CN104791390A - 驱动力传递设备 - Google Patents

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Abstract

耦连单元包括输出齿轮(6)、耦连器(7)和橡胶缓冲器(8)。耦连器(7)的第二可旋转轴部(61)包括从第二可旋转轴部(61)的外周面沿径向向外突出的弹性突出部(91)。所述弹性突出部(91)在所述弹性突出部(91)沿形成于所述输出齿轮(6)的第一可旋转轴部(54)中的通孔(55)的凹陷凹槽(81)的深度侧移动期间在将所述第二可旋转轴部(61)适配在所述通孔(55)中时沿所述径向弹性地向内变形。当所述弹性突出部(91)从所述通孔(55)突出时，所述弹性突出部(91)弹性地向外复位并且接合于第一可旋转轴部(54)的接合部(87)从而限制第二可旋转轴部(61)从所述通孔(55)的移除。

Description

驱动力传递设备
技术领域
本发明涉及一种将电动机的驱动力传递至被驱动对象的轴的驱动力传递设备。
背景技术
已知的进气系统包括进气控制阀(以下称为翻转控制阀(tumblecontrol valve))和致动器以控制供至具有多个汽缸的内燃发动机的进气。翻转控制阀产生在每个汽缸的燃烧室内绕着垂直于汽缸轴线的轴线流动的进气涡流(滚动气流(tumble flow))，因此燃烧室内的燃烧效率被提高从而改善了燃料消耗和发动机的尾气排放(例如改进了HC减少效果)。致动器驱动用作翻转控制阀的阀元件的翻转阀。
如图13所示，翻转控制阀包括进气歧管1、多个翻转阀3、阀轴4和轴承装置(油封9，轴承10)。进气歧管1形成与发动机的每个汽缸的燃烧室连通的流道。每个翻转阀3开启和关闭相应的流道。阀轴4连接于翻转阀3从而与翻转阀3一体地旋转。轴承装置(油封9，轴承10)沿阀轴4的旋转方向以可滑动的方式支承阀轴4。
进气歧管(intake manifold)1包括稳压罐和多个进气支管管道(intake branch conduits)。稳压罐包括多个进气出口。进气支管管道连接于稳压罐的相应进气出口。
在每个进气支管管道中，分隔件13(例如分隔壁)将进气支管管道的内部空间(进气支管流道)分隔为第一进气支管流道11和第二进气支管流道12。
第一进气支管流道11和第二进气支管流道12形成与发动机的相应汽缸的燃烧室连通的流道。
致动器包括电动机(即，电动马达，以下仅称为马达)M、减速机构和驱动力传递设备。马达M产生驱动翻转阀3的旋转驱动力。减速机构降低从用作马达M的输出轴的马达轴5传递的转速。驱动力传递设备将马达M的旋转驱动力传递至翻转控制阀的阀轴4。
减速机构包括蜗轮14、螺旋齿轮15、小齿轮(pinion gear)16和输出齿轮6。蜗轮14连接于马达轴5从而与马达轴5一体地旋转。螺旋齿轮15与蜗轮14接合即啮合并且被蜗轮14所旋转。小齿轮16和螺旋齿轮15被沿着共同轴线设置。输出齿轮17与小齿轮16啮合并且被小齿轮16所旋转。此外，螺旋齿轮15和小齿轮16被齿轮轴20的外周面可旋转地支承，所述齿轮轴沿垂直于马达轴5的转动轴线方向的方向延伸。
驱动力传递设备包括输出齿轮(用作第一可旋转构件)17、齿轮轴耦连器(用作第二可旋转构件)18和橡胶缓冲器(减振构件)19(例如参见对应于US 2013/0035192A1的JP2013-050207A)。输出齿轮17和齿轮轴耦连器(以下仅称为耦连器)18沿共同的转动轴线设置并且可相对彼此旋转。橡胶缓冲器19由橡胶状弹性材料制成并且可绕着驱动力传递设备的转动轴线沿扭曲方向弹性地变形。
输出齿轮17包括多个主突出部(以下称为主分隔件)，并且耦连器18包括多个次突出部(以下称为次分隔件)。主突出部和次突出部可选地沿周向绕着转动轴线依次设置。
橡胶缓冲器19包括主弹性体和次弹性体。每个主弹性体被放置在沿周向彼此邻近地放置的相应主分隔件与相应次分隔件之间。每个次弹性体被放置在沿周向彼此邻近地放置的相应主分隔件与相应次分隔件之间。沿周向放置为彼此邻近的相应主弹性体和相邻的次弹性体通过主桥接部彼此连通。沿周向彼此邻近地放置的相应次弹性体和相邻的主弹性体通过次桥接部彼此连通。
JP 2013-050207A(对应于US 2013/0035192A1)公开了两种类型的驱动力传递设备(称为第一和第二现有技术)。
第一现有技术的驱动力传递设备的输出齿轮17包括齿轮齿形成部53、第一轴部(未示出)和倾斜凹槽(未示出)。齿轮齿形成部53被构造为圆筒形管状形式并且与小齿轮16可接合。第一轴部被构造为圆筒形管状形式并且位于齿轮齿形成部53的径向内侧上从而沿输出齿轮17的轴向延伸。倾斜凹槽被构造为螺旋形形式(偏斜形式)并且形成于第一轴部的内周面中(更具体地说是贯穿第一轴部的通孔的孔壁表面)。
此外，第一现有技术的耦连器18包括第二轴部和接合销。第二轴部适配在输出齿轮17的第一轴部的通孔中。接合销从第二轴部的远端部的外周面突出。
通孔贯穿第一轴部的内部以使耦连器18的第二轴部可从第一轴部的一端侧(插入侧)朝第一轴部的另一端侧插入所述通孔。所述通孔沿第一轴部的中心轴线延伸。
现在，将简要地描述第一现有技术的驱动力传递设备的组装工艺。
首先，在橡胶缓冲器19被安装于输出齿轮17的状态下，在耦连器18的第二轴部安装于输出齿轮17的通孔中时，耦连器18的接合销从倾斜凹槽的开始端移至终端，使得耦连器18的接合销移动穿过倾斜凹槽。
此时，橡胶缓冲器19的主弹性体和次弹性体使输出齿轮17相对于耦连器18旋转，使得橡胶缓冲器19在绕着驱动力传递设备的转动轴线的扭曲方向上弹性地变形。
随后，当接合销移动超出倾斜凹槽时，主和次弹性体每个都被弹性地复位至其原始形态，使得输出齿轮17沿与橡胶缓冲器19的主、次弹性体的扭曲方向相反的方向相对于耦连器18旋转。藉此，接合销返回至一位置，在该位置，在通孔的处于通孔的与插入侧相反的一侧处的开口边缘部中形成的接合部能与所述接合销接合。
这样，接合销能限制输出齿轮17和橡胶缓冲器19相对于耦连器18的移动。藉此，可在运输时、部件组装时或驱动力传递设备工作时限制驱动力传递设备的部件的无意地拆开或无意地位置偏差。
接下来，将描述第二现有技术的驱动力传递设备。适配在输出齿轮17的通孔中的第二轴部形成于第二现有技术的驱动力传递设备的耦连器18中。多个弹性接合件(扣合部)形成于第二轴部的远端侧中。在通孔中移动时弹性接合件弹性地径向向内变形。随后，当弹性接合件移动超出通孔时，弹性接合件弹性地复位。藉此，弹性接合件与在与插入侧相反的相反侧处形成于通孔的开口边缘部中的接合部接合。
此时，输出齿轮17被橡胶缓冲器19的相应主、次弹性体的弹性复位力朝向与通孔的插入侧相反的一侧推动，使得每个弹性接合件的接合部分始终接触形成于通孔的开口边缘部中的接合部。藉此，能限制输出齿轮17和橡胶缓冲器19沿驱动力传递设备的转动轴线方向相对于耦连器18的移动，因此限制了驱动力传递设备的无意拆开。
在第一现有技术的驱动力传递设备中，当致动器运行后被停止并且在寒冷环境中处于橡胶缓冲器19被扭曲的扭曲状态下时，橡胶缓冲器19被硬化同时维持扭曲状态。此时，当耦连器18的接合销移至输出齿轮17的在将输出齿轮17和耦连器18适配在一起时使用的通孔的终端时，接合销可能从形成于通孔的开口边缘部中的接合部脱离并且当施加在启动发动机时产生的振动时可能进入通孔内部。当接合销进入通孔内部时，小齿轮16与输出齿轮17之间的接合状态改变。这将导致输出齿轮17产生过量的应力从而不利地引起输出齿轮17的输出齿轮齿的断裂或输出齿轮17寿命的减少。
此外，在第二现有技术的驱动力传递设备中，为了限制由低温和振动所致的弹性接合件的分离，使用扣合结构。然而，由于扣合结构，减小了可旋转轴部的刚性。因此，当转矩被施加于输出齿轮时，弹性接合件不能承受施加的力而倾斜。因此，小齿轮16与输出齿轮之间的齿接触面将改变。
