CN100340752C - 带有板状内部连接件的节气门控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电控节气门装置。该装置的一节气门体(5)是由一孔腔壁部件(6)、一电机壳体部件(7)、以及一连接构件(9)构成的，电机壳体部件(7)中容纳着电机等重部件，连接构件将孔腔壁部件(6)与电机壳体部件(7)相互连接起来。孔腔壁部件(6)具有一圆筒状的内周面(8)，用于可转动地接纳一圆形节气门阀(1)，连接构件(9)是由多个板状肋条(51、52)构成的。这样，连接构件(9)无须被制成厚构件就具有刚性的。因而，可防止连接构件(9)在成型过程中收缩，从而可保持孔腔壁部件(6)内圆筒周面(8)的圆度。这样，孔腔壁部件(6)的内圆筒面(8)可转动地接纳着圆形的节气门阀(1)，而不会出现相互干涉，且在节气门阀(1)处于完全关闭位置时，能保持节气门阀(1)的气密性。

Description

带有板状内部连接件的节气门控制装置
技术领域
本发明涉及一种电控节气门装置，其对流入到内燃机中的进气量进行控制，其中的内燃机被安装在汽车等车辆上。
背景技术
通常情况下，在电控节气门装置中使用一个诸如电动机的驱动单元，用于根据驾驶员所踩踏的加速踏板的加速器位置而将节气门控制在预定的节气门位置上。根据专利文件JP10-047520A，JP2001-263098A和JP2001-303983A中所公开电控节气门装置，用树脂类材料整体模制出一孔腔壁部件和一电机壳体部件，从而成形成一节气门体。此外，根据JP09-032590A和JP11-132061A所公开的内容，节气门体具有一外管和一内管，且彼此同轴布置以形成一个整体成型的套管结构，在其中的内管中安装着节气门。
图6和图7中的透视图例如就表示了一种常规的电控节气门装置。在该电控节气门装置中，节气门体100具有一孔腔壁部件103和一电机壳部件104。孔腔壁部件103是由一圆筒形的外管101以及一圆筒形的内管102构成的，内、外管相互同轴地布置着，从而构成了一套管结构。电机壳体部件104中安装着重量很大的驱动单元，其例如是一电动机。孔腔壁部件103包括孔腔内管102，节气门阀105安装在该内管102中。因而，孔腔壁部件103和电机壳体部件104的重量都变得很大。因此，如果另外设置一个将孔腔壁部件103和电机壳体部件104连接起来的连接构件106时，则需要该连接部件106具有足够的刚性来支撑很重的零部件。如果孔腔壁部件103、电机壳体部件104、以及连接部件106是用树脂材料整体模制而成的，则就需要将连接构件106制得厚一些，以便于保持刚性。如果连接构件106是模制成的，就需要利用树脂的流动来对树脂分子进行定向，并将一种填充材料中的纤维定向在特定的方向上。除此之外，在模制过程中，壳体部件104会发生收缩。因而，孔腔内管102内圆周面的圆度会变差。在此情况下，在节气门阀105从其完全关闭位置到完全开启位置的转动范围内，其可能会与孔腔内管102发生干涉。另外，此条件下，当节气门阀105处于完全关闭位置时、孔腔内管102的内周面与节气门阀105的外周面之间所形成间隙会变得大于预定的限度。因此，当节气门阀105出于完全关闭位置时，气密性会变差，当发动机怠速工作时，进气的泄露量会加大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电控节气门装置，其包括一具有圆筒形内周面的孔腔壁部件，在模制成型过程中，该孔腔壁部件中内圆筒面的圆度可得到保持。因而，在节气门处于完全关闭位置时，可保证工作正常，并维持节气门的气密性。
根据本发明，提供了一种电控节气门装置，其具有一节气门体，该节气门体包括：一电动机、一节气门阀、一孔腔壁部件、一电机壳体部件、以及多个连接构件。节气门阀受电动机的驱动而转动。节气门阀可转动地安装在孔腔壁部件中。电机壳体部件接纳着电动机。多个连接构件将孔腔壁部件与电机壳体部件相互连接起来。孔腔壁部件、电机壳体部件、以及连接构件是整体成型的。每一连接构件都为板状。
电机壳体部件利用连接构件(板状肋条)设置在孔腔壁部件的径向外侧。连接构件从孔腔壁部件的一个侧壁面突伸出，并与电机壳体部件的一个侧壁面相连接。孔腔壁部件基本上为圆筒形。节气门大体上为碟盘形。孔腔壁部件具有一基本上为圆筒面的内周面，该圆筒面构成了进气通道，发动机进气从该通道流过。大体上为盘形的节气门阀开启或关闭由孔腔壁部件的内周面形成的、基本为圆筒形的进气通道。电机壳体部件基本上为圆柱形，电机壳体部件被布置成基本上平行于孔腔壁部件。
附图说明
从下文参照附图所作的详细描述，可更加清楚地理解上述内容以及本发明的其它目的、特征和优点。在附图中：
图1中的透视图表示了一种根据本发明第一实施方式的电控节气门装置；
图2中的前视图表示了安装在节气门体齿轮箱内的各个部件，其中的节气门体被设置在电控节气门装置中；
图3是一个示意性的透视图，表示了设置在节气门体中的孔腔壁部件的套管结构；
图4中的透视图表示了根据本发明第二实施方式的电控节气门装置；
图5中的透视图表示了根据本发明第三实施方式的电控节气门装置的内部机构；以及
图6和图7中的透视图表示了现有技术中的电控节气门装置。
具体实施方式
