阀装置的制作方法

本发明涉及对流体的流量进行控制的阀装置。

背景技术

例如如专利文献1所记载的电流控制型电磁阀那样，一直以来，已知通过反馈控制来对阀装置进行控制的技术。

阀装置具有包含电动机等的致动器部。致动器部由各种元器件构成，例如在元器件彼此的连接部位会产生强度较弱的部位。特别是在构成为在致动器部与阀之间相连结的状态下阀装置进行闭阀的情况下，闭阀时阀与阀片相接触时的冲击会从阀直接传递至致动器部。因此，需要考虑致动器部中的强度较弱的部位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：

日本专利特开平7-229577号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，例如致动器部的电动机的油脂的粘性会随着温度升高而下降。因此，在反馈控制中所使用的控制常数不取决于温度环境而是固定的、并由此来对阀装置进行控制的情况下，越是在高温环境下，由油脂对电动机的旋转所造成的阻碍越会减小，阀的移动速度变得越快。其结果是，越是在高温环境下，闭阀时的冲击越强，该冲击有可能会传递至致动器部而造成致动器部的破损。另一方面，在将反馈控制所使用的控制常数固定为将油脂粘性较低的高温环境下的闭阀时的冲击抑制在允许值以下的情况下，下一次在油脂粘性较高的低温环境下阀的移动速度会不必要地变慢，从而会产生以下问题：与致动器部的输出轴旋转至目标位置所需的时间同义的致动器部的响应速度将变得比高温环境下要慢。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种阀装置，即使在变动的温度环境下也能进行控制，以使得在致动器部的响应速度不变慢的情况下抑制闭阀时的冲击。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的阀装置的特征在于，包括：致动器部，该致动器部具有互相粘着的构成部件；阀，该阀利用致动器部的驱动力来对流体通路进行开闭；连结部，该连结部至少在阀闭合时对致动器部的输出轴与阀之间进行连结；以及控制部，该控制部利用反馈控制来对致动器部进行控制，周围温度越高，控制部越是将反馈控制中所使用的控制常数决定为致动器部的响应速度变慢方向的值。

发明效果

根据本发明，周围温度越高，控制部越是将反馈控制中所使用的控制常数决定为致动器部的响应速度变慢方向的值，因此，能获得一种阀装置，即使在变动的温度环境下也能进行控制，以使得在致动器部的响应速度不变慢的情况下抑制闭阀时的冲击。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的阀装置的局部剖视图。

图2是提取出本发明实施方式1所涉及的阀装置的局部来进行表示的剖视图。

图3是表示本发明实施方式1所涉及的阀装置的控制概念的图。

图4是表示本发明实施方式1所涉及的阀装置的控制概念的图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1所涉及的阀装置1的局部剖视图。图1示出了将阀装置1具体化为使发动机的废气在进气通路中循环的废气再循环阀(以下称为egr阀)的情况。

阀装置1是被称为蝶形的类型的阀装置，具有产生阀开闭的旋转驱动力的致动器部10、将致动器部10的驱动力传递至轴32的齿轮部20、以及利用阀33对流过废气的流体通路34进行开闭来对流体的流量进行控制的阀部30。

致动器部10具有电动机11，电动机11的输出轴的一端侧成为延伸至齿轮箱21内部的小齿轮22。小齿轮22与齿轮23啮合。齿轮23上固定有轴32，该轴32固定于轴承24的内环，并以可自由旋转的方式进行支承。轴32上固定有阀33。

若电动机11进行驱动，则小齿轮22进行旋转，使齿轮23旋转。电动机11的驱动力经由小齿轮22和齿轮23，向轴32进行传递。通过电动机11的驱动力的传递，从而轴32进行旋转，固定于轴32的阀33也一体地进行旋转。

此外，图示的齿轮23在俯视下呈扇形，通过排列成圆弧状的啮合槽与小齿轮22进行啮合。然而，也可以构成为将在俯视下呈圆形的齿轮代替齿轮23来固定于轴32，用在俯视下呈圆形的任意个数的齿轮来在上述齿轮与小齿轮22之间进行连接，从而将电动机11的驱动力传递至轴32。简而言之，从阀33到致动器部10为止所设的各齿轮只要呈啮合连结的状态即可。

