-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied zum Steuern
einer Strömung
eines Fluids, das in einem Kanal fließt, und besonders auf ein Stellglied,
das mit einer Abdichtstruktur zum Hindern eines Fluids am Austreten
ausgestattet ist.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Ein
Absperrventil wird in einem Kanal einer Gasversorgungsanlage benutzt
und ein Strömungsventil
wird zum Steuern von Gasströmung
und zur Umschaltregelung eines Kühlgaskanals
für Klimatisierung
benutzt. Das Strömungsventil
wird von einem Stellglied so angetrieben, dass eine Rotationsbewegung
einer Motorwelle mittels eines Zahnradgetriebes oder einer Schraubenstruktur
in eine lineare Bewegung eines Ventils umgewandelt wird.
-
5 ist
eine Schnittzeichnung eines herkömmlichen
Stellglieds
40, das zum Antreiben eines Strömungsventils
wie das oben beschriebene (siehe beispielsweise die
japanische Patenanmeldung mit Offenlegungsnummer
H09-285100 ) angepasst ist. Das Stellglied
40 besteht
aus einem Schrittmotor und enthält:
Statorjoche
41a und
42a, die so mit einander verbunden
sind, dass sie im axialen Querschnitt eine eckige C-Form und in
der radialen Draufsicht eine ringförmige Konfiguration mit einem
zentralen Hohlraum c1 zum Unterbringen einer Rotoranordnung gestalten;
Statorjoche
41b und
42b, die ebenso wie die Statorjoche
41a und
41b mit
einander verbunden sind; Spulenkörper
43a und
43b,
die durch Eingießen gebildet
sind, ein eckiger C-förmiger
Querschnitt, so dass entsprechende Spulenplätze a1 und b1 darin gebildet
sind, aufweisen und innerhalb der entsprechenden C-förmigen Statorjoche,
die von den Statorjochen
41a und
42a und von den
Statorjochen
41b und
42b gebildet sind, festgeklemmt
sind; Spulen
45a und
45b, die aus respektiven
gewickelten magnetischen Drähte
44a und
44b hergestellt
und jeweils in den Spulenplätze
a1 und b1 untergebracht sind; ein tassenförmiges Behälter
46 zum Unterbringen
aller oben beschriebenen Komponente; eine Deckelplatte
47 zum
Abdecken des Behälters
46;
Gummidichtungselemente
48 und
49, die sandwichartig
zwischen dem Statorjoch
42b und dem Boden
46a des Behälters
46 beziehungsweise
zwischen dem Statorjoch
41a und der Deckplatte
47 mit
einem Lager
58 angeordnet sind; und eine Drehwelle
50,
die einen Schraubenabschnitt
50a, der in Richtung ihres
Distalendes geformt ist, aufweist.
-
6 ist
eine Schnittzeichnung eines relevanten Teils eines Gaszählers, das
das Stellglied gemäß 5 enthält. Das
Stellglied 40 ist mittels Schrauben 54 an einem
Rahmen 52 fest angebracht, so dass der Schraubenabschnitt 50a der
Drehwelle 50 in ein zentrales Schraubenloch eines Absperrventils 51 eingeschraubt
ist und ein ringförmiges
Gummidichtungselement 53 sandwichartig zwischen der Deckelplatte 47 und
dem Rahmen 52 angeordnet ist. Eine Gasströmungsregelung
wird so vorgenommen, dass das Absperrventil 51 durch die
Rotation der Drehwelle 50 und mit Führung von einem Führungsstab 59 linear
aufwärts
(in der Figur) bewegt und in Kontakt mit einem Ventilsitz 56 gebracht
wird, so dass eine Öffnung 57 eines
Gaskanals 55 verstopft wird, wobei Gas, das durch den Gaskanal 55 fließt, abgesperrt
wird. Außerdem
wird Gas, das durch ein Loch des Lagers 58, insbesondere
durch eine Lücke zwischen
dem Lager 58 und der Drehwelle 50, in das Innere
des Stellglieds 40 hineinfließt, von dem tassenförmigen Behälter 46,
der Deckelplatte 47, den Spulen 45a und 45b und
den Gummidichtungselementen 48 und 49 abgesperrt,
wodurch das Gas am Austreten gehindert wird.
