CN100348879C - 节气门装置的滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

在一种内燃机节气门装置中，在内圈(41)的外圆表面上靠近孔侧(进气通道侧)设有一个台阶部分(51)用来限制孔侧的第一唇形密封件(44)的唇形部分(55)朝滚动轴承(4)内侧的移动。这样，即使高于大气压的增压高压作用在第一唇形密封件(44)上，也可以防止唇形部分(55)由于增压作用而产生变形卷曲。因此，可以防止齿轮箱盖侧(在外侧)的第二唇形密封件(45)从滚动轴承上脱落。

Description

节气门装置的滚动轴承
技术领域
本发明涉及一种滚动轴承，其具有多个容纳在内圈和外圈之间并可在内圈和外圈的轨道表面及第一和第二密封件间滚动的滚动元件。具体地，本发明涉及一种内燃机节气门装置，其可以防止第一和第二密封件中的至少一个从滚动轴承上脱落，该轴承可将节气门轴转动保持在节气门体的轴承容纳部分上。
背景技术
传统的有一种用于内燃机的节气门装置以调节从节气门体上的进气通道流入的进气量，例如通过驱动节气门轴并改变保持在节气门轴上的节气门的打开角度。一个滚动轴承安装在节气门轴外围和节气门体的轴承容纳部分之间，以将节气门轴转动保持在节气门体的轴承容纳部分上。
如图6所示，转动轴承包括一个内圈102，一个外圈104，多个钢珠105和唇型密封件106、107，例如，与日本专利申请未审公开No.H11-200899(第1至7页，附图1至5)中公开的一样。内圈102安装在节气门轴的外围并在轨道表面上具有凹槽部分101。外圈104安装在节气门体上轴承容纳部分的内圆上并在其对着内圈102的轨道表面上有凹槽部分103。多个钢珠105容纳在内圈102和外圈104的轨道表面之间并可在内圈102和外圈104的轨道表面间滚动。唇型密封件106和107安装在两轨道圈之间从而将唇型密封件106、107布置在钢珠105沿轴向的两侧。唇型密封件106、107由环形的橡胶基塑料元件制成，其可安装在两轨道圈间的环形间隙中，并通过金属加强件108、109来进行加固。当唇形密封件106、107夹在两圈102、104之间时唇型密封件106、107可在其径向发生弹性变形并与两轨道圈102、104密封接触。唇型密封件106、107在接触部分上各自具有唇型部分111、112其可滑动地至少与内圈102接触。
然而，在传统的内燃机节气门应用在能够提高进气的进气压使其高于大气压并提供高密度空气给气缸的涡轮增压型增压发动机上时，节气门体孔壁部分上的进气通道中的进气压与节气门体孔壁部分外的大气压之间的压差大于普通进气型的内燃机。因此，会产生一个问题，即图6中右侧(外侧，或者相对于进气通道侧的另一侧)的唇型密封件107会脱落，如图7所示。
如图7所示，由于增压作用一个高压施加在图7中左侧(进气通道侧)的唇型密封件106上。唇型密封件106上的唇型部分111朝着滚动轴承的内侧(容纳多个钢珠105的空间)向上卷曲并使滚动轴承内的压力升高。压力同样作用在外侧的唇型密封件107。外侧唇型密封件107朝着滚动轴承外卷曲并从滚动轴承上脱落。这样，问题就产生了。外唇型密封件107最初起着防止外来杂质例如灰尘或者湿气进入滚动轴承或者防止滚动轴承内部的润滑油向外渗漏的作用。因此，若唇型密封件107从滚动轴承上脱落，则会引起外来杂质例如灰尘或湿气进入滚动轴承内或者滚动轴承内的润滑油外漏的问题。
若仅简单加强唇型密封件106在进气通道处的刚度以使唇型密封件106可以经受得住进气的进气压，滚动轴承的滚动阻力则会增大。特别在通过驱动马达来使节气门和节气门轴转动从而控制进入内燃机气缸的进气量的电控型节气门装置中，驱动马达的驱动负载会增加。从而，驱动马达的尺寸需增大而成本也会增加。
发明内容
因此本发明的目的就是提供一种可以防止两个密封件中至少一个从滚动轴承上脱落的滚动轴承。本发明的另一目的是提供一种甚至是在两密封件中进气通道侧的密封件受到一个高于大气压的进气压情况下，可以防止外密封件从滚动轴承上脱落的滚动轴承。
