JP2005257047A - 電動制御弁の出力軸接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブロッドとモータシャフトとを継手部材により接続するものでありながら、その継手部材をモータシャフトに対して簡単に手際よく組み付けることができ、その組み付け時間を短縮することができると共に、前記継手部材の生産性向上をも図ることができる電動制御弁の出力軸接続構造を得ることにある。
【解決手段】 流体通路３を開閉するバルブ５を有し、バルブハウジング２に移動可能に取り付けられたバルブロッド４と、このバルブロッド４を軸方向に駆動するモータ１０とを備え、前記モータ１０のモータシャフト１４と前記バルブロッド４とを接続する電動制御弁の出力軸接続構造において、前記モータシャフト１４の前記バルブロッド４との被接続端部に平板状をなしたプレート２０の中央部を固着し、その固着後のプレート２０の両側を折り曲げてバルブロッド４に引っ掛け係合させたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、エンジンの排気ガス還流路を開閉するＥＧＲバルブ装置に適用される電動制御弁の出力軸接続構造に関するものである。

従来の電動制御弁の出力軸接続構造として、ＥＧＲバルブ装置のバルブロッドと、このバルブロッドを軸方向に駆動する電制式モータのモータシャフトとを継手部材によって接続する構造としたものは種々提案されているが、いずれも、予め所定の形状に成形された継手部材を用いて前記バルブロッドとモータシャフトとを接続している。その接続構造の１つに、予め断面箱形状に成形された継手部材をバルブロッドの上端に固定し、その継手部材をモータシャフトの下端部に前記継手部材の内側からワッシャを介してナットで締結する構造としたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来例に係る電動制御弁の出力軸接続構造として、予め断面コ字状に成形された継手部材（係止プレート）をモータシャフトの被接続端部にカシメ付けすると共に、バルブロッドの被接続端部には、該バルブロッドを閉弁方向に付勢するスプリングの受け座となるリテーナプレートを同じくカシメ付けし、そのリテーナプレートに設けられたスリットに対して前記継手部材の開放端部に形成されたフック部を挿入係合させる構造としたものもある（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。

特許第３２０４０４３号公報（第３−４頁、図１） 特開平８−１５１９６３号公報（第３−４頁、図１） 特開平９−３２６５４号公報（第３頁、図４）

従来の電動制御弁の出力軸接続構造は以上のように構成されているので、断面箱形状や断面コ字形状など所定の中空断面形状に予め成形された継手部材を、バルブロッドまたはモータシャフトの被接続端部に対して制限されたスペースでナット締めやカシメ付け等の固定手段により組み付けなければならず、このような組み付け作業は多くの時間を費やすなど作業性が非常に悪いという課題があった。すなわち、ＥＧＲバルブ装置のバルブロッドとモータシャフトとの接続に用いる継手部材は一般に小型のため、前述のような中空断面形状に予め成形された前記継手部材の内部は極めて狭いスペースとなっており、その狭いスペースで前述のようなナット締めやカシメ付け等による組み付け作業を行わなければならないため、前述のような課題が生じる結果となる。また、前記断面形状をなす小型の継手部材は、その成形にも困難性が伴って生産性が悪いという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、バルブロッドとモータシャフトとを継手部材により接続するものでありながら、その継手部材をモータシャフトに対して簡単に手際よく組み付けることができ、その組み付け時間を短縮することができると共に、前記継手部材の生産性向上をも図ることができる電動制御弁の出力軸接続構造を得ることを目的とする。

この発明に係る電動制御弁の出力軸接続構造は、流体通路を開閉するバルブを有し、バルブハウジングに軸方向へ移動可能に取り付けられたバルブロッドと、このバルブロッドを軸方向に駆動する電制式モータとを備え、この電制式モータのモータシャフトと前記バルブロッドとを接続する電動制御弁の出力軸接続構造において、前記モータシャフトの前記バルブロッドとの被接続端部に平板状をなしたプレートの中央部を固着し、その固着後の前記プレートの両側を折り曲げて前記バルブロッドに引っ掛け係合させたものである。

