CN1613629A - 内燃机节流装置的成型方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种内燃机节流装置成型方法，其中节流阀(3)和节流体(2)在相同模具(61，62)中基本上同时成型出来。熔融树脂通过一对节流阀浇口注射到型腔中。在节流阀型腔(71，72)中从熔融材料蒸发出的气体和残留空气通过排气通道(65，66)而从型腔排入大气中。第一和第二镶嵌模(63，64)中的第一和第二拼合部(65，66)用作排气通道(65，66)。因此，可避免缺料和气体烧蚀。

Description

内燃机节流装置的成型方法
技术领域
本发明涉及车辆内燃机中的节流装置的成型方法。特别地讲，本发明涉及节流装置的注射成型方法，其中节流阀和节流体在相同模具中基本上同时成型。
背景技术
在图16所示的电控节流装置中，一个驱动装置例如电机根据驾驶员踩下加速器踏板的位置来控制节流阀102的开度。在该节流装置中，间隙形成在一个大致圆筒形节流体101的内周与一个节流阀102的外周之间。当节流阀102处在其完全关闭位置时，该间隙对节流装置的气密性具有很大影响。
传统上，节流体101和节流阀102在不同的工序中独立制造。接下来，在下游工序中，根据制成的节流体101的内周尺寸，制成的节流阀102与制成的节流体101相组合。或者，在下游工序中，根据制成的节流阀102的外周尺寸，制成的节流体101与制成的节流阀102相组合。这样，预定的间隙形成在节流体101的孔内周与节流阀102的外周之间。一个节流阀轴103与节流阀102整体旋转。节流阀轴103的两端被设在节流体101中的圆柱形轴承104可旋转地支撑着。
作为日本特开平5-141540号公报的同族专利，美国专利5304336中公开了一种成型方法，其中节流体和节流阀的制造工序被减少。在该成型方法中，图17所示的节流体101和节流阀102在相同模具中由树脂材料整体成型出来。首先，大致筒形的节流体101由树脂材料整体成型出来。接下来，节流体101的内周(孔内周)被用作用于成型节流阀102的模具的一部分，以成型出节流阀102。这样，在上述成型方法中，节流阀102的外周形状与节流体101的内周形状相适应。
成型出的节流体101在节流体型腔中逐渐冷却，以便固化。接下来，动模向前滑动，以形成节流阀型腔，树脂材料被充填到该节流阀型腔中。由树脂材料在节流体101中成型出节流阀102。
然而，在上述节流阀102的成型方法中，节流体101由树脂材料成型出来，并且制成的节流体101被模具沿其径向和大致周向限定。这样，节流阀102由树脂材料成型出来，同时，节流体101和节流阀102被模具限定。然后，节流体101和节流阀102被从模具中脱出，并且逐渐冷却。在冷却期间，未被限定的节流体101和节流阀102将收缩。节流体101和节流阀102会出现变形。因此，难以将节流体101的内周与节流阀102的外周之间的所述间隙维持在预定量值。
在实际使用中，节流装置的内应力会被释放，从而导致装置变形。在节流装置由结晶树脂制成并且发生结晶化的情况下，会因结晶化导致装置变形。即使装置被退火或熟化，节流体101和节流阀102也会分别变形。
为解决上述问题，本申请人在2003年8月1日提交了日本专利申请No.2003-285434。在该申请中，节流体和节流阀在相同模具中成型，以使节流阀102如图18所示以预定角度张开。如图19所示，成型模具包括第一镶嵌模121和第二镶嵌模122。第一镶嵌模121布置在定模中，并且具有用于成型第一半圆板106的第一阀型腔111。第二镶嵌模122布置在动模中，并且具有用于成型第二半圆板107的第二阀型腔112。图20中以箭头123示出了节流阀浇口，熔融树脂通过该节流阀浇口注射到第一和第二阀型腔111、112中。型腔中的空气和注射的树脂材料产生的气体会残留在型腔的下部，以导致节流阀102产生缺陷。也就是说，熔融树脂从第二阀型腔112的顶部流入第一和第二阀型腔111、112中，并流向第一阀型腔111的底部。空气和气体不能从型腔中排出，因此可能会产生缺料，即熔融的树脂材料不能充满，如图21所示。或者，产生在节流阀106底端的气体可能会造成烧蚀。
如果将节流阀浇口布置在节流阀轴103的侧表面上，则熔融的树脂材料从节流阀102的中心流向节流阀102的外周。空气和气体被推向节流阀102的径向端部，从而如图23所示形成缺料和/或发生气体烧蚀。
这样，节流阀102的圆度降低。因此，在节流阀102关闭节流体101时，节流体101的内表面与节流阀102的外表面之间的间隙增大，从而导致空气泄漏增多。
发明内容
本发明的目的是提供一种节流阀成型方法，其中节流体的内周与节流阀的外周之间可以维持预定间隙，并且可以避免节流阀的变形。
根据本发明，提出的一种内燃机节流装置的成型方法，其以下述方式执行。
首先，锁合一对成型模具，以便在它们之中形成节流体型腔和节流阀型腔，所述节流体型腔用于成型节流体，所述节流阀型腔用于成型节流阀。接下来，向节流体型腔和节流阀型腔中注射熔融材料。接下来，一个所述成型模具离开另一个成型模具，以推出固化的成型制品。