(第一实施方式)
如图1到图3所示，电控节气门装置被制成具有一节气门阀1、一节气门轴2、一驱动电机3、一螺旋弹簧4、减速齿轮系300、一作动器壳体200、一节气门体5、以及一ECU(电控单元)。节气门阀1对流入到内燃机80中的进气量进行控制。节气门轴2构成了节气门阀1的一个转轴部件。驱动电机3转动节气门轴2，以使得节气门阀1在开启方向或闭合方向上转动，在开启方向上，节气门阀1打开到节气门完全开启位置(全开位置)，在闭合方向上，节气门阀1关闭到怠速位置(全闭位置)。驱动电机3充当一个作动器(阀操作装置)。螺旋弹簧4向节气门轴2加载，以使节气门阀1在闭合方向上转动。减速齿轮(传动单元)300将驱动电机3的转动动力传递给节气门轴2，以使节气门轴2和节气门阀1整体地转动。作动器壳体200中可旋转地容纳着减速齿轮系300。节气门体5整体地形成一个进气通道，其将进气引入到发动机80的各个气缸中。ECU(电控单元)对驱动电机3实施电控。ECU与一个加速踏板位置传感器(未示出)相连，加速踏板位置传感器将驾驶员脚踏着的加速踏板的工作度(加速踏板操作量)转变成一个电信号(加速器位置信号)，以将加速器位置信号输出到ECU。加速器位置信号代表了加速器的操作量。电控节气门装置具有一个节气门位置传感器110，其将节气门阀1的开度转变成一个电信号(节气门位置信号)，以将节气门位置信号输出到ECU中。节气门位置信号代表节气门阀1的开度。ECU针对驱动电机3执行PID(比例/积分和微分(求导))反馈控制，以消除从节气门位置传感器110传来的节气门位置信号与从加速器位置传感器传来的加速器位置信号之间的偏差。
节气门位置传感器110是由如下部件构成的：一永磁体10、磁轭(未示出)、一霍尔元件(未示出)、一接线端(未示出)、一定子(未示出)等类似部件。永磁体10是一些单独的矩形磁体，用于产生一个磁场。磁轭由一些基本为弧形的单独部件构成，并被永磁体10磁化。霍尔元件与一传感器盖12设置成一体，以便于与各个单独的永磁体10相对。接线端是由一导电的金属薄板构成的，其将霍尔元件连接到ECU上，该接线端相对于节气门位置传感器110被设置在外部。定子由一种铁质金属材料制成，用于将磁通量集中到霍尔元件种。各个永磁体10和各个磁轭都利用胶水或类似措施固定到一阀齿轮13的内周面上，其中的阀齿轮13构成了减速齿轮系300。
节气门阀1是一个蝶形转动阀，其用于控制进入到发动机80中的进气量。近似盘形的节气门阀1与节气门轴2阀支撑部分的外周面成型为一体，从而使节气门阀1和节气门轴2整体地转动。节气门阀1由热塑性稳定的树脂材料制成，例如PPS(聚亚苯硫(poly phenylenesulfide))、PBTG30(包含草纤维(grass fiber)30％的聚对苯二甲酸丁二酯(ploy butylene terephthalate))、PA(聚酰胺)、PP(聚丙稀)或PEI(聚醚酰亚胺)。在一个平面上整体地模制出一条加强筋(未示出)，其中的平面例如是树脂盘部件(盘形部件)14上位于进气方向上游的一侧，或者可在节气门阀1盘形部件14的两个平面上都制有加强筋，以增强盘形部件14。
节气门轴2的两端可转动地支撑在节气门体5的一个第一轴承支撑件和一个第二轴承支撑件30上，两轴承支撑件可相对滑动。节气门轴2的轴向被设置成近似地垂直于节气门体5孔腔壁部件6的中心轴向，并被设计成大体上平行于基本为圆柱形的电机壳体部件7的中心轴向。此处，节气门轴2是由一树脂轴部件15和一金属轴部件16构成的。树脂轴部件15作为节气门的一个支撑部分，用于支撑着节气门阀1。利用夹物模压工艺将金属轴部件16制在树脂轴部件15中，以加强树脂轴部件15。
树脂轴部件15被制成大体上为圆柱形。节气门轴2的树脂轴部分15在图1中位于右侧的另一端部分暴露在节气门轴2的外围侧，以充当一个第一轴承滑动部分，其相对于节气门体5的第二阀轴承(未示出)可旋转地滑动。与节气门阀1的的树脂盘部件14相同，树脂轴部件15是由热塑性稳定的树脂材料制成的，这些材料例如是PPS、PBTG30、PA、PP或PEI。金属轴部件16被制成圆棒状，且由不锈钢等的金属材料制成。节气门轴2中金属轴部件16的另一侧暴露在节气门轴2的外周面一侧，以作为一第二轴承滑动部件，该部件可相对于节气门体5的第二轴承支撑件30可旋转地滑动。构成减速齿轮系300的阀齿轮13整体地设置在节气门轴2中金属轴部件16一侧的端部上。
作动器壳体200是由一具有齿轮箱部件(齿轮壳体部件或壳体)11和一个传感器盖(齿轮盖或盖)12构成的。齿轮箱部件11与树脂材料的节气门体5的孔腔壁部件6的外周面模制为一体。传感器盖12支撑着节气门位置传感器110的霍尔元件、接线端和定子。传感器盖12遮挡住了齿轮箱部件11的开口侧。
齿轮箱部件11是用与孔腔壁部件6相同的树脂材料制成的，且被成型为预定的形状以构成一个齿轮腔，减速齿轮系300可旋转地容纳在该齿轮腔中。在树脂质齿轮箱部件11的内壁上整体地模制出一完全闭合止挡17，用于将节气门阀1的转动限制在怠速位置-即节气门阀1的全闭位置上。此处，与齿轮箱部件11的内壁整体地模制出一个全开止挡，用于将节气门阀1的转动限制在最大开度位置-即节气门阀1全开位置上。