この発明によれば、モータシャフトのバルブロッドとの被接続端部に平板状をなしたプレートの中央部を固着し、その固着後の前記プレートの両側を折り曲げて前記バルブロッドに引っ掛け係合させるように構成したので、前記モータシャフトに前記プレートをカシメ等の手段で組み付ける際の作業スペースが、前記平板状のプレートでは制限されるようなことがなく、このため、前記モータシャフトに対する前記プレートの組み付け短時間を従来のような中空断面形状の継手部材に比べて大幅に短縮することができ、組み付け作業性が向上するという効果がある。また、平板状のプレートは成形も容易で生産性が向上するとともにコスト低減が図れるという効果がある。さらには、前記モータシャフトに固着後のプレートは、その両側部をバルブロッドとの係合方向に容易に折り曲げることができるので、その折り曲げによって前記モータシャフトとバルブロッドとを簡単に接続することができるという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電動制御弁の出力軸接続構造を備えたＥＧＲバルブ装置を示す断面図、図２は図１中の軸継手用プレートの形状および取付工程を示す図である。
図１に示すＥＧＲバルブ装置１は、エンジンからの排気ガスを循環させる流体通路（排気ガス還流路）３を形成しているバルブハウジング２を備えている。このバルブハウジング２にはバルブロッド４が軸方向へ移動可能に取り付けられている、そのバルブロッド４は、前記バルブハウジング２内に取り付けられたバルブシート６に接離可能なバルブ５を有している。前記バルブロッド４は、これに一体的に嵌着されたスプリングホルダ７と前記バルブハウジング２の外側凹部の底壁との間に介在させたスプリング８によって上方向（閉弁方向）に付勢されている。また、前記バルブロッド４は頭部４ａを一体に有している。

そして、前記バルブハウジングの外側には、前記バルブロッド４を軸方向に駆動するための電制式モータ１０は装着されている。この電制式モータ１０は、コイル１１と、このコイル１１の内部に配置されたロータ１２と、このロータ１２の中心孔部に螺合されたスクリューロッド部１３一端に有して軸方向に移動可能なモータシャフト１４とを備えた構成となっている。前記ロータ１２は、上下のベアリング１５，１６によって回転自在で、かつ一定範囲だけ軸方向へ移動可能に保持されている。ここで、前記ロータ１２の下側ベアリング１６は、前記電制式モータ１０のモータハウジング１０ａの下端開口部に嵌着されているボス部材（押さえ部材）１７との間に介在させたワッシャ１８によって、軸方向へ弾性的に保持されている。なお、前記ボス部材１７は、前記バルブハウジング２の上端との間に挟み込まれ、該バルブハウジング２と前記モータハウジング１０ａとの締結ボルト１９によって締付け固定されている。また、前記モータシャフト１４の下端（バルブロッド４との被接続端部）にはカシメ用の突起部１４ａが一体形成されている。

以上において、前記モータシャフト１４とバルブロッド４とが軸継手としてのプレート２０によって接続されており、図１に示すプレート２０は、前記モータシャフト１４に対する組み付け後に折り曲げられた最終的形状となっているものであり、その詳細な形状および組み付け、ならびに前記モータシャフト１４とバルブロッド４との接続について以下に説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）は図１中の軸継手用プレートの形状および取付工程をモータシャフトとの関連で示す断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のプレートの下面図、図２（ｅ）は図２（ｂ）のプレートの下面図、図２（ｆ）は図２（ｃ）のプレートの下面図である。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記プレート２０は、その両端側に下方を向く引っ掛け片部（引っ掛け係合部）２１が折曲形成された平板状のままでモータシャフト１４の突起部１４ａに組み付け固着されるものであり、その平板状をなすプレート２０の中央部には取付穴２２が設けられている。