为了实现本发明，提出了一种滚动轴承，用于在其内圈和外圈的两个轨道圈之间容纳有多个滚动元件和用来将轴转动保持到一个固定元件或者一个转动元件的轴承容纳部分上，多个滚动元件在内圈和外圈的轨道表面间滚动，其特征在于：两密封件位于两轨道圈之间，并且两密封件设置在滚动元件的轴向两侧，以及在两轨道圈中至少一个上具有止挡部分，以限制两密封件中的承受到相对高压力的密封件向滚动元件移动，其中所述止挡部分由台阶部分和端面设置，所述台阶部分大体上平行于所述轴向方向、由内圈的外圆表面或外圈的内圆表面限定，以及所述端面从内圈的外圆表面或外圈的内圆表面大体上垂直于所述轴向方向延伸，所述密封件形成有唇型部分，所述唇型部分分别沿所述轴向方向从所述密封件的边缘突出，以及所述密封件中的一个的唇型部分沿轴向方向与所述止挡部分的端面接触，以便当所述密封件中的所述一个从所述轴向方向的一侧受到相对高的压力时阻止所述密封件中的所述一个朝向滚动元件发生卷曲。
优选的是，在滚动轴承中，受到来自轴向一侧的相对高压的密封件的刚度高于受到来自轴向另一侧的相对低压的密封件的刚度。
优选的是，与密封件中的另一个的唇型部分的轴向厚度相比，密封件中的一个的唇型部分的轴向厚度被增加。
优选的是，与密封件中的另一个的唇型部分的材料刚度相比，密封件中的一个的唇型部分的材料刚度被增加。
根据本发明的一方面，还提出了一种用于内燃机的节气门装置，包括：节气门体，用于提供进气通道来为内燃机内部输送气体；节气门，其位于进气通道处从而使节气门可以通过打开闭合来调节输送到内燃机内部的进气量；节气门轴，其支撑节气门并被保持在节气门体的轴承容纳部分上；和滚动轴承，用于在内圈和外圈的两个轨道圈(之间容纳有多个滚动元件和用来将轴转动保持到节气门体的轴承容纳部分上，多个滚动元件在内圈和外圈的轨道表面间滚动，其特征在于：滚动轴承包括两密封件，所述密封件位于两轨道圈之间从而使两密封件可位于滚动元件的轴向两侧，且滚动轴承包括在两轨道圈中的至少一个上的止挡部分，以限制两密封件中的至少受到相对高压的密封件向滚动元件移动，其中所述止挡部分由台阶部分和端面设置，所述台阶部分大体上平行于所述轴向方向、由内圈的外圆表面或外圈的内圆表面限定，以及所述端面从内圈的外圆表面或外圈的内圆表面大体上垂直于所述轴向方向延伸，所述密封件形成有唇型部分，所述唇型部分分别沿所述轴向方向从所述密封件的边缘突出，以及所述密封件中的一个的唇型部分沿轴向方向与所述止挡部分的端面接触，以便当所述密封件中的所述一个从所述轴向方向的一侧受到相对高的压力时阻止所述密封件中的所述一个朝向滚动元件发生卷曲。
根据本发明的一方面，用于将轴转动保持在一个固定元件如一个壳体或者一个转动元件的轴承容纳部分上的滚动轴承具有两个密封件，其安装在内圈和外圈的轨道环之间以使两密封件可布置在滚动元件轴向两侧。受到来自轴向一侧的相对高压的密封件的刚度高于受到来自轴向另一侧的相对低压的密封件的刚度。这样，即使压力作用在较高刚度的密封件上，滚动轴承内部的压力，或者滚动元件容纳部分内的压力，可以通过从较低刚度的密封件处外泄气体而被降低。因此，可以防止具有较低刚度的密封件的脱落。
附图说明
实施例的特征和优点，与操作方法及相关部分的功能一起，将通过研究下文的详细说明、所附权利要求、附图等本申请的各部分内容来进行理解，附图中：
图1表示了根据本发明第一实施例的应用在涡轮增压式增压发动机的电控节气门控制装置上的滚动轴承的剖面视图；
图2表示了根据第一实施例的电控节气门控制装置的剖面视图；
图3表示了根据本发明第二实施例的滚动轴承的剖面视图；
图4表示了根据本发明第三实施例的滚动轴承的剖面视图；
图5表示了根据本发明第四实施例的滚动轴承的剖面视图；
图6表示了现有技术的滚动轴承的剖面视图；和
图7表示了现有技术的该滚动轴承的剖面视图。
具体实施方式
(第一实施例)
参照图1，图示了根据本发明第一实施例的滚动轴承。第一实施例的滚动轴承应用在图2所示的涡轮增压式增压发动机的电控型节气门控制装置上。
本发明实施例的电控型节气门控制装置为一个内燃机进气控制装置，包括一个节气门体1，节气门2，节气门轴3，滚动轴承4，驱动马达(致动器)7，齿轮减速装置(动力传递装置)，致动器箱和发动机控制单元(Engine Control Unit，ECU)。节气门体1具有一个进气通道通向涡轮增压式增压发动机(此后简称发动机)的各个气缸。节气门2位于进气通道中使节气门2可以打开或关闭。节气门2调节进入发动机的进气量。节气门轴3支撑节气门2并被保持在节气门体1上。滚动轴承4将节气门轴3转动地保持在节气门体1上。驱动马达7驱动节气门轴3旋转。齿轮减速装置将驱动马达7的转动输出传递至节气门2。致动器箱容纳驱动马达7和齿轮减速箱。ECU控制驱动马达7。
