閥裝置制造方法
【專利摘要】閥裝置(1)設置有用于開閉流路(2)的提升閥(5)。螺紋部(5d)形成在該提升閥的軸(5a)上，且驅動齒輪(11)與該螺紋部嚙合。閥裝置(1)被構造成通過馬達(22)經由副齒輪(21)使驅動齒輪(11)旋轉，以使提升閥前進和后退，從而控制流路的開閉。設置驅動齒輪(11)使得該驅動齒輪(11)能夠在與副齒輪(21)嚙合的情況下沿副齒輪的軸向方向和提升閥的軸向方向前進和后退，且經由彈簧(偏壓裝置)(13)通常保持在預定的非操作位置。借助該構造，即使在提升閥被置于閥座上且已經停止移動時也使驅動齒輪進一步旋轉時，驅動齒輪抵抗彈簧(13)的偏壓力從非操作位置沿軸向方向移動，以由此吸收施加于驅動裝置等的沖擊。可以防止因沖擊負荷而損壞驅動裝置等。
【專利說明】閥裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種閥裝置，并且具體地涉及這樣一種閥裝置，該閥裝置包括提升閥和充當驅動裝置以驅動提升閥的馬達，并且該閥裝置被構造為在提升閥位于閥座上時防止沖擊傳遞到充當驅動裝置的馬達、齒輪等。
【背景技術】
[0002]常規地，作為閥裝置，已知存在一種包括以下部件的閥裝置:提升閥，該提升閥與閥座接觸和脫離以斷開和閉合流路；螺紋部，該螺紋部形成在提升閥的軸上；驅動齒輪，螺紋部螺旋入該驅動齒輪中；副齒輪，該副齒輪與驅動齒輪嚙合并使驅動齒輪旋轉；以及驅動裝置，該驅動裝置用于旋轉驅動所述副齒輪，其中，通過驅動裝置經由副齒輪使驅動齒輪旋轉，使提升閥根據驅動齒輪的旋轉方向前進和后退，以控制流路的開閉(專利文獻I)。
[0003]在該閥裝置中，為了在提升閥位于閥座上時防止沖擊傳遞到充當驅動裝置的馬達等，而在形成于提升閥的軸上的螺紋部與驅動齒輪的螺紋部之間形成所需余隙(間隙)，并且即使在提升閥被置于閥座上并且已經停止移動時也使驅動齒輪進一步旋轉時，允許驅動齒輪旋轉到余隙的程度并且吸收施加于驅動裝置等的沖擊。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I JP2OO9-197765A
【發明內容】
[0007]發明要解決的技術問題
[0008]在上述常規裝置中，因為施加于驅動裝置等的沖擊被形成在提升閥的軸上的螺紋部與驅動齒輪的螺紋部之間所產生的余隙吸收，所以對通過放大該余隙可以提高沖擊吸收能力的大小存在限制。
[0009]鑒于上述情況，本發明的目的是提供一種可以確保比常規裝置更高的沖擊吸收能力的閥裝置。
[0010]解決技術問題的方案
[0011]即，本發明涉及一種閥裝置，該閥裝置包括:提升閥，該提升閥與閥座接觸和脫離，以斷開和閉合流路；螺紋部，該螺紋部形成在所述提升閥的軸上；驅動齒輪，所述螺紋部被旋入該驅動齒輪中；副齒輪，該副齒輪與所述驅動齒輪嚙合并使所述驅動齒輪旋轉；以及驅動裝置，該驅動裝置用于旋轉地驅動所述副齒輪，其中，通過所述驅動裝置經由所述副齒輪使所述驅動齒輪旋轉，借此使所述提升閥根據所述驅動齒輪的旋轉方向前進或后退，以控制所述流路的開閉，所述驅動齒輪被設置為能夠在保持與所述副齒輪嚙合的情況下沿所述副齒輪的軸向方向和所述提升閥的軸向方向前進和后退，并且所述驅動齒輪被偏壓裝置保持在預定的非操作位置，并且即使在所述提升閥被置于所述閥座上并且已經停止移動時也使所述驅動齒輪進一步旋轉時，所述驅動齒輪抵抗所述偏壓裝置的偏壓力從所述非操作位置沿其軸向方向移動并且吸收施加于所述驅動裝置的沖擊。
[0012]發明效果
[0013]根據上述構造，驅動齒輪由偏壓裝置保持在預定的非操作位置，并且當在該狀態下副齒輪由驅動裝置沿正向或反向旋轉地驅動時，驅動齒輪將經由副齒輪沿正向或反向旋轉，由此使提升閥根據驅動齒輪的旋轉方向而前進或退，從而允許控制流路的開閉。
[0014]而且，在提升閥置于閥座上以閉合流路并且已停止移動時，驅動裝置通常因慣性力而繼續其操作，由此即使在提升閥被置于閥座上并且已經停止移動時也使驅動齒輪進一步旋轉。因此，此時，隨著驅動齒輪的旋轉，驅動齒輪抵抗偏壓裝置的偏壓力從預定的非操作位置沿其軸向方向移動，并且因此可以吸收施加于驅動裝置、驅動齒輪或副齒輪的沖擊。
