CN112567195B - 发动机的电子控制节流装置 - Google Patents

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Abstract

将电动机(15)的旋转从从动齿轮(14)经由节流阀轴(6)向阀主体(3)的节流阀(8)传递并进行开闭驱动，另一方面配置有以与和节流阀轴(6)一起旋转的激励导体(21)相对的方式设有励磁导体(23)和信号检测导体(24)的基板(22)。以埋设有芯骨(25)并且使激励导体(21)露出到一侧面的方式，通过合成树脂材料将芯骨(25)和激励导体(21)嵌件成型，从而制作出从动齿轮(14)，将节流阀轴(6)的铆接部(6a)插入并固定于在芯骨(25)贯通设置的轴孔(25a)。

Description

发动机的电子控制节流装置
技术领域
本发明涉及一种电子控制节流装置，该电子控制节流装置通过电动机驱动节流阀开闭，另一方面通过感应式的节流阀传感器检测节流阀开度。
背景技术
在以往的经由油门线机械驱动节流阀开闭的节流装置中，由于油门操作量和节流阀开度的关系唯一确定，因此在发动机性能、排气特性方面存在改进的余地。因此，实际使用基于根据油门操作量等计算出的目标节流阀开度，通过电动机驱动节流阀开闭的电子控制节流装置。由于为了使这种节流装置发挥作用，需要将目标节流阀开度与实际的节流阀开度进行比较，因此例如在专利文献1所记载的节流装置中，包括感应式的节流阀传感器，以检测节流阀开度。
对专利文献1的技术进行说明，在配置于阀主体的节流孔内的节流阀连接有节流阀轴，节流阀轴的一端贯通从动齿轮的轴孔并被螺母固定。电动机的驱动齿轮经由中间齿轮与从动齿轮啮合，电动机的旋转经由各齿轮减速并且向节流阀轴传递。作为结果，与电动机的旋转方向对应地驱动节流阀开闭，从而对在节流孔内流通的向发动机的吸入空气进行调节。
感应式的节流阀传感器整体上由设有激励导体的转子以及设有励磁导体和信号检测导体的基板构成。节流阀轴的一端从从动齿轮突出并固定有转子，在该转子的一侧面设有激励导体。转子由合成树脂材料制作，和激励导体一起嵌件成型于节流阀轴的端部。以使励磁导体和信号检测导体与上述转子的激励导体相对的方式配置基板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012－247323号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
虽然专利文献1的节流装置如上所述地构成，但是很难说在制造工序中将从动齿轮和转子组装于节流阀轴的端部时的操作性是良好的。
即，从动齿轮和转子单独固定于节流阀轴的端部并且其固定方法也完全不同。因此在组装操作中，首先，将从动齿轮嵌入节流阀轴的端部并通过螺母固定。接着，将转子和预先成型的激励导体一起嵌件成型于从从动齿轮突出的节流阀轴的端部。
作为结果，对于节流阀轴的端部先后实施通过手工操作进行的从动齿轮的组装以及转子的嵌件成型，使操作内容非常复杂。并且由于在嵌件成型作业中，需要以已经固定有从动齿轮的节流阀轴的端部为对象进行实施，因此不仅模具的结构变得复杂，在成型操作时也难以处理构件，这点也成为降低操作性的主要原因。