本发明的致动器箱具有一个齿轮箱(齿轮壳体，箱的主体)8，其与节气门体1的外壁面构成一个整体，和一个齿轮箱盖(传感器盖，盖)9用于遮挡齿轮箱8和固定节气门位置传感器。根据一个汽车油门踏板的踩下程度(油门操作程度)，电控型节气门控制装置通过控制流入发动机内的进气量来控制发动机的转速。ECU与油门位置传感器相连，其将油门踏板的踩下程度转化为一个电信号(油门位置信号)并将油门踏板的踩下程度发送给ECU。
电控型节气门控制装置包括节气门位置传感器，其将节气门2的打开程度转换为一个电信号(节气门打开程度信号)并将节气门2的打开程度发送给ECU。节气门位置传感器包括一个转子，一个分离式永磁铁11(大致为矩形)，分离式磁轭(磁体大致为弧形)，霍尔元件13，接头，和一个定子14。转子通过一种固定方式例如铆接固定在节气门轴3的右端，如图2所示。永磁铁11起磁场源的作用。磁轭被永磁铁11磁化。霍尔元件13整体置于齿轮箱盖的一侧以使霍尔元件13面向永磁铁11。接头由具有导电性的薄金属片构成并将霍尔元件13与外部ECU电连接。定子14由铁族的金属材料(磁性材料)制成并向霍尔元件13聚合磁通量。
永磁铁11和磁轭安装在转子的内圆表面，其通过夹物模压、使用粘合剂或类似方法装在齿轮减速装置组件之一的阀齿轮21内。分离式永磁铁11布置在两相邻的磁轭之间。本发明实施例中的分离式永磁铁11的磁化方向沿图2所示的垂直方向从而使上为北极下为南极。因此，矩形永磁铁11这样布置可以使其相同的磁极指向相同的方向。霍尔元件13相当于非接触式探测元件并被布置在使霍尔元件13朝向永磁铁11的内表面的位置。若在霍尔元件13的探测表面上产生北极或南极的磁场，霍尔元件13会根据磁场产生电动势。若产生北极磁场，则产生正电势。若产生南极磁场，则产生负电势。
节气门体1由金属材料如铸铝制成。节气门体1为圆柱管形的用于转动支撑在孔壁部分15上进气通道处的节气门2的装置(节气门壳体)，从而使节气门2可以沿转动方向在完全闭合位置和完全打开位置之间自由转动。节气门体1通过紧固件例如固定螺栓或者紧固螺丝紧固在发动机进气歧管上。
节气门体1具有一个圆柱形的轴承容纳部分(轴承支撑部分，轴承支撑件)16，其通过滚动轴承4来转动支撑图2所示的节气门轴3的右端(其一端)，还具有另一圆柱形的轴承容纳部分(轴承支撑部分，轴承支撑件)17，其通过一个干轴承5来转动支撑图2所示的节气门轴3的左端(其另一端)。在孔壁部分15的外围有多个通孔18。紧固件如固定螺栓或者紧固螺丝拧入该多个通孔18中。轴承容纳部分17的左端具有一个开口。堵头19装入轴承容纳部分17的左端开口处以堵住开口。
节气门2是由大致为圆盘形的金属材料或树脂材料制成的蝶形转动阀。节气门2控制进入发动机的进气量。在将节气门2插入节气门轴3的阀支撑部分上的阀插入孔中的状态下，通过紧固件例如紧固螺丝将其拧紧并紧固在节气门轴3上，节气门轴与节气门2整体转动。
节气门轴3由圆棒形金属材料制成。节气门轴3的两端均可以转动地或滑动地保持在节气门体的容纳部分16、17上。圆环形金属件20附在在图2所示的节气门轴右端，用于堵紧齿轮减速装置的组件之一的阀齿轮21的内侧。金属件20通过夹物模压形成在阀齿轮21上。
驱动马达7为电动装置(动力源)，驱动马达通电后马达轴旋转。齿轮减速装置以一个预定减速比降低驱动马达7的转速。齿轮减速装置包括安装在节气门轴3的一端(图2所示的右端)上的阀齿轮(阀一侧的齿轮，被驱动齿轮)21，一个中间级减速齿轮(中间齿轮)22，其当与阀齿轮21啮合时转动，和一个安装在驱动马达7的马达轴的外围上的小齿轮(马达侧齿轮，驱动齿轮)23。齿轮减速装置起着阀驱动装置的作用，用来驱动节气门2和节气门轴3旋转。
中间减速齿轮22由树脂材料形成为预定形状的单体形式。中间减速齿轮22安装在中间轴24上，其提供一个转动中心。中间减速齿轮22具有一个与阀齿轮21啮合的小直径齿轮25和一个与小齿轮23啮合的大直径齿轮26。小齿轮23和中间齿轮22是将驱动马达7的转矩传递到阀齿轮21的转矩传递装置。
小齿轮23为电机侧齿轮，其由金属材料形成为具有预定形状的单体形式并与驱动马达7的马达轴一体转动。中间轴24的一端沿轴向方向安装在齿轮盖9内壁表面上的凹陷处。中间轴24的另一端压入节气门体1孔壁部分15的外壁表面上的凹陷处。
阀齿轮21由树脂材料形成为大致为圆环形预定形状的单体形式。与中间减速齿轮22的小直径齿轮25相啮合的齿轮部分27被整体形成在在图2所示的阀齿轮21下方的外圆表面上。完全闭合位置止挡部分整体形成在阀齿轮21的外围。完全闭合位置止挡部分起着止挡的作用，当节气门2完全闭合时，其与完全闭合位置止挡块30碰撞并支撑完全闭合位置止挡块30。完全打开位置止挡部分起着止挡的作用，当节气门2完全打开时，其与完全打开位置止挡块碰撞并支撑完全打开位置止挡块。
