CN1702313A - 具有应变吸收结构的进气控制装置 - Google Patents

Abstract

一种安装到固定件(M)上的进气控制装置，包括节流体(2)和节流阀(3)。该节流体(2)限定了进气通道(1)。该节流阀(3)可旋转地支承在节流体(2)中，以控制着流经进气通道(1)的进气量。该节流体(2)包括圆筒部分(4)、多个固定部分(5)和应变吸收部分(A、B)。该圆筒部分(4)限定了容置着节流阀(3)的进气通道(1)。所述多个固定部分(5)连接到固定件(M)上。应变吸收部分(A、B)使圆筒部分(4)和多个固定部分(5)相连，该应变吸收部分(A、B)吸收了在多个固定部分(5)中产生的位移。该应变吸收部分(A、B)是可变形的连接臂(A、B)，且该连接臂在离开多个固定部分(5)径向内周的位置处连接到圆筒部分(4)上。

Description

具有应变吸收结构的进气控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制供应给内燃机的进气的进气控制装置。具体而言，本发明涉及一种由树脂形成的进气控制装置。

背景技术

节流体安装到固定件(例如内燃机的进气歧管)上。固定件具有连接部分，例如由于制造公差或老化而尺寸可能改变的连接面。传统的节流阀具有形成了进气通道的圆筒部分。该圆筒部分可能因为固定件中产生的应变而发生变形。

因此，传统节流阀的关闭位置被设置成处于这样一个位置，其中在该位置节流阀相对于节流阀接触圆筒部分时的位置(已考虑尺寸上的误差)略微地打开。在该结构中，在关闭位置时进气的泄漏会增加。此外，当关闭位置被设置成处于节流阀进一步关闭的位置时，在节流阀和圆筒部分的内壁之间可能发生卡咬。相对比地，当节流阀处于关闭位置的条件下进气泄漏量较大时，发动机可能就不能够适合降低油耗的发动机较低怠速标准。

此外，进气控制装置的节流体传统上由金属材料例如铝形成。然而，在最近几年，使用树脂来形成节流体，以降低成本和重量。

由于树脂的材料特性，树脂节流体易于变形。相应地，固定件的应变可能会通过节流体中的凸缘而传递给圆筒件(该圆筒件容置着节流阀)，且该圆筒件可能会变形。在这里，节流体的凸缘是密封环部分，其包括将连接到固定件上的多个固定部分。当圆筒件变形时，进气的泄漏可能增加，且节流阀和圆筒部分的内表面之间可能会发生卡咬。

根据JP-A-10-280981、JP-A-11-013562和JP-A-11-062739中所公开的传统结构，如图13所示，薄壁部分J5(其是用于吸收应变的较低刚性的部分)设置在固定部分J2和圆筒部分J4之间。使用例如螺栓和螺纹的紧固件J3，将固定部分J2固定到固定件上。当应变从紧固件J3的连接部分传递给固定部分J2时，薄壁部分J5变形，以使得防止应变传递给圆筒部分J4。

然而，薄壁部分J5被形成为仅仅是固定部分J2和圆筒部分J4之间的很小部分。相应地，薄壁部分J5不足以充分地吸收应变。因此，传递给固定部分J2的应变可能会经过薄壁部分J5进一步传递给圆筒部分J4。结果使得，圆筒部分J4可能会变形。

发明内容

考虑到前述问题，本发明的目的是提供一种进气控制装置，该进气控制装置具有这样一种结构，在该结构中从固定部分向圆筒部分来传递应变的路径被延伸，来进一步吸收应变，以使得进一步防止圆筒部分发生变形。

根据本发明，一种安装到固定件上的进气控制装置，包括节流体和节流阀。该节流体限定了进气通道。该节流阀可旋转地支承在节流体中。该节流阀控制着流经进气通道的进气量。该节流体包括圆筒部分、多个固定部分和应变吸收部分。该圆筒部分限定了容置着节流阀的进气通道。所述多个固定部分连接到固定件上。应变吸收部分使圆筒部分和多个固定部分相连。该应变吸收部分吸收了在多个固定部分中产生的位移。该应变吸收部分是可变形的连接臂，且该连接臂在离开多个固定部分径向内周的位置处连接到圆筒部分上。

