JP6625294B2 - Actuator - Google Patents
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- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
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Description
この発明は、車両に搭載されるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator mounted on a vehicle.
特許文献1に係る排気流路バルブは、排気ガスの大気側への漏れを防止するメインシールと、メインシールよりも大気側に設けられてメインシールを外部ダストから保護するダストシールとを備える。メインシールおよびダストシールは、弁軸に弾性的に接触するシールリップを備える。 The exhaust passage valve according to Patent Literature 1 includes a main seal that prevents exhaust gas from leaking to the atmosphere side, and a dust seal that is provided closer to the atmosphere side than the main seal and protects the main seal from external dust. The main seal and the dust seal include a seal lip that elastically contacts the valve shaft.
従来のシール部材は弁軸に線接触するシールリップで構成されているので、シールリップが摩耗して弁軸との間に隙間が生じやすく、気密性が低下するという課題があった。気密性が低下すると、内部に液体が浸入しやすくなることで内部部品に錆が発生し機能低下に繋がる。 Since the conventional seal member is formed of a seal lip that is in line contact with the valve shaft, the seal lip is worn, and a gap is easily formed between the seal lip and the valve shaft, resulting in a problem that airtightness is reduced. When the airtightness is reduced, the liquid easily penetrates into the inside, so that rust is generated in the internal parts, which leads to a decrease in the function.
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、気密のロバスト性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to improve the robustness of airtightness.
この発明に係るアクチュエータは、シャフトと、シャフトを直線運動させるモータと、シャフトの外周面においてモータに近い側に設置される第1シール部材と、シャフトの外周面においてモータから遠い側に設置される第2シール部材とを備え、第1シール部材は、シャフトの外周面に接して気密性を確保する第1内側リング、および第1内側リングの外周側に設置されて第1内側リングを保持する第1外側リングを有し、第2シール部材は、シャフトの外周面に接してシャフトに付着した異物を除去および捕捉するブラシ部が形成された第2内側リング、および第2内側リングの外周側に設置されて第2内側リングを保持する第2外側リングを有し、第1外側リングの緊迫力より、第2外側リングの緊迫力が大きいものである。 The actuator according to the present invention is provided with a shaft, a motor for linearly moving the shaft, a first seal member installed on the outer peripheral surface of the shaft on a side closer to the motor, and installed on an outer peripheral surface of the shaft on a side farther from the motor. A second seal member, wherein the first seal member is in contact with an outer peripheral surface of the shaft to ensure airtightness, and is installed on an outer peripheral side of the first inner ring to hold the first inner ring. A second inner ring having a first outer ring, a second inner ring formed with a brush portion which is in contact with the outer peripheral surface of the shaft and removes and traps foreign matter adhering to the shaft, and an outer peripheral side of the second inner ring; installed in a second inner ring have a second outer ring that holds the to, from tension force of the first outer ring, those straining force of the second outer ring is large.
この発明によれば、第1シール部材は、シャフトの外周面に接して気密性を確保する第1内側リング、および第1内側リングの外周側に設置されて第1内側リングを保持する第1外側リングを有し、第2シール部材は、シャフトの外周面に接してシャフトに付着した異物を除去および捕捉するブラシ部が形成された第2内側リング、および第2内側リングの外周側に設置されて第2内側リングを保持する第2外側リングを有するようにしたので、気密のロバスト性を向上させることができる。 According to the present invention, the first seal member is in contact with the outer peripheral surface of the shaft to ensure airtightness, and the first seal member is provided on the outer peripheral side of the first inner ring to hold the first inner ring. A second seal member having an outer ring, a second seal member provided with a brush portion formed in contact with an outer peripheral surface of the shaft to remove and trap foreign matter adhering to the shaft, and installed on an outer peripheral side of the second inner ring; Since the second outer ring is provided to hold the second inner ring, the robustness of airtightness can be improved.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るアクチュエータ1の構成例を示す断面図である。このアクチュエータ1は、例えば、車両に搭載されたターボチャージャ付きエンジンのウェイストゲート(以下、WGと称す)バルブを作動させるWGアクチュエータとして用いる場合を例にして説明する。Hereinafter, in order to explain this invention in greater detail, the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the actuator 1 according to the first embodiment. The actuator 1 will be described as an example in which the actuator 1 is used as a WG actuator that operates a wastegate (hereinafter, referred to as WG) valve of a turbocharged engine mounted on a vehicle.
