內燃機節氣門裝置的成型方法
2023-06-03 01:04:26
專利名稱：內燃機節氣門裝置的成型方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機節氣門裝置的成型方法，其中的內燃機被安裝在車輛上。具體來講，本發明涉及一種對節氣門裝置執行注塑成型的方法，在該方法中，在同一模具中基本上同時地制出節氣閥和節氣門體。
背景技術：
在圖8所示的電控節氣門裝置中，一驅動裝置(例如為電動機)根據受駕駛員踩踏的加速踏板的位置對一節氣閥的開度執行控制。在該節氣門裝置中，當節氣閥102處於完全關閉狀態時，基本為管狀的節氣門體101的內周面與節氣閥102外周邊之間會出現間隙，該間隙對節氣門裝置的氣密性具有很大的影響。
通常情況下，節氣門體101和節氣閥102是由不同的製造過程分開制出的。隨後，在後續的步驟中，按照所製得的節氣門體10的內周面尺寸，將製得的節氣閥102與所制出的節氣門體101組裝到一起。作為備選方案，也可在後續的步驟中、根據所製得的節氣閥102的外周面尺寸將製得的節氣門體101與所制出的節氣閥102組裝到一起。因而，會在節氣門體101孔腔的內周面與節氣閥102外周邊之間形成預定的間隙。一節氣閥軸103與節氣閥102一體地轉動。節氣閥軸103的兩端被設置在節氣門體101中的筒形軸承104可轉動地支撐著。
作為日本專利文件JP-5-141540A同族文件的美國專利文件US5304336介紹了一種可減小節氣門體和節氣閥製造步驟的成型方法。在該成型方法中，圖9所示的節氣門體101和節氣閥102是用樹脂材料在同一些模具中一體地制出的。首先，用樹脂材料一體地模製出基本為管狀的節氣門體101。隨後，將節氣門體101的內周面(孔腔內周面)作為用於模製節氣閥102的成型模具的一部分，並模製出節氣閥102。因而，在上述模製成型工藝中，節氣閥102外周邊的形狀與節氣門體101孔腔內周面的形狀相適配。
節氣門體101是由位於一節氣門體腔中的樹脂材料模製而成的，其中的節氣門體腔被形成於一固定模具111、112以及一活動模具113中。模製出的節氣門體101在體腔中逐漸地冷卻，以實現固化。隨後，活動模具113向前滑動，以便於形成一個節氣閥腔，樹脂材料填充到該閥腔內。節氣閥102由節氣門體101內的樹脂材料模製而成。
但是，在節氣閥102的上述模製方法中，節氣門體101是用一種樹脂材料模製而成的，在執行模製的同時，所製造的節氣門體101在其徑向和大體圓周方向上受到模具的約束。因而，節氣閥102是在其和節氣門體101受到模具約束的條件下由一種樹脂材料模製而成的。節氣門體101和節氣閥102被從模具中取出，並逐漸地冷卻下來。在此冷卻期間，不受約束的節氣門體101和節氣閥102會發生收縮。這樣，節氣門體101和節氣閥102就會變形。因而，很難將節氣門體101內周面與節氣閥102外周邊之間的間隙保持為預定的尺寸。
節氣門裝置在實際使用中會釋放內部應力，由此而發生變形。如果節氣門裝置是用結晶類樹脂製成的，且被結晶定形，則由於發生結晶而使節氣門裝置變形。甚至在節氣門裝置被執行了退火處理和時效處理的情況下，節氣門體101和節氣閥102也會獨自發生變形。
為了解決上述問題，本發明人在2003年8月1日提交了第2003-285434號日本專利申請。在該申請中，節氣閥和節氣門體是安裝一定方式在同一模具中制出的，以使得節氣閥如圖10所示那樣開啟預定的角度。但是，當將模製件從模具中頂出時，起模杆對模製件的頂推會在節氣門軸103上產生應力集中。該應力集中可能會造成閥軸103的變形。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種對節氣門裝置執行成型的方法，在該成型方法中，節氣門體的內周面與節氣閥外周邊之間可保持預定的間隙，並能防止節氣閥發生變形。
根據本發明，一種對內燃機節氣門裝置執行成型的方法按照如下的過程進行。
首先，將兩成型模具夾緊，以便於在其中形成一節氣門體腔和一節氣閥腔，節氣門體腔用於對節氣門體執行成型，節氣閥腔用於模製一節氣閥。然後，將填料注入到體腔和閥腔中。隨後，使其中一個型模與另一型模分離，並使一節氣門體起模杆頂入到體腔中，並使一節氣閥起模杆頂入到閥腔中，以便於對固化的模製件執行起模。