所述进气控制装置进一步包括凸缘，该凸缘包括所述多个固定部分。应变吸收部分是所述凸缘。该凸缘通过所述多个固定部分之间的一个部分连接到圆筒部分上。

可选地，所述进气控制装置进一步包括凸缘，该凸缘包括所述多个固定部分。所述应变吸收部分包括所述凸缘和轴向臂。所述轴向臂沿圆筒部分的轴向从布置在所述多个固定部分之间的所述凸缘的一部分处开始延伸。所述轴向臂连接到所述圆筒部分上。

所述圆筒部分、所述多个固定部分和应变吸收部分由树脂一体地形成。

所述的进气控制装置还包括多个螺栓、多个垫圈和组合固定件。所述多个螺栓包括多个螺栓头，该螺栓头固定到所述多个固定部分上。所述多个垫圈插入在所述多个螺栓头和所述多个固定部分之间。组合固定件使用所述多个螺栓以组合的方式与所述多个固定部分相固定。所述节流体限定了布置在所述多个固定部分和圆筒部分之间的间隙形成凹部。所述间隙形成凹部防止所述多个螺栓头、所述多个垫圈和组合固定件以通过应变吸收部分之外的方式作用于圆筒部分。

所述节流体包括凸缘，该凸缘呈环形，且沿圆筒部分的径向从圆筒部分向外突伸。该凸缘包括所述多个固定部分，其中所述多个螺栓穿过所述多个固定部分沿圆筒部分的轴向而插入。该凸缘具有沿圆筒部分轴向贯穿凸缘的沟槽。该沟槽布置在所述多个固定部分的径向内侧上。该沟槽沿圆筒部分的周向延伸。

所述凸缘包括连接件，该连接件通过所述多个固定部分之间的部分使所述沟槽的外侧上的凸缘的外凸缘与圆筒部分相连接。所述应变吸收部分由沟槽外侧上的外凸缘和所述连接件构成。所述凸缘具有位于沟槽内侧上的内凸缘。内凸缘具有凸缘面，该凸缘面位于紧固到所述多个固定部分上的所述螺栓头附近的一侧上。所述间隙形成凹部由内凸缘的凸缘面和至少位于所述多个固定部分附近的所述多个螺栓头的多个安置面来限定。相对于所述多个螺栓头的多个安置面，内凸缘的凸缘面位移至所述多个螺栓头的相反侧。

附图说明

通过参考附图进行的以下详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得更加明显。其中：

图1是根据本发明第一实施例的进气控制装置的透视图；

图2是从图1中的箭头II方向所示的进气控制装置的透视图；

图3是仰视图，显示根据本发明第一实施例的进气控制装置；

图4A是沿图3中的IVA-IVA所截取的侧向剖视图，用于显示根据本发明第一实施例的进气控制装置；图4B是沿图3中的IVB-IVB所截取的侧向剖视图，用于显示根据本发明第一实施例的进气控制装置；

图5是根据本发明第二实施例的进气控制装置的透视图；

图6是从图5中的箭头VI方向所示的进气控制装置的透视图；

图7是仰视图，显示根据本发明第二实施例的进气控制装置；

图8A是沿图7中的VIIIA-VIIIA所截取的侧向剖视图，用于显示根据本发明第二实施例的进气控制装置；图8B是沿图7中的VIIIB-VIIIB所截取的侧向剖视图，用于显示根据本发明第二实施例的进气控制装置；

图9是根据本发明第三实施例的进气控制装置的透视图；

图10是仰视图，显示根据本发明第三实施例的进气控制装置；

图11A是显示根据相关技术的进气控制装置的侧向剖视图；图11B是沿图10中的XIB-XIB所截取的侧向剖视图，用于显示根据本发明第三实施例的进气控制装置；

图12是根据一个变型的进气控制装置的仰视图；

图13是现有技术中的进气控制装置的侧向剖视图。

具体实施方式

(第一实施例)