[0015]而且，此時，驅動齒輪在保持與副齒輪嚙合的情況下沿副齒輪的軸向方向移動，因此不釋放驅動齒輪與副齒輪的嚙合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是例示本發明的實施方式的剖面圖，其中分別在提升閥5的中心線O的右側和左側示出了提升閥5的非操作狀態和操作狀態。
【具體實施方式】
[0017]在下文中，將參照所示的實施方式來描述本發明。在圖1中，閥裝置I被構造為能夠控制流路2 (排氣通過流路2進行再循環)的開閉并且控制流回到發動機的排氣的量。
[0018]流路2形成在殼體3中并且具有L形。在圖1的下部中流路2的開口是排氣入口，而右側的開口是排氣出口。而且，圍繞流路2的閥座4設置在彎曲成L形的流路2的上游側。
[0019]用于開閉流路2的提升閥5沿豎直方向布置，使得提升閥5的軸5a的軸向方向與流路2在上游側的軸向方向一致，并且能相對于殼體3滑動。提升閥5的閥元件5b可以從流路2的上游側置于閥座4上，以便閉合流路2。
[0020]凸緣6被固定到提升閥5的軸5a的上端，并且彈簧7彈性地設置在凸緣6與殼體3之間，以便將提升閥5向圖1的上側偏壓，從而在非操作狀態下使提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上并且閉合流路2。
[0021]提升閥5的軸5a的上端部形成為具有矩形截面的旋轉停止部5c，并且通過將旋轉停止部5c以可滑動的方式插入到具有矩形截面并且設置在殼體3中的旋轉停止孔3a，來防止提升閥5在沿豎直方向滑動時旋轉。
[0022]要注意的是，用于防止提升閥5旋轉的旋轉停止裝置不限于本實施方式的旋轉停止裝置，當然可以采用具有適當構造的任何旋轉停止裝置。
[0023]陽螺紋部5d形成在提升閥5的軸5a的中間高度位置處，并且旋入到形成在被殼體3以可旋轉的方式支撐的驅動齒輪11的軸上的陰螺紋部Ila中。
[0024]因此，當使驅動齒輪11沿正向或反向旋轉時，提升閥5可以經由螺紋部Ila和5d而升降，這使得可以控制閥元件5b的開度。
[0025]驅動齒輪11在其中心軸的上部和下部上具有筒狀部Ilb和11c，并且筒狀部Ilb和Ilc分別被殼體3中所設置的滾子軸承12樞轉地支撐。如傳統上已知的，各個滾子軸承12都包括外圈12a、多個滾珠12b和內圈12c，并且外圈12a被固定到殼體3。
[0026]驅動齒輪11的筒狀部Ilb和Ilc分別配合到內圈12c中，從而驅動齒輪11由滾子軸承12樞轉地支撐，換言之，驅動齒輪11的筒狀部Ilb和Ilc分別配合到內圈12c中，從而能沿軸向方向滑動。
[0027]而且，充當偏壓裝置的卷簧13彈性地設置在驅動齒輪11的下表面與下內圈12c的上表面之間，從而將驅動齒輪11向上側偏壓并且將驅動齒輪11通常保持在非操作位置，在該非操作位置，驅動齒輪11的上表面抵接在上滾子軸承12的內圈12c的下表面上。
[0028]另一方面，如以下將描述的，當驅動齒輪11抵抗卷簧13的彈性力而已經向下移動時，驅動齒輪11的下筒狀部IlC的下端面抵接在被固定到殼體3的諸如密封裝置之類的固定部25上。
[0029]副齒輪21的小齒輪21a與驅動齒輪11嚙合，并且副齒輪21的大齒輪21b與被固定到充當驅動裝置的馬達22的驅動軸22a的驅動副齒輪23嚙合。
[0030]因此，通過借助馬達22使驅動副齒輪23沿正向或反向旋轉，可以經由副齒輪21使驅動齒輪11沿正向或反向旋轉，從而如上所述經由螺紋部Ila和5d使提升閥5進行升降。
[0031]副齒輪21由軸24以可旋轉的方式樞轉地支撐，并且軸24、提升閥5的軸5a和馬達22的驅動軸22a沿豎直方向彼此平行地布置。
[0032]在本實施方式中，驅動齒輪11、副齒輪21的小齒輪21a和大齒輪21b以及驅動副齒輪23由正齒輪構成,并且副齒輪21的小齒輪21a的齒面寬度(沿軸向方向的長度)被設定為大于驅動齒輪11的齒面寬度。
[0033]而且，驅動齒輪11與副齒輪21的小齒輪21a的嚙合允許驅動齒輪11在維持驅動齒輪11與小齒輪21a的嚙合狀態的同時抵抗彈簧13的彈性力從上方非操作位置向下移動。