使用热塑性塑料等的树脂材料将传感器盖12制成预定形状，以便于在节气门位置传感器110的接线端与驱动电机3的电源接线端之间实现电绝缘。传感器盖12具有一个接合部件，其与一个对应的被接合部件进行接合，被接合部件被制在节气门体5齿轮箱部件11的开口侧上。传感器盖12的接合部件与齿轮箱部件11的被接合部件例如利用铆钉、螺栓(未示出)连接起来，或者利用热锻造工艺相互连接起来。一个近似为圆筒形的插座18(图13)与传感器盖12模制为一体，用于与电连接器(未示出)相连接。
驱动电机3是一个电动的执行装置，其与电源接线端连成一体，电源接线端被设置在传感器盖12或者近似为圆筒形的电机壳体部件7中。当向驱动电机3供电时，其电机轴(未示出)在前进方向或者后退方向上转动。驱动电机3具有一个前端支架19，其利用螺栓等的紧固件20固定到一个突出部21上，该突出部位于电机壳体部件17或者齿轮箱部件11上。因而，驱动电机3被容纳在电机壳体部件7中。可以在驱动电机3一后端支架和电机壳体部件7的底壁表面之间提供一片簧等的缓冲构件，以便于将驱动电机3与发动机80的振动隔绝开。还可在驱动电机3的一个端部磁轭(未示出)与电机壳体部件7的底壁面之间设置另一个缓冲构件。可选择地是：可使用一个隔离元件来取代缓冲构件，以提高驱动电机3的抗振性能。
减速齿轮系300按照预定的齿轮减速比降低驱动电机3的转动速度。减速齿轮系300(节气门驱动装置或动力传递单元)是由一小齿轮22、一个中间减速齿轮23和阀齿轮13构成的，阀齿轮用于驱动节气门轴2，再由节气门阀轴转动节气门阀1。小齿轮22被固定在驱动电机3电机轴的外周面上。中间减速齿轮23与小齿轮22啮合，且被小齿轮22驱动而转动。阀齿轮13与中间减速齿轮23啮合，且由中间减速齿轮23驱动而转动。
小齿轮22由金属材料制成，且与驱动电机3的电机轴制成一体而成为预定的形状，从而，小齿轮22作为一个电动机齿轮，与驱动电机3的电机轴整体地转动。中间减速齿轮23由树脂材料制成预定的形状，且可旋转地设置在支撑轴24的外圆周上，支撑轴24作为中间减速齿轮23的旋转中心。中间减速齿轮23是由一大齿轮部件25和一小齿轮部件26构成的，大齿轮部件25与电机轴上的小齿轮22啮合，小齿轮部件26则与阀齿轮13相啮合。支撑轴24与节气门体5上齿轮箱部件11的底壁模制为一体。支撑轴24的一个端部与传感器盖12内壁上制出的一个凹进部分相接合。
阀齿轮13是由树脂材料制成的，且被整体成型为大体为圆柱状的预定形状。轮齿(齿牙部件)27被整体地制在阀齿轮13的外圆周上，以便于与中间减速齿轮23的小齿轮部件26进行啮合。在孔腔壁部件6一侧，阀齿轮13上整体地成型有一圆柱部件(未示出)，在图1中，其向左方突伸。阀齿轮13圆柱部件的外周面(弹簧内周面的引导面)沿直径方向支撑着螺旋弹簧4的内周面。在阀齿轮13外周面(即轮齿27)的一周向端面上，阀齿轮13上整体地制有一完全闭合止挡部件28。当节气门位于怠速位置-即全闭位置时，全闭止挡部件28钩住齿轮箱部件11的全闭止挡17。
螺旋弹簧4被设置在节气门轴2中金属轴部件16的外周面一侧。螺旋弹簧4的一个端部被节气门体一侧的卡钩(未示出)支撑着，该卡钩位于节气门体5中孔腔壁部件6的外壁-即齿轮箱部件11的底壁上。螺旋弹簧4的另一端部被齿轮一侧的卡钩(未示出)支撑着，该卡钩位于阀齿轮13的一个平面上，该平面位于孔腔壁部件6的一侧。
节气门体5是一个节气门壳，其包括整体成型、且基本为圆筒形的孔腔壁部件6，其整体地围成一圆形进气通道，进气经该通道流入到发动机80中。孔腔壁部件6整体地容纳着盘形的节气门阀1，以使得节气门阀1能开启和关闭孔腔壁部件6的圆筒形进气通道。孔腔壁部件6可转动地接纳着进气通道(孔腔)内的节气门阀1，使得节气门阀1可从全闭位置转动到全开位置。节气门体5利用一紧固螺钉或一个螺栓(未示出)固定到发动机80的进气歧管上。
如图3所示，节气门体5的孔腔壁部件6被制成具有套管结构的预定形状，在该结构中，一大体为圆筒形的孔腔外管32被设置在大体为圆筒形的孔腔内管31径向外侧。孔腔内管31是一个位于内侧的圆筒部件，其形成一个内周面。孔腔外管32是一个位于外侧的圆筒部分，其构成一外部构件。节气门体5的孔腔壁部件6是由PPS、PBTG30、PA、PP或PEI等热塑性树脂材料制成的。孔腔内管31和孔腔外管32具有一个进气入口部件(进气通道)和一个进气出口部件(进气通道)。进气被从空气滤清器吸入而流过一进气管(未示出)、孔腔壁部件6的进气入口部件、以及进气出口部件。随后，进气流入发动机80稳压罐或进气歧管中。孔腔内管31和孔腔外管32被模制成互为一体。在进气流的方向-即图3的垂直方向上，孔腔内管31和孔腔外管32基本上具有一相同的内径和一相同的外径。
孔腔内管31的内部具有一进气通道，进气由该进气通道流入到发动机80中。节气门阀1和节气门轴2可旋转地设置在孔腔内管31的进气通道中。在孔腔内管31与孔腔外管32之间形成一圆筒空间，且该圆筒空间被一隔壁33环圆周地分隔开，其中的隔壁33位于一个基本上处于其纵向中间位置的剖面上，该剖面例如是沿着全闭位置节气门阀1的圆周方向的一个剖面。也就是说，圆筒空间的这一大体上位于纵向中间位置的剖面是穿过节气门轴2的中心轴线中心的一个圆截面。