例如，由于每个输出齿轮齿的接触面面积的减少可产生过大的应力。此外，由于小齿轮的小齿轮齿面相对于输出齿轮的输出齿轮齿面的线-线接触改变为小齿轮的小齿轮齿面相对于输出齿轮的输出齿轮齿面的点-点接触，可产生过大的应力。当产生过大的应力时，将不利地引起输出齿轮17的输出齿轮齿的断裂或输出齿轮17寿命的减少。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷。因此，本发明的一个目的是提供一种驱动力传递设备，其能够限制对第一可旋转构件的齿轮齿形成部产生过大应力从而限制第一可旋转构件的齿轮齿的断裂和第一可旋转构件寿命的减少。
根据本发明，提供了将电动机的驱动力传递至被驱动对象的轴的驱动力传递设备。所述驱动力传递设备包括第一可旋转构件、第二可旋转构件和减振构件。第一可旋转构件包括齿轮齿形成部，所述齿轮齿形成部被构造为管状形式且可与当接收到所述电动机的驱动力时旋转的马达侧齿轮接合。第二可旋转构件在所述轴与第一可旋转构件之间耦连以使所述轴和第一可旋转构件能够一体旋转。减振构件由橡胶状弹性材料制成。减振构件被放置在所述第一可旋转构件与所述第二可旋转构件之间并且沿绕着所述第一可旋转构件和所述第二可旋转构件的转动轴线的扭曲方向可弹性地变形。第一可旋转构件包括第一轴部和通孔。第一轴部被构造为管状形式并且沿所述第一可旋转构件的所述转动轴线方向延伸。第一轴部位于齿轮齿形成部的径向内侧上。所述通孔贯穿所述第一轴部从而沿所述第一可旋转构件的所述转动轴线方向在所述第一轴部的一端面与另一端面之间连通。第二可旋转构件包括沿第二可旋转构件的转动轴线方向从通孔的一端侧向另一端侧适配在通孔中的第二轴部。所述第二轴部包括从所述第二轴部的位于所述第二轴部的与所述第二轴部的一端侧相反的另一端侧处的外周面沿着与所述第二可旋转构件的所述转动轴线的方向垂直的径向向外突出的弹性突出部，所述通孔的所述一端侧被放置在所述第二轴部的一端侧处。在将第二轴部适配在通孔中时，至少在弹性突出部沿通孔的另一端侧移动期间弹性突出部沿径向向内弹性地变形。在将所述第二轴部适配在所述通孔中时，当穿过所述通孔之后所述弹性突出部弹性地向外复位并且与所述通孔的在所述第一轴部中所述通孔的所述另一端侧处形成的开口端面相接合。
附图说明
此处描述的附图仅用于说明的目的并且无论如何不意图限制本发明的范围。
图1是根据本发明第一实施例的电致动器的透视图；
图2是根据第一实施例的电致动器的平面图；
图3是根据第一实施例的电致动器的分解透视图；
图4是根据第一实施例的齿轮轴耦连单元(驱动力传递设备)的分解透视图；
图5是根据第一实施例的齿轮轴耦连单元(驱动力传递设备)的透视图；
图6A是示出根据第一实施例的齿轮轴耦连单元(驱动力传递设备)的平面图；
图6B是沿图6A中直线VIB-VIB的横截面图；
图7是根据第一实施例的输出齿轮的透视图；
图8A是根据第一实施例的输出齿轮的平面图；
图8B是沿图8A中直线VIIIB-VIIIB的横截面图；
图9是根据第一实施例的耦连器的透视图；
图10A是第一实施例的耦连器的正视图；
图10B是第一实施例的耦连器的侧视图；
图11是根据本发明第二实施例的输出齿轮的横截面图；
图12是根据本发明第三实施例的耦连器的横截面图；并且
图13是第一和第二现有技术中内燃发动机的进气系统的局部横截面图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的各种实施例。
(第一实施例)
图1-10B示出齿轮轴耦连单元，其中应用根据本发明第一实施例的驱动力传递设备。在下文描述的第一实施例中，为了方便，与上述图13的第一和第二现有技术相同的部件将用与图13相同的附图标记示出。
本实施例的致动器是具有接收于被固定在进气歧管1的支承部2的外壳中的功能部件，支承部2为驱动车辆(例如汽车)的内燃发动机的固定构件。
电致动器包括电动机(以下仅称为马达)M、减速机构和齿轮耦连单元(以下仅称为耦连单元)。马达M产生旋转驱动力(转矩)，其驱动翻转控制阀(特别是翻转控制阀的翻转阀3和阀轴4)以旋转翻转控制阀。减速机构降低从马达M的马达轴5传递的转速。耦连单元通过减速机构将马达M的旋转驱动力传递至翻转阀3的阀轴4。
产生相对于阀轴4沿全开方向(或全闭方向)推动翻转阀3的弹簧力(弹力)的复位弹簧(未示出)被容纳于进气歧管1的内部或电致动器外壳的内部。
此外，耦连单元用作本发明的驱动力传递设备并且是输出齿轮6与翻转控制阀的阀轴4之间耦连的耦连机构，输出齿轮6是减速机构的输出部。
耦连单元包括输出齿轮6、齿轮轴耦连器(以下称为耦连器)7和橡胶缓冲器(用作减振构件)8。输出齿轮6被构造为双圆筒管状形式并且与减速机构的小齿轮16接合或啮合，从而由小齿轮16旋转输出齿轮6。耦连器7在阀轴4与输出齿轮6之间耦连从而使得阀轴4和输出齿轮6能够一体旋转。橡胶缓冲器8由橡胶状弹性材料(弹性体)制成并且被置于输出齿轮6与耦连器7之间。
发动机包括多个汽缸并且形成为多汽缸汽油发动机(直列四缸发动机)，其通过被空气净化器过滤的清洁空气(吸入空气)与从喷射器(燃油喷射阀)喷射出的燃料的气体混合物在每个汽缸的燃烧室内燃烧获得的热能产生输出驱动力。这里，应注意到本发明的发动机不局限于多汽缸汽油发动机并且可选地为多汽缸柴油机。
进气歧管1连接于发动机的每个汽缸的进气口。其中形成进气通道的进气管道连接于进气歧管1的上游端。
排气歧管(未示出)连接于每个汽缸的排气口。其中形成排气通道的排气管道连接于排气歧管的下游端。
进气歧管1例如由合成树脂制成。进气歧管1包括支承部(紧固部)2，电动机M通过多个螺杆(螺钉)21固定于支承部2。多个螺母22嵌件成型在该支承部2中。
连接端面形成于进气歧管1的支承部2的致动器侧表面中，并且容纳电致动器的每个功能部件的外壳连接于进气歧管1的该连接端面。进气歧管1的连接端面是与外壳的连接端面相对的平坦表面，使得在进气歧管1的连接端面与外壳的连接端面之间具有微小的间隙。此外，被构造为圆形的开口23形成于进气歧管1的支承部2中。开口23在进气歧管1的内部与进气歧管1的外部之间连通。
进气歧管1包括稳压罐和多个进气支管管道。稳压罐降低或限制了穿过节流阀体(未示出)的吸入空气的压力脉动，所述阀体以能够开启和关闭节流阀的方式容纳节流阀。进气支管管道彼此平行并且沿汽缸列的方向依次设置。
进气支管流动通道形成于每个进气支管管道中并且与发动机的相应汽缸的燃烧室和进气口相连通。进气支管流动通道在位于进气歧管1上游端处的进气支管部(稳压罐)处分支并且分别连接于各个汽缸。
在每个进气支管管道的内部，设置分隔件(分隔部)13例如分隔壁以便将进气支管管道的进气支管流道分为两个进气支管流动通道，即第一进气支管流道11和第二进气支管流道12(参见图13)。
翻转控制阀包括多个翻转阀3和阀轴4。每个翻转阀3开启和关闭相应进气支管管道的第一进气支管流道11。阀轴4由金属制成并且沿翻转阀3的转动轴线方向延伸。
翻转阀3用作本发明的被驱动体。翻转阀3是可旋转的蝴蝶阀(板阀)，它们依次设置并且通过贯穿翻转阀3的单个阀轴4耦连在一起(参见图13)。
当翻转控制阀完全关闭时，每个进气支管管道的第一进气支管流道11被关闭。此时，吸入空气仅穿过在每个进气支管管道的进气支管流道中开启的第二进气支管流道12，因此吸入空气流被偏压至进气支管流道的上部，并且由此翻转流在相应汽缸的燃烧室中绕着垂直于汽缸轴线的轴线环流。
当翻转控制阀完全开启时，每个进气支管管道的进气支管流道被完全地开启。
此时，应注意到翻转控制阀的每个翻转阀3可被设定为具有中间开度，其中翻转阀3被保持在中间操作位置并且由此半开。
阀轴4用作本发明的被驱动体的轴。阀轴4是可旋转的轴(电致动器的输出轴)，沿垂直于进气歧管1处每个进气歧管流动管道的进气支管流道中的吸入空气流向的方向延伸。阀轴4沿阀轴4的平行于进气支管流道列方向(即发动机汽缸列方向)的转动轴线方向直线地延伸。
