CN1310876A - 旋转/直动变换电动机用电动机轴及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有板状的止转部和圆柱状的螺纹部的旋转/直动变换电动机用电动机轴,由于在该电动机轴的轴向端部上设有滚轧加工时定位用的孔,故在滚轧加工时可防止螺纹的位置偏差及相位偏差。

Description

旋转/直动变换电动机用电动机轴及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于例如排气再循环***的阀(EGR-V)等的、内藏将阀电动机的旋转动作变换为往复动作(直动)的机构的旋转/直动变换用电动机用其制造方法。
背景技术
以往,如日本发明专利公开1995年第27023号公报所揭示,在GER-V(排气再循环控制阀)控制装置中,将步进电动机(或线性电动机)的旋转变换为直线运动、驱动EGR-V、调节阀的开度、以调节再循环排气的流量。并且,记载着关于利用电动机轴推压阀轴而将阀打开的推压式控制阀和利用电动机轴牵引阀轴而将阀打开的提升式控制阀。
另外,在日本发明专利公开1996年第49782号公报中,记载着在将螺旋轴的非突出端配置在金属模间的状态下进行压缩成形的方法,还记载着也可采用其他的加工方法,只要所述加工方法不会在卡合突部表面产生飞边等。该公报还记载着使电动机轴和阀轴成为一体、并将阀固定在电动机轴端部上的方法。
再有,如日本发明专利公开1998年第215545号公报所示,记载着下述方法:在同一台加工机上利用圆棒一体地切削出电动机轴的方法;利用金属注射模铸成型法的成形方法;以及利用滚轧成型加工对螺纹部进行加工后、与该螺纹部的相位(周相)一致地采用树脂嵌入成型或在金属注射模铸成型后焊接构成旋转限制部的方法。
这里,说明有关一般的EGR-V的结构。
图1是将步进电动机作为电动机使用的、作为电动式控制阀装置的步进电动机驱动式排气再循环控制阀的内部结构图。
在该图中,壳体1具有与发动机的排气***连通的输入口2、与发动机的吸气***连通的输出口3、返流通路4a、4b及对电动机和阀本体进行冷却的水冷通路14。阀座6被压入返流通路4a内、并用滚针13作成止脱。9是作为轴承的轴套、8是用于防止沉积物进入轴套9的支架、在与阀座6为同一轴上被夹在与壳体1之间。
5是阀,被配置成与阀座6抵接,采用铆接结构被固定在阀轴7上。阀轴7贯穿轴套9,并在与阀5的相反侧以铆接结构固定着弹簧支架A10和垫圈13。12是弹簧A,被压缩设置成在弹簧支架A10与壳体1之间对阀5施以向着闭阀方向的力的状态。
20是步进电动机本体,利用安装螺钉46在壳体1上被安装成轴心一致的状态。22是线圈骨架,卷绕着线圈23,在外周设有构成磁路的轭铁A24和轭铁B25。29是接线端子,与线圈23作成电气连接,并利用电动机壳体21形成连接器部。27是将2个线圈部进行磁屏蔽的板A,26是在电动机壳体21被封装成形时防止树脂流入线圈部内周用的板B。
31是磁铁,32是支承磁铁31并在内周部具有与电动机轴70的螺纹部70a旋合的螺纹部32a及电动机轴70的轴向阻挡部32b的转子,30是安装在转子32两端的轴承,28是对轴承施加侧压用的板簧,70是具有螺纹部70a、并利用其与螺纹部32a的旋合而将转子32的旋转变换为直线运动状态的往复运动的电动机轴,34是压入于电动机轴70的挡销,41是起到电动机轴70的轴承作用并利用截面为D字形的孔而起到防止电动机轴旋转作用的电动机轴套,40是与电动机壳体21同心地配置在与壳体之间的电动机支架、并对轴承30和电动机轴套41进行支承。
