CN103968035B - 带有整体衬套的扇形齿轮 - Google Patents

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Abstract

一种具有整体式扇形齿轮的节气门本体，包括扇形齿轮部件、衬套以及插入件，衬套与扇形齿轮部件整体形成以使衬套和扇形齿轮部件是单个部分，其中衬套和扇形齿轮在插入件的周围形成。插入件包括第一臂和第二臂，插入件能配置成与扇形齿轮和衬套一起形成以适于用于节气门本体的一个或多个封装要求。

Description

带有整体衬套的扇形齿轮
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月27日提交的美国临时申请号61/730279的权益。上述申请的公开内容通过参考引入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用作节气门本体组件的一部分的扇形齿轮，其中扇形齿轮与衬套整体形成并且用于将节气门本体组件的其他部件紧固在一起。
背景技术
节气门本体通常用于各种类型车辆中的内燃发动机以控制发动机工作期间流动到发动机中的空气量。在不同尺寸的发动机上使用各种尺寸的节气门本体以控制空气流。
通常的节气门本体包括壳体，所述壳体带有用于允许空气流动穿过的至少一个通道。在通道中设置用于控制空气流的阀。阀的位置通常由马达控制，所述马达用于将阀定位在打开位置、闭合位置和其之间的任何位置之间。旋转力从马达传递以操作所述阀。
然而，用来构造节气门本体的一些部件增加了节气门本体组件的成本。因此，存在降低用于构造节气门本体的部件数量以及降低成本的需要。
发明内容
本发明是一种整体形成的扇形齿轮和衬套，其二者均在插入件周围整体形成。插入件装配到轴，扇形齿轮是用于旋转所述轴的齿轮箱的一部分，并在打开位置和闭合位置之间改变阀本体中的阀。
在一个实施例中，本发明包括扇形齿轮、衬套、以及插入件；衬套与扇形齿轮整体形成以使衬套和扇形齿轮是单个部件，其中衬套和扇形齿轮在插入件的周围形成。插入件包括第一臂和第二臂，并且插入件能配置成与扇形齿轮和衬套一起形成以适于用于节气门本体的一个或多个封装要求。
具有多个齿轮的齿轮箱连接到节气门本体，扇形齿轮是所述多个齿轮的一部分并定位在齿轮箱中。节气门本体还包括壳体部分、形成为壳体部分的一部分的端口、以及轴，所述轴延伸穿过壳体部分以使轴的一部分设置在端口中。轴的一部分连接到所述多个齿轮中的至少一个并由其旋转。阀装配到轴以使阀设置在端口中，所述多个齿轮用于旋转所述轴并在打开位置、闭合位置和其之间的任何位置之间改变所述阀。
扇形齿轮包括材料已经移除的第一部段，以及材料已经移除的第二部段。当插入件与扇形齿轮和壳体一起形成时第一臂和第二臂均延伸穿过第一部段或第二部段中的一个。取决于节气门本体的封装要求，扇形齿轮和插入件能在右手配置和左手配置之间配置。当插入件和扇形齿轮配置为左手配置时第一臂延伸穿过第一部段并且第二臂延伸穿过第二部段。当插入件和扇形齿轮配置为右手配置时第一臂延伸穿过第二部段并且第二臂延伸穿过第一部段。
根据下文中提供的详细说明，本发明的另外可应用领域将变得明显。应理解的是，详细说明和具体示例，虽然表示本发明的优选实施例，但是仅旨在阐释之目的，不是旨在限制本发明的范围。
附图说明
根据详细说明以及附图，本发明将更为全面地理解，其中：
图1是根据本发明实施例的具有左手配置的节气门本体的立体图；
图2是根据本发明实施例的具有左手配置的节气门本体的截面图；
图3是根据本发明实施例的具有左手配置的扇形齿轮的立体图；
