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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Motorwelle für einen eine Dreh- in eine
gerade Bewegung umwandelnden Motor, der zum Beispiel für ein Ventil (EGR-V)
eines Abgasrezirkulationsystems verwendet wird und einen Mechanismus
zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Ventilmotors in eine Hin- und
Herbewegung (oder eine gerade Antriebsbewegung) aufweist. Die vorliegende
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Motorwelle.
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Stand der
Technik
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Wie
in der veröffentlichten
ungeprüften
japanischen Patentanmeldung 07-27023 (1995) und in der US-A-531935
offenbart ist, ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrezirkulationsteuerventils (EGR-V)
als Stand der Technik bekannt. In dieser Steuervorrichtung wird
eine Drehbewegung in einem Schrittmotor (oder Linearmotor) in eine
lineare Bewegung umgewandelt, das EGR-V wird angetrieben, eine Ventilöffnung wird
eingestellt und eine Strömungsmenge
eines rezirkulierten Abgases wird eingestellt. Ein Steuerventil
vom Schiebetyp, bei dem eine Motorwelle eine Ventilwelle schiebt,
um ein Ventil zu öffnen,
und ein Steuerventil vom Anhebetyp, bei dem eine Motorwelle eine
Ventilwelle zieht, um ein Ventil zu öffnen, sind ebenfalls in der
Anmeldung offenbart.
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Auch
in der
US 5,78 4,922
A ist eine Technik, in der Formpressen ausgeführt wird,
wobei ein nicht hervorstehendes Ende einer Schraubenwelle zwischen
Metallformen angeordnet wird, als ein Verarbeitungsverfahren in
der Anmeldung offenbart. In der Offenbarung der Anmeldung ist ebenfalls
die Verwendung eines anderen Verarbeitungsverfahrens gestattet unter
der Bedingung, dass kein Blitz auf einer Oberfläche eines eingreifenden-hervorstehenden Abschnitts
in dem Verarbeitungsverfahren erzeugt wird. Es ist ebenfalls ein
Mechanismus, in dem eine Motorwelle und eine Ventilwelle integral
miteinander ausgebildet sind, um das Ventil an einem Endabschnitt
der Motorwelle zu befestigen, offenbart.
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Außerdem ist
in der
GB 2 321 561
A eine Technik, in der ein Rundeisen in eine Motorwelle durch
Schleifen mittels einer Endbearbeitungsmaschine umgeformt wird,
und eine Technik, in der eine Motorwelle gemäß einem Metalleinspritzverfahren geformt
wurde, offenbart. Es ist auch eine Technik offenbart, in der ein
Spindelabschnitt gemäß einem Profilwalzverfahren
ausgebildet wird, ein drehregelnder Abschnitt, der an eine Phase
(oder Ganghöhe und
Gewindesteigung) des Spindelabschnitts angepasst ist, wird gemäß einem
Kunstharzumspritzen oder einem Metallspritzgießen ausgebildet und der drehregelnde
Abschnitt und der Spindelabschnitt werden zusammengeschweißt, um eine
Motorwelle auszubilden.
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Hier
wird der Aufbau eines allgemeinen EGR-V beschrieben.
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1 ist
eine interne Strukturzeichnung eines Abgasrezirkulationssteuerventils
vom Schrittmotor-Antriebstyp,
welches eine motorgetriebene Steuerventilvorrichtung bezeichnet
und in der ein Schrittmotor als ein Motor verwendet wird.
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In 1 weist
ein Gehäuse 1 einen
Eingangsanschluss 2, der zu einem Entlüftungssystem einer Maschine
führt,
einen Ausganganschluss 3, der zu einem Ansaugsystem der
Maschine führt,
ein Paar Rücklaufdurchlässe 4a und 4b und
einen Wasserkühlungsdurchlass 14 zur
Kühlung
des Motors und eines Ventilkörpers
auf. Ein Ventilsitz 6 ist unter Druck in den Rücklaufdurchlass 4a eingefügt, und
ein Spannstift 13 verhindert, dass der Ventilsitz 6 aus dem
Rücklaufdurchlass 4a herauskommt. 9 bezeichnet
eine Buchse, die als ein Lager wirkt. 8 bezeichnet einen
Halter, der verhindert, dass Ablagerungen in die Buchse 9 eindringen.
Der Halter 8 ist mit dem Ventilsitz 6 auf derselben
Achse angeordnet und ist zwischen dem Gehäuse 1 und dem Ventilsitz 6 platziert. 5 bezeichnet
ein Ventil, das angeordnet ist, um in Kontakt mit dem Ventilsitz 6 zu
kommen. Das Ventil 5 ist an einer Ventilwelle 7 abgedichtet
befestigt. Die Ventilwelle 7 tritt durch die Buchse 9 hindurch,
ein Federhalter 10 und eine Scheibe 13 sind an
der Ventilwelle 7 abgedichtet an der dem Ventil 5 gegenüberliegenden
Seite befestigt. 12 bezeichnet eine Feder A, die zwischen
dem Federhalter 10 und dem Gehäuse 1 in zusammengepresster
Form angeordnet ist, um eine Kraft auf das Ventil 5 in
einer Ventilschließrichtung
aufzubringen.