孔腔内管31与孔腔外管32之间圆筒空间中位于隔壁33轴向上游侧的部分起到了一个阻挡凹入部分(水气收集槽)34的作用，用于防止水分沿着进气管内周面流向进气歧管。孔腔内管31与孔腔外管32之间圆筒空间中位于隔壁33轴向下游侧的部分也被作为一个阻挡凹入部分(水分收集槽)35，用于防止水分沿着进气歧管的内周面流动。
返过来再参见图1，孔腔内管31和孔腔外管32具有圆筒形的第一轴承支撑件和圆筒形的第二轴承支撑件30，第一轴承支撑件可转动地支撑着节气门轴2上树脂轴部件16的第一轴承滑动部件。第二轴承支撑件30利用一干轴承36可转动地支撑着节气门轴2上金属轴部件15的第二轴承滑动部件。在第一轴承支撑件41上制有一圆形的第一轴孔(图中未示出)，在第二轴承支撑件上制有一圆形的第二轴孔37。在第二轴承支撑件30上设置有一个堵头(图中未示出)，用于插塞住第二轴承支撑件30的开口侧。
第一轴承支撑件与孔腔壁部件6的外壁-即节气门体5中齿轮箱部件11的底壁整体成型，以便于在图1中的右向上突伸。第一轴承支撑件的外周面作为弹簧内周面的引导面(图中未示出)，用于在径向上支撑着螺旋弹簧4的内周面。在孔腔外管32的外周面上，用树脂材料整体地成型出一支柱部件38。当节气门体5被安装到发动机80上时，利用螺栓等紧固件(图中未示出)将该支柱部件38与发动机80进气歧管上的连接端面连接起来。如图1所示，支柱部件38被设置在孔腔外管32的外壁上，并位于下端一侧。支柱部件38从孔腔外管32的外壁面向外突伸出，并具有插孔39，螺栓等紧固构件从该插孔39中穿过。
其中安装着驱动电机3的电机壳体部件7是用树脂材料整体成型制成的，其通过连接构件9与孔腔壁部件6连接起来而构成节气门体5。电机壳体部件7被设置成与孔腔壁部件6平行。也就是说，相对于节气门体5上的齿轮箱部件11，电机壳体部件7与孔腔壁部件6平行。相对于孔腔壁部件6的中心轴线方向，电机壳体部件7被设置在套管结构的孔腔壁部件6中孔腔外管32侧壁面6a的径向外侧。
电机壳体部件7与齿轮箱部件11由树脂材料模制为一体。具体来讲，电机壳体部件7与位于图1中左侧的齿轮箱部件11的端面成型为一体。齿轮箱部件11具有一个腔室，其用于可转动地接纳减速齿轮系300。电机壳体部件7具有一基本上为圆筒形的侧壁部件41和一基本上为圆形的底壁部件42。在图1中，侧壁部件41从齿轮箱部件11的左侧面向左延伸。底壁部件42封塞了侧壁部件41上、位于图1中左侧的开口侧。电机壳体部件7侧壁部件41的中心轴线被布置成基本上平行于节气门轴2的轴线-即节气门阀1的旋转轴线。此外，电机壳体部件7侧壁部件41的中心轴线被布置成基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔内管31的中心轴线。
连接构件9是由多条第一板状肋条51以及多条第二板状肋条52构成的，这些肋条是用树脂材料制成的，并与孔腔壁部件6的孔腔外管32和电机壳体部件7成型为一体。多个第一板状肋条51和多个第二板状肋条52从孔腔壁部件6孔腔外管32的侧壁面6a伸出，并连接到电机壳体部件7的侧壁面7a上。在基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，每一第一板状肋条51的两个侧面都为平面。第一板状肋条51的两平面具有基本上相等的宽度和长度。除此之外，在基本上平行于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，每一第二板状肋条52的两个侧面都为平面。第二板状肋条52的两平面的宽度和长度基本上相等。
将多条第一板状肋条51布置成这样：使得多条第一板状肋条51的厚度方向基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32的中心轴线。此外，多条第一板状肋条51被布置成：在基本垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，第一板状肋条51相互平行。多条第二板状肋条52被布置成这样：它们的厚度方向基本上平行于孔腔壁部件6孔腔外管32的中心轴线。此外，多条第二板状肋条52被布置成：在基本平行于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，第二板状肋条52相互平行。
在该实施方式中，每一第一板状肋条51的厚度都是均匀的，在其全部长度和全部宽度内，该厚度都被设定为同一数值。类似地，每一第二板状肋条52的厚度也都是均匀的，在全部长度和全部宽度内，该厚度被设定为同一数值。此外，每一第一板状肋条51的厚度被设定为一个等于或小于孔腔壁部件6的孔腔外管32壁厚的数值。与此类似，每一第二板状肋条52的厚度也被设定为一个等于或小于孔腔壁部件6的孔腔外管32壁厚的数值。也就是说，第一板状肋条51被布置成相互分离开一定距离，该距离等于或大于孔腔壁部件6的孔腔内管32的壁厚。此外，第二板状肋条52也被布置成相互分离开一定距离，该距离等于或大于孔腔壁部件6的孔腔内管32的壁厚。相邻第一板状肋条51之间的距离被设定为一个等于或大于每一第一板状肋条51厚度的数值。类似地，相邻第一板状肋条52之间的距离被设定为一个等于或大于每一第一板状肋条52厚度的数值。
