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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung, die zum Beispiel
in einem Abgasrückführdurchgang zum Rückführen
eines Abgasteils zur Ansaugseite vorgesehen ist, wie in einem EGR
(Exhaust Gas Recirculation; Abgasrezirkulations)-System zum Steuern
der Rückführgröße des Abgases, und
die ein ventilseitiges Gehäuse mit einem Ventilsitz, ein
mit einem Motor versehenes motorseitiges Gehäuse und ein
zuführseitiges Gehäuse mit einer Zuführeinheit
integral zusammensetzt.
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Stand der Technik
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Eine
konventionelle Ventilvorrichtung der zuvor genannten Art ist derart
eingerichtet, dass eine Motorwelle durch die Drehung eines Motorrotors
axial bewegt wird, damit das untere Ende der Motorwelle gegen das
obere Ende des Ventilschafts anliegt, und ein Ventilelement wird
mit der folgenden Bewegung der Motorwelle von einem Ventilsitz entfernt. Somit
wird die konventionelle Ventilvorrichtung aus einer Motorwelle und
einem Ventilschaft gebildet, die unabhängig voneinander
ausgebildet sind, und der durch die Kollision eines Ventilelements
mit einem Ventilsitz zur Verschlusszeit des Ventils bedingte Stoß wurde
während des Zeitintervalls reduziert, in dem die Motorwelle
durch die Trägheitskraft des Rotors in einem zu einem Motorstopper
führenden Raum bewegt wird, nachdem die Motorwelle vom Ventilschaft
getrennt ist.
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Ansonsten
gibt es eine Ventilvorrichtung, wo eine Motorwelle und ein Ventilschaft
einen wie im Patentdokument 1 offenbarten, integral zusammengesetzten
Aufbau aufweisen; jedoch ist die Ventilvorrichtung eine, wo ein
Raum an beiden Seiten einer männlichen Schraube und einer
weiblichen Schraube vorgesehen ist, um die Drehung eines Rotors
zu der Zeit des vollkommenen Verschließens des Ventils
zu beschränken.
- Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3719915 (Gazette)
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Jedoch
werden bei der konventionellen Ventilvorrichtung, die aus einer
Motorwelle und einem Ventilschaft, die unabhängig ausgebildet
sind, gebildet ist, die Motorwelle und der Ventilschaft voneinander
zur Unterschreitungszeit beim Ventilverschlussbetrieb, zur Initialisierungszeit
(Betrieb zum Untersuchen der Initialposition), oder zur Belegungszeit
des Ventilschafts getrennt, und deshalb kann ein Fehler zwischen
einer Ventilposition und der Ausgabe eines die Ventilposition erfassenden
Sensors auftreten. Als ein Ergebnis besteht ein Problem, dass eine
Situation auftreten kann, wo die Ventilposition im Motor nicht genau überwacht
werden kann.
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Weiter
offenbart Patentdokument 1 nicht die Erfassung der Ventilposition
durch den Ventilschaft.
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Die
vorliegende Erfindung wurde ausgeführt, um die zuvor erwähnten
Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Ventilvorrichtung bereitzustellen, so dass die Erfassungsgenauigkeit
einer Ventilposition verbessert wird, und dass sich eine Notwendigkeit
nach Vorspannmaßnahmen zur Zeit des vollkommenen Verschließens des
Ventils erübrigt.
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Inhalt der Erfindung
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Die
Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
weist integral hieran zusammengesetzt ein ventilseitiges Gehäuse
mit einem Ventilsitz, ein mit einem Motor versehenes motorseitiges
Gehäuse und ein zuführseitiges Gehäuse
mit einer Zuführeinheit auf, wobei ein mit einem Ventil
zum Anliegen gegen den Ventilsitz versehener Ventilschaft zum Inneren
des zuführseitigen Gehäuses verlängert ist,
ein Drehstopper oder ein Anhaltemittel des Ventilschafts an einer
vorbestimmten Position des Ventilschafts an seinem Weg zum zuführseitigen
Gehäuse vorgesehen ist, eine Schraubensektion um den durch das
Mittenloch des Rotors des Motors gelangenden Abschnitt des Ventilschafts
vorgesehen ist, wobei die Schraubensektion mit einer um die Fläche
des Mittenlochs hiervon ausgebildete Gewindesektion kämmt,
und ein Ventilpositionserfassungssensor innerhalb des zuführseitigen
Gehäuses vorgesehen ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist der Ventilschaft durch den Rotor des
Motors zur Sensorposition verlängert, und somit kann die
Erfassung der Ventilposition genau ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht eines geschlossenen Ventilzustands einer Ventilvorrichtung,
die eine Ausführungsform zeigt.