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种发动机的电子控制节流装置，能将传递来自电动机的旋转的从动齿轮和构成节流阀传感器的激励导体高效地组装于节流阀轴的端部。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的发动机的电子控制节流装置将电动机的旋转向从动齿轮传递，经由连接到从动齿轮的节流阀轴驱动形成于阀主体的节流孔内的节流阀开闭，另一方面包括节流阀传感器，该节流阀传感器配置有以与和节流阀轴一起旋转的激励导体相对的方式设有励磁导体和信号检测导体的基板，从动齿轮以埋设有芯骨并且使激励导体露出到一侧面的方式，通过合成树脂材料将芯骨和激励导体嵌件成型，节流阀轴插入并固定于在芯骨贯通设置的轴孔(权利要求1)。
作为其他方式优选的是，在从动齿轮的由合成树脂材料构成的齿轮主体的中心形成有第一开口部，在激励导体的中心与齿轮主体的第一开口部对应地形成有第二开口部，并且在第二开口部的内周缘形成有埋入齿轮主体内来防止激励导体从齿轮主体的一侧面剥离的折回部(权利要求2)。
作为其他方式优选的是，在激励导体的第二开口部的内周缘形成有用于确定激励导体相对于从动齿轮的相位的卡合部，激励导体的折回部形成于第二开口部的内周缘的避开卡合部的区域(权利要求3)。
作为其他方式优选的是，在单个阀主体的一侧配置有节流阀传感器，节流阀轴的端部插入于从动齿轮的芯骨的轴孔，从该轴孔突出的部位通过铆接加工而被固定(权利要求4)。
作为其他方式优选的是，在一对阀主体之间配置有节流阀传感器，节流阀轴从一方的阀主体贯通从动齿轮的芯骨的轴孔并向另一方的阀主体延伸设置，使销贯通并压入并固定于从动齿轮和节流阀轴(权利要求5)。
发明效果
根据本发明的发动机的电子控制节流装置，能将传递来自电动机的旋转的从动齿轮和构成节流阀传感器的励磁导体高效地组装于节流阀轴的端部。
附图说明
图1是表示实施方式的发动机的电子控制节流装置的立体图。
图2是表示拆下了罩和基板的电子控制节流装置的分解立体图。
图3是表示电子控制节流装置的图2的III-III线剖视图。
图4是表示电子控制节流装置的图3的IV-IV线剖视图。
图5是表示节流阀轴、从动齿轮以及激励导体的关系的与图2对应的分解立体图。
图6是以单体的方式表示激励导体的立体图。
图7是表示芯骨和激励导体相对于从动齿轮的嵌入状态的图5的VII-VII线剖视图。
图8是图7的局部放大剖视图。
图9是表示在一对阀主体之间配置有齿轮收容室和节流阀传感器的其他例的与图5对应的分解立体图。
具体实施方式
以下，对将本发明具体化为具有单个节流孔的二轮车用发动机的电子控制节流装置(以下，有时也简称为节流装置)的一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的发动机的电子控制节流装置的立体图，图2是表示拆下了罩和基板的电子控制节流装置的分解立体图，图3是表示电子控制节流装置的图2的III-III线剖视图，图4是表示电子控制节流装置的图3的IV-IV线剖视图。
如图2所示，节流装置1的壳体2由形成有筒状的节流孔3a的阀主体3和在内部收容有齿轮系的齿轮收容室4构成，上述构件3、4由压铸铝一体成型。另外，壳体2的材质不作限定，可以任意变更。
如图3、4所示，在阀主体3的节流孔3a的周围形成有四个凸缘3b，该四个凸缘3b贯通设置有螺栓孔3c，经由各螺栓孔3c利用未图示的螺栓使节流装置1组装于发动机的歧管。此外，阀主体3的另一端作为筒状的软管连接部3d向一侧(图4的下方)突出，连接有来自未图示的空气滤清器的软管。在组装于发动机的状态下，节流孔3a作为进气通路的一部分发挥作用，沿着进气流通方向引导向发动机吸入的吸入空气。
在阀主体3以横穿节流孔3a内的方式配置有节流阀轴6，节流阀轴6的两端由轴承7支承为能够旋转。以下，将沿着节流阀轴6的轴线L1的方向称作节流阀轴线方向。在节流孔3a内，节流阀8通过小螺钉9与节流阀轴6连接，伴随节流阀轴6的旋转，改变节流阀8的开度，从而对在节流孔3a内流通的吸入空气进行调节。