下面，将参照图1到图3对节气门体5的模制过程进行描述。成型模具包括用于形成各个部件的滑动芯模，这些部件例如是孔腔壁部件6中形成的进气通道、第一轴孔和第二轴孔37、齿轮箱部件11、电机壳体部件7、多条第一板状肋条51、以及多条第二板状肋条52。此处，滑动芯模(滑动销)是一可滑动的活棒(活块模)，其被应用在用来成型带有底切部分产品的成型模具中。例如带有底切部分的产品是无法用由两半模件构成的简单模具制造的。具体来讲，在注入热塑性塑料之前，先将滑动芯模插入到模具中，并在注入的热塑性塑料冷却固化之后，将滑动芯棒从模具中拉出。
加热后的热塑塑料(填料)以熔融态注入到成型模具的至少一个浇口中，从而用该填料(熔融的树脂材料)将成型模具中形成的空腔填充，其中的填料材料例如是PPS或PBT。填充在成型模具中的填料被从模具中取出，经过冷却而固化。可选地是，填充在成型模具空腔中的填料在空腔内进行冷却固化。因而，节气门体5可由填料(树脂材料)整体地模制成。此处，节气门体5包括一套管结构的孔腔壁部件6，该部件是由圆筒状的孔腔内管31和圆筒状的孔腔外管32构成的，孔腔内管31被设置在孔腔外管32中。与此同时，还利用填料(树脂材料)制出了齿轮箱部件11，其被与孔腔壁部件6孔腔外管32的外壁成型为一体，其中可转动地安装着减速齿轮系300。此外，还利用填料(树脂材料)制出了基本为圆筒状的电机壳体，其通过多条第一板状肋条51和多条第二板状肋条52与孔腔壁部件6孔腔外管32的侧壁整体成型。
下面对电控节气门装置的工作过程进行描述。当驾驶员踩下车辆加速踏板时，从加速器位置传感器传递到ECU的加速器位置信号发生变化。ECU对输送给驱动电机3的电能进行控制，以使得驱动电机3的电机轴转动，节气门阀1被操作到一个预定位置上。驱动电机3的扭矩通过小齿轮22和中间减速齿轮23传递到阀齿轮13。于是，阀齿轮13克服螺旋弹簧4产生的作用力转动一个转角，该转角对应于加速踏板的踩下角度。因而，阀齿轮13发生转动，且节气门轴2也转动与阀齿轮13转角相同的角度，从而使节气门阀1在打开方向上从其全关位置转向其全开位置。结果是，节气门体5孔腔壁部分6的孔腔内管31中的进气通道被打开一定程度，由此使发动机80转速改变到一个与驾驶员对加速踏板的踩踏量相对应的转速。
与此相反，如果驾驶员松开加速踏板，则节气门阀1、节气门轴2、阀齿轮13以及其它装置就在螺旋弹簧4的力作用下恢复到节气门阀1的起始位置。节气门阀1的起始位置是怠速位置或全闭位置。作为可选的方案，当驾驶员松开加速踏板时，加速器位置传感器传出的加速器位置信号值基本上变为0％。因而，在这种情况下，ECU向驱动电机3供电，以使驱动电机3的电机轴在反向上转动，从而将节气门阀1控制在其全闭位置上。在此情况下，利用驱动电机3将节气门阀1转到关闭位置。
节气门阀1受螺旋弹簧4弹性力作用在关闭方向上转动，直到设置在阀齿轮13上的全闭止挡部分28接触到节气门体5齿轮箱部件11内壁上整体模制的全闭止挡17为止。在这一方面，关闭方向是指这样一个方向：在该方向上，节气门阀1通过从全开位置转到全闭位置而关闭了进气通道。在节气门阀1的全闭位置处，节气门阀1的转动被全闭止挡17阻止。因此，在节气门体5孔腔壁部件6的孔腔内管31内所形成的进气通道中，节气门阀1被保持在预定的全闭位置-即怠速位置上。因而，与发动机80相连的进气通道基本上被关闭，从而使发动机80的转速被设定在一个预定的怠速上。
本发明的电控节气门装置具有与电机壳体部件7通过连接构件9整体成型的节气门体5，其中的电机壳体部件7中安装着驱动电机3。在相对于套管结构的孔腔壁部件6中心轴线位于孔腔壁部件6孔腔外管32侧壁面6a的径向外侧处，电机壳体部件7被设置成基本上平行于孔腔壁部件6的中心轴线。对于这种结构，当节气门阀1处于全闭位置时，不论是孔腔壁部件6孔腔内管31内周面的圆度、还是节气门阀1树脂盘形部件14外圆周的圆度都会影响孔腔内管31与盘形部件14之间间隙的形成。因而，孔腔壁部件6孔腔内管31内周面8的圆度和节气门阀1树脂盘形部件14外圆周的圆度都会影响电控节气门装置的性能。
在该电控节气门装置中，连接构件9将孔腔壁部件6孔腔外管32侧侧壁6a与电机壳体部件7侧壁7a相互连接起来。因而，连接构件9需要是刚性的，以便于能支撑着比其它树脂成型部件更重的驱动电机3。但是，如果连接构件9被制成一很厚的构件，则模制成型的生产周期就会变得很长，且模制的连接构件9会在模制过程中发生变形。因而，在本发明的电控节气门装置中，采用多条第一板状肋条51和多条第二板状肋条52来构成连接构件9。
具体来讲，多条第一板状肋条51被设置成这样：使第一板状肋条51的厚度方向基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32的中心轴线。此外，在基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，多条第一板状肋条51被布置成基本上相互平行。多条第二板状肋条52被设置成这样：使第二板状肋条51的厚度方向基本上平行于孔腔壁部件6孔腔外管32的中心轴线。除此之外，在基本上平行于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，多条第二板状肋条52被布置成基本上相互平行。因而，可防止孔腔壁部件6孔腔内管31的内周面由于电机壳体部件7周围部分出现收缩而发生变形。因而，可保持孔腔壁部件6孔腔内管31内周面8的圆度。
