JP2011085172A

JP2011085172A - 回転弁減速機構

Info

Publication number: JP2011085172A
Application number: JP2009237465A
Authority: JP
Inventors: Tomokuni Kato; 友邦加藤; Haruo Watanuki; 晴夫綿貫; Sotsuo Miyoshi; 帥男三好
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】中間ギア歯車を用いることなくモータによる回転力を回転弁へと伝達して小型化を実現する。
【解決手段】ねじ部９ａを有し、保持部１３に回転可能に保持された回転手段８と、ねじ部５ａ及び回転弁６を有し、ハウジング２に回転可能に保持された弁軸５と、回転手段のねじ部と螺合するねじ部１４ａと、弁軸のねじ部と螺合するねじ部１４ｂと、回転手段または弁軸から伝達される回転力を軸心方向の直動力に変換する回り止め部１４ｃとを有し、保持部に支持されたシャフト１４とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、回転手段による回転力を弁軸に伝達することで、弁軸に固定された回転弁を回転させる回転弁式バルブにおける回転弁減速機構に関するものである。

従来の回転弁減速機構を用いた回転弁式バルブは、モータの出力軸に出力ギア（歯車）が取付けられ、軸受に回転自在に支持された弁軸に入力ギア（歯車）が取り付けられている。この弁軸には、通路内を流れるＥＧＲガス等の流量を制御する回転弁が固定されている。また、出力ギアと入力ギアとの間には中間ギア（歯車）が取り付けられている。このように構成することで、モータによる回転力を出力ギア、中間ギア及び入力ギアを介して弁軸に伝達して、回転弁が固定された弁軸を回転させることによって通路の開閉動作を制御していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６９６１４号公報

しかしながら、従来の回転弁減速機構を用いた回転弁式バルブでは、モータからの回転力を弁軸に伝達するためにギアを用いる必要があるため、回転弁式バルブの構造設計を行う際にギアを収納するスペースを確保する必要がある。そのため、回転弁式バルブ全体の構成が大きくなり、レイアウト性が悪くなる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、ギアを用いることなく、モータによる回転力を弁軸へと伝達することができ、小型化を実現することができる回転弁減速機構を提供することを目的としている。

この発明に係る回転弁減速機構は、ねじ部を有し、保持部に回転可能に保持された回転手段と、ねじ部及び回転弁を有し、ハウジングに回転可能に保持された弁軸と、回転手段のねじ部と螺合するねじ部と、弁軸のねじ部と螺合するねじ部と、回転手段または弁軸から伝達される回転力を軸心方向の直動力に変換する回り止め部とを有し、保持部に支持されたシャフトとを備えるものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、回転手段及び弁軸にねじ部を形成し、シャフトに、回転手段のねじ部及び弁軸のねじ部のそれぞれに螺合するねじ部と、回転力を直動力に変換する回り止め部を形成することにより、回転手段（弁軸）による回転力をシャフトに伝達し、シャフトは伝達された回転力を直動力に変換して直動し、このシャフトの直動力を回転力に変換して弁軸（回転手段）に伝達することができるため、従来の回転弁減速機構に用いられていたギアは不要となり、スペースを削減することができ小型化を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係る回転弁減速機構を適用した回転弁式ＥＧＲバルブの構成を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転弁減速機構を適用した回転弁式ＥＧＲバルブ１の構成を、一部を断面にして示した図である。
回転弁式ＥＧＲバルブ１は、図１に示すように、ハウジング２内にＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス通路３が形成されている。また、このＥＧＲガス通路３を交差して配設され、一端側が軸受４を介してハウジング２に回転可能に保持された弁軸５には、ＥＧＲガス通路３を流れるＥＧＲガス量を制御するための回転弁６が固定されている。また、弁軸５の他端側（図示例では下部）には、回転弁６を閉弁方向に付勢するコイルスプリング７が設けられている。なお、弁軸５の中心に軸心方向に形成された穴には、後述するシャフト１４の弁軸５側のねじ部１４ｂと螺合するねじ部５ａが形成されている。