在节流体型腔和节流阀型腔中从熔融材料蒸发出的气体通过一个排气通道而从节流体型腔和节流阀型腔排出。
附图说明
通过下面参照附图所作详细描述，本发明的其它目的、特征和优点可以清楚地展现出来，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是根据本发明第一实施例的第一镶嵌模和第二镶嵌模的透视图。
图2是根据第一实施例的节流装置的透视图。
图3是根据第一实施例的齿轮箱的内侧主视图。
图4是根据第一实施例的双管孔壁的剖视图；
图5A是显示根据第一实施例的节流阀和节流体的布置的局部图。
图5B是沿图5A中的线VB-VB所作的剖视图。
图6A是节流阀的轴侧的局部图。
图6B是体关节的透视图。
图7是节流装置的透视图，用于解释根据第一实施例的分型线。
图8是根据第一实施例的成型模具的剖视图。
图9是成型模具的剖视图，用于解释根据第二实施例的一对节流阀浇口的位置。
图10是根据第一实施例的成型制品的透视图。
图11是根据本发明第二实施例的第一镶嵌模和第二镶嵌模的透视图。
图12是根据第二实施例的成型模具的剖视图。
图13是节流装置的局部剖视图，用于解释第二实施例的第一和第二接合槽的位置。
图14A和14B是节流装置的剖视图，用于解释第二实施例的节流阀的位置。
图15A和15B是节流装置的剖视图，用于解释根据本发明第三实施例的节流体和节流阀的成型方法。
图16是一种传统节流装置的透视图。
图17是一种传统节流装置的透视图，其中节流阀成型在节流体中。
图18是根据对比例的树脂制品的透视图。
图19是根据对比例的第一镶嵌模和第二镶嵌模的透视图。
图20是根据对比例的节流装置的透视图。
图21是节流装置的透视图，用以解释缺料现象。
图22是节流装置的透视图，用以解释根据对比例的节流阀浇口位置。
图23是节流装置的透视图，用以解释缺料现象。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。
[第一实施例]
如图1至10所示，一种节流控制装置具有驱动电机1、节流体2、节流阀3、卷簧4和以下被称作ECU的电控单元。驱动电机1用作动力源。节流体2构成了与内燃机的各个缸连通的进气通道的一部分。节流阀3控制通过节流体2流入发动机的进气量。卷簧4沿关闭方向推压节流阀3。ECU根据驾驶员踩下加速器踏板的操作程度(加速器操作量)而对节流阀3的开度进行电控。
ECU电连接着加速器位置传感器(未示出)，该传感器用于将加速器操作量转化成加速器位置信号。加速器位置信号代表着加速器操作量。电控的节流装置具有节流位置传感器，其将节流阀3的开度转化成电信号(节流位置信号)，以便向ECU输出节流位置信号。节流位置信号代表着节流阀3的开度。ECU对驱动电机1进行PID(比例、积分、微分)反馈控制，以消除从节流位置传感器传输出的节流位置信号与从加速器位置传感器传输出的加速器位置信号之间的差值。
节流位置传感器被构造成具有永磁体6、磁轭(未示出)、霍尔效应器件(未示出)、端子(未示出)、定子(未示出)等。永磁体6包括分开型矩形磁体，用于产生磁场。磁轭被构造成包括分开型大致弧形件，并且被永磁体6磁化。霍尔效应器件上整体设有一个传感器盖7，其与所述分开型永磁体6相面对。定子由铁类金属制成，用于将磁通聚集到霍尔效应器件中。分开型永磁体6和分开型磁轭通过胶水等固定在构成减速齿轮的阀齿轮8的内周。
传感器盖7由树脂材料例如热塑性树脂成型为预定形状，以实现节流位置传感器的端子与驱动电机1的供电端子之间的电绝缘。传感器盖7具有接合部，用于与形成在节流体2的齿轮箱部分22的开口侧的被接合部分相互接合。传感器盖7的接合部分和齿轮箱部分22的被接合部分通过铆钉、螺钉(未示出)相连，或被热成形在一起。筒形容纳部7a与传感器盖7成型为一体，用于与一个电连接器(未示出)连接。
用于沿打开和关闭方向转动节流阀3的驱动单元包括驱动电机1和减速齿轮。减速齿轮用于将驱动电机1的驱动力经金属轴5传递到节流阀3。驱动电机1连接着设在传感器盖7中的端子。驱动电机1通过螺钉9固定在节流体2上。
减速齿轮以预定的减速比降低驱动电机1的转速。进速齿轮(阀驱动器具、动力传递单元)包括一个小齿轮11、一个中间减速齿轮12和一个阀齿轮8，阀齿轮用于驱动金属轴5以带动节流阀3旋转。小齿轮11紧固在驱动电机1的电机轴的外周。中间减速齿轮12与小齿轮11啮合，从而被小齿轮11带动着旋转。阀齿轮8啮合着中间减速齿轮12，以便被中间减速齿轮12带动着旋转。
小齿轮11由金属材料制成，并且与驱动电机1的电机轴成型为一体而形成预定形状，以使小齿轮11用作电机齿轮，以与驱动电机1的电机轴一起旋转。中间减速齿轮12由树脂材料成型为预定形状，并且可旋转地设在用作中间减速齿轮12的旋转中心的支撑轴14的外周。中间减速齿轮12被构造成具有一个与电机轴上的小齿轮11啮合的大齿轮部15和一个与阀齿轮8啮合的小齿轮部16。支撑轴14与节流体2的齿轮箱部分22成型为一体。支撑轴14的端部与形成在传感器盖7的内壁中的凹入部分接合。