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20 bezeichnet
einen Schrittmotor. Eine Befestigungsschraube 46 befestigt
den Schrittmotor 20 an dem Gehäuse 1, um eine Achse
des Schrittmotors 20 in Übereinstimmung mit der des
Gehäuses 1 zu bringen. 22 bezeichnet
ein Paar Spulen. Eine Wicklung 23 ist um jede Spule 22 gewunden.
Ein Joch 24 und ein Joch 25, die als ein Magnetpfad
wirken, sind an dem Außenumfang
jeder Spule 22 angeordnet. 29 bezeichnet einen
Anschluss, der elektrisch mit den Wicklungen 23 verbunden
ist. Ein Verbinder ist aus dem Anschluss 29 und einem Motorgehäuse 21 ausgebildet. 27 bezeichnet
eine Platte, die einen Wicklungsabschnitt magnetisch von dem anderen
Wicklungsabschnitt abschirmt. 26 bezeichnet eine Platte B,
die verhindert, das Kunstharz in den Innenumfang der Wicklungsabschnitte
fließt,
wenn das Motorgehäuse 21 ausgebildet
wird.
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31 bezeichnet
einen Magnet. 32 bezeichnet einen Rotor, der den Magnet 31 aufweist.
Ein Spindelabschnitt 32a und ein Anschlagabschnitt 32b zum Stoppen
der Bewegung einer Motorwelle 70 in einer Längsrichtung
sind in dem Innenumfang des Rotors 32 angeordnet. Der Spindelabschnitt 32a ist
auf einen Spindelabschnitt 70a der Motorwelle 70 geschraubt. 30 bezeichnet
ein Paar von Lagern, die an beiden Enden des Rotors 32 angebracht
sind. 28 bezeichnet eine Blattfeder, die einen Seitendruck
erzeugt, der auf die Lager 30 aufgebracht wird. 70 bezeichnet
die Motorwelle, die den Spindelabschnitt 70a aufweist.
Der Spindelabschnitt 70a ist auf den Spindelabschnitt 32a geschraubt,
damit die Motorwelle eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, so
dass eine Drehbewegung, die in dem Rotor 32 ausgeführt wird,
in eine lineare Bewegung der Motorwelle 70 umgewandelt
wird. 34 bezeichnet einen Anschlagstift, der unter Druck
in die Motorwelle 70 eingeführt ist. 41 bezeichnet
eine Motorbuchse, die eine Lagerfunktion und eine Drehverhinderungsfunktion zur
Verhinderung der Drehbewegung der Motorwelle 70 aufweist.
Die Drehverhinderungsfunktion wird durch ein Loch in der Motorbuchse 41 erzeugt,
das im Querschnitt eine D-Form aufweist. 40 bezeichnet einen
Motorhalter, der dieselbe Mitte wie die des Motorgehäuses 21 aufweist.
Der Motorhalter 40 ist zwischen dem Motorgehäuse 21 und
dem Gehäuse 1 angeordnet
und hält
die Lager 30 und die Motorbuchse 41.
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In
dem Motor, der die obige Konfiguration aufweist, wird in einem Ventilöffnungsschritt
der Rotor 32 einschließlich
des Magneten 31 Schritt für Schritt in einer Ventilöffnungsrichtung
gedreht gemäß einem
Pulsförmigen
Spannungssignal, das von einer Steuereinheit (nicht dargestellt)
zu dem Anschluss 29 gesendet wird. In diesem Fall stimmt
die Anzahl der übertragenen
Pulse mit der Anzahl der Schrittbewegungen des Rotors überein,
so dass eine Steuerkette vorschriftsmäßig ausgeführt werden kann. Diese Schritt
für Schritt
Rotation des Rotors 32 wird zu der Motorwelle 70 durch
den Spindelabschnitt 32a des Rotors 32 und den
Spindelabschnitt 70a der Motorwelle 70 übertragen.
Da die Drehbewegung der Motorwelle 70 durch einen D-Abschnitt 70b der
Motorwelle 70, die im Querschnitt eine halbkreisförmige Form
aufweist, und ein D-Loch der Buchse 41 verhindert wird,
wird die Drehbewegung des Rotors 32 in eine lineare Bewegung
der Motorwelle 70 umgewandelt, und die Motorwelle 70 wird
in eine Ventilöffnungsrichtung
bewegt (das heißt,
in 1 in die untere Richtung).
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Da
eine konventionelle Motorwelle für
einen eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor die
obige Konfiguration aufweist, ist es schwierig, die Positionierung
der Motorwelle 70 beim Profilwalzen auszuführen, und
es gibt einen Fall, in dem der Spindelabschnitt nicht korrekt positioniert
ist.
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Ebenso
ist ein Drehanschlagsabschnitt (das heißt, der D-Abschnitt 70b) der Motorwelle 70 aus
einem anderen Material gefertigt als das der Motorwelle 70,
um die Phase eines Spindelabschnitts 32a an die des anderen
Spindelabschnitts 70a anzupassen, und ein Spindelabschnitt 70a ist
an dem Drehanschlagsabschnitt befestigt, um die Phase des Spindelabschnitts 70a mit
der des Drehanschlagsabschnitts in Übereinstimmung zu bringen.