また、ハウジング２の上部には、回転弁６を回転させてＥＧＲガス通路３の開閉動作を制御するためのモータ（回転手段）８が設けられている。このモータ８には、モータ８に通電されることで回転するモータ回転子９が軸受１０を介して設けられている。また、モータ回転子９の上部には位置検出用マグネット１１が設けられ、この位置検出用マグネット１１に対向する位置には、位置検出用マグネット１１の磁極位置を検出する回転位置検出センサ１２が設けられている。この回転位置検出センサ１２は、位置検出用マグネット１１の磁極位置からモータ回転子９の回転位置を検出し、モータ回転子９に後述するシャフト１４及び弁軸５を介して接続された回転弁６の回転位置を検出する。なお、モータ回転子９の中心に軸心方向に形成された穴には、後述するシャフト１４のモータ回転子９側のねじ部１４ａと螺合するねじ部９ａが形成されている。

このモータ８はボス（保持部）１３に回転可能に保持され、このボス１３はハウジング２に隙間ばめによりはめあい固定されている。また、ボス１３の中心には、後述するシャフト１４の回り止め部１４ｃが挿入される矩形状に開口した摺動部１３ａが形成されている。

また、弁軸５とモータ回転子９との間には、弁軸５とモータ回転子９とを連結し、モータ回転子９（弁軸５）による回転力を弁軸５（モータ回転子９）に伝達するためのシャフト１４が設けられている。このシャフト１４は、モータ回転子９のねじ部９ａと螺合するねじ部１４ａと、弁軸５のねじ部５ａと螺合するねじ部１４ｂと、ボス１３の矩形状の摺動部１３ａに挿入されることにより、モータ回転子９または弁軸５から伝達された回転力を軸心方向の直動力に変換する平板状の回り止め部１４ｃとが一体に形成されて構成されている。また、シャフト１４のねじ部１４ａ，１４ｂは互いに異なるリードに設定されて形成されている。

次に、上記のように構成される回転弁減速機構を適用した回転弁式ＥＧＲバルブ１の動作について説明する。
モータ８に通電されることでモータ回転子９が回転すると、この回転力がモータ回転子９のねじ部９ａ及びシャフト１４のモータ回転子９側のねじ部１４ａを介してシャフト１４に伝達される。シャフト１４は、ボス１３の矩形状の摺動部１３ａに挿入された平板状の回り止め部１４ｃにより回転力を軸心方向の直動力に変換して回転せずに弁軸５側に直動する。このシャフト１４の直動力はシャフト１４の弁軸５側のねじ部１４ｂ及び弁軸５のねじ部５ａを介して再び回転力に変換されて弁軸５に伝達される。これにより、弁軸５はコイルスプリング７を巻き締めながら回転し、この弁軸５に固定された回転弁６を開弁させることができる。

一方、モータ８への通電が停止されると、巻き締められたコイルスプリング７の復元力により、弁軸５は回転弁６を閉弁させる方向に回転する。この弁軸５の回転力は弁軸５のねじ部５ａ及びシャフト１４の弁軸５側のねじ部１４ｂを介してシャフト１４に伝達される。シャフト１４は、回り止め部１４ｃにより回転力を軸心方向の直動力に変換して回転せずにモータ回転子９側に直動する。このシャフト１４の直動力はシャフト１４のモータ回転子９側のねじ部１４ａ及びモータ回転子９のねじ部９ａを介して再び回転力に変換されてモータ回転子９に伝達され、モータ回転子９を回転させる。これにより回転弁６を閉弁させることができる。
このようにして回転弁６を回転させてＥＧＲガス通路３の開閉動作を行うことにより、ＥＧＲガス通路３内を流れるＥＧＲガス量を制御する。

