专利名称：内燃机的进气控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的进气控制装置，该进气控制装置根据司机操纵的油门位置，使用电动机控制节气门的开度，该节气门由节气门体可转动地支撑。
背景技术：
传统的内燃机进气控制装置通过根据司机操纵的油门位置来操纵电动机，以预定的开度控制节气门的开度。
节气门体的节气门孔道表面与节气门外圆周之间的间隙在节气门处于全关闭位置时，对进气控制装置的气密性性能产生巨大的影响。因此，节气门体的节气门孔道表面与节气门外圆周之间的间隙需要精确的尺寸。进气控制装置可能用在寒冷的天气，例如冬天。在通过容纳节气门体的进气管吸入各个发动机汽缸的进气中，可能含有湿气。进气中含有的湿气可以附着在节气门的表面上，并且湿气可以被冷却。当湿气结冰遍及节气门孔道表面和节气门外圆周时，节气门可以粘到气门体的节气门孔道表面上。因此，需要防止节气门被冻结。
例如，如图5所示，根据US5704335(JP-A-09-032590)，节气门体101具有内部双管式结构，其由孔道内管102和孔道外管103构成。
进气通过孔道内管102流入发动机的各个汽缸。孔道外管103布置在孔道内管102的径向外侧，以形成它们之间的环形空间。孔道内管102浮离孔道外管103，孔道外管103构成节气门体101的外壳，从而湿气沿上游侧的进气管内圆周流动，并可以在环形空间中被捕捉。因此，可以防止节气门104被冻结到形成在孔道内管102中的节气门孔道表面上。而且，节气门体101用树脂形成，从而可以降低节气门体101的制造成本和重量。在此结构中，即使在节气门体101以注射成型法用热塑性树脂成型时，在成型和/或装配后由于收缩而引起的节气门体101的变形，不会对孔道内管102中节气门孔道的内径尺寸直接产生影响。由此，可以提高孔道内管102中节气门孔道内径尺寸的精度。
操纵节气门104和节气门轴105的驱动单元，由电动机即动力源106和传动机构(减速齿轮)构成，该传动机构(减速齿轮)向节气门104传送转动动力。减速齿轮由小齿轮110、中间齿轮111和气门齿轮112构成。小齿轮110固定在电动机106的电动机轴109上。中间齿轮111与小齿轮110啮合旋转，气门齿轮112与中间齿轮110啮合旋转。节气门开度传感器安装在节气门体101的外壁上。节气门开度传感器包括永久磁体113和非接触型磁力检测元件114。永久磁体113固定到气门齿轮112的内圆周上，气门齿轮112连接节气门轴105的一个轴端。磁力检测元件114根据永久磁体113产生的磁场产生电动势。磁力检测元件114以与磁轭的内圆周面相对的布置方式，固定到传感器机壳115的传感器安装部116，其中，传感器机壳115连接节气门体101的外壁，该磁轭被永久磁体113磁化。复位弹簧117设在孔道外管103与气门齿轮112之间的间隙中，使节气门104偏向节气门104关闭的一侧。
圆柱形电动机容纳部122和齿轮箱部124与节气门体101孔道外管103的外壁，整体用树脂形成。电动机容纳部122具有电动机容纳孔121，电动机106容纳在其中。齿轮箱部124具有齿轮室123，其可转动地容纳减速齿轮。这里，发动机的振动直接传给节气门体101。因此，例如，如图6～8所示，多个加强肋125沿电动机容纳孔121的轴向，与电动机容纳部122侧壁的外圆周整体形成。此外，例如，放射状地形成多个加强肋126，与电动机容纳部122底壁的外圆周整体形成。因此，容纳电动机106的电动机容纳部122的刚度被提高，足以承受发动机的振动。在节气门体101中，孔道外管103的外壁和电动机容纳部122的外壁，通过多个壳体连接肋127直接连接，以减轻电动机103的振动，其中壳体连接肋127由多个板状连接肋组成。
在上述传统结构中，节气门体101具有双管式结构，其孔道外管103的外壁和电动机容纳部122的侧壁通过壳体连接肋127连接。然而，壳体连接肋127需要支撑电动机容纳部122，电动机容纳部122容纳比树脂节气门体101重的电动机106。因此，壳体连接肋127需要足够刚硬。因此，增加壳体连接肋127的厚度以加强壳体连接肋127。此外，壳体连接肋127沿孔道外管103的轴向设置，形成为具有如图7、8所示的宽度，该宽度值等于电动机容纳部122的直径，以加强壳体连接肋127。