從下文參照附圖所作的詳細描述，本發明其它的目的、特徵和優點也將變得易於領會，在附圖中，同種部件由相同的附圖標號指代，其中圖1中的透視圖表示了根據本發明第一實施方式的一節氣閥和一節氣門體，圖中表示出了起模杆的痕跡；圖2中的透視圖表示了根據第一實施方式的節氣門控制裝置；圖3中的正視圖表示了根據第一實施方式的齒輪箱的內部構造；
圖4中的剖視圖表示了根據第一實施方式的套管孔壁；圖5中的剖視圖表示了根據第一實施方式的樹脂成型模具；圖6中透視圖表示了根據第一實施方式的樹脂模製成型件；圖7A和圖7B中的剖視圖用於說明對樹脂執行注塑成型的方法；圖8中的透視圖表示了一種現有的節氣門裝置；圖9是節氣閥的透視圖，用於對普通的成型方法進行解釋；以及圖10中的透視圖表示了根據一對比實例的節氣門體。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發明的一實施方式進行描述。
(第一實施方式)如圖1到圖6所示，節氣門裝置具有一驅動電機1、一節氣門體2、一節氣閥3、一螺旋彈簧4、以及一電控單元，其中的電控單元在下文中被稱為ECU。驅動電機1起到動力源的作用。節氣門體2構成了與內燃機各個氣缸相通的進氣道的一個部件。節氣閥3對經節氣門體2流入到發動機中的進氣量執行控制。螺旋彈簧4對節氣閥3施加促動作用，促使其關閉。ECU根據被駕駛員踩踏著的加速踏板的工作轉角(加速器動作量)對節氣閥3的開度執行電控。
ECU與一加速器位置傳感器(圖中未示出)保持電連接，該傳感器能將加速器動作量轉變為加速器位置信號。加速器位置信號代表了加速器的動作量。該電控節氣門裝置具有一節氣門位置傳感器，其可將節氣閥3的開度轉變為電子信號(節氣門位置信號)，以便於向ECU輸入節氣門位置信號。節氣門位置信號代表了節氣閥3的開度。ECU針對驅動電機1執行PID(比例-積分-微分)反饋控制，以消除從節氣門位置傳感器輸送來的節氣門位置信號與從加速器位置傳感器輸送來的加速器位置信號之間的偏差。
節氣門位置傳感器是由永磁體6、磁軛體(圖中未示出)、霍爾元件(圖中未示出)、接線端(圖中未示出)、定子等部件構成的。永磁體6是一些相互獨立的矩形磁體，用於產生出磁場。磁軛是由一些基本為拱形的獨立件構成的，且被永磁體6磁化。霍爾元件上一體地設置有一傳感器蓋7，以面對著分開的永磁體6。定子是由鐵磁性材料製成的，其用於將磁通集中到霍爾元件中。利用粘接膠物質將這些分開的永磁體6和磁軛固定到節氣閥齒輪8的內周面上，其中的節氣閥齒輪構成了減速齒輪。
傳感器蓋7被熱塑性塑料等樹脂材料製成預定的形狀，以便於在節氣門位置傳感器的接線端與驅動電機1的供電端之實現絕緣。傳感器蓋7具有一接合部分，其用於與制在節氣門體2齒輪箱部分22上的一個對應部分相接合。利用鉚釘、螺釘(圖中未示出)等構件將傳感器蓋7的接合部分與齒輪箱部分22的接合部分連接起來，或者利用熱擠合方法將二者相互連接起來。傳感器蓋7上一體地模製有一筒形的插座7a，用於與一電連接器(圖中未示出)進行連接。
一驅動單元在開啟/閉合方向上轉動節氣閥3，該驅動單元包括驅動電機1和一減速齒輪機構，減速齒輪機構將驅動電機1的驅動力經金屬軸5傳遞給節氣閥3。驅動電機1與設置在傳感器蓋7中的接線端相連接。驅動電機1被螺釘9固定到節氣門體2上。
減速齒輪機構以預定的減速比對驅動電機的轉速執行減速變換。減速齒輪機構(節氣閥驅動裝置、動力傳動單元)是由一小齒輪11、一中間減速齒輪12、以及用於驅動金屬軸5的節氣閥齒輪8構成的，其中的金屬軸轉動著節氣閥3。小齒輪11被固定到驅動電機1電機軸的外周面上。中間減速齒輪12與小齒輪11相嚙合，從而受小齒輪11的驅動。節氣閥齒輪8與中間減速齒輪12相嚙合，以便於由中間減速齒輪12驅動。
小齒輪11是由金屬材料製成的，且與驅動電機1的電機軸制為一體，並具有預定的形狀，因而，小齒輪11成為了與驅動電機1的電機軸一體轉動的電機齒輪。中間減速齒輪12是用樹脂材料製成的，並為預定的形狀，其可轉動地設置在支撐軸14的外周面上，其中的支撐軸成為了中間減速齒輪12的轉動中心。中間減速齒輪12是由一與電機軸上小齒輪11相嚙合的大齒輪部件15、以及一個與節氣閥齒輪13相嚙合的小齒輪部件16構成的。支撐軸14與節氣門體2上齒輪箱部分22的底壁模製為一體。支撐軸14的端部與制在傳感器蓋7內壁上的一個凹陷部分相接合。
