阀组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种阀组件，更具体地涉及具有简单构造并且在供应给对阀的打开率进行控制的驱动电机的电力被切断时将阀从打开位置或关闭位置复位到初始设置位置的阀组件。
【专利说明】阀组件
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及一种阀组件，更具体地涉及具有简单构造并且在供应给对阀的打开率进行控制的驱动电机的电力被切断时将阀从打开位置或关闭位置复位到初始设置位置的阀组件。
[0002]本申请要求于2013年6月3日递交的韩国专利申请N0.10-2013-0063668的优先权，该申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
【背景技术】
[0003]打开和关闭流体流经的通道的阀组件通常被使用在车辆内的多个系统中。阀组件通常由电子驱动器驱动。阀组件的性能由其准确地且快速地打开和关闭通道的能力确定。具体地，对车辆中使用的节气阀的打开率的控制是重要的因素，因为节气阀的打开率对确定发动机的功率有影响。阀组件的打开率由传感器来测量和控制。当电力供应被切断时，存在阀组件的打开率不会复位到初始位置的危险。该危险对车辆中使用的节气阀尤其重要。
[0004]应用到内燃机(例如，车辆发动机)上的节气阀是机械地连接至车辆的油门踏板的装置。当车辆在行进的同时驾驶员踏上油门踏板时，节气装置操作节气阀，从而将对使车辆加速所需的尽可能多的空气供应给发动机。
[0005]在这种节气装置中，存在一种未在进气道上设置有单独的旁路通道的节气装置。所述节气装置被构造为将节气阀自动地打开至预设角度，以提供最小量的空气，使得当车辆在行进期间不被加速时或当车辆在空转(例如，启动期间)时，发动机不会响应于来自发动机控制系统的信号而停止。
[0006]相关技术的节气装置具有半电子构造，其中，节气阀在发动机控制系统的作用下在空转状态下被自动打开，并且节气阀响应于驾驶员踏上油门踏板而机械地传送到节气阀轴上的力被打开。
[0007]另外，通过检测节气阀的旋转角而产生电信号的节气阀位置传感器被设置在节气阀体内部的预设位置处。布置在节气阀体的一侧处的马达用于打开节气阀，使得对发动机的操作所需的最小量的空气被引入。连接器被设置在节气阀体的外部的预设位置处。
[0008]在相关技术的所述节气装置中，当马达响应于来自空转状态下的发动机控制系统的电信号而操作时，节气阀被打开。然而，在加速状态下，节气阀轴和节气阀响应于连接到油门踏板的带轮的旋转而旋转。
[0009]另外，在相关技术的节气装置中，通过检测节气阀和连接器的角度而产生信号的节气阀位置传感器被安装在节气阀体上。与油门踏板配合旋转的带轮以及复位弹簧被布置在节气阀体的外部。因此，存在组件性能很弱并且物品的尺寸增大的问题。
[0010]此外，在相关技术的节气装置中，节气阀的最小打开角被预先计算以便调整对空转状态所需的空气的最小量，并且于是例如通过焊接在制造过程中被机械地固定。在这种情况下，当空气的量被设定时，空气的量由于零件的制造和组装的误差而显著地变化，从而使得难以精确地设定不确定的空气的最小量。
[0011]与此相关的现有技术在韩国早期专利公开N0.1998-0083373 (1998年12月5日出版，题为:“用于打开和关闭节气阀的电控制装置”)中公开。
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]因此，本发明已经考虑了现有技术中出现的以上问题，并且本发明的目标在于提供一种阀组件，所述阀组件在扇形齿轮的内部具有复位构件，所述扇形齿轮能够将板部署为打开位置或关闭位置，使得当供应给使所述扇形齿轮旋转的驱动马达的电力在所述板被部署为所述打开位置或关闭位置的状态下被切断时，所述板能够复位到初始设置位置。
[0014]本发明的另一目标在于提供一种阀组件，其中，复位构件能够通过使用简单的构造而将板复位到初始设置位置，简单的构造即由第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧组成的一对弹性元件。
[0015]本发明的另一目标在于提供一种用于在电子节气阀的应用中限制扇形齿轮的旋转角的限制构件，以便防止板在节气阀体的进气口内被部署为关闭位置，从而防止电子节气阀组件损坏或其耐力退化。
[0016]技术方案
[0017]为了完成以上目标，本发明提供了一种阀组件，所述阀组件根据油门踏板的打开率通过使用由发动机控制单元操作的驱动马达对节气阀的打开率进行控制。所述阀组件包括:节气阀体，所述节气阀体在其中限定有进气口，所述进气口从前端到后端穿透所述节气阀体；布置在所述节气阀体中的轴，所述轴从一个侧表面到相对的侧表面穿透所述节气阀体；布置在所述轴的每个端部部分上的轴承；板，所述板被布置所述在轴的中心部分上，以响应于所述轴的旋转打开或关闭所述进气口 ；扇形齿轮，所述扇形齿轮被布置在所述节气阀体的一侧并且被联结至所述轴的一个端部部分；中间齿轮，所述中间齿轮将设置在所述节气阀体上的驱动马达的驱动力传输给所述扇形齿轮；盖，所述盖相对于外界封闭所述中间齿轮；以及复位构件，所述复位构件包括设置在所述扇形齿轮上的一对弹性元件，其中，当来自所述驱动马达的已经作用于所述中间齿轮上的驱动力被切断时，所述扇形齿轮根据所述板被部署到打开位置还是被部署到关闭位置而通过所述一对弹性元件中的不同的弹性元件进行旋转，从而将所述板复位到初始设置位置。