Daher besteht ein Problem, dass die Anzahl der Teile der Motorwelle 70 erhöht ist und
die Verarbeitungsprozedur für
die Motorwelle 70 kompliziert ist.
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Außerdem wird
in dem Herstellungsverfahren der konventionellen Motorwelle 70,
da ein Rundstahl in die konventionelle Motorwelle 70 durch Schleifen
des Rundstahls geformt wird, ein Abschnitt des Rundstahls, der in
dem Schleifvorgang entfernt wird, als Schrottmetall entfernt. Daher
besteht ein weiteres Problem, dass sich ein nutzloser Anteil, der als
Schrottmetall von dem Rundstahl entfernt wird, vergrößert.
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Insbesondere
in Fällen,
in denen der Drehanschlagsabschnitt der Motorwelle 70 aus
demselben Material wie das der Motorwelle 70 gefertigt
ist, ist es erforderlich, einen Rundstahl, der einen größeren Durchmesser
aufweist, in eine Motorwelle zu formen. Daher vergrößert sich
ein nutzloser Anteil des Rundstahls noch mehr.
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Die
vorliegende Erfindung ist vorgesehen, um die obigen Probleme zu
lösen,
und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorwelle
für einen
eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor bereitzustellen,
bei der die Positionierung in einem Profilwalzvorgang leicht ausgeführt wird,
und bei der die Phasen der Schrauben, die miteinander verbunden
werden, leicht aneinander angepasst werden.
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Es
ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung der Motorwelle bereitzustellen, in dem das Material
der Motorwelle effektiv genutzt wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein
Herstellungsverfahren einer Motorwelle für einen eine Dreh- in eine
gerade Bewegung umwandelnden Motor gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst, wie in Anspruch 1 dargelegt, einen Schritt zur Umformung
eines Endabschnitts eines Walzdrahtes in einen Abschnitt mit großem Durchmesser,
einen Schritt zur Abflachung des Endabschnitts mit dem großen Durchmesser,
um den Abschnitt mit dem großen
Durchmesser in einen Plattenabschnitt mit der vorgeschriebenen Dicke
umzuformen, einen Schritt zur Entnahme des vorgeschrieben ausgeformten
Drehanschlagsabschnitts aus dem Plattenabschnitt, der die vorgeschriebene
Dicke aufweist, und einen Schritt zur Ausbildung von Gewinderippen
auf dem Walzdraht, der nicht den Drehanschlagsabschnitt ausbildet,
und einen Schritt zur Ausbildung eines Ausstoßbereiches oder eines Anhebebereiches
zur Kontaktierung einer Ventilwelle auf dem plattenförmigen Drehregelabschnitt
durch Stanzen. Da der Drehanschlagsabschnitt ausgebildet wird, nachdem
der Walzdraht bereits in den Abschnitt mit großem Durchmesser umgeformt wurde, kann
ein Durchmesser des Walzdrahtes reduziert werden.
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Ein
Herstellungsverfahren für
eine Motorwelle für
einen eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst einen Schritt zur Entnahme eines vorgeschrieben
ausgeformten zweiten Plattenmaterials einschließlich eines Drehanschlagsabschnitts
aus einem ersten Plattenmaterial, einen Schritt zur Umformung des
zweiten Plattenmaterials, das nicht den Drehanschlagsabschnitt ausbildet,
in einen säulenförmigen Abschnitt
durch Pressen des zweiten Plattenmaterials; und einen Schritt zur
Ausbildung von Gewinderippen auf dem säulenförmigen Abschnitt. Da die Gewinderippen
ausgebildet werden nachdem das zweite Plattenmaterial bereits in
den säulenförmigen Abschnitt
umgeformt wurde, kann das erste Plattenmaterial dünner gemacht
werden.
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Der
Schritt des Ausbildens der Gewinderippen in dem Herstellungsverfahren
umfasst auch einen Schritt zur Ausbildung der Gewinderippen entsprechend
einem Profilwalzen.
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Daher
können
die Gewinderippen schnell ausgebildet werden.
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Eine
Motorwelle für
einen eine Dreh- in einem gerade Bewegung umwandelnden Motor umfasst
auch einen Drehanschlagsabschnitt, der plattenförmig ausgebildet ist, einen
Spindelabschnitt, der säulenförmig ausgebildet
ist, und eine Öffnung,
die in einem Endabschnitt einer Motorwelle in einer Längsrichtung
angeordnet ist, um die Motorwelle bei einem Profilwalzen zu positionieren.
Daher kann eine Positionsverschiebung oder der eine Phasenverschiebung
der Gewinderippen, die auf dem Spindelabschnitt ausgebildet sind,
verhindert werden. Die Motorwelle umfasst weiter einen Ausstoflbereich
oder einen Anhebebereich, der durch Stanzen aus dem plattenförmigen Drehregelabschnitt
ausgebildet ist, zur Kontaktierung einer Ventilwelle.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die ein konventionelles Abgasrezirkulationsteuerventil
mit einem eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor
zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Hauptabschnitts
eines eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motors gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Ansicht von vorn, die eine Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 sind
mehrere Ansichten, die die Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigen.
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5 sind
mehrere Ansichten, die die Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigen.