-
7 ist
eine Schnittzeichnung eines anderen herkömmlichen Stellglieds
60 und
eines Gaszählers,
der das Stellglied
60 enthält (siehe beispielsweise die
japanische Patentanmeldung mit Offenlegungsnummer
H11-030356 ). Das Stellglied
60 enthält: einen
Rotor
61, der aus einer Drehwelle
62, eine Buchse
63,
durch deren Zentrum die Drehwelle
62 eingesetzt ist, und
einen Magneten
64, der an dem äußeren Umfang der Buchse
63 angeordnet
und mit magnetischen Polen ausgestattet ist, gebildet ist; einen
Stator
65, der Spulen
66 aufweist und außerhalb des
Rotors
61 so angeordnet ist, dass seine innere Umfangsfläche gegenüber den
magnetischen Polen des Magneten
64 steht; eine Transmissionseinheit
62a,
die aus einer Schraube besteht, die an der äußeren Umfangsfläche der
Drehwelle
62 geformt und zum Zusammenschrauben mit einem
Schraubenloch eines Bewegungsblocks
67 angepasst ist; und
einen Rotationsstopper
68, der zum Verhindern, dass der Bewegungsblock
67 zusammen
mit der Drehwelle
62 rotiert, angepasst ist. Ein Strömungssteuerblock
69 ist
mit dem Bewegungsblock
67 so verbunden, dass es in die
Axialrichtung beweglich ist und in Kontakt mit einem Ventilsitz
71 eines
Fluidkanals
70 gebracht wird um dadurch die Strömungsmenge
von Fluid zu steuern. Eine Schottwand
72, die einen Flansch
72a enthält, ist
vorgesehen. Die Schottwand
72 ist aus einem nicht-magnetischen
Material hergestellt, ist in einem kreisförmigen Hohlzylinder mit einem
verblendeten Ende geformt und trennt den Stator
65 hermetisch
von dem Rotor
61 und von dem Strömungssteuerblock
69,
das mit dem Rotor
61 via den beweglichen Block
67 verbunden
ist. Eine Montageplatte
73, mit der den Flansch
72a der
Schottwand
72 und den Stator
65 verbunden sind,
ist vorgesehen. Ein O-Ring
74 ist
als eine Abdichtungseinheit zwischen dem Flansch
72a und
der Montageplatte
73 angeordnet und ein O-Ring
75 ist
als eine Abdichtungseinheit zwischen dem Flansch
70a des
Fluidkanals
70 und der Montageplatte
73 angeordnet.
-
8 ist
eine Schnittzeichnung noch eines anderen herkömmlichen Stellglieds
80 und
eines Gaszählers,
der das Stellglied
80 enthält (siehe beispielsweise die
japanische Patenanmeldung mit
Offenlegungsnummer 2003-322274 ). Das Stellglied
80 wird
als ein Magnetventil benutzt und funktioniert so, dass einen Ventilstöpsel gegen
einen Ventilsitz gedrückt
wird um die Strömungsmenge
von Fluid zu steuern. Das Stellglied
80, das einen Magneten
darstellt, ist in einem Gaszählerkörper
100 angeordnet und
aktiviert ein Steuerventil
87, wodurch die Strömungsmenge
von Fluid kontrolliert wird. Der Magnet (das Stellglied
80)
enthält:
eine Buchse
81, die ihr oberen Endabschnitt in einem Loch,
das in dem Körper
100 geformt
ist, eingreifend eingepasst hat; ein Kolben
82, der so
in der Buchse
81 angeordnet ist, dass er in die axiale
Richtung beweglich ist; ein Kern
83, der hohlzylindrisch
geformt und in dem unteren Ende der Buchse
81 eingreifend
eingepasst ist; eine Welle
86, die ihren einen Endabschnitt
von einem Lager
84, das in dem Körper
100 geformt ist,
und ihren anderen Endabschnitt von einem Lager
85, das
in dem Hohlraum des Kerns
83 geformt ist, gestützt hat; eine
Feder
88, die zwischen dem Kolben
82 und dem Lager
85 angeordnet
ist und so funktioniert, dass das oben erwähnte Steuerventil
87 mittels
der Welle
86 zum Verstopfen gedrückt wird; eine Magnetspule
89, die
außerhalb
der Buchse
81 angeordnet ist; ein Joch
90, das
so angeordnet ist, dass es die Magnetspule
89 umschließt; und
eine Platte
91, die um die Buchse
81 so angeordnet
ist, dass sie einen Magnetkreis zwischen dem Joch
90 und
der Buchse
81 bildet. Das eine offene Ende des Kerns
83 ist
mittels eines Einsatzelementes
92 verstopft und außerdem sind
die Spitzenenden des Kerns
83 und des Einsatzelements
92 durch
eine Schweißverbindung
92a abgedichtet.
Ein O-Ring ist in dem offenen Raum, der von dem Körper
100,
der Buchse
81 und der Platte
91 definiert ist,
angeordnet. Das Stellglied
80 ist an dem Körper
100 so
befestigt, dass ein Endabschnitt
90a des Jochs
90 nach
innen gebogen wird um einen Flansch
100a des Körpers
100 zu
fangen.
