CN112639270B - 节气装置 - Google Patents

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Abstract

节气装置包括节气体(12)、节气门(14)、节气轴(22)、节气齿轮(16)、螺旋弹簧(18)。在节气体(12)设有嵌合于螺旋弹簧(18)内的圆筒状的弹簧引导部(26)。在弹簧引导部(26)设有沿周向隔开规定间隔地配置的全闭止挡件(57)和全开止挡件(58)。在节气轴(22)设有全闭开度限制杆(60)，该全闭开度限制杆(60)具有能够与全闭止挡件(57)抵接的全闭抵接部(60c)。全闭开度限制杆(60)具有能够与全开止挡件(58)抵接的全开抵接部(60d)。

Description

节气装置
技术领域
本公开涉及一种电动机。
背景技术
日本特开2009－299673号公报和日本特开2018－40288号公报分别公开有以往型的节气装置。在日本特开2009－299673号公报中，在节气体的齿轮壳体部的周壁部的内周侧分别设有全闭止挡件和全开止挡件。另外，在与节气轴一体地旋转的节气齿轮的外周部设有能够与全闭止挡件抵接的全闭抵接部和能够与全开止挡件抵接的全开抵接部。
另外，在日本特开2018－40288号公报中，在设于节气体的圆筒状的弹簧引导部的外周部的内侧形成有全闭止挡件。另外，在节气轴设有具有能够与全闭止挡件抵接的全闭抵接部的全闭开度限制构件。
发明内容
发明要解决的问题
根据日本特开2009－299673号公报，在节气齿轮的外周侧设有包括全闭止挡件和全闭抵接部的全闭开度用限制部件以及包括全开止挡件和全开抵接部的全开开度用限制部件。该结构使节气装置大型化。
另外，根据日本特开2018－40288号公报，由于包括全闭止挡件和全闭开度限制构件的全闭开度用限制部件设于弹簧引导部与节气轴之间，因此使全闭开度用限制部件紧凑化。但是，在日本特开2018－40288号公报中，由于没有全开开度用限制部件的记载，因而存在改进的余地。
本发明要解决的课题在于提供一种能够使全闭开度用限制部件和全开开度用限制部件这两个限制部件紧凑化的节气装置。
用于解决问题的方案
所述的课题能够利用以下的方案来解决。
本公开的一个特征为一种节气装置，其包括：节气体，其具有进气通路；节气门，其对所述进气通路进行开闭；节气轴，其与所述节气门一体地旋转；旋转体，其与所述节气轴一体地旋转；以及螺旋弹簧，其夹装在所述节气体与所述旋转体之间，其中，在所述节气体设有嵌合于所述螺旋弹簧内的圆筒状的弹簧引导部，在所述弹簧引导部设有沿周向隔开规定间隔地配置的全闭止挡件和全开止挡件，在所述节气轴设有全闭开度限制构件，该全闭开度限制构件具有能够与所述全闭止挡件抵接的全闭抵接部，在所述节气轴设有全开开度限制构件，该全开开度限制构件具有能够与所述全开止挡件抵接的全开抵接部。
发明的效果
根据所述特征，在弹簧引导部与节气轴之间设有包括全闭止挡件和全闭开度限制构件的全闭开度用限制部件以及包括全开止挡件和全开开度限制构件的全开开度用限制部件。因而，能够使全闭开度用限制部件和全开开度用限制部件这两个限制部件紧凑化。进而，能够使节气装置小型化。
附图说明
图1是表示一实施方式的节气装置的剖视图。
图2是表示拆除了齿轮盖的节气装置的俯视图。
图3是示意性表示开度限制部的剖视图。
图4是示意性表示默认状态下的开度限制部的俯视图。
图5是示意性表示全闭状态下的开度限制部的俯视图。
图6是示意性表示全开状态下的开度限制部的俯视图。
具体实施方式
以下，使用附图说明用于实施本发明的一实施方式。本实施方式的节气装置是电子地进行节气门的开闭控制的电子控制式的节气装置。图1是表示节气装置的剖视图。图2是表示拆除了齿轮盖的节气装置的俯视图。此外，为了方便说明，以图1为基准确定上下左右，但并不是指定节气装置的配置方向。
(节气装置的概要)