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2 ist
eine Draufsicht, die einen Drehstopper illustriert.
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Beispielhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, um die
vorliegende Erfindung detaillierter zu erklären.
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Erste Ausführungsform
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Die
Figuren sind Längsschnittansichten, die eine Zusammenstellung
einer Ventilvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen. 1 ist eine
Ansicht, die einen geschlossenen Ventilzustand illustriert, und 2 ist eine
Draufsicht, die einen Drehstopper oder ein Anhaltemittel illustriert.
In den Figuren befindet sich die Ventilvorrichtung in einer Anordnung,
damit sie ein ventilseitiges Gehäuse 2 mit einem
Ventilsitz 1 an der Grenze zwischen einem Einlassdurchgang
A und einem Auslassdurchgang B, ein einen Motor 3 umfassendes
motorseitiges Gehäuse 4 und ein zuführseitiges
Gehäuse 5 mit einer Zuführeinheit (nicht
gezeigt) integral zusammensetzt.
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Der
Motor 3 weist auf: einen Statoreisenkern 31, der
mit dem motorseitigen Gehäuse 4 vereint ist, eine
um beide Seiten des Stators durch einen Spulenkörper 32 gewundene
Spule 33, und einen Rotor 35, der einen um die
Außenumfangsfläche hiervon vorgesehenen und in
der Mitte des Statoreisenkerns 31 drehbar vorgesehenen
Permanentmagneten aufweist. Weiter ist bezüglich des Rotors 35 ein
Metallrohr 36 innerhalb eines Innenrings 6a einer
als eine Wellenlagerung dienenden Lagerung 6 eingepresst und
fixiert, und zum Fixieren mit einem von der Mitte des unteren Endes
des Rotors hervorstehenden Abschnitts des Rohr zusammengesetzt und
eingeführt; der Außenumfang der Lagerung 6 ist
durch Einführen eines Harzes im motorseitigen Gehäuse 4 gesichert.
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Ein
Ventilschaft oder eine Ventilwelle 8, der/die mit einem
Ventil 7 zum Anliegen gegen den Ventilsitz 1 versehen
ist, ist zum Inneren des zuführseitigen Gehäuses 5 verlängert,
der durch das Mittenloch 35a des Rotors 35 des
Motors 3 gelangende Abschnitt des Schafts ist mit einer
Schraubensektion 11 versehen, die mit einer um die Fläche
des Mittenlochs hiervon ausgebildeten Gewindesektion 10 kämmt,
und der Ventilpositionserfassungssensor (nicht gezeigt) zum Erfassen
der Ventilposition durch Erfassender Position des Ventilschafts
ist innerhalb des zuführseitigen Gehäuses 5 vorgesehen.
In diesem Zusammenhang ist das untere Ende des Ventilschafts 8 in
das Ventil 7 eingepresst, und wird dann hochgeschwindigkeits-abgedichtet,
um das Ventil daran zu hindern, aus dem unteren Ende hiervon herauszufallen.