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6 sind
mehrere Ansichten, die die Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigen.
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7 sind
mehrere Ansichten, die die Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigen.
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8 sind
mehrere Ansichten, die die Motorwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigen.
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9 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die entsprechend einen Herstellungsschritt der Motorwelle
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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10 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die entsprechend einen Herstellungsschritt der Motorwelle
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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11 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die einen Profilwalzschritt zeigen, der als ein Herstellungsschritt
der Motorwelle gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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12 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Abschnitt eines Materials der Motorwelle aus
einem Plattenmaterial gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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13 sind
Ansichten von vorne, von oben, von unten und von der Seite der Motorwelle
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Beste Weise
zur Ausführung
der Erfindung
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Im
Folgenden wird die beste Weise zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die zugehörigen
Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung im Einzelnen
zu erläutern.
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Ausführungsbeispiel 1
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Hauptabschnitts
eines eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motors gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In 2 bezeichnen 50 beziehungsweise 51 einen
Stator, der aus einem Eisenkern gebildet ist. Eine Wicklung ist
um jeden der Statoren 50 und 51 gewickelt. 31 bezeichnet
einen Magnet, der als ein Permanentmagnet ausgebildet ist. 32 bezeichnet einen
Rotor, der sich gemäß einer
Drehkraft dreht, die in dem Magnet 31 durch ein magnetisches
Feld erzeugt wird, das durch die Einspeisung elektrischen Stroms
in die Statoren 50 und 51 erzeugt wird. 32b bezeichnet
einen Anschlagabschnitt, der an einer Stirnseite des Rotors 32 ausgebildet
ist, die einer Ventilwelle gegenüberliegt
und als ein Anschlag auf der Motorseite einer Motorwelle 33 (später beschrieben)
wirkt. 33 bezeichnet die Motorwelle, die einen Spindelabschnitt 33a,
einen plattenförmigen
Drehregelabschnitt 33b und einen Ausstoßbereich 33d umfasst.
Der Spindelabschnitt 33a ist an den Rotor 32 geschraubt.
Der Drehregelabschnitt 33b regelt die Drehbewegung um eine
Achse der Motorwelle 33 herum. Der Ausstoßbereich 33d ist
an einem Ende der Motorwelle 33 in einer Längsrichtung
der Motorwelle 33 angeordnet. Auch ein Kontaktabschnitt 33c ist
auf einer Spindelabschnittsseite des Drehregelabschnitts 33b ausgebildet.
Der Kontaktabschnitt 33c steht in Kontakt mit den Anschlagsabschnitt 32b des Rotors 32,
um eine Bewegung der Motorwelle 33 in der Längsrichtung
zu begrenzen. Die andere Konfiguration eines eine Dreh- in eine
gerade Bewegung umwandelnden Motors ist dieselbe wie die in 1 gezeigte,
so dass die andere Konfiguration in 2 nicht
gezeigt wird.
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In
einer Phasenanpassung (oder einer Drehrichtungsanpassung) in den
Teilen des eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motors,
wird ein Positionsverhältnis
der Statoren 50 und 51 (Klinkenabschnitte der
Statoren 50 und 51 sind nur in 2 dargestellt)
bestimmt durch die Einführung konvexer
Abschnitte, in den Außenumfängen der Statoren 50 und 51 angeordnet
sind, in konkave Abschnitte, die in den Außenumfängen der Statoren 50 und 51 angeordnet
sind, um die Phase des Stators 50 an die des Stators 51 anzupassen.
Auch bei der Ausbildung des Motorgehäuses 21 werden konvexe Abschnitte
einer Metallform des Motorgehäuses 21 und
konkave Abschnitte (oder Löcher)
der Statoren 50 und 51 angeordnet, um die Phasen
der Statoren 50 und 51 einzuhalten, so dass die
Phasen der Statoren 50 und 51 aufeinander abgestimmt
sind.
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Danach
werden das Motorgehäuse 21 und der
Motorhalter 40 in derselben Weise aneinander befestigt
entsprechend einer konvex-konkaven Struktur. Außerdem wird ein Positionsverhältnis des Motorhalters 40 und
der Motorbuchse 41 entsprechend einer rechteckigen Außenform
der Motorbuchse 41 bestimmt. Im Gegensatz dazu wird eine
Phase des Rotors 32 und eine Phase des Magnets 31 entsprechend
einer konvex-konkaven
Struktur des Rotors 32 und des Magnets 31 bestimmt.
Das heißt, eine
Phase der Magnetpole des Magnets 31 und eine Phase des
Anschlagabschnitts 32 werden bestimmt, und eine Phase des
Spindelabschnitts 32a wird bestimmt.
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Außerdem werden
Phasen von Funktionsabschnitten der Motorwelle 33 bestimmt.