在以上那样结构的电动机中,首先,在阀的开阀动作时,利用在接线端子29上接受来自控制单元(未图示)的脉冲状的电压,带有磁铁31的转子32步进状地向开阀方向进行旋转。这时,预先使送信脉冲数与步进数一致,就可进行正确的开环控制。该步进状的旋转通过转子32的螺纹部32a和电动机轴70的螺纹部70而传递至电动机轴70。电动机轴70,由于其截面作成半圆形的所谓D形部70b与轴套41的D形孔的配合而使旋转方向的动作受到限制,故转子32的旋转被变换成电动机轴70的直线运动并向开阀方向(图示的下方)移动。
以往的旋转/直动变换电动机用的电动机轴,由于作成如上所述的结构,故滚轧成型加工时定位困难,或形成螺纹部偏差。
另外,为了使螺纹的相位一致而用其他构件形成止转部,由于将螺纹部与止转部固定成螺纹的相位一致的状态,故存在使零件个数及加工工序增加的问题。
再有,在该制造方法中,由于采用从圆棒切削成形的方法,故存在切削时去除的部分,即作为切屑所排出的无浪费部分增多的问题。
特别是,想要在同一构件上形成止转部时,需要用具有更大直径的圆棒进行成形,故浪费的部分变得更多。
本发明就是为了解决上述问题而作成的,其目的在于:获得一种可容易地进行滚轧成型加工时的定位、并可简单地使螺纹相位一致的旋转/直动变换电动机用的电动机轴。
本发明的目的还在于:获得材料浪费少的旋转/直动变换电动机用的电动机轴的制造方法。
发明的揭示
本发明的旋转/直动变换电动机用电动机轴的制造方法包括:在线材的端部形成大直径部的工序、将该大直径部压扁成规定厚度的平板部的工序、从该规定厚度的平板部冲裁出规定形状的止转部的工序及在所述线材止转部以外的线材部分形成螺牙的工序,一旦在由线材形成大直径部后,由于形成止转部,故可将线材作成更细小的结构。
另外,由于本发明的旋转/直动变换电动机用电动机轴的制造方法还包括:从第1板材冲裁出带有止转部的规定形状的第2板材的工序、在该第2板材的除了上述止转部以外的部分利用冲压形成圆柱部的工序及在该圆柱部形成螺牙的工序,且因一旦从板材形成圆柱部后,可以形成螺纹部,故可将板材作成更薄的结构。
再有,由于具有利用滚轧加工来形成螺牙的工序,可使螺纹部的形成快速地进行。
由于本发明的旋转/直动变换电动机用电动机轴,是具有板状的止转部和圆柱状的螺纹部的旋转/直动变换电动机用的电动机轴,由于在该电动机轴的轴向端部设置了滚轧加工时的定位用孔,故在滚轧加工时可防止螺纹的位置偏差及相位偏差。
附图的简单说明
图1是表示带有以往的旋转/直动变换电动机的排气再循环控制阀的剖视图。
图2是表示本发明实施形态1中的旋转/直动变换电动机的主要部分的分解立体图。
图3是表示本发明实施形态1中的电动机轴的主视图。
图4是本发明实施形态1中的电动机轴的示图。
图5是本发明实施形态1中的电动机轴的示图。
图6是本发明实施形态1中的电动机轴的示图。
图7是本发明实施形态1中的电动机轴的示图。
图8是本发明实施形态1中的电动机轴的示图。
图9是表示本发明实施形态1中的电动机轴的制造工序的说明图。
图10是表示本发明实施形态1中的电动机轴的制造工序的说明图。
图11是表示本发明实施形态1中的电动机轴的制造工序中的滚轧成型工序的说明图。
图12是表示本发明实施形态1中从板材切取电动机轴的说明图。