阀轴4是贯穿翻转阀3的单个驱动轴，使得阀轴4耦连所有的翻转阀3从而一体地旋转各个翻转阀3。
在电致动器中，转矩传递机构(耦连单元)介于阀轴4与减速机构的输出部之间。转矩传递机构(耦连单元)将马达M的转矩从减速机构的输出部传递至阀轴4。
阀轴4由金属制成并且如此为使得阀轴4的横截面区域被构造为圆形(但阀轴4的一部分具有多边形横截面)。阀轴4包括第一突出轴部和第二突出轴部，它们分别位于阀轴4沿转动轴线方向的一端侧和另一端侧上。阀保持部被放置在阀轴4中的第一突出轴部与第二突出轴部之间，并且翻转阀3通过压配合被固定于阀保持部。
第一突出轴部是位于阀保持部的沿转动轴线方向一端侧上的突出部并且具有构造为圆形的横截面。第一突出轴部可旋转地容纳于进气歧管1的第一轴承支承部的第一轴承孔中。
第二突出轴部是位于阀保持部的沿转动轴线方向另一端侧上的突出部并且具有构造为圆形的横截面。第二突出轴部可旋转地容纳于进气歧管1的第二轴承支承部的第二轴承孔中。
阀轴4从第二突出轴部沿所述转动轴线方向朝所述另一端侧延伸的延伸部(接合轴部24)具有构造为多边形的横截面并且从第二轴承支承部向外突出。延伸部(接合轴部24)耦连于电致动器。
电致动器包括功能部件，它们容纳在固定于进气歧管1的支承部2的外壳中。
外壳包括致动器壳体(以下称为壳体)31、马达盖(以下称为盖)33和衬垫35。壳体31被构造为杯形并且容纳马达M、减速机构、耦连单元和复位弹簧(用作功能部件)。盖33包括多个锁定臂32，所述多个锁定臂32通过卡扣配合分别接合于壳体31的多个接合突出部(未示出)。弹性构件34被构造为长方体形式并且在壳体31与盖33之间的位置处弹性地支承马达M。衬垫35被构造为环形且气密地密封进气歧管1的支承部2与壳体31之间的微小间隙。
由具有介电性质的合成树脂一体地形成(即无缝和连续地形成)壳体31。壳体31包括位于壳体31与盖33之间的凹陷，所述凹陷容纳电致动器的功能部件。
壳体31包括周向壁部36、两个开口37、38以及开口周缘部39。周向壁部36构造为管状形式并且围绕电致动器的功能部件。开口37、38在周向壁部的一端侧处开口以便在组装时将马达M、减速机构和耦连单元容纳于壳体31的容纳室中。周缘部39被构造为环形并且周向地环绕开口37、38。
开口37、38之一，更具体地说是开口37被盖33关闭。开口38与开口23同轴，开口23在进气歧管1的支承部2的连接端面(安装座面)中开口。
壳体31包括多个安装凸起部41和连接器42。凸起部41用于将外壳、更具体地说是壳体31固定于进气歧管1的支承部2。连接器42被设置为进行外部电联接。特别地，连接器42在马达M与外部回路之间连接。
壳体31的开口周缘部39和每个安装凸起部41的端面(平坦表面)形成连接部(壳体31的安装表面)，所述连接部通过多个螺杆/螺钉21结合于进气歧管1的支承部2的连接端面。
盖33由合成树脂或金属制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。盖33包括盖板部43，其关闭壳体31的开口37。
盖33包括锁定臂32，每个锁定臂32从盖板部43朝壳体31的底部侧突出并且形成为沿锁定臂32的厚度方向可弹性变形(弹性地柔性)的弹性接合件。接合突出部44形成于每个锁定臂32中。接合突出部44与壳体31的形成于壳体31的周向壁部36的内表面中的接合突出部通过卡扣配合接合。
衬垫35由橡胶状弹性材料(弹性体)制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。衬垫35安装于壳体31的开口周缘部39的安装凹槽45。衬垫35形成气密部，其紧密地接触进气歧管1的支承部2的安装座面并且气密地密封进气歧管1的支承部2的安装座面与盖33的盖板部43的相对端面之间的微小间隙。
形成于壳体31与盖33之间的容纳室，特别是容纳马达M的容纳室，具备被构造为薄板形且限制马达M振动的减振弹簧(片簧)46。
马达M被容纳和保持在壳体31的容纳室中。马达M是电刷直流马达，包括旋转地置于外部定子的径向内侧上的内部转子。特别地，马达M包括电枢、定子、刷握以及第一和第二电刷。电枢包括沿马达轴5的转动轴线直线地延伸的马达轴5。定子被构造为管状形式并且沿周向方向(马达的周向)环绕电枢。刷握固定于定子。第一和第二电刷被刷握支承并且被推动抵靠在电枢的换向器上以将电能供至电枢线圈。
第一电刷通过包括第一电刷终端47以及连接器42的被设置为形成外部电接头的第一马达终端(未示出)的供电电源线连接于安装在车辆(例如汽车)中的外部电源(电池)的阴极(正极)。第二电刷通过包括第二电刷终端47以及连接器42的第二马达终端(未示出)的电力供应线连接于外部电源(电池)的阳极。
作为电致动器的驱动源的马达M通过马达驱动电路电连接于外部电源(电池)，外部电源受到也被称为电子控制装置的发动机控制单元(ECU)的电子控制。
ECU具有至少包括CPU、ROM和RAM的微型计算机。
当打开车辆的点火开关(IG打开)时，ECU控制供应至马达M的电力，马达M基于存储在微型电子计算机的存储器(例如ROM)中的控制程序驱动翻转控制阀。
在ECU处，从空气流量计、曲柄角度传感器、加速器开度传感器(accelerator opening degree sensor)、油门开度传感器(throttle openingdegree sensor)、进气温度传感器、冷却剂温度传感器和排气传感器(空燃比传感器、氧浓度传感器)收到的传感器信号通过A/D转换器进行模拟至数字(A/D)的转换并且被供至微型电子计算机。
接下来，将参照图1-10B简要地描述减速机构的细节。
减速机构包括蜗轮14、螺旋齿轮15、小齿轮16和输出齿轮6。蜗轮14被构造为圆筒形管状形式并且固定于马达M的马达轴5的外周面。螺旋齿轮15与蜗轮14接合并且被蜗轮14所旋转。小齿轮16直接结合于螺旋齿轮15。输出齿轮6被构造为圆筒形管状形式并且与小齿轮16啮合，因此输出齿轮6被小齿轮16所旋转。
螺旋齿轮15和小齿轮16由位于壳体31的第一反向部与第二反向部之间的齿轮轴(减速机构的支承轴)20的外周面可旋转地支承。
组成减速机构的部件的输出齿轮6、蜗轮14、螺旋齿轮15和小齿轮16被容纳和保持在壳体31的容纳室中。
蜗轮14由合成树脂或金属制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。蜗轮14是被马达M的旋转驱动力(转矩)旋转的输入齿轮。蜗轮14包括圆筒形凸台部，圆筒形凸台部例如通过压配合固定于马达M的马达轴5的外周面。可与螺旋齿轮15接合的蜗轮齿在圆筒形凸台部的外周面中螺旋形地延伸。
螺旋齿轮15由合成树脂或金属制成并且一体地形成。螺旋齿轮15包括周向地环绕齿轮轴20并且被齿轮轴20的外周面可旋转地支承的圆筒形管状凸台部。可与蜗轮14的蜗轮齿接合的螺旋齿轮齿沿螺旋齿轮15的圆筒形凸台部的整个外周面沿沿周向依次设置。
小齿轮16用作本发明的马达侧齿轮。小齿轮16由合成树脂或金属制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。此外，小齿轮16具有小于螺旋齿轮15外径的外径，并且小齿轮16直接结合于螺旋齿轮15的端面。可选地，小齿轮16可通过树脂成型工艺与螺旋齿轮15一体地和无缝地形成。换句话说，小齿轮16和螺旋齿轮15可由树脂无缝和连续地形成在一起。此外，小齿轮16是通过马达M的驱动力(转矩)与螺旋齿轮15一体地旋转的中间齿轮。小齿轮16包括沿周向环绕齿轮轴20的圆筒形管状凸台部。能与输出齿轮6接合的小齿轮齿通过小齿轮16的圆筒形凸台部的整个外周面沿周向依次形成。