单线圈弹簧包括一个回位弹簧31和一个默认弹簧32，其通过将单线圈弹簧的两端以不同方向缠绕形成。单线圈弹簧安装在节气门体1孔壁部分15的外表面(图2所示右端面)或者齿轮箱8的圆柱形凹陷的底面与阀齿轮图2所示的左端面之间。将回位弹簧31和默认弹簧32之间的连接部分(中间)弯折成U形而产生一个U形钩部分。U形钩部分通过中间挡块固定。
节气门体1侧(图2所示左侧)上的阀齿轮的表面上整体成型有一个开启部分33和一个圆柱形弹簧内圆导向部分34，从而使开启部分33和圆柱形弹簧内圆导向部分34向图2所示左侧伸出。开启部分33为圆棒形并随节气门轴33旋转。圆柱形弹簧内圆导向部分34支撑单线圈弹簧的默认弹簧32的内圆面。转子由铁族的金属材料(磁性金属)制成并通过夹物模压径向形成于弹簧的内圆导向部分34内。
在开启部分33上整体成型有一个阀齿轮侧弹簧钩和一个接合部分。单线圈弹簧的默认弹簧32的另一端与阀齿轮侧弹簧钩接合。接合部分与回位弹簧默认弹簧间的连接部分U形钩接合，从而使接合部分可以自由地从U形钩部分上接合或脱开。在开启部分33靠近连接部分处有多个防侧偏导轨用来防止单线圈弹簧U形钩部分轴向(图2所示的横向)过度移动。
弹簧内圆导向部分34与轴承容纳部分16基本上同轴，两者一起构成弹簧内圆导向面以支撑单线圈弹簧的回位弹簧31的内侧。弹簧内圆导向部分34的外径与轴承容纳部分16的外径基本相同且弹簧内圆导向部分34对着轴承容纳部分16。弹簧内圆导向部分34支撑单线圈弹簧的从靠近U形钩部分的回位弹簧31至靠近默认弹簧32另一端的位置之间的内圆周侧。轴承容纳部分16整体由在节气门体1的孔壁部分15的外壁面形成，或由齿轮箱8的圆柱形凹陷底面形成，如图2所示向右，并支撑单线圈弹簧的回位弹簧31的内圆周侧面。
完全闭合位置挡块30为一个凸台形状，其在图2中节气门体1齿轮箱8的上部从齿轮箱8内圆壁面沿齿轮箱8纵向中心线向图2所示的下方(径向向内)伸出。完全闭合位置止挡件(一个调节螺丝)35旋入完全闭合位置挡块30中。完全闭合位置止挡件35具有一个完全闭合位置止挡部分，在节气门2闭合并达到完全闭合位置时其与整体形成在阀齿轮21上的完全闭合位置止挡部分碰撞并支撑。
中间位置挡块为凸台形，其在图2中节气门体1的齿轮箱8的上部从齿轮箱8的内壁面向下(径向向内)伸出。一个具有中间位置止挡部分的中间止挡件(一个调节螺丝，默认止挡件)拧入中间位置挡块中。当驱动马达7的电流被某种原因中断时，中间位置止挡部分在完全闭合位置(完全闭合位置挡块位置)与完全打开位置(完全打开位置挡块位置)之间的预定中间位置(中间挡块位置)通过单线圈弹簧的回位弹簧31和默认弹簧32的不同方向的偏压力来机械支撑或止挡节气门2。
单线圈弹簧为一个通过将回位弹簧31和默认弹簧32制成整体或者将回位弹簧31的一端和默认弹簧32的另一端以不同方向缠绕形成的线圈形弹簧。在回位弹簧31和默认弹簧32之间的连接部分形成U形钩部分。当驱动马达7的电流由于某种原因中断时U形钩部分由中间止挡件支撑。回位弹簧31为第一弹簧，其由圆条形弹簧钢制成线圈形并具有回位作用，用来沿从完全打开位置到中间位置的返回方向通过开启部分33偏压节气门2。
回位弹簧31的一端设有一个弹簧体侧钩。弹簧体侧钩与节气门体的孔壁部分15的外壁面或者齿轮箱15的底面上整体成型的体侧弹簧钩相接合或支撑。在默认弹簧32的另一端有一个弹簧齿轮侧钩。弹簧齿轮侧钩与阀齿轮21侧的开启部分33上的阀齿轮侧弹簧钩相接合或支撑。
齿轮箱盖9由热塑树脂制成，其使上述阀位置传感器的各个端互相绝缘。齿轮箱盖9具有一个凸缘形连接端面(被装配部分)，其由紧固件如紧固螺栓或者紧固螺钉通过螺纹紧固在齿轮箱8的开口侧上的另一个凸缘形连接端面(装配部分)上。在齿轮箱8的连接端面与齿轮箱盖9的连接端面之间有一个环形橡胶密封件(弹性密封件，垫圈，橡胶衬垫)36用来防止外来杂质进入齿轮箱8。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的滚动轴承4包括多个钢珠(滚动元件)43，第一和第二唇形密封件(密封元件)44、45和第一第二保持架46、47。钢珠43被滑动的置于内圈41和外圈42的轨道环间并可在在内圈41和外圈42的轨道表面间滚动。第一和第二唇型密封件44和45安装在内圈41和外圈42之间从而将唇型密封件44、45布置在钢珠43沿轴向的两侧。第一和第二保持架46、47防止钢珠43掉出。滚动轴承4为一种滚珠轴承通过容纳在内圈41和外圈42的轨道表面间的钢珠43的滚动摩擦来转动支撑节气门轴3的一端。预定间隔的第一和第二保持架46、47的圆周上设有半圆柱形或半球形的凹陷部分。除了钢珠43，也可以使用别的滚动元件如滚柱。