[0034]在提升閥5上方設置傳感器28，以便檢測提升閥5的升降量(即，提升閥5的開度)，并且傳感器28的觸點28a與提升閥5的上端面接觸。觸點28a被構造為能夠追蹤提升閥5的升降而升降，從而監視提升閥5的絕對升降位置。
[0035]來自傳感器28的信號被輸入到控制單元29，并且在接收來自傳感器28的信號的同時，控制單元29可以通過控制馬達22來控制提升閥5的升降位置(即，提升閥的開度)。
[0036]根據上述構造，在非操作狀態下，提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上并且閉合流路2，并且驅動齒輪11由彈簧13保持為被偏壓在上方的非操作位置的狀態。
[0037]當在該狀態下將提升閥5的閥元件5b從閥座4分離以打開流路2時，控制單元29借助馬達22使驅動副齒輪23沿正向旋轉，從而經由布置在驅動副齒輪23與驅動齒輪11之間的副齒輪21使驅動齒輪11沿正向旋轉。
[0038]借此，提升閥5經由形成在驅動齒輪11上的螺紋部Ila和形成在提升閥5上的螺紋部5d而下降，從而使提升閥5的閥元件5b與閥座4分離。
[0039]提升閥5的下降量由傳感器28檢測，并且來自傳感器28的信號被輸入到控制單元29。因此，控制單元29控制馬達22，使得提升閥5的下降量是合適的并且流路2的開度具有所需尺寸。
[0040]當使提升閥5向上移動以閉合流路2時，控制單元29借助馬達22使驅動副齒輪23沿反向旋轉，從而經由布置在驅動副齒輪23與驅動齒輪11之間的副齒輪21使驅動齒輪11沿反向旋轉。
[0041]借此，提升閥5上升，然后提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上。當傳感器28已經檢測到提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上時，控制單元29立即停止向馬達22供應電力，以便停止驅動齒輪11，但是驅動齒輪11因慣性力繼續沿反向稍稍旋轉。
[0042]因此，提升閥5因為其閥元件5b被置于閥座4上而無法上升，并且因此隨著驅動齒輪11的反向旋轉，驅動齒輪11在從上述的上方非操作位置(參見驅動齒輪11在圖1的中心線O的右側的位置)抵抗彈簧13的彈性力旋轉的同時而向下移動。因此，與驅動齒輪11突然停止的情況相比，可以緩沖施加于驅動齒輪11、位于中間的副齒輪21、驅動副齒輪23或馬達22的沖擊。
[0043]而且，雖然在將提升閥5的升降被加速到更高速度并且提高用于開閉流路2的控制的響應性時將增大施加于驅動齒輪11等的慣性力，但是即使在增大的慣性力的情況下，驅動齒輪11也可以從非操作位置進一步向下移動，并且可以容易地吸收增大的慣性力。
[0044]同時，在不設置用于吸收沖擊的機構的情況下或在該機構具有不充足的吸收能力的情況下，必須執行控制，使得在提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上之前，立即減小閥閉合速度，使得閥元件5b被緩慢地置于閥座4上。然而，在這種情況下，閉合閥將延長與閥閉合速度的減小對應的量，這導致響應性劣化。
[0045]相反，在本實施方式中，因為如上所述可以容易地吸收大慣性力，所以提升閥5的閥元件5b可以被迅速地置于閥座4上，從而實現用于閉合閥所需的良好響應性。
[0046]在提升閥5在壓力下與閥座4接觸的狀態下，當所需大小的電壓被施加于馬達22以使驅動齒輪11沿反向進一步旋轉時，驅動齒輪11經由螺紋部Ila和軸5a沿軸向從非操作位置移動(移動到閥保持閉合所在的圖1的下部上的位置)。當驅動齒輪11的下端部與和殼體3 —體形成的固定部25接觸時，驅動齒輪11的移動被限制并且產生了沿閥被完全閉合所在的方向偏壓提升閥5的負荷。
[0047]而且，在停止向馬達22供應電力之后，已從非操作位置向下移動的驅動齒輪11借助彈簧13的彈性力立即返回到初始非操作位置。
[0048]另一方面，還可以只利用彈簧13的彈性力，而不向馬達22供應電力。即，可以通過適當地設定提升閥5的陽螺紋部5d旋入驅動齒輪11的陰螺紋部Ila的條件，將彈簧13的彈性力設定為防止驅動齒輪11繞提升閥5的軸5a沿正向旋轉并防止其返回到初始位置。
