特表 2024-503487 駆動装置及びバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-25

(54)【発明の名称】駆動装置及びバルブ

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/215 20160101AFI20240118BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

H02K11/215

H02K7/116

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023543214

(86)(22)【出願日】2022-01-17

(85)【翻訳文提出日】2023-07-19

(86)【国際出願番号】 CN2022072273

(87)【国際公開番号】W WO2022152287

(87)【国際公開日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】202110064098.7

(32)【優先日】2021-01-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511102675

【氏名又は名称】浙江三花汽車零部件有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ワン、 リーシン

(72)【発明者】

【氏名】チュ、 ハイジュン

(72)【発明者】

【氏名】ワン、 ユン

(72)【発明者】

【氏名】リン、 ロン

(72)【発明者】

【氏名】トゥ、 ワン

【テーマコード（参考）】

5H607

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H607BB01

5H607CC07

5H607DD03

5H607DD18

5H607EE32

5H607FF01

5H607HH01

5H607JJ02

5H611AA01

5H611BB01

5H611PP07

5H611QQ03

5H611RR02

5H611UA01

5H611UA07

5H611UB01

(57)【要約】

本発明は、駆動装置及びバルブを開示している。
駆動装置は、伝動ユニットと、出力軸（１１）が伝動ユニットに接続されるモータ（１）とを含み、伝動ユニットは、出力軸（１１）に固定され又は位置制限するように係合される伝動部品（２）を含み、出力軸（１１）は、伝動部品（２）を回動させ、伝動ユニットは、磁気素子（３）を含み、駆動装置は、磁気素子（３）に対応するホール素子（４）を含み、伝動部品（２）は、第１孔路（２１）を有する柱形部（２５）を含み、第１孔路（２１）は、柱形部（２５）の外壁部に位置する第１開口部（２２）を含み、磁気素子（３）の少なくとも一部は、第１開口部（２２）を貫通して第１孔路（２１）に入り込んで、磁気素子（３）は、柱形部（２５）に固定されるので、装着時、磁気素子（３）に対する合力を減少させ、装着後、伝動部品（２）は、磁気素子（３）の一部を包んで、磁気素子（３）の装着及び使用過程における損傷リスクを減少させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

伝動ユニットと、出力軸が前記伝動ユニットに接続されるモータとを含む駆動装置であって、
前記伝動ユニットは、前記出力軸に固定され又は位置制限するように係合される伝動部品を含み、
前記出力軸は、前記伝動部品を回動させるように駆動し、
前記伝動ユニットは、磁気素子をさらに含み、
前記駆動装置は、前記磁気素子に近接して配置されるホール素子を含み、
前記伝動部品は、第１孔路を有する柱形部を含み、
前記第１孔路は、前記柱形部の外壁部に位置する第１開口部を含み、
前記磁気素子の少なくとも一部は、前記第１開口部を貫通して前記第１孔路に入り込んで、
前記磁気素子は、前記柱形部に固定されることを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

前記第１孔路の中心線は、前記伝動部品の回動中心線と交差し、
前記第１孔路は、前記柱形部を貫通して２つの第１開口部を有し、
前記磁気素子の長さは、前記第１孔路の長さの以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記磁気素子は、伝動部品の回動軸に対して軸対称的に配置されることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記第１孔路の中心線は、前記伝動部品の回動中心線と交差し、
前記第１孔路は、少なくとも２つであり、
前記第１孔路は、盲孔であり、
前記第１孔路は、前記伝動部品の回動軸に対して前記柱形部に軸対称的に分布され、
前記磁気素子の長さは、前記第１孔路の長さの以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記磁気素子は、ストリップ状であり、
前記磁気素子のＮ極及びＳ極は、前記磁気素子の軸方向の両端にそれぞれ位置し、
前記第１孔路の横断面は、円形であることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記伝動部品の硬度は、前記磁気素子より小さく、
前記伝動部品は、プラスチック材質であり、
前記磁気素子は、希土類永久磁石材質であり、
前記第１孔路の対応する内壁部と前記磁気素子の外壁部とは、締まり嵌められることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項7】