图13是本发明实施形态1中的电动机轴的4面图。
实施发明的最佳形态
以下,为了更详细地说明本发明,根据附图对用于实施本发明的最佳形态进行说明。
实施形态1
图2是表示本实施形态1中的旋转/直动变换用电动机的主要部分的分解立体图。
在该图中,50、51是卷绕线圈的铁心等的定子,31是用永久磁铁等构成的磁铁,32是利用通过在定子50、51中电流的流动所产生的磁场而在磁铁中产生的旋转力来进行旋转的转子,32b是形成于转子32的阀轴侧端面上的、成为电动机轴33(后述)的电动机侧的挡块的阻挡部。33是电动机轴,其藉由与转子32旋合的螺纹部33a、通过与轴套44(后述)卡合而限制电动机轴33向围绕轴的旋转方向转动的平板状旋转限制部33b、及设在轴端上的推压部33所构成。并且,在旋转限制部33b上,在其螺纹部侧端部上形成与转子32的阻挡部32b抵接、限制电动机轴33轴向动作的抵接部33c。其他结构虽未图示,但与图1相同。
要使这些零件的相位(旋转方向)一致,首先,取决于要使设在定子外周上的凹凸嵌合,以使定子50、51(图中仅表示爪的部分)组合时相位一致,定子50、51与电动机壳体21藉由设在模具上的凸部和设在定子上的凹部(或孔)使其相位一致,由此,以使在电动机壳体成型时用模具将定子的相位作成一定。接着,同样地采用凹凸结构,将电动机壳体21与电动机支架40进行固定。另外,电动机支架40与电动机轴套41由轴套41的方形的外形形状来规定。另一方面,用凹凸结构确定转子32与磁铁31的相位,在确定磁铁31的磁极与阻挡部32b的相位的同时,也同样确定螺纹部32a的相位。
还有,电动机轴33,其各个功能部的相位也同样地被确定,在结构上来说,所述电动机轴具有螺纹部33a和设在比螺纹部更靠电动机输出侧的平板状的旋转限制部33b。在旋转限制部33b的螺纹部侧的端面形成有与转子32的阻挡部32b抵接的平面状抵接部33c,而在与螺纹部33a相反方向的延长端设有作为与阀的抵接部的推压部33d。
该电动机轴33的推压部33d的结构,在这里是形成无凹凸的平面状,但也可以是图3所示的结构。
在图3中,图3(a)及图5表示推压部33d形成平面状的结构。该形状的结构,可以通过冲裁等加工方法简单地形成,故为容易制造的结构。
接着,图3(b)及图4、图13中,在电动机轴33的轴芯上形成着突状部分33e,该突状部分33e的端面成为推压部33d。该形状的结构,在可用冲裁加工等方法简单地形成、使制造变得容易的同时,由于可使与阀轴抵接的推压部33d做小而可使与阀轴的抵接部位附近的空间减小。
又,图3(c)及图6中,在电动机轴33的轴上对称地形成2个突状部分33e,该各个突状部分33e的端面成为推压部33d。该形状的结构,在可用冲裁加工等方法简单地形成、使制造变得容易的同时,既可达到电动机轴33的轻量化,又可使推压部33d增宽。
这里,图3(a)-(c)是表示通过推压阀轴7而使阀5离开阀座6(即开阀)的推压式EGR-V型式结构中所用的电动机轴33的结构。而除了在该推压式EGR-V中所用的电动机轴33以外,也对利用电动机轴33提升阀轴7时、阀5从阀座6离开的提升式EGR-V中所用的电动机轴33说明其结构。
在图3(d)及图7中,电动机轴33具有T字形的形状,其2个突状部分33e的提升部33f为与阀7卡合提升的结构。该形状的结构,由于可用冲裁加工等方法简单地形成,故使制造变得容易。