内圈41由金属材料例如铝合金或者铜锌合金铸件制成圆环形。内圈41在内圈41对着外圈42的轨道表面上有凹槽部分48。凹槽部分48沿轴向的截面大致为对应于滚动元件43形状的弧形。内圈41为内座圈，其被气密地压制装配在节气门轴3的外圆表面上并与节气门轴3整体转动。如图1所示在内圈41上的凹槽部分48的左侧(在进气通道侧)上整体成型有一个径向向外突出的凸台部分(轴向止挡部分，止挡部分)51。更具体地，在进气通道侧内圈41轨道表面的外径大于内圈41外圆表面的外径。如图1所示在内圈41上的凹槽部分48的右侧(齿轮盖侧)上整体成型有另一凸台部分(轴向止挡部分，止挡部分)52。更具体地，在齿轮盖侧内圈41轨道表面的外径大于内圈41外圆表面的外径。台阶部分51、52为第一、第二止挡部分，其在第一和第二唇形密封件44、45的内圆部分沿轴向朝滚动轴承内移动时，通过止挡第一和第二唇形密封件44、45内圆部分来限制第一和第二密封唇形密封件44、45内圆部分向滚动轴承4内的运动。
外圈42是用与内圈41相同的材料制成圆环形。外圈42在外圈42对着内圈41的轨道表面上有凹槽部分49。凹槽部分49沿轴向的截面大致为对应于滚动元件43形状的弧形。外圈42为外座圈，其被气密地压制装配在节气门体1上轴承容纳部分16的内外圆表面上。在外圈42上的凹槽部分49的左侧(在进气通道侧)上整体成型有一个径向向内突出的凸台部分53。第一唇形密封件44的外侧部分与凸台部分53啮合。更具体地，在进气通道侧外圈42轨道表面的内径小于外圈42内圆表面的内径。如图1所示在外圈42上的凹槽部分49的右侧(齿轮盖侧)上整体成型有另一凸台部分(轴向止挡部分，止挡部分)54。第二唇形密封件45的外侧部分与凸台部分54啮合。更具体地，在齿轮盖侧外圈42轨道表面的内径小于外圈42内圆表面的内径。
第一唇形密封件44装配在进气通道侧内圈41和外圈42之间轨道环的环形间隙处。第一唇形密封件44由橡胶基弹性材料(丁腈橡胶：NBR，或者高密丁腈橡胶：H-NBR，或类似物)制成圆环片形，其通过一个用金属制成的加强件(一个装配环)61来进行加固。当第一唇形密封件44夹在两轨道圈间时，第一唇型密封件44可在其径向发生弹性变形并密封接触两轨道圈。第一唇型密封件44在接触部分(内圆侧部分)上有一唇型部分(径向密封部分)55，其可滑动接触内圈41在进气通道侧的外圆表面。第一唇形密封件44具有一个啮合部分(另一径向密封部分)56，其与外圈42在进气通道侧的台阶部分53啮合。
第二唇形密封件45装配在齿轮盖侧内圈41和外圈42之间轨道环的环形间隙处。第二唇形密封件45由橡胶基弹性材料(丁腈橡胶：NBR，或者高密丁腈橡胶：H-NBR，或类似物)制成圆环片形，其通过一个用金属制成的加强件(一个装配环)62来进行加固。当第二唇形密封件45夹在两轨道圈间时，第二唇型密封件45可在其径向发生弹性变形并密封接触两轨道圈。第二唇型密封件45在接触部分(内圆侧部分)上有一唇型部分(径向密封部分)57，其可滑动接触内圈41在齿轮盖侧的外圆表面。第二唇形密封件45具有一个啮合部分(另一径向密封部分)58，其与外圈42在齿轮盖侧的台阶部分54啮合。
下面将在图2的基础上阐述本实施例的电控型节气门控制装置的功能。
如果操作者(驾驶员)踩下油门踏板，油门位置传感器将油门位置信号输入给ECU。ECU通电驱动马达7以转动驱动马达7的马达轴从而使节气门2打开至一个预定打开角度。驱动马达7的转矩通过小齿轮23和中间减速齿轮22传递到阀齿轮21。这样，阀齿轮21转动。因此，节气门轴3转动一个预定的转动角并驱动节气门2沿从中间位置向完全打开位置的打开方向转动。默认弹簧32的偏压力不参与促使节气门2在打开方向的转动，但却保持开启部分33被夹在连接部分侧的默认弹簧32端与弹簧齿轮侧钩之间的状态。