[0018]所述扇形齿轮可包括:布置在所述扇形齿轮的上部部分上的凸缘部分，其中所述凸缘部分的圆周的一部分上形成有齿轮部分；由所述凸缘部分的圆周中的凹陷部分限定的第一固定凹口 ；从所述凸缘部分向下延伸的管状外壳；从所述凸缘部分向下延伸的管状内壳，所述内壳与所述外壳的内侧表面隔开以形成容置部，并且所述内壳的内径小于所述外壳的内径；从所述外壳的下端向上延伸的第二固定凹口，所述第二固定凹口使所述外壳的侧表面部分的一部分开放；以及，从所述外壳的下端向上延伸的第三固定凹口，所述第三固定凹口与所述第二固定凹口相对，所述第三固定凹口使所述外壳的侧表面部分的一部分开放。
[0019]所述第一固定凹口可靠近布置在所述凸缘部分的圆周上的齿轮部分的两个端部部分中的任何一个形成。
[0020]布置在所述凸缘部分上的齿轮部分可被定位在所述第二固定凹口和所述第三固定凹口之间。
[0021]在所述第二固定凹口的上部部分或下部部分上可进一步设置有防分离凹口，所述防分离凹口沿与所述扇形齿轮旋转的方向平行的方向延伸。
[0022]所述防分离凹口可沿与布置在所述凸缘部分上的齿轮部分相反的方向从所述第二固定凹口的上部部分或下部部分延伸。
[0023]所述第二固定凹口可被定位在所述第一固定凹口的下方。
[0024]在此，所述复位构件可包括:第一螺旋弹簧，所述第一螺旋弹簧被布置为使得所述第一螺旋弹簧包围所述外壳的外圆周，所述第一螺旋弹簧的一个端部部分被固定到所述第一固定凹口，并且所述第一螺旋弹簧的另一端部部分被固定到形成在所述节气阀体的一个侧表面上的固定狭槽；以及第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧被布置在所述外壳和所述内壳之间限定的容置部中，所述第二螺旋弹簧的一个端部部分被固定到所述第二固定凹口，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分被固定到所述第三固定凹口。
[0025]所述第一螺旋弹簧的内表面可与所述外壳的外圆周隔开，从而限定出空间部分。
[0026]当所述板处于打开位置时，所述板可通过所述第一螺旋弹簧的弹性回复力复位到初始设置位置。当所述板处于关闭位置时，所述板通过所述第二螺旋弹簧的弹性回复力复位到初始设置位置。
[0027]所述第一螺旋弹簧的另一端部部分可被布置在相对于经过所述第一螺旋弹簧的一个端部部分的竖直线的底部沿顺时针方向转动90到110°的位置处，所述第一螺旋弹簧的另一端部部分从所述第一螺旋弹簧向外折弯。
[0028]所述第二螺旋弹簧的一个端部部分可被折弯以便从所述第二螺旋弹簧向外延伸，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分形成在相对于所述第二螺旋弹簧的一个端部部分沿顺时针方向转动360到450°的位置处并且被折弯以便从所述第二螺旋弹簧向外延伸。
[0029]所述第二螺旋弹簧的一个端部部分可被固定到所述第二固定凹口，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分可通过逆时针扭转使得所述第二螺旋弹簧沿缠绕方向弹性变形而被固定到所述第三固定凹口。
[0030]所述第二螺旋弹簧的一端可被布置在形成在所述第二固定凹口的上部部分或下部部分中的防分离凹口中。
[0031]在此，在所述节气阀体的联结有所述扇形齿轮的一个侧表面的一部分上可设置有凸起部分，所述凸起部分在相对于所述轴的朝所述节气阀体的一个侧表面伸出的一个端部部分从所述固定狭槽沿顺时针方向转动108到270°的位置处从所述节气阀体的一个侧表面伸出。
[0032]所述扇形齿轮可顺时针旋转，使得所述第一螺旋弹簧在所述第一螺旋弹簧的另一端部部分被固定至所述固定狭槽之后沿缠绕方向弹性变形，并且使得所述第二螺旋弹簧的另一端部部分由所述凸起部分固定地保持。
[0033]所述第二螺旋弹簧可由所述凸起部分固定地保持，使得所述第二螺旋弹簧的另一端部部分被定位在所述固定狭槽和所述凸起部分之间。
[0034]当所述板处于打开位置或关闭位置时，所述第一螺旋弹簧可施加导致所述扇形齿轮逆时针旋转的扭矩。当所述板处于打开位置时，所述第二螺旋弹簧可与所述凸起部分分离而并不对所述扇形齿轮施加弹性引起的扭矩，并且当所述板处于关闭位置时，所述第二螺旋弹簧可由所述凸起部分保持并且施加导致所述扇形齿轮顺时针旋转的扭矩。
[0035]所述第二螺旋弹簧的弹力可大于所述第一螺旋弹簧的弹力。
[0036]所述阀组件可进一步包括限制构件，所述限制构件从所述节气阀体的一个侧表面伸出，以便靠近所述扇形齿轮的圆周，从而限制所述扇形齿轮的旋转角。
[0037]所述限制构件可包括支撑部和阻挡器，所述支撑部从所述节气阀体的一个侧表面伸出，所述阻挡器被布置在所述支撑部的上部部分上，使得所述阻挡器能够支撑在所述齿轮部分的一个端部部分上，所述齿轮部分被布置在所述凸缘部分的圆周上。
[0038]所述阻挡器可穿透所述支撑部的上部部分。所述支撑部和所述齿轮部分的将与所述支撑部接触的远端部分之间的距离可通过旋转所述阻挡器来调整。
[0039]所述阀组件可以为电子节气阀。
[0040]有益效果
[0041]根据上述的技术方案，根据本发明的复位构件被设置在所述扇形齿轮的内部，所述扇形齿轮能够将所述板部署为打开位置或关闭位置。通过这种构造，当供应给使所述扇形齿轮旋转的驱动马达的电力在所述板被部署为打开位置或关闭位置的状态下被切断时，所述板能够复位到初始设置位置。