節氣閥齒輪8是用樹脂材料整體成型制出的，其形狀基本上為預定的圓柱形。節氣閥齒輪8的外周面上一體地制有輪齒(齒牙部分)17，以便於與中間減速齒輪12的小齒輪部件16相接合。節氣閥齒輪8圓柱部分(位於彈簧內周面的引導部分)的外周面在徑向上支撐著螺旋彈簧4的內周面。節氣閥齒輪8上一體地模製有一全閉止動部分19，其位於節氣閥齒輪8外周面-即輪齒部分17的一個端面上。當節氣閥3處於怠速位置-即完全閉合位置時，全閉止動部分19鉤卡著齒輪箱部件22的全閉止擋13。
節氣門體2是節氣門裝置的殼體，其包括基本為圓筒形的孔壁部分21，其內部形成了一圓形的進氣道，進氣可流經該進氣道流入到發動機中。孔壁部分21的內部接納著盤形的節氣閥3，因而，節氣閥3可開啟或關閉孔壁部分21中的圓筒進氣道。孔壁部分21將節氣閥3可轉動地接納在進氣道(進氣孔)中，以使得節氣閥3可從全閉位置轉動到全開位置。節氣門體2被緊固螺栓或螺釘(圖中未示出)旋接到發動機的進氣岐管上。
節氣門體2的孔壁部分21被制為預定的形狀-即為套管結構，在該結構中，一基本為圓筒狀的孔腔外管32被設置在一基本為圓筒狀的孔腔內管31的徑向外側。孔腔內管31是位於內側的圓筒形部件，其形成一內周面。孔腔外管32是位於外側的圓筒形部件，其形成一外部構件。節氣門體2的孔壁部分21是由熱穩定的樹脂材料製成的，該材料例如是PPS、PA、PP或PEI。孔腔內管31和孔腔外管32具有一進氣入口部分(進氣道)一和進氣出口部分(屬進氣道)。從空氣濾清器(圖中未示出)抽吸來的進氣流經一進氣管(圖中未示出)、以及孔壁部分21的進氣入口部分和進氣出口部分。隨後，進氣流入到發動機的穩壓罐或進氣岐管中。孔腔內管31和孔腔外管32被模製為一體。在進氣的流動方向-即從圖1中的上方向下方流動的方向上，孔腔內管31和孔腔外管32的內徑基本上相同，外徑也基本上相同。
孔腔內管31的內部具有一進氣通道，進氣經該通道流向發動機。節氣閥3和金屬軸5可轉動地設置在孔腔內管31的進氣通道內。在孔腔內管31與孔腔外管32之間形成一圓筒形的空間(環形空間)，且該圓筒空間在圓周方向上被一環形的連接部件33阻斷-即被分隔開，連接部件33在縱向上基本位於中間部位。舉例來講，圓筒形空間的縱向中間截面是一個沿著處於完全關閉狀態的節氣閥1的圓周方向延伸的斷面。也就是說，大體上位於縱向中間位置的截面是孔壁部分21的一個環周斷面，該斷面經過節氣門軸的軸向中心。環形的連接部件33將孔腔內管31的外周面與孔腔外管32的內周面連接起來，因而，該環形連接部件33基本上阻斷了孔腔內管31與孔腔外管32之間形成的圓筒空間的整個環周區域。
孔腔內管31與孔腔外管32之間的圓筒形空間中相對於環形連接部件33位於軸向上遊側的部分起到一阻擋凹陷部件(水分俘獲槽)34的作用，用於阻擋住沿進氣管的內周面流向進氣岐管的水分。孔腔內管31與孔腔外管32之間、相對於環形連接部件33位於軸向下遊側的圓筒形空間形成了另一個阻擋凹陷部件(水分俘獲槽)35，用於阻擋住沿進氣岐管內周面流動的水分。
接納著驅動電機1的電機殼體部分23是由樹脂材料製成的，其通過連接部分24與孔壁部分21制為一體，從而構成了節氣門體2。電機殼體部分23被布置成與孔壁部分21平行。也就是說，電機殼體部分23相對於節氣門體2中的齒輪箱部分22與孔壁部分21保持平行。電機殼體部分23被設置在孔腔外管32的徑向外側。電機殼體部分23與齒輪箱部分7是用樹脂材料一體模製而成的。具體來講，電機殼體部分23與位於圖1中左側的齒輪箱部分22被模製為一體。齒輪箱部分22具有一個用於可轉動地接納著減速齒輪機構的腔室。電機殼體部分23具有一基本上為圓筒形的側壁部分25、以及一基本為圓形的底壁部分26。在圖1中，側壁部分25從齒輪箱部分22的左側面向左方延伸。底壁部分26封塞了側壁部分25上位於圖1中左側的開口側。電機殼體部分23側壁部分25的中心軸線被設置成基本上平行於金屬軸5的軸線-即節氣閥3的轉動軸線。此外，電機殼體部分23側壁部分25的中心軸線被布置成基本上垂直於孔腔部分21孔腔內管31的中心軸線。