相反，如果驾驶者使油门踏板复位，驱动马达7的马达轴以相反反向旋转。同时，节气门2、节气门轴3和阀齿轮21也以相反反向旋转。这样，节气门轴3转动一个预定的转动角并驱动节气门2沿从中间位置向完全闭合位置的闭合方向转动。因此，整体成型在阀齿轮21外围上的完全闭合位置止挡部分碰撞完全闭合位置止挡件35。回位弹簧31的偏压力不参与促使节气门2在闭合方向的转动。当节气门2越过中间位置时供给驱动马达7的电流方向反向。
若供给驱动马达7的电流由于某种原因中断，在开启部分33夹在连接部分侧的默认弹簧32端与弹簧齿轮侧钩之间的状态下，开启部分33的啮合部分将会在回位弹簧31的回位弹簧作用和默认弹簧32的默认弹簧作用下接触单线圈弹簧的U形钩部分。回位弹簧31的回位弹簧作用产生偏压力，用来在使节气门2从完全打开位置回到中间位置的方向上通过开启部分33偏压节气门2。默认弹簧32的默认弹簧作用产生偏压力，用来在使节气门2从完全闭合位置回到中间位置的方向上通过开启部分33偏压节气门2。从而，节气门2可以确定地保持在中间位置上。因此，在驱动马达7的电流供给由于某种原因中断的情况下可以执行应急驱动。
这种电控型节气门控制装置可以作为内燃机节气门装置使用来控制进入涡轮增压式增压发动机的进气量，其包括滚动轴承4，所述滚动轴承4布置在孔壁部分15上隔开进气通道的轴承容纳部分16的内圆表面与随节气门2整体转动的节气门轴3的一端的外围之间。增压发动机包括一个位于节气门2相应于进气流向的上游的增压装置(例如涡轮增压器)，用来提高进气的进气压使其高于大气压并提供高密度空气给气缸。
在上述电控型节气门控制装置应用在增压发动机的情况下，节气门体孔壁部分上的进气通道中的进气压与节气门体孔壁部分外的大气压之间的压差大于普通进气型的内燃机。因此，会产生一个问题即图7中右侧(外侧，或者相对于进气通道侧的另一侧)的唇型密封件107会脱落。由于增压作用会有一个高压施加在图7中左侧(进气通道侧)唇型密封件106上。唇型密封件106上的唇型部分111朝着滚动轴承的内侧(容纳多个钢珠105的空间)向上卷曲并使滚动轴承内的压力升高。压力同样作用在齿轮盖侧的唇型密封件107上。外侧唇型密封件107的唇形部分112朝着滚动轴承的外侧卷曲且齿轮盖侧的唇形密封件117会从滚动轴承上脱落。这样，问题就产生了。
齿轮盖侧的唇型密封件107最初起着防止外来杂质例如灰尘或者湿气进入滚动轴承或者防止滚动轴承内部的润滑油向外渗漏的作用。因此，若齿轮盖侧的唇型密封件107从滚动轴承上脱落，则会引起外来杂质例如灰尘或湿气进入滚动轴承内或者滚动轴承内的润滑油外漏的问题。
象上述唇形密封件脱落现象一样，当下述表达式(1)成立时会产生唇形密封件脱落的问题。
PB＞PC+α，  (1)
在表达式(1)中，PB代表孔径内压力(在进气通道侧)，PC为齿轮盖侧的压力(大气压，1个atm)而α为一确定值。当下述表达式(2)成立时唇形密封件脱落的问题也会产生。
QB＞QC，  (2)
在表达式(2)中，QC代表当滚动轴承内的压力(内压)为P时的齿轮盖侧漏出气体的流速，QB是根据压差(PB-P)在孔侧漏出气体的流速。
相反，当满足下面表达式(3)时，可以防止唇形密封件脱落。
QB≤QC，  (3)
上述事实是通过试验确定的。压力P是在齿轮盖侧(外侧)的唇形密封件脱落时的内压。
在本实施例中，为了防止孔壁侧(进气通道侧)的唇形密封件44的唇形部分55由于增压作用而变形向上卷曲，唇形部分55的运动受到内圈41的外圆表面上台阶部分(止挡部分)51的限制，即使是在高于大气压的增压高压作用在第一唇形密封件44上且第一唇形密封件44的唇形部分55朝着滚动轴承4的内部或者朝着钢珠43侧移动的情况下。从而，第一唇形密封件44的唇形部分55由于增压作用而产生的变形卷曲被抑制了。因此，可以防止滚动轴承内部的压力升高。
因此，在齿轮盖侧的第二唇形密封件45的唇形部分57也不会向滚动轴承4的外侧卷曲，所以可以防止齿轮盖侧的第二唇形唇形密封件45从滚动轴承4上脱落。因而，可以避免外来杂质如灰尘或湿气进入滚动轴承4内部或避免滚动轴承4内的润滑油外漏。
(第二实施例)
下面，将在图3的基础上介绍根据第二实施例的滚动轴承4。
在本实施例中，取消了滚动轴承4的内圈41的外圆表面上台阶部分(止挡部分)51、52。一侧(孔侧，进气通道侧)的受到来自轴向另一侧的高压(增压)的第一唇形密封件44的唇形部分55的刚度被设为高于一侧(齿轮盖侧，外侧)的受到来自轴向另一侧的低压(大气压)的第二唇形密封件45的唇形部分57的刚度。这种结构可以通过相对于唇形部分57增加唇形部分55的轴向厚度或者相对于唇形部分57提高唇形部分55的材料的刚度来实现，从而使内圈41的外圆表面与唇形部分55之间的压力增大。