如图1-4所示，进气控制装置由树脂节流体2和节流阀3组成。树脂节流体2一体地形成了进气通道1。节流阀3可旋转地支承在节流体2中，以控制流经进气通道1的进气量。

树脂节流体2由树脂材料(例如聚亚苯基或聚酰胺)一体地形成有圆筒部分(膛体)4、凸缘6和驱动装置容置部分7。圆筒部分4具有进气通道1，其中在该进气通道中容置有节流阀3。凸缘6包括连接到固定件(例如图11B中的进气歧管M)上的多个固定部分5。在该实施例中，凸缘6包括4个固定部分5。驱动装置容置部分7容置着节流阀3的驱动装置(例如电机、齿轮、复位弹簧)和节流阀3的角度传感器(未示)。驱动装置容置部分7具有开口(装配开口)，该开口设置有盖8。

节流阀3是与节流阀轴9(旋转轴)一体旋转的蝶型阀，从而节流阀3控制着流经进气通道1的进气量，其中节流阀轴9被圆筒部分4可旋转地支承着。进气通道1形成在圆筒部分4中，且该圆筒部分4包围着节流阀3。

节流阀轴9由电机通过齿轮进行控制，且被进行角度控制。电机由ECU(发动机控制单元，未示)进行角度控制。ECU根据由驾驶者所操作的加速器踏板位置来计算节流阀的开口程度。因此，ECU控制电流量来控制节流阀，从而由节流阀3的角度传感器所探测的角度位置与由ECU所计算的节流阀开口程度相重合。

也就是说，使用电机来控制节流阀3的角度位置，从而节流阀3的角度位置变成由ECU所计算的节流开口程度。因此，节流阀3控制着流经进气通道1的进气量。

以下，描述节流体的结构。

节流体2的凸缘6是密封环，且在进气歧管M一侧上连接到连接面上，其中该密封环固定到进气歧管M(图11B)上。

凸缘6包括4个固定部分5，且所述4个固定部分5被固定到形成在进气歧管M表面中的四个固定部位处。具体而言，固定部分5是螺栓(固定件)10的安装部分。螺栓10分别插入到凸缘6的固定部分5内，且被分别拧入到进气歧管M的固定部位(螺纹孔)内，以使得节流体2被固定到进气歧管M上。金属缸体11(图4A)分别被嵌模成形在树脂固定部分5中来强化固定部分5，以使得防止树脂体由于螺栓10的拧紧力而受到破坏。

在这里，由于热偏差或类似物引起的制造公差和老化，可能会使得进气歧管M一侧上的连接部位和连接面发生变形。具体而言，当进气歧管M也由树脂形成时，进气歧管M的连接面可能翘曲，且进气歧管M一侧上的螺栓10的连接部位也可能发生位移。

树脂节流体2由于材料的性能而易于变形。相应地，当进气歧管M一侧上的连接部位相对于预定部位发生位移时，固定部分5的位置也可能发生位移。位移(即应变)通过凸缘6传递给圆筒部分4，结果使得圆筒部分4可能变形。

因此，在该实施例中，应变吸收部分A被设置到这样一个部分(其中圆筒部分4通过该部分连接到固定部分5上)上，以使得从进气歧管M传递给固定部分5的位移在应变吸收部分A中被吸收。应变吸收部分A由至少一个可变形的连接臂构成。在径向向内离开固定部分5的多个位置处，应变吸收部分A连接着固定部分5和圆筒部分4。

具体而言，应变吸收部分A是具有多个固定部分5的凸缘6本身。仅通过凸缘6的一些区段，凸缘6连接着圆筒部分4。该凸缘6的上述一些区段分别沿周向布置在其中的两个固定部分5的中间位置。也就是说，从固定部分5延伸至圆筒部分4的凸缘6的上述区段变成了至少一个连接臂。

具体而言，如图3所示，在凸缘6和圆筒部分4之间形成了沟槽(凹槽、减重孔)12，并使得该沟槽12贯穿凸缘6。因此，凸缘6仅通过连接区段(连接件)13连接到圆筒部分4上，其中该连接区段13分别布置在其中两个固定部分5的中间。

如上所述，进气控制装置在连接圆筒部分4和固定部分5的部分中包括了应变吸收部分A，以吸收固定部分5的位移。应变吸收部分A是可变形的连接臂，且所述连接臂在径向向内离开固定部分5的多个位置处连接着固定部分5和圆筒部分4。