[0049]在該狀態下，利用慣性力已從非操作位置向下移動的驅動齒輪11借助彈簧13的彈力向上持續地偏壓，由此可以借助偏壓力將提升閥5的閥元件5b按壓到閥座4，從而使得可以更加穩定地閉合流路2。
[0050]此時，還可以使驅動齒輪11從非操作位置更加積極地向下移動。即，在利用慣性力的情況下，當提升閥5的閥元件5b已經被置于閥座4上時停止向馬達22供應電力，但是以下構造也是可以的，即:即使在提升閥5的閥元件5b被置于閥座4上時，驅動齒輪11也利用施加于馬達22的所需大小的電壓繼續反向旋轉，從而從非操作位置向下移動所需的量。借此，可以壓縮彈簧13，并且在壓力下借助更大的彈性力使提升閥5與閥座4接觸。
[0051]在這種情況下，即使在驅動齒輪11借助彈簧13的彈性力返回到初始非操作位置時，繼續向馬達22施加所需大小的電壓也可以將驅動齒輪11保持在相對于非操作位置向下側移位所需量的位置處。
[0052]而且，為了在將驅動齒輪11保持為已經從非操作位置向下移動的狀態的情況下使提升閥5下降，驅動齒輪11利用彈簧13的彈力和馬達22而沿正向旋轉，以返回到初始非操作位置，然后使提升閥5下降。然而，在本實施方式中，因為提升閥5的升降位置被傳感器28持續地檢測，所以在提升閥5已經開始下降時的下降量可以立即被傳感器28檢測。
[0053]而且，在本實施方式中，因為提升閥5的升降位置已被傳感器28持續地檢測，所以傳感器28可以檢測到盡管提升閥5的閥元件5b被控制成置于閥座4上但提升閥5的閥元件5b因例如雜質阻塞而未被置于閥座4上的現象。因此，可以防止因完全閉合閥時出現的漏氣而引起的發動機意外著火。
[0054]附圖標記列表
[0055]1:閥裝置2:流路
[0056]3:殼體4:閥座
[0057]5:提升閥5a:軸
[0058]5b:閥元件5d、Ila:螺紋部
[0059]11:驅動齒輪llb、llc:筒狀部
[0060]12:滾子軸承12a:外圈
[0061]12b:球12c:內圈
[0062]13:彈簧(偏壓裝置) 21、23:副齒輪
[0063]22:馬達(驅動裝置)
【權利要求】
1.一種閥裝置，該閥裝置包括: 提升閥，該提升閥與閥座接觸和脫離，以斷開和閉合流路； 螺紋部，該螺紋部形成在所述提升閥的軸上； 驅動齒輪，所述螺紋部被旋入該驅動齒輪中； 副齒輪，該副齒輪與所述驅動齒輪嚙合并使所述驅動齒輪旋轉；以及 驅動裝置，該驅動裝置用于旋轉地驅動所述副齒輪， 其中，通過所述驅動裝置經由所述副齒輪使所述驅動齒輪旋轉，借此使所述提升閥根據所述驅動齒輪的旋轉方向前進或后退，以控制所述流路的開閉， 所述驅動齒輪被設置為能夠在保持與所述副齒輪嚙合的情況下沿所述副齒輪的軸向方向和所述提升閥的軸向方向前進和后退，并且 所述驅動齒輪被偏壓裝置保持在預定的非操作位置，并且即使在所述提升閥被置于所述閥座上并且已經停止移動時也使所述驅動齒輪進一步旋轉時，所述驅動齒輪抵抗所述偏壓裝置的偏壓力從所述非操作位置沿其軸向方向移動并且吸收施加于所述驅動裝置的沖擊。
2.根據權利要求1所述的閥裝置， 其中，在所述流路被所述提升閥閉合的狀態下，所述提升閥借助所述偏壓裝置的偏壓力或借助所述驅動裝置而在壓力下與所述閥座接觸。
3.根據權利要求1或2所述的閥裝置， 其中，所述驅動齒輪由滾子軸承的內圈樞轉地支撐，并且以能相對于所述內圈沿軸向方向滑動的方式設置。
4.根據權利要求3所述的閥裝置， 其中，所述偏壓裝置是彈性地設置在所述驅動齒輪與所述內圈之間的彈簧。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的閥裝置，該閥裝置還包括用于檢測所述提升閥的升降量的傳感器， 其中，所述傳感器監視所述提升閥的絕對升降位置。
【文檔編號】F16K1/02GK104011444SQ201280064288
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2011年12月27日
【發明者】中村克巳, 中根啟祐, 深谷拓未, 杉浦洸嗣 申請人:大豐工業株式會社