齿轮部20的外壳由齿轮箱21和齿轮盖25构成。齿轮盖25上安装有弹簧支架26，轴32的上端侧配置有复位弹簧27。复位弹簧27作为自动防故障装置来发挥作用，阀33沿向与阀片35相接触的闭阀位置返回的旋转方向对轴32施力。上端侧从阀部30来看是致动器部10及齿轮部20所在的一侧。如图所示，齿轮盖25上安装有致动器部10。

阀部外壳31上形成有连通外部与流体通路34的贯通孔36。轴32成为插入至贯通孔36的状态。贯通孔36的上端侧设有过滤器37，下端侧设有衬套38。轴32的上端侧被轴承24所支承，下端侧被衬套38所支承。圆筒状的流体通路34的内表面上设有阀片35。

如上所述，通过电动机11的驱动，阀33与轴32一体地进行旋转，使其与阀片35之间的间隙发生变化，从而对流体的流量进行控制。

图2是提取出阀装置1的局部来进行表示的剖视图。具体而言，图2示出了从阀片35及与该阀片35相接触或相分离的阀33到致动器部10的电动机11为止的部分。

利用销的压入、铆接、螺钉止动等将阀33固定于轴32。另外，轴32例如压入固定于齿轮23。齿轮23在啮合的状态下设置于小齿轮22。小齿轮22形成于电动机11的输出轴11a的一端侧，输出轴11a例如通过插入成型等固定于转子11b。电动机11具有输出轴11a、转子11b、轴承11c和磁体部11d等。

固定有输出轴11a的转子11b可自由旋转地被轴承11c所支承。磁体部11d利用插入成型等将磁体11e固定于基座11f，磁体11e是设于与转子11b的转轴垂直的面上的磁极位置检测用的磁体。

盖体11g与转子11b及磁体部11d两者进行焊接，从而使转子11b与磁体部11d成为互相固定的状态。此外，转子11b与磁体部11d可以通过焊接以外的方法来进行固定，在本发明中，将焊接等部件彼此的各种固定方法总称为粘着。

另外，虽未图示，但如公知的那样，电动机11还具有定子等。

如图2所示，在阀装置1构成为使得在将从阀33到电动机11的输出轴11a为止的各部件进行连结来形成连结部的状态下进行闭阀的情况下，闭阀时阀33与阀片35相接触时的冲击从阀33直接传递至电动机11。在电动机11中，图2所示的各部件彼此的连接部位、特别是转子11b及磁体部11d与盖体11g焊接粘着的部分强度变弱，容易因闭阀时的冲击而发生破损，从而导致阀装置1发生故障。具体而言，连结部具有在阀33与输出轴11a之间进行连结的轴32及齿轮23。

阀装置1成为如上所述的机构，通过未图示的控制部对提供给电动机11的电流进行控制等，以对其驱动进行控制，从而对开闭动作进行控制。此时，控制部进行反馈控制。控制部例如由微控制器构成，如图1所示，安装于与电动机11相对的基板12，并内置于致动器部10。基板12上除上述以外，还在与磁体11e相对的位置上安装有未图示的霍尔ic(integratedcircuit：集成电路)等。

接着，利用图3所示的控制概念图，对控制部所进行的控制进行说明。

控制部利用未图示的温度传感器所输出的检测信号，来获取电动机11的周围温度t，基于所获取到的周围温度t来选择并决定反馈控制中所使用的控制常数。如图3所示，对与周围温度t相对应的控制常数预先进行设定，并将其存储于未图示的存储部，控制部对该存储部进行访问，从而选择要使用的控制常数。