如图2、3所示，节流阀轴6的一端向与阀主体3相邻形成的齿轮收容室4内突出，齿轮收容室4呈朝向一侧敞开的大致长方形，在形成于四角的凸缘4a形成有阴螺纹4b。在齿轮收容室4的开口部配置有大致长方形的罩10，螺栓11经由贯通设置于四角的螺栓孔10a分别与齿轮收容室4的阴螺纹4b螺合。由此，使罩10紧固，从而使齿轮收容室4密闭。
在齿轮收容室4内以围绕节流阀轴6的方式配置有扭转弹簧13，在节流阀轴6的端部固定有从动齿轮14。如图2所示，从动齿轮14呈与开闭节流阀8所要求的角度区域对应的扇形，伴随从动齿轮14的转动而与设于齿轮收容室4内的未图示的全开限位件和全闭限位件分别抵接，由此使节流阀8的开度限制在全开位置与全闭位置之间。
虽然未图示，但是扭转弹簧13的一端被钩挂在从动齿轮14，扭转弹簧13的另一端被钩挂在壳体2，由此节流阀8被朝向在全开位置与全闭位置之间的规定开度施力。当由于后述的电动机15的故障等使节流阀8无法驱动时，通过扭转弹簧13使节流阀8保持为规定开度，从而确保了跛行模式下车辆行驶所需的吸入空气量，进而确保了发动机输出。
但是，扭转弹簧13的施力状态不限定于此，也可以例如向节流阀8的全闭位置施力。
如图3所示，在阀主体3的一侧与节流孔3a相邻地内装有电动机15，电动机15的输出轴15a向齿轮收容室4内突出并固定有驱动齿轮16。中间齿轮17在齿轮收容室4内配置在驱动齿轮16与从动齿轮14之间，并由沿着轴线L2的齿轮轴18支承为能够旋转。
中间齿轮17一体形成大径的输入齿轮17a和小径的输出齿轮17b。中间齿轮17的输入齿轮17a与驱动齿轮16啮合，中间齿轮17的输出齿轮17b与从动齿轮14啮合。作为结果，在齿轮收容室4内各齿轮14、16、17在齿轮系方向上排列，上述齿轮系方向、进气流通方向以及节流阀轴线方向处于彼此正交的关系。此外，电动机15的旋转经由驱动齿轮16、中间齿轮17以及从动齿轮14减速并且向节流阀轴6传递，从而与电动机15的旋转方向对应地驱动节流阀8开闭。
在如上所述地构成的节流装置1设有感应式的节流阀传感器20，以检测节流阀8的开度。例如专利文献1所记载的通常的节流阀传感器由设有激励导体的转子和设有励磁导体以及信号检测导体的基板构成。此外，如“发明要解决的技术问题”所述，由于从动齿轮和转子单独地固定于节流阀轴的端部并且其固定方法也完全不同，因此很难说组装操作性良好。
鉴于如上所述的不良情况，本发明人发现了使从动齿轮14兼具转子的功能的对策。即，将来自电动机15的旋转向节流阀8传递的从动齿轮14是应固定于节流阀轴16的必不可少的构件。此外，完成向阀主体3的组装后的从动齿轮14由于和节流阀轴6一起旋转，因此兼备作为转子的功能。
因此，若设为在通过嵌件成型制作出预先设有激励导体21的从动齿轮14的基础上，将上述从动齿轮14固定于节流阀轴6的结构，则要固定于节流阀轴6的仅仅是从动齿轮14，其固定方法也是由手工操作进行的单一的操作。并且由于嵌件成型操作与节流阀轴6没有关系而能以从动齿轮14单体进行实施，因此在简化了模具的结构的基础上，在成型操作时容易处理构件。
基于上述见解，本发明是将激励导体21嵌件成型于从动齿轮14并将从动齿轮14固定于节流阀轴6的端部，以下对其结构进行说明。
图5是表示节流阀轴6、从动齿轮14以及激励导体21的关系的与图2对应的分解立体图，图6是单独表示激励导体21的立体图，图7是表示芯骨和激励导体21相对于从动齿轮14的嵌入状态的图5的VII-VII线剖视图，图8是图7的局部放大剖视图。