齿轮轴20沿垂直于马达轴5的轴向(转动轴线方向)的方向延伸。齿轮轴20的一端部牢固地压配合在形成于壳体31底部中的第一接合凹陷(未示出)中。齿轮轴20的与齿轮轴20的所述一端部相反的另一端部适配在形成于盖33的盖板部43中的第二接合凹陷(未示出)中。
耦连单元形成驱动力传递设备，其通过橡胶缓冲器8将马达M的转矩从减速机构的输出齿轮6传递至翻转阀3的阀轴4。
输出齿轮6和耦连器7均由合成树脂或金属制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。此外，输出齿轮6包括第一反向部51，并且耦连器7包括第二反向部52。输出齿轮6的第一反向部与耦连器7的第二反向部相对使得容纳橡胶缓冲器8的缓冲器容纳室49介于第一反向部51与第二反向部52之间。第一反向部51的反向表面与第二反向部52的反向表面彼此相对并且彼此间隔预定距离(轴向)。
输出齿轮6用作本发明的第一可旋转构件。输出齿轮6包括输出齿轮齿形成部(或仅称为齿轮齿形成部)53、第一可旋转轴部(或仅称为第一轴部)54和通孔55。输出齿轮齿形成部53被构造为圆筒形管状形式并且能与小齿轮16接合，小齿轮16为当接收到马达M的转矩时旋转的马达侧齿轮。第一可旋转轴部54被构造为圆筒形管状形式。此外，第一可旋转轴部54位于输出齿轮齿形成部53的径向内侧上并且沿输出齿轮6的轴向(输出齿轮6的转动轴线方向)延伸。通孔55贯穿第一可旋转轴部54从而在输出齿轮6的转动轴线方向上沿第一可旋转轴部54的中心轴线在第一可旋转轴部54的一端面与另一端面之间连通。
缓冲容纳室49形成于输出齿轮齿形成部53的内部(径向内侧)。此外，多个输出齿轮齿56沿输出齿轮齿形成部53的整个外周面在周向上依次设置从而与小齿轮16的小齿轮齿接合。
第一可旋转轴部54与第一反向部51的所述反向表面的中部一体地形成以便从第一反向部51的所述反向表面朝第二反向部52突出。换句话说，第一可旋转轴部54无缝和连续地从第一反向部51的反向表面的中部朝第二反向部52延伸。
第一可旋转轴部54被构造为圆筒形管状形式并且环绕耦连器7的第二可旋转轴部(也称为第二轴部)61。第一反向部51和第一可旋转轴部54可旋转地适配于耦连器7的第二可旋转轴部(第二轴部)61的外周面。具有圆形截面的通孔55形成于第一反向部51和第一可旋转轴部54中。
第一可旋转轴部54形成第一接合部(管状部)，第一接合部适配于耦连器7的第二可旋转轴部(第二轴部)61的外周面。突出轴部57与第一可旋转轴部54一体地形成(即突出轴部57与第一可旋转轴部54无缝和连续地形成)。突出轴部57被构造为圆筒形管状形式并且从第一反向部51的外表面(端面)沿轴向朝输出齿轮6的另一端侧(例如图5中的上侧)突出。
通孔55沿耦连单元的转动轴线的方向直线地贯穿第一可旋转轴部54的中部。通孔55为具有圆形截面的容纳孔。通孔55在通孔55的一端侧处的开口58(以下称为插入侧开口，耦连器7的第二可旋转轴部61通过其插入通孔55)与通孔55的另一端侧处的开口59(以下称为突出侧开口，其与插入侧开口58相反并且被设置为令第二可旋转轴部61穿过所述突出侧开口突出)之间直线地连接。
在图3所示的输出齿轮6中，为简便起见未示出突出轴部57。
耦连器7用作本发明的第二可旋转构件。耦连器7通过轴承10被形成为邻近于进气歧管1开口23的轴承支承部(轴承保持架)可旋转地支承。
耦连器7包括第二反向部52、第二可旋转轴部61、厚块部(厚壁部)62和圆筒形管状轴部63。第二反向部52被构造为圆盘形并且形成在第二反向部52的反向表面与第一反向部51的反向表面之间的缓冲容纳室49。第二可旋转轴部61被构造为空心管形并且从第二反向部52的中部朝上侧(耦连器7沿轴向的所述另一侧)突出，例如如图4所示。厚块部62形成于第二反向部52的下侧(耦连器7沿轴向的所述一侧)上，例如如图4所示。圆筒形管状轴部63从厚块部62的中部朝下侧(耦连器7沿轴向的所述一侧)突出，例如如图4所示。圆筒形管状轴部63具有大于第二可旋转轴部61外径的外径。
第二可旋转轴部61从通孔55的所述一端侧(所述插入侧)被插入通孔55至通孔55的所述另一端侧(与所述插入侧相反的突出侧)。第二可旋转轴部61是适配于输出齿轮6的第一可旋转轴部54内周面的第二接合部(第二轴部)。
厚块部62包括沿径向从厚块部62的外周面向外突出的多个突出壁64。
具有多边形横截面(更具体地说是矩形横截面)的接合孔(盲孔)65形成于厚块部62和圆筒形管状轴部63中。阀轴4的接合轴部24可从耦连器7的所述一侧朝深侧(即耦连器7的所述另一侧)插入接合孔65。在接合孔65的一部分中或接合孔65的整个范围中形成压配合孔，阀轴4的接合轴部24压配合于所述压配合孔中。
在如图3所示的耦连器7中，为简便起见未示出厚块部62和突出壁64。此外，如图3所示，代替厚块部62和突出壁64，可在耦连器7的圆筒形管状轴部63的外周面中形成多个凸肋66。每个凸肋66是加强肋，所述加强肋被构造为具有三角形横截面且从第二反向部52的下表面延伸至圆筒形管状轴部63的所述一端的外表面。
输出齿轮6包括多个(该实施例中为两个)主阻隔壁(分隔件)67，并且耦连器7包括多个(该实施例中为两个)次阻隔壁(分隔件)68。主阻隔壁67和次阻隔壁68沿耦连单元的周向依次交替设置。
主阻隔壁67从输出齿轮齿形成部53的内周面朝第一可旋转轴部54的外周面径向突出。也就是说，主阻隔壁67从径向外侧至径向内侧向内突出。主阻隔壁67为从第一反向部51的反向表面朝第二反向部52(附图中的下侧)突出的分隔件。
在每个主阻隔壁67的一端侧(附图中的下侧)中形成壁面，所述壁面限制橡胶缓冲器8的相应桥接部73的凹陷(弹性变形)。
主阻隔壁67沿输出齿轮6的周向以预定间隔(例如180度的间隔)依次设置。每个主阻隔壁67介于相邻的相应两个次阻隔壁68之间。
随后将描述输出齿轮6的细节。
次阻隔壁68是从第二反向部52的反向表面朝第一反向部51侧(附图中的上侧)突出的分隔壁。每个次阻隔壁68是被构造为弓形的隆起部。次阻隔壁68沿周向局部地形成在第二反向部52中。
如图3所示，在耦连器7中，次阻隔壁68可从与第二反向部52中第二可旋转轴部61径向向外间隔开的位置朝径向外侧径向突出。
次阻隔壁68沿耦连器7的周向以预定间隔(例如180度的间隔)依次设置。每个次阻隔壁68被置于相邻的相应两个主阻隔壁67之间。
这样，缓冲容纳室49的一部分(主空间部)形成于每个主阻隔壁67与周向地相邻的其中一个次阻隔壁68之间，所述一个次阻隔壁68在主阻隔壁67的一个周向侧上周向地邻近主阻隔壁67。此外，缓冲容纳室49的其余部分(次空间部)形成于每个主阻隔壁67与周向地相邻的另一个次阻隔壁68之间，所述另一个次阻隔壁68在主阻隔壁67的相反周向侧上周向地邻近主阻隔壁67。藉此，形成多个(本实施例中为两个)次空间部。
随后将描述耦连器7的细节。
橡胶缓冲器8是环形弹性构件并且用作本发明的减振构件。橡胶缓冲器8吸收传导至输出齿轮6或耦连器7的冲击(负载)转矩。
橡胶缓冲器8由橡胶状弹性材料(弹性体)制成并且一体地形成(即无缝和连续地形成)。形成橡胶缓冲器8的橡胶状弹性材料(弹性体)不局限于任何具体的材料，只要橡胶缓冲器8具有预定弹性范围中的弹性即可。例如，橡胶状弹性材料可为合成橡胶(例如氢化腈基丁二烯橡胶(HNBR)、硅橡胶、或氟橡胶胶粘剂(FPM))、或者是聚丙烯(PP)和乙烯丙烯橡胶(EPDM)的混合物的热塑性弹性体。
可选地，橡胶状弹性材料可为混合材料，其中多种类型的合成橡胶和/或天然橡胶被混合。橡胶缓冲器8的外部形状或截面形状可根据形成于输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间的缓冲容纳室49的形状(空间形状)自由地变化。