从而，与传统结构相比，从固定部分5向圆筒部分4的应变传递路径进一步延伸，以使得进一步吸收应变。因此，可进一步防止圆筒部分4由于进气歧管M中产生的应变而发生变形。

此外，在本实施例中，从固定部分5延伸至圆筒部分4的凸缘6至少局部地变成应变吸收部分A本身。从而，不需要额外地设置其他部件来吸收应变，且节流体2不会增加尺寸和重量。

而且，在该实施例中，固定部分5的位置沿周向从固定部分5连接到圆筒部分4的位置(即连接区段13的位置)处发生位移。因此，凸缘6的应变吸收部分A能够吸收在圆筒部分4的轴向上产生的应变。此外，沟槽12(即间隙)沿径向形成于凸缘6和圆筒部分4之间。从而，凸缘6的应变吸收部分A能够吸收在圆筒部分4的径向上所产生的应变。

(第二实施例)

在第一实施例中，节流体2具有仅形成在凸缘6中的应变吸收部分A。相对比地，在本实施例中的节流体2具有应变吸收部分A和应变吸收部分B，其中应变吸收部分A形成在凸缘6中，且应变吸收部分B由凸缘6的一部分和至少一个轴向臂(连接件)14来构成。

如图5至8所示，应变吸收部分B由凸缘(周向臂)6自身和轴向臂14构成。凸缘6在圆筒部分4一侧具有沟槽12。轴向臂14分别从沿周向位于其中两个固定部分5中间的凸缘6的部分处沿圆筒部分4的轴向进行延伸。轴向臂14连接到圆筒部分4上。也就是说，从固定部分5到轴向臂14范围内的凸缘6一部分自身充当了第一连接臂。此外，轴向臂14充当了第二连接臂，其中位于凸缘6和圆筒部分4之间的连接部分在该轴向臂14中沿轴向发生位移。

如图7和8所示，在第一实施例中所示的连接区段13没有在轴向臂14与凸缘6相连接的部分处设置到凸缘6的内部。沟槽12在轴向臂14设置到凸缘6上的部分处形成在凸缘6的内部。

在该实施例中，圆筒部分4、凸缘6、轴向臂14等一体地由树脂形成。相应地，由于树脂成形模的限制，轴向臂14仅可以设置到电机壳体的一侧和电机壳体的相反侧的两个位置上。然而，当轴向臂14额外地设置到圆筒部分4上，且轴向臂14连接到圆筒部分4上时，轴向臂14可沿周向形成在固定部分5之间的所有中间位置，且可以省略第一实施例中所描述的连接区段13。也就是说，应变吸收部分B可以由凸缘6和轴向臂14构成，而不像第一实施例中所描述的应变吸收部分A那样。在这里，轴向臂14可以是和凸缘6分设的元件，或者与凸缘6一体形成。

如图6所示，位于电机壳体7a一侧上的轴向臂14连接有电机壳体7a的支承台15。电机壳体7a是驱动装置容置部分7的一部分。孔(减重孔)16形成在轴向臂14和支承台15之间，以减少轴向臂14的刚度。

在本实施例所述的结构中，进气控制装置包括应变吸收部分B。该应变吸收部分B由第一连接臂(该第一连接臂是凸缘6自身)和第二连接臂(该第二连接臂是至少一个轴向臂14)构成。因此，与进气控制装置仅包括应变吸收部分A(其仅由凸缘6构成)的结构相比，吸收应变的路径进一步延伸。这样，应变可以进一步在应变吸收部分B中被吸收，以使得可以进一步防止圆筒部分4由于在进气歧管M产生的应变而发生变形。

(第三实施例)

参考图9-11B来说明第三实施例的结构。

应变吸收部分A设置在第一实施例中，且应变吸收部分A、B设置在第二实施例中。

即使在上述结构中，螺栓10的螺栓头10a、垫圈100和组合固定件18也可能不通过应变吸收部分A或B就能直接作用于(影响)圆筒部分4，如图11A所示。也就是说，除了应变吸收部分A或B作用于圆筒部分4以外，螺栓头10a、垫圈100和组合固定件18也直接作用于圆筒部分4。

具体而言，组合固定件18可在沟槽12的径向内侧上作用于被包括在凸缘6中的内凸缘6a。螺栓10将固定部分5紧固到进气歧管(固定件)M上。垫圈100分别插在螺栓头10a和固定部分5之间。组合固定件18使用螺栓10以组合的方式固定着固定部分5。