图4是根据本发明实施例的具有右手配置的节气门本体的立体图；
图5是根据本发明实施例的具有右手配置的节气门本体的截面图；以及
图6是根据本发明实施例的具有右手配置的扇形齿轮的立体图。
具体实施方式
优选实施例的如下说明本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本发明、其应用、或使用。
图1中总体以10示出了具有根据本发明的整体式扇形齿轮的节气门本体。节气门本体10包括具有端口14的壳体部分12，所述端口14允许空气流动穿过。致动器连接到壳体部分12，所述致动器在本实施例中是电动马达。电动马达16连接到齿轮箱，总体以18示出。齿轮箱18机械地连接到轴20，所述轴20延伸穿过壳体部分12。阀装配到轴20以使阀设置在端口14中。更为特殊地，阀在本实施例中是阀板22，所述阀板22能在打开位置、闭合位置和其之间的任何位置之间移动。
轴20延伸到壳体部分12之外并延伸到齿轮箱18中。多个齿轮设置在齿轮箱18中。所述多个齿轮中的至少一个装配在轴20的端部上。更为特殊地，在轴20的端部部分（总体以26示出）上装配有扇形齿轮24。轴20延伸穿过轴承凸台28，所述轴承凸台28形成为壳体部分12的部分。轴承凸台28包围轴承30，所述轴承30允许轴20相对于轴承凸台28和壳体部分12旋转。
扇形齿轮24包括整体形成为扇形齿轮24的一部分的衬套32，以使扇形齿轮24和衬套32形成为单个部件。扇形齿轮24还包括插入件34，所述插入件34具有孔36，轴20延伸穿过所述孔36，如图2-3和5-6中所示。轴20、扇形齿轮24、衬套32、以及插入件34全部围绕轴线56旋转。齿轮部段38形成为扇形齿轮24的一部分，所述齿轮部段38由连接到马达16并由马达16驱动的对应的齿轮驱动旋转。齿轮24还包括材料已经移除的两个部段。存在第一部段40和第二部段42（在图3和5中最优地可见），第一部段40沿着扇形齿轮24的与齿轮部段38相同的部分定位。插入件34由金属（例如但是不限于钢或铝）制作，在制造过程期间衬套32和扇形齿轮24一起整体形成以包围插入件34。
插入件还包括第一臂44和第二臂46。在图中所示的实施例中，第一臂44比第二臂46长，但是每个臂44、46可以使用其他长度，这处在本发明的范围内。每个臂44、46实质上平行于轴线56延伸。在图2-3中，第一臂44延伸穿过第一部段40，第二臂46延伸穿过第二部段42。臂44、46的每个部分地包围弹簧48，弹簧48定位在形成为扇形齿轮24的一部分的脊部50和形成为第二衬套54的一部分的内部凸缘52之间，并与其接触。弹簧48还部分地包围衬套32，衬套32用以防止弹簧46触碰轴20。
在工作期间，马达16驱动并因此旋转所述多个齿轮，所述多个齿轮中的一个是扇形齿轮24，其继而旋转所述轴20和阀板22，直至阀板22处在要求位置。阀板22的位置控制穿过端口14的空气流。各种发动机具有不同的封装限制，马达16和齿轮箱18可以相对于壳体部分12不同取向以补偿这些不同的封装限制。在图1-3中所示的实施例中，节气门本体10（以及更为特殊地马达16和齿轮箱18）配置为“左手”的马达16和齿轮箱18的组合。在图2和3中，扇形齿轮24也配置为“左手”的扇形齿轮24，其中第一臂44延伸穿过第一部段40，第二臂46延伸穿过第二部段42。
如图4-6所示，节气门本体10还配置为“右手”的节气门本体10，以使马达16和齿轮箱18配置为“右手”的齿轮箱。在本实施例中，整体形成的扇形齿轮24和衬套32是“右手”的扇形齿轮24和衬套32的组合。用于右手配置的扇形齿轮24实质上与用于左手配置的扇形齿轮24形状相同。对于右手配置和左手配置二者，插入件34也实质上形状相同。然而，在图5-6中所示的插入件34相对于扇形齿轮24的位置与在图2-3中所示的插入件34相对于扇形齿轮24的位置不同。