[0042]另外，一个有益效果在于:复位构件能够通过使用简单的构造而将板复位到初始设置位置，简单的构造即由第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧组成的一对弹性元件。
[0043]此外，另一有效效果在于用于在电子节气阀的应用中限制扇形齿轮的旋转角的限制构件，以便防止板在节气阀体的进气口内被部署为关闭位置，从而防止电子节气阀组件损坏或其耐力退化。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为示出根据本发明的实施例的阀组件的分解透视图；
[0045]图2为示出根据本发明的实施例的第一螺旋弹簧的透视图；
[0046]图3为示出根据本发明的实施例的第二螺旋弹簧的透视图；
[0047]图4为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮的透视图；
[0048]图5A至图5C为不出根据本发明的实施例的扇形齿轮的一个侧表面的侧视图；
[0049]图6A至图6B为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮的另一个侧表面的侧视图；
[0050]图7为根据本发明的实施例的扇形齿轮的俯视图；
[0051]图8为根据本发明的实施例的扇形齿轮的仰视图；
[0052]图9A至图9D为示出第二螺旋弹簧安装在扇形齿轮上的状态的视图；
[0053]图1OA至图1OC为示出扇形齿轮安装在节气阀体上的状态的视图；
[0054]图1lA至图1lE为示出将板从打开位置复位到初始设置位置的长时间复位操作的视图；
[0055]图12A至图12B为示出将板从关闭位置复位到初始设置位置的长时间复位操作的视图；以及
[0056]图13为示出根据本发明的实施例的限制构件的视图。
[0057]〈附图中的附图标记的说明>
[0058]1:阀组件
[0059]100:节气阀体
[0060]110:进气口
[0061]120:固定狭槽
[0062]130:凸起部分
[0063]200:轴
[0064]300:轴承
[0065]400:板
[0066]500:扇形齿轮
[0067]510:凸缘部分
[0068]520:齿轮部分
[0069]530:第一固定凹口
[0070]540:第二固定凹口
[0071]550:第三固定凹口
[0072]560:外壳
[0073]570:内壳
[0074]580:防分离凹口
[0075]590:空间部分
[0076]600:中间齿轮
[0077]700:盖
[0078]800:复位构件
[0079]810:第一螺旋弹簧
[0080]820:第二螺旋弹簧
[0081]900:限制构件
[0082]910:支撑部
[0083]920:阻挡器
【具体实施方式】
[0084]下文将参考附图对本发明进行描述。在本发明的以下说明中，包含在本文中的已知的功能和部件的详细说明在使本发明的主题不清楚时被省略。本发明的实施例被提供以便将本发明的范围更彻底地传达给本领域技术人员。因此，为了清楚起见，附图中的部件的形状和尺寸可以夸大。
[0085]在根据本发明的阀组件I的节气装置中，例如板400的节气装置在进气道上未设置单独的旁路(bypass)通道，该节气装置被构造为将节气阀自动地打开至预设角度，以提供最小量的空气，使得当车辆在行进期间不被加速时或当车辆在空转(例如，启动期间)时，发动机不会响应于来自发动机控制系统的信号而停止。
[0086]图1为示出根据本发明的实施例的阀组件I的分解透视图。根据本发明的阀组件I的说明将参考图1在下文给出。阀组件I通过使用驱动马达M来控制阀的打开率，驱动马达M由发动机控制单元根据油门踏板的打开率来操作。阀组件I包括:本体100，本体100已经在其中限定出进气口 110，进气口 110从前端到后端穿透本体；布置在本体100中的轴200，轴200从一个侧表面到相对的侧表面穿透本体；布置在轴200的一个端部部分和另一端部部分上的轴承300 ;板400，板400被布置在轴200的中心部分上，以响应于轴200的旋转而打开或关闭进气口 110 ;扇形齿轮500，扇形齿轮500被布置在本体100的一侧上并且被联结至轴200的一个端部部分；中间齿轮600，中间齿轮600将设置在本体100上的驱动马达的驱动力传输给扇形齿轮500 ;盖700，盖700将中间齿轮600相对于外部封闭；以及复位构件800，复位构件800包括设置在扇形齿轮500上的一对弹性元件。当来自驱动马达的已经作用于中间齿轮的驱动力被切断时，根据板400被部署在打开位置还是被部署在关闭位置，扇形齿轮500由成对的弹性元件中的不同的弹性元件旋转，从而使板400复位到初始设置位置。在此，根据本发明的阀组件能够被应用于车辆的节气阀，并且本体100能够为车辆的节气阀中使用的节气阀体。
[0087]典型的阀组件被构造为使得，其打开率由电子传感器测量和控制并且主要使用来自驱动马达的电力来操作。根据本发明的实施例的阀组件被构造为使得，部件被机械地连接到一起，并且因此，即使电力供应被意外地切断，部件能够执行将阀复位到初始位置的操作。这是能够尤其应用于车辆的节气阀的特征并且形成能够改进车辆的安全性的本发明。
[0088]轴200被布置为穿透进气口 110，其中，轴承300被设置在轴的一个端部部分和另一端部部分上，并且板400被设置在轴的中心部分上。板400能够被部署为响应于轴200的旋转而打开或关闭进气口 110。
[0089]轴200的一个端部部分与设置在本体100的一个侧表面上的扇形齿轮500的下端部分联结。轴200响应于扇形齿轮500的旋转而旋转。