在这种情况下，即使有来自轴向一侧的高压(增压)作用在具有较高刚度的第一唇形密封件44上，滚动轴承4内的压力，或者钢珠容纳部分(滚动元件容纳部分)内的压力，可以通过从具有较低刚度的第二唇形密封件45处外泄气体而降低。从而，具有较低刚度的第二唇形密封件45的唇形部分55可以防止变形卷曲，所以可以避免齿轮盖侧的第二密封件45从滚动轴承上脱落。
(第三实施例)
下面，将在图4的基础上介绍根据第三实施例的滚动轴承4。
在本实施例中，第一实施例中的滚动轴承4在孔侧(进气通道侧)的第一唇形密封件44唇形部分55的刚度被设为高于齿轮盖侧(外侧)的第二唇形密封件45唇形部分57的刚度。在这种情况下，第一、第二实施例的功能和效果都可以实现。
(第四实施例)
下面，将在图5的基础上介绍根据第四实施例的滚动轴承。
在本实施例中，取消了第三实施例中的滚动轴承4的内圈41上的台阶部分52，且该侧(齿轮盖侧，外侧)的受到来自轴向另一侧的低压的第二唇形密封件45具有与现有技术相同的结构。更具体地，一侧(孔侧，进气通道侧)的受到来自轴向一侧的高压(增压)的第一唇形密封件44的唇形部分55的刚度被设为高于一侧(齿轮盖侧，外侧)的受到来自轴向另一侧的低压(大气压)的第二唇形密封件45的唇形部分57的刚度。
(改进型)
在上述实施例中，涡轮增压器被作为增压装置使用来提高进气的进气压使其高于大气压并提供高密度空气给气缸。同样，也可以使用增压器来作为增压装置。
在将节气门控制装置应用于没有无增压装置的内燃机时，进气通道内的压力变为一个低于大气压的负压(进气管负压)且图1所示的右侧地压力高于左侧的压力。在这种情况下，第一和第二唇形密封件44、45应当互换。
在上述实施例中，霍尔元件13被作为非接触式探测元件使用。同样地，霍尔电容(hall IC)、磁阻元件和类似物均可以用作非接触式探测元件。在上述实施例中，分离式永磁铁11被用作磁场源。同样地，圆柱形永磁铁也可以用作磁场源。
在上述实施例中，整体成型在节气门体1孔壁部分15的外壁表面上的齿轮箱8是由金属材料如铸铝制成。同样，也可以用树脂材料制成单独个体的齿轮箱8。同样地，齿轮箱8可以用树脂材料整体成型在以树脂材料制成的节气门体1的孔壁部分15外壁表面上。同样，也可以没有齿轮箱8和齿轮盖9。可以在齿轮箱8的连接端面和齿轮盖9的连接端面间设置一个通风孔来使齿轮箱8和齿轮盖9的齿轮容纳部分与外部相通，从而可以降低齿轮容纳部分和外部之间的压差。
在上述实施例中，本发明适用于滚动轴承4，其将节气门轴3转动地保持在电控型节气门控制装置的节气门体1的轴承容纳部分上，该控制装置用驱动马达(致动器)2来驱动节气门轴2旋转。同样，本发明也适用于将节气门轴转动保持在内燃机节气门装置的节气门体1的轴承容纳部分16上的滚动轴承4。在这种情况下，可以用通过钢丝绳机械连接油门踏板的杠杆部分来替代动力传递装置例如在节气门轴3一端上的阀齿轮21和驱动马达7。在这种情况下油门的踩下程度同样可以传递到节气门2和节气门轴3处。
在上述实施例中，本发明的滚动轴承适用于将节气门轴3转动保持在节气门体1的轴承容纳部分16上的滚动轴承4(电控型节气门控制装置或者内燃机节气门装置的轴承装置)。同样，本发明的滚动轴承也可以用来将一个轴转动保持在一个固定元件例如一个转动装置(比如电动机，发电机，压缩机，泵，风扇，或者类似物)壳体的轴承容纳部分上。同样，本发明的滚动轴承也可以用来将一个轴转动保持在一个固定元件例如壳体或者一个动力传输装置(例如，齿轮变速箱)的转动元件上，该装置是用来将驱动源的如内燃机或者驱动马达的旋转力传递给被驱动元件例如轮子的。本发明的滚动装置还可以用来将轴，其支撑在行星齿轮架上，转动保持在多个转动元件，例如布置在行星式齿轮结构中的太阳齿轮周围的行星小齿轮，的轴承容纳部分上。
本发明不仅仅限于上述公开的实施例，而可以用不脱离本发明宗旨的多种方式实现。

Claims (7)

1.一种滚动轴承(4)，用于在其内圈(41)和外圈(42)的两个轨道圈(41，42)之间容纳有多个滚动元件(43)和用来将轴(3)转动保持到一个固定元件或者一个转动元件的轴承容纳部分(16)上，多个滚动元件(43)在内圈(41)和外圈(42)的轨道表面间(48、49)滚动，其特征在于：