另外,图3(e)是在中央部分设有孔33g,该孔33g的提升部33f与阀轴7卡合提升的结构。该形状的结构,由于可用冲裁加工等方法简单地形成,故使制造变得容易,并且由于不是设置突出部而是设置孔,故可减小电动机轴33。
另外,图8是通过将电动机轴33的端部向径向折弯(这里是三等分地进行折弯)而形成3个突状部分33e,该突状部分33e具有作为提升部33f功能的结构。并且,若在轴套上开设有可通过电动机轴的螺纹部分的孔,则装配就变得容易。该形状的结构,由于可用冲裁加工及折弯加工等方法简单地开成,故使制造变得容易,并且由于在平板状的旋转限制部33b的平面侧设有突出部,故变为接近圆柱状的结构,圆柱状的转子32及阀轴的配置变得高效且容易,还有,折弯的突状部33e成为相对轴套的止脱部。
另外,如该图8所示的电动机轴,可用于推压式EGR-V,在这时,可扩大与阀轴的抵接面,能可靠地与阀轴抵接并推压。
关于提升式EGR-V的上述电动机轴33的结构、功能以外的结构、功能,由于在日本发明专利公开1995年第23323号中作了说明,故在此省略详细的说明。提升式EGR-V,是当阀轴向阀座移动时与阀座抵接而闭阀、当阀轴向电动机方向移动时离开阀座而进行开阀的结构。为了设计成在EGR-V发生故障时阀成为关闭的状态,而在闭阀方向上利用弹簧对阀轴施力,故作成电动机轴将阀轴向电动机方向提升而进行开阀的结构。
另外,如图3(f)所示,将图3(d)的电动机轴33用于推压式EGR-V,通常,通过电动机轴向开阀方向移动推压阀轴7而进行开阀;电动机轴33向闭阀方向移动利用阀轴弹簧50的弹性力而使阀轴7闭阀。在阀的闭阀不良时,也能作成可用提升部33f强制地将阀轴7提升而作成阀的闭阀状态。
由此,即使在因阀轴7发生弯扭等原因而仅用阀轴弹簧50的弹性力不能进行闭阀的情况下,也可通过利用电动机轴33进一步施加电动机的驱动力,作成强制性闭阀的状态,可获得安全性优异的EGR-V。
在此,即使在提升式EGR-V用的电动机轴中,通过设置推压部,同样也可利用电动机轴33作成强制性闭阀的状态。
图9是表示电动机轴的制造过程的说明图。
首先,在步骤(a)准备与电动机轴33的螺纹部33a大致相同粗细的线材。
在步骤(b)由该线材切削出需要长度的金属棒。此时,在螺纹部33a侧的端面上同时形成滚轧成型加工用的中心孔33h,并且,在旋转限制部33b侧,通过对线材从轴向施加压力的冷镦加工、形成大直径部。(←冷镦处理)
在步骤(c),通过用油压机对上述步骤(b)所形成的大直径部从与轴垂直的方向施加压力,将其压扁至与完成品相同的厚度而作成扁平形状。(←压扁加工)
在步骤(d),从被压扁加工的部分利用油压机进行冲裁加工形成旋转限制部33b。
在步骤(e),在冲裁后的旋转限制部33b的端面上钻制滚轧成型加工用的中心孔33h。
在步骤(f),进行后述的滚轧成型加工,并利用滚磨进行去除飞边,形成电动机轴33。
图10是表示与图5所示的制造过程不同的另一电动机轴的制造过程的说明图。
在步骤(a)中,准备与旋转限制部33b相同厚度的板材。
在步骤(b)中,用机械传动压力机对板材进行外形冲裁。这时,旋转限制部33b被冲裁成完成品的形状,螺纹部33a为了后面的弄圆工序而被冲裁成具有需要的宽度。
又,外形冲裁时如图12所示,若尽可能消除间隙,则板材的浪费就变少。
在步骤(c)中,用模具将螺纹部33a夹入,进行弄圆加工成圆柱状。这时,对于在一次弄圆加工中不能获得高精度的圆柱形状的场合,也可以进行2次以上的弄圆加工。