[0090]驱动马达的驱动轴响应于应用到其上的电力而旋转，并且驱动马达的旋转驱动力能够通过布置在驱动马达的驱动轴和扇形齿轮500之间的中间齿轮600而传输给扇形齿轮500。
[0091]驱动马达能够由发动机控制单元来控制。板400被制造成与进气口 110的内径相对应的圆形形状，使得板能够根据旋转角来打开或关闭进气口 110。板400能够根据设计被制造成除了圆形形状以外的多种形状。
[0092]本发明的技术原理提供了复位构件，当板400被部署为打开位置时或当来自驱动马达的驱动力的传输在板400被部署成关闭位置的状态下被切断时，板400能够通过复位构件复位到初始设置位置。这种结构能够被应用于车辆中使用的电磁节气阀。因为电磁节气阀通过电力供应来控制，根据本发明的结构能够显著地改进(具体地，车辆的)安全性并且在容积减小方面有利。
[0093]图4为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮500的透视图，图5A至图5C为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮500的一个侧表面的侧视图，图6A至图6B为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮500的另一个侧表面的侧视图，图7为示出根据本发明的实施例的扇形齿轮500的俯视图，以及图8为根据本发明的实施例的扇形齿轮500的仰视图。
[0094]参考图4至图8更详细地描述扇形齿轮500，扇形齿轮500包括:布置在扇形齿轮500的上部部分上的凸缘部分510 ;凸缘部分510的圆周的一部分上形成的齿轮部分520 ；由凸缘部分510的圆周中的凹陷部分限定的第一固定凹口 530 ;从凸缘部分向下延伸的管状外壳560 ;从凸缘部分向下延伸的管状内壳570,内壳570与外壳560的内侧表面隔开以形成容置部，并且内壳570的内径小于外壳560的内径；从外壳560的下端向下延伸的第二固定凹口 540，第二固定凹口 540使外壳560的侧表面部分的一部分开放；以及，从外壳560的下端向上延伸的第三固定凹口 550，第三固定凹口 550与第二固定凹口相对，第三固定凹口 550使外壳560的侧表面部分的一部分开放。
[0095]内壳570被定位在外壳560的内部，并且从凸缘部分510向下延伸。外壳560和内壳570相互隔开，从而在其中限定出容置部，复位构件800的第二螺旋弹簧820能够被容置在容置部中。
[0096]齿轮部分520为与中间齿轮600啮合并且从凸缘部分510的圆周伸出的部分。齿轮部分520在凸缘部分510的圆周上形成，使得齿轮部分520被定位在第二固定凹口 540和第三固定凹口 550之间，第二固定凹口 540和第三固定凹口 550在外壳560上形成。第二固定凹口 540和第三固定凹口 550在相互朝向180°的位置处在外壳560上形成。第二固定凹口 540和第三固定凹口 550从外壳560的下端向上延伸，从而穿透外壳560的侧表面。第一固定凹口 530在凸缘部分510的圆周上形成，使得第一固定凹口 530被定位在齿轮部分520的一个端部部分(即，第二固定凹口 540的上部部分)上。
[0097]参考图5A至图5C，第二固定凹口 540进一步具有防分离凹口 580，防分离凹口 580沿与扇形齿轮500旋转的方向平行的方向从第二固定凹口 540的上部部分或下部部分延伸。换而言之，防分离凹口 580能够在第二固定凹口 540的上部部分的区域上形成(如图5A所示)或在第二固定凹口 540的下部部分的区域上形成(如图5B所示)。当防分离凹口 580按照这种方式形成时，可将第二螺旋弹簧820的一个端部牢固并且在车辆震动时或在迭代阀打开操作期间防止弹簧分离。优选地，防分离凹口 580在第二固定凹口 540的上部部分或下部部分上形成，以固定第二螺旋弹簧820。在这种构造中，第二螺旋弹簧的一端由于凹口的结构或弹簧的弹性而被固定。当防分离凹口 580在第二固定凹口 540的上端上形成时，可有效地防止第二螺旋弹簧820分离。
[0098]另外，当防分离凹口 580在第二固定凹口 540的下端上形成时，导致结构是有利的，以固定第二螺旋弹簧820，使得其另一端不会向上或向下移动。具体地，如图5B所示，防分离凹口 580在第二固定凹口 540的下部部分上形成，并且第二螺旋弹簧820的一个端部部分820a被固定地安装到防分离凹口 580中。然后，如图6B所示，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b被布置在第三固定凹口 550的上部部分上。这因此能够防止另一端部部分820b向上或向下移动并且防止第二螺旋弹簧820的折弯部分相互摩擦。在这种情况下，如图5B所示，防分离凹口 580优选地与外壳560的下表面间隔一预定高度，从而从顶部和底部将第二螺旋弹簧820的一个端部部分820a固定。即，根据这种结构，从外壳560的下部部分伸出的凸缘连接并支撑第二螺旋弹簧的一个端部部分，从而防止第二螺旋弹簧与外壳560分离。
[0099]另外，如图5C所示，防分离凹口 540能够在与外壳560间隔一预定高度的位置处形成，并且第二固定凹口 540能够被制造为使得第二固定凹口 540在超过形成防分离凹口540的部分不开放。在这种情况下，足以将第二固定凹口 540制造为防分离凹口 580无需从外壳的上端到下端制造和打开第二固定凹口 540的部分。这种结构能够在减少处理时间或简化制造过程方面具有有益效果，并且能够有效地防止第二螺旋弹簧分离。即，在外壳560的下部部分上形成防分离凹口 580以固定第二螺旋弹簧的结构中，第二固定凹口 540能够被制造为对将第二螺旋弹簧的一个端部部分820a安装到防分离凹口 580中所需的尺寸。在这方面，这种结构的优点与外壳560的上部部分上形成防分离凹口 580的结构的优点不同。