阀齿轮8由树脂材料整体成型为预定的大致圆柱形。轮齿(齿部)17整体形成在阀齿轮8的外周，以便与中间减速齿轮12的小齿轮部16啮合。阀齿轮8的圆柱形部分的外周(弹簧内周导向部)支撑着卷簧4的径向内周。全闭止挡部分19在阀齿轮8的外周即轮齿17的一个端面中与阀齿轮8形成一体。当节流阀3位于空转位置(怠速位置)即全闭位置时，全闭止挡部分19与齿轮箱部分22的全闭止挡13钩挂在一起。
节流体2是一个节流壳体，其包括大致圆柱形孔壁部分21，该孔壁部分内部形成了用于使进气流入发动机中的进气通道。孔壁部分21内部容纳着盘形节流阀3，以使节流阀3能够打开和关闭孔壁部分21中的圆形进气通道。孔壁部分21将节流阀3可旋转地容纳在进气通道(孔)中，以使节流阀3能够从全闭位置转动到全开位置。节流体2利用紧固螺栓或螺钉(未示出)结合在发动机的进气歧管上。
节流体2的孔壁部分21被形成为具有双管结构的预定形状，其中大致圆柱形的孔外管32安置在大致圆柱形的孔内管31的径向外侧。孔内管31是形成了内周的内侧圆柱形部分。孔外管32是形成了外廓的外侧圆柱形部分。节流体2的孔壁部分21由热稳定性树脂材料例如PPS、PA、PP或PEI制成。孔内管31和孔外管32进气引入部分(进气通道)和进气排出部分(进气通道)。从空气滤清器吸入的进气通过一个进气管(未示出)以及孔壁部分21的进气引入部分和进气排出部分。接下来，进气流入发动机的稳压箱或进气歧管。孔内管31和孔外管32彼此成型为一体。孔内管31和孔外管32沿进气流方向具有大致恒定的内径和大致恒定的外径，所述进气流方向即图2中从上侧至下侧的竖直方向。
孔内管31内部具有用于使进气流向发动机的进气通道。节流阀3和金属轴5可旋转地设置在孔内管31的进气通道中。一个圆柱形空间(环形空间)形成在孔内管31与孔外管32之间，该圆柱形空间在其大致纵向中部沿圆周方向被一个环形连接部分33堵塞即隔离。例如，该圆柱形空间的大致纵向中央截面是一个圆周方向截面，处在全闭位置的节流阀3位于该截面中。也就是说，该圆柱形空间的大致纵向中央截面是孔壁部分21的一个圆周方向截面，节流阀轴的轴向中心穿过该截面。环形连接部分33连接着孔内管31的外周和孔外管32的内周，以使环形连接部分33基本上完全堵塞了形成在孔内管31和孔外管32之间的圆柱形空间的周向区域。
孔内管31和孔外管32之间的相对于环形连接部分33位于上游侧的圆柱形空间用作阻塞凹入部分(水分捕集槽)34，用于阻止水分沿着进气管的内周流入进气歧管。孔内管31和孔外管32之间的相对于环形连接部分33位于下游侧的圆柱形空间用作阻塞凹入部分(水分捕集槽)35，用于阻止水分沿着进气歧管的内周流入。
容纳着驱动电机1的电机壳体部分23与孔壁部分21通过连接部分24而由树脂材料成型为一体，以构造出节流体2。电机壳体部分23被安置成平行于孔壁部分21。也就是说，电机壳体部分23相对于节流体2的齿轮箱部分22与孔壁部分21平行。电机壳体部分23被安置在孔外管32的径向外侧。电机壳体部分23与齿轮箱部分22由树脂成型为一体。具体地讲，电机壳体部分23与齿轮箱部分22的位于图2中右侧的端面成型为一体。齿轮箱部分22具有一个内腔，用于可旋转地容纳减速齿轮。电机壳体部分23具有大致圆柱形侧壁部分25和大致圆形底壁部分26。侧壁部分25从齿轮箱部分22的右侧面向着图2中的左侧方向延伸。底壁部分26在图2中的左侧堵塞了侧壁部分25的开口侧。侧壁部分25的中心轴线基本上平行于金属轴5的轴线也就是节流阀3的旋转轴线安置。此外，电机壳体部分23的侧壁部分25的中心轴线基本上垂直于孔壁部分21的孔内壁31的中心轴安置。
孔外管32在其开口端具有一个支座27。支座27是一个环形部分，其整体形成在孔外管32上并由此径向伸出。支座27用于将节流装置固定到进气歧管上，并且具有多个用于被螺拴穿过的通孔27a。支座27具有内挖部分29，其与一些通孔27a相通。
参看图2，孔内管31和孔外管32具有大致圆柱形的第一阀轴承41和大致圆柱形的第二阀轴承(未示出)，它们由树脂材料成型为一体。第一阀轴承41可旋转地支撑着金属轴5的第一轴承滑动部分。第二阀轴承可旋转地支撑着金属轴5的第二轴承滑动部分。圆形的第一轴孔41a形成在第一阀轴承41中，圆形的第二轴孔(未示出)形成在第二阀轴承中。一个插塞(未示出)设置在第一阀轴承41中，用于堵塞第一阀轴承41的开口侧。第二阀轴承与孔壁部分21也就是节流体2的齿轮箱部分22的底壁成型为一体，从而向着图2中的右侧突出。第二阀轴承的外周用作弹簧内周导向部(未示出)，用以支撑卷簧4的径向内周。
如图5至7所示，节流体2包括第一体关节43。该第一体关节43在孔壁部分21的第一阀轴承41附近也就是在孔内管31的第一轴孔41a附近镶嵌成型在节流体2中。第一体关节43具有第一槽43a，其平行于孔壁部分21的径向敞开。第二体关节44在第二阀轴承中镶嵌成型在节流体2中。第二体关节44与第一体关节43的形状相同。第一和第二体关节43、44由不会熔化并混合到节流阀3和节流体2中的材料制成，或是没有粘着性的材料如黄铜、无油金属和铜制成。