-
In
dem ersten Beispiel, das mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben
wurde, muss das Stellglied 40, das aus einem Schrittmotor
besteht, an dem Gaszähler
so befestigt werden, dass das Stellglied 40 dem Gaszähler angeordnet
wird, das ringförmige Gummidichtungselement 53 zwischen
der Deckelplatte 47 und dem Rahmen 52 angebracht
wird und das Stellglied 40 an dem Rahmen 52 des
Gaszählers mittels
der Schrauben 54 befestigt wird, so dass Zeit für die Schraubenarbeit
gebraucht wird, was eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit verursacht. Falls
es auch eine Variation des Anzugsdrehmoment der Schrauben 54 gibt,
kann Gas, das in dem Gas kanal 55 fließt, durch eine Lücke, die
zwischen der Deckplatte 47 und dem Rahmen 52 unter
Umständen geformt
wird, austreten. Weil ferner die Position des Stellglieds 40 relativ
zu der axialen Richtung entsprechend der Spannkraft der Schrauben 54 versetzt wird,
kann das Axialspiel der Drehwelle 50 nicht ordentlich kontrolliert
werden. Und Gas, das durch eine Lücke zwischen der Drehwelle 50 und
dem Lager 58 kommt und hineinströmt, soll mittels Elemente,
die wie eine Dichtungseinheit funktionieren, wie zum Beispiel der
Behälter 46,
die Deckelplatte 47, die Spulen 45a und 45b,
die Gummidichtungselemente 48 und 49 und der Lager 58,
vom Entkommen verhindert werden und es ist schwierig so viele Elemente
ordentlich zu koordinieren.
-
In
dem zweiten Beispiel, das mit Bezug auf 7 beschrieben
wurde, muss die Montageplatte 73 an den Flansch 70a des
Fluidkanals 70 geschraubt werden weil eine Dichtungsstruktur
dadurch geformt ist, dass der O-Ring 75 zwischen der Montageplatte 73 des
Stellglieds 60 und der Wand des Fluidkanals 70 angeordnet
ist, so dass Zeit für
die Schraubenarbeit gebraucht wird, was eine Verschlechterung der
Verarbeitbarkeit verursacht. Und falls es eine Variation des Anzugsdrehmoment
der Schrauben gibt, kann es vorkommen, dass Gas, das in dem Gaskanal
strömt,
durch eine Lücke,
die unter Umständen
zwischen dem Flansch 70a der Wand des Fluidkanals 70 und
der Montageplatte 73 geformt wird, austritt.
-
In
dem dritten Beispiel, das mit Bezug auf 8 beschrieben
wurde, wird Gas, das durch eine Lücke zwischen dem Lager 84 und
der Welle 86 in das Innere des Stellglieds 80 hineinströmt, von
dem Kern 83 und dem Einsatzelement 92, das an
dem Kern 83 geschweißt
ist, am Austreten gehindert, so dass Zeit für die Schweißarbeit
zur Bildung des geschweißten
Anschlussstücks 92a gebraucht
wird, was eine Verschlechterung der Verarbeitbarkeit verursacht.
Und das Stellglied 80 ist an dem Körper 100 des Gaszählers befestigt,
so dass der Endabschnitt 90a des Jochs 90 nach
innen gebogen wird um den Flansch 100a, der an dem Bodenabschnitt
des Körpers 100 gebildet
ist, zu fangen, wofür
zweckbestimmte Werkzeuge für
Biegenarbeit notwendig sind, was einfache Befestigung und Trennung
des Stellglieds 80 hindert.
-
EP 8 987 477 offenbart ein
Stellglied gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht
und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Stellglied
beizubringen, das einfach und mit reduzierter Komponentenzahl strukturiert
ist, das hermetisch abgedichtet ist um vorzubeugen, dass Gas, das
innerhalb des Stellglieds strömt,
am Austreten zu hindern und das leicht mit einer Fluidkanalstruktur,
wie zum Beispiel ein Gaszähler,
verbunden und auch davon getrennt werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung, die im Anspruch 1
angegeben ist, gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
-
Das
oben beschriebene Stellglied gemäß der vorliegenden
Erfindung weist die folgenden Vorteile auf.