アクチュエータ1は、主に、駆動源となるモータ2と、図示しないWGバルブを開閉するシャフト3と、シャフト3のシール構造4とを含む。シャフト3の先端部には、図示しないWGバルブが接続されており、シャフト3がその軸方向に直線運動することによりWGバルブが作動する。
The actuator 1 mainly includes a
モータ2は、コネクタ5、整流子6、ブラシ7、ロータ8、マグネット9、ヨーク10、ねじ機構11、軸受12,13を含むブラシ付きDCモータであり、モータハウジング14に被覆される。モータハウジング14の内部には、シャフト3の軸方向の両端部に2つの軸受12,13が設置される。軸受12,13は、コイルを含むロータ8および整流子6を回転自在に支持する。モータハウジング14における整流子6の外周側には、ブラシ7が設置される。モータハウジング14におけるロータ8の外周側には、マグネット9およびヨーク10が固定される。
The
ロータ8には、シャフト3を貫通させる貫通穴が形成されており、貫通穴の内周面には雌ねじが形成されている。一方、シャフト3の外周面には、上記雌ねじに対してねじ作用により嵌まり合う雄ねじが形成されている。雌ねじと雄ねじとによりねじ機構11が構成される。このねじ機構11は、ロータ8の回転運動をシャフト3の直線運動に変換する。
The
コネクタ5に電圧が印加されると、このコネクタ5と電気的に接続されているブラシ7を介して、整流子6およびコイルへ電流が流れ、コイルを含むロータ8が回転する。ロータ8の回転運動は、ねじ機構11によって直線運動に変換されてシャフト3が軸方向へ移動する。
なお、モータ2は、図1に示される構造のブラシ付きDCモータに限定されるものでなく、シャフト3を直線運動させるものであればよい。When a voltage is applied to the connector 5, a current flows to the
Note that the
シャフト3には、平行な2つの平面(以下、二平面と呼ぶ)等が形成される。二平面等は回転規制部3aとして機能する。また、シャフト3の先端部は、シャフトハウジング15を貫通する。このシャフトハウジング15には、シャフト3の直線運動をガイドするシャフトガイド16が収容される。シャフトガイド16の貫通穴の内周面には、シャフト3の回転規制部3aの形状に合わせた、二平面等のガイド部16aが形成される。シャフト3が直線運動する際、回転規制部3aとガイド部16aとが摺動することにより、ロータ8の回転に合わせてシャフト3が回転運動することが規制され、シャフト3が直線運動するようガイドされる。
Two parallel planes (hereinafter, referred to as two planes) and the like are formed on the
シャフトガイド16の貫通穴の内周面には、凹部16bが形成される。凹部16bには第1シール部材20および第2シール部材30が設置される。第1シール部材20と第2シール部材30とによりシール構造4が構成される。また、シャフトガイド16の先端部には、第1シール部材20と第2シール部材30の脱落を防止するためのキャップ17が取り付けられる。
A
次に、シール構造4の詳細を説明する。
図2は、実施の形態1に係るアクチュエータ1におけるシール構造4を示す断面図である。図2に示されるシール構造4は、第1シール部材20、第2シール部材30、および第1シール部材20と第2シール部材30との間に挟まれるプレート40を含む。なお、プレート40は省略可能である。Next, details of the seal structure 4 will be described.
FIG. 2 is a sectional view showing the seal structure 4 in the actuator 1 according to the first embodiment. The seal structure 4 shown in FIG. 2 includes a
第1シール部材20は、凹部16b内においてモータ2に近い側に設置される。この第1シール部材20は、シャフト3の外周面に設置される第1内側リング21と、第1内側リング21の外周側に設置される第1外側リング22とを備える。第1内側リング21は、気密性を確保するためのものであり、シャフト3が摺動することによるモータ2内部への液体の浸入を防止する。この第1内側リング21は、シャフト3に面接触する形状のリングであるため、線接触する形状のシールリップに比べて摩耗しにくく、気密のロバスト性が向上する。第1外側リング22は、自身の緊迫力によって第1内側リング21を保持する。
The
第2シール部材30は、凹部16b内においてモータ2から遠いWGバルブ側に設置される。この第2シール部材30は、シャフト3の外周面に設置される第2内側リング31と、第2内側リング31の外周側に設置される第2外側リング32とを備える。第2外側リング32は、自身の緊迫力によって第2内側リング31を保持する。第2内側リング31の内周側には、シャフト3に付着した異物の除去および捕捉するためのブラシ部33が形成される。図3に、ブラシ部33の構成例を示す。ブラシ部33は、シャフト3の異物を除去および捕捉することにより、モータ2内部への異物の侵入を防止すると共に、異物による第1シール部材20の損傷および変形を防止して気密のロバスト性を向上させる。
The
第1内側リング21および第2内側リング31は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の摩擦係数が低い樹脂材により構成される。第1外側リング22および第2外側リング32は、例えば、ゴム等の弾性体により構成される。プレート40は、例えば、ステンレス鋼等の剛体により構成される。
The first
なお、第1外側リング22の緊迫力と第2外側リング32の緊迫力は同じでもよいし、異なってもよい。図2の例では、第1外側リング22の緊迫力より、第2外側リング32の緊迫力が大きい。緊迫力に差を設けることで、第1シール部材20と第2シール部材30の機能を分割する。つまり、第1シール部材20には気密性を確保する機能が与えられ、第2シール部材30には異物を除去および捕捉する機能が与えられる。
The tension of the first outer ring 22 and the tension of the second
以上のように、実施の形態1に係るアクチュエータ1は、シャフト3と、シャフト3を直線運動させるモータ2と、シャフト3の外周面においてモータ2に近い側に設置される第1シール部材20と、シャフト3の外周面においてモータ2から遠い側に設置される第2シール部材30とを備える。第1シール部材20は、シャフト3の外周面に接して気密性を確保する第1内側リング21、および第1内側リング21の外周側に設置されて第1内側リング21を保持する第1外側リング22を有する。第2シール部材30は、シャフト3の外周面に接してシャフト3に付着した異物を除去および捕捉するブラシ部33が形成された第2内側リング31、および第2内側リング31の外周側に設置されて第2内側リング31を保持する第2外側リング32を有する。この構成により、第1シール部材20および第2シール部材30による気密のロバスト性が向上する。