例如在周围温度t在t1以下的情况下，控制部选择控制常数a1来作为所对应的控制常数，利用控制常数a1来进行反馈控制。

另外，例如在周围温度t大于t1并在t2以下的情况下，控制部选择控制常数a2来作为所对应的控制常数，利用控制常数a2来进行反馈控制。

另外，例如在周围温度t大于t2并在t3以下的情况下，控制部选择控制常数a3来作为所对应的控制常数，利用控制常数a3来进行反馈控制。

另外，例如在周围温度t大于t3的情况下，控制部选择控制常数a4来作为所对应的控制常数，利用控制常数a4来进行反馈控制。

在图3中，用虚线来表示周围温度t大于t2并在t3以下、从而选择控制常数a3的情况。

控制常数a1、a2具有如下关系：在阀装置1置于同一环境下的情况下，利用控制常数a2来进行控制时的致动器部10的响应速度比利用控制常数a1来进行控制时要慢。同样，控制常数a2、a3具有如下关系：在阀装置1置于同一环境下的情况下，利用控制常数a3来进行控制时的致动器部10的响应速度比利用控制常数a2来进行控制时要慢。同样，控制常数a3、a4具有如下关系：在阀装置1置于同一环境下的情况下，利用控制常数a4来进行控制时的致动器部10的响应速度比利用控制常数a3来进行控制时要慢。

即，所获取到的电动机11的周围温度t越高，控制部越是将控制常数决定为致动器部10的响应速度变慢方向的值，由此来进行反馈控制。

若周围温度t较高，则电动机11的轴承11c的油脂的粘性会下降，因此，即使向电动机11提供相同大小的电流，与周围温度t较低的情况相比阀33的转速也较快，与致动器部10的输出轴11a旋转至目标位置为止所需的时间同义的致动器部10的响应速度变快。因此，周围温度t越高，传递至强度较弱的转子11b与磁体部11d之间的粘着部分的闭阀时的冲击越大。

因此，周围温度t越高，阀装置1的控制部越是将控制常数决定为致动器部10的响应速度变慢方向的值，由此来抵消油脂粘性下降所导致的阀33的转速上升，使闭阀时阀33在规定速度以下与阀片35接触。由此，使得即使周围温度t较高，闭阀时的冲击也不会增加。

所谓上述规定的速度，是指通过实机的试验等来进行适当设定、使得传递至转子11b与磁体部11d之间的粘着部分的冲击成为不会损坏该粘着部分的程度的值的速度。

例如，在控制部采用进行比例控制的p控制以作为反馈控制的情况下，周围温度t越高，比例常数越是决定为减小方向的值。比例常数也被称为比例增益。

另外，例如在控制部采用进行比例控制及积分控制的pi控制以作为反馈控制的情况下，周围温度t越高，比例常数越是决定为减小方向的值，周围温度t越高，积分常数越是决定为增大方向的值。积分常数也被称为积分时间。

由此，周围温度t越高，提供给电动机11的电流越是受到抑制，另一方面，电动机11的油脂的粘性越是下降，另外，周围温度t越低，提供给电动机11的电流越是增大，另一方面，电动机11的油脂的粘性越是上升，因此，致动器部10的响应速度不取决于周围温度t的值而基本相同。因此，在对闭阀时的冲击进行抑制的同时，致动器部10的响应速度也不会变慢。

此外，温度传感器直接进行检测的也可以是除电动机11的周围温度t以外的温度。温度传感器对电动机11的周围温度t进行检测的结构利用了周围温度t与电动机11的油脂的温度呈正的相关关系这一点。难以直接对电动机11的油脂的温度进行测定的情况也较多，因此，这里，示出了通过温度传感器来检测电动机11的周围温度t的示例。

并不局限于此，由于周围温度t与阀装置1的内部及周边的各种部位的温度呈正的相关关系，因此，也可以将温度传感器设于任意部位，由控制部根据该温度传感器所检测出的温度来决定控制常数。例如，可以考虑将温度传感器设为与作为微控制器的控制部一起安装于基板12、并对该微控制器的温度进行检测的热敏电阻。该微控制器的温度也与周围温度t及电动机11的油脂的温度呈正的相关关系。例如，若该微控制器的温度超过80度，则电动机11的油脂成为粘性下降的温度，控制部开始适用根据温度来决定控制常数的处理。