[0100]根据本发明，防分离凹口 580优选地在第二固定凹口 540和第三固定凹口 550之间沿与齿轮部分520相反的方向延伸，齿轮部分520在凸缘部分510的圆周上形成。
[0101]为了说明，图5A中示出的实施例的说明将在下文给出，其中，防分离凹口 580在第二固定凹口 550的上部部分上形成。因此，应当理解，图5B和图5C中示出的改进的实施例能够基于本领域技术人员能够预期的范围内的相同的技术原理来操作。
[0102]图2为示出根据本发明的实施例的第一螺旋弹簧810的透视图，并且图3为示出根据本发明的实施例的第二螺旋弹簧820的透视图。复位构件800包括第一螺旋弹簧810和第二螺旋弹簧820。第一螺旋弹簧810被布置为使得第一螺旋弹簧810包围外壳560的外圆周。第一螺旋弹簧的一个端部部分810a被固定到第一固定凹口 530，并且第一螺旋弹簧的另一端部部分810b被固定到固定狭槽120，固定狭槽120在本体100的一个侧表面上形成。第二螺旋弹簧820被布置在限制于外壳560和内壳570的容置部中。第二螺旋弹簧的一个端部部分820a被固定到第二固定凹口 540，并且第二螺旋弹簧的另一端部部分820b被固定到第三固定凹口 550。
[0103]第一螺旋弹簧810和第二螺旋弹簧820被设置在扇形齿轮500上，使得其螺旋几何构造沿相反方向。因此，当板400被部署为打开位置时，板400通过第一螺旋弹簧的弹性回复力复位到初始设置位置。因此，当板400被部署为关闭位置时，板400通过第二螺旋弹簧820的弹性回复力复位到初始设置位置。
[0104]更详细地描述第一螺旋弹簧810，第一螺旋弹簧810的另一端部部分810b被布置在相对于穿过第一螺旋弹簧810的一个端部部分810a的竖直线的底部沿顺时针方向从90到110°的范围的位置处。具体地，第一螺旋弹簧810的另一端部部分810b从第一螺旋弹簧810向外折弯。
[0105]第一螺旋弹簧810的一个端部部分被固定到第一固定凹口 530。根据本发明，第一螺旋弹簧810的一个端部部分810a折弯成由第一固定凹口 530保持固定的钩的形状。具体地，第一螺旋弹簧810被联结至外壳560,使得第一螺旋弹簧810包围外壳560的外圆周，并且一个钩状端部部分810a由第一固定凹口 530保持固定。
[0106]在第二螺旋弹簧820中，一个端部部分820a被折弯成从第二螺旋弹簧820向外延伸。第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b在相对于第二螺旋弹簧820的一个端部部分820a沿顺时针方向从360到450°的范围的位置处形成，并且被折弯成从第二螺旋弹簧820向外延伸。因此，当第二螺旋弹簧820被安装到外壳560和内壳570之间的容置部中时，螺旋弹簧820与容置部联结，使得第二螺旋弹簧820的一个端部部分820a和另一端部部分820b穿过第二固定凹口 540和第三固定凹口 550超过外壳560向外伸出。
[0107]图9A至图9D为示出第二螺旋弹簧820安装在扇形齿轮500上的状态的视图。如下文，第二螺旋弹簧820安装在容置部中。第二螺旋弹簧820通过其安装到第二固定凹口540中的一个端部部分820a向内推进(图9A)。当第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b由外壳560的下端保持时，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b被逆时针夹紧和扭转，使得第二螺旋弹簧820沿卷绕方向弹性变形(图9B)。于是，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b被固定地安装到第三固定凹口 550中，第三固定凹口 550被定位为与第二固定凹口 540相对(图9C)。
[0108]于是，由于折弯形状，第二螺旋弹簧820的一个端部部分520a和520b在第二固定凹口 540和第三固定凹口 550内超过外壳560向外伸出。具体地，第二螺旋弹簧820的一个端部部分520a被定位在第二固定凹口 540的上部部分或下部部分上形成的防分离凹口580内，从而防止第二螺旋弹簧820与容置部分离。
[0109]第二螺旋弹簧820的另一端部部分520b被布置在第三固定凹口 550内，使得另一端部部分520b能够移动第三固定凹口 550的宽度A。第三固定凹口 550的宽度A指的是与垂直于扇形齿轮500旋转的旋转轴线的方向相对应的长度。第三固定凹口 550的宽度A与图6和图9中示出的附图标记A的尺寸相对应。根据本发明，第三固定凹口 550的宽度A确定了从关闭位置复位到初始设置位置的短时间复位操作的旋转角。
[0110]图9D为不出第一螺旋弹簧80绕外壳560安装的状态的视图。将第一螺旋弹簧810与外壳560分离的空间指示根据本发明的空间部分590。本体100上形成的凸起部分130稍后将被定位在空间部分590的内部。
[0111]图1OA至图1OC为示出扇形齿轮安装在节气阀体上的状态的视图。在第一螺旋弹簧810和第二螺旋弹簧820按照上述的方法被联结至扇形齿轮500之后，扇形齿轮500被联结至本体100。