-
Da
die erste Abdichteinheit eine Lücke
zwischen dem Stellglied und der Fluidkanalstruktur abdichtet und
die zweite Abdichteinheit eine Lücke
zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung abdichtet, wird
eine hermetische Struktur mit einer geringen Anzahl von Komponenten
erreicht und Fluid wird am Austreten gehindert. Besonders kann Fluid, das
mittels der ersten Abdichteinheit am Austreten zwischen dem Stellglied
und der Fluidkanalstruktur gehindert wird und durch eine Lücke um die
Ausgangswelle in die Rotoranordnung hineinströmt, mittels der zweiten Abdichteinheit
am Austreten aus der Rotoranordnung, das heißt am Strömen in die Statoranordnung,
sicher gehindert werden. Da außerdem
das Rotorgehäuse,
der rotierende Abschnitt der Rotoranordnung und die Statoranordnung
relativ zu dem Gehäuse
geeignet angebracht sind, kann eine Luftspaltbreite zwischen dem
Magneten der Rotoranordnung und dem Rotorgehäuse mit hoher Präzision minimiert
werden, das heißt,
dass eine minimale Spaltbreite zwischen dem Magneten und der Rotoranordnung
mit einer hohen Präzision
erreicht wird. Und da keine elastischen Elemente an dem Definieren
der axialen Richtung der Struktur beteiligt sind, wird die Exaktheit
des Abstands zwischen den Lager stabilisiert, wodurch sehr exakte
Kontrolle des Axialspiels der Struktur ermöglicht wird.
-
Da
ferner die erste Abdichteinheit, die das Stellglied und die Fluidkanalstruktur
so koppelt, dass eine Lücke
zwischen diesen abgedichtet wird, Elastizität aufweist, kann das Stellglied
mit der Fluidkanalstruktur mittels Elastizität starr verbunden werden, ohne
Schrauben zu benutzen.
-
Ferner
kann die Struktur vereinfacht und verkleinert werden, weil die Rotationsbewegung
der Buchse in die lineare Bewegung der Ausgangswelle ohne jeglichen
zusätzlichen
Umwandlungsmechanismus umgewandelt wird.
-
Ferner
kann das Stellglied, weil die erste Abdichteinheit Elastizität aufweist,
einfach und fest mit dem Fluidkanalsystem verbunden werden, ohne Schrauben
zu benutzen.
-
Ferner
können
die Statoranordnung und die Rotoranordnung, die einzeln fertig gestellt
werden, zu dem Stellglied in Form von einem fertigen Produkt leicht
kombiniert werden durch fangen der hochgebogenen Abschnitte der
Frontplatte an dem Gehäuse.
-
Und
eine Benutzung der offenen Lager, die keine Abdichtelemente aufweisen,
trägt zur
Reduktion der Produktionskosten bei.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine Draufsicht eines Stellglieds gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine Schnittzeichnung des Stellglieds gemäß 1, die entlang
der Linie II-II gemacht ist;
-
3 ist
eine Schnittzeichnung einer Rotoranordnung des Stellglieds gemäß 2;
-
4 ist
eine Schnittzeichnung einer Anwendung, bei der das Stellglied gemäß 2 mit
einer Fluidkanalstruktur verbunden ist;
-
5 ist
eine Schnittzeichnung eines konventionellen Stellglieds (erstes
Beispiel);
-
6 ist
eine Schnittzeichnung einer Fluidkanalstruktur, die das konventionelle
Stellglied gemäß 5 umfasst;
-
7 ist
eine Schnittzeichnung einer Fluidkanalstruktur, die ein weiteres
konventionelles Stellglied umfasst (zweites Beispiel);
-
8 ist
eine Schnittzeichnung einer Fluidkanalstruktur, die noch ein weiteres
konventionelles Stellglied umfasst (drittes Beispiel).
-
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
-
Jetzt
wird eine Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
-
Unter
Bezugnahme auf 2, ein Stellglied besteht im
Allgemeinen aus einer Statoranordnung 2 und einer Rotoranordnung 3 (siehe 3).
Die Statoranordnung 2 weist eine erste Statoreinheit 2a und eine
zweite Statoreinheit 2b auf und ist so angeordnet, dass
sie die Rotoranordnung 3 umgibt. Die erste statoreinheit 2a weist
eine Spule 7a, einen Körper 10a,
der die Spule 7a um sich gewickelt hat, und Statorjoche 8a und 9a auf.
Jedes Joch 8a und 9a weist eine Vielzahl von Polzähnen auf,
die so geformt sind, dass sie ein Teil des inneren Umfangs der Statoranordnung 2 bilden.
Der Körper 10a,
der im Querschnitt eine eckige C-Form aufweist, weist ein Anschlussblock 11a auf,
der mit dem Körper 10a integral
gebildet ist und ein Anschlussstift 12a hat, der darin
implantiert ist. Eine Abdeckung 13a ist um die Spule 7a angebracht,
wobei Staub vom Eindringen gehindert wird. Die zweite Statoreinheit 2b weist
eine Spule 7b, einen Körper 10b,
Statorjoche 8b und 9b, ein Anschlussblock 11b,
ein Anschlussstift 12b und eine Abdeckung 13b auf
und ist ebenso wie die erste Statoreinheit 2a strukturiert.