从动齿轮14以埋设有呈圆盘状的芯骨25并且使激励导体21露出到一侧面的方式，通过合成树脂材料嵌件成型，以下，将合成树脂材料的部分称为齿轮主体26。在芯骨25的中心贯通设置有呈与用于限制旋转的对边距对应的形状的轴孔25a，在齿轮主体26的一侧面的中心形成有呈比芯骨25的轴孔25a大的圆形的第一开口部26a而使轴孔25a的周围露出。由于如上所述的从动齿轮14的结构与本发明的主旨紧密相关，因此在后面描述其细节。
在固定有从动齿轮14的节流阀轴6的端部形成有具有与芯骨25的轴孔25a对应的对边距的铆接部6a。节流阀轴6的铆接部6a插入于从动齿轮14的芯骨25的轴孔25a内，铆接部6a的基端的台阶与从动齿轮14的侧面抵接并且通过对边距限制和从动齿轮14的相对旋转。
如图5、7所示，节流阀轴6的铆接部6a从芯骨25的轴孔25a突出，上述突出部位经由齿轮主体26的第一开口部26a被施加高自旋铆接而被压扁。作为结果，限制了铆接部6a从芯骨25的轴孔25a脱离，节流阀轴6的端部被固定于从动齿轮14。上述高自旋铆接相当于本发明的铆接加工。
此外，如图2、7所示，基板22在齿轮收容室4内固定于罩10的内侧面，在基板22的从动齿轮14侧的面设有励磁导体23和信号检测导体24。作为结果，从动齿轮14侧的激励导体21和基板22侧的励磁导体23、信号检测导体24隔着微小间隙相对。
另外，在图2中，22a是用于将基板22定位于罩10的定位孔。此外，28、29是电力供给端子和信号输出端子，通过与罩10的配合而构成的连接器30与来自车身侧的连接器连接，进行电力供给和节流阀开度信号的输出等。
由于感应式的节流阀传感器20的原理被例如专利文献1或者日本专利特许第4809829号说明书等公开，因此仅描述概略。通过来自外部的供电使交流电流流过基板22的励磁导体23，与此对应，在从动齿轮14的激励导体21激励出电流。通过激励出的电流在基板22的信号检测导体24激励出交流电流，基于该交流电流，生成从动齿轮14的旋转角度，进而生成与节流阀开度相关的节流阀开度信号。
另一方面，嵌入从动齿轮14的芯骨25和激励导体21预先与从动齿轮14分开制作。从节流阀轴线方向观察，芯骨25呈圆盘状，如图7所示，在其一侧突出设有与齿轮收容室4的全开限位件和全闭限位件抵接的一对限位部25b。
此外，如图6所示，激励导体21整体呈薄板状，并且从节流阀轴线方向观察呈使以轴线L1为中心等分的三个部位(隔开120°)朝向外周方向大致椭圆状地隆起的形状。但是，激励导体21的形状不限定于此，能任意变更，也可以设为使例如等分的两个部位(隔开180°)、或者等分的四个部位(隔开90°)朝向外周方向隆起的形状。
在激励导体21的整个外周形成有外周突出部21a，该外周突出部21a呈朝向从动齿轮14侧弯曲为直角的截面形状。此外，在激励导体21的中心形成有与从动齿轮14的第一开口部26a对应的圆形的第二开口部21b，在第二开口部21b的内周缘的以轴线L1为中心等分的三个部位分别形成有在周向上具有规定长度的内周突出部21c。各内周突出部21c与上述外周突出部21a相同地呈朝向从动齿轮14侧弯曲为直角的截面形状，各内周突出部21c之间的区域分别被切剖而作为卡合部21d。
如图7、8所示，折回部21e从各内周突出部21c延伸设置。各折回部21e呈朝向激励导体21的外周侧(远离轴线L1的方向)弯曲为直角的截面形状，与在齿轮主体26上露出的激励导体21的主体21f之间形成间隙G。
将如上所述地构成的芯骨25和激励导体21嵌件成型而制作从动齿轮14，以下，对嵌件成型操作的顺序进行描述。