如图1所示，节气装置10包括节气体12、节气门14、节气齿轮16、螺旋弹簧18。在节气体12形成有沿前后方向、即与上下方向和左右方向这两者垂直的方向贯通的中空圆筒状的进气通路20。节气体12配置于内燃机即发动机的进气系统。节气体12例如为金属制的，但也可以为树脂制的。
节气门14以能够开闭的方式配置于进气通路20。节气门14例如为金属制的，并形成为圆板状。节气门14借助节气轴22以能够转动的方式支承于节气体12。节气门14一体地安装于节气轴22。节气轴22以沿径向横切进气通路20的状态配置。
节气轴22例如为金属制的，借助上下一对的两个轴承23、24以能够旋转的方式支承于节气体12。两个轴承23、24配置于在节气体12形成的两个毂部26、27内。节气门14与节气轴22一体地转动，从而对进气通路20进行开闭，而控制向发动机流动的吸入空气量。
在节气体12的上表面部形成有使上表面开口的有底筒状的齿轮壳体部30。在节气体12安装有封闭齿轮壳体部30的上表面开口部的齿轮盖32。节气轴22的上端部向齿轮壳体部30内突出。
节气齿轮16为树脂制的，并安装于节气轴22的上端部。在节气齿轮16呈同心状形成有圆筒状的毂部34。如图2所示，在节气齿轮16的外周部形成有沿周向延伸的齿轮部35。节气齿轮16相当于本说明书所述的“旋转体”。
如图1所示，螺旋弹簧18具有向一个方向卷绕的复位弹簧部37、向另一方向卷绕的开启弹簧部38、在两个弹簧部37、38的相互之间以使卷绕方向反转的方式折返且向径向外方突出的中间钩部39。两个弹簧部37、38在自由状态下以相同的线圈直径形成。
复位弹簧部37隔开规定间隙地嵌合于节气体12的上侧的毂部26。上侧的毂部26形成为圆筒状，具有作为弹簧引导部的功能。因此，以下，将上侧的毂部26称作弹簧引导部26。另外，开启弹簧部38隔开规定间隙地嵌合于节气齿轮16的毂部34。毂部34具有与弹簧引导部26的外径相同的外径，并具有作为弹簧引导部的功能。
如图2所示，复位弹簧部37的顶端部37a向径向外方突出。在以线圈直径减小的方式使复位弹簧部37扭转了的状态下，该顶端部37a通过卡定而与设于节气体12的卡定突起41连接。卡定突起41相当于本说明书中的“节气体侧卡定部”。
开启弹簧部38的顶端部38a向径向外方突出。在以线圈直径减小的方式使开启弹簧部38扭转了的状态下，该顶端部38a通过卡定而与设于节气齿轮16的弹簧支承部43连接。弹簧支承部43相当于本说明书所述的“旋转体侧卡定部”、“齿轮侧卡定部”。
两个弹簧部37、38的线圈内径在从全闭位置到全开位置的任一开度时，均大于弹簧引导部26和毂部34的外径。中间钩部39直接卡定于节气齿轮16所具备的钩止挡部45。中间钩部39以相对于设于节气体12的开启止挡件46能够抵接并且能够向开方向分离的方式设置。
如图1所示，在节气体12的右侧部形成有有底圆筒状的马达收纳凹部48。马达收纳凹部48的上端面在齿轮壳体部30开口。在马达收纳凹部48例如收纳有包括DC马达等电动马达的控制用马达50。如图2所示，控制用马达50的输出轴51在齿轮壳体部30内突出。在输出轴51安装有驱动齿轮52。
如图1所示，在齿轮壳体部30内，在节气齿轮16与驱动齿轮52之间配置有中间轴齿轮54。中间轴齿轮54以能够旋转的方式支承于架设在节气体12与齿轮盖32之间的中间轴55。中间轴齿轮54具有大径的齿轮部54a和小径的齿轮部54b。大径的齿轮部54a与驱动齿轮52啮合。小径的齿轮部54b与节气齿轮16的齿轮部35啮合。
(节气装置10的动作说明)
控制用马达50被电子控制装置(ECU)驱动控制。控制用马达50的驱动力经由驱动齿轮52、中间轴齿轮54向节气齿轮16传递。由此，节气齿轮16在开闭方向上旋转。节气轴22以及节气门14与节气齿轮16一起旋转、即开闭。在未向控制用马达50通电的状态下，节气齿轮16由于螺旋弹簧18的两个弹簧部37、38的弹性而保持为默认状态。在默认状态下，节气门14位于自全闭位置打开了规定量的位置。