[0112]首先，定位在扇形齿轮500的下方的第一螺旋弹簧810的另一端部部分810b被固定地安装到固定狭槽120中，固定狭槽120在本体100的一个侧表面上形成。在此，轴的一个端部部分被安装到扇形齿轮500的下部中心部分中并且被联结至扇形齿轮500的下部中心部分。
[0113]凸起部分130被设置在本体100的一个侧表面的联结扇形齿轮500的部分上。凸起部分130相对于轴200的一个端部部分沿顺时针方向在从180到270°的范围的位置处从本体100的一个侧表面伸出，轴200的一个端部部分朝本体100的一个侧表面伸出。固定狭槽120和凸起部分130之间的角度能够根据阀组件I的设计而变化。
[0114]在第一螺旋弹簧810的另一端部部分810b被固定到固定狭槽120之后，扇形齿轮500顺时针旋转并且被联结至本体，使得第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b由凸起部分130保持固定，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b超过外壳560向外伸出。
[0115]因为第二螺旋弹簧820的另一端部部分必须由凸起部分130保持固定，当扇形齿轮500与本体100的一个侧表面联结时，凸起部分130在第一螺旋弹簧810和外壳560之间被定位在空间部分590内。
[0116]在此，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b被定位在固定狭槽120和凸起部分130之间并且紧密地邻接凸起部分130。扇形齿轮500的位置和板400的打开量或打开率在此时变成板400的初始设置位置。
[0117]另外，第一螺旋弹簧810受到倾向于逆时针旋转扇形齿轮500的扭矩，因为扇形齿轮500在第二螺旋弹簧820的联结过程中在从180到270°的范围内旋转(图1OB和图10C)。然而，根据本发明的技术原理，因为第二螺旋弹簧820的弹性力大于第一螺旋弹簧810的弹性力，由凸起部分130保持的第二螺旋弹簧820的扭矩较大并且因此扇形齿轮500能够保持静止状态或初始设置位置。
[0118]因此，当板400被部署为打开位置或关闭位置时，第一螺旋弹簧810继续将逆时针的扭矩施加于扇形齿轮500。当板400被部署为打开位置时，第二螺旋弹簧820不会将弹性引起的扭矩施加于扇形齿轮500，因为第二螺旋弹簧820的另一端部部分与凸起部分130隔开并且与第三固定凹口 550的另一侧(第三固定凹口的离凸缘上形成的齿轮部分最远的前端部分的部分)紧密接触。当板400被部署为越过初始设置位置的关闭位置时，第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b由凸起部分130保持，并且当第二螺旋弹簧820在第三固定凹口 550内朝第三固定凹口 550的一侧移动时，第二螺旋弹簧820沿顺时针方向将弹性引起的扭矩施加于扇形齿轮500。
[0119]在此，第三固定凹口 550的宽度A被设定为使得当板400被部署为关闭位置时，第二螺旋弹簧820的另一端820b在第三固定凹口 550内位于第三固定凹口 550的一侧上，由此能够防止板400被过度打开。
[0120]长时间复位操作和短时间复位操作的说明将在下文给出，其中，板400在具有上述的构造的阀组件中从打开位置或关闭位置复位到初始设置位置。
[0121]图1lA至图1lE为示出将板400从打开位置复位到初始设置位置的长时间复位操作的视图。当驱动马达顺时针旋转时，中间齿轮600逆时针旋转，并且与中间齿轮啮合的扇形齿轮500顺时针旋转(即，沿与驱动马达相同的方向)。响应于扇形齿轮500的顺时针旋转，设置在轴200上的板400顺时针旋转，以打开进气口 110。在此，板400垂直于进气口110的纵向方向(即，平行于进气口 110内的空气流的方向)的状态被称为打开位置。
[0122]在该打开位置，第一螺旋弹簧810沿进一步缠绕的方向弹性变形，从而将逆时针的扭矩施加于扇形齿轮500。另外，在第二螺旋弹簧820中，其一个端部部分820a在沿与齿轮部分的位置相反的方向施加扭矩时与防分离凹口 580紧密接触，并且其另一端部部分820b与凸起部分130隔开并且因此受到进一步的弹性变形。另一端部部分820b在第三固定凹口 550内与第三固定凹口 550的另一侧紧密接触。在这种状态下，第二螺旋弹簧不会将任何扭矩施加于扇形齿轮500。
[0123]在这种状态下，当供应给驱动马达的电力被切断并且因此作用于扇形齿轮500的外力被移除时，扇形齿轮500由于第一螺旋弹簧810的回复力而逆时针旋转。第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b由凸起部分130保持，以使扇形齿轮500停止旋转，从而完成将板400复位到初始设置位置的长时间复位操作。
[0124]在此，因为由凸起部分130保持的第二螺旋弹簧820的弹力大于第一螺旋弹簧810的弹力，扇形500不会通过第一螺旋弹簧810沿逆时针方向进一步旋转，从而板400保持在初始设置位置。
[0125]图12A和图12B为示出将板400从关闭位置复位到初始设置位置的短时间复位操作的视图。当驱动马达逆时针旋转时，中间齿轮600顺时针旋转，并且与中间齿轮啮合的扇形齿轮500逆时针旋转(即，沿与驱动马达相同的方向)。响应于扇形齿轮500的逆时针旋转，设置在轴200上的板400逆时针旋转，以关闭进气口 110，使得板400的外圆周与进气口110的内壁紧密接触或非常接近进气口 110的内壁。