前記伝動部品は、前記柱形部と同軸に配置される歯形部を含み、
前記伝動部品は、第２孔路を含み、
前記第２孔路の中心線は、伝動部品の回動中心線と重なっており、
前記出力軸の少なくとも一部は、前記第２孔路に入り込んで、
前記柱形部は、前記歯形部に対して前記出力軸から離れることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項8】

前記歯形部は、直歯形態又はウォーム形態であることを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

【請求項9】

前記伝動部品は、軸方向の両側に位置する第１端面部と第２端面部とを含み、
前記第１端面部は、前記柱形部の前記歯形部から離れた側に位置し、
前記第２端面部は、前記歯形部の前記柱形部から離れた側に位置し、
前記伝動部品は、軸方向に第１端面部から突出した第１ボス部、及び軸方向に前記第２端面部から突出した第２ボス部を含み、
前記第１ボス部の横断面は、円形であり、その直径は、前記柱形部の直径より小さく、
前記第２ボス部の横断面は、円形であり、その直径は、前記歯形部の直径より小さいことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

【請求項10】

前記駆動装置は、ハウジングを含み、
前記モータは、前記ハウジングに固定され、
前記ハウジングは、内壁部及び前記内壁部から突出した第１位置制限部と第２位置制限部とを含み、
前記第１位置制限部は、第１凹溝を有し、
前記第２位置制限部は、第２凹溝を有し、
前記第１凹溝の対応する内壁と前記第１ボス部の側壁部とは、摺り嵌められ、
前記第２凹溝の対応する内壁部と前記第２ボス部の側壁部とは、摺り嵌められることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。

【請求項11】

前記駆動装置は、回路基板を含み、
前記ホール素子は、前記回路基板に固定されるとともに前記第１位置制限部と第２位置制限部との間に位置し、
前記回路基板及び出力軸は、何れも前記内壁部に平行し、
前記ホール素子は、前記柱形部と前記内壁部との間に位置することを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置。

【請求項12】

前記ホール素子は、前記柱形部の外側壁部と対向し、
前記ホール素子と前記磁気素子との最短距離は、６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～請求項４、請求項８～請求項１１の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項13】

前記駆動装置は、スイッチング型ホールセンサーを含み、
前記スイッチング型ホールセンサーは、前記ホール素子を含むことを特徴とする請求項１～請求項４、請求項８～請求項１１の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項14】

前記駆動装置は、１つの前記磁気素子を含み、
前記伝動ユニットの伝動比は、５０以上であることを特徴とする請求項１～請求項４、請求項８～請求項１１の何れか１項に記載の駆動装置。

【請求項15】

バルブであって、
弁体、及び請求項１～請求項１４の何れか１項に記載の駆動装置を含み、
前記伝動ユニットと前記弁体とは伝動するように接続されることを特徴とするバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２１年０１月１８日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０２１１００６４０９８７であり、発明名称が「駆動装置」である中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は、本出願に援用されている。

【0002】

本発明は、制御技術分野に関して、特に、駆動装置及びバルブに関している。

【背景技術】

【0003】

伝動部品は、トルク伝達を必要とする各種の装置に適用され、磁気素子をモータの出力軸に配置することで、磁気素子の磁場によってモータの出力軸の回動角度及び作動状態を判定する。
磁気素子の素地は、一般的に脆いため、如何に磁気素子を軸に装着する時、又はモータの運転過程中、磁気素子の損傷を減少させ、製品の歩留まり及び使用過程における確実性を向上させるかということは、現在、解決しようとする問題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、磁気素子の損傷リスクを減少させることである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、駆動装置を提供し、伝動ユニットと、出力軸が前記伝動ユニットに接続されるモータとを含み、前記伝動ユニットは、前記出力軸に固定され又は位置制限するように係合される伝動部品を含み、前記出力軸は、前記伝動部品を回動させるように駆動し、前記伝動ユニットは、磁気素子を含み、前記駆動装置は、前記磁気素子に近接して配置されるホール素子を含み、前記伝動部品は、柱形部を含み、前記柱形部は、前記柱形部の外壁部に位置する第１開口部を含む第１孔路を有し、前記磁気素子の少なくとも一部は、前記第１開口部を貫通して前記第１孔路に入り込んで、前記磁気素子は、前記柱形部に固定される。