第一和第二体关节43、44具有第一和第二平密封面43b、44b，用以在节流阀3处于全闭位置时在孔内管31的内表面与节流阀3的轴向端面之间形成密封。第一和第二体关节43、44具有第一和第二轴孔43c、44c，用于支撑金属轴5的第一和第二端部。在节流阀3全闭时，第一和第二平密封面43b、44b以预定间隙面对着后文所述的第一和第二平表面54、55。
第一和第二轴孔43c、44c开通于面对着环形连接部分33的位置上。第一和第二轴孔43c、44c将第一和第二槽43a、44a的上游与下游连通。第一和第二轴孔43c、44c与第一和第二轴孔41a、42a的直径相同，并且与第一和第二轴孔41a、42a同轴形成。
卷簧4设在金属轴5的外周侧。卷簧4的一端被一个节流体侧钩子(未示出)支撑着，该节流体侧钩子设在孔壁部分21的外壁上即齿轮箱部分22的底壁上。卷簧4的另一端被一个轴承侧钩子(未示出)支撑着，该轴承侧钩子设在阀齿轮8的一个位于孔壁部分21一侧的平面上。
节流阀3是一个蝶阀，其轴线基本上与孔壁部分21的轴线正交。节流阀的打开位置可从全开位置变化到全闭位置，以控制引入发动机的进气量。节流阀3包括第一半圆板51、第二半圆板52、圆柱形树脂轴53和金属轴5。第一和第二半圆板51、52由热塑性合成树脂如PPS、PA、PP和PEI制成。在第一和第二半圆板51、52固定在圆柱形树脂轴53上后，第一和第二半圆板51、52形成一个树脂盘。
在节流阀3处在全开位置时，第一半圆板51相对于树脂轴53安置在孔壁部分21的上侧，第二半圆板52安置在孔壁部分21的下侧。第一和第二半圆板51、52在一侧或两侧设有加强肋。树脂轴53被整体成型在金属轴5上，由此节流阀3与金属轴5可一起旋转。
金属轴5是由金属材料如黄铜或不锈钢制成的圆棒形节流阀轴。金属轴5的轴线被设置在基本上与节流体2的孔壁部分21的中心轴线相垂直的方向上，并且被安置在基本上与电机壳体部分23的中心轴线平行的方向上。在本实施例中，金属轴5具有用于支撑树脂轴53的阀支撑部分。金属制阀支撑部分被镶嵌成型在树脂轴53内，以加强第一和第二半圆板51、52及树脂轴53。
金属轴5的在图2中位于左侧的端部从树脂轴53的一个端面露出(突出)，以用作在第一阀轴承41中可旋转地滑动的第一轴承滑动部分。位于图2中右侧的另一端部从树脂轴53的另一个端面露出(突出)，以用作在孔壁部分21的第二阀轴承(未示出)中可旋转地滑动的第二轴承滑动部分。构成减速齿轮的阀齿轮8在图2中的右侧整体设置在金属轴5的另一端部上。
如图5至7所示，节流阀3具有设在第一半圆板51和第二半圆板52轴向端部的第一平表面54和第二平表面55。第一平表面54和第二平表面55沿着孔壁部分21的轴向延伸。节流阀3在树脂轴53的两端具有弧形端面56。第一和第二平表面54、55与弧形端面56之间形成有预定距离。这样，在孔内管31的内表面与节流阀31的轴向端部之间的特定限制区域中需要采用薄模具。只有上述特定限制区域中需要采用薄模具，而节流阀3和节流体2的剩下的其余部分可采用正常的厚模具。
下面参照图1至10描述节流装置的成型方法。图7是节流装置的透视图，示出了存在镶嵌模具的分型线区域。图8是成型模具的剖视图。图9是成型模具的剖视图，用于解释节流阀浇口的位置。图10是作为成型制品的节流装置的透视图。
如图1和8所示，成型模具包括定模61和可以相对于定模61前后移动的动模62。定模61包括两件拼合式镶嵌模63，它们在下文中被称作第一镶嵌模；动模62包括两件拼合式镶嵌模64，它们在下文中被称作第二镶嵌模。动模62还包括一个滑动型芯(可移动镶嵌模，未示出)，用于形成支座27中的内挖部分29。支座27形成在孔外管32的端部。所述两件拼合式镶嵌模63、64相对于节流体2的孔壁部分21的中心线具有对称形状。如图8所示，定模61和动模62的分型线位于节流阀3的旋转轴线上。
第一镶嵌模63插入插孔61a中并通过螺钉(未示出)固定在定模61中。第一镶嵌模63具有第一拼合部(第一拼合线)65，其对应于本发明的第一排气孔或第一通气孔。第一拼合部65从第一半圆板51的径向端部延伸到定模61的外表面。
第二镶嵌模64插入插孔62a中并通过螺钉(未示出)固定在动模62中。第二镶嵌模64具有第二拼合部66(第二拼合线)，其对应于本发明的第二排气孔或第二通气孔。第二拼合部66从第二半圆板52的径向端部延伸到动模62的外表面。
如图8所示，一条连接着第一拼合部65和第二拼合部66的假想直线位于孔壁部分21的中心线上。第一镶嵌模63和第二镶嵌模64的分型线位于节流阀3的旋转轴线上。
具有与孔壁部分21相对应形状的节流体型腔形成在定模61、动模62、第一镶嵌模63和第二镶嵌模64中。该节流体型腔包括对应于孔壁部分21的第一节流体型腔、对应于齿轮箱部分22的第二节流体型腔、对应于电机壳体部分23和连接部分24的第三节流体型腔。