(开度限制部)
图3是示意性表示开度限制部的剖视图，图4是示意性表示默认状态下的开度限制部的俯视图，图5是全闭状态下的开度限制部的俯视图，图6是开度限制部的俯视图。如图3和图4所示，在节气体12的弹簧引导部26的上端部形成有向上方以及径向开口的开口凹部56。如图4所示，开口凹部56具有沿周向隔开规定间隔地相对的一对平面状的相对部。开口凹部56的一侧(闭方向侧)的相对部设为全闭止挡件57，另一侧(开方向侧)的相对部设为全开止挡件58。
节气体12的卡定突起41与开启止挡件46隔着节气轴22对称地配置。由此，螺旋弹簧18的复位弹簧部37的扭转力矩的反作用力作用于相对于开启止挡件46和卡定突起41的排列方向而言中间钩部39所移动的一侧、且是与该排列方向正交或大致正交的方向(图4中，参照粗箭头)。由此，复位弹簧部37的一侧部(图4中的右下部)与弹簧引导部26抵接，复位弹簧部37的另一侧部(图4中的左上部)自弹簧引导部26分离。因此，弹簧引导部26的另一侧部即使省略弹簧引导部26的功能也不妨碍，因此，在该不妨碍的部位配置有开口凹部56。即，开口凹部56配置于弹簧引导部26中的与螺旋弹簧18的复位弹簧部37由于扭转力矩的反作用力所抵接的一侧相反的一侧。
如图3所示，在节气轴22的上端部呈同心状形成有朝向上方使外径阶梯地减小的大径轴部22a、中径轴部22b以及小径轴部22c。大径轴部22a相当于节气轴22的轴主体。各轴部22a、22b、22c分别形成为圆轴状。
在中径轴部22b安装有全闭开度限制杆60。全闭开度限制杆60为金属制的，形成为板状，并具有形成为圆环板状的安装板部60a和自安装板部60a向半径方向外方突出的带板状的杆部60b。全闭开度限制杆60构成在同一平面上具有安装板部60a和全闭抵接部60c的平板状。安装板部60a相当于本说明书所述的“安装部”。
安装板部60a几乎无间隙地嵌合于节气轴22的中径轴部22b并且以面接触状抵接于大径轴部22a的上端面。如图5所示，安装板部60a在将节气门14设为全闭开度位置的状态下与全闭止挡件57抵接的位置利用焊接、例如激光焊接固着于中径轴部22b。
如图4所示，杆部60b的面向全闭止挡件57的侧缘部成为全闭抵接部60c。如图5所示，通过全闭抵接部60c与全闭止挡件57抵接，从而限制节气轴22向全闭位置以下转动。全闭位置为在进气通路20与节气门14之间产生微小的间隙(全闭空隙)的程度的开度位置。全闭开度限制杆60相当于本说明书所述的“全闭开度限制构件”。
杆部60b的面向全开止挡件58的侧缘部成为全开抵接部60d。如图6所示，通过全开抵接部60d与全开止挡件58抵接，从而限制节气轴22向全开位置以上转动。根据自全闭位置到全开位置的转动角度，设定开口凹部56的开口角度。全闭开度限制杆60兼作全开开度限制构件。因此，全闭开度限制杆60还相当于本说明书所述的“全开开度限制构件”。
如图3所示，在节气齿轮16的毂部34呈同心状设有开启开度限制环63。开启开度限制环63为金属制的，并形成为大致圆环板状。开启开度限制环63几乎无间隙地嵌合于节气轴22的小径轴部22c，并且以面接触状抵接于中径轴部22b的端面。开启开度限制环63在将节气门14设为开启开度位置(默认位置)的状态下中间钩部39与钩止挡部45以及开启止挡件46抵接的位置(参照图4)利用焊接、例如激光焊接固着于小径轴部22c。
如图4所示，开启开度位置(默认位置)为螺旋弹簧18的复位弹簧部37的向闭方向(图4中箭头S所示的方向)的作用力与开启弹簧部38(参照图1)的向开方向(图4中箭头O所示的方向)的作用力相平衡位置，为节气门14自全闭位置(参照图5)打开了规定量的位置。
当节气齿轮16自默认位置向闭方向转动时，节气齿轮16的钩止挡部45自中间钩部39分离。而且，在全闭位置(参照图5)，全闭抵接部60c与全闭止挡件57抵接。另外，在自全闭位置向开方向返回时，在默认位置(参照图4)，钩止挡部45与中间钩部39抵接。