然而，在此结构中，电动机容纳部122的变形例如其形成后的收缩，可以通过壳体连接肋127传播给孔道内管102、孔道外管103以及环形连接部，其中，环形连接部连接孔道内管102的外圆周与孔道外管103的内圆周。此外，当凸缘部129安装在托座上时，凸缘部129可能变形，其中，凸缘部129与孔道外管103的轴端整体形成，该托座固定到机动车辆发动机的进气歧管上。凸缘部129的变形可以通过环形连接部传播给孔道内管102。在这些情形下，孔道内管102中的节气门孔道可能降低尺寸精度。因此，节气门孔道在孔道内管102中变形，并且降低了节气门孔道的圆度。结果，节气门104在全关闭位置中的气密性可能降低，因而怠速工况下全关闭位置的进气泄漏量增加。因此，怠速可能变得大于预定怠速，并且怠速工况下的燃料消耗可能增加。
而且，当孔道内管102的节气门孔道变得脱离预定的圆度时，节气门孔道在节气门104转动时，可能干扰节气门104的外圆周。此情况下，节气门104可能无法正常工作，因而在节气门104中可能引发气门锁住即咬死。结果，节气门开度可能不遵循油门位置，并可能降低可驾驶性。
发明内容
鉴于前述问题，本发明的一个目的在于提供一种用于内燃机的进气控制装置，该进气控制装置具有如下结构，其中在形成节气门体之后发生的变形，即使在节气门体用树脂整体形成时，也不易于对节气门体的节气门孔道直径直接产生影响。具体而言，在形成节气门体之后的变形以及在将节气门体通过凸缘安装到发动机后出现的节气门体凸缘的变形，不易于直接对节气门体的节气门孔道直径产生影响，从而可以提高节气门孔道与节气门外圆周之间的间隙。
本发明的另一目的在于提供一种发动机进气控制装置，该进气控制装置能够限制怠速工况下的进气量泄漏，而节气门在怠速工况中处于全关闭的位置。而且，本发明的又一目的在于提供一种进气控制装置，其中的节气门能够被防止发生操纵失灵，并能够被防止引发节气门活动中的咬死。
根据本发明，内燃机的进气控制装置包括节气门和节气门体。节气门转动，控制流入内燃机燃烧室的进气量。节气门体包括基本圆柱形的节气门孔道部。节气门孔道部限定基本圆形的节气门孔道。节气门被容纳在节气门孔道内。节气门体还包括电动机容纳部，其基本圆柱形，布置在相对于节气门孔道部径向而言的节气门孔道部的外侧。节气门孔道部的径向基本垂直于节气门孔道部的轴向。电动机容纳部限定电动机容纳孔，电动机被容纳在其中，以转动节气门。节气门体还包括凸缘部，其在节气门孔道部的径向上从节气门孔道部的第一轴端部延伸至外侧。节气门体通过凸缘部连接支撑构件，该支撑构件固定在内燃机上。节气门体与壳体连接肋用树脂整体形成，壳体连接肋直接连接凸缘部和电动机容纳部。
在此结构中，壳体连接肋支撑电动机容纳部，其直接连接凸缘部，从而可以提高壳体连接肋的刚度和强度。因此，壳体连接肋可以稳定地支撑容纳电动机的电动机容纳部，该电动机是比节气门体重的零件。
本发明的上述和其它目的、特征以及优点，将在参照附图作出的下列详细描述中更加显而易见。图中图1为示出了根据本发明第一实施例的内燃机的进气控制装置的截面侧视图；图2为示出了根据第一实施例的进气控制装置的俯视图；图3为示出了根据第一实施例的进气控制装置的透视图；图4为示出了根据第一实施例的进气控制装置的侧视图；图5为示出了根据先有技术的内燃机的进气控制装置的截面俯视图；图6为示出了根据先有技术的进气控制装置的俯视图；图7为示出了根据先有技术的进气控制装置的透视图；图8为示出了根据先有技术的进气控制装置的侧视图。
具体实施例方式进气控制装置(吸进空气的控制装置)设在机动车辆，例如汽车上。进气控制装置根据由司机操纵的控制发动机转速和发动机扭矩的油门位置，改变流入内燃机如汽油发动机的各个汽缸(燃烧室)的进气量。
如图1～4所示，进气控制装置包括电动机206、节气门轴1、节气门2、复位弹簧(未示出)、节气门体3和ECU(发动机控制单元)。电动机206根据司机操纵的油门位置进行工作。节气门轴1由电动机206驱动。节气门2是蝶形气门，与节气门轴1一起转动。复位弹簧使节气门2偏向节气门2全关闭的位置。节气门体3可转动地容纳节气门2。ECU根据油门位置电子地控制电动机206。
ECU连接油门位置传感器(未示出)，该油门位置传感器将油门位置转换为电子信号(油门位置信号)，并向ECU输出油门位置信号，其中，油门位置指司机下踩油门的程度。进气控制装置包括转动角传感器(节气门位置传感器)，其将节气门2的开度即转动角转换为电子信号(节气门位置信号)，并向ECU输出节气门位置信号。ECU通过对电动机206的比例积分微分控制(PID控制)，执行反馈控制，从而减少在来自转动角传感器的节气门位置信号与来自油门位置传感器的油门位置信号之间的偏差。
转动角传感器是节气门位置传感器，其检测对应于节气门2转动角(气门角度)的节气门开度(节气门位置)。转动角传感器包括拼合式永久磁体、拼合式磁轭(未示出)和非接触式磁力检测元件(未示出)。永久磁体(磁力源)基本为矩形，安装到节气门轴1的一个轴端(第一轴端)上。拼合式磁轭基本成拱形，并被磁体磁化。诸如霍尔元件、霍尔IC之类的磁力检测元件，以及磁阻元件，与磁轭的内圆周相对。磁力检测元件接收由磁体产生的磁力，以检测节气门2的角度位置。转动角传感器，具体而言为磁力检测元件，与传感器机壳5整体设置。磁体和磁轭用胶水或类似的东西固定到气门齿轮的内圆周，该气门齿轮是减速齿轮中的一个零件。
