直线驱动装置、连接器和排气再循环控制阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及直线驱动装置、连接器和排气再循环控制阀。该直线驱动装置（1）包括：电机（2）；减速传动级，该减速传动级包括与电机的输出轴固定连接的小齿轮（5）和与该小齿轮（5）相啮合的传动齿轮（6）；直线传动级，该直线传动级将所述传动齿轮（6）的转动运动转换成输出连杆（7）的直线运动，所述输出连杆被接纳在一套件（10）中从而只能进行直线运动；所述传动齿轮（6）上设有螺旋状的沟槽（8），在所述沟槽（8）中接纳有能在该沟槽（8）中运动的随动件（9），该随动件（9）通过连接器（17）与所述输出连杆（7）相连接，所述连接器（17）设计为直角件。
【专利说明】直线驱动装置、连接器和排气再循环控制阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种直线驱动装置、用于直线驱动装置的连接器以及带有直线驱动装置的排气再循环控制阀。
【背景技术】
[0002]在工业、例如汽车工业中，往往需要能精确控制的阀装置，例如用在发动机排气再循环系统中的排气再循环控制阀。在这样的阀装置中需要能精确控制的直线驱动装置并且希望这种阀装置尽可能的轻量并且小型化。
[0003]在转动运动部分与直线运动部分的连接器一般结构复杂、加工成本高并且难以避免晃动或摆动对传感器的影响。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是，提出一种直线传动装置，其中的用于连接转动运动部分与直线运动部分的连接器能实现易装配、能导向、防止大幅转动对传感器信号产生影响。
[0005]本实用新型提出一种直线驱动装置，包括:
[0006]电机；
[0007]减速传动级，该减速传动级包括与电机的输出轴固定连接的小齿轮和与该小齿轮相哨合的传动齿轮；
[0008]直线传动级，该直线传动级将所述传动齿轮的转动运动转换成输出连杆的直线运动，所述输出连杆被接纳在一套件中从而只能进行直线运动；
[0009]所述传动齿轮上设有螺旋状的沟槽，在所述沟槽中接纳有能在该沟槽中运动的随动件，该随动件通过连接器与所述输出连杆相连接，所述连接器设计为直角件。
[0010]在一优选实施例中,所述随动件包括轴承和插入所述轴承的内圈中的销轴。
[0011]在一优选实施例中，在所述连接器的竖直面中设有用于连接随动件的销轴的第一孔。
[0012]在一优选实施例中，在所述连接器的水平面中设有用于连接输出连杆的连杆轴颈的第二孔。
[0013]在一优选实施例中，在所述连接器的竖直面中还设有用于连接位置传感器的传感器指针的第三孔。
[0014]在一优选实施例中，第一孔、第二孔以及第三孔三者的中心轴线都位于该连接器的中心平面中。
[0015]在一优选实施例中，在所述连接器的竖直面中设有弧形翅膀部。
[0016]在一优选实施例中，在连接器的竖直面与水平面交界的直角处设有两条内凹的加强筋。
[0017]在一优选实施例中，所述加强筋冲压而成和/或所述加强筋与竖直面交角为30度到60度。
[0018]本实用新型还涉及一种连接器，所述连接器设计为直角件，其特征在于，在所述连接器的竖直面中设有第一孔，在所述连接器的水平面中设有第二孔，在所述连接器的竖直面中还设有第三孔，第一孔、第二孔以及第三孔三者的中心轴线都位于该连接器的中心平面中，在所述连接器的竖直面中设有弧形翅膀部。
[0019]本实用新型另外涉及一种用在发动机的排气再循环回路中的排气再循环控制阀，该排气再循环控制阀包括根据本实用新型的直线驱动装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1示出根据本实用新型的直线驱动装置的优选实施方式的立体图。
[0021]图2示出根据本实用新型的直线驱动装置的优选实施方式的另一立体图，其中没有不出外部的壳体。
[0022]图3示出根据本实用新型的直线驱动装置的优选实施方式的剖视图。
[0023]图4示出根据本实用新型的传动齿轮连同接纳在其沟槽中的随动件的正视图。
[0024]图5示出包括输出连杆与随动件的输出组件的正视图。
[0025]图6不出包括输出连杆与随动件的输出组件的侧视图。