在模具被锁合之后，一个节流阀型腔形成在第一镶嵌模63和第二镶嵌模64中。如图1所示，该节流阀型腔包括对应于第一半圆板51的第一节流阀型腔71、对应于第二半圆板52的第二节流阀型腔72。第一节流阀型腔71包括对应于树脂轴53的上半部分的第一轴型腔71a，第二节流阀型腔72包括对应于树脂轴53的下半部分的第二轴型腔72a。
金属轴5用作第一和第二被支撑部分，它们被第一轴承41和第二轴承42支撑着。孔壁部分21用作阀保持部分，其保持着节流阀3的树脂轴53。在节流体2和节流阀3在相同模具中基本上同时成型时，分别形成在第一镶嵌模63和第二镶嵌模64中的第一和第二轴保持部分68、69保持着金属轴5的两端。这样，金属轴5被镶嵌成型在树脂轴53中。第一和第二体关节43、44也被第一和第二关节保持部分以这样的方式保持，即第一和第二体关节43、44被镶嵌成型在第一和第二轴孔41a、42a附近。
第一至第三节流体型腔彼此连通。第一和第二节流阀型腔71、72通过定模61、动模62而与第一至第三节流体型腔隔离。
第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72连接着树脂材料供应装置(未示出)。该树脂材料供应装置包括位于树脂通道(未示出)端部的单个或多个节流体浇口(第一浇口)，熔融树脂例如PPS或PBT通过节流体浇口注射到第一至第三节流体型腔中。树脂材料供应装置包括位于树脂通道端部的一对节流阀浇口67(第二浇口)，熔融树脂例如PPS或PBT通过节流阀浇口注射到第一节流阀型腔71和第二节流阀型腔72中。
所述单个或多个节流体浇口可以布置在孔壁部分21或电机壳体部分23上。如图9所示，以箭头67表示的每个节流阀浇口在树脂轴53和金属轴5的两侧彼此面对着。这样，熔融树脂可以容易地流入整个节流阀型腔中。
第一拼合部65和第二拼合部66用作第一排气孔和第二排气孔，第一和第二节流阀型腔71、72中的气体通过所述排气孔排出。在本实施例中，第一拼合部65在其下端向大气敞开，第二拼合部66在其上端向大气敞开。
在第一和第二拼合部65、66的宽度小于或等于5μm的情况下，气体难以被充分排出。在第一和第二拼合部65、66的宽度大于或等于25μm的情况下，树脂制品会带有毛刺。第一拼合部65和第二拼合部66的宽度的适宜范围为10至20μm。第一镶嵌模63和第二镶嵌模64具有位于分型线上的通气孔，其包括凹槽。在这种结构下，第一镶嵌模63和第二镶嵌模64各自的两件总是被锁合在一起，因而即使成型模具被打开和锁合多次，通气孔也不会崩溃。
为了在相同模具中同时成型出节流阀3和节流体2，第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72被以下述方式形成，即成型出的节流阀3总是位于全开位置，如图10所示。
具有第二镶嵌模的动模62移向定模61，以便在它们之间形成第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72。熔融树脂例如PPS或PBT通过节流体浇口和节流阀浇口67注射到第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72中。形成在第一镶嵌模63和第二镶嵌模64中的第一和第二轴保持部分68、69以这样的方式保持着金属轴5，即金属轴5的两端安置在第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72中。第一和第二关节保持部分将第一和第二体关节43、44保持在第一至第三节流体型腔中。图9中的两个箭头代表熔融树脂从节流阀浇口67流入节流阀型腔中的方向。
型腔中的内压，即第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72中的树脂压力，是逐渐增加的，并且比注射压力的最高压力更高的保压压力在型腔中维持预定时间。
注射到型腔中的树脂材料中具有低分子量成分，例如脱模剂、抗氧化剂、未反应单体。由于熔融树脂以高压保持在树脂材料供应装置中，因此低分子量成分被保持在熔融树脂中。在树脂材料以低压通过节流阀浇口67注射到第一和第二节流阀型腔71、72中时，低分子量成分将从熔融树脂中蒸发并变为气体。第一和第二节流阀型腔71、72中被充入熔融树脂和气体。
随着熔融树脂被注射到型腔中，在树脂注射之前存留在第一和第二节流阀型腔71、72中的剩余空气将被压缩在第一和第二节流阀型腔71、72中。然后，空气和气体被强制推进到注射的树脂的下游，以使空气和气体通过第一拼合部65和第二拼合部66而从第一和第二节流阀型腔71、72排出。第一拼合部65和第二拼合部66用作通气孔。
型腔中的注射树脂被冷却水冷却，以便固化。冷却水在模具中循环。在模具中的树脂固化以使得节流阀3可在节流体2中转动后，图10中所示的树脂成型制品被从模具中推出。金属轴5被镶嵌成型在树脂轴53中，第一和第二体关节43、44也被镶嵌成型在孔内管31中。