传感器机壳5和齿轮箱部4构成此实施例中的致动器的外壳。齿轮箱部4与节气门体3的外圆周用树脂整体形成。传感器机壳5关闭齿轮箱部4的开口，并夹持住磁力检测元件、端子和转动角传感器的定子。齿轮箱部4用树脂形成，限定可转动地容纳减速齿轮的齿轮室。
传感器机壳5用热塑性树脂形成，在诸如转动角传感器端子、电动机206的电源端子之类的零件中，热塑性树脂是电绝缘的。传感器机壳5具有啮合部，其与设在齿轮箱部4开口一侧的啮合部啮合。传感器机壳5使用铆钉、螺栓，借助于热压接等，装配到齿轮箱部4的开口端一侧。传感器机壳5与基本圆柱形的插座(连接器外壳)6用树脂整体形成，连接器(未示出)与其电连接。插座6夹持多个连接器针6a，这些连接器针构成转动角传感器端子和电动机206的电源端子。
电动机206和减速齿轮构成动力单元，其中，减速齿轮通过节气门轴1将电动机206的转动扭矩传送给节气门2，动力单元通过节气门轴1打开和关闭节气门2。电动机206与电动机206的电源端子整体电连接。电动机206的电源端子嵌入传感器机壳5。电动机206用作受激的电力致动器(驱动源)，从而电动机轴(未示出)可以至少前向或逆向转动。节气门体3具有插入孔，电动机206插入其中。电动机206具有前端凸缘，例如使用螺栓将其固定在节气门体3的插入孔周围。减速齿轮由小齿轮、中间齿轮和气门齿轮构成。小齿轮固定到电动机206的电动机轴的外圆周。中间齿轮与小齿轮啮合旋转，气门齿轮与中间齿轮啮合旋转。减速齿轮用作动力传送机构，将转动动力即电动机206的扭矩传送给节气门轴1。
节气门轴1由金属材料形成，例如黄铜和不锈钢，做成圆杆形。节气门轴1用作节气门2的转动轴。节气门轴1的转动轴设置成基本垂直于流经节气门体3的节气门孔道(进气道)7的平均流量的进气的轴向。节气门轴1的转动轴设置成大体平行于电动机容纳部23的轴向。节气门轴1具有气门夹持部，其夹持节气门2。节气门轴1在节气门2的圆柱形部中插芯成形而成，使得节气门轴1在节气门2的转动轴方向上径向贯穿节气门2，从而节气门轴1加强节气门2。
在图2、3下侧的节气门轴1的另一轴端(第二轴端)，从节气门2的圆柱体部中露出即伸出。节气门轴1的另一轴端用作第一端部，其可在第一孔中转动，该第一孔形成在固定到节气门体3的第一凸台8上的第一轴承9内。在图2、3上侧的节气门轴1的一个轴端从节气门2的圆柱体部的端面露出即伸出。节气门轴1的一个轴端用作第二端部，可在第二孔中转动，该第二孔形成在固定到节气门体3的第二凸台(未示出)上的第二轴承部209内。在图2、3上侧的节气门轴1的一个轴端与气门齿轮(未示出)整体装配，该气门齿轮是减速齿轮中的一个零件。气门齿轮的外圆周与块状即凸出的全关闭止动器部(未示出)整体设置。齿轮箱部4与块状即凸出的全关闭止动器部(未示出)整体设置。气门齿轮的全关闭止动器部在节气门2处于全关闭位置时，闭锁在齿轮箱部4的全关闭止动器上。
节气门2用诸如热稳定的热塑性树脂之类的树脂材料整体形成，例如PPS(聚苯撑硫)、PA(聚酰胺树脂)、PP(聚丙烯)或PEI(聚醚酰亚胺)，可以形成为基本上盘状的形状。节气门2为蝶形转动气门(树脂气门)。节气门2的转动轴设置成基本垂直于流经节气门体3的节气门孔道(进气道)7的平均流量的进气的轴向。节气门2的转动角控制在从全关闭位置到全打开位置所限定的转动范围内，进气量在全关闭位置变得最小，在全打开位置变得最大。因此，流入发动机530各个汽缸的燃烧室的进气量受到控制，节气门2被复位弹簧朝全关闭位置偏置。
节气门2由盘状部(树脂盘)和圆柱体部(树脂轴)构成。盘状部围绕节气门孔道7的轴与节气门2的转轴的交点来布置。圆柱形部在节气门2中的盘状部的基本径向上贯穿盘状部。外圆周端部(径向端部)设在节气门2的盘状部的外圆周。节气门2的外圆周端部在节气门2处于全关闭位置时，开始接触节气门体3的节气门孔道的表面(节气门孔道内表面)7。节气门2的至少一个表面与加强肋10用树脂整体形成，以加强节气门2，从而提高节气门2的刚度和强度。节气门2的圆柱形部与节气门轴1气门夹持部的外圆周，用树脂整体形成。因此，节气门2与节气门轴1成为一体，能够整体转动。
节气门体3是热塑性树脂产品，其用诸如热稳定的热塑性树脂之类的树脂材料整体形成，例如PPS(聚苯撑硫)、PA(聚酰胺树脂)、PP(聚丙烯)或PEI(聚醚酰亚胺)，可以形成为预定形状。诸如节气门体3的热塑性树脂产品以这种方式形成，即颗粒状的树脂材料被加热成熔化状态，然后挤压注射熔化的树脂材料进入铸模内形成的模腔。射入的树脂材料随即在模腔中固化，然后从铸模中取出固化的树脂材料，作为该树脂产品。