[0026]图7示出包括输出连杆与随动件的输出组件的剖视图。
[0027]图8示出连接器的透视图。
[0028]图9示出连接器的正视图。
[0029]图10示出连接器的侧视图。
[0030]图11示出连接器的俯视图。
[0031]图12示出连接器的后视图。
[0032]图13示出扇形齿轮的正视图。
[0033]图14示出涡卷弹簧连同轮轴的立体图。
[0034]图15示出涡卷弹簧连同轮轴的正视图。
【具体实施方式】
[0035]下面参照附图描述根据本实用新型的实施例的直线驱动装置、连接器及相应的排气再循环控制阀。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属【技术领域】的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属【技术领域】内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
[0036]下面以用于发动机排气再循环的排气再循环控制阀的直线驱动装置为例对根据本实用新型的直线驱动装置进行说明，但本实用新型并不限于此。根据本实用新型的直线驱动装置可以用于任何需要小的精确的直线控制的设备、例如各种阀和致动器。
[0037]图1?3中示出根据本实用新型的直线驱动装置的一个优选的实施例。在该实施例中，直线驱动装置I包括电机2、第一传动级(减速传动级)和第二传动级(直线传动级)。该直线驱动装置通过电机2的驱动而实现输出连杆7的直线运动。为避免灰尘或其它杂物进入而损害该传动装置，设有壳体11及相应的密封系统。
[0038]第一传动级、即减速传动级包括与电机输出轴固连的小齿轮5和与该小齿轮5啮合的传动齿轮6。当电机2运行时驱动小齿轮5转动，从而使与小齿轮5啮合的传动齿轮6转动。
[0039]第二传动级是将传动齿轮6的转动运动转化成输出连杆7的直线运动的直线传动级。第二传动级包括形成在传动齿轮6上的螺旋状的沟槽8、接纳在该沟槽8中的随动件9以及与该随动件9固定连接的输出连杆7。
[0040]螺旋状的沟槽8例如是渐开线形的。该螺旋状的沟槽8的中心与传动齿轮6的中心重合。由于螺旋状的沟槽8在直线传动级运动的一个行程内转动的弧长可以很大，使得沟槽8与直线传动级之间的压力角减小。在线性运动方向上所需的传递力的分量一定的情况下，该压力角减小带来其余弦值的变大，进而使得沟槽8与直线传动级之间的传动力减小。所以螺旋状的沟槽8在传动齿轮6的周向上延伸的角度为90度到320度，优选90度到300度，更优选180度到300度。
[0041]随动件9可以包括滚子或滚动轴承或滑动轴承。优选地,随动件9包括如图4中所示的球轴承。通过使用球轴承降低了摩擦损失，提高了效率。在图5所示实施中，随动件9包括一球轴承91和一销轴92，该球轴承91支承在传动齿轮6的沟槽8中并且能沿该沟槽滚动，而该销轴92 —端与球轴承91的内圈连接并且另一端支撑在连接器17中。
[0042]图5?7示出了包括随动件9和输出连杆7的输出组件，其中输出连杆通过连接器17与随动件9的销轴92连接。
[0043]下面，借助于图8?12来对用于连接随动件9与输出连杆7的连接器17进行说明。连接器17设计为直角件，在其竖直面中设有用于连接随动件9的第一孔18。具体而言，随动件9的销轴92被接纳在所述第一孔18中。在水平面中设有用于连接输出连杆7的连杆轴颈71的第二孔19。另外，在竖直面中还设有用于接纳位置传感器的传感器指针22的第三孔20。该传感器指针22用于将连接器位置信息传递给传感器。第一孔18、第二孔19以及第三孔20的中心轴线都位于该连接器17的中心平面A (见图9和图11)中。该中心平面沿竖直方向平分连接器17。换言之，连接器17整体上关于该中心平面镜像对称。
[0044]在组装时，随动件9的销轴91在紧配状态下被预安装在第一孔18中，再对二者进行焊接以保证连接强度；也可以用铆接等其他工艺实现连接。对于输出连杆7与连接器17的连接也是如此，首先在紧配状态下将连杆轴颈71预安装在第二孔19中，再通过焊接保证连接强度；也可以用铆接等其他工艺连接。传感器指针22与连接器以卡扣形式配合，也可以用热铆等工艺。