当节气齿轮16自默认状态向开方向转动时，中间钩部39在与钩止挡部45抵接的状态下自开启止挡件46分离。而且，在全开位置(参照图6)，全开抵接部60d与全开止挡件58抵接。另外，在自全开位置向闭方向返回时，在默认位置(参照图4)，中间钩部39与开启止挡件46抵接。
(一实施方式的优点)
根据所述的节气装置10，在弹簧引导部26与节气轴22之间设有包括全闭止挡件57和全闭开度限制杆60的全闭开度用限制部件、包括全开止挡件58和全闭开度限制杆60的全开开度用限制部件。因而，能够使全闭开度用限制部件和全开开度用限制部件这两个限制部件紧凑化。进而，能够使节气装置10小型化。
另外，在弹簧引导部26形成有开口凹部56，该开口凹部56在与螺旋弹簧18由于扭转力矩的反作用力所抵接的一侧相反的一侧向径向开口，并且具有沿周向隔开规定间隔地相对的一对相对部，开口凹部56的一个相对部设为全闭止挡件57，另一个相对部设为全开止挡件58。由此，例如，相比于在弹簧引导部26的外周部的内侧形成全闭止挡件的情况(参照日本特开2009－299673号公报)，不需要设置弹簧引导部26的外周部。因而，通过从弹簧引导部26中除去与外周部相当的部分，能够使弹簧引导部26的外径小径化。
说明弹簧引导部26的小径化。如图3所示，当在弹簧引导部26的外周侧以内包具有全闭止挡件的开口凹部56的方式形成外周部126a(图3中，参照双点划线)时，弹簧引导部26的外径增大。相伴于此，节气齿轮16的毂部34也大径化为毂部134(图3中，参照双点划线)，并且，使用线圈直径较大的螺旋弹簧118(图3中，参照双点划线)。相对于此，根据本实施方式，除去弹簧引导部26的外周部126a，能够使弹簧引导部26的外径小径化。因而，能够使节气齿轮16的毂部134小径化为毂部34，并且使螺旋弹簧118小径化为螺旋弹簧18。因此，能够使节气装置10小型化。
另外，全闭开度限制杆60在同一平面上具有全闭抵接部60c和向节气轴22安装的安装板部60a。因而，能够使全闭开度限制杆60的形状简化为平板状。这通过省略例如对日本特开2009－299673号公报的全闭开度限制杆60所必须的全闭抵接部60c进行的弯折加工，能够降低成本。
另外，由于全闭开度限制杆60兼作全开开度限制构件，因而能够省略专用的全开开度限制构件。因而，能够使节气装置10的结构简化，能够降低成本。
另外，开启止挡件46和卡定突起41隔着节气轴22对称地配置。因而，能够利用扭转力矩的作用力向规定的方向恰当地对螺旋弹簧18的复位弹簧部37施力。由此，能够容易地规定全闭止挡件57和全开止挡件58的配置位置即开口凹部56的形成位置。
[其他实施方式]
本发明并不限定于所述的实施方式，在不偏离本发明的范围内能够进行变更。例如，可以与全闭开度限制杆60独立地设置专用的全开开度限制构件。
本公开中以各种各样的方式进行了技术的公开。第1方式为一种节气装置，该节气装置包括：节气体，其具有进气通路；节气门，其对所述进气通路进行开闭；节气轴，其与所述节气门一体地旋转；旋转体，其与所述节气轴一体地旋转；以及螺旋弹簧，其夹装在所述节气体与所述旋转体之间，其中，在所述节气体设有嵌合于所述螺旋弹簧内的圆筒状的弹簧引导部，在所述弹簧引导部设有沿周向隔开规定间隔地配置的全闭止挡件和全开止挡件，在所述节气轴设有全闭开度限制构件，该全闭开度限制构件具有能够与所述全闭止挡件抵接的全闭抵接部，在所述节气轴设有全开开度限制构件，该全开开度限制构件具有能够与所述全开止挡件抵接的全开抵接部。
根据第1方式，在弹簧引导部与节气轴之间设有包括全闭止挡件和全闭开度限制构件的全闭开度用限制部件以及包括全开止挡件和全开开度限制构件的全开开度用限制部件。因而，能够使全闭开度用限制部件和全开开度用限制部件这两个限制部件紧凑化。进而，能够使节气装置小型化。