次に、前述のように形成されたプレート２０平板状のままモータシャフト１４に組み付ける場合の手順について説明する。まず、前記プレート２０の取付穴２２をモータシャフト１４下端の突起部１４ａに嵌め込んだ後、図２（ｂ）に示すように、前記突起部１４ａのカシメにより前記プレート２０を平板状のまま前記モータシャフト１４の下端部に固着する。その固着後に、前記プレート２０の両側を、図２（ｃ）に示すように、下向き平行方向に折り曲げる。これにより、前記プレート２０は、断面ほぼ逆Ｕ字形状に折曲され、その逆Ｕ字形状の両側面部（折り曲げ面部）２０ａの先端の引っ掛け片部２１は、それぞれの先端が離れて対向し、その対向端間にはバルブロッド４の頭部４ａの下側ネック部を横方向からスライド嵌入可能なスリット２３（図２（ｃ）参照）が形成される。そこで、図１に示すＥＧＲバルブ装置の組立時、すなわち、バルブハウジング２とモータハウジング１０ａの組み付け時において、バルブハウジング２上でモータハウジング１０ａをスライドさせることで、前記バルブロッド４の頭部４ａの下側ネック部を前記プレート２０のスリット２３に嵌入させれば、前記バルブロッド４の頭部４ａが前記プレート２０の引っ掛け片部２１上に係合可能な状態となって、前記モータシャフト１４とバルブロッド４とが接続される。

ここで、前記プレート２０は、前記モータシャフト１４に対する固着部付近から引っ掛け片部２１までの範囲の幅方向の両側縁部を、前記プレート２０の折り曲げ前にテーパ状に形成することで、前記引っ掛け片部２１を幅狭く（プレート２０の幅方向に短く）形成しておくものとする。

以上説明した実施の形態１によれば、モータシャフト１４のバルブロッド４との被接続端部に対し、両端に前記モータシャフト１４とは反対方向に屈曲した引っ掛け片部２１を有する平板状のプレート２０の中央部をカシメ付けて固着し、その固着後に前記プレート２０の両側を折り曲げて前記バルブロッド４の頭部４ａの下側に前記引っ掛け片部２１を引っ掛け係合させるように構成したので、前記モータシャフト１４に前記プレート２０をカシメ付け手段で組み付ける際には該プレート２０が平板状のままとなっていることにより、その組み付け作業スペースが、予め断面中空形状に形成された従来の継手部材のように制限されるようなことがなく、このため、前記モータシャフト１４とプレート２０の組み付け作業を短時間に手際よく行うことができ、前記プレート２０の組み付け作業性が大幅に向上するという効果がある。また、平板状のプレート２０は成形も容易で生産性が向上するとともにコスト低減が図れるという効果がある。さらに、前記モータシャフト１４に固着後のプレート２０は、その両側部を前述のように同一方向へ容易に折り曲げることができると共に、その折り曲げによって前記引っ掛け片部２１の対向端間にスリット２３が形成されるため、そのスリット２３に前記バルブロッド４の頭部４ａの下側ネック部をスライド嵌入させるだけで、前記モータシャフト１４とバルブロッド４とを簡単に接続することができるという効果がある。

実施の形態２．
図３（Ａ）はこの発明の実施の形態２による電動制御弁の出力軸接続構造におけるモータシャフトとバルブロッドの接続前の状態を示す側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を右側から見た端面図であり、図１および図２と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、前記実施の形態１の場合と同様に、モータシャフト１４の下端にカシメ付け手段で固着された平板状のプレート２０を、前記モータシャフト１４に対する固着部付近から引っ掛け片部２１までの範囲の両側面部２０ａ，２０ａが、図３（Ｂ）に示すように漸次幅狭くなるテーパ形状となるように折り曲げて形成すると共に、バルブロッド４の頭部４ａの頂部側表面をアール形状部４ｂに形成したものである。