接下来描述电控节流装置的操作。在驾驶员踩下车辆的加速器踏板后，由加速器位置传感器传递到ECU的加速器位置信号会改变。ECU控制供应到驱动电机1的电能，以使驱动电机1的电机轴旋转，并且节流阀3被操纵着移至预定位置。驱动电机1的扭矩通过小齿轮11和中间减速齿轮12传递到阀齿轮8。这样，阀齿轮8被抵抗着卷簧4产生的推力转动一个与加速器踏板被踩下程度相对应的转角。
这样，阀齿轮8转动，金属轴5也被转动与阀齿轮8相同的转角，以使节流阀3从全闭位置转向全开位置。结果，形成在节流体2的孔壁部分21的孔内管31中的进气通道被打开到预定程度，以使发动机的转速变化为与驾驶员踩下加速器踏板的程度相对应的转速。
在驾驶员松开加速器踏板时，节流阀3、金属轴5和阀齿轮8在卷簧4的推力作用下返回，以使节流阀3回到初始位置。节流阀3的初始位置是空转位置或全闭位置。在驾驶员松开加速器踏板时，由加速器位置传感器传递的加速器位置信号基本上变为0％。因此，在这种条件下，ECU可向驱动电机1供应电能，以使驱动电机1的电机轴沿反向转动，以将节流阀3控制在其全闭位置。在这种情况下，节流阀3可以被驱动电机1带动着沿关闭方向转动。节流阀3同时在卷簧4的推力作用下沿关闭方向转动，直至设在阀齿轮8上的全闭止挡部分19接触到整体成型在节流体2的齿轮箱部分22的内壁上的全闭止挡13。在此，关闭方向是这样一个方向，即节流阀3从全开位置旋转到全闭位置，以关闭进气通道。当节流阀3到达全闭位置时，节流阀3的转动受到全闭止挡部分19的限制。因此，节流阀3在形成于孔内管31的进气通道中被维持在预定的全闭位置即空转位置。这样，连接着发动机的进气通道被关闭，以使发动机的转速被设置在预定的空转速度(怠速)。
在本实施例中，节流体2和节流阀3以这样的方式由树脂整体成型，即成型出的节流阀3位于全开位置，以使节流阀可转动到孔内管31中。
在图16所示的用于形成节流装置的传统成型模具中，需要利用一个薄圆柱形模具来形成节流体101和节流阀102之间的间隙，因此模具的制造成本会升高。然而，在本实施例中，成型模具被用于形成孔内管31的内表面和节流阀3的两个轴向外端。换言之，孔内管31的内表面在第一和第二轴承41、42附近被第一和第二镶嵌模63、64的第一和第二轴保持部分68、69以及金属轴5的两端相对于节流阀3的两个轴向外端隔离。因此，节流阀3和节流体2如图10所示在相同模具中被同时成型，而不会增加制造成本。
此外，孔内管31的内表面与金属轴5的两端彼此隔离。第一至第三节流体型腔以及第一和第二节流阀型腔71、72被充分隔离，以将孔内管31的内表面与节流阀3的外表面之间的间隙维持在适当的值，从而防止制品功能受损。也就是说，节流阀3可以在孔内管31中转动，二者之间没有任何干涉。节流阀3和金属轴5难以被堵塞。在节流阀3被完全关闭时，节流阀3的气密性不会受损。
第一和第二体关节43、44具有第一和第二槽43a、44a，它们分别与第一和第二平表面54、55接触。因此，第一镶嵌模63和第二镶嵌模64的第一和第二轴保持部分68、69可以布置在孔内管31的内表面与第一和第二平表面54、55之间。这样，成型模具的耐用性可以提高。
为了整体成型节流阀3和孔壁部分21，第一和第二平表面54、55不与孔内管31的内表面接触。通过第一和第二轴保持部分68、69，可调节孔内管31的内表面与第一和第二平表面54、55之间的间隙值。
如图6A和6B所示，第一和第二轴孔43c、44c的直径表示为“A”，第一和第二槽43a、44a的宽度表示为“B”，金属轴5的直径表示为“C”，第一和第二平表面54、55的宽度表示为“D”，第一和第二槽43a、44a的深度表示为“E”。
A≤C                         (1)
D≤B                         (2)
O≤E                         (3)
在尺寸“A”至“E”满足上述公式时，通过第一和第二轴保持部分68、69以及金属轴5的暴露端部，孔内管31的内表面与节流阀3的第一和第二平表面54、55之间被相互隔离。因此，节流体2和节流阀3可在相同模具中基本上同时成型，而且孔内管31的内表面与第一和第二平表面54、55之间的间隙值可被调节。
由于在本实施例中金属轴5被镶嵌成型在节流阀3的树脂轴53中，因此孔内管31的内表面与节流阀3的第一和第二平表面54、55之间通过第一和第二轴保持部分68、69以及金属轴5的暴露端部而被相互隔离，以使节流体2和节流阀3可在相同模具中基本上同时成型。在本实施例中，金属轴5用作节流阀轴。节流阀3的节流阀轴也可以由其它材料例如陶瓷制成。或者，节流阀轴可由树脂材料制成。
第一和第二节流阀型腔71、72中的从树脂材料蒸发的气体和残留空气可通过用作排气孔的第一拼合部65和第二拼合部66而从第一和第二节流阀型腔71、72排放到大气中。因此，气体和空气难以存留在第一和第二节流阀型腔71、72中，整个第一和第二节流阀型腔71、72均被充填熔融树脂。因此，难以发生缺料和气体烧蚀，从而可以减少节流阀3的缺陷，以及降低制造成本。
节流阀3的圆度也可以提高。因此，在节流阀3位于全闭位置时，节流阀的外表面与节流体的内表面之间的间隙被最小化，以实现气密性。在发动机空转时，进气的泄漏量减小，从而可以提高燃料经济性。