节气门体3具有节气门孔道(进气道)7，在其中可转动地支撑节气门2。节气门体3包括用树脂整体形成的进气口部(进气道)和出气口部(进气道)。沿着吸进的空气从图1上方向下方流过节气门体3的方向进气口部的直径与出气口部的直径相同。通过节气门体3的进气口部，从空气滤清器(未示出)和发动机进气管(未示出)吸入空气。吸进的空气在通过节气门体3的出气口之后，流向发动机530的平衡箱510或进气歧管520。
节气门体3包括节气门孔道部(圆柱体部、圆柱形壁、孔道壁部)，该节气门孔道部具有双管式结构，由圆柱形孔道内管(内圆柱体部)11和圆柱形孔道外管(外圆柱形部)12构成。孔道内管11限定节气门孔道7，其截面为圆形。孔道外管12构成节气门体3的外壳，布置在孔道内管11的径向外侧。孔道内管11可转动地容纳节气门2，使得节气门2可以打开和关闭形成在孔道内管11中的进气道。吸入发动机530各个汽缸中的进气在孔道内管11的轴向上流过节气门孔道(进气道)7。参照图1，孔道壁部具有双管式结构，限定了圆柱形空间，其由孔道内管11和孔道外管12形成。圆柱形空间被环形盘状连接肋(孔道内管与外管的连接肋、孔道连接肋)13分开。
孔道连接肋13连接孔道内管11的外圆周与孔道外管12的内圆周，使得孔道连接肋13堵塞一部分圆柱形空间。具体而言，孔道连接肋13可环形地堵塞邻近节气门2外圆周的圆柱形空间，节气门2处于其全关闭的位置。参照图1，连接肋13上游侧的圆柱形空间用作堵塞凹槽(湿气截留凹槽)14，截留沿进气管内圆周流动的湿气，孔道连接肋13下游侧上的圆柱形空间用作堵塞凹槽(湿气截留凹槽)15，其截留沿进气歧管520内圆周流动的湿气。
孔道内管11和孔道外管12与基本圆柱形的第一凸台8和基本圆柱形的第二凸台208，用树脂整体形成。第一凸台8(第一轴承支撑部)可转动地支撑节气门轴1另一轴端的第一滑动部。第二凸台(第二轴承支撑部)208可转动地支撑节气门轴1一个轴端的第二滑动部。
第一凸台8具有第一轴孔，节气门轴1的另一端穿过该轴孔。第一轴承9固定到第一轴孔的内圆周。第一轴承9具有第一滑动孔，其可滑动地在转动方向上支撑节气门轴1的另一轴端的第一滑动部。第一凸台在第一轴孔侧具有开口端，并且该开口端用气密塞(未示出)塞上。第二凸台208具有第二轴孔，节气门轴1的一端穿过该轴孔。第二轴承209固定到第二轴孔的内圆周，第二轴承209具有第二滑动孔，其可滑动地在转动方向上支撑节气门轴1的一个轴端的第二滑动部。
第一凸台8布置在对于如下方向而言的一侧(第一侧)，即该方向基本垂直于流经节气门体3的节气门孔道7的平均流量的进气的轴向。第二凸台208布置在对于该方向而言的另一侧(第二侧)，即该方向基本垂直于流经节气门体3的节气门孔道7的平均流量的进气的轴向。
网格状孔道壁加强肋16与孔道外管12的外壁用树脂整体形成。具体而言，孔道壁加强肋16与孔道外管12的部分外壁整体形成，该部分外壁在节气门2外圆周的径向外侧，节气门2在节气门2围绕全关闭位置时，处于节气门2的外圆周开始接触或接近孔道内管11的孔道内圆周的范围。孔道壁加强肋16加强具有双管式结构的孔道壁部，具体而言，孔道壁加强肋16加强孔道外管12，以提高它的刚度与强度。
图1轴向下侧的孔道外管12的一端(第一端)的外圆周与轴环形(弯角形)凸缘部17整体形成。节气门体总成由节气门体3和各零件构成，被拧紧到安装凸缘(托座、支撑构件)500上，安装凸缘(托座、支撑构件)500固定到发动机530的进气歧管520或发动机530的平衡箱510上。节气门体总成使用诸如螺栓的紧固构件200经由凸缘部17拧紧。
凸缘部17从双管式结构的孔道壁部的孔道外管12的外壁延伸至径向外侧，该孔道壁部位于图1的一个端侧即下侧。凸缘部17具有多个基本圆形的螺栓孔19，紧固构件200穿过螺栓孔19。节气门体3与多个凸缘连接肋20(图2)用树脂整体形成，凸缘连接肋20连接图1下侧的轴向一个端部上的孔道外管12的外壁与凸缘17的内圆周。
在彼此相邻的凸缘连接肋20之间形成多个拱形空间(贯穿孔)21。即，在图1下侧孔道外管12的轴向一个端部的外壁与凸缘17的内圆周之间形成拱形空间21。当凸缘部17安装在固定到发动机530的进气歧管520或发动机530的平衡箱510时，凸缘部17可能变形。然而，在此结构中，形成了拱形空间21，从而出现在凸缘部17的应变即变形几乎不对双管式结构的孔道壁部发生影响。
凸缘部17具有延伸部22，延伸至图2右侧的最外侧。延伸部22与容纳电动机206的电动机容纳部23，用树脂整体形成。电动机容纳部23用树脂材料整体形成，该树脂材料与双管式结构的孔道壁部的相同。