Im Detail weist die Motorwelle 33 strukturell den Spindelabschnitt 33a und
den plattenförmigen
Drehregelabschnitt 33b auf, der an der Motorausgangseite
angeordnet ist, wobei der flache Kontaktabschnitt 33c,
der in Kontakt mit dem Anschlagsabschnitt 32b des Rotors 32 ist, an
einer Stirnseite des Drehregelabschnitts 33b ausgebildet
ist, die auf der Spindelabschnittsseite angeordnet ist, und die
Motorwelle 33 weist den Ausstoßbereich 33d auf,
der in der entgegengesetzten Richtung zu dem Spindelabschnitt 33a angeordnet
ist und in Kontakt mit der Ventilwelle 7 ist.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
weist die Struktur des Ausstoßbereiches 33d der
Motorwelle 33 eine flache Form auf, die keinen konkaven
oder konvexen Abschnitt aufweist. Es ist jedoch möglich, dass
der Ausstoßbereich 33d eine
der Strukturen aufweist, den 3 gezeigt
sind.
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In 3 ist
der Ausstoßbereich 33d,
der in einer flachen Form ausgebildet ist, in 3(a) und 5 gezeigt.
Die Motorwelle 33, die den flachen Ausstoßbereich 33d aufweist,
kann einfach entsprechend einer Stanzverarbeitung ausgebildet werden, so
dass die Herstellung der Motorwelle 33 leicht ausgeführt werden
kann.
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Als
nächstes
ist in den 3(b), 4 und 13 ein
hervorstehender Abschnitt 33e in einem axial zentralen
Bereich der Motorwelle 33 ausgebildet, und die Stirnfläche des
hervorstehenden Abschnitts 33e wirkt als Ausstoßbereich 33d.
Dieser Typ einer Motorwelle 33 kann einfach entsprechend einer
Stanzverarbeitung ausgebildet werden, so dass die Herstellung der
Motorwelle 33 leicht ausgeführt werden kann. Auch ein Bereich
in dem Ausstoßbereich 33d,
der in Kontakt mit der Ventilwelle 7 kommt, kann reduziert
werden, und ein Raum, der an einen Kontaktbereich der Motorwelle 33 mit
der Ventilwelle 7 angrenzt, kann reduziert werden.
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Auch
in 3(c) und 6 sind zwei
hervorstehende Abschnitte 33e symmetrisch bezüglich der Achse
der Motorwelle 33 ausgebildet, und die Stirnflächen der
hervorstehenden Abschnitte 33e wirken als Ausstoßbereich 33d.
Dieser Typ einer Motorwelle 33 kann einfach entsprechend
einer Stanzverarbeitung ausgebildet werden, so dass die Herstellung
der Motorwelle 33 leicht ausgeführt werden kann. Auch kann
ein Bereich des Ausstoßbereiches 33d erweitert
werden, während
die leichtgewichtige Motorwelle 33 hergestellt wird.
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Hier
in 3(a) bis 3(c) ist
die Motorwelle 33 gezeigt, die für ein Ausstoßtyp EGR-V
verwendet wird, bei welchem das Ventil 5 von dem Ventilsitz 6 weggeht
(das heißt,
das Ventil 5 ist geöffnet), wenn
die Ventilwelle 7 von der Motorwelle 33 geschoben
wird. Jedoch als eine Motorwelle 33 für einen Typ eines EGR-V verwendet,
der anders als das Ausstoßtyp
EGR-V ist, wird eine Motorwelle 33, die für einen
Anhebetyp EGR-V verwendet wird, in dem das Ventil 5 von
dem Ventilsitz 6 weggeht, wenn die Ventilwelle 7 durch
die Motorwelle 33 angehoben wird, strukturell im Folgenden
beschrieben.
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In 3(d) und 7, weist
die Motorwelle 33 einen T-förmigen
Drehregelabschnitt 33b auf, zwei Anhebebereiche 33f von
zwei hervorstehenden Abschnitten 33e stehen mit der Ventilwelle 7 in
Eingriff, und die Ventilwelle 7 wird durch die Motorwelle 33 angehoben.
Dieser Typ eines Drehregelabschnitts 33b kann einfach entsprechend
einer Stanzverarbeitung ausgebildet werden, so dass die Herstellung
der Motorwelle 33 leicht ausgeführt werden kann.
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In 3(e) ist auch ein Loch 33g in
dem zentralen Bereich des Drehregelabschnitts 33b ausgebildet,
ein Anhebebereich 33f des Lochs 33a steht mit der
Ventilwelle 7 in Eingriff, und die Ventilwelle 7 wird von
der Motorwelle 33 angehoben. Dieser Typ einer Motorwelle 33 kann
einfach entsprechend einer Stanzverarbeitung ausgebildet werden,
so dass die Herstellung der Motorwelle 33 leicht ausgeführt werden
kann. Ein nicht hervorstehender Abschnitt ist auch in der Motorwelle 33 angeordnet,
aber das Loch 33a ist in der Motorwelle 33 ausgebildet.
Daher kann die Größe Motorwelle 33 reduziert
werden.