[0126]在此，板400垂直于进气口 110内的空气流的方向的方向被称为关闭位置，即，板400处于与进气口 110的横截面相对应的位置的状态。在该关闭位置，第一螺旋弹簧810沿解绕方向弹性变形。然而，因为变形的程度无关重要，第一螺旋弹簧继续将逆时针的扭矩施加于扇形齿轮500。
[0127]另外，在第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b由凸起部分130保持的状态下，扇形齿轮500逆时针旋转的程度和第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b沿朝第三固定凹口 550内的一侧的方向(即，沿朝布置在凸缘部分上的齿轮部分的方向)移动的一样多。因为第二螺旋弹簧820的另一端部部分820b与第三固定凹口 550的一侧完全紧密接触，扇形齿轮500的逆时针旋转被限制,从而将板400部署为关闭位置。
[0128]因此，第二螺旋弹簧820被弹性变形，使得第二螺旋弹簧820进一步缠绕，从而增加回复力。即，扇形齿轮500的旋转角在板400从初始设置位置旋转到关闭位置时与第三固定凹口 550的从一侧到另一侧延伸的宽度A相对应。
[0129]因此，第二螺旋弹簧820的回复力被进一步增大，从而使扇形齿轮500收到来自第二螺旋弹簧820的顺时针扭矩，第二螺旋弹簧820的回复力大于将逆时针扭矩施加于扇形齿轮500的第一螺旋弹簧810的回复力。
[0130]在这种状态下，当供应给驱动马达的电力被切断并且因此已经作用于扇形齿轮500的外力被移除时，扇形齿轮500通过第二螺旋弹簧820的回复力而顺时针旋转，第二螺旋弹簧820的回复力超过了第一螺旋弹簧810作用于扇形齿轮500的逆时针扭矩。在此，扇形齿轮500顺时针旋转的角度与第三固定凹口 550的宽度A相对应。
[0131]按照这种方式，扇形齿轮500通过第二螺旋弹簧820从关闭位置顺时针旋转，并且因此板400复位到其在进气口 110内部分旋转的初始设置位置，从而完成短时间复位操作。
[0132]图13为示出根据本发明的实施例的限制构件900的视图。限制构件900从本体100的一个侧表面伸出，使得限制构件9000靠近扇形齿轮500的圆周，从而限制扇形齿轮500的旋转角。
[0133]限制构件900包括支撑部910和阻挡器920，支撑部910从本体100的一个侧表面伸出，阻挡器920被布置在支撑部910的上部部分上，使得阻挡器920能够支撑在齿轮部分520的一个端部部分上，齿轮部分520被布置在凸缘部分510的圆周上。
[0134]阻挡器920防止板400被部署到关闭位置。当板400被部署为关闭位置时，板400的外圆周可通过相对于进气口 110的内表面而被损坏。扇形齿轮500的旋转角能够通过阻挡器920限制，使得板400不被完全部署为关闭位置，从而防止板400的耐力退化。
[0135]阻挡器920穿透支撑部910的上部部署，并且在其外圆周上设置有螺纹，其中，扇形齿轮500沿逆时针方向的最大旋转角能够被调整。即，当阻挡器920根据车辆的状况或设计而沿向前方向或沿反向旋转时，阻挡器920相对于扇形齿轮500在支撑部910的上部部分上向前或向后移动。
[0136]如上文所述，使用根据本发明的阀组件I具有以下优点，控制进气口 110的打开率的板400能够从打开位置或关闭位置快速地复位到初始设置位置。
[0137]另外，可使用扇形齿轮500简单构造将板400复位到初始设置位置。存在以下效果:零件的数量能够被减少并且阀组件I的体积能够被最小化。
[0138]此外，根据本发明的阀组件I能够在电力供应被切断时回复阀的打开位置。因此，阀组件I尤其可用于电子节气阀的应用并且能够改进车辆的安全性。即，因为对扇形齿轮500的旋转的限制例如使用复位构件和限制构件900来机械地确定，存在以下效果:能够防止由于电力供应的故障而导致节气阀出故障。
[0139]尽管为了示例性目的已经公开了本发明的优选实施例，本发明的原理不限于附图和上述公开内容。本领域技术人员应理解，在不偏离如所附权利要求中公开的本发明的精神的情况下，可能有多种修改、附加和替换。应理解，只要这种修改不偏离本发明的理念，这种修改就落入由权利要求所限定的本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种阀组件，所述阀组件根据油门踏板的打开率通过使用由发动机控制单元操作的驱动马达对节气阀的打开率进行控制，所述阀组件包括: 节气阀体，所述节气阀体在其中限定有进气口，所述进气口从前端到后端穿透所述节气阀体； 布置在所述节气阀体中的轴，所述轴从一个侧表面到相对的侧表面穿透所述节气阀体； 布置在所述轴的每个端部部分上的轴承； 板，所述板被布置所述在轴的中心部分上，以响应于所述轴的旋转打开或关闭所述进气口 ； 扇形齿轮，所述扇形齿轮被布置在所述节气阀体的一侧并且被联结至所述轴的一个端部部分； 中间齿轮，所述中间齿轮将设置在所述节气阀体上的驱动马达的驱动力传输给所述扇形齿轮； 盖，所述盖相对于外界封闭所述中间齿轮；以及 复位构件，所述复位构件包括设置在所述扇形齿轮上的一对弹性元件，其中，当来自所述驱动马达的已经作用于所述中间齿轮上的驱动力被切断时，所述扇形齿轮根据所述板被部署到打开位置还是被部署到关闭位置而通过所述一对弹性元件中的不同的弹性元件进行旋转，从而将所述板复位到初始设置位置。
