeachse 10, und vermeidet,
dass ein Eindringling, beispielsweise ein Fremdkörper,
wie etwa Staub, oder ein Fluid, wie etwa Wasser in den Aktuator
von der Lücke zwischen der Ausgabeachse 10 und
der Nabe 17 eindringt. Ferner, wenn der Aktuator 1 mit einem Turbolader
verbunden ist, der eine externe Einrichtung ist, ist es notwendig,
den Mutter 16 zu lösen, um die Position des Verbindungsanschlusses 11 einzustellen,
folglich wird ein Vorteil bereitgestellt, der es ermöglicht,
eine Drehung der Ausgabeachse 10 durch Anbringen des Faltenbalges 19 an
dem Aktuator zu vermeiden und die Bearbeitbarkeit zur Zeit der Verbindung
zu verbessern. Diese Ausführungsform stellt ferner Vorteile
bereit, die gleich denen sind, die von der Ausführungsform
1 bereitgestellt werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
es oben erwähnt ist, da der Aktuator gemäß der
vorliegenden Erfindung ein Auftreten des Festsetzens vermeidet und
dessen Herstellungskosten verringert, und ein verkleinertes Verbindungselement
zum Verbinden des Aktuators mit einer externen Einrichtung enthält,
ist der Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung
für ein Einstellen des Schieberöffnungsgrads eines
Turboladers geeignet.
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Zusammenfassung
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Ein
Aktuator, der eine Ausgabeachse, die linear durch eine Drehkraft
bewegt wird, und eine Nabe zum Halten der oben genannten Ausgabeachse
auf eine solche Weise aufweist, dass sich die Ausgabeachse linear
bewegen kann, enthält ein Verbindungselement zum Weiterleiten
der linearen Bewegung der oben genannten Ausgabeachse an eine externe
Einrichtung. Das oben genannte Verbindungselement umfasst einen
Verbindungsanschluss, der mit der oben genannten Ausgabeachse verbunden ist,
und eine Bindungsplatte, welche ein Ende, das mit dem oben genannten
Verbindungsanschluss drehbar verbunden ist, und ein weiteres Ende,
das mit der externen Einrichtung drehbar verbunden ist, umfasst.
Ein Mechanismus zum Verhindern einer Drehung der oben genannten
Ausgabeachse ist lediglich aus einem Verbindungsabschnitt zum miteinander
Verbinden des oben genannten Verbindungsanschlusses, der oben genannten
Bindungsplatte und der oben genannten externen Einrichtung konstruiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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