專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備(throttle valveapparatus)，以便通過根據(jù)油門踏板角度改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣數(shù)量而控制發(fā)動機(jī)扭距或發(fā)動機(jī)速度，具體地說，涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備，其采用整體樹脂模制形式，包括節(jié)氣門軸(throttleshaft)、用于固定節(jié)氣門的閥固定樹脂部分、用于將司機(jī)設(shè)置的油門踏板角度傳送到閥固定樹脂部分的樹脂杠桿部分、以及用于連接閥固定樹脂部分和樹脂杠桿部分的樹脂軸部分。本發(fā)明也涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備，其中，節(jié)氣門軸的樹脂軸部分和節(jié)氣門的樹脂圓柱部分通過熱焊接被固定。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出一種普通的用于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備，如圖7和8A-8C所示，其包括用于加固閥固定樹脂部分104的金屬管107，以便在不改變加速連桿集成軸(節(jié)氣門軸)106的外徑的前提下，確保足夠的強(qiáng)度，節(jié)氣門軸106具有用于固定地將節(jié)氣門103可開啟地容置在節(jié)氣門體101的圓柱孔壁部分102內(nèi)的閥固定樹脂部位104、和用于轉(zhuǎn)動地驅(qū)動節(jié)氣門103的加速樹脂杠桿部位105。
如圖7和8A～8C所示，采用下述方式設(shè)置金屬管107，從而被可轉(zhuǎn)動地支撐在沿垂直于圓柱孔壁部分102內(nèi)進(jìn)氣流方向的方向上彼此相對的圓柱支承部位111、112上的支承滑動部位113、114在軸向兩側(cè)暴露于節(jié)氣門軸106的外周面上，除了閥固定樹脂部位104之外。用于連接閥固定樹脂部分104和樹脂加速杠桿部分105的樹脂軸部分108被設(shè)置在金屬管107的內(nèi)周上。樹脂軸部位108的軸端被設(shè)置在形成在金屬管107的兩個軸端上的開口內(nèi)，從而暴露于外側(cè)。金屬管107被形成為具有多個圓孔115～117，從而導(dǎo)致熔融熱塑樹脂(融化樹脂)從形成在樹脂軸部位108內(nèi)的內(nèi)部空間圍繞閥固定樹脂部位104和樹脂加速杠桿部分105。
在所述普通內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備中，將具有圖8C所示形狀的金屬管107插入樹脂模具內(nèi)，沿圖8A中箭頭A所示方向?qū)⑷诨瘶渲⑷虢饘俟?07的內(nèi)部空間內(nèi)。采用這種方式，融化樹脂在充滿所述內(nèi)部空間后從所述內(nèi)部空間通過形成在金屬管107上的所述多個圓孔115～117流向外周。采用這種方式，融化樹脂充滿閥固定樹脂部位104和樹脂加速杠桿部分105所形成的空間。
此后，將樹脂模制產(chǎn)品從樹脂模具中取出，在常溫下冷卻變成固體狀態(tài)。采用這種方式，閥固定樹脂部位104、樹脂加速杠桿部分105和樹脂軸部位108由樹脂整體形成。此時，閥固定樹脂部位104和樹脂加速杠桿部分105采用下述方式被形成，也就是融化樹脂從形成在金屬管107上的圓孔115～117重新覆蓋(recovered)，然而在閥固定樹脂部位104和樹脂加速杠桿部分105上產(chǎn)生焊縫(weld)。因而當(dāng)閥固定樹脂部位104和樹脂加速杠桿部分105經(jīng)受冷熱循環(huán)時，焊縫易于開裂，從而經(jīng)常使節(jié)氣門軸106的尺寸精度退化。
也提出了另一種普通的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其包括具有形成將進(jìn)氣輸送到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣路徑的圓柱孔壁部分的樹脂節(jié)氣門體、在兩端具有被滑動地支撐在節(jié)氣門體的第一和第二承載支撐部位上的第一和第二金屬承載滑動部位的節(jié)氣門軸、以及位于第一和第二金屬承載滑動部位之間的閥固定樹脂部位。節(jié)氣門具有被固定在節(jié)氣門軸的閥固定樹脂部位外周上的圓柱形樹脂部位。在這種節(jié)氣門設(shè)備中，節(jié)氣門的樹脂圓柱部位被固定在節(jié)氣門軸的閥固定樹脂部位外周上，此后，利用激光焊接對閥固定樹脂部位和圓柱形樹脂部位之間的裝配部位進(jìn)行固定。
通常，使用激光焊接進(jìn)行熱焊時，閥固定樹脂部位和圓柱形樹脂部位之間的焊接空間越狹窄，閥固定樹脂部位和圓柱形樹脂部位之間的裝配部位的焊接強(qiáng)度越高。對于焊接強(qiáng)度來說，當(dāng)焊接裝配部分是在整個軸向被壓配時，閥固定樹脂部位和圓柱形樹脂部位被彼此裝配，最好焊接空間小于預(yù)定值。然而考慮節(jié)氣門在節(jié)氣門軸上的裝配，要求節(jié)氣門的圓柱樹脂部位被固定在閥固定樹脂部位上，同時使圓柱樹脂部位的裝配孔的軸線與通過節(jié)氣門體圓柱孔壁部位的通孔的軸的軸線對齊。因而希望