孔腔外管32的開口端具有一支承體27。支承體27是一環形部分，其是一體成型的，其從孔腔外管32a沿徑向延伸。支承體27用於將節氣門裝置固定到進氣歧管上，且具有多個通孔27a，螺栓可插入到這些通孔27a。支承體27具有一底切部分29，該底切部分與某些通孔27a相通。
參見圖1，孔腔內管31和孔腔外管32具有大體上為圓筒形的第一節氣閥軸承41和第二節氣閥軸承(圖中未示出)，兩軸承是用樹脂材料整體製成的。第一節氣閥軸承41可轉動地支撐著金屬軸5的第一軸承滑動部分。第二節氣閥軸承可轉動地支撐著金屬軸5的第二軸承滑動部分。第一節氣閥軸承41中制有一圓形的第一軸孔41a，且第二節氣閥軸承中制有一圓形的第二軸孔(圖中未示出)。第一節氣閥軸承41上設置有一封塞(圖中未示出)，用於封堵第一節氣閥軸承41的開口側。第二節氣閥軸承與孔壁部分216-即節氣門體2齒輪箱部分22的底壁是一體成型的，以便於向圖2中的右向突伸。第二節氣閥軸承的外周面作為一彈簧內周面引導面(圖中未示出)，用於在徑向上支撐著螺旋彈簧4的內周面。在孔腔外管32的外周面-即外壁6a上一體地模製有一支承部分45。當節氣門體5被安裝到發動機80上時，支承部分45利用螺栓等緊固構件(圖中未示出)與發動機進氣歧管的一連接端面相連接。支承部分45被設置在孔腔外管32的外壁6a上，且位於圖1中的下端側。
螺旋彈簧4被設置在金屬軸5的外周面上。螺旋彈簧4的一個端部被一個卡鉤(圖中未示出)支撐著，該卡鉤位於節氣門體一側，且被設置在孔壁部分21的外壁-即齒輪箱部分22的底壁上。螺旋彈簧4的另一端部被位於齒輪一側的一個卡鉤(圖中未示出)支撐著，該卡鉤位於節氣閥齒輪8的一個平面上，而其中的節氣閥齒輪位於孔壁部分21的側面上。
節氣閥3是一個蝶形閥，其軸線基本上垂直於孔壁部分21的中心軸線。節氣閥的開啟位置可在一完全打開位置與一完全關閉位置之間變化，以控制流入到發動機中的空氣量。節氣閥3是由一第一半圓板51、一第二半圓板52、一圓柱形的樹脂軸53、以及金屬軸5構成的。第一、第二半圓板51、52是由熱塑性合成樹脂製成的，該樹脂材料例如是PPS、PA、PP、以及PEI。當第一、第二半圓板51、52被固定到圓柱形的樹脂軸53上之後，第一、第二半圓板51、52構成了一個樹脂盤體。
當節氣閥3處於完全開啟位置時，第一半圓板51相對於樹脂軸53位於孔壁部分21的上側，而第二半圓板52則位於孔壁部分21的下側。第一、第二半圓板51和52的一側或兩側上設置有加強肋。樹脂軸53與金屬軸5被成型為一個整體，由此使節氣閥3與金屬軸5一體地轉動。
金屬軸5是用黃銅、不鏽鋼等金屬材料製成的節氣門軸，其為圓棒狀。金屬軸5的軸線被布置在與節氣門體2孔壁部分21的中心軸線大體垂直的方向上，並被布置成基本上平行於電機殼體部分23的中心軸線。在該實施方式中，金屬軸5具有一用於支撐樹脂軸53的節氣閥支撐部分。金屬材質的節氣閥支撐部分被夾塑到樹脂軸53中，以便於增強第一、第二半圓板51和52以及樹脂軸53。在該實施方式中，金屬軸5被用作節氣門軸。可利用樹脂材料和樹脂軸53模製出節氣門軸，以減少部件的數目。
金屬軸5上位於圖2中左側端的一個端部從樹脂軸53的一個端面中露出(突伸出)，以便於作為能相對於第一節氣閥軸承41可轉動地滑動的第一軸承滑動部分。節氣門軸上位於圖2中右側端的另一端部從樹脂軸53的另一端面上露出(突伸出)，以便於作為能相對於孔壁部分2的第二節氣閥軸承(圖中未示出)可轉動地滑動的第二軸承滑動部分。構成所述減速齒輪機構的節氣閥齒輪8被一體地設置在金屬軸5上位於圖2中右側端的另一端部上。
下面將參見圖1到圖6對節氣門裝置的成型方法進行描述。圖5示意性地表示出了成型模具，圖6表示了節氣門裝置的模製成型產品。
如圖5所示，成型模具包括一固定模具61和一活動型模62，活動型模可相對於固定型模61向前或向後移動。在圖5中，活動型模62可相對於固定型模61上下移動。型模61、62之間的分型線位於節氣閥3的軸線上，以便於形成孔腔內管31的內表面以及節氣閥3。活動型模62包括滑動芯模63和64，兩滑動芯模可在圖5中的橫向上滑動，且還包括一個用於形成底切部分29的滑動芯模(圖中未示出)。