电动机容纳部23布置在图2齿轮箱部4的右侧，在图2中，齿轮箱部4成容纳减速齿轮的船形。电动机容纳部23与孔道外管12的外圆周隔开。电动机容纳部23的轴向设置成基本平行于节气门轴和节气门2的转动中心。电动机容纳部23的轴向设置成基本垂直于节气门孔道的中心线。
电动机容纳部23具有圆形的电动机容纳孔24，电动机206夹持在其中。齿轮箱部4的底壁表面具有电动机插入孔，电动机206通过该插入孔插入电动机容纳部23的电动机容纳孔24中。电动机容纳部23的侧壁和下底壁与壳体加强肋25、26用树脂整体形成，壳体加强肋25、26加强电动机容纳部23，以提高它的刚度和强度。壳体加强肋25为块状或突起状，沿电动机容纳部23的容纳孔24的轴向形成。壳体加强肋25以预定的圆周间距，布置在电动机容纳部23的侧壁。壳体加强肋26从电动机容纳部23的底壁表面的中心各自径向延伸。
凸缘部17的延伸部22、电动机容纳部23的侧壁以及电动机容纳部23的底壁与连接彼此的壳体连接肋31、32，用树脂整体形成。孔道外管12与电动机容纳部23分开。因此，变形，如在形成电动机容纳部23后发生的收缩，不易于对孔道内管11的节气门孔道直径直接产生影响。
壳体连接肋31、32形成在除了其中节气门2外圆周在节气门2处于全关闭位置周围时开始接触或接近孔道内管11的孔道内圆周的区域以外的区域中。壳体连接肋31、32形成在除了第一凸台8和第二凸台208以外的区域。壳体连接肋31、32形成在除了连接部以外的区域，在该连接部，孔道内管11外圆周通过孔道连接肋13连接孔道外管12内圆周。
壳体连接肋31与壳体加强肋25、26中的至少一个，整体形成。参照图4，壳体连接肋31包括厚部31a和31b。厚部31a的截面为基本上梯形的形状或基本上半球形的形状。厚部31a从图4中凸缘部17的延伸部22的右端部向上延伸。厚部31a基本沿电动机容纳部23的底壁的侧壁延伸。厚部31b的截面为基本上梯形的形状或基本上半球形的形状。厚部31b设在电动机容纳部23侧壁的外圆周上。厚部31b基本上沿电动机容纳部23的轴向，从厚部31a的上端部延伸。
参照图3，壳体连接肋32截面为基本上梯形的形状。壳体连接肋32直接连接邻近凸缘部17延伸部22的拱形空间21的部分与电动机容纳部23侧壁的外圆周。壳体连接肋31、32通过基部直接连接凸缘部17的延伸部22，该基部在孔道外管12一侧具有端面。基部的端面被形成为具有预定弧度的弧面。
进气控制装置的工作描述如下。当司机踩下油门踏板时，从油门位置传感器传向ECU的油门位置信号发生变化。ECU控制提供给电动机206的电力，从而电动机206的电动机轴转动，并操纵节气门2处于预定位置。电动机206的扭矩通过小齿轮和中间的减速齿轮传送给气门齿轮。因此，气门齿轮克服复位弹簧的偏转而转动一个对应于油门踏板下踩程度的转动角。
因此，气门齿轮转动，并且节气门轴1也转动与气门齿轮转动角相同的角度，从而节气门2在打开方向上，从全关闭位置朝向全打开位置转动。结果，以预定程度打开形成在节气门体3中的进气道(节气门孔道)7，从而发动机530的转速对应于司机下踩油门踏板的程度而发生变化。
相反，当司机释放油门踏板时，节气门2、节气门轴1和气门齿轮等，通过复位弹簧的偏转，返回节气门2的初始位置。节气门2的初始位置为怠速工况下的全关闭位置。当司机释放油门踏板时，由油门位置传感器传送的油门位置信号的数值基本上变为0％。因此，在此情形下，ECU可以向电动机206提供电力，以便逆向转动电动机206的电动机轴，从而将节气门2控制在全关闭位置上。此情况下，节气门2可以由电动机206在关闭方向上转动。
壳体连接肋31、32需要支撑容纳电动机206的电动机容纳部23，而电动机206是比树脂节气门体3重的零件。因此，壳体连接肋31、32需要足够刚硬。因此，支撑电动机容纳部23的壳体连接肋31、32，直接连接凸缘部17的延伸部22，以提高壳体连接肋31、32的刚度和强度。壳体加强肋25、26以基本上预定的圆周间距，与电动机容纳部23的外圆周整体形成，以提高电动机容纳部23的刚度和强度。这里，诸如金属构件之类的加强构件可用插芯成形法形成在壳体连接肋31、32中，或者，可以增大壳体连接肋31、32的厚度，以提高壳体连接肋31、32的刚度和强度。
节气门体总成包括诸如电动机206、节气门轴1、节气门2、节气门体、传感器机壳5、转动角传感器和减速齿轮之类的零件，其中，电动机206是较重的零件。因此，节气门体总成易于较重。凸缘部17将节气门体总成支撑在托座500的端面上，托座500固定到发动机530的进气歧管520或发动机530的平衡箱510上。因此，凸缘部17需要足够刚硬和机械上坚固。