As described above, the actuator 1 according to the first embodiment includes the
また、実施の形態1に係るアクチュエータ1は、第1外側リング22の緊迫力より、第2外側リング32の緊迫力が大きい。これにより、第1シール部材20と第2シール部材30の機能を分割できる。
In the actuator 1 according to the first embodiment, the tension force of the second
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、または実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, it is possible to modify any of the components of the embodiments or omit any of the components of the embodiments.
この発明に係るアクチュエータは、気密のロバスト性を向上させるようにしたので、WGバルブを作動させるWGアクチュエータなどに用いるのに適している。 The actuator according to the present invention is adapted to be used for a WG actuator or the like that operates a WG valve because the robustness of airtightness is improved.
1 アクチュエータ、2 モータ、3 シャフト、3a 回転規制部、4 シール構造、5 コネクタ、6 整流子、7 ブラシ、8 ロータ、9 マグネット、10 ヨーク、11 ねじ機構、12,13 軸受、14 モータハウジング、15 シャフトハウジング、16 シャフトガイド、16a ガイド部、16b 凹部、17 キャップ、20 第1シール部材、21 第1内側リング、22 第1外側リング、30 第2シール部材、31 第2内側リング、32 第2外側リング、33 ブラシ部、40 プレート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator, 2 motors, 3 shafts, 3a rotation restricting section, 4 seal structure, 5 connector, 6 commutator, 7 brush, 8 rotor, 9 magnet, 10 yoke, 11 screw mechanism, 12, 13 bearing, 14 motor housing, 15 shaft housing, 16 shaft guide, 16a guide portion, 16b recess, 17 cap, 20 first seal member, 21 first inner ring, 22 first outer ring, 30 second seal member, 31 second inner ring, 32nd 2 outer rings, 33 brushes, 40 plates.
Claims (2)
前記シャフトを直線運動させるモータと、
前記シャフトの外周面において前記モータに近い側に設置される第1シール部材と、
前記シャフトの外周面において前記モータから遠い側に設置される第2シール部材とを備え、
前記第1シール部材は、前記シャフトの外周面に接して気密性を確保する第1内側リング、および前記第1内側リングの外周側に設置されて前記第1内側リングを保持する第1外側リングを有し、
前記第2シール部材は、前記シャフトの外周面に接して前記シャフトに付着した異物を除去および捕捉するブラシ部が形成された第2内側リング、および前記第2内側リングの外周側に設置されて前記第2内側リングを保持する第2外側リングを有し、
前記第1外側リングの緊迫力より、前記第2外側リングの緊迫力が大きいことを特徴とするアクチュエータ。 Shaft and
A motor for linearly moving the shaft;
A first seal member installed on a side close to the motor on an outer peripheral surface of the shaft;
A second seal member installed on the outer peripheral surface of the shaft on a side far from the motor,
A first inner ring that is in contact with an outer peripheral surface of the shaft to ensure airtightness; and a first outer ring that is installed on an outer peripheral side of the first inner ring and holds the first inner ring. Has,
The second seal member is provided on a second inner ring formed with a brush portion that is in contact with an outer peripheral surface of the shaft and removes and traps foreign matter attached to the shaft, and is installed on an outer peripheral side of the second inner ring. have a second outer ring that holds the second inner ring,
An actuator , wherein the tension force of the second outer ring is greater than the tension force of the first outer ring .
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