在图5-6中，插入件34相对于在图2-3中所示的插入件34的位置旋转180o，并定位成使得第一臂44延伸穿过第二部段42，第二臂46延伸穿过第一部段40。这允许插入件34以及整体形成的扇形齿轮24和衬套32对于右手配置取向，并因此允许节气门本体10适合各种发动机封装要求。
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，因而，没有偏离本发明主旨的变型旨在处于本发明的范围内。这种变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种扇形齿轮部件，所述扇形齿轮部件包括：
齿轮构件；
与齿轮构件整体形成的第一衬套；以及
插入件；
轴，插入件安装在所述轴上，从而在齿轮构件、第一衬套和插入件旋转时，所述轴旋转；
与齿轮构件整体形成的脊部，所述脊部约束第一衬套；
带有内部凸缘的第二衬套，所述内部凸缘形成为第二衬套的一部分；
弹簧，定位在脊部和内部凸缘之间，并与其接触，弹簧部分地包围第一衬套，第一衬套用以防止弹簧触碰轴；
其中，所述扇形齿轮部件配置用于右手配置和左手配置两者，所述插入件相对于所述齿轮构件的位置能够改变，以使扇形齿轮部件是右手配置或左手配置，在右手配置中插入件相对于第一衬套的位置不同于在左手配置中插入件相对于第一衬套的位置。
2.如权利要求1所述的扇形齿轮部件，其中，扇形齿轮部件装配在节气门本体中。
3.如权利要求2所述的扇形齿轮部件，节气门本体还包括：
壳体部分；
形成为壳体部分的一部分的端口；以及
设置在端口中的阀；
其中，阀连接到扇形齿轮部件以使扇形齿轮部件用来在打开位置和闭合位置之间改变阀。
4.如权利要求3所述的扇形齿轮部件，其中，所述轴的一部分延伸到所述端口中；
其中，阀装配到所述轴，并且所述轴将阀在打开位置和闭合位置之间移动。
5.如权利要求4所述的扇形齿轮部件，阀还包括板，所述板装配在轴上以使所述板设置在所述端口中。
6.如权利要求2所述的扇形齿轮部件，节气门本体还包括：
连接到壳体部分的齿轮箱；以及
设置在齿轮箱中的多个齿轮，扇形齿轮部件是所述多个齿轮中的一个；
其中，所述多个齿轮用于旋转所述轴并在打开位置、闭合位置和其之间的任何位置之间改变阀。
7.如权利要求1所述的扇形齿轮部件，还包括：
形成为插入件的一部分的第一臂；以及
形成为插入件的一部分的第二臂；
其中，第一臂和第二臂平行于扇形齿轮部件的旋转轴线。
8.如权利要求7所述的扇形齿轮部件，还包括：
形成为齿轮构件的一部分的第一部段；以及
形成为齿轮构件的一部分的第二部段；
其中，在插入件与扇形齿轮和第一衬套一起形成时，第一臂和第二臂中的每个延伸穿过第一部段或第二部段中的一个。
9.如权利要求8所述的扇形齿轮部件，其中，当插入件和扇形齿轮处在左手配置时，第一臂延伸穿过第一部段，并且第二臂延伸穿过第二部段。
10.如权利要求8所述的扇形齿轮部件，其中，当插入件和扇形齿轮处在右手配置时，第一臂延伸穿过第二部段，并且第二臂延伸穿过第一部段。
11.如权利要求7所述的扇形齿轮部件，其中，第二臂比第一臂短。
12.一种整体形成的扇形齿轮，包括：
扇形齿轮；
与扇形齿轮整体形成的第一衬套；
插入件，第一衬套和扇形齿轮在插入件周围形成；
轴，插入件安装在所述轴上，从而在扇形齿轮、第一衬套和插入件旋转时，所述轴旋转；
与扇形齿轮整体形成的脊部，所述脊部约束第一衬套；
带有内部凸缘的第二衬套，所述内部凸缘形成为第二衬套的一部分；