-
Eine
gedruckte Leiterplatte 14 ist mittels eines Stifthalters 15,
der als eine Abdeckung für
die Anschlussstifte 12a und 12b wirkt und dessen
Abschnitte 15a und 15b mit einem ausgeschnittenen Abschnitt 16,
der an der ersten Statoreinheit 2a und der zweiten Statoreinheit 2b gebildet
ist, eingreift, auf einem Abschnitt des äußeren Umfangs der Statoranordnung 2 fest
angeordnet. Leitungen 14a und 14b sind in jeweiligen
offenen Räumen
angeordnet, die zwischen dem Stifthalter 15 und den Statorjochen 8a und 8b gebildet
sind.
-
Unter
Bezugnahme auf 3, die Rotoranordnung 3 weist
eine Ausgangswelle 4, eine Buchse 5, die aus einem
synthetischen Harz gebildet ist, einen Magneten 6, der
mit mehreren Polen magnetisiert und an dem äußeren Umfang der Buchse 5 fest angeordnet
ist, ein Gehäuse 17 (siehe 2),
Lager 18 und 19 zum Unterstützen der Buchse 5 und
ein Rotorgehäuse 20,
das in einer tassenartigen Konfiguration geformt ist, auf.
-
Das
Gehäuse 17 weist
einen Ringplattenabschnitt 17d, der zum Kontaktieren eines
E-Rings 28 (der später
beschrieben wird), der zur Zeit der Anfangseinstellung als ein Stopper
funktioniert, angepasst ist, einen Kreishohlzylinderabschnitt 17e,
der fortlaufend mit dem Ringplattenabschnitt 17d ist, und einen
Flanschabschnitt 17a, der quer von dem Kreishohlzylinderabschnitt 17e herausragt,
auf. Ein Drehstopper 27 zum Blockieren der Rotation der
Ausgangswelle 4 ist in einem offenen Raum 17b innerhalb
des Kreishohlzylinderabschnitts 17e angeordnet. Der Drehstopper 27 dient
während
des Blockierens der Rotation der Ausgangswelle 4 auch als
ein Lager, das der Ausgangswelle 4 sich axial zu bewegen
erlaubt. Der Flanschabschnitt 17a weist Aussparungen 17c (siehe
auch 1) auf, mit denen hochgebogene Abschnitte 24c einer
Frontplatte 24 (die später
beschrieben wird) in Kontakt sind. Der Kontaktbereich des Ringplattenabschnitts 17d und
des Hohlkreiszylinderabschnitts 17e bildet einen Randabschnitt 17f,
der zusammen mit ei nem O-Ring 25, der als ein Abdichteinheit
dient und an dem Hohlkreiszylinderabschnitt 17e fest angeordnet
ist, verbindlich und fest an einem offenen Abschnitt einer Fluidkanalstruktur
(die später
beschrieben wird) angebracht ist. Der O-Ring 25 ist aus
einem elastischen Material, z.B. Gummi, gebildet.
-
Ein
Lager 18 ist in dem offenen Raum 17b so angeordnet,
dass es an der inneren Fläche
des Kreishohlzylinderabschnitts 17e angebracht ist, und ein
Lager 19 ist an der inneren Umfangsfläche eines ringartigen Stützteil 21,
das an dem Bodenabschnitt des Rotorgehäuses 20 angeordnet
ist, angebracht.
-
Die
Buchse 5 ist so geformt, dass sie einen H-förmigen Axialquerschnitt
aufweist, und weist einen Zylinderabschnitt 5d, einen Schraubenabschnitt 5c,
der einwärts
aus der inneren Fläche
des Zylinderabschnitts 5d so herausragt, dass er eine ringförmige Konfiguration
bildet, Projektionsabschnitte 5a und 5b, die sich
aus den jeweiligen beiden Enden des Zylinderabschnitts 5d ausstrecken,
und einen Magnetanbringungsabschnitt 5e, der an dem äußeren Fläche des
Zylinderabschnitts 5d gebildet ist, auf.