【0006】

本発明は、バルブをさらに提供し、弁体及び上記の駆動装置を含み、前記伝動ユニットと前記弁体とは、伝動するように接続される。

【0007】

本発明において、前記伝動部品は、柱形部を含み、前記柱形部は、第１孔路を有し、前記磁気素子の少なくとも一部は、前記第１開口部を貫通して前記第１孔路に入り込むので、装着時、磁気素子に対する合力を減少させ、装着後、伝動部品は、磁気素子の一部を包んで、前記磁気素子の装着及び使用過程における損傷リスクを減少させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の１つの実施形態が提供する駆動装置の局所立体構造図である。

【図2】図１の駆動装置の一部の立体構造図である。

【図3】図２の伝動部品の断面構造図である。

【図4】図１の駆動装置の一部の分解構造図である。

【図5】図４の駆動装置の一部の平面構造図である。

【図6】図５の駆動装置の、Ａ－Ａ線に沿う断面構造図である。

【図7】図５の駆動装置の、Ｂ－Ｂ線に沿う断面構造図である。

【図8】本発明の別の実施形態の伝動ユニットの立体構造図である。

【図9】本発明の他の実施形態の伝動ユニットの断面構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面により、実施例を具体的に説明する。

【0010】

図１に示すように、駆動装置は、モータ１と伝動ユニットとを含み、モータ１は、伝動ユニットに接続される出力軸１１を含み、伝動ユニットは、出力軸１１に固定され又は位置制限するように係合される伝動部品２を含む。
例えば、伝動部品２は、出力軸１１と一体として射出成形され、又は、締まり嵌められ、或いは、スプラインなどの接続部品によって位置制限するように係合され、出力軸１１は、伝動部品２を回動させ、伝動ユニットとバルブの弁体とは、伝動するように接続されることで、弁体の回転角度を制御する。
駆動装置は、ハウジング６をさらに含み、モータ１は、ハウジング６に固定される。

【0011】

図１～図３に示すように、伝動部品２は、柱形部２５を含む。
柱形部２５は、柱形部２５の外壁部に位置する第１開口部２２を含む第１孔路２１を有し、伝動ユニットは、磁気素子３をさらに含む。
磁気素子３の少なくとも一部は、第１開口部２２を貫通して第１孔路２１に入り込んで、磁気素子３は、柱形部２５に固定される。
装着時、磁気素子３を第１開口部２２から第１孔路２１に直接的に圧入し、装着後、第１孔路２１に対応する内壁部と磁気素子３の外壁部とは締まり嵌められることで、磁気素子３と伝動部品２とを固定する。
他の実施形態において、磁気素子３と伝動部品２とは、射出成形されるように固定されてもよい。

【0012】

伝動部品２は、非強磁性材料、例えば、プラスチックであるため、伝動部品２は、磁気素子３の磁場に影響することがない。
伝動部品２の硬度は、磁気素子３より小さいため、磁気素子３を第１孔路２１に圧入する過程で、磁気素子３の破断又は損壊のリスクを減少させる。
また、圧入過程で、第１孔路２１の対応する内壁部の、磁気素子３に対する径方向力は、磁気素子３の外壁部の周囲から磁気素子の中心を指し、即ち、第１孔路２１の内壁部の、磁気素子３に対する径方向合力が小さく、磁気素子３の破断のリスクを減少させる。
磁気素子が、モータ出力軸を取り囲んで、モータの出力軸に締まり嵌められ、且つ、モータの出力軸の外側に露出することに対して、本発明の実施例において、磁気素子３を第１孔路２１に圧入することで、磁気素子３の破断のリスクを減少させる。
本実施例において、磁気素子３は、円柱形であり、第１孔路２１の横断面は、円形であるため、磁気素子３を伝動部品２内に容易に挿入する。

【0013】

図１～図４に示すように、伝動部品２は、出力軸１１の軸方向の周りに回動し、Ｘ－Ｘは、伝動部品２の回動中心線である。
第１孔路２１の中心線は、伝動部品２の回動中心線Ｘ－Ｘと交差し、好ましくは、第１孔路２１の中心線は、伝動部品２の回動中心線Ｘ－Ｘと垂直することで、伝動部品２の重心の、回動中心線Ｘ－Ｘに対するずれを減少させる。
さらに、伝動部品２は、第２孔路２６を含み、第２孔路２６の中心線は、伝動部品２の回動中心線と重なって、出力軸１１の少なくとも一部は、第２孔路２６に入り込む。