[0045]最后，在竖直面中具有弧形的翅膀部21。弧形的翅膀部21朝向传动齿轮6的一侧突出，与传动齿轮6尽可能接近但不接触，以防产生刮擦而损伤齿轮。当连接器17摆动时，弧形的翅膀部21的一侧会与传动齿轮6接触，从而防止连接器大幅摆动而影响传感器信号。
[0046]在连接器17的竖直面与水平面交界的角部处设有两条内凹的加强筋23。所述加强筋23增加了整个零件的抗弯强度。加强筋冲压成型，与两直角面交角为30度到60度、特别是45度。[0047]此连接器体积小、加工容易并且实现了多种功能:连接及传递力矩、连接传感器指针以及防止大幅转动。
[0048]输出连杆7设置在一套件10中因而只能进行上、下直线运动(见图3)。当传动齿轮6转动时，随动件9沿着沟槽8移位，由于该沟槽8的螺旋形形状而使该随动件9上、下移动，从而带动输出连杆7上、下移动。
[0049]在一实施例中，如图6所示，该传动齿轮6是一扇形齿轮。由于省去了不使用的一部分，所以节省了材料并且方便了装配。
[0050]在一实施例中，在所述传动齿轮6与用于封闭该直线驱动装置的壳体11之间存在形状配合的结构。在图示的实施例中，在传动齿轮6上固定有销12(见图4)，该销与壳体11上的特征相配可以作为机械停止位，以防止随动件9从传动齿轮6的沟槽8中掉出来。
[0051]优选地，扇形齿轮的扇面大小恰好同螺旋状的沟槽8的长度相适应。也就是说，整个扇面都被供传动使用。
[0052]为了在电机2出现故障或者在失电的情况下使输出连杆7仍能复位到初始位置，该直线传动装置优选还包括如图7和8所示的用于无电回位的复位系统。众所周知的是，当电机通电时通过其在两个相反方向上的驱动可以实现驱动和回位。但是当电机断电(例如由于故障或其它原因)时，希望传动装置仍能返回到初始位置中便需要这种复位系统。
[0053]该复位系统包括一用于支承传动齿轮6的轮轴13和弹簧。该弹簧可以是扭转弹簧(如螺旋扭转弹簧或扭杆弹簧)。另外，该弹簧也可以如图所示地是固定在该轮轴13上的涡卷弹簧14。该轮轴13在两端部处通过轴承安装在壳体11上。该轮轴13与传动齿轮6以不能相对转动的方式连接。涡卷弹簧14的一端固定在装置的壳体11上，另一端直接或间接地固定在轮轴13上。在装配完成后，在该传动装置的初始位置下涡卷弹簧14处于预紧状态并对轮轴13施加扭矩，从而使直线传动级有向上运动的趋势。由于在初始位置下弹簧便已处于预紧状态下，所以当阀开到最大位置时，弹簧的预紧力更大。通过使用涡卷弹簧14，在节约空间的情况下提升了复位力并且方便固定。
[0054]涡卷弹簧14在轮轴13上的固定可以利用弹簧衬套15来进行。弹簧衬套15围绕轮轴13地固定在该轮轴13上并且具有凹槽16，涡卷弹簧14的端部被接纳在该凹槽16中。通过这种方案，使弹簧的固定更加方便并且使力更好地被传到轮轴13上。
[0055]也可以把轮轴13和该弹簧衬套15制成一体，这样弹簧便直接与轮轴13相连接。当然也可以设想通过直接在轮轴13中设置用于接纳涡卷弹簧14端部的凹槽16来实现连接。
[0056]当然，也可以设想弹簧的其它固定方案，例如弹簧的一端固定在壳体上，另一端固定在传动齿轮上。另外，对于涡卷弹簧，其可以是内圈转动也可以是外圈转动。
[0057]在一实施例中，轮轴13至少在局部具有非圆形的横截面，例如如图7和8所示的D字形截面，或者也可以是方形等其它形状。通过该设计，通过在传动齿轮6中设置相应形状匹配的穿孔而容易地实现了轮轴13与传动齿轮6的不能相对转动的连接。
[0058]直线驱动装置I可以包含用于检测连杆的位置的传感器(未示出)，所述传感器可以是感应式传感器、霍尔式传感器、磁阻式传感器或者接触式传感器。这些传感器可以设置在不同的位置上，根据传感器类型的不同可检测不同类型的运动。
[0059]直线驱动装置I可以用在阀装置中，特别是发动机排气再循环系统中的排气再循环控制阀。发动机排气再循环系统是公知的。在这样的排气再循环系统中，在排气再循环管道中使用排气再循环控制阀来控制再循环排气量。
[0060]对于在排气再循环阀或其它阀装置中的应用，该直线驱动装置的输出连杆7与一阀头3相连接，当输出连杆7运动时带动该阀头3运动从而改变该阀头与阀座(未示出)的距离，由此实现了对阀的调节。排气再循环控制阀的直线驱动装置I的电机2被控制，通过直线驱动装置的输出连杆7带动阀头3上、下运动，从而使阀关闭或打开。当排气再循环控制阀断电时，由于弹簧的预紧，弹簧力作用于轮轴13并使轮轴13转动、进而带动传动齿轮6转动，传动齿轮6上的沟槽8带动随动件9进而带动输出连杆7向上运动直到阀门闭合。