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Weiter
ist ein Drehstopper 9 des Ventilschafts 8 an einer
vorbestimmten Position des Ventilschafts an seinem Weg zum zuführseitigen
Gehäuse 5 vorgesehen. Wie in 2 gezeigt,
ist der Drehstopper 9 an gleich beabstandeten Intervallen
um die Innenumfangsfläche hiervon mit Vorsprüngen 9a versehen,
um in parallel in einer Axialrichtung in im Wesentlichen gleich
beabstandeten Intervallen um die Umfangsfläche des Ventilschafts 8 vorgesehene
Nuten 8a einzugreifen, und ist um die Außenumfangssektion
hiervon mit einem Ansatz 9b versehen, um zwischen dem ventilseitigen
Gehäuse 2 und dem motorseitigen Gehäuse 4 zusammengesetzt
zu werden. Weiter ist der Ansatz 9b an verschiedenen Orten
des Saums hiervon mit Kerben 9c zum Positionieren versehen,
und das ventilseitige Gehäuse 2 wird derart am
motorseitigen Gehäuse 4 zusammengesetzt, dass
Konvexitäten 3a des motorseitigen Gehäuses 4 in
den Kerben 9c eingreifen. Der Ventilschaft 8 ist
mit einem Federaufnehmer 12 versehen, der eine Schulter
oder Stufe 8b des unteren Endes jeder der Nuten 8a verwendet,
und eine Feder 13 zum Ausüben einer Drängkraft
am Ventilschaft 8 in der Ventilverschlussrichtung ist zwischen
dem Federaufnehmer 12 und einer Konkavität 2a innerhalb
des ventilseitigen Gehäuses 2 vorgesehen.
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Als
nächstes wird der Betrieb der Ventilvorrichtung beschrieben.
Wenn die Spule 33 auf der Basis eines Signals von einem
externen System mittels eines Zuführkreises (nicht gezeigt)
innerhalb des zuführseitigen Gehäuses 5 eingeschaltet
wird, wirkt ein durch das Einschalten erzeugtes Magnetfeld auf den Permanentmagneten 34 des
Rotors 35, um somit den Rotor zu drehen. Die Drehung des
Rotors 35 übt durch die mit der Gewindesektion 10 kämmende Schraubensektion 11 ein
Moment am Ventilschaft 8 aus; nachdem jedoch die Vorsprünge 9a des
Drehstoppers 9 in Eingriff mit den Nuten 8a um
die Umfangsfläche des Ventilsschafts 8 sind, dreht
sich der Ventilschaft 8 nicht, sondern bewegt sich in der
durch den Pfeil angezeigten Richtung in einer axialen Linie.
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Deshalb
bewegt sich das am unteren Ende des Ventilschafts 8 angebrachte
Ventil 7 zur kettenlinigen Position, um den Durchgang zu öffnen,
und stellt hierdurch eine Kommunikation zwischen dem Einlassdurchgang
A und dem Auslassdurchgang B bereit.
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Weiter
wird unter der Bedingung, wo das Ventil 7 wie zuvor beschrieben
geöffnet ist, wenn die Zuführrichtung der Spule 33 umgekehrt
wird, die Drehung des Rotors 35 gegenüber der
zuvor beschriebenen umgekehrt; somit wird der Ventilschaft 8 in
die entgegen gesetzten Richtung zu der durch den obigen Pfeil angezeigten
bewegt, und das Ventil 7 liegt gegen den Ventilsitz 1 an,
damit es den Durchgang verschließt. Nachdem der Ventilschaft 8 an
der Position anhält, wo das Ventil 7 geschlossen
ist, kann die angehaltene Position hiervon mit einem Sensor erfasst
werden, um hierdurch die Position des Ventils genau zu erfassen.
Weiter wird durch Anliegen des Ventils der Rotor 35 zu
der Seite des Ventils 7 angezogen. Aus diesem Grund wird
bei einer konventionellen Anordnung eine Vorspannfeder bedingt,
dass sie auf den Rotor 35 wirkt; jedoch besteht ein potentielles
Risiko, dass der Rotor 35 die Vorspannfeder aufgrund der
Anziehkraft des Rotors 35 zerschlägt oder beschädigt.
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Demnach
ist gemäß der vorliegenden Erfindung das in den
Rotor 35 eingeführte und fixierte Metallrohr 36 in
den Innenring 6a der Lagerung 6 eingepresst und
fixiert, und die Lagerung 6 ist durch Einführen
eines Harzes im motorseitigen Gehäuse 4 gesichert;
die Anordnung kann die Lagerung 6 in einer Axialrichtung
sichern. Auf diese Weise kann die Notwendigkeit nach der konventionell
benötigten Vorspannfeder ausgeräumt werden. Weiter
kann die Genauigkeit der Koaxialität zwischen dem Innendurchmesser
des Rotors 35 und der Lagerung 6 verbessert werden.