在应用于嵌件成型的模具形成有基本上与图7所示的从动齿轮14的齿轮主体26的外形对应的形状的型腔，在型腔内配置有芯骨25和激励导体21，通过注塑合成树脂材料来使从动齿轮14成型。
为了将芯骨25和激励导体21配置于型腔内的规定位置，在模具设有许多个定位销等。由于上述定位销是应用于嵌件成型的模具的公知结构，因此仅描述概略。
例如，在图7中，通过在贯通设于芯骨25的多个定位孔25c(仅图示一个)内从图中的右方插入定位销，确定以轴线L1为中心的芯骨25相对于从动齿轮14的相位。同时，通过使定位销的前端与激励导体21抵接，确定节流阀轴线方向的激励导体21的位置，在成型后使激励导体21露出到从动齿轮14的一侧面。另外，关于节流阀轴线方向的芯骨25的位置，也由未图示的定位销确定。
此外，虽然未图示，但是以与形成于激励导体21的第二开口部21b的内周缘的三个部位的卡合部21d对应的方式在模具的内侧面突出设置有三个卡合部。通过在型腔内使激励导体21的卡合部21d分别与模具的各卡合部卡合，确定以轴线L1为中心的激励导体21相对于从动齿轮14的相位。
在如上所述那样将芯骨25和激励导体21配置于型腔内的规定位置的基础上，通过注塑合成树脂材料完成从动齿轮14的成型。
如图7、8所示，在成型完成后的从动齿轮14中，合成树脂制成的齿轮主体26呈规定的形状，并且在齿轮主体26埋设有芯骨25并使各限位部25b向外部突出。此外，激励导体21露出到齿轮主体26的一侧面，并且激励导体21的外周突出部21a和三个部位的内周突出部21c埋入合成树脂制成的齿轮主体26，三个部位的折回部21e和各内周突出部21c一起也埋入齿轮主体26内。
此外，埋入齿轮主体26内的各折回部21e隔着间隙G与露出到齿轮主体26的一侧面的激励导体21的主体21f相对，在间隙G内存在形成齿轮主体26的树脂。因此，为了使激励导体21向从齿轮主体26的一侧面剥离的方向位置变位，各折回部21e必须使存在于间隙G内的树脂变形或者破坏，作为结果，通过各折回部21e防止了激励导体21的剥离。
此外，起到如上所述的防止剥离的作用的各折回部21e形成于激励导体21的第二开口部21b的内周缘。详细地，在激励导体21的第二开口部21b的内周缘形成有用于确定激励导体21相对于从动齿轮14的相位的卡合部21d，在各卡合部21d之间的区域、换言之避开各卡合部21d的区域形成有内周突出部21c和折回部21e。即，利用第二开口部21b的内周缘的未被利用的剩余区域形成各折回部21e。
为了与基板22侧的励磁导体23的通电相对应地使激励导体21起到期望的电流的激励作用，激励导体21的外周缘的形状尤为重要，与此相对由内周缘的形状产生的影响很小。通过如上所述地在第二开口部21b的内周缘的剩余区域形成折回部21e，在确保激励导体21的期望的电流激励作用的基础上，还能起到与防止激励导体21剥离完全不同的效果，由此能大幅提高节流阀传感器20的可靠性。
此外，从以上说明可知，嵌件成型操作由从动齿轮14单体实施。在专利文献1的节流装置中，以已经安装好从动齿轮的节流阀轴的端部为对象实施嵌件成型，但是与此相比，能简化模具的结构并且在成型操作时容易处理构件。
并且，要固定于节流阀轴6的仅仅是从动齿轮14。在专利文献1的节流装置中，需要对于节流阀轴的端部先后实施通过手工操作进行的从动齿轮的组装以及转子的嵌件成型，但是与此相比，在本实施方式中，只要仅通过手工操作组装从动齿轮14即可。
通过上述主要原因的相互作用，提高了制造工序的操作性，作为结果，根据本实施方式，能将传递来自电动机15的旋转的从动齿轮14和构成节流阀传感器20的激励导体21高效地组装于节流阀轴6的端部。