[第二实施例]
图11至14示出了本发明的第二实施例。
图11是镶嵌模73、74的透视图。图12是成型模具的剖视图。图13是示出了节流阀的第一和第二接合槽的局部剖视图。图14A是处在全开位置的节流阀剖视图，图14B是处在全闭位置的节流阀剖视图。
成型模具包括定模61和可以相对于定模61前后移动的动模62。定模61包括第一镶嵌模73；动模62包括第二镶嵌模74。在模具闭合时，定模61、动模62、第一镶嵌模63和第二镶嵌模64中形成节流体型腔，该节流体型腔的形状对应于节流体2的孔壁部分21。如图11所示，节流阀型腔包括对应于第一半圆板51的第一节流阀型腔71、对应于第二半圆板52的第二节流阀型腔72。第一节流阀型腔71包括对应于树脂轴53的一半部分的第一轴型腔71a。第二节流阀型腔72包括对应于树脂轴53的另一半部分的第二轴型腔72a。
成型模具包括推料机构，其在动模62移动离开定模61时将树脂制品从节流体型腔和第一和第二节流阀型腔71、72中推出。推料机构包括多个推销、一个可移动推板(未示出)和一个动力单元例如油缸或气缸。
所述推销包括多个节流体推销和一个第二节流阀推销92。在成型模具打开时，节流体推销伸入节流体型腔中。在成型模具打开时，第二节流阀推销92伸入第二节流阀型腔72中。节流体推销是柱形销，并且被可滑动地支撑在设于动模62中的通孔中。节流体推销可与支座27的外表面接触。
第二节流阀推销92是平板形，并且被可滑动地支撑在第二通孔76(第二排气孔，第二通气孔)中。第二节流阀推销92的一端是内凹的，用于与图13所示的节流阀3的第二接合槽94接触。第二节流阀推销92的另一端与所述动模一起连接着所述推板。
第一镶嵌模73设有第一通孔75(第一排气孔，第一通气孔)，用于支撑第一节流阀推销91。第一节流阀推销91的一端是内凹的，用于与图13所示的节流阀3的第一接合槽93接触。
在本实施例中，第一节流阀推销91与第一通孔75之间的间隙以及第二节流阀推销92与第二通孔76之间的间隙分别被用作第一和第二排气孔，用于将第一和第二节流阀型腔71、72中的气体排放到大气中。
在上述间隙的值小于或等于5μm的情况下，气体难以被充分排出。在上述间隙的值大于或等于25μm的情况下，树脂制品会带有毛刺。上述间隙的值的适宜范围为10至20μm。
节流阀3的第一半圆板51设有第一接合槽93，其位于与第一半圆板51的密封面相反一侧的表面上。节流阀3的第二半圆板52设有第二接合槽94，其位于与第二半圆板52的密封面相反一侧的表面上。在合模后，第一接合槽93容纳第一节流阀推销91的端部，第二接合槽94容纳第二节流阀推销92的端部。因此，前述间隙分别与相应的接合槽相通。
第一和第二节流阀型腔中的从树脂材料蒸发的气体和残留空气可通过第一节流阀推销91与第一通孔75之间的间隙以及第二节流阀推销92与第二通孔76之间的间隙排放到大气中。因此，第二实施例可获得与第一实施例相同的效果。
如图11和12所示，第一和第二通孔75、76以及第一和第二接合槽93、94被避开孔内管31的内表面设置。节流体推销和第二节流阀推销92分别推动孔壁部分21的周缘和第一半圆板51的外周，因此节流阀3的树脂轴53和金属轴5难以变形。
[第三实施例]
图15A和15B示出了本发明的第三实施例。节流体2和节流阀3在相同模具中由树脂材料成型出来。在这种情况下，节流阀3的转角(阀形成角度θ)被设置在一个对应于节流阀的全闭位置的转角α(≥0°)与一个对应于节流阀3与节流体2相接触的位置的转角β(≤180°)之间。角度α、β、θ之间的关系表示在下面的公式(4)中。这样，第一和第二半圆板51、52除第一和第二平表面54、55之外的外周与孔内管31的内表面之间通过定模61和动模62而被相互隔离。
α＜β＜θ                  (4)
[改型例]
在前述实施例中，节流阀3被驱动电机1旋转。然而，本发明也可以应用于机械式节流装置，其中加速器踏板通过线缆机械式连接着节流阀3。
金属轴5的阀保持部分具有关节部分，用于将金属轴5牢固地连接在节流阀3中。金属轴和树脂轴53可以具有横跨宽度方向的平面，用于限制它们之间的相对运动。
在成型之前，脱模剂或润滑剂例如氟树脂或二硫化钼可以施加在金属轴5的两端。
在前面的实施例中，孔内管31和孔外管32具有相同的中心轴线。但孔内管31和孔外管32的中心轴线可以彼此偏置。
孔壁部分21可以具有单管结构。
前面的实施例中包括阻塞凹入部分(水分捕集槽)34、35，用于阻止水分。但也可以仅采用阻塞凹入部分34。
节流装置可以包括一个绕过节流阀3的旁通通道，并且还在旁通通道中设置一个空转速度控制阀，以控制进入发动机的空气量。曲轴箱通风(PCV)装置的出口或排气管可以在孔壁部分21上游连接到进气歧管。在这种结构中，阻塞凹入部分34可阻止油雾和沉积物，以防止节流阀3和金属轴5出现操作故障。
如果熔融树脂从面对着第二半圆板52外周的节流阀浇口注射到第一和第二节流阀型腔71、72中，则可以仅使第一镶嵌模63具有第一拼合部65。