此外，如果多条第一、第二板状肋条51和52的厚度大于孔腔壁部件6孔腔外管32的厚度，则电机壳体部件7周围部分的收缩量就会变大。作为备选方案，如果多条第一、第二板状肋条51和52的刚度变为大于孔腔壁部件6孔腔外管32的刚度，则孔腔壁部件6孔腔内管31内周面8的形状(孔腔内周面形状)就可能出现变形。优选地是，适当地设定第一、第二板状肋条51和52的刚性，以使得第一、第二板状肋条51、52能吸收节气门体5中造成的应变，用以保持孔腔壁部件6孔腔内管31的圆度。因而，孔腔壁部件6孔腔外管32的厚度被设定为一个等于或大于第一、第二板状肋条51和52的厚度的数值。相应地，不同于肋条51和52的厚度大于孔腔外管32厚度的情况，这样的设定可防止电机壳体7周围的部分发生大的收缩，且使各肋条51、52的刚性小于或等于孔腔外管32的刚度。因而，可防止孔腔壁部件6孔腔内管31内周面8的形状出现变形。
因而，相比于图6和图7所示的现有电控节气门装置，在本发明的电控节气门装置中，防止孔腔壁部件6孔腔内管31内周面8的圆度由于电机壳体7周围部分的收缩而变差。因而，在节气门阀1从其完全闭合位置转向完全开启位置的转动范围内(转角范围)内，节气门阀1与孔腔壁部件6孔腔内管31之间不会出现干涉。另外，在怠速工况下，当节气门阀1处于完全关闭位置时，孔腔壁部件6孔腔内管31的圆筒状内周面与节气门阀1外圆周之间形成的间隙可被设定为预定的程度。因此，当节气门阀1处于完全闭合位置时，可维持气密性，减少怠速工作中进气的泄漏。发动机80所消耗的燃油量-例如汽油量是根据进气流量进行控制的。因而，怠速时进气泄漏的减少将有助于提高车辆的燃油效率。
另外，可使用相同的树脂材料来制造套管结构的孔腔壁部件6、带有电机壳体部件7的节气门体5、以及节气门阀1的树脂盘形部件14，其中的树脂材料例如是PPS或PBT等热塑性材料。因而，孔腔壁部件6孔腔内管31的圆形内周面8与节气门阀1树脂盘形部件14外圆周之间的间隙不会由于各自树脂材料线性膨胀系统的不同、受环境温度改变的影响而发生变化。
(第二实施例)
在根据上述第一实施方式的节气门体5的结构中，在未模制出多条第二板状肋条52的部分与模制出多条第二板状肋条52的另一部分之间，树脂的流动状况并不相同。因而，可能会造成树脂流动所形成的分子定向、以及填料中所含纤维的定向存在差异。因此，未模制出第二板状肋条52的部分的收缩量与模制出多条第二板状肋条52的另一部分的收缩量会有很大的不同。
因而，如图4所示，在第二实施方式中，形成了多条板状肋条53来构成节气门体5的连接构件9，用于将孔腔壁部件6孔腔外管32的侧壁6a与电机壳体部件7的侧壁7a连接起来。将多条板状肋条53设置成这样：使它们的厚度方向基本上垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32的中心轴线。除此之外，在基本垂直于孔腔壁部件6孔腔外管32中心轴线的方向上，各板状肋条53被布置成相互平行。
因此，相比于第一实施方式中既具有多条第一板状肋条51、又具有多条第二板状肋条52的结构，在本实施方式中，在未模制出多条板状肋条53的部分与模制出多条板状肋条53的另一部分之间，树脂的流动状况是相同的。因而，可限制电机壳体7周围部分发生收缩，该收缩的原因是：由树脂流动所造成的分子定向、以及树脂填料材料中所含纤维的定向造成的。也就是说，在未模制有多条板状肋条53的部分与模制有多条板状肋条53的其它部分之间的收缩量可被减小。因而，可防止孔腔壁部件6的孔腔内管31内周面(孔腔内周面)8的圆度由于电机壳体部分7周围部分的收缩而变差，从而可防止当节气门阀1处于完全闭合位置时、电控节气门装置的性能下降。
(第三实施例)
如图5所示，第三实施例中的电控节气门装置具有一螺旋弹簧4，其是由一第一弹簧部件(复位弹簧)61和一第二弹簧部件(预置状态的弹簧)62构成的。复位弹簧61被用作复位器弹簧，且预置弹簧62被用作开启器弹簧。复位弹簧61和预置弹簧62被合并为一根螺旋弹簧(阀施力装置)4，其在关闭方向和开启方向上向节气门阀1施加作用。螺旋弹簧4被设置在孔腔壁部件6的外壁-即齿轮箱部件11的底壁与阀齿轮13的一个平面之间，该平面位于孔腔壁部件6的一侧。复位弹簧61与预置弹簧62之间的一个连接构件被弯成基本为U形，从而作为一U形卡钩部分64而被一中间止挡63支撑着。螺旋弹簧4两侧的缠绕方向互不相同。也就是说，复位弹簧61在某个方向上卷绕，而模式弹簧62的卷绕方向则与复位弹簧61的卷绕方向相反。
在节气门体5的齿轮箱部件11上设置一凸台状的中间位置止挡(图中未示出)，且使该中间位置止挡在齿轮箱部件11的内部中突伸。一中间止挡构件63(调整螺钉)被旋入到中间位置止挡上，用于在停止向驱动电机3供电时借助于机械措施、利用复位弹簧61的促动力和预置弹簧62的促动力将节气门阀1保持在一个预定的中间位置上。复位弹簧61促动力和预置弹簧62促动力的作用方向互不相同。节气门阀1预定的中间位置是指位于全闭位置与全开位置中间的一个位置。一圆柱形的弹簧内周面引导件65被与孔腔壁部件6的外壁-即节气门体5齿轮箱部件11的底壁模制为一体，并向图5中的右向突伸。弹簧内周面引导件65的外周面在径向支撑着螺旋弹簧4的内周面。另一弹簧内周面引导件66被与阀齿轮13位于孔腔壁部件6一侧的平面模制成一体。圆柱状的弹簧内周面引导件66突伸向图5中的左侧方向。弹簧内周面引导件66的外周面在径向支撑着螺旋弹簧4的内周面。