在步骤(d)中,在电动机轴33的两端上,为了进行后述的滚轧加工,而利用钻孔加工或冲压加工形成中心孔33h。
在步骤(e)中,进行后述的滚轧加工,利用滚磨进行去除飞边,形成电动机轴33。
图11是用于说明滚轧加工的说明图。
在图11中,100a、100b是在表面上形成有斜槽的滚轧板。该滚轧板100a、100b施加压力地夹住电动机轴33的螺纹部33a、并通过相互上下地移动,在螺纹部33a上形成螺牙。
在此,在利用滚轮板100形成槽之前,先将定位用夹具101与旋转限制部33b抵接,进行围绕轴(旋转方向)的定位,并且,通过将2个中心顶针***对应的中心孔33h,可进行轴向的定位。
下面,依顺序进行说明。
首先,将中心顶针102从轴向***中心孔33h而固定电动机轴33,并将定位用夹具101从下侧与旋转限制部33b抵接,进行电动机轴33的定位。
其次,在使其接近滚轧板100开始滚轧螺牙时,使定位用夹具101向下侧移动,而使电动机轴33可旋转。
并且,螺纹部33a藉由一边在滚轧板100之间被施加压力,一边在轴位置被定位于中心顶针102上的状态下进行旋转,在螺纹部33a上形成旋转相位无偏差的螺牙。
如以上所说明,根据本发明,由于本发明的制造方法包括:在线材的端部形成大直径部的工序、使该大直径部压扁成规定厚度的平板部的工序、从该规定厚度的平板部冲裁出规定形状的止转部的工序及在线材的止转部以外的部分形成螺牙的工序,故在一旦使线材形成大直径部后,即可形成止转部,由此,可将线材作成更细小的结构。
另外,由于本发明的制造方法包括:从第1板材冲裁出带有止转部的规定形状的第2板材的工序、在该第2板材的上述止转部以外的部分利用冲压形成圆柱部的工序及在该圆柱部上形成螺牙的工序,故一旦从板材形成圆柱部后,可形成螺纹部,由此,可将板材作成更薄的结构。
再有,由于本发明的制造方法包括利用滚轧加工形成螺牙的工序,故可快速地进行螺纹部的形成。
又,由于本发明的电动机轴具有板状的止转部和圆柱状的螺纹部,并在电动机轴的轴向端部上设置了滚轧加工时定位用的孔,故在滚轧加工时,可防止螺纹的位置偏差及相位偏差。
工业上利用的可能性
如上所述,本发明的旋转/直动变换用电动机及其制造方法,尤其适用于将用于排气再循环***的阀(EGR-V)等的阀电动机的旋转动作变换成往复动作(直动)。
又,本发明的方法适用于制造内藏将阀电动机的旋转动作变换成往复动作(直动)的机构的旋转/直动变换用电动机。

Claims (4)

1.一种旋转/直动变换电动机用电动机轴的制造方法,其特征在于,所述方法包括:在线材的端部形成大直径部的工序、从该规定厚度的平板部冲裁出规定形状的止转部的工序及在上述线材的上述止转部以外的部分形成螺牙的工序。
2.一种旋转/直动变换电动机用电动机轴的制造方法,其特征在于,所述方法包括:从第1板材冲裁出带止转部的规定形状的第2板材的工序、在该第2板材的上述止转部以外的部分利用冲压形成圆柱部的工序及在该圆柱部上形成螺牙的工序。
3.如权利要求1或权利要求2所述的旋转/直动变换电动机用电动机轴的制造方法,其特征在于,所述方法包括利用滚轧加工形成螺牙的工序。
4.一种旋转/直动变换电动机用电动机轴,其特征在于,所述电动机轴具有板状的止转部和圆柱状的螺纹部的旋转/直动变换电动机用电动机轴,并在该电动机轴的轴向端部上设有滚轧加工时定位用的孔。
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