如果熔融树脂从面对着第一半圆板51外周的节流阀浇口注射到第一和第二节流阀型腔71、72中，则可以仅使第二镶嵌模64具有第二拼合部66。熔融树脂可以通过靠近节流阀轴布置着的浇口注射到第一和第二节流阀型腔71、72中。
在第一实施例中，第一和第二拼合部65、66设置在孔壁部分21的中心线上。然而，第一和第二拼合部65、66也可以相对于孔壁部分21的中心线偏置。如图14A所示，第一拼合部75和第二拼合部76可以相对于孔壁部分21的中心线彼此偏置，以使第一和第二镶嵌模的外表面容易清理和打磨。第一节流阀推销91可以伸入第一节流阀型腔71中，以将节流阀3从第一节流阀型腔71中推出。
节流阀3的轴由不会熔化并混合到节流阀3和节流体2的树脂材料中的材料例如陶瓷制成。树脂轴可以取代金属轴5用作节流阀轴。孔壁部分21、齿轮箱部分22、电机壳体部分23、第一和第二半圆板51、52以及树脂轴53可以由复合材料例如PBTG30(包含30％玻璃纤维的聚对苯二甲酸丁二酯)制成。
节流装置可以由铝合金或镁合金制成。

Claims (10)

1.一种内燃机节流装置成型方法，所述节流装置包括大致筒状节流体(2)和大致盘形节流阀(3)，所述节流阀(3)具有一条轴线，节流阀(3)在筒状节流体(2)中在关闭位置和打开位置之间绕该轴线转动，节流阀(3)和节流体(2)在相同成型模具中基本上同时成型出来，所述节流装置成型方法包括：
锁合一对成型模具(61，62)，以便在它们之中形成节流体型腔和节流阀型腔(71，72)，所述节流体型腔用于成型节流体(2)，所述节流阀型腔(71，72)用于成型节流阀(3)；
向节流体型腔和节流阀型腔(71，72)中注射熔融材料；
使一个所述成型模具(62)离开另一个成型模具(61)；
推销(91，92)向所述各型腔中伸出，以推出固化的成型制品；
其中，在节流体型腔和节流阀型腔(71，72)中从熔融材料蒸发出的气体通过排气通道(65，66)而从节流体型腔和节流阀型腔(71，72)排出。
2.如权利要求1所述的节流装置成型方法，其特征在于，
所述节流阀(3)被成型于下述位置，即节流阀(3)处在全开位置。
3.如权利要求2所述的节流装置成型方法，其特征在于，
所述节流阀(3)是蝶阀，其包括一个旋转轴、由旋转轴支撑着的第一半圆板(51)和由旋转轴支撑着的第二半圆板(52)；
节流阀型腔(71，72)包括对应于第一半圆板(51)的第一节流阀型腔(71)和对应于第二半圆板(52)的第二节流阀型腔(72)，第一节流阀型腔(71)形成在具有相对于所述旋转轴竖直延伸的第一拼合部(65)的第一镶嵌模(63)中，第二节流阀型腔(72)形成在具有相对于所述旋转轴竖直延伸的第二拼合部(66)的第二镶嵌模(64)中；
排气通道(65，66)形成在第一拼合部(65)和第二拼合部(66)中。
4.如权利要求3所述的节流装置成型方法，其特征在于，
第一拼合部(65)和第二拼合部(66)位于节流体(2)的中心线上；
第一镶嵌模(63)和第二镶嵌模(64)相对于节流体(2)的中心线彼此对称布置。
5.如权利要求3或4所述的节流装置成型方法，其特征在于，
第一镶嵌模(63)是布置在定模(61)和动模(62)这二者中的一个内的两件式拼合模；
第二镶嵌模(64)是布置在定模(61)和动模(62)这二者中的另一个内的两件式拼合模。
6.如权利要求1所述的节流装置成型方法，其特征在于，
所述节流阀(3)是蝶阀，其包括一个旋转轴(5，51)、由旋转轴(5，51)支撑着的第一半圆板(51)和由旋转轴(5，51)支撑着的第二半圆板(52)；
节流阀型腔(71，72)包括对应于第一半圆板(51)的第一节流阀型腔(71)和对应于第二半圆板(52)的第二节流阀型腔(72)；
成型模具(61，62)包括插有第一推销(91)的第一通孔(75)和插有第二推销(92)的第二通孔(76)；
排气通道(65，66)形成在第一通孔(75)与第一推销(91)之间和第二通孔(76)与第二推销(92)之间。
7.如权利要求6所述的节流装置成型方法，其特征在于，
第一半圆板(51)包括用于接收第一推销(91)一端的第一接合槽(93)；
第二半圆板(52)包括用于接收第二推销(92)一端的第二接合槽(94)。
8.如权利要求3所述的节流装置成型方法，其特征在于，
熔融材料通过一对节流阀浇口注射到第一节流阀型腔(71)和第二节流阀型腔(72)中，所述节流阀浇口毗邻节流体(2)的中心轴线与节流阀(3)的旋转轴之间的交点布置，并且所述节流阀浇口彼此面对着。
9.如权利要求1所述的节流装置成型方法，其特征在于，
所述熔融材料是树脂材料或金属材料。
10.如权利要求1所述的节流装置成型方法，其特征在于，
所述节流阀(3)由含有填料的树脂合成材料制成；
所述节流阀(3)包括一个盘形部分和一个圆柱形部分；
节流阀的旋转轴是成型在所述圆柱形部分中的金属轴(5)。
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