在此结构中，凸缘部17的厚度设置成大于孔道内管11的径向厚度和孔道外管12的径向厚度。因此，凸缘部17得以加强，从而可以提高凸缘部17的刚度与强度。而且，孔道壁加强肋16沿孔道外管12的周向，与孔道外管12外壁整体形成为预定形状，例如网格状。因此，孔道外管12得以加强，从而可以提高孔道外管12的刚度与强度。
在此发动机进气控制装置中，壳体连接肋31、32整体形成为直接连接节气门体3凸缘部17的延伸部22和电动机容纳部23的侧壁与底壁。刚性支撑电动机容纳部23的壳体连接肋31、32，不直接连接双管式结构的孔道外管12的外壁，而是直接连接凸缘部17，以吸收电动机容纳部23中的振动。
因此，在此结构中，即使当电动机容纳部23由于发动机的振动而发生振动时，电动机容纳部23中的振动也不易于通过壳体连接肋31、32，传播给与孔道内管11连接的孔道外管12。
此外，即使当由于电动机容纳部23中的振动，在壳体连接肋31、32中出现内应变与内应力时，该内应变与内应力也不易于通过壳体连接肋31、32，传播给与孔道内管11连接的孔道外管12。
而且，当节气门体3用树脂整体形成，即热塑性树脂在成型模具中注射成型，制成作为树脂产品的节气门体3时，在壳体连接肋31、32中可能出现内应变与内应力，并且节气门体3在树脂成形后可能变形。在此情形下，具体而言，在凸缘部17和电动机容纳部23成形之后，在它们的内部可能出现收缩。然而，在此结构中，在所有壳体连接肋31、32，凸缘部17和电动机容纳部23中的应变和变形，不易于通过壳体连接肋31、32传播给孔道壁部的孔道外管12。因此，节气门体3中的变形，具体而言，孔道外管12、凸缘部17和电动机容纳部23中的收缩，不易于直接对孔道内管11中节气门孔道的直径尺寸产生影响。
而且，壳体连接肋31、32避免布置在凸缘部17与孔道外管12在其轴向端部上连接的位置。壳体连接肋31、32避免布置在处于如下区域的部分孔道外管12中，即在该区域，节气门2的外圆周在节气门2处于全关闭位置时，开始接触或接近孔道内管11的内圆周。壳体连接肋31、32避免布置在设有第一凸台8和第二凸台208的区域。壳体连接肋31、32避免布置在孔道连接肋13周围的区域，而孔道内管11通过孔道连接肋13连接孔道外管12。
即，壳体连接肋31、32远离孔道外管12的轴向端部与处于如下区域中的部分孔道外管12，即在该区域，节气门2的外圆周在节气门2处于全关闭位置时，开始接触或接近孔道内管11的孔道内圆周。壳体连接肋31、32都远离设有第一凸台8和第二凸台208的区域，和孔道连接肋13周围的区域，而孔道内管11通过孔道连接肋13连接孔道外管12。第一凸台8和第二凸台208远离凸缘部17。
在节气门体3的上述结构中，孔道内管11浮离孔道外管12，其中，孔道内管11形成节气门孔道7，孔道外管12构成节气门体2的外壳。在图1下侧的孔道外管12外壁的轴向一个端部，通过凸缘连接肋20连接凸缘部17的内圆周。
因此，在此结构中，即使当电动机容纳部23由于发动机的振动而发生振动时，电动机容纳部23中的振动也不易于通过壳体连接肋31、32，凸缘部17和凸缘连接肋20，传播给与孔道内管11连接的孔道外管12。
此外，即使当由于电动机容纳部23中的振动，在壳体连接肋31、32中出现内应变与内应力时，该内应变与内应力也不易于通过凸缘部17和凸缘连接肋20，传播给孔道外管12。
而且，当节气门体3用树脂整体形成时，在壳体连接肋31、32中可能出现内应变与内应力。结果，节气门体3在树脂成形后可能变形。在此情形下，具体而言，在凸缘部17和电动机容纳部23成形之后，在它们的内部可能出现收缩。然而，在此结构中，由于设置了凸缘连接肋20，在所有壳体连接肋31、32，凸缘部17和电动机容纳部23中的应变和变形，不易于通过壳体连接肋31、32，凸缘部17和凸缘连接肋20，传播给孔道壁部的孔道外管12。
而且，节气门3在树脂成形后的变形，具体而言，孔道外管12、凸缘部17和电动机容纳部23在它们成形之后出现的收缩，不易于通过设有第一凸台1和第二凸台208的区域以及孔道连接肋13，从孔道外管12传播给孔道内管11。因此，节气门3中的变形，具体而言，孔道外管12、凸缘部17和电动机容纳部23中的收缩，不易于直接对孔道内管11中节气门孔道的直径尺寸产生影响。
而且，节气门体3与凸缘连接肋20整体形成，凸缘连接肋20连接图1下侧轴向一个端部上的孔道外管12的外壁与凸缘部17的内圆周。在彼此邻近的凸缘连接肋之间形成拱形空间21。即，在图1下侧的孔道外管12的轴向一个端部的外壁与凸缘部17的内圆周之间，形成拱形空间21。