橡胶缓冲器8包括多个弹性体71(该实施例中为两个)、多个弹性体72(该实施例中为两个)、多个桥接部73(该实施例中为两个)以及多个桥接部74(该实施例中为两个)。每个弹性体71被插入在相应的主阻隔壁67与位于图4中相应主阻隔壁67的逆时针方向侧上的相邻次阻隔壁68之间。每个弹性体72被插入在相应的主阻隔壁67与位于图4中相应主阻隔壁67的顺时针方向侧上相应次阻隔壁68之间。因此，弹性体71和弹性体72沿周向依次交替地设置。每个桥接部73位于所述一端侧(第二反向部52侧)上并且在相应的一个弹性体71与周向地相邻的一个弹性体72之间连接。每个桥接部74位于所述另一端侧(第一反向部51侧)上并且在相应的一个弹性体71与周向地相邻的一个弹性体72之间连接。
弹性体71是主橡胶状弹性体(厚壁部)，其每个均绕着耦连单元的转动轴线沿扭曲方向可弹性地变形(可压缩变形)。每个弹性体71被保持在缓冲容纳室49中相应的一个主空间部中，所述缓冲容纳室形成于输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间。
弹性体72是次橡胶状弹性体(厚壁部)，其每个均绕着耦连单元的转动轴线沿扭曲方向可弹性地变形(可压缩变形)。每个弹性体72被保持在缓冲容纳室49中相应的一个次空间部中，所述缓冲容纳室形成于输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间。
参照图4，每个桥接部73形成为连接在相应弹性体71的下端侧与相应弹性体72的下端侧之间并且被构造为沿转动轴线方向上的厚度小于弹性体71、72的厚度的薄板形式的主连接部(薄壁部)。类似于弹性体71、72，桥接部73沿耦连单元的周向可压缩变形。
参照图4，每个桥接部74形成为连接在相应弹性体71的上端侧与相应弹性体72的上端侧之间并且被构造为沿转动轴线方向上的厚度小于弹性体71、72的厚度的薄板形式的次连接部(薄壁部)。类似于弹性体71、72和桥接部73，桥接部74沿耦连单元的周向可压缩变形。
此处，橡胶缓冲器8包括多个接合凹陷75和多个接合凹陷76。在图6B中从输出齿轮6的第一反向部51的反向表面向下突出的每个主阻隔壁67适配在相应的一个接合凹陷75中。此外，在图4中从耦连器7的第二反向部52的反向表面向上突出的每个次阻隔壁68适配在相应的一个接合凹陷76中。
每个接合凹陷75具有主开口，其在图4中位于由相应的弹性体71、72和相应的桥接部73限定的空间中的上侧处。
每个接合凹陷76具有次开口，其在图4中位于由相应的弹性体71、72和相应的桥接部74限定的空间中的下侧处。
每个桥接部73的壁厚度(板厚度)可等于或不同于每个桥接部74的壁厚度(板厚度)。此外，在如图3所示的橡胶缓冲器8中，为简便起见未示出桥接部74和接合凹陷76。
接下来，参照图1-10B描述本实施例的输出齿轮6和耦连器7的细节。
通孔55形成为贯穿第一可旋转轴部54，并且，与通孔55连通的通孔88贯穿突出轴部57，使得耦连器7的第二可旋转轴部61能够从通孔55的所述一端侧(插入侧)至所述另一端侧(与插入侧相反的突出侧)插入通孔55。
通孔55具有凹陷凹槽81，其在第一可旋转轴部54(通孔55沿轴向的所述一端侧处的开口端面)的所述一端面中开口并且沿第一可旋转轴部54的中心轴线从插入侧开口58朝深度侧(即凹陷凹槽81在轴向上的所述另一端侧)延伸。
凹陷凹槽81在相对于第一可旋转轴部54的转动轴线方向倾斜的方向上延伸。
凹陷凹槽81具有锥形凹槽下表面。锥形凹槽下表面的深度(径向深度)从插入侧开口58朝深度侧(即凹陷凹槽81的所述另一端侧)逐渐减小。凹陷凹槽81从凹陷凹槽81的插入侧开口58侧延伸至另一端侧，即延伸至突出侧开口59或邻近于突出侧开口59的位置或在突出侧开口59之前紧邻突出侧开口59的位置。
此外，在通孔55的突出侧开口59所处的一侧处，即凹陷凹槽81的深度侧(凹陷凹槽81的与插入侧开口58侧相反的另一端侧)处，形成应力施加部82。应力施加部82将应力施加于随后将描述的在预定弹性范围内的弹性突出部91。也就是说，应力施加部82将应力施加于弹性突出部91从而令弹性突出部91弹性地变形。应力施加部82始于邻近于与凹陷凹槽81的起点A间隔预定距离(轴向距离)的中间点B的位置，并且应力施加部82终止于凹陷凹槽81的端点C处(即突出侧开口59)或邻近于凹陷凹槽81的端点C的位置。
限制部83形成于突出轴部57中以限制输出齿轮6与耦连器7之间的相对旋转。限制部83包括两个限制壁84、85和弓形周向壁部段86。限制壁84、85沿周向彼此相对并且弓形间隙介于限制壁84、85之间。弓形间隙的角范围对应于橡胶缓冲器8的每个弹性体71、72的最大扭曲角度，其在通过橡胶缓冲器8的每个弹性体71、72的弹性移位吸收被传导至输出齿轮6或耦连器7的冲击(负载)转矩时沿弹性体72、72的扭曲方向扭曲。弓形周向壁部段86在弓形间隙的径向外侧上在周向上沿弓形间隙的整个范围延伸。
被构造为弓形的接合部87形成于通孔55的位于所述另一端侧处的开口端面中，即形成于弓形周向壁部段86的位于弓形周向壁部段86的径向内侧区域处的开口周缘部中。
此外，通孔88形成于突出轴部57的内部。突出轴部57的通孔88与通孔55连通并且沿转动轴线的方向延伸超出通孔55的突出侧开口59。
在图3所示的输出齿轮6中，为简便起见未示出限制部83。
耦连器7的第二可旋转轴部61由合成树脂制成并且一体地形成(无缝和连续地形成)。第二可旋转轴部61被构造为包括中心孔(盲孔)89的中空圆筒形管状形式(或实心圆柱形形式)，其具有在中心孔89的上端表面处的开口并且沿第二可旋转轴部61的中心轴线方向自此开口朝深度侧(即图9中的下侧)延伸。
弹性突出部91形成于第二可旋转轴部61中以使弹性突出部91沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线方向的径向从第二可旋转轴部61的位于第二可旋转轴部61的所述另一端侧处的外周面向外突出。
弹性突出部91被构造为具有逐渐减小突出量的半球形形式(或具有平坦表面的四分之一球体的形式，其形成下面描述的台阶92)，其是沿径向测量且沿第二可旋转轴部61的转动轴线方向从第二可旋转轴部61的所述一端侧至所述另一端侧逐渐减小。弹性突出部91包括台阶92。在第二可旋转轴部61的转动轴线方向上，台阶92与接合部87干涉，接合部87是通孔55的形成于第一可旋转轴部54中通孔55的所述另一端侧处的开口端面。台阶92具有沿与接合部87的平坦表面共同的共同延伸方向(即平行于接合部87的平坦表面)延伸的平坦表面(台阶面)，从而使得台阶92能够有效地接触接合部87。被构造为半球形形式的弹性突出部91中台阶92的位置不局限于沿第二可旋转轴部61的转动轴线方向的任何具体位置。此外，台阶92的台阶表面可为凸状曲面、凹陷曲面或倾斜表面。此外可选地，弹性突出部91可为不具有台阶92的半球形形式或流线形式(突出部)或柱形形式或多边柱形式。
当第二可旋转轴部61适配在第一可旋转轴部54的通孔55中时弹性突出部91可移位地接触凹陷凹槽81。此外，弹性突出部91接收在预定弹性范围内的应力，并且藉此在将第二可旋转轴部61适配在第一可旋转轴部54的通孔55中时在弹性突出部91沿凹陷凹槽81的深度侧(凹陷凹槽81的所述另一端侧)和应力施加部82移动期间沿径向向内弹性地变形。藉此，弹性突出部91沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线方向的径向向内移位。
弹性突出部91是被接合部87止挡的止挡部。特别地，在弹性突出部91沿通孔55的凹陷凹槽81移动期间弹性突出部91在邻近于凹陷凹槽81的深度侧(凹陷凹槽81的所述另一端侧)的位置处沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线方向的径向弹性地向内变形。随后，在穿过通孔55的所述另一端侧之后弹性突出部91弹性地向外复位并且接合于接合部87。藉此，弹性突出部91被止挡并且被接合部87维持从而限制第二可旋转轴部61朝通孔55的所述一端侧的移位。