两密封件(44、45)位于两轨道圈(41、42)之间，并且两密封件(44、45)沿着轴承(4)的轴向方向设置在滚动元件(43)的两侧，以及
在两轨道圈(41、42)中至少一个上具有止挡部分(51、52)，以限制两密封件(44、45)中的承受到相对高压力的密封件(44、45)向滚动元件(43)移动，其中
所述止挡部分(51、52)由台阶部分和端面设置，所述台阶部分大体上平行于所述轴向方向、由内圈(41)的外圆表面或外圈(42)的内圆表面限定，以及所述端面从内圈(41)的外圆表面或外圈(42)的内圆表面大体上垂直于所述轴向方向延伸，
所述密封件(44、45)形成有唇型部分(55、57)，所述唇型部分(55、57)分别沿所述轴向方向从所述密封件(44、45)的边缘突出，以及
所述密封件(44、45)中的一个的唇型部分(55、57)沿轴向方向与所述止挡部分(51、52)的端面接触，以便当所述密封件(44、45)中的所述一个从所述轴向方向的一侧受到相对高的压力时阻止所述密封件(44、45)中的所述一个朝向滚动元件(43)发生卷曲。
2.如权利要求1所述的滚动轴承(4)，其特征在于
在滚动轴承(4)中，受到来自轴向一侧的相对高压的密封件(44、45)的刚度高于受到来自轴向另一侧的相对低压的密封件(44、45)的刚度。
3.如权利要求2所述的滚动轴承(4)，其特征在于
与所述密封件(44、45)中的另一个的唇型部分(55、57)的轴向厚度相比，所述密封件(44、45)中的一个的唇型部分(55、57)的轴向厚度被增加。
4.如权利要求2所述的滚动轴承(4)，其特征在于
与所述密封件(44、45)中的另一个的唇型部分(55、57)的材料刚度相比，所述密封件(44、45)中的一个的唇型部分(55、57)的材料刚度被增加。
5.如权利要求1所述的滚动轴承(4)，其特征在于
两密封件(44、45)为唇形密封件(44、45)，其由具有加强件(61、62)的橡胶基的环形弹性元件制成并装配在两轨道圈(41、42)之间的环形空隙处，且
当两唇形密封件(44、45)夹在两轨道圈(41、42)间时两唇形密封件(44、45)可在其径向发生弹性变形并密封接触两轨道圈(41、42)，并在接触部分具有唇型部分(55、57)可滑动地至少与内圈(41)接触。
6.一种用于内燃机的节气门装置，包括：
节气门体(1)，用于提供进气通道来为内燃机内部输送气体；
节气门(2)，其位于进气通道处从而使节气门可以通过打开闭合来调节输送到内燃机内部的进气量；
节气门轴(3)，其支撑节气门(2)并被保持在节气门体(1)的轴承容纳部分(16、17)上；和
滚动轴承(4)，用于在内圈(41)和外圈(42)的两个轨道圈(41，42)之间容纳有多个滚动元件(43)和用来将轴(3)转动保持到节气门体(1)的轴承容纳部分(16)上，多个滚动元件(43)在内圈(41)和外圈(42)的轨道表面间(48、49)滚动，其特征在于：
滚动轴承(4)包括两密封件(44、45)，所述密封件位于两轨道圈(41、42)之间，并且两密封件(44、45)沿着滚动轴承(4)的轴向方向设置在滚动元件(43)的两侧，且
滚动轴承(4)包括在两轨道圈(41、42)中的至少一个上的止挡部分(51、52)，以限制两密封件(44、45)中的至少受到相对高压的密封件(44、45)向滚动元件(43)移动，其中
所述止挡部分(51、52)由台阶部分和端面设置，所述台阶部分大体上平行于所述轴向方向由内圈(41)的外圆表面或外圈(42)的内圆表面限定，以及所述端面从内圈(41)的外圆表面或外圈(42)的内圆表面大体上垂直于所述轴向方向延伸，
所述密封件(44、45)形成有唇型部分(55、57)，所述唇型部分(55、57)分别沿所述轴向方向、从所述密封件(44、45)的边缘突出，以及
所述密封件(44、45)中的一个的唇型部分(55、57)沿轴向方向与所述止挡部分(51、52)的端面接触，以便当所述密封件(44、45)中的所述一个从所述轴向方向的一侧受到相对高的压力时阻止所述密封件(44、45)中的所述一个朝向滚动元件(43)发生卷曲。
7.如权利要求6所述的节气门装置，其特征在于：
内燃机包括一个位于沿进气流向的节气门(2)的上游的增压装置，其用来提高进气的进气压使其高于大气压并提供高密度空气给内燃机气缸，和
具有较高刚度的密封件(44、45)位于滚动元件(43)沿轴向的进气通道侧。
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