弹簧，定位在脊部和内部凸缘之间，并与其接触，弹簧部分地包围第一衬套，第一衬套用以防止弹簧触碰轴；
形成为插入件的一部分的第一臂；以及
形成为插入件的一部分的第二臂；
其中，插入件以多种配置与扇形齿轮和第一衬套一起形成以适于用于一个或多个封装要求，且所述扇形齿轮配置用于右手配置和左手配置两者，所述插入件相对于所述扇形齿轮的位置能够改变，以使扇形齿轮部件是右手配置或左手配置，在右手配置中插入件相对于第一衬套的位置不同于在左手配置中插入件相对于第一衬套的位置。
13.如权利要求12所述的整体形成的扇形齿轮，还包括：
具有多个齿轮的齿轮箱，扇形齿轮是所述多个齿轮的一部分并定位在齿轮箱中；以及
节气门本体，其中，齿轮箱连接到节气门本体。
14.如权利要求13所述的整体形成的扇形齿轮，节气门本体还包括：
壳体部分；
形成为壳体部分的一部分的端口；
轴，所述轴延伸穿过壳体部分以使所述轴的一部分设置在端口中，所述轴的一部分连接到所述多个齿轮中的至少一个并由其旋转；以及
阀，所述阀装配到所述轴以使阀设置在端口中；
其中，所述多个齿轮用于旋转所述轴并在打开位置、闭合位置和其之间的任何位置之间改变阀。
15.如权利要求12所述的整体形成的扇形齿轮，扇形齿轮还包括：
材料已经移除的第一部段；以及
材料已经移除的第二部段，其中，在插入件与扇形齿轮和第一衬套一起形成时，第一臂和第二臂中的每个延伸穿过第一部段或第二部段中的一个。
16.如权利要求15所述的整体形成的扇形齿轮，其中，当插入件和扇形齿轮配置为左手配置时，第一臂延伸穿过第一部段，并且第二臂延伸穿过第二部段。
17.如权利要求15所述的整体形成的扇形齿轮，其中，当插入件和扇形齿轮配置为右手配置时，第一臂延伸穿过第二部段，并且第二臂延伸穿过第一部段。
18.如权利要求12所述的整体形成的扇形齿轮，其中，第二臂比第一臂短。
19.一种整体形成的扇形齿轮，包括：
扇形齿轮；
与扇形齿轮整体形成的第一衬套；
插入件，第一衬套和扇形齿轮在插入件的周围整体形成；
轴，插入件安装在所述轴上，从而在扇形齿轮、第一衬套和插入件旋转时，所述轴旋转；
与扇形齿轮整体形成的脊部，所述脊部约束第一衬套；
带有内部凸缘的第二衬套，所述内部凸缘形成为第二衬套的一部分；
弹簧，定位在脊部和内部凸缘之间，并与其接触，弹簧部分地包围第一衬套，第一衬套用以防止弹簧触碰轴；
形成为插入件的一部分的第一臂；
形成为插入件的一部分的第二臂；
形成为扇形齿轮的一部分的第一部段；以及
形成为扇形齿轮的一部分的第二部段；
其中，第一衬套和扇形齿轮以右手配置与插入件整体形成以使第一臂延伸穿过第二部段并且第二臂延伸穿过第一部段，或者第一衬套和扇形齿轮以左手配置与插入件整体形成以使第一臂延伸穿过第一部段并且第二臂延伸穿过第二部段，在右手配置中插入件相对于第一衬套的位置不同于在左手配置中插入件相对于第一衬套的位置。
20.如权利要求19所述的整体形成的扇形齿轮，其中，扇形齿轮用作节气门本体的部分。
21.如权利要求20所述的整体形成的扇形齿轮，节气门本体还包括：
壳体部分；
形成为壳体部分的一部分的端口；
齿轮箱，其具有多个齿轮以使扇形齿轮是所述多个齿轮中的一个，齿轮箱连接到壳体部分；
轴，所述轴延伸穿过壳体部分以使所述轴的一部分设置在端口中，并且所述轴的一部分连接到扇形齿轮并由其旋转；以及
板，其装配到所述轴以使所述板设置在端口中；
其中，当所述轴旋转时，所述板在打开位置和闭合位置之间移动。
22.如权利要求19所述的整体形成的扇形齿轮，其中，第二臂比第一臂短。
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