第2方式为基于第1方式的节气装置，其中，在所述弹簧引导部形成有开口凹部，该开口凹部在所述弹簧引导部的与所述螺旋弹簧由于扭转力矩的反作用力所抵接的一侧相反的一侧向径向开口，并且具有沿周向隔开规定间隔地相对的一对相对部，所述开口凹部的一个相对部设为全闭止挡件，另一个相对部设为全开止挡件。
根据第2方式，例如，相比于在弹簧引导部的外周部的内侧形成全闭止挡件的情况(参照日本特开2009－299673号公报)，不需要设置弹簧引导部的外周部。因而，通过从弹簧引导部中除去与外周部相当的部分，能够使弹簧引导部的外径小径化。
第3方式为基于第1或2方式的节气装置，其中，所述全闭开度限制构件在同一平面上具有所述全闭抵接部和安装于所述节气轴的安装部。
根据第3方式，能够使全闭开度限制构件的形状简化为平板状。这通过省略例如对日本特开2009－299673号公报的全闭开度限制构件所必须的全闭抵接部进行的弯折加工，能够降低成本。
第4方式为基于第1～3中任一方式的节气装置，其中，所述全闭开度限制构件兼作所述全开开度限制构件。
根据第4方式，能够省略专用的全开开度限制构件。因而，能够使节气装置的结构简化，能够降低成本。
第5方式为基于第1～4中任一方式的节气装置，其中，所述螺旋弹簧包括：中间钩部，其能够与所述节气体所具备的开启止挡件抵接；复位弹簧部，其自该中间钩部向一个方向卷绕；以及开启弹簧部，其自所述中间钩部向另一方向卷绕，所述复位弹簧部的顶端部连接于所述节气体所具备的节气体侧卡定部，所述开启弹簧部的顶端部连接于所述旋转体所具备的旋转体侧卡定部，所述开启止挡件和所述节气体侧卡定部隔着所述节气轴对称地配置。
根据第5方式，能够利用扭转力矩的反作用力向规定的方向恰当地对螺旋弹簧的复位弹簧部施力。由此，能够容易地规定全闭止挡件和全开止挡件的配置位置。

Claims (5)

1.一种节气装置，其包括：
节气体，其具有进气通路；
节气门，其对所述进气通路进行开闭；
节气轴，其与所述节气门一体地旋转；
旋转体，其与所述节气轴一体地旋转；以及
螺旋弹簧，其夹装在所述节气体与所述旋转体之间，在该节气装置中，
在所述节气体设有嵌合于所述螺旋弹簧内的圆筒状的弹簧引导部，
在所述弹簧引导部设有沿周向隔开规定间隔地配置的全闭止挡件和全开止挡件，
所述全闭止挡件和所述全开止挡件在所述弹簧引导部中配置于所述螺旋弹簧由于扭转力矩的反作用力所抵接的一侧相反的一侧，
在所述节气轴设有全闭开度限制构件，该全闭开度限制构件具有能够与所述全闭止挡件抵接的全闭抵接部，
在所述节气轴设有全开开度限制构件，该全开开度限制构件具有能够与所述全开止挡件抵接的全开抵接部。
2.根据权利要求1所述的节气装置，其中，
在所述弹簧引导部形成有开口凹部，该开口凹部在所述弹簧引导部的与所述螺旋弹簧由于扭转力矩的反作用力所抵接的一侧相反的一侧向径向开口，并且具有沿周向隔开规定间隔地相对的一对相对部，
所述开口凹部的一个相对部设为全闭止挡件，另一个相对部设为全开止挡件。
3.根据权利要求1或2所述的节气装置，其中，
所述全闭开度限制构件在同一平面上具有所述全闭抵接部和向所述节气轴安装的安装部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的节气装置，其中，
所述全闭开度限制构件兼作所述全开开度限制构件。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的节气装置，其中，
所述螺旋弹簧包括：中间钩部，其能够与所述节气体所具备的开启止挡件抵接；复位弹簧部，其自该中间钩部向一个方向卷绕；以及开启弹簧部，其自所述中间钩部向另一方向卷绕，
所述复位弹簧部的顶端部连接于所述节气体所具备的节气体侧卡定部，
所述开启弹簧部的顶端部连接于所述旋转体所具备的旋转体侧卡定部，
所述开启止挡件和所述节气体侧卡定部隔着所述节气轴对称地配置。
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