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In 8 ist
auch der Endabschnitt der Motorwelle 33 gebogen in einer
radialen Richtung (in diesem Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt
in drei Endabschnitte aufgeteilt, und jeder Endabschnitt ist gebogen)
der Motorwelle 33, so dass drei hervorstehende Abschnitte 33e ausgebildet
sind. Die Stirnflächen
der drei hervorstehenden Abschnitte 33e wirken als drei
Anhebebereiche 33f. Auch in Fällen, in denen ein Loch in
der Motorbuchse 41 ausgebildet ist, um den Spindelabschnitt 33a der
Motorwelle 33 durch das Loch treten zu lassen, können die
Teile leicht in den eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden
Motor eingebaut werden. Dieser Typ einer Motorwelle 33 kann
einfach entsprechend einer Stanzverarbeitung und einer Biegeverarbeitung
ausgebildet werden, so dass die Herstellung der Motorwelle 33 leicht
ausgeführt
werden kann. Da die hervorstehenden Abschnitte 33e auf
der flachen Oberflächenseite
des plattenförmigen
Drehregelabschnitts 33b ausgebildet sind, ist die Form
der Motorwelle 33 auch ähnlich
einer Säulenform.
Daher kann die Anordnung des säulenförmigen Rotors 32,
der Ventilwelle 7 und der Motorwelle 33 effizient
und leicht bestimmt werden. Auch die hervorstehenden Abschnitte 33e,
die in der radialen Richtung gebogen sind, wirken, um zu verhindern,
dass die Motorwelle 33 aus der Motorbuchse 41 herauskommt.
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Außerdem kann
die Motorwelle 33, die in 8 gezeigt
ist, für
das Ausstoßtyp
EGR-V verwendet werden. In diesem Fall kann eine Kontaktoberfläche der
Motorwelle 33 mit der Ventilwelle 7 erweitert werden,
wobei die Motorwelle 33 zuverlässig in Kontakt mit der Ventilwelle 7 kommt
und die Ventilwelle 7 schieben kann.
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Da
die Struktur und Funktion der Motorwelle 33, anders als
jene der Motorwelle 33, die für das Anhebetyp EGR-V verwendet
wird, in der veröffentlichten
ungeprüften
japanischen Patentanmeldung 07-23323 (1995) beschrieben sind, entfällt eine
detaillierte Beschreibung der anderen Struktur und Funktion der
Motorwelle 33. In Kürze
wird in dem Anhebetyp EGR-V die Ventilwelle 7 zu dem Ventilsitz 6 bewegt,
die Ventilwelle 7 kommt in Kontakt mit dem Ventilsitz 6 und
das EGR-V ist geschlossen. Im Gegensatz dazu wird die Ventilwelle 7 in
einer Richtung des Motors 20 bewegt, die Ventilwelle 7 geht
von dem Ventilsitz 6 weg, und das EGR-V ist geöffnet. Um
das EGR-V so aufzubauen, dass das EGR-V bei Ausfall des EGR-V geschlossen
ist, ist eine Feder angeordnet, um eine Kraft auf die Ventilwelle 7 auszuüben, um
die Ventilwelle 7 in eine Ventilschließrichtung zu bewegen. Daher,
wenn das EGR-V geöffnet
ist, ist es erforderlich, dass die Motorwelle 33 die Ventilwelle 7 in
einer Richtung des Motors 20 anhebt.
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Wie
in 3(f) gezeigt, wird die in 3(d) gezeigte Motorwelle 33 auch
für das
Ausstoßtyp EGR-V
verwendet. In diesem Fall wird die Motorwelle 33 normalerweise
in die Ventilschließrichtung
bewegt, um die Ventilwelle 7 zu schieben, so dass das EGR-V
geöffnet
ist. Die Motorwelle 33 wird auch in die Ventilöffnungsrichtung
bewegt, um das EGR-V unter Verwendung einer Federkraft einer Ventilwellenfeder 50 zu
schließen.
In Fällen,
in denen das Schließen
des EGR-V nicht ausreichend ausgeführt werden kann, ist es möglich, die
Motorwelle 33 so aufzubauen, dass der Anhebebereich 33f die
Ventilwelle 7 erzwungenermaßen anhebt, so dass das EGR-V
zuverlässig
in einen Ventilschließzustand
gesetzt werden kann.
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Daher,
in Fällen,
in denen das EGR-V nicht allein durch die Federkraft der Ventilwellenfeder 50 wegen
der Verformung der Ventilwelle 7 oder dergleichen geschlossen
werden kann, wird eine Motorantriebskraft, die durch die Motorwelle 33 gegeben
ist, zu der Ventilwelle 7 zugegeben, und das EGR-V erzwungenermaßen geschlossen
werden. Daher kann ein bezüglich
der Fehlersicherheit ausgezeichnetes EGR-V erzielt werden.
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Hier,
in Fällen,
in denen der Ausstoßbereich in
der Motorwelle 33 angeordnet ist, kann das Anhebetyp EGR-V
erzwungenermaßen
durch die Motorwelle 33 in derselben Weise geschlossen
werden wie das Ausstoßtyp
EGR-V.
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9 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die entsprechend einen Herstellungsschritt der Motorwelle
zeigen.
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In
einem Schritt (a) wird ein Walzdraht, der fast denselben Durchmesser
wie der Spindelabschnitt 33a der Motorwelle 33 aufweist,
anfangs vorbereitet.