简而言之，控制部决定控制常数时所使用的周围温度只要是能实质掌握电动机11的油脂的温度的值即可，控制部只要是实质执行根据电动机11的油脂的温度来决定控制常数的控制的部件即可。

另外，在图3中，示出了将周围温度t分割为四个温度区间并使之分别与控制常数a1～a4相对应的情况，但周围温度t的分割数可以是任意的。分割数越多，越能精细地考虑周围温度t来进行控制。另一方面，分割数越少，越能简化控制。

另外，如图4所示，对于将控制常数设为相同的温度区间的幅度，也可以使周围温度t与控制常数相对应，以使得温度越高幅度越窄。图4中的各温度区间s1～s7表示分别以相同的控制常数来进行反馈控制的区间。由此，控制部进行以下控制：温度越高，将控制常数设为相同的温度区间的幅度设得越窄，由此来决定控制常数。由此，高温环境下能高精度地对阀装置1进行控制。特别是在阀装置1为egr阀的情况下，构成控制部的微控制器的温度在115度附近的环境下阀装置1工作的机会较多。在工作机会较多的温度附近，优选将控制常数设为相同的温度区间的幅度设得特别窄。

另外，此时，控制部也可以采用进行比例控制、积分控制及微分控制的pid控制来作为反馈控制，周围温度t越高，越是将微分常数决定为增大方向的值。越是处于高温环境下，阀33越是容易发生颤动，因此，通过将微分常数设得较大，可抑制颤动。微分常数也被称为微分时间。

另外，以上对将阀装置1用作为egr阀的情况进行了说明，但也可以用作为egr阀以外的阀装置。例如，阀装置1可以用作为废气门阀、vg(variablegeometry：可变翼)涡轮中的流量控制用的阀等置于变动的温度环境下的阀装置。

另外，以上将阀装置1设为蝶形的阀装置来进行了说明。然而，阀装置1具有电动机11的输出轴11a即致动器部10的输出轴与阀33之间至少在阀33闭合时成为相连结的状态的结构即可，也可以是除蝶形以外的阀装置。

如上所述，根据本实施方式1所涉及的阀装置1，电动机11的周围温度t越高，该阀装置1的控制部越是将控制常数决定为致动器部10的响应速度变慢方向的值，来进行反馈控制。由此，即使在变动的温度环境下，也能抑制闭阀时的冲击，而致动器部10的响应速度不会变慢。

另外，温度越高，控制部将控制常数设为相同的温度区间的幅度设得越窄，由此来决定控制常数。由此，高温环境下能高精度地对阀装置1进行控制。

另外，设控制部进行包含微分控制的控制来作为反馈控制，周围温度越高，越是将该控制中所使用的微分常数决定为增大方向的值。由此，能抑制颤动。

另外，设阀装置1是通过使阀33进行旋转来开闭流体通路34的蝶形阀。由此，阀装置1可以设在对于设置蝶形的阀装置来说较为合适的部位来使用。

另外，设阀装置1为egr阀。由此，阀装置1能作为egr阀来使用。

另外，设致动器部10内置有控制部。由此，能在安装有控制部并置于电动机11附近的基板12上设置热敏电阻，因此，容易将与电动机11的油脂的温度有较强相关关系的部位的温度用于控制。

另外，本发明申请在其发明范围内可以对实施方式的任意结构要素进行变形，或者在实施方式中省略任意的结构要素。

工业上的实用性

如上所述，本发明所涉及的阀装置即使在变动的温度环境下，也能进行控制，以使得在致动器部的响应速度不变慢的情况下抑制闭阀时的冲击，因此，例如适合作为egr阀来使用。

标号说明

1阀装置

10致动器部

11电动机

11a输出轴

11b转子

11c轴承

11d磁体部

11e磁体

11f基座

11g盖体

12基板

20齿轮部

21齿轮箱

22小齿轮

23齿轮

24轴承

25齿轮盖

26弹簧支架

27复位弹簧

30阀部

31阀部外壳

32轴

33阀

34流体通路

35阀片

36贯通孔

37过滤器

38衬套