当固定到固定部分5上的螺栓头10a、垫圈100和组合固定件18作用于圆筒部分4时，可能会损害使用应变吸收部分A或B来吸收应变的效果。

如图11B，在该实施例中，节流体2包括形成在固定部分5和圆筒部分4之间的间隙形成凹部19，来解决上述问题。也就是说，间隙形成凹部19防止螺栓头10a、垫圈100、组合固定件18等作用于圆筒部分4一侧。

在此，如第一和第二实施例所示，节流体2包括从圆筒部分4径向向外突伸的环形凸缘6。凸缘6具有多个固定部分5，其中螺栓10穿过所述固定部分5沿圆筒部分4的轴向插入。凸缘6具有沟槽12和连接区段13和/或轴向臂14。沟槽12在固定部分5的径向内侧上沿圆筒部分4的轴向贯穿凸缘6，且绕圆筒部分4的外周沿周向延伸。连接区段13和/或轴向臂14，仅在固定部分5之间的周向中间的部分处连接着凸缘6的外凸缘6b和圆筒部分4。外凸缘6b布置在沟槽12的径向外侧。应变吸收部分A和/或应变吸收部分B由外凸缘6b、连接区段13和/或轴向臂14构成。

在每个固定部分5中，间隙形成凹部19由内凸缘6a的凸缘面α和每个螺栓头10a的安置面β来限定。凸缘面α位于图11B中的内凸缘6a的轴向上侧，即位于紧固到固定部分5上的螺栓头10a的附近。具体而言，内凸缘6a的凸缘面α至少在固定部分5的附近区域相对于每个螺栓头10a的安置面β位移或偏置到螺栓头10a的相反侧(即图11B中的下侧)，从而限定了间隙形成凹部19。

在该实施例中，进气控制装置具有间隙形成凹部19，且该间隙形成凹部19中的凸缘面α从固定部分5中的螺栓头10a安置面β处偏移(即移动至)螺栓头10a的相反侧，其中该凸缘面α在内凸缘6a中沿轴向布置在螺栓头10a附近。因此，螺栓头10a、垫圈100、组合固定件18等不会作用于圆筒部分4。也就是说，间隙形成凹部19，防止了所述多个螺栓头10a、所述多个垫圈100和组合固定件18以通过应变吸收部分A或B之外的方式作用于圆筒部分4。

具体而言，参见图11B，组合固定件18等不会作用于圆筒部分4，同时不会限制组合固定件18的形状。

因此，进气控制装置可以保持在高度精确的状态，同时不会损害使用第一和第二实施例中所描述的应变吸收部分A和/或应变吸收部分B来吸收应变的效果。

沿轴向布置在内凸缘6a的螺栓头10a附近的凸缘面α，以偏置的方式从螺栓头10a的安置面β位移至螺栓头10a的相反侧。因此，可防止螺栓头10a、垫圈100、组合固定件18等作用于圆筒部分4。从而，可防止为了避免与内部结构发生干涉而加大节流体2的尺寸。

(变型)

在上述实施例中，应变吸收部分A、B被设置到圆筒部分4和固定部分5之间的所有部分上。但是，可以预先确定不吸收应变的一部分和吸收应变的一部分，且应变吸收部分A、B可以仅设置到吸收应变的一部分上。例如，如图12所示，可以仅从位于固定部分5a附近的部分处省略其中一个沟槽12，其中该固定部分5a位于电机17的附近用于旋转节流阀3。

在该结构中，凸缘6和圆筒部分4之间的机械强度可以在不吸收应变的部分中得到加强。因此，可以刚性地组装节流体2。在图12中，作为较重元件的电机17附近的一部分可以在刚度上加强，以使得节流体2自身的刚度上加强，且使电机17减少振动和共振。因此，进气控制装置可在耐用性方面得到加强。

可以使用线缆或杆件而不是使用电机功率，来操作节流阀3。

圆筒部分4和凸缘6可以是分设的元件，且可使用结合或焊接的方法来将圆筒部分4连接到凸缘6上，以构造树脂节流体2，而不是一体地成形节流体2。

如果必要，上述实施例中的结构可以联合进行使用。

在不偏离本发明主旨的前提下，可以对上述实施例进行各种变更和修改。

Claims (6)