このように、モータ回転子９及び弁軸５にねじ部９ａ，５ａを形成し、シャフト１４にモータ回転子９のねじ部９ａ及び弁軸５のねじ部５ａのそれぞれに螺合するねじ部１４ａ，１４ｂと、回転力を軸心方向の直動力に変換する平板状の回り止め部１４ｃを形成したことにより、モータ回転子９（弁軸５）による回転力をシャフト１４に伝達し、シャフト１４は伝達された回転力を直動力に変換して直動し、このシャフト１４の直動力を回転力に変換して弁軸５（モータ回転子９）に伝達することができるため、従来の回転弁減速機構に用いられていたギアが不要となり、スペースを削減することができ小型化を実現することができる。

また、シャフト１４のねじ部１４ａ，１４ｂを互いに異なるリードに設定して形成することにより、モータ回転子９の回転を減速させて回転弁６に伝達させることができるため、回転位置検出センサ１２による回転弁６の回転位置検出の分解能を高めることができ、また、回転弁６の回転力を向上させることができる。

また、シャフト１４のねじ部１４ａ，１４ｂと回り止め部１４ｃとを一体に形成して、弁軸５とモータ回転子９とを連結することにより、モータ回転子９の回転動作と弁軸５に固定された回転弁６の回転動作との動作ずれを抑えることができ、回転位置検出センサ１２による回転弁６の回転位置検出精度を向上させることができる。

また、モータ８は、ハウジング２に隙間ばめによりはめあい固定されたボス１３に保持されることにより、モータ８とハウジング２の組付け軸ずれを抑え、弁軸５に固定された回転弁６を動作させた際にシャフト１４が傾くことにより生じるモータ回転子９のねじ部９ａへの偏荷重及び偏摩耗を抑えることができる。

また、シャフト１４のねじ部１４ａ，１４ｂのねじり方向は同一方向に限らず、互い違いに組み合わせてもよく、モータ回転子９が特定の方向に回転する場合に、回転弁式ＥＧＲバルブ１の構造により回転弁６の回転方向を変更する必要がある場合にも、シャフト１４の弁軸５側のねじ部１４ｂのねじり方向を変更することで回転弁６の回転方向を容易に変更することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、モータ回転子９及び弁軸５にねじ部９ａ、５ａを形成し、シャフト１４にモータ回転子９のねじ部９ａ及び弁軸５のねじ部５ａのそれぞれに螺合するねじ部１４ａ，１４ｂと、回転力を軸心方向の直動力に変換する平板状の回り止め部１４ｃとを形成したので、モータ回転子９（弁軸５）による回転力をシャフト１４に伝達し、シャフト１４は伝達された回転力を直動力に変換して直動し、このシャフト１４の直動力を回転力に変換して弁軸５（モータ回転子９）に伝達することができるため、従来の回転弁減速機構に用いられていたギアが不要となり、スペースを削減することができ小型化を実現することができる。

なお、この発明の実施の形態１に係る回転弁減速機構では、回転弁式ＥＧＲバルブに適用して説明を行ったが、これに限るものではなく、その他の回転弁式バルブに適用してもよい。

１回転弁式ＥＧＲバルブ、２ハウジング、３ＥＧＲガス通路、４，１０軸受、５弁軸、５ａねじ部、６回転弁、７コイルスプリング、８モータ（回転手段）、９モータ回転子、９ａねじ部、１１位置検出用マグネット、１２回転位置検出センサ、１３ボス（保持部）、１３ａ摺動部、１４シャフト、１４ａ，１４ｂねじ部、１４ｃ回り止め部。

Claims

ねじ部を有し、保持部に回転可能に保持された回転手段と、
ねじ部及び回転弁を有し、ハウジングに回転可能に保持された弁軸と、
前記回転手段のねじ部と螺合するねじ部と、前記弁軸のねじ部と螺合するねじ部と、前記回転手段または前記弁軸から伝達される回転力を軸心方向の直動力に変換する回り止め部とを有し、前記保持部に支持されたシャフトと
を備える回転弁減速機構。
シャフトのねじ部は異なるリードに形成される
ことを特徴とする請求項１記載の回転弁減速機構。
シャフトのねじ部及び回り止め部は一体に形成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転弁減速機構。
シャフトのねじ部は異なるねじり方向に形成される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の回転弁減速機構。
ハウジングと保持部は、はめあい固定される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載の回転弁減速機構。