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Darüber
hinaus wird im geöffneten Ventilzustand, wo das Ventil 7 geöffnet
ist, sobald sich der Ventilschaft 8 bewegt, die Feder 13 durch
den Federaufnehmer 12 komprimiert, und somit kann die Wiederherstellungskraft
der Feder 13 die Vibrationssicherheit des Federaufnehmers 12 sichern.
Dann wird in dem Fall, dass das Einschalten der Spule 33 wegen
der Verbindungsunterbrechung des Zuführdrahtes oder Ähnlichem
fehlschlägt, der Ventilschaft 8 durch die Einschaltkraft
der Feder 13 in die entgegen gesetzte Axialrichtung vom
Pfeil bewegt, was das Ventil 7 gegen den Ventilsitz 1 anliegen
lässt. Zu dieser Zeit, wenn der Ventilschaft 8 in
der Axialrichtung bewegt wird, kann der Rotor 35 durch
die mit der Gewindesektion 10 kämmende Schraubensektion 11 in der
entgegen gesetzten Richtung zu derjenigen beim öffnen des
Ventils gedreht werden.
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Wie
zuvor diskutiert kann gemäß der Ausführungsform,
indem ein einzelner Ventilschaft die Funktionen der Motorwelle und
des Ventilschafts aufweist, das an der Spitze des Ventilschafts
angebrachte Ventil daran gehindert werden, dass es in der Axialrichtung
flattert oder verschoben wird, und somit kann die Erfassungsgenauigkeit
des Ventils 7, die durch den Sensor im zuführseitigen
Gehäuse ausgeführt wird, verbessert werden.
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Darüber
hinaus kann durch passendes Zusammensetzen des ventilseitigen Gehäuses 2 am motorseitigen
Gehäuse 4 durch Einfügen des Ansatzes 9b des
Drehstoppers 9 dazwischen die Genauigkeit bezüglich
der Fehlausrichtung während des Zusammensetzens erhöht
werden. Weiter kann beim Zusammensetzen verhindert werden, dass
die Achsenfehlausrichtung zwischen dem im motorseitigen Gehäuse 4 vorgesehenen
Motor 3 und dem ventilseitigen Gehäuse 2 auftritt.
Auf diese Weise kann die an der Gewindesektion 10 des Rotors 35 durch
Abkanten des Ventilschafts 8 gelegene unausgewogene Last
reduziert werden, und der unausgewogene Abtrag der Gewindesektion 10 des
Rotors 35, der durch den Ventilbetrieb bedingt wird, kann
reduziert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie
zuvor diskutiert, ist die Ventilvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Ventilschaft
durch den Rotor gelangt, so dass er zur Sensorposition verlängert
wird. Somit kann die Erfassung der Ventilposition genau ausgeführt
werden, und die Ventilvorrichtung ist zur Verwendung in einer EGR-Ventileinrichtung
oder Ähnlichem geeignet.
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Zusammenfassung
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Eine
Ventilvorrichtung weist integral zusammengesetzt ein ventilseitiges
Gehäuse 2 mit einem Ventilsitz 1, ein
mit einem Motor 3 versehenes motorseitiges Gehäuse 4 und
ein zuführseitiges Gehäuse 5 mit einer
Zuführeinheit auf, wobei ein mit einem Ventil 7 zum
Anliegen gegen den Ventilsitz 1 versehener Ventilschaft 8 zum
Inneren des zuführseitigen Gehäuses verlängert
ist, ein Drehstopper 9 des Ventilschafts 8 an
einer vorbestimmten Position des Ventilschafts an seinem Weg zum
zuführseitigen Gehäuse vorgesehen ist, eine Schraubensektion 11 um
den durch das Mittenloch 35a des Rotors 35 des
Motors 3 gelangenden Abschnitt des Ventilschafts vorgesehen
ist, wobei die Schraubensektion mit einer um die Fläche
des Mittenlochs hiervon ausgebildeten Gewindesektion 10 kämmt,
und ein Ventilpositionserfassungssensor innerhalb des zuführseitigen
Gehäuses 5 vorgesehen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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