【0014】

図５～図７に示すように、磁気素子３は、ストリップ状であり、その軸方向の両端は、それぞれ北（Ｎ）極及び南（Ｓ）極である。
駆動装置は、回路基板５及び磁気素子３に近接して配置されるホール素子４をさらに含む。
ホール素子４は、回路基板５に固定される。
伝動部品２が回動すると、磁気素子３のＮ極及びＳ極は、交互的にホール素子４に近接し、ホール素子４は、磁気素子３の磁場を感知する。
モータ１は、直流モータであり、ホール素子４は、スイッチング型ホールセンサーの一部であり、スイッチング型ホールセンサーは、検出された磁場を方形波の電気信号でコントローラに出力して、伝動部品２の回転周数などの情報を取得し、駆動装置によって駆動される弁体の位置を制御する。
磁気素子３は、出力軸１１軸に対して軸対称的に配置され、即ち、磁気素子３は、出力軸１１の中心軸線に対して対称し、出力軸１１と伝動部品２の回動軸とは同軸に配置される場合、磁気素子３は、伝動部品２の回動軸に対して軸対称的に配置されることで、伝動部品２の外部にある磁力線は、回転するように対称的に分布され、ホールセンサーは、均一な周波数を有する電気信号を生成し、偏心により伝動部品２から生じた振動を減少させる。
磁気素子３は、希土類永久磁石材質、例えば、ネオジム磁石であり、その磁場が強くて、リターンディファレンスを大きく設置してもよく、ホールセンサーの検出における耐干渉能力を高める。
本実施形態において、１つの磁気素子３のみを装着すればよく、磁気素子のＮ極及びＳ極を同時に使用し、大きなリターンディファレンスを実現し、ホール素子４の耐干渉能力を保証するとともに、磁気素子３及びその装着構造を簡略化する。
普通のスイッチング型ホールセンサーに対して、磁場のリターンディファレンスを大きく設置するほど、ホールセンサーの耐干渉能力が強くなる。
ホール素子４と磁気素子３との最短距離は、６ｍｍ以下であり、ホール素子４の検出における耐干渉能力を高める。

【0015】

また、磁気素子３を出力軸１１に間接的に接続される伝動部品に配置することに対して、磁気素子３をモータ１の出力軸１１に直接的に接続される伝動部品２に配置することで、モータ１の回転周数の記録がより正確になって、駆動装置の、弁体位置に対する制御精度を向上させる。
本実施例において、１つの磁気素子３のみを装着すればよく、伝動ユニットの伝動比が５０以上である場合、磁気素子３を検出することで、高い弁体の回転制御精度を保証し、弁体の回転制御精度を±５度内に制限する。

【0016】

図２、図３及び図６に示すように、伝動部品２は、歯形部２４を含み、この歯形部２４は、柱形部２５と同軸に配置されるとともに、柱形部２５と伝動部品２の軸方向に沿って配列される。
柱形部２５の外面は、相対的に平坦であり、歯形部２４は、他の歯車と噛合する。
柱形部２５は、歯形部２４に対して出力軸１１から離れるため、柱形部２５に装着される磁気素子３は、相対的に出力軸１１から離れ、磁気素子３が出力軸１１に干渉することを防止する。
第１孔路２１は、２つの第１開口部２２を有し、磁気素子３の長さは、第１孔路２１の長さの以上である。
本実施例において、磁気素子３の大部分は、伝動部品２の内部に位置するため、伝動部品２は、磁気素子３を保護して、磁気素子３の損傷のリスクを減少させる。

【0017】

本実施形態において、歯形部２４は、ウォーム形態である。
他の実施形態において、歯形部２４は、直歯、斜歯又は錐形歯形態であってもよい。
図８に示すように、伝動部品の別の実施形態において、歯形部２４は、直歯形態である。