在该实施方式中，利用树脂材料、与阀齿轮13整体地模制出一开启器构件67。开启器构件67相对于阀齿轮13位于孔腔壁部件6一侧，并被预置弹簧62的促动而在开启方向上从全闭位置转到中间位置。与开启器构件67整体地模制出一位于齿轮侧的卡钩(第二钩挂部件)71、钩挂部件72、以及防滑动引导件73。
齿轮侧卡钩71卡在螺旋弹簧4中预置弹簧62的一端上。钩挂部件72可分离地钩挂着连接复位弹簧6 1和预置弹簧62的U形卡钩部分64。防滑动引导件73被设置在靠近钩挂部件72的位置处，用于限制U形卡钩部分64在螺旋弹簧4的轴向上移动。
在螺旋弹簧4的复位弹簧61的一个端部侧设置有一个位于弹簧体一侧的卡钩(第一被钩挂部件)75，其位于孔腔壁部件6一侧。弹簧体一侧的卡钩75钩挂到一位于节气门体一侧的卡钩74(第一挂钩部件)上，卡钩74被制成与孔腔壁部件6的外壁-即节气门体5齿轮箱部件11的底壁为整体形成。在螺旋弹簧4中预置弹簧62一侧，设置了一个弹簧齿轮侧卡钩(第二被钩挂部件)76，其位于阀齿轮13一侧。该弹簧齿轮侧卡钩76钩挂到开启器构件67的齿轮侧卡钩(第二钩挂部件)71上。
在该第三实施例中，节气门阀1是用金属材料或树脂材料制成的，并基本上为盘形。节气门阀1被插入到节气门轴2一阀支撑部分上制出的一个阀插入孔(图中未示出)中，并利用螺钉等紧固件将其固定在节气门轴2上。举例来讲，节气门轴2是用金属等材料制成的，且为圆棒的形状。节气门轴2的两端侧可转动地支撑在节气门体5孔腔壁部件6的第一轴承支撑件和第二轴承支撑件上，并能相对滑动。因而，节气门阀1和节气门轴2整体地转动。
下文将对该电控节气门装置在驱动电机3断电时的工作过程进行描述。开启器构件67的钩挂部件72与螺旋弹簧4的U形卡钩部件64相接触，与此同时，开启器构件67被插入到预置弹簧62的连接端部位-即U形卡钩部件64与弹簧齿轮侧卡钩76之间。在此情形下，利用复位弹簧61的促动力、以及被用作开启器弹簧的预置弹簧62的促动力，钩挂部件72与U形卡钩部件64被相互抵接在一起。此情况下，复位弹簧61借助于开启器构件67而将节气门阀1从其全开位置转向全闭位置。预置弹簧62则借助于开启器构件67将节气门阀1从其全闭位置转向其中间位置。因而，节气门阀1可被保持在中间位置上，从而在驱动电机3的供电中断时能执行故障保证工作模式-即失效保险模式。
(其它实施方式)
可采用一霍尔集成电路IC或一磁阻性元件等类似元件作为非接触式传感器，以取代霍尔元件。可用一圆柱形永磁体充当磁场源，以替代各个独立的永磁体10。可利用一近似为盘形的树脂盘部件(盘形部件)14和一个大体为圆柱形的树脂轴部件(圆柱形部件)15来构成一节气门(树脂节气门阀)1，且仅用一基本为圆柱形的金属元件构成一节气门轴(金属轴)2。
节气门轴2阀支撑部分的外周面可被部分或全部地滚花处理。也就是说，可在阀支撑部分的外周面上形成一粗糙表面，这可提高节气门树脂轴部件15的内周面与节气门轴2阀支撑部分外周面之间的结合性(连接性能)。也就是说，在阀支撑部分的外周面上部分或全部形成锯齿、凹痕、槽或类似结构，这样，节气门阀1与节气门轴2之间的相对轴向移动就被限制了。因此，可防止节气门阀1被从节气门轴2阀支撑部分上拉脱。可选择的是，节气门轴2阀支撑部分的横截面可被制成具有螺栓宽面的近似圆形。在这种结构中，节气门轴2的阀支撑部分具有一基本上平行于其轴向的平面。可选择的是，节气门阀1的树脂轴部件15的横截面可被制成带有一个螺栓宽度的近似圆柱形。在这种结构中，树脂轴部件15具有一基本上平行于其轴向上的平面。在这种情况下，节气门阀1与节气门轴2之间在转动方向上的相对移动被限制。可用一树脂轴作为节气门轴2。在这种情况下，该树脂轴可用树脂材料与节气门阀1的树脂轴部分15整体地模制出，这样可减少节气门阀1的部件数目。
孔腔内管31的中心轴线可相对于孔腔外管32的中心轴线偏心地布置，以构成一偏心套管结构的孔腔壁部件6。也就是说，可将孔腔内管31的轴向中心偏心地布置在孔腔外管32径向方向上的一个内侧处，该内侧例如是孔腔外管32在安装条件下时的垂向下侧。此处，孔腔壁部件6的径向方向垂直于孔腔壁部件6的轴线方向。可选择的是，可将孔腔内管31的轴向中心偏心地布置在孔腔外管32径向方向上的另一个内侧处，该另一内侧例如是孔腔外管32在安装条件下时的垂向上侧。作为可选方案，节气门体5的孔腔壁部件6也可以是单管结构。
在孔腔内管31与孔腔外管32之间形成阻挡凹入部分34、35，用于阻止水气或液体从节气门阀1的上游侧和下游侧流进孔腔壁部件6。可利用阻断凹入部件34、35来防止节气门阀1在冬天等较冷时期结冰，而不需要附加其它的部件，其它的部件例如是附加的管件，它们用于将发动机冷却水引进节气门体5。可选择的是，仅在孔腔壁部件6上设置阻挡凹入部分34，用于阻止水分或液体从节气门阀1的上游侧沿进气管的内周面流进孔腔壁部件6。于是，可减少该电控节气门装置的部件数目，使节气门装置实现小型化，并降低生产成本。