-
Die
Ausgangswelle 4 ist in drei Abschnitte aufgeteilt: ein
Schraubenabschnitt 4a, der an der außeren Fläche eines Endabschnitts der
Ausgangswelle so gebildet ist, dass er herausragt und freigelegt wird;
ein Transmissionsmechanismusabschnitt 4c, der in Richtung
zu dem anderen Endabschnitt der Ausgangswelle geformt und mit einer
Schraube, die mit dem Schraubenabschnitt 5c der Buchse 5 in
Eingriff ist, ausgestattet ist; und ein flacher Flächenabschnitt 4b,
der zwischen dem Schraubenabschnitt 4a und dem Transmissionsmechanismusabschnitt 4c gebildet
ist und durch den Drehstopper 27 geht, so dass er in die
Umfangsrichtung nicht bewegbar und in die Axialrichtung bewegbar
ist. Die auf diese Weise strukturierte Ausgangswelle 4 weist
entsprechende Durchmesser, die sich unter den Abschnitten unterscheidet
und das Design der Ausgangswelle 4 entspricht, auf. Der
Schraubenabschnitt 4a weist einen Ventilstöpsel, der
mit dem Schraubenabschnitt 4a eingreifend angeordnet ist,
und wird durch Drücken gegen
einen Ventilsitz, der in dem Fluidkanal gebildet ist, aktiviert,
wodurch die strömende
Menge des Fluids, zum Beispiel Gas, gesteuert wird.
-
Jetzt
wird eine Herstellung der Statoranordnung 2, die in 2 gezeigt
ist, beschrieben.
-
Die
erste Statoreinheit 2a wird so hergestellt, dass der Körper 10a,
um den die Spule 7a gewickelt ist, zwischen den Statorjochen 8a und 9a,
die aus einem weichmagnetischen Material, wie zum Beispiel eine
elektrogalvanisierte Stahlplatte (SECC), eine elektromagnetische
Weichstahlplatte (SUY) und eine Siliziumstahlplatte, hergestellt
sind, angebracht wird. Jedes Statorjoch 8a und 9a weist
eine Vielzahl von Polzähnen
auf, die in einer kammartigen Konfiguration angeordnet sind. Die
jeweiligen Pohlzähne
der Statorjoche 8a und 9a sind mit einer Phasendifferenz von
180 Graden bezüglich
elektrischer Winkel von einander versetzt.
-
Die
zweite Statoreinheit 2b weist den Körper 10b, die Spule 7a und
die Statorjoche 8b und 9b auf und ist ebenso hergestellt
wie die erste Statoreinheit 2a.
-
Dann
werden die Statoreinheiten 2a und 2b in eine Form
(nicht abgebildet) so angebracht, dass sie mit einer Phasendifferenz
von 90 Graden bezüglich
elektrischer Winkel von einander versetzt sind, und ein synthetisches
Harz, wie zum Beispiel Polybutylene Terephthalate (PBT) Harz, wird
in die Form (nicht abgebildet) injiziert. Das injizierte synthetische Harz
füllt die
Lücken
bei den Pohlzähnen
des ersten Statoreinheit 2a und des zweiten Statoreinheit 2b auf und
bildet gleichzeitig und einstückig
untere Vorsprünge 22 und
obere Vorsprünge 23.
Als Folge des Harzspritzgießens
werden die Statoreinheiten 2a und 2b zusammengefügt.
-
Die
oben genannte und in 1 gezeigte Frontplatte 24 enthält eine
kreisförmige Öffnung 24b und
eine Vielzahl (vier in der Figur) von klauenähnlichen hochgebogenen Abschnitten 24c,
die an dem inneren Umfang der Frontplatte 24, der durch
die kreisförmige Öffnung 24b definiert
wird, gebildet sind, und ist an der ersten Statoreinheit 2a so
angebracht, dass Löcher 24a,
die an der Frontplatte 24 gebildet sind, mit den oberen
Vorsprüngen 23 im
Eingriff sind, die als integrierte Teile der ersten Statoreinheit 2a und
der zweiten Statoreinheit 2b, die mit einander verbunden
sind, gebildet sind. Dann wird der Stifthalter 15, der
aus synthetischem Harz gebildet und an diesem die gedruckte Leiterplatte 14 angebracht
ist, an dem äußeren Umfang
der verbundenen ersten und zweiten Statoreinheit 2a und 2b so
angebracht, dass die Abschnitte 15a und 15b des
Stifthalters 15 an dem ausgeschnittenen Teil 16 eingreift,
der an einem Bereich der verbundenen ersten und zweiten Statoreinheit 2a und 2b gebildet
ist. Damit ist die Statoranordnung 2 komplett.