第二可旋转轴部61和弹性突出部91的材料不局限于合成树脂材料。也就是说，第二可旋转轴部61和弹性突出部91的材料可为任何适宜的材料，只要这种材料具有预定弹性范围内的弹性即可。
下面将简要地描述本实施例的耦连单元的制造方法，特别是输出齿轮6和耦连器7的制造方法。
输出齿轮6和耦连器7的制造工艺，即用于一体地成型输出齿轮6和耦连器7的每一个的注塑成型工艺通过注塑领域已知的模具关闭步骤、喷射步骤、压力保持步骤、模具开启步骤和产品移除步骤完成。
首先，对应于输出齿轮6的产品形状的空腔(未示出)形成于相应的注塑成型模具装置(如果必要，包括固定模、可动模和芯模)内。
接下来，热塑性树脂被加热和熔融。熔融树脂被增压并且通过门被喷射入注塑模具装置的空腔内从而用熔融树脂填充空腔。此时，从所述门流入空腔内的熔融树脂从距门最远的位置(沿熔融树脂流向的空腔的最下游侧)逐渐填充空腔。
此后，当树脂被冷却和固化时，从注塑成型模具装置移除产品。
通过使用上述注塑成型方法，由合成树脂制成且包括输出齿轮齿形成部53、第一可旋转轴部54和通孔55的输出齿轮6被一体地成型。
接下来，类似于输出齿轮6的注塑成型方法，对应于耦连器7的产品形状的空腔(未示出)形成于相应的注塑成型模具装置(如果必要，包括固定模具、阳模和芯模)内。
接下来，热塑性树脂被加热和熔融。熔融树脂被增压并且穿过门被喷射入注塑模具装置的空腔内从而用熔融树脂填充空腔。此时，从所述门流入空腔内的熔融树脂从距门最远的位置(沿熔融树脂流向的空腔的最下游侧)逐渐填充空腔。
此后，当树脂被冷却和固化时，从注塑成型模具装置移除产品。
通过使用上述注塑成型方法，由合成树脂制成且包括第二可旋转轴部61、厚块部62、圆筒形管状轴部63和弹性突出部91被一体地成型。
接下来，将参照图1-10B简述描述将耦连单元组装于本实施例的翻转控制阀的阀轴4的方法。
在本实施例中，在如图4-6B所示，将耦连单元组装于翻转控制阀的阀轴4之前，输出齿轮6、耦连器7和橡胶缓冲器8被组装以形成子组件(输出齿轮组件)。随后，如图3所示，耦连单元(输出齿轮组件)被适配和固定于阀轴4的接合轴部24。
首先，橡胶缓冲器8被组装于耦连器7。特别地，被构造为环形形式的橡胶缓冲器8从远端侧朝耦连器7的第二反向部52的反向表面适配于耦连器7的第二可旋转轴部61。此时，各个接合凹陷76分别适配于耦连器7的各个次阻隔壁68，使得橡胶缓冲器8被放置在耦连器7的第二反向部52上(第一步骤)。
接下来，输出齿轮6被安装于耦连器7，使得橡胶缓冲器8被夹在输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间。特别地，输出齿轮6的第一可旋转轴部54适配于耦连器7的第二可旋转轴部61的外周面，使得输出齿轮6的各个主阻隔壁67分别适配于橡胶缓冲器8的各个接合凹陷75。也就是说，输出齿轮6的第一可旋转轴部54适配于耦连器7的第二可旋转轴部61，使得橡胶缓冲器8被夹在输出齿轮6的第一可旋转轴部54与耦连器7的第二可旋转轴部61之间。
随后，从耦连器7的第二可旋转轴部61的外周面在第二可旋转轴部61的所述另一端侧(远端侧)处沿径向向外突出的弹性突出部91被定位于输出齿轮6的通孔55的插入侧开口58，特别地，耦连器7的第二可旋转轴部61的远端表面被定位于输出齿轮6的通孔55的凹陷凹槽81的起点A(第二步骤)。
接下来，输出齿轮6的第一反向部被朝向耦连器7的第二反向部52推进，使得弹性突出部91在凹陷凹槽81中从起点A平滑地移至中间点B。
随后，弹性突出部91通过应力施加部82从中间点B到达端点C。在通过应力施加部82时，弹性突出部91在凹陷凹槽81处接触应力施加部82(锥形凹槽下表面)(与应力施加部82干涉)。因此，在通过应力施加部82时弹性突出部91被应力施加部82沿径向向内推动。藉此，弹性突出部91被插入(前进)至邻近于通孔55的突出侧开口59的位置(即凹陷凹槽81的深度侧)，同时当在通过应力施加部82时一旦从应力施加部82接收预定弹性范围内的应力则弹性突出部91沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线方向的径向弹性地向内变形。
随后，在通过凹陷凹槽81之后一旦弹性突出部91移至凹陷凹槽81的端点C则弹性突出部91从通孔55的突出侧开口59轴向突出的状态下，也就是在从通孔55的所述一端侧至另一端侧穿过通孔55之后弹性突出部91弹性地向外复位的状态下，在耦连器7的第二可旋转轴部61的外周面在第二可旋转轴部61的所述另一端侧处沿径向向外突出的弹性突出部91的台阶92接合通孔55的在通孔55的所述另一端侧处的开口侧端面(接合部87)，如图6B所示。藉此，弹性突出部91以下述方式被通孔55的开口侧端面(接合部87)维持(即止挡)，即，在橡胶缓冲器8被夹在输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间的状态下限制耦连器7的第二可旋转轴部61从输出齿轮6的通孔55的移除。
藉此，在把作为耦连单元(输出齿轮组件)功能部件的输出齿轮6、耦连器7和橡胶缓冲器8组装于翻转控制阀的阀轴4之前，这些部件被组装在一起(第三步骤)。
接下来，耦连单元被安装于翻转控制阀的阀轴4。特别地，阀轴4的接合轴部24的远端被相对于接合孔65定位，接合孔65在耦连器7的圆筒形管状轴部63的端面处开口。
随后，耦连器7的圆筒形管状轴部63被推动以将阀轴4的接合轴部24朝接合孔65的深度侧插入耦连器7的接合孔65。压配合孔形成于接合孔65的一部分中或接合孔65的整个延伸长度中，并且阀轴4的接合轴部24被压配合入接合孔65，从而限制了阀轴4的接合轴部24从耦连器7的接合孔65的移除。
这样，完成了翻转控制阀的阀轴4与耦连单元(输出齿轮组件)的组装(第四步骤)。
此处，应注意到在将输出齿轮6、耦连器7和橡胶缓冲器8组装在一起之前，翻转控制阀的阀轴4可被组装于耦连器7以便使阀轴4和耦连器7能一体地旋转。此外，在耦连器7的厚块部62和圆筒形管状轴部63的材料为合成树脂的情形下，阀轴4的接合轴部24可被嵌件成型在耦连器7的厚块部62和圆筒形管状轴部63中。
现在，将描述第一实施例的优点。
如上所述，本实施例的电致动器包括耦连单元，其将马达M的转矩传递至翻转控制阀的阀轴4。
该耦连单元包括：输出齿轮6，输出齿轮6由合成树脂制成且通过减速机构的与输出齿轮6啮合的小齿轮16旋转；耦连器7，耦连器7由合成树脂制成且耦连于输出齿轮6从而使得耦连器7和输出齿轮6能够一体旋转；以及橡胶缓冲器8，橡胶缓冲器8由橡胶状弹性材料制成且吸收被传导至输出齿轮6或耦连器7的冲击(负载)转矩。
输出齿轮6和耦连器7分别包括彼此相对的第一反向部51和第二反向部52，同时缓冲容纳室49位于第一反向部51与第二反向部52之间。
输出齿轮6包括第一可旋转轴部54，其被构造为中空圆筒形管状形式且在第一反向部51的中部处沿输出齿轮6的转动轴线方向从一端侧突出至另一端侧。此外，突出轴部57从第一可旋转轴部54朝所述另一端侧突出。
通孔55贯穿第一可旋转轴部54，并且，从通孔55延续的通孔88贯穿突出轴部57从而能够将耦连器7的第二可旋转轴部61从通孔55的所述一端侧(插入侧)插入通孔55至所述另一端侧。被构造为弓形形式的接合部87形成于位于通孔55的所述另一端侧处的开口端面内，并且弹性突出部91的台阶92接合于接合部87从而限制第二可旋转轴部61从通孔55的移除。