[0061]另外，通过传感器来检测输出连杆7的当前位置并且将该当前位置传送给控制装置从而对排气再循环控制阀进行控制。
[0062]虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
[0063]附图标记表
[0064]I直线驱动装置
[0065]2 电机
[0066]3 阀头
[0067]5小齿轮
[0068]6传动齿轮
[0069]7输出连杆
[0070]8 沟槽
[0071]9随动件
[0072]10 套件
[0073]11 壳体
[0074]12 销
[0075]13 轮轴
[0076]14涡卷弹簧
[0077]15弹簧衬套
[0078]16 凹槽
[0079]17连接器
[0080]18 第一孔
[0081]19 第二孔
[0082]20第三孔
[0083]21翅膀部
[0084]22传感器指针
[0085]23加强筋
[0086]71连接轴颈
[0087]91球轴承
[0088]92 销轴 [0089] A中心平面。
【权利要求】
1.一种直线驱动装置(I)，包括: 电机(2)； 减速传动级，该减速传动级包括与电机的输出轴固定连接的小齿轮(5)和与该小齿轮(5)相哨合的传动齿轮(6)； 直线传动级，该直线传动级将所述传动齿轮(6)的转动运动转换成输出连杆(7)的直线运动，所述输出连杆被接纳在一套件(10)中从而只能进行直线运动； 其特征在于， 所述传动齿轮(6)上设有螺旋状的沟槽(8)，在所述沟槽(8)中接纳有能在该沟槽(8)中运动的随动件(9 )，该随动件(9 )通过连接器(17 )与所述输出连杆(7 )相连接，所述连接器(17)设计为直角件。
2.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，所述随动件(9)包括轴承(91)和插入所述轴承(91)的内圈中的销轴(92 )。
3.根据权利要求2所述的直线驱动装置，其特征在于，在所述连接器(17)的竖直面中设有用于连接随动件(9)的销轴(92)的第一孔(18)。
4.根据权利要求3所述的直线驱动装置，其特征在于，在所述连接器(17)的水平面中设有用于连接输出连杆(7)的连杆轴颈(71)的第二孔(19)。
5.根据权利要求4所述的直线驱动装置，其特征在于，在所述连接器(17)的竖直面中还设有用于连接位置传感器的传感器指针(22 )的第三孔(20 )。
6.根据权利要求5所述的直线驱动装置，其特征在于，第一孔(18)、第二孔(19)以及第三孔(20)三者的中心轴线都位于该连接器(17)的中心平面(A)中。
7.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，在所述连接器(17)的竖直面中设有弧形翅膀部(21)。
8.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，在连接器(17)的竖直面与水平面交界的直角处设有两条内凹的加强筋(23)。
9.根据权利要求8所述的直线驱动装置，其特征在于，所述加强筋(23)冲压而成和/或所述加强筋(23)与竖直面交角为30度到60度。
10.一种连接器，所述连接器(17)设计为直角件，其特征在于，在所述连接器(17)的竖直面中设有第一孔(18)，在所述连接器(17)的水平面中设有第二孔(19)，在所述连接器(17)的竖直面中还设有第三孔(20)，第一孔(18)、第二孔(19)以及第三孔(20)三者的中心轴线都位于该连接器(17)的中心平面中，在所述连接器(17)的竖直面中设有弧形翅膀部(21)。
11.一种用在发动机的排气再循环回路中的排气再循环控制阀，其特征在于，所述排气再循环控制阀包括根据权利要求1?9中任一项所述的直线驱动装置(I)。
【文档编号】F02M25/07GK203466678SQ201320560905
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】曹向广, 赵龙生, 杜晓林, 宋静静 申请人:大陆汽车电子(芜湖)有限公司