當兩型模被對合上時，固定型模61、活動型模62、以及滑動芯模63和64形成了一個節氣門體腔、一節氣閥腔、以及一殼體腔。節氣門體腔與孔壁部分21的形狀相對應。節氣閥腔與第一、第二半圓板51和52以及樹脂軸53的形狀相對應。殼體腔對應於電機殼體23以及連接部分24的形狀。體腔包括一用於形成孔壁部分21的第一體腔和一用於形成齒輪箱部分22的第二體腔。閥腔包括一用於形成第一半圓板51的第一閥腔、以及一用於形成第二半圓板52的第二閥腔。
體腔、閥腔、以及殼體腔由一樹脂材料輸送裝置(圖中未示出)連接起來。樹脂材料輸送裝置包括單個或多個節氣門體澆口，熔融的樹脂材料-例如PPS和PBT經該澆口注入到體腔和殼體腔中，輸送裝置還包括單個或多個節氣閥澆口，PPS和PBT等熔融樹脂經該澆口注入到閥腔中。體腔和殼體腔是相互連通的。閥腔與體腔則被固定型模61和活動型模62隔絕開。
樹脂材料輸送裝置包括一脫模機構，在活動型模62從固定型模61上移開之後，脫模機構可將樹脂模製件從成型模具中取出。脫模機構包括多根起模杆、一可動的脫模板(圖中未示出)、以及一動力單元，其中的動力單元例如是油壓缸和氣壓缸。多根起模杆均與可動的脫模板相連接。動力單元按照一定的方式頂推著可動脫模板，使起模杆能頂入到各個型腔內，以便於將樹脂模製件從型模中頂出。
所述起模杆是由節氣門體起模杆71、節氣閥起模杆72、以及電機殼體起模杆73組成的。體起模杆71可突伸到體腔中，閥起模杆72可突伸到閥腔中，電機殼體起模杆73可頂伸到殼體腔中。在設置在活動型模62中的起模杆孔62a中，可滑動地支撐著八根體起模杆，且根據支承體27的形狀而具有預定的間隔。體起模杆71的頂端是滾圓的，其可對支承體執行推頂。
閥起模杆72是一塊平板，其可滑動地支撐在活動型模62中的一個起模杆孔62b中。閥起模杆72的頂端是凹面形狀，以便於能頂推著第二半圓板52的外周邊。
多根電機殼體起模杆73(在該實施方式中為兩根起模杆)被可滑動地支撐在活動型模62中設置的起模杆孔(圖中未示出)中，且在一條與電機殼體73形狀相對應的直線上被布置成具有預定的間隔。殼體起模杆73的頂端是滾圓的，並可推頂電機殼體23。
為了在同一模具內同時形成節氣閥3和節氣門體2，按照使模製出的節氣閥3處於全開位置的方式來形成閥腔。
活動型模62被移向固定型模61，以便於相互對合到一起。體腔、閥腔、以及殼體腔被形成於活動型模62與固定型模61之間。金屬軸5被第一軸承41可轉動地支撐著。金屬軸5的中間部分支撐著樹脂軸53。金屬軸5被夾塑在樹脂軸53中。金屬軸5的兩端由固定型模61和活動型模62支撐著。
熔融的樹脂經節氣門體澆口和節氣閥澆口注入到體腔、閥腔、以及殼體腔中。每個腔室都被熔融樹脂填充。此時，金屬軸5的兩端被成型模具的第一保持部分和第二保持部分支撐著。
各個腔室中的內壓被升高了，且維持著一個保持壓力，該壓力大於注料壓力的最大值。節氣門體澆口可面向孔腔內管31的任意表面或電機殼體23的表面。節氣閥澆口可面對著兩半圓板51和52的表面或樹脂軸53的表面。
利用冷卻水對注入到型腔內的樹脂執行冷卻，以使其發生固化。冷卻水在模具內循環流動。活動型模62和滑動芯模63、64從固定型模61向後移動。然後，使滑動芯模63、64與活動型模62分開。形成底切部分29的滑動芯模沿著孔腔外管32的外表面在其軸向上移動。在此階段，固化後的樹脂模製件與活動型模62的表面保持著連接關係。
脫模機構驅動脫模板，以便於將樹脂製品從活動型模62中脫出。體起模杆71、閥起模杆72、以及電機殼體起模杆73滑入到通孔62a、62b中，並伸入到體腔、閥腔、以及殼體腔中。因而，樹脂製品被頂起而從活動型模62中脫出。由此就製得了圖6所示的、具有節氣門體2和節氣閥3的節氣門裝置。金屬軸5被埋塑在樹脂軸53中下面將對該電控節氣門裝置的工作過程進行描述。當駕駛員踩踏車輛的加速踏板時，從加速器位置傳感器向ECU發送的加速器位置信號就發生改變。ECU對輸送給驅動電機1的電能執行控制，以使得驅動電機1的電機軸發生轉動，節氣閥3被操作到預定的位置上。驅動電機1的力矩是經過小齒輪11和中間減速齒輪12傳遞給節氣閥齒輪8的。因而，節氣閥齒輪8能克服螺旋彈簧4產生的促動力轉過一定轉角，該轉角對應於加速踏板的踩踏量。