此外，耦连器7包括第二可旋转轴部61，其被构造为中空圆筒形管状形式且在耦连器7的第二反向部52的中部处沿耦连器7的转动轴线方向朝所述远端侧(与所述一端侧相反的所述另一端侧)突出。
第二可旋转轴部61包括弹性突出部91。当弹性突出部91在凹陷凹槽81内从通孔55的一端侧朝另一端侧移动时，弹性突出部91在通孔55的凹陷凹槽81的深度侧处沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线方向的径向弹性地向内变形。此后，在穿过通孔55后弹性突出部91被弹性地向外复位并且接合于输出齿轮6的接合部87。
藉此，根据本实施例，耦连器7的第二可旋转轴部61从输出齿轮6的通孔55的移除能被消除或减少。此外，耦连器7的弹性突出部91从输出齿轮6的接合部87的移除能被消除或减少。此外，由于耦连器7的第二可旋转轴部61的刚性不足而导致的输出齿轮6相对于小齿轮16的啮合表面的倾斜能被消除或减少。因此，甚至在当操作电致动器时橡胶缓冲器8扭曲的状态下停止发动机之后由于橡胶缓冲器8被置于寒冷环境下而导致橡胶缓冲器8硬化的情形下，仍能限制在启动发动机时由于发动机的振动而导致的弹性突出部91从接合部87的移除。
因此，由于弹性突出部91被移入至通孔55中的移动受到限制，因此小齿轮16的小齿轮齿与输出齿轮6的输出齿轮齿形成部53的输出齿轮齿56之间的接合状态不会改变(甚至在例如数月或数年后也不改变)。因此，限制了过量应力施加于输出齿轮6的输出齿轮齿形成部53，并且由此能限制输出齿轮齿形成部53的输出齿轮齿56的断裂和输出齿轮6寿命的减少而不增加成本。
此外，弹性突出部91维持如图5、6A-6B、9和10A-B所示的半球形形式的形状，只要在组装时弹性变形产生的应力处于其弹性范围内即可。
此外，当弹性突出部91的构造被制成例如第一实施例的半球形形式或第三实施例的锥形形式时，可简化需要芯模具的模具装置的结构。此外，因为能改进耦连器7的成型性(moldability)，移除能减少成本。此外，在上述第二现有技术的驱动力传递设备的情形下，嵌入式模具(芯模具)需要沿三个方向移动。因此，与第二现有技术的驱动力传递设备相比，可减少制造成本。
此外，输出齿轮6的通孔55的凹陷凹槽81的凹槽构造不局限于任何具体的形状，例如锥形形式、半圆形形式、线状形式、曲线形式或螺旋形形式，只要在输出齿轮6的第一可旋转轴部54和耦连器7的第二可旋转轴部61适配在一起时在输出齿轮6的凹陷凹槽81和耦连器7的弹性突出部91中产生的应力处于弹性范围的范围内即可。
此外，在输出齿轮6的第一可旋转轴部54和耦连器7的第二可旋转轴部61适配在一起时，能减少在输出齿轮6的凹陷凹槽81和耦连器7的弹性突出部91中产生的应力。藉此，能减少所需的碳纤维的数量和所需玻璃纤维的数量，和/或能将基础材料改为具有更低成本和更低强度的其它材料。这样，可减少制造成本。特别地，用作第一现有技术和第二现有技术中输出齿轮和耦连器的成型树脂材料的具有玻璃纤维(30％重量比)的聚酰胺树脂(PA)可改为聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，简称PBT)，其用作成型树脂材料并且与聚酰胺树脂(PA)相比不那么昂贵。因此，第一现有技术和第二现有技术中的制造成本可被减少。
(第二实施例)
图11示出应用于根据本发明第二实施例的驱动力传递设备的耦连单元。
第二实施例是对第一实施例的改进。在下文的描述中，类似于第一实施例的那些部件用相同的附图标记示出并且为了简便期间不再赘述。
本实施例的耦连单元包括输出齿轮6、耦连器7和橡胶缓冲器8。输出齿轮6由合成树脂制成且与减速机构的小齿轮16啮合，使得输出齿轮6被小齿轮16所旋转。耦连器7类似于第一实施例的耦连器7，由合成树脂制成且耦连于输出齿轮6从而与输出齿轮6一体地旋转。橡胶缓冲器8类似于第一实施例的橡胶缓冲器8，被保持在形成于输出齿轮6的第一反向部51与耦连器7的第二反向部52之间的缓冲容纳室49中。
本实施例的输出齿轮6包括第一可旋转轴部54，第一可旋转轴部54被构造为中空圆筒形管状形式并且在第一反向部51的中部处沿输出齿轮6的转动轴线方向从所述一端侧突出至所述另一端侧。此外，第一可旋转轴部54与被构造为中空圆筒形管状形式且从第一可旋转轴部54朝所述另一端侧延伸的突出轴部57一体地形成。通孔55贯穿第一可旋转轴部54，并且，与通孔55连通的通孔88贯穿突出轴部57从而能够将耦连器7的第二可旋转轴部61从通孔55的所述一端侧(插入侧)插入通孔55至另一端侧。
通孔55包括凹陷凹槽81。凹陷凹槽81在通孔55的位于沿轴向的一端侧处的开口端面中开口并且沿第一可旋转轴部54的中心轴线方向(转动轴线方向)从插入侧开口58朝深度侧(另一端侧)延伸。
被构造为弓形形式的接合部87形成于通孔55的沿轴向位于另一端侧处的开口端面中。当弹性突出部91的台阶92接合于接合部87时，限制了第二可旋转轴部61从通孔55的移除。
通孔55的凹陷凹槽81沿第一可旋转轴部54的转动轴线方向延伸。
凹陷凹槽81具有凹槽下表面，其具有沿径向测量的槽深并且从凹陷凹槽81的插入侧开口58至深度侧(另一端侧)是恒定的。凹陷凹槽81从凹陷凹槽81的插入侧开口58侧延伸至另一端侧，即至突出侧开口59或邻近于突出侧开口59的位置或在突出侧开口59之前紧邻突出侧开口59的位置。
此外，应力施加部82形成于通孔55中。应力施加部82将应力施加于预定弹性范围内的弹性突出部91。也就是说，应力施加部82将应力施加于弹性突出部91从而令弹性突出部91弹性地变形。
应力施加部82从起点A(凹陷凹槽81的插入侧开口58)或邻近于起点A的位置延伸至端点C(突出侧开口59)或邻近于端点C的位置。也就是说，应力施加部82延伸穿过该部段(点A至点C)。特别地，当耦连器7的弹性突出部91穿过通孔55的凹陷凹槽81的该部段(从点A至点C)时，弹性突出部91沿第二可旋转轴部61的径向向内弹性变形。此后，当穿过部段(A-C)之后弹性突出部91从通孔55的凹陷凹槽81突出时，在穿过通孔55后弹性突出部91被弹性地向外复位并且接合于接合部87。
如上所述，本实施例的驱动力传递设备提供了类似于第一实施例的优点。
(第三实施例)
图12示出应用于根据本发明第三实施例的驱动力传递设备的耦连单元。
第三实施例是对第一实施例的改进。在下文的描述中，类似于第一和第二实施例的那些部件用相同的附图标记示出并且为了简便期间不再赘述。
第三实施例类似于第一实施例，但耦连器7的弹性突出部91的构造除外。根据第三实施例，类似于第一实施例，本实施例的耦连器7包括第二可旋转轴部61，其被构造为中空圆筒形管状形式且在耦连器7的第二反向部52的中部处沿耦连器7的转动轴线方向朝远端侧(与所述一端侧相反的所述另一端侧)突出。弹性突出部91在第二可旋转轴部61的所述另一端侧(远端侧)处沿垂直于第二可旋转轴部61的转动轴线的径向从第二可旋转轴部61的外周面向外突出。
弹性突出部91被构造为具有逐渐减小突出量的锥形形式(具有倾斜的外表面，更具体地说是倾斜的平坦外表面)，其是沿径向测量且沿第二可旋转轴部61的转动轴线方向从第二可旋转轴部61的所述一端侧至所述另一端侧逐渐减小。可与输出齿轮6的接合部87接合的台阶92如图12所示形成于弹性突出部91的下端面内。此处，应注意到弹性突出部91的倾斜平坦外表面可被改变为倾斜的弯曲外表面或任何其它类型的倾斜外表面。
如上所述，本实施例的驱动力传递设备提供了类似于第一实施例和第二实施例的优点。
现在，将描述上述实施例的改进。
在上述实施例中，本发明的驱动力传递设备应用于将马达M的旋转驱动力传递至翻转阀3的阀轴4的耦连单元。可选地，本发明的驱动力传递设备可应用于将马达M的旋转驱动力传递至开启和关闭流道的阀的轴(被驱动对象)的驱动力传递设备。