实施方式的说明到此为止，但本发明的方式并不限定于上述实施方式。例如根据上述实施方式，具体化为具有单个阀主体3的二轮车用发动机的电子控制节流装置1，但是不限定于此。例如，也可以具体化为在一对阀主体3之间配置有齿轮收容室4和节流阀传感器20的节流装置1。在这种情况下，由于成为经由节流阀轴6将两侧的阀主体3的节流阀8连接的结构，因此需要以贯通从动齿轮14的方式配置节流阀轴6。
图9是表示上述其他例的与图5对应的立体图。与上述实施方式相同地，节流阀轴6与一方的阀主体3的节流阀8连接，贯通从动齿轮14的芯骨25的轴孔25a向未图示的另一方的阀主体3延伸设置并与节流阀8连接。由于此时的节流阀轴6和轴孔25a均为圆形截面而不被限制旋转，因此虽然未图示，但是将销从与节流阀轴线方向正交的方向贯通并压入从动齿轮14和节流阀轴6，由此从动齿轮14被固定于节流阀轴6。
在如上所述地构成的节流装置中，由于也能采用在通过嵌件成型制作出预先设有激励导体21的从动齿轮14的基础上，将从动齿轮14固定于节流阀轴6的结构，因此虽然没有重复进行说明，但是能达到与上述实施方式相同的作用效果。
此外，在上述实施方式中，在激励导体21的第二开口部21b的内周缘形成三个内周突出部21c，从各内周突出部21c延伸设置有朝向外周侧弯曲为直角的折回部21e，但是不限定于此。例如，也可以增减折回部21e的数量，或者改变折回部21e的截面形状。
符号说明
1 电子控制节流装置
3 阀主体
3a 节流孔
6 节流阀轴
8 节流阀
14 从动齿轮
15 电动机
20 节流阀传感器
21 激励导体
21b 第二开口部
21d 卡合部
21e 折回部
22 基板
23 励磁导体
24 信号检测导体
25 芯骨
25a 轴孔
26 齿轮主体
26a 第一开口部。

Claims (4)

1.一种发动机的电子控制节流装置，将电动机的旋转向从动齿轮传递，并经由连接到所述从动齿轮的节流阀轴驱动形成于阀主体的节流孔内的节流阀开闭，另一方面包括节流阀传感器，该节流阀传感器配置有基板，在该基板上以与和所述节流阀轴一起旋转的激励导体相对的方式设有励磁导体和信号检测导体，其特征在于，
所述从动齿轮以埋设有芯骨并且使所述激励导体露出到一侧面的方式，通过合成树脂材料将所述芯骨和所述激励导体嵌件成型，
所述节流阀轴插入并固定于在所述芯骨贯通设置的轴孔，
在所述从动齿轮的由合成树脂材料构成的齿轮主体的中心形成有第一开口部，所述激励导体露出所述齿轮主体的轴线方向的侧面，
在所述激励导体的中心与所述齿轮主体的第一开口部对应地形成有第二开口部，并且在该第二开口部的内周缘形成有折回部，该折回部埋入所述齿轮主体内来防止所述激励导体从所述齿轮主体的侧面剥离。
2.如权利要求1所述的发动机的电子控制节流装置，其特征在于，
在所述激励导体的第二开口部的内周缘形成有用于确定所述激励导体相对于所述从动齿轮的相位的卡合部，
所述激励导体的折回部形成于所述第二开口部的内周缘的避开所述卡合部的区域。
3.如权利要求1或2所述的发动机的电子控制节流装置，其特征在于，
在单个所述阀主体的一侧配置有所述节流阀传感器，
所述节流阀轴的端部插入于所述从动齿轮的芯骨的轴孔，从该轴孔突出的部位通过铆接加工而被固定。
4.如权利要求1或2所述的发动机的电子控制节流装置，其特征在于，
在一对所述阀主体之间配置有所述节流阀传感器，
所述节流阀轴从一方的阀主体贯通所述从动齿轮的芯骨的轴孔并向另一方的阀主体延伸设置，使销贯通并压入、固定于所述从动齿轮和所述节流阀轴。
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