-
Wie
oben beschrieben weist die Rotoranordnung 3 die Ausgangswelle 4,
die Buchse 5, den Magneten 6, das Gehäuse 17,
den Drehstopper 27, die Lager 18 und 19 und
das Rotorgehäuse 20 auf,
wobei das Gehäuse 17 in
das Rotorgehäuse 20 so
eingeschoben ist, dass der Flanschabschnitt 17a des Gehäuses gegen
einen Flanschabschnitt 20a, der an einem offenen Ende des
Rotorgehäuses
gebildet ist, gedrückt
wird während
des Rotorgehäuses 20 elastischen
Kontakt mit einem O-Ring 26 herstellt, der wie eine Abdichteinheit
wirkt, aus einem elastischen Material gebildet ist und an einer äußeren Fläche des Zylinderabschnitts 17e des
Gehäuses 17 fest
angeordnet ist, wobei eine luftdichte Struktur gebildet wird. Damit
ist der Rotoranordnung 3 komplett. Der Flanschabschnitt 20a des
Rotorgehäuses 20 soll
hermetisch und sandwichartig zwischen den Flanschabschnitt 17a des
Gehäuses 17 und
die Statoranordnung 2 angeordnet werden. Das Rotorgehäuse 20 hat
den ringartigen Stützteil 21 an
seinem Boden angeordnet und das Lager 19 ist an dem Stützteil 21 angebracht.
-
Die
Rotoranordnung 3 wird wie folgt angefertigt.
-
Der
Magnet 6 wird an dem Magnetenbefestigungsabschnitt 5e der
Buchse 5, der zum Beispiel aus PBT Harz gebildet ist und
an dem der Schraubenabschnitt 5c mit einer Hohlschraube
gebildet ist, befestigt. Beide Endabschnitte, und zwar der Schraubenabschnitt 4a und
der Transmissionsmechanismusabschnitt 4c der Ausgangswelle 4,
weist jeweils eine Schraube auf und der flache Flächenabschnitt 4b dazwischen
ist mit zwei flachen Flächen,
die mittels eines Hobelprozesses parallel mit einander gebildet
sind, ausgestattet. Der Transmissionsmechanismusabschnitt 4c weist
einen kleineren Durchmesser als den flachen Flächenabschnitt 4b auf
und der Schraubenabschnitt 4a weist einen Durchmesser auf,
der kleiner als der Abstand zwischen den zwei flachen Flächen des
flachen Flächenabschnitts 4b ist.
-
Das
Gehäuse 17 ist
aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung und
rostfreier Stahl, für
solche Anwendungen, die Wärmebeständigkeit
fordert, hergestellt, kann aber auch aus einem Harzmaterial, wie
zum Beispiel technische Kunststoffe, für Anwendungen in Nicht-Hochtemperatur
Umgebungen gebildet sein. Zwei Rillen sind so an der äußeren Fläche des
Kreishohlzylinderabschnitts 27e gebildet, dass sie sich
umfangsmäßig entlang
dem Flanschabschnitt 17a an dessen beiden Seiten jeweils
erstrecken, und die O-Ringe 25 und 26 sind jeweils
in den Rillen so angeordnet, dass sie darin sitzt.
-
Die
Projektionsabschnitte 5a und 5b der Buchse sind
in den inneren Ringen der Lager 18 und 19 jeweils
eingepasst, so dass die Buchse 5 rotierbar gestützt von
den Lager 18 und 19 wird. Der Transmissionsmechanismusabschnitt 4c der
Ausgangswelle 4 wird durch die Buchse 5 so einge setzt,
dass die Schraube des Transmissionsabschnitt 4c mit der Hohlschraube
des Schraubenabschnitts 5c der Buchse 5 eingreift.
Dann wird die Ausgangswelle 4 durch das Gehäuse 17 eingesetzt
und der oben genannte E-Ring 28 wird als ein Stopper angebracht.
-
Der
Endabschnitt (untere Seite in der 3) der oben
beschriebenen Struktur mit dem Magneten 6 wird in das Rotorgehäuse 20,
das aus einem nicht-magnetischen Stahlmaterial, beispielsweise nicht-magnetischer
rostfreier Stahl, hergestellt ist, so eingesetzt, dass der Flanschabschnitt 20a des
Rotorgehäuses 20 einen
festen Kontakt mit einem Ende des Flanschabschnitts 17a des
Gehäuses 17 herstellt
und die Rotoranordnung ist somit komplett. Bei diesem Verfahren
dient der O-Ring 26 zur Abdichtung eines Zwischenraums
zwischen dem Gehäuse 17 und
dem Rotorgehäuse 20 und
zur Befestigung der Beiden Teile aneinander. In diesem Zusammenhang
soll die Stärke
des Rotorgehäuses 20,
das zwischen dem Magneten 6 und den Statorjochen 8a, 9a, 8b und 9b angeordnet
ist, so weit minimiert werden, dass die notwendige minimale mechanische
Festigkeit gesichert ist. Ferner kann das Rotorgehäuse 20 durch
das Verfahren des Ziehens preiswert hergestellt werden.