此外，用作进气控制阀(例如翻转控制阀或进气节流阀)的阀元件的阀或者用作排气控制阀(例如EGR控制阀或排气节流阀)的阀元件的阀不局限于例如通过轴依次连接的多个阀之一。也就是说，用作进气控制阀(例如翻转控制阀或进气节流阀)的阀元件的阀或用作排气控制阀(例如EGR控制阀或排气节流阀)的阀元件的阀可为单个阀，只要阀被放置在与内燃发动机的汽缸连通的流道内即可。
此外，开启和关闭流道的阀(被驱动对象)可为旋转阀、蝴蝶阀、百叶窗阀(shutter valve)或球阀。
上述实施例中，本发明的驱动力传递设备应用于被安装于电致动器的耦连单元，电致动器使在内燃发动机进气系统中使用的翻转控制阀的阀轴4旋转。可选地，本发明的驱动力传递设备可应用于安装在使在内燃发动机进气系统中使用的涡流控制阀的轴旋转的电致动器中的耦连单元(驱动力传递设备)。
此处，翻转控制阀包括阀和轴。在翻转控制阀中，阀产生偏置的线状进气流(偏置流)，其沿内燃发动机进气口的高度方向(即在活塞的滑动方向被定义为从顶部至底部方向的情形下从顶部至底部的方向)偏置至一侧，从而在发动机内绕着垂直于汽缸的轴线在燃烧室内产生进气循环流(涡流，滚动气流)。翻转控制阀的轴支承翻转控制阀的阀。
此处，涡流控制阀包括阀和轴。在涡流控制阀中，阀产生偏置的线状进气流(偏置流)，其沿内燃发动机进气口的高度方向(即在活塞的滑动方向被定义为从顶部至底部方向的情形下从顶部至底部的方向)偏置至一侧，从而在发动机内绕着垂直于汽缸的轴线在燃烧室内产生进气循环流(涡流，滚动气流)。涡流控制阀的轴支承涡流控制阀的阀。
上述实施例中，本发明的驱动力传递设备应用于耦连单元，其安装于使用在内燃发动机进气系统中的翻转控制阀的阀轴4旋转的电致动器。可选地，本发明的驱动力传递设备可应用于耦连单元(驱动力传递设备)，其安装于使用在可变进气系统的可变进气控制阀的轴旋转的电致动器，可变进气系统根据内燃发动机的运转状态使用在内燃发动机的进气通道内产生的进气压力脉动效应和惯性充填效应(inertiacharging effect)，通过改变从阀孔至内燃发动机的每个汽缸的进气口的流道长度或流道横截面积来提高发动机输出转矩。
此外，本发明的驱动力传递设备可应用于安装在电致动器中的耦连单元(驱动力传递设备)，所述电致动器使在调节供应至内燃发动机燃烧室的进气流量的电子油门(进气系统)中使用的进气流量控制阀的轴旋转。
此外，用作被驱动对象的轴可以是进气控制阀例如进气压力控制阀、流道改变阀或进气节流阀的阀轴。
此外，用作被驱动对象的轴可为排气控制阀例如废气阀(wastegate valve)、涡流改变阀(scroll change valve)、排气流量控制阀、排气压力控制阀、流道改变阀或排气节流阀的阀的轴。
除上述阀的轴之外，用作被驱动对象的轴可为可旋转主体(旋转器)例如压缩器、吹风机、泵、凸轮、转子或车轮的轴。此外，用作被驱动对象的轴可使用可直线移动主体例如活塞或阀的轴或杆来代替。
此外，弹性突出部91的形状(例如半球形形式或锥形形式)不局限于任何具体的形状并且可为任何适宜的形状，只要在组装期间弹性突出部91的弹性变形时产生的应力处于弹性范围内即可。
此外，通孔55的凹陷凹槽81可为螺旋形缠绕的凹陷凹槽。此外，多个凹陷凹槽可形成在通孔55内以使凹陷凹槽沿通孔55的周向依次设置。此外，如果期望，可从通孔55去除凹陷凹槽。
此外，在上述实施例中，突出轴部57在输出齿轮6中第一可旋转轴部54的另一端侧上与第一可旋转轴部54一体地形成。可选地，突出轴部57可形成为第一可旋转轴部54的一部分。此外可选地，如果期望，可从输出齿轮6去除突出轴部57。在这种情况下，从输出齿轮6的第一反向部51朝另一端侧突出的整个突出部用作第一可旋转轴部54。
本领域技术人员很容易想到其它优点和改进。因此本发明以其更宽的意义来说不局限于细节、代表性的仪器和所示和所述的示例性示例。

Claims (7)

1.一种将电动机(M)的驱动力传递至被驱动对象(3)的轴(4)的驱动力传递设备，所述驱动力传递设备包括：
第一可旋转构件(6)，所述第一可旋转构件(6)包括被构造为管状形式且能与马达侧齿轮(16)接合的齿轮齿形成部(53)，所述马达侧齿轮(16)当接收到所述电动机(M)的所述驱动力时旋转；
第二可旋转构件(7)，所述第二可旋转构件(7)在所述轴(4)与所述第一可旋转构件(6)之间耦连以使所述轴(4)和所述第一可旋转构件(6)能够一体旋转；以及
由橡胶状弹性材料制成的减振构件(8)，其中，所述减振构件(8)被放置在所述第一可旋转构件(6)与所述第二可旋转构件(7)之间并且沿绕着所述第一可旋转构件(6)和所述第二可旋转构件(7)的转动轴线的扭曲方向可弹性地变形，其中：
所述第一可旋转构件(6)包括：
被构造为管状形式且沿所述第一可旋转构件(6)的所述转动轴线的方向延伸的第一轴部(54)，其中，所述第一轴部(54)位于所述齿轮齿形成部(53)的径向内侧上；以及
贯穿所述第一轴部(54)从而沿所述第一可旋转构件(6)的所述转动轴线的方向在所述第一轴部(54)的一端面与另一端面之间连通的通孔(55)；
所述第二可旋转部件(7)包括第二轴部(61)，所述第二轴部沿所述第二可旋转构件(7)的所述转动轴线的方向从所述通孔(55)的一端侧至另一端侧适配在所述通孔(55)中；
所述第二轴部(61)包括从所述第二轴部(61)的位于所述第二轴部(61)的与所述第二轴部(61)的一端侧相反的另一端侧处的外周面沿着与所述第二可旋转构件(7)的所述转动轴线的方向垂直的径向向外突出的弹性突出部(91)，所述通孔(55)的所述一端侧被放置在所述第二轴部(61)的一端侧处；
在将所述第二轴部(61)适配在所述通孔(55)中时，至少在所述弹性突出部(91)沿所述通孔(55)的所述另一端侧移动期间所述弹性突出部(91)沿所述径向向内弹性变形；并且
在将所述第二轴部(61)适配在所述通孔(55)中时，当穿过所述通孔(55)之后所述弹性突出部(91)弹性地向外复位并且与所述通孔(55)的在所述第一轴部(54)中所述通孔(55)的所述另一端侧处形成的开口端面(87)相接合。
2.根据权利要求1所述的驱动力传递设备，其中，所述弹性突出部(91)被构造为半球形形式和锥形形式的其中一种，它们均具有沿所述径向测量且沿所述第二可旋转部件(7)的所述转动轴线的方向从所述第二轴部(61)的所述一端侧至所述另一端侧逐渐减小的逐渐减小突出量。
3.根据权利要求1所述的驱动力传递设备，其中，所述弹性突出部(91)包括台阶(92)，所述台阶沿所述第二可旋转构件(7)的所述转动轴线的方向干涉所述通孔(55)的所述开口端面(87)。
4.根据权利要求1所述的驱动力传递设备，其中，所述通孔(55)包括凹陷凹槽(81)，并且在将所述第二轴部(61)适配在所述通孔(55)中时所述弹性突出部(91)可移位地接触所述凹陷凹槽(81)。
5.根据权利要求4所述的驱动力传递设备，其中，所述凹陷凹槽(81)沿相对于所述第一可旋转构件(6)的所述转动轴线方向倾斜的方向延伸。
6.根据权利要求4所述的驱动力传递设备，其中，所述凹陷凹槽(81)沿所述第一可旋转构件(6)的所述转动轴线方向延伸。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的驱动力传递设备，其中，所述凹陷凹槽(81)从所述通孔(55)的在所述通孔(55)的所述一端侧处的开口(58)或与所述通孔(55)的在所述通孔(55)的所述一端侧处的所述开口(58)邻近的位置延伸至所述通孔(55)的在所述通孔(55)的所述另一端侧处的开口(59)或与所述通孔(55)的在所述通孔(55)的所述另一端侧处的所述开口(59)邻近的位置或所述通孔(55)的在所述通孔(55)的所述另一端侧处的所述开口(59)之前与所述开口(59)紧邻的位置。
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