2.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述扇形齿轮包括: 布置在所述扇形齿轮的上部部分上的凸缘部分，其中所述凸缘部分的圆周的一部分上形成有齿轮部分； 由所述凸缘部分的圆周中的凹陷部分限定的第一固定凹口； 从所述凸缘部分向下延伸的管状外壳； 从所述凸缘部分向下延伸的管状内壳，所述内壳与所述外壳的内侧表面隔开以形成容置部，并且所述内壳的内径小于所述外壳的内径； 从所述外壳的下端向上延伸的第二固定凹口，所述第二固定凹口使所述外壳的侧表面部分的一部分开放；以及 从所述外壳的下端向上延伸的第三固定凹口，所述第三固定凹口与所述第二固定凹口相对，所述第三固定凹口使所述外壳的侧表面部分的一部分开放。
3.根据权利要求2所述的阀组件，其中，所述第一固定凹口靠近布置在所述凸缘部分的圆周上的齿轮部分的两个端部部分中的任何一个形成。
4.根据权利要求2所述的阀组件，其中，布置在所述凸缘部分上的齿轮部分被定位在所述第二固定凹口和所述第三固定凹口之间。
5.根据权利要求2所述的阀组件，其中，在所述第二固定凹口的上部部分或下部部分上进一步设置有防分离凹口，所述防分离凹口沿与所述扇形齿轮旋转的方向平行的方向延伸。
6.根据权利要求5所述的阀组件，其中，所述防分离凹口沿与布置在所述凸缘部分上的齿轮部分相反的方向从所述第二固定凹口的上部部分或下部部分延伸。
7.根据权利要求2所述的阀组件，其中，所述第二固定凹口被定位在所述第一固定凹口的下方。
8.根据权利要求2所述的阀组件，其中，所述复位构件包括: 第一螺旋弹簧，所述第一螺旋弹簧被布置为使得所述第一螺旋弹簧包围所述外壳的外圆周，所述第一螺旋弹簧的一个端部部分被固定到所述第一固定凹口，并且所述第一螺旋弹簧的另一端部部分被固定到形成在所述节气阀体的一个侧表面上的固定狭槽；以及 第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧被布置在所述外壳和所述内壳之间限定的容置部中，所述第二螺旋弹簧的一个端部部分被固定到所述第二固定凹口，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分被固定到所述第三固定凹口。
9.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述第一螺旋弹簧的内表面与所述外壳的外圆周隔开，从而限定出空间部分。
10.根据权利要求8所述的阀组件，其中，当所述板处于打开位置时，所述板通过所述第一螺旋弹簧的弹性回复力复位到初始设置位置，并且当所述板处于关闭位置时，所述板通过所述第二螺旋弹簧的弹性回复力复位到初始设置位置。
11.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述第一螺旋弹簧的另一端部部分被布置在相对于经过所述第一螺旋弹簧的一个端部部分的竖直线的底部沿顺时针方向转动90到110°的位置处，所述第一螺旋弹簧的另一端部部分从所述第一螺旋弹簧向外折弯。
12.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述第二螺旋弹簧的一个端部部分被折弯以便从所述第二螺旋弹簧向外延伸，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分形成在相对于所述第二螺旋弹簧的一个端部部分沿顺时针方向转动360到450°的位置处并且被折弯以便从所述第二螺旋弹簧向外延伸。
13.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述第二螺旋弹簧的一个端部部分被固定到所述第二固定凹口，并且所述第二螺旋弹簧的另一端部部分通过逆时针扭转使得所述第二螺旋弹簧沿缠绕方向弹性变形而被固定到所述第三固定凹口。
14.根据权利要求6所述的阀组件，其中，所述第二螺旋弹簧的一端被布置在形成在所述第二固定凹口的上部部分或下部部分中的防分离凹口中。
15.根据权利要求8所述的阀组件，其中，在所述节气阀体的联结有所述扇形齿轮的一个侧表面的一部分上设置有凸起部分，所述凸起部分在相对于所述轴的朝所述节气阀体的一个侧表面伸出的一个端部部分从所述固定狭槽沿顺时针方向转动108到270°的位置处从所述节气阀体的一个侧表面伸出。
16.根据权利要求15所述的阀组件，其中，所述扇形齿轮顺时针旋转，使得所述第一螺旋弹簧在所述第一螺旋弹簧的另一端部部分被固定至所述固定狭槽之后沿缠绕方向弹性变形，并且使得所述第二螺旋弹簧的另一端部部分由所述凸起部分固定地保持。
17.根据权利要求16所述的阀组件，其中，所述第二螺旋弹簧由所述凸起部分固定地保持，使得所述第二螺旋弹簧的另一端部部分被定位在所述固定狭槽和所述凸起部分之间。
18.根据权利要求15所述的阀组件， 其中，当所述板处于打开位置或关闭位置时，所述第一螺旋弹簧施加导致所述扇形齿轮逆时针旋转的扭矩，并且 其中，当所述板处于打开位置时，所述第二螺旋弹簧与所述凸起部分分离而并不对所述扇形齿轮施加弹性引起的扭矩，并且当所述板处于关闭位置时，所述第二螺旋弹簧由所述凸起部分保持并且施加导致所述扇形齿轮顺时针旋转的扭矩。
19.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述第二螺旋弹簧的弹力大于所述第一螺旋弹簧的弹力。
20.根据权利要求1所述的阀组件，所述阀组件包括电子节气阀。
【文档编号】F02D9/08GK104379910SQ201480001330
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】朴墉淳 申请人:现代凯菲克株式会社