このように構成した実施の形態２によれば、モータシャフト１４の下端に固着された平板状のプレート２０の両側をその固着後に折り曲げて形成された両側面部２０ａの相互が、前述のようにテーパ形状に形成されて引っ掛け片部２１側が漸次幅狭くなっているので、前記モータシャフト１４とバルブロッド４との接続に際して、前記プレート２０の両側面部２０ａの相互間にバルブロッド４の頭部４ａをスライドさせて嵌め込むとき、その頭部４ａが前記プレート２０に接触しても、前記頭部４ａのアール形状部４ｂによって該頭部４ａを前記プレート２０の両側面部２０ａの相互間にスライド誘導させることができるという効果がある。しかも、前記プレート２０の両側面部２０ａがテーパ形状に形成されているため、その両側面部２０ａ間に誘導された前記頭部４ａを前記両側面部２０ａのテーパ形状の内壁面に沿って前記引っ掛け片部２１に対する正規の係合位置に誘導させることができ、このため、前記モータシャフト１４とバルブロッド４の接続作業性が向上するという効果がある。

実施の形態３．
この実施の形態３については図３を引用して説明する。この実施の形態３では、前記実施の形態２によるプレート２０の両側面部２０ａの下端側（引っ掛け片部２１）付近に垂直面部２０ｂを形成し、この垂直面部２０ｂと前記引っ掛け片部２１との屈曲内角をほぼ直角に形成すると共に、前記バルブロッド４の頭部４ａの下端外角部をほぼ直角なエッジ形状４ｃに形成したものである。また、前記引っ掛け片部２１を、前記頭部４ａに引っ掛け可能な最小幅Ｈに設定するように形成したものである。

以上のように構成した実施の形態３によれば、前記バルブロッド４の頭部４ａ下端のエッジ形状４ｃと、前記プレート２０下端側の垂直面部２０ｂと引っ掛け片部２１とのほぼ直角な内角隅部とによって、前記バルブロッド４の引き上げ時における前記引っ掛け片部２１の前記頭部４ａに対する引っ掛け面積を多く確保することができ、このため、前記バルブロッド４の引き上げ荷重による前記引っ掛け片部２１の折れ曲げりや疲労破壊を防止でき、強度上の信頼性が向上するという効果がある。また、前記引っ掛け片部２１を前記頭部４ａに引っ掛け可能な最小幅Ｈに設定するように形成したので、前記プレート２０とバルブロッド４とのスライドによる前記頭部４ａと前記引っ掛け片部２１との組み付け時間を短縮することができ、その組み付け作業性が向上するという効果がある。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４によるＥＧＲバルブ装置の要部を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態４では、前記実施の形態１によるＥＧＲバルブ装置１において、ロータ１２を、その下側ベアリング１６を介して軸方向へ弾性的に保持しているワッシャ１８の撓み量を規制すべく、そのワッシャ１８を押さえているボス部材（押さえ部材）１７に前記ワッシャ１８の撓み規制部１７ａを一体形成したものである。その撓み規制部１７ａは、前記モータシャフト１４が軸方向に摺接するように前記ボス部材１７の一体形成した環状壁部からなっている。

このような構成とした実施の形態４によれば、バルブロッド４の引き上げ時にモータシャフト１４に作用する引き下げ荷重によってワッシャ１８が撓むが、その撓み量がボス部材１７の撓み規制部１７ａによって規制されるため、前記ワッシャ１８の繰り返し撓みによって該ワッシャ１８が早期に疲労破壊を起こすようなことがなく、その耐久性が向上するという効果がある。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による電動制御弁の出力軸接続構造の要部を示す分解斜視図であり、図１〜図４と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明する省略する。
この実施の形態５では、前記各実施の形態におけるバルブロッド４の頭部４ａに代えてプレート２０を係合させる円板状の係合部材３０を前記バルブロッド４の上端に固着し、その係合部材３０に前記プレート２０の引っ掛け片部２１を嵌め込み係合させる係合穴（引っ掛け係合部）３１を設けたものである。この係合穴３１は、前記引っ掛け片部２１を挿入可能な幅広挿入穴（挿入口）３１ａと、この幅広挿入穴３１ａに連続して前記バルブロッド４の軸心を中心とする円弧状に形成された幅狭係合穴３１ｂとからなっている。