1.一种安装到固定件(M)上的进气控制装置，其特征在于包括：

限定了进气通道(1)的节流体(2)；和

可旋转地支承在节流体(2)中的节流阀(3)，该节流阀(3)控制着流经进气通道(1)的进气量，

其中该节流体(2)包括圆筒部分(4)、多个固定部分(5)和应变吸收部分(A、B)，

该圆筒部分(4)限定了容置着节流阀(3)的进气通道(1)；

所述多个固定部分(5)连接到固定件(M)上，

应变吸收部分(A、B)使圆筒部分(4)和多个固定部分(5)相连，该应变吸收部分(A、B)吸收了在多个固定部分(5)中产生的位移，且

应变吸收部分(A、B)是可变形的连接臂(A、B)，该连接臂在离开多个固定部分(5)径向内周的位置处连接到圆筒部分(4)上。

2.如权利要求1所述的进气控制装置，其特征在于进一步包括：

凸缘(6)，其包括所述多个固定部分(5)；

其中应变吸收部分(A)是所述凸缘(6)，且

该凸缘(6)通过所述多个固定部分(5)之间的一个部分连接到圆筒部分(4)上。

3.如权利要求1所述的进气控制装置，其特征在于进一步包括：

凸缘(6)，其包括所述多个固定部分(5)；

其中所述应变吸收部分(A、B)包括所述凸缘(6)和轴向臂(14)，且

所述轴向臂(14)沿圆筒部分(4)的轴向从布置在所述多个固定部分(5)之间的所述凸缘(6)的一部分处开始延伸，且

所述轴向臂(14)连接到所述圆筒部分(4)上。

4.如权利要求1-3中任一所述的进气控制装置，其特征在于：所述圆筒部分(4)、所述多个固定部分(5)和应变吸收部分(A、B)由树脂一体地形成。

5.如权利要求1-3中任一所述的进气控制装置，其特征在于还包括：

多个螺栓(10)，其包括多个螺栓头(10a)，该螺栓头(10a)固定到所述多个固定部分(5)上；

多个垫圈(100)，其插入在所述多个螺栓头(10a)和所述多个固定部分(5)之间；以及

组合固定件(18)，其使用所述多个螺栓(10)以组合的方式与所述多个固定部分(5)相固定，

其中所述节流体(2)限定了布置在所述多个固定部分(5)和圆筒部分(4)之间的间隙形成凹部(19)，且

所述间隙形成凹部(19)，防止所述多个螺栓头(10a)、所述多个垫圈(100)和组合固定件(18)以通过应变吸收部分(A、B)之外的方式作用于圆筒部分(4)。

6.如权利要求5所述的进气控制装置，其特征在于：

所述节流体(2)包括凸缘(6)，该凸缘(6)呈环形，且沿圆筒部分(4)的径向从圆筒部分(4)向外突伸；

该凸缘(6)包括所述多个固定部分(5)，其中所述多个螺栓(10)穿过所述多个固定部分(5)沿圆筒部分(4)的轴向而插入；

该凸缘(6)限定了沿圆筒部分(4)轴向而贯穿凸缘(6)的沟槽(12)，该沟槽(12)布置在所述多个固定部分(5)的径向内侧上，且沿圆筒部分(4)的周向延伸；

所述凸缘(6)包括连接件(13、14)，该连接件(13、14)通过所述多个固定部分(5)之间的部分使所述沟槽(12)的外侧上的凸缘(6)的外凸缘(6a)与圆筒部分(4)相连接；

所述应变吸收部分(A、B)由沟槽(12)外侧上的外凸缘(6b)和所述连接件(13、14)构成；

所述凸缘(6)具有位于沟槽(12)内侧上的内凸缘(6a)；

内凸缘(6a)具有凸缘面(α)，该凸缘面(α)位于紧固到所述多个固定部分(5)上的所述螺栓头(10a)附近的一侧上；

所述间隙形成凹部(19)由内凸缘(6a)的凸缘面(α)和至少位于所述多个固定部分(5)附近的所述多个螺栓头(10a)的多个安置面(β)来限定；且

相对于所述多个螺栓头(10a)的多个安置面(β)，内凸缘(6a)的凸缘面(α)位移至所述多个螺栓头(10a)的相反侧。

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