因而，節氣閥齒輪8轉動，金屬軸5也轉過與節氣閥齒輪8相同的角度，由此使節氣閥3從其完全關閉位置轉向其完全開啟位置。結果就是，節氣門體2孔壁部分21的孔腔內管中所形成的進氣道被開啟了預定的程度，從而將發動機的轉速改變到與駕駛員對加速踏板踩踏量相對應的數值上。
當駕駛員鬆開加速踏板時，節氣閥3、金屬軸5、以及節氣閥齒輪8在螺旋彈簧4的促動作用下恢復到初始狀態。節氣閥3的初始位置即為怠速位置或全關位置。在駕駛員釋放加速踏板時，由加速器位置傳感器傳出的加速器位置信號的數值基本上變為0％。因而，在此情形中，ECU可向驅動電機1輸送電力，以使驅動電機1的電機軸在反方向上轉動，由此可將節氣閥3控制在完全關閉位置上。在此情況下，利用驅動電機1使節氣閥3在關閉方向上轉動。
可利用螺旋彈簧4的促動力使節氣閥3在關閉方向上轉動，直至使節氣閥齒輪8上設置的全閉止動部分19與節氣門體2齒輪箱部分22的內壁面上一體制出的全閉止擋13相接觸。所述關閉方向是這樣一個方向在該方向上，節氣閥3通過從全開位置向全閉位置轉動而將進氣道封閉。節氣閥3在其達到全閉位置時，轉動受到全閉止擋的限位。因而，在孔腔內管31內所形成的進氣道中，節氣閥3可被保持在預定的全閉位置-即怠速位置上。這樣，與發動機相連的進氣道就基本上被關閉了，從而將發動機轉速設定在預定的怠速上。
在該實施方式中，節氣門體2和節氣閥3是按照使節氣閥3處於全開位置的方式、用樹脂一體成型的，以使得節氣閥3可在孔腔內管31中轉動。
在用於製造圖8所示節氣門裝置的現有成型模具中，需要採用一薄的圓筒形型模，以便於在節氣門體101與節氣閥102之間形成一個間隙，因而會增加模具成本和生產成本。但是，在此實施方式中，需要成型模具來形成孔腔內管31的內表面和節氣閥3軸線上的兩個端部。換言之，利用固定型模61和活動型模62的第一轉軸保持部分、第二轉軸保持部分，可使孔腔內管31位於第一、第二軸承41附近的內表面與節氣閥3軸線上的兩個端部、以及金屬軸5的兩端隔絕開。因而，可不增加製造成本地在同一模具中同時制出節氣門體2和節流閥3。
另外，孔腔內管31的內表面與金屬軸5的兩端是相互隔絕的。體腔與閥腔具有足夠的隔絕程度，以將孔腔內管31內表面與節氣閥3外表面之間的間隙保持為適當的數值，這樣就不會損害產品的功能。也就是說，節氣閥3可在孔腔內管31中不產生幹涉地進行轉動。節氣閥3和金屬軸5幾乎不會被卡住。當節氣閥3被完全關閉時，其氣密性不會受到影響。
當活動型模62遠離固定型模61時，起模杆71、72、73推頂著孔壁部分21的環形端、電機殼體23的側面、以及節氣閥3的周邊。因而，在利用起模杆71、72、73對樹脂模製件執行頂推時，不會向樹脂軸5和金屬軸5施加太大的應力，從而限制了樹脂軸3和金屬軸5的變形。在圖1中，用數字71、72、73標出的小圓圈是起模杆71、72、73抵接時留下的痕跡。
在該實施方式的改型中，各起模杆71、72、73是依次進行動作的。
(第二實施方式)如圖7A和7B所示，節氣閥3與節氣門體2是在同一成型模具中由樹脂材料模製而成的。在此情形下，節氣閥3的轉角(節氣閥被形成時的角度θ)被設定在一轉角α(≥0°)與一轉角β(≤180°)之間，其中，α對應著節氣閥3的全閉位置，β對應著節氣閥3的一個位置在該位置上，節氣閥與節氣門體2發生接觸。角度α、β、θ之間的關係由如下的公式(1)表達α＜θ＜β (1)根據第二實施方式，固定型模61和活動型模62可將孔腔內管31的內表面與節氣閥3的外周邊隔離開。
(改型)在上述實施方式中，節氣閥3是由驅動電機1驅動的。本發明也適用於機械型節氣門裝置，在這樣的裝置中，加速踏板與節氣閥3利用纜索保持機械連接。
金屬軸5的節氣閥保持部分具有一凸節部分，用於將金屬軸5與節氣閥緊固地連接起來。金屬軸5和樹脂軸53具有展寬的平臺，以限制二者之間的相對轉動。
在執行成型之間，可向金屬軸5的兩端上塗敷含氟樹脂和二硫化鉬等脫模劑或潤滑劑。