【0018】

他の実施形態において、図６及び図９に示すように、磁気素子３は、少なくとも２つであり、第１孔路２１は、少なくとも２つであり、第１孔路２１は、盲孔であり、第１孔路２１は、伝動部品２の回動軸に対して柱形部２５に軸対称的に分布され、
この場合、磁気素子３の長さは、第１孔路２１の長さの以上である。
これによって、磁気素子３とホール素子４との間の距離が、より近くなり、ホール素子４の、伝動部品２の回転角度に対する検出精度を向上させる。
図９に示すように、伝動部品には、４つの磁気素子３が分布され、第１孔路２１の中心線は、伝動部品の回動中心線と交差し、例えば、第１孔路２１の中心線は、伝動部品の回動中心線と垂直し、柱形部２５の外周方向に沿って、磁気素子３のＮ極とＳ極とは、交互的に配置される。
磁気素子３及び第１孔路２１の数についてニーズに応じて設定すればよく、例えば、磁気素子３は、２つであり、第１孔路２１は、２つであってもよいし、又は、磁気素子３は、４つであり、第１孔路２１は、４つであってもよいし、或いは、磁気素子３は、３つであり、第１孔路２１は、３つであってもよい。

【0019】

図３及び図６に示すように、伝動部品２は、軸方向の両側に位置する第１端面部２９１と第２端面部２９２とを含み、第１端面部２９１及び第２端面部２９２は、何れも出力軸１１に垂直し、歯形部２４及び柱形部２５は、何れも第１端面部２９１と第２端面部２９２との間に位置し、第１端面部２９１は、柱形部２５の歯形部２４から離れた側に位置し、又は、柱形部２５の端面部になり、第２端面部２９２は、歯形部２４の柱形部２５から離れた側に位置し、又は、歯形部２４の端面部になる。
伝動部品２は、軸方向に第１端面部２９１から突出した第１ボス部２８１、及び、軸方向に第２端面部２９２から突出した第２ボス部２８２を含む。
第１ボス部２８１及び第２ボス部２８２は、何れも伝動部品２の軸方向に沿って延伸し、第１ボス部２８１の横断面は、円形であり、その直径は、柱形部２５の直径より小さく、第２ボス部２８２の横断面は、円形であり、その直径は、歯形部２４の外周の直径より小さい。

【0020】

図４～図６に示すように、ハウジング６は、内壁部６５を含み、伝動ユニットは、内壁部６５の高さ方向の１側に位置し、ハウジング６は、内壁部６５から突出した第１位置制限部６１と第２位置制限部６３とをさらに含む。
第１位置制限部６１は、先端から第１位置制限部６１の内部へ延伸する第１凹溝６２を有し、第２位置制限部６３は、先端から第２位置制限部６３の内部へ延伸する第２凹溝６４を有し、第１凹溝６２及び第２凹溝６４の横断面は、何れも円弧状である。
第１ボス部２８１の少なくとも一部は、第１凹溝６２に位置し、第２ボス部２８２の少なくとも一部は、第２凹溝６４に位置し、第１凹溝６２の対応する内壁と第１ボス部２８１の側壁部とは摺り嵌められ、第２凹溝６４の対応する内壁と第２ボス部２８２の側壁部とは摺り嵌められる。
第１位置制限部６１及び第２位置制限部６２は、径方向に伝動部品２を支持して、伝動部品２の径方向での振動を減少させる。

【0021】

回路基板５及び出力軸１１の軸線は、何れも内壁部６５に平行し、ホール素子４は、柱形部２５と内壁部６５との間に位置し、第１位置制限部６１及び第２位置制限部６２は、伝動部品２がホール素子４に近すぎることを防止できる。
出力軸１１の軸方向に沿って、ホール素子４は、第１位置制限部６１と第２位置制限部６３との間に位置することで、ホール素子４の、駆動装置の内部空間に対する占有を減少させ、駆動装置の構造がよりコンパクトになる。

【0022】

ここで、「第１」、「第２」などのような関係用語は、１つのエンティティ又は操作を他のエンティティ又は操作に区別するためのものであり、これらのエンティティ又は操作同士の間には、このような実際の関係又は順序があるように要求又は暗示するとは限らない。
以上の実施例は、本発明を限定していなく、本発明を説明するためのものであり、本明細書は、本発明に対して補正又は等価置換を行ってもよく、本発明の精神及び範囲から逸脱しない全ての改良は、何れも、本発明の範囲内に該当する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】