这里，节气门体3在其由树脂成形后可能变形。具体而言，凸缘部17在凸缘部17被拧紧到进气歧管520或平衡箱510的托座500上时，可能变形。结果，在凸缘部17中可能出现内应力。然而，在此结构中，即使当节气门体3用树脂整体形成时，以及即使当凸缘部17变形导致凸缘部17中出现内应力时，凸缘部17中的内应力也可以通过壳体连接肋31、32分散到电动机容纳部23上。
节气门体3在其树脂成形后可能变形。具体而言，凸缘部17在凸缘部17被拧紧到托座500上时可能变形，同时在凸缘部17中出现应变。然而，在此结构中，出现在凸缘部17中的变形，不易于直接对孔道内管11中节气门孔道的直径尺寸产生影响。
因此，节气门体3中的变形，例如由于电动机容纳部23和发动机530中的振动而出现在壳体连接肋31、32中的内应力所引起的内应变，在形成孔道外管12、凸缘部17和电动机容纳部23时的收缩，以及在将节气门体3装配到发动机530上时出现的应变，不易于直接对孔道内管11中节气门孔道的直径尺寸产生影响。即，可以提高孔道内管11的孔道内圆周与节气门2盘状部分的外圆周之间的间隙精度。因此，可以提高孔道内管11的节气门孔道圆周的圆度，从而可以限制在节气门2处于怠速工况下全关闭位置时泄漏的进气量增加。因此，可以保持节气门2在全关闭位置下的气密性。因此，可以防止发动机530怠速工况下的转速超过目标速度，并可以防止怠速工况下燃料消耗的增加。
而且，在节气门2向全关闭位置转动时，孔道内管11的孔道内圆周在节气门2转动到全关闭位置之前，不会干扰并开始接触节气门2的盘状部分的外圆周。因此，可以防止引发节气门2的操纵失灵，并可以防止发生其运动的咬死即气门锁住。因此，节气门开度可以遵循油门位置，从而可以改善可驾驶性。
孔道内管11的中心线可以相对于孔道外管12的中心线偏心布置，以构成具有偏心双管式结构的节气门孔道部。即，孔道内管11的中心线可以偏心地布置在孔道外管12径向的一侧，例如，在孔道外管12安装条件中为它的竖直下侧。这里，孔道外管12的径向垂直于孔道外管12中心线的方向。或者，孔道外管11的中心线可以偏心地布置在孔道外管12径向的另一侧，例如，在孔道外管12安装条件中为它的竖直上侧。
节气门体3的节气门孔道部具有单管式结构，其由单个管状部构成。即使在此结构中，壳体连接肋31、32不直接连接节气门孔道部的外壁，而是直接连接凸缘部17，凸缘部17从节气门孔道部的一个轴端部的外壁延伸至径向外侧。因此，可以产生等同于第一节气门2可以用树脂材料或金属材料形成，并且节气门2可以插入到形成在气门轴1的气门支撑部中的气门插入孔中。在此结构中，节气门2可以使用诸如螺栓之类的紧固构件，将其拧紧到节气门轴1的气门支撑部。
阻塞凹槽14、15用于防止节气门2在寒冷的时期例如冬天结冰，而不用额外的零件，例如额外的导管构件，其用于将发动机冷却水导入节气门体3中。或者，在孔道壁部可以只设置阻塞凹槽14，用于堵塞从节气门2上侧沿进气管的内圆周流入孔道壁部的湿气或液体。因此，可以减少进气控制装置的部件数量，从而可以小型化进气控制装置，并可以用低的成本来生产。
可在孔道外管12的外圆周侧设置旁路，用于对节气门2进行旁通。而且，可以在旁路中设置怠速控制气门(ISC气门)，用于通过调节流过旁路的空气流量，控制发动机的怠速。
从曲轴箱强制通风装置(PCV，窜气降低装置)释放的窜气的出口，或者与用于回收汽化汽油的蒸汽回收设备连接的净化管，可以连接位于相对于节气门体3孔道壁部而言的进气气流上游侧的进气管。此情况下，包含在窜气中的机油可能堆积成进气管内壁上的沉淀物。然而，在此结构中，杂质，例如沿进气管内壁流动的窜气的雾或沉淀物，可以被阻塞凹槽14阻塞，从而可以防止节气门2和节气门轴1发生操纵失灵。
节气门2和节气门体3可以用诸如树脂基复合材料之类的树脂材料整体形成，例如，含有玻璃纤维30％的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBTG30)。该树脂材料可以通过将填充材料混入树脂材料中而获得，其中，填充材料诸如为低成本的玻璃纤维、炭纤维、聚芳基酰胺纤维或硼纤维，树脂材料诸如为熔融热塑性树脂，其被加热到熔化状态。节气门2可以用金属材料形成。
上述实施例的结构可以酌情进行组合。上述实施例的制造方法可以酌情进行组合。
在不脱离本发明精神的前提下，可以对上述实施例作出不同的多种修改和变更。
权利要求