在前述實施方式中，孔腔內管31和孔腔外管32的中心軸線是重合的，但兩管體31、32的軸線也可相互偏移。
孔壁部分21也可以是單管結構。
上述的實施方式包括用於阻擋溼氣的阻擋凹陷部件(水分俘獲槽)34、35。但也可只設置阻擋凹陷部件34。
節氣門裝置可包括一條繞過節氣閥3的旁通通道，還可包括一位於旁通通道內的怠速控制閥，用以控制發動機的空氣吸入量。曲軸箱強制通風裝置(PCV)或掃氣管的出口可被連接到孔壁部分21的上遊的進氣總管上。在這樣的設計中，阻擋凹陷部件34可阻擋住油霧和沉積物，以防止節氣閥3和金屬軸5的正常工作受到影響。
可用樹脂材料將齒輪箱部件22與節氣門體2成型為一體。起模杆(圖中未示出)在孔壁部分21的軸線方向上對齒輪箱部分22執行推頂。
在第一實施方式中，起模杆71、72、73可從相反的方向對模製件進行頂推。
孔壁部分21、齒輪箱部分22、電機殼體23、第一和第二半圓板51和52、以及樹脂軸53可由帶有填料的熱塑性樹脂製成，例如是PBTG30(含30％草纖維的聚對苯二甲酸丁二酯)也可用鋁合金或鎂合金製造節氣門裝置。
權利要求
1.一種內燃機節氣門裝置的成型方法，其中的節氣門裝置包括一基本為管狀的節氣門體(2)和一基本為盤形的節氣閥(3)，在管狀的節氣門體(2)中，節氣閥(3)可在一關閉位置與一開啟位置之間轉動，節氣閥(3)和節氣門體(2)是在同一成型模具中基本上同時模製出的，該節氣門裝置成型方法包括步驟將成型模具(61、62)夾緊，以便於在其中形成節氣門體腔和節氣閥腔，節氣門體腔用於對節氣門體(2)執行成型，節氣閥腔用於模製節氣閥(3)；將填料注入到體腔和閥腔中；使其中一個型模與另一型模分離；以及使一節氣門體起模杆(71)頂入到體腔中，並使一節氣閥起模杆(72)頂入到閥腔中，以便於對固化的模製件執行起模。
2.根據權利要求1所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於成型模具(61、62)是由一固定型模(61)和一活動型模(62)構成的，兩型模的內部形成了節氣門體腔和節氣閥腔；節氣門體起模杆(71)和節氣閥起模杆(72)與一脫模板相連接，脫模板可滑動地布置在固定型模(61)或活動型模(62)的後方；以及當活動型模(61)遠離固定型模(62)時，一動力單元在使起模杆執行頂模的方向上驅動脫模板。
3.根據權利要求2所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體起模杆(71)被可滑動地支撐在固定型模(61)或活動型模(62)內設置的通孔中；節氣門體起模杆(71)的一端可在軸向上對節氣門體(2)的一端執行推頂；以及節氣門體起模杆(71)的另一端與脫模板相連接。
4.根據權利要求2或3所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣閥起模杆(72)被可滑動地支撐在固定型模(61)或活動型模(62)內設置的通孔中；節氣閥起模杆(72)的一端可在軸向上對節氣閥(3)的外周邊執行推頂；以及節氣閥起模杆(72)的另一端與脫模板相連接。
5.根據權利要求4所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣閥(3)是一蝶形閥，其轉動軸線基本上垂直於節氣門體(2)的中心軸線；在使節氣閥(3)開啟預定角度的狀態下模製出節氣閥(3)。
6.根據權利要求5所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣閥起模杆(72)在節氣閥(3)的徑向方向上將其外周邊頂出，以便於將固化後的模製件從節氣閥腔中頂出。
7.根據權利要求5所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)包括一圓筒形的孔壁部分(21)，進氣流經該孔壁部分進入到內燃機中；以及節氣門體起模杆(71)將孔壁部分(21)的環形邊緣頂起，以便於將固化後的模製件從節氣門體腔中頂出。