このように構成された実施の形態５によれば、プレート２０の引っ掛け片部２１をバルブロッド４上端の係合部材３０の幅広部位挿入穴３１ａに差し込んでモータシャフト１４またはバルブロッド４を一方向に回動させることにより、前記引っ掛け片部２１を前記係合穴３１の幅狭係合穴３１ｂに係合させることができ、したがって、前記実施の形態１の場合と同様に、前記モータシャフト１４とバルブロッド４との接続作業を短時間に手際よく行うことができ、その接続作業性が向上するという効果がある。

実施の形態６．
尚、各実施の形態において、電制式モータとしては、ステッピングモータ、ＤＣモータなどを用いればよい。

この発明の実施の形態１による電動制御弁の出力軸接続構造を備えたＥＧＲバルブ装置を示す断面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は図１中の軸継手用プレートの形状および取付工程をモータシャフトとの関連で示す断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のプレートの下面図、図２（ｅ）は図２（ｂ）のプレートの下面図、図２（ｆ）は図２（ｃ）のプレートの下面図である。 図３（Ａ）はこの発明の実施の形態２による電動制御弁の出力軸接続構造におけるモータシャフトとバルブロッドの接続前の状態を示す側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を右側から見た端面図である。 この発明の実施の形態４によるＥＧＲバルブ装置の要部を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による電動制御弁の出力軸接続構造の要部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ ＥＧＲバルブ装置、２ バルブハウジング、３ 流体通路、４ バルブロッド、４ａ 頭部、４ｂ アール形状部、４ｃ エッジ部、５ バルブ、６ バルブシート、７
スプリングホルダ、８ スプリング、１０ 電制式モータ、１０ａ モータハウジング、１１ コイル、１２ ロータ、１３ スクリューロッド部、１４ モータシャフト、１４ａ 突起部、１５，１６ ベアリング、１７ ボス部材（押さえ部材）、１８ ワッシャ、２０ プレート、２０ａ 両側面部（折り曲げ面部）、２０ｂ 垂直面部、２１ 引っ掛け片部（引っ掛け係合部）、２２ 取付穴、３０ 係合部材、３１ 係合穴（引っ掛け係合部）、３１ａ 幅広挿入穴、３１ｂ 幅狭係合穴。

Claims (6)

1. 流体通路を開閉するバルブを有し、バルブハウジングに軸方向へ移動可能に取り付けられたバルブロッドと、このバルブロッドを軸方向に駆動する電制式モータとを備え、前記電制式モータのモータシャフトと前記バルブロッドとを接続する電動制御弁の出力軸接続構造において、前記モータシャフトの前記バルブロッドとの被接続端部に平板状をなしたプレートの中央部を固着し、その固着後の前記プレートの両側を折り曲げて前記バルブロッドに引っ掛け係合させたことを特徴とする電動制御弁の出力軸接続構造。
2. プレートのバルブロッドに対する引っ掛け係合部は、前記バルブロッドに引っ掛け可能な最小幅に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁の出力軸接続構造。
3. プレートの両側の折り曲げ面部は、バルブロッドへの引っ掛け部位に向って漸次幅狭となるテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動制御弁の出力軸接続構造。
4. バルブロッドは、プレートを折り曲げて引っ掛け係合させるための頭部を有し、この頭部は先端部がアール状に形成され、かつ、前記プレートに引っ掛けられる面がエッジ形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁の出力軸接続構造。
5. バルブロッドのモータシャフトとの被接続端部には係合部材が固着され、この係合部材には、プレートの引っ掛け係合部を差し込んで回動させることにより、その引っ掛け係合部を係合固定させる係合穴が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁の出力軸接続構造。
6. 電制式モータは、ロータを軸方向へ弾性的に保持しているワッシャを押さえるための押さえ部材を備えており、その押さえ部材には、前記ワッシャの撓み量を規制する撓み規制部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動制御弁の出力軸接続構造。

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