1.一种用于内燃机(530)的进气控制装置，其特征在于该进气控制装置包括节气门(2)，其转动以控制流入内燃机(530)燃烧室的进气量；以及节气门体(3)，其包括基本圆柱形的节气门孔道部(11、12)，节气门孔道部(11、12)限定基本圆形的节气门孔道(7)，节气门(2)被容纳在节气门孔道(7)内，其中，节气门体(3)还包括电动机容纳部(23)，其基本圆柱形，布置在相对于节气门孔道部(11、12)径向而言的节气门孔道部(11、12)的外侧，节气门孔道部(11、12)的径向基本垂直于节气门孔道部(11、12)的轴向，电动机容纳部(23)限定电动机的容纳孔(24)，电动机(206)被容纳在其中，以转动节气门(2)，节气门体(3)还包括凸缘部(17)，其在节气门孔道部(11、12)的径向上从节气门孔道部(11、12)的第一轴端部延伸至外侧，节气门体(3)通过凸缘部(17)连接支撑构件(500)，支撑构件(500)固定在内燃机(530)上，以及节气门体(3)与壳体连接肋(31、32)用树脂整体形成，壳体连接肋(31、32)直接连接凸缘部(17)和电动机容纳部(23)。
2.根据权利要求1的进气控制装置，其中，节气门体(3)与凸缘连接肋(20)整体形成，凸缘连接肋(20)直接连接节气门孔道部(11、12)的第一轴端部和凸缘部(17)。
3.根据权利要求1或2的进气控制装置，其中，支撑构件(500)是一个托座(500)，其被设于内燃机(530)进气歧管(520)或内燃机(530)平衡箱(510)的上游端，凸缘部(17)限定至少一个螺栓孔(19)，穿过螺栓孔(19)插入紧固构件(200)，以将节气门体(3)拧紧到托座(500)的端面上，以及凸缘部(17)限定相对于节气门孔道部(11、12)外圆周的空间(21)。
4.根据权利要求1或2的进气控制装置，其特征在于还包括节气门轴(1)，其与节气门(2)整体转动；第一轴承(9)，可转动地支撑节气门轴(1)的第一轴端；以及第二轴承(209)，可转动地支撑节气门轴(1)的第二轴端。
5.根据权利要求4的进气控制装置，其中，节气门体(3)与第一轴承支撑部(8)和第二轴承支撑部(208)整体形成，第一轴承支撑部(8)布置在相对于如下方向的第一侧，即该方向基本垂直于流经节气门体(3)的节气门孔道(7)的平均流量的进气的轴向，第二轴承支撑部(208)布置在相对于该方向的第二侧，该方向基本垂直于流经节气门体(3)的节气门孔道(7)的平均流量的进气的轴向，以及第一轴承支撑部(8)和第二轴承支撑部(208)被设置成远离如下位置，即在该位置设有凸缘部(17)和壳体连接肋(31、32)中的至少一个。
6.根据权利要求1～3中任一项的进气控制装置，其中，节气门孔道部(11、12)具有双管式结构，其包括内圆柱体部(11)和外圆柱体部(12)，内圆柱体部(11)限定节气门孔道(7)，外圆柱体部(12)在内圆柱体部(11)的径向上布置在内圆柱体部(11)外侧，外圆柱体部(12)和内圆柱体部(11)限定了它们之间的圆柱形空间(14、15)，节气门体(3)包括孔道连接肋(13)，其直接连接内圆柱体部(11)的外圆周和外圆柱体部(12)的内圆周，凸缘部(17)从外圆柱体部(12)的第一轴端部延伸至外圆柱体部(12)的径向外侧，以及孔道连接肋(13)被布置成远离如下位置，即在该位置，凸缘部(17)从外圆柱体部(12)的第一轴端部伸出。
7.根据权利要求6的进气控制装置，其中，节气门体(3)与凸缘连接肋(20)整体形成，凸缘连接肋(20)直接连接外圆柱体部(12)的第一轴端部和凸缘部(17)。
8.根据权利要求6的进气控制装置，其中，支撑构件(500)是一个托座(500)，其设于内燃机(530)进气歧管(520)和内燃机(530)平衡箱(510)中之一的上游端，凸缘部(17)至少限定一个螺栓孔(19)，穿过螺栓孔(19)插入紧固构件，将节气门体(3)拧紧到托座(500)的端面上，以及凸缘部(17)限定节相对于外圆柱体部(12)外圆周的空间(21)。
全文摘要
一种进气控制装置，包括节气门(2)和节气门体(3)。节气门(2)转动，以控制进气量。节气门体(3)包括圆柱形的节气门孔道部(11.12)，节气门孔道部(11.12)限定容纳节气门(2)的节气门孔道(7)。节气门体(3)包括圆柱形的电动机容纳部(23)，其被布置在节气门孔道部(11.12)的径向外侧。电动机容纳部(23)限定电动机的容纳孔(24)，电动机(206)被容纳在其中，以转动节气门(2)。节气门体(3)包括凸缘部(17)，其从节气门孔道部(11.12)的一个轴端延伸至节气门孔道部(11.12)的径向外侧。节气门体(3)通过凸缘部(17)连接至发动机(530)。节气门体(3)与壳体连接肋(31.32)用树脂整体形成，壳体连接肋(31.32)直接连接凸缘部(17)和电动机容纳部(23)。
文档编号F02D9/10GK1721674SQ20051008246
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者岩冈伸, 谷村宽, 岛田广树 申请人:株式会社电装