8.根據權利要求5所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)包括一圓筒形的孔壁部分(21)，進氣流經該孔壁部分流入到內燃機中，節氣門體還包括一環形的支承體(27)，其用於將節氣門體(2)固定到內燃機上；以及節氣門體起模杆(71)將環形支承體(27)頂起，以便於將固化後的模製件從節氣門體腔中頂出。
9.根據權利要求5所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)包括一圓筒形的孔壁部分(21)，該孔壁部分是由孔腔內管(31)和孔腔外管(32)組成的；以及節氣門體起模杆(71)將孔腔外管(32)的環形邊緣頂起，以便於將固化後的模製件從節氣門體腔中頂出。
10.根據權利要求7到9所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)包括一大體為圓筒形的殼體(23)，其容納著一驅動電機，殼體靠近孔壁部分(21)；以及成型模具(61、62)形成一殼體腔，其形狀對應於殼體(23)的形狀，其還包括能突伸到殼體腔中的殼體起模杆(73)。
11.根據權利要求10所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於殼體起模杆(73)對殼體(23)的側面進行推頂，以將固化後的模製件從殼體腔中頂出。
12.根據權利要求10所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於成型模具包括一固定型模(61)和一活動型模(62)，它們的內部形成了節氣門體腔、節氣閥腔、以及殼體腔；節氣門體起模杆(71)、節氣閥起模杆(72)、以及殼體起模杆(73)被一動力單元可活動地驅動著，用於推頂模製件。
13.根據權利要求12所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體起模杆(71)被可滑動地支撐在固定型模(61)或活動型模(62)內製出的通孔中；節氣門體起模杆(71)的一端與節氣門體(2)的環形邊緣相接觸，節氣門體起模杆(71)的另一端與動力單元相連接。
14.根據權利要求12所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣閥起模杆(72)被可滑動地支撐在固定型模(61)或活動型模(62)內製出的通孔中；節氣閥起模杆(72)的一端與節氣閥(3)的周邊緣相接觸，節氣閥起模杆(72)的另一端與動力單元相連接。
15.根據權利要求12所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於殼體起模杆(73)被可滑動地支撐在固定型模(61)或活動型模(62)內製出的通孔中；殼體起模杆(72)的一端與殼體(23)的側面相接觸，殼體起模杆(73)的另一端與動力單元相連接。
16.根據權利要求1所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)是用熱塑性合成樹脂、鋁合金、或鎂合金製成的；節氣閥(3)是用與節氣門體相同的材料製造的。
17.根據權利要求1所述的節氣門裝置成型方法，其特徵在於節氣門體(2)和節氣閥(3)是用含有填料的樹脂材料製成的。
全文摘要
本發明公開了一種對內燃機節氣門裝置執行成型的方法，在該方法中，一節氣閥(3)和一節氣門體(2)是在同樣的成型模具(61、62)中基本上同時模製出的。當一活動型模(61)與一固定型模(62)離開時，一節氣門體起模杆(71)、一節氣閥起模杆(72)、以及一電機殼體起模杆(73)同時在徑向上分別頂向節氣門體(2)的孔壁(21)、電機殼體(23)、以及節氣閥(3)的外周邊緣。由於在開啟型模(61、62)時，節氣閥(3)中金屬軸(5)處的應力集中被減弱，所以可防止節氣閥(3)發生變形。
文檔編號F02D9/10GK1613630SQ200410092318
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月8日 優先權日2003年11月7日
發明者荒井毅, 平巖尚樹, 後藤昌巳, 鳥居勝也 申請人:株式會社電裝