-
Das
Rotorgehäuse 20 der
Rotoranordnung 3, das wie oben beschrieben fertig gestellt
ist, wird in die Statoranordnung 2 eingepresst und die
hochgebogenen Abschnitte 24 der Frontplatte 24 werden
an den Aussparungen 17b des Flanchabschnitts 17a des
Gehäuses 17 eingehakt,
so dass die Rotoranordnung 3 an der Statoranordnung 2 befestigt
wird, wobei das Stellglied fertig gestellt wird. Das Stellglied kann
wahlweise so fertig gestellt werden, dass allein das Rotorgehäuse 20 erst
in die Statoranordnung 2 eingepresst wird, wonach die restlichen
Teile der Rotoranordnung 3 in das Rotorgehäuse 20 eingebracht werden.
-
Die
Funktion des Stellglieds 1 wird nachstehend beschrieben.
-
Wenn
Strom an den Spulen 7a und 7b angelegt wird, werden
die Statorjoche 8a, 9a, 8b und 9b magnetisiert,
was verursacht, dass der Rotormagnet 6 und auch die Buchse 5 rotiert.
Da der Schraubenabschnitt 5c der Buchse 5 mit
dem Transmissionsmechanismusabschnitt 4c der Ausgangswelle 4 schraubenartig
eingreift, und da die Ausgangswelle 4 durch den Drehstopper 27 am
Drehen gehindert ist, wird die Drehbewegung des Rotormagneten 6 und der
Buchse 5 in die Linearbewegung der Ausgangswelle 4 in
die Axialrichtung umgewandelt.
-
Präzisionsgenauigkeit
bezüglich
der Axialrichtung ist für
ein solches Stellglied kritisch und deshalb muss das Axialspiel
einer Rotoranordnung genau kontrolliert werden. Weil bei der vorliegenden
Erfindung keine elastischen Teile an Definition der Axialrichtung
der Struktur beteiligt sind, werden Unsicherheiten beseitigt, womit
sehr genaue Kontrolle des Axialspiels ermöglicht wird.
-
Jetzt
wird ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme
auf 4, und soweit erforderlich auch auf 2,
beschrieben.
-
Bezug
nehmend auf 4 kann das oben beschriebene
Stellglied 1 leicht an einer Fluidkanalstruktur 30,
die einen Fluidkanal 29, beispielsweise einen Gaszähler, umfasst,
befestigt werden, so dass der Randabschnitt 17f des Gehäuses 17 mit
einer Öffnung 30a der
Fluidkanalstruktur 30 eingreift, wobei das Gehäuse 17 und
die Fluidkanalstruktur 30 mittels des O-Rings 25,
der um den äußeren Umfang des
Gehäuses 17 so
angeordnet ist, dass er eine Lücke
zwischen dem Gehäuse 17 und
der Fluidkanalstruktur 30 abdichtet, miteinander befestigt
werden. Falls erforderlich kann die Konfiguration der Frontplatte
so modifiziert werden, dass das Bilden von Schraubenlöchern ermöglicht wird,
wobei das Stellglied 1 an der Fluidkanalstruktur 30 festgeschraubt und
damit eine rigidere Befestigung erreicht werden kann.
-
Die
Ausgangswelle 4 und der Ventilstöpsel 31 sind so mit
einander verbunden, dass der Schraubenabschnitt 4a der
Ausgangswelle 4 mit einer Schraube eingreift, die an dem
Ventilstöpsel 31 gebildet
ist. Wenn die Ausgangswelle 4 ihre lineare Bewegung gegen
einen Ventilsitz 32 macht, ist somit der Ventilstöpsel 31,
der mit der Ausgangswelle 4 verbunden ist, zum Kontaktieren
des Ventilsitzes 32 und dadurch Kontrollieren der Gasmenge,
die in dem Fluidkanal 29 fließt, angepasst. Das Gas, das
in dem Fluidkanal 29 fließt und durch eine Lücke um die
Ausgangswelle 4 in das Innere der Rotoranordnung 3 austritt,
wird am Austreten aus dieser durch das Rotorgehäuse 20 zusammen mit
dem O-Ring 26 gehindert.
-
Da
das Stellglied 1 mit dem Rotorgehäuse 20, das zum hermetischen
Abschottung der Statoranordnung 2 und der Rotoranordnung 3 angepasst
ist, ausgestattet ist, können
die Lager 18 und 19 offene Kugellager ohne Abdichtteile
sein, womit die Herstellungskosten reduziert werden. In dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel
bestehen die Lager 18 und 19 aus Kugellager, aber
sie können
alternativ aus ölimprägnierten
Metalllager oder aus Harzlager bestehen.
-
Viele
Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind angesichts
der obigen Lehre offenbar möglich.
Folglich ist es zu verstehen, dass, innerhalb des Umfangs der nachfolgenden
Ansprüche,
die Erfindung auch auf anderer Weise als die oben ausdrücklich beschriebene
ausgeübt
werden kann.