可在孔腔外管32的外周侧部上布置一个旁通通道，用于绕过节气门阀1。另外，可在旁通通道中上设置一怠速控制阀(ISC阀)，用于通过调节流经旁通通道的空气流量来控制发动机80的怠速。在相对于节气门体5孔腔壁部件6位于进气流上游侧的位置处，进气管上可连接一漏气出口，该出口与一个蒸气回收装置相连接，用于回收蒸发的汽油，其中的漏气是从一曲轴强制箱通风装置(PVC)或扫气管排出的。在这种情况下，漏气中所含的机油会聚积而沉淀在进气管内壁上。然而，在这种结构中，诸如烟雾或沿进气管内壁流动的漏气沉积物被阻断凹入部件34所阻挡，从而可避免节气门阀1和节气门轴2出现故障。
可在不偏离本发明设计思想的前提下对上述实施方式作出多种变型和替换。

Claims (14)

1、一种电控节气门装置，其包括：
节气门体(5)，该节气门体包括：
电动机(3)；
节气门阀(1)，节气门阀受电动机(3)的驱动而转动；
孔腔壁部件(6)，节气门阀(1)可转动地安装在该孔腔壁部件中；
电机壳体部件(7)，其中容纳着电动机(3)；以及
其特征在于，还包括多个连接构件(51、52、53)，它们将孔腔壁部件(6)与电机壳体部件(7)相互连接起来，
其中，孔腔壁部件(6)、电机壳体部件(7)、以及连接构件(51、52、53)是整体成型的；以及
每一连接构件(51、52、53)都是板状的。
2、根据权利要求1所述的电控节气门装置，其特征在于：
电机壳体部件(7)借助于连接构件(51、52、53)而被设置在孔腔壁部件(6)的径向外侧；
连接构件(51、52、53)从孔腔壁部件(6)的侧壁面(6a)突伸出；以及
连接构件(51、52、53)被连接到电机壳体部件(7)的侧壁面(7a)上。
3、根据权利要求1所述的电控节气门装置，其特征在于：
连接构件(51、52、53)被布置成使得连接构件(51、52、53)的厚度方向基本上垂直于孔腔壁部件(6)的中心轴线；以及
连接构件(51、52、53)被布置成：在基本垂直于孔腔壁部件(6)中心轴线的方向上，各连接构件基本上相互平行。
4、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：每一连接构件(51、52、53)的厚度都等于或小于孔腔壁部件(6)的厚度。
5、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于，还包括：
节气门轴(2)，其与节气门阀(1)整体地转动；以及
传动单元(13、22、23)，其将电机(3)的旋转动力传递给节气门轴(2)，
其中
节气门轴(2)的轴线被设置成基本上垂直于孔腔壁部件(6)的中心轴线；以及
节气门轴(2)的轴线被设置成基本上平行于电机壳体部件(7)的中心轴线。
6、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：孔腔壁部件(6)基本上为圆筒形。
7、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：节气门阀(1)基本上为盘形。
8、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：
孔腔壁部件(6)包括：
内管(31)，进气经该内管流入到内燃机(80)中；以及
外管(32)，其被设置成相对于孔腔内管(31)位于径向外侧，从而在二者之间围成一基本为圆筒状的空间，
其中，内管(31)和外管(32)是整体成型的。
9、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：节气门体(5)和节气门阀(1)是由相同的树脂材料制成的。
10、根据权利要求8所述的电控节气门装置，其特征在于：
孔腔壁部件(6)的内管具有一基本上为圆筒形的内周面(8)，该圆筒面构成了一进气通道，发动机进气从该通道流过；以及
节气门阀(1)开启或关闭由孔腔壁部件(6)的内管(31)的内周面(8)所形成的进气通道。
11、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：
孔腔壁部件(6)具有一基本上为圆筒形的内周面(8)，该圆筒面构成了一进气通道，发动机进气从该通道流过；以及
节气门阀(1)开启或关闭由孔腔壁部件(6)内周面(8)所形成的进气通道。
12、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：
两相邻连接构件(51、52、53)之间具有一定距离；以及
相邻连接构件(51、52、53)之间的距离等于或大于各连接构件(51、52、53)的厚度。
13、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：电机壳体部件(7)基本上为圆筒形。
14、根据上述权利要求1到3之一所述的电控节气门装置，其特征在于：连接构件(51、52、53)为板状肋条。
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