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In
einem Schritt (b) wird der Walzdraht abgeschnitten, um einen Metallstab
zu erhalten, der eine Länge
aufweist, die zur Herstellung der Motorwelle 33 erforderlich
ist. In diesem Fall ist ein Mittelloch 33h, das für einen
Profilwalzvorgang erforderlich ist, an einer Stirnseite des Metallstabs
ausgebildet, die an der Seite des Spindelabschnitt 33a angeordnet
ist. Auch wird ein Abschnitt des Metallstabs, der auf der Seite
des Drehregelabschnitts 33b angeordnet ist, in einer radialen
Richtung des Metallstabs gepresst, um einen Abschnitt mit großem Durchmesser
auszubilden (Kopfstückverarbeitung).
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In
einem Schritt (c) wird der Abschnitt mit großem Durchmesser, der in dem
Schritt (b) ausgebildet wurde, in radiale Richtung gepresst unter
Verwendung einer ölhydraulischen
Presse, so dass der Abschnitt mit großem Durchmesser auf dieselbe
Dicke abgeflacht wird wie die des Drehregelabschnitts 33b.
(Abflachungsprozess)
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In
einem Schritt (d) wird ein Schablonenzugformen für den abgeflachten Abschnitt
durchgeführt, der
in dem Schritt (c) unter Verwendung der ölhydraulischen Presse erzielt
wurde, um den Drehregelabschnitt 33b auszubilden.
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In
einem Schritt (e) wird ein zentrales Loch 33h, das für den Profilwalzvorgang
erforderlich ist, in einer Stirnseite des Drehregelabschnitts 33b ausgebildet.
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In
einem Schritt (f) wird der Profilwalzvorgang, der später detailliert
beschrieben wird, ausgeführt,
um die Motorwelle 33 grob auszubilden, ein Trommelpolieren
wird für
die Motorwelle 33 durchgeführt, um Grate von der Motorwelle 33 zu
entfernen, und die Motorwelle 33 ist ausgebildet.
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10 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die entsprechend einen Herstellungsschritt der Motorwelle
zeigen, der sich von dem in 9 gezeigten unterscheidet.
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In
einem Schritt (a) wird ein Metallplattenmaterial, das dieselbe Dicke
wie die des Drehregelabschnitts 33b aufweist, vorbereitet.
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In
einem Schritt (b) wird eine umrissene Motorwelle aus der Metallplatte
unter Verwendung einer Hochleistungspresse herausgenommen. In diesem Fall
weist ein Abschnitt der umrissenen Motorwelle, der dem Drehregelabschnitt 33b entspricht,
dieselbe Form auf wie die des Drehregelabschnitts 33b,
und der andere Abschnitt der umrissenen Motorwelle, der dem Spindelabschnitt 33a entspricht,
weist eine extreme Weite auf, die für einen Walzschritt erforderlich ist,
der später
ausgeführt
wird.
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Wie
in 12 gezeigt ist, kann auch in Fällen, in denen mehrere umrissene
Motorwellen aus dem Metallplattenmaterial herausgenommen werden,
wobei der nicht verwendete Abschnitt des Metallplattenmaterials
reduziert wird, das Metallplattenmaterial effektiv genutzt werden.
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In
einem Schritt (c) wird eine Walzverarbeitung ausgeführt für den anderen
Abschnitt der umrissenen Motorwelle, der dem Spindelabschnitt 33a entspricht,
wobei der andere Abschnitt der umrissenen Motorwelle zwischen Metallformen
angeordnet wird, und der andere Abschnitt der umrissenen Motorwelle wird
verarbeitet, um eine Säulenform
aufzuweisen. In Fällen,
in denen der andere Abschnitt der umrissenen Motorwelle nicht genau
in eine säulenförmige Tafel
durch einmaliges Ausführen
der Walzverarbeitung ausgebildet werden kann, ist es möglich, dass
die Walzverarbeitung wiederholt ausgeführt wird.
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In
einem Schritt (d) ist ein Paar Mittellöcher 33h an beiden
Enden der umrissenen Motorwelle entsprechend einer Lochherstellenden
Verarbeitung oder einer Pressverarbeitung ausgebildet, um eine Profilwalzverarbeitung,
die später
beschrieben wird, für
die umrissenen Motorwelle auszuführen.
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In
einem Schritt (e) wird die Profilwalzverarbeitung, die später im Detail
beschrieben wird, für
die umrissene Motorwelle ausgeführt,
um die Motorwelle 33 grob auszubilden, ein Trommelpolieren
wird für die
Motorwelle 33 durchgeführt,
um Grate von der Motorwelle 33 zu entfernen, und die Motorwelle 33 ist ausgebildet.
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11 sind
mehrere erläuternde
Ansichten, die die Profilwalzverarbeitung zeigen.
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In 11 bezeichnen 100a und 100b ein Paar
Profilwalzenplatten. Mehrere schräge Rillen sind auf einer Oberfläche jeder
Profilwalzplatte 100a oder 100b ausgebildet. Der
Spindelabschnitt 33a der Motorwelle 33 wird zwischen
den Profilwalzplatten 100a und 100b unter Druck
angeordnet, die Profilwalzplatten 100a und 100b werden
auf und ab in einander entgegengesetzte Richtungen bewegt, und Gewinderippen
werden in dem Spindelabschnitt 33a ausgebildet.
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Hier,
bevor die Gewinderippen unter Verwendung der Profilwalzplatten 100a und 100b ausgebildet
werden, wird der Drehregelabschnitt 33b durch ein Positionierungswerkzeug 101 befestigt,
um die Positionierung der Motorwelle 33 in einer Achsenherum-Richtung
(das heißt
in Drehrichtung) durchzuführen,
und zwei Mittelstützen 102 werden
in die Mittellöcher 33h eingeführt, um
die Positionierung der Motorwelle 33 in einer Längsrichtung
der Motorwelle 33 durchzuführen.
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Als
nächstes
wird die Prozedur des Profilwalzvorgangs beschrieben.
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Die
Mittelstützen 102 werden
in die Mittellöcher 33h in
Längsrichtung
eingeführt,
um die Motorwelle 33 zu befestigen, die Motorwelle 33 wird
durch das Positionierungswerkzeug 101 in die Aufwärtsrichtung
gedrückt,
und die Positionierung der Motorwelle 33 ist durchgeführt.
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Danach
wird die Motorwelle 33 in Richtung der Profilwalzplatten 100a und 100b bewegt,
und das Positionierungswerkzeug 101 wird vor der Ausbildung
der Gewinderippen in die Abwärtsrichtung
bewegt. Daher kann die Motorwelle 33 gedreht werden.
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Danach
wird der Spindelabschnitt 33a gedreht, während er
von den Profilwalzplatten 100a und 100b gepresst
wird und während
er durch die Mittelstützen 102 in
Längsrichtung
positioniert wird, und Gewinderippen, deren Drehphase einheitlich
ist, sind auf dem Spindelabschnitt 33a ausgebildet.
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Wie
oben beschrieben, umfasst in der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren
für eine Motorwelle
für einen
eine Dreh- in eine gerade Bewegung umformenden Motor einen Schritt
zur Umformung eines Endabschnitts eines Walzdrahtes in einen Abschnitt
mit großem
Durchmesser, einen Schritt zur Abflachung des Abschnitts mit dem
großen
Durchmesser, um den Abschnitt mit dem großen Durchmesser in einen Plattenabschnitt
mit einer vorgeschriebenen Dicke umzuformen, einen Schritt zur Entnahme
des vorgeschrieben ausgeformten Drehanschlagsabschnitts aus dem
Plattenabschnitt, der die vorgeschriebene Dicke aufweist, und einen Schritt
zur Ausbildung von Gewinderippen auf dem Walzdraht, der nicht der
Drehanschlagsabschnitt ist. Da der Walzdraht in den Drehanschlagsabschnitt umgeformt
wird, nachdem der Walzdraht bereits in den Abschnitt mit großem Durchmesser
umgeformt wurde, kann ein Durchmesser des Walzdrahtes reduziert
werden.
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Ein
Herstellungsverfahren für
eine Motorwelle für
einen eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst auch einen Schritt zur Entnahme eines vorgeschrieben
ausgeformten zweiten Plattenmaterials einschließlich eines Drehanschlagsabschnitts aus
einem ersten Plattenmaterial, einen Schritt zur Umformung des zweiten
Plattenmaterials, das nicht den Drehanschlagsabschnitt ausbildet,
in einen säulenförmigen Abschnitt
durch Pressen des zweiten Plattenmaterials, und einen Schritt zur
Ausbildung von Gewinderippen auf dem säulenförmigen Abschnitt. Da die Ausbildung
der Gewinderippen ausgeführt
wird, nachdem das zweite Plattenmaterial bereits in den säulenförmigen Abschnitt
umgeformt wurde, kann das erste Plattenmaterial dünner gemacht
werden.
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Der
Schritt des Ausbildens der Gewinderippen in dem Herstellungsverfahren
umfasst auch einen Schritt zur Ausbildung der Gewinderippen entsprechend
einem Profilwalzen.
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Daher
können
die Gewinderippen schnell ausgebildet werden.
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Eine
Motorwelle für
einen eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor umfasst auch
einen Drehanschlagsabschnitt, der plattenförmig ausgebildet ist, einen
Spindelabschnitt, der säulenförmig ausgebildet
ist, und eine Öffnung,
die in einem Endabschnitt einer Motorwelle in einer Längsrichtung
angeordnet ist, um die Motorwelle bei einem Profilwalzen zu positionieren.
Daher kann eine Positionsverschiebung oder eine Phasenverschiebung der
Gewinderippen, die auf dem Spindelabschnitt ausgebildet sind, verhindert
werden.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, werden eine Motorwelle für einen eine Dreh- in eine
gerade Bewegung umwandelnden Motor und ein Verfahren zur Herstellung
der Motorwelle gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet für
ein Ventil (EGR-V) eines Abgasrezirkulationsystems und sind geeignet
für die
Umwandlung einer Drehbewegung eines Ventilmotors in eine Hin- und Herbewegung
(oder eine gerade antreibende Bewegung).
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Auch
sind die Motorwelle für
einen eine Dreh- in eine gerade Bewegung umwandelnden Motor und
das Verfahren zur Herstellung der Motorwelle geeignet für die Herstellung
eines eine Dreh- in
eine gerade Bewegung umwandelnden Motors, in dem ein Mechanismus
zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Ventilmotors in eine Hin-
und Herbewegung (oder eine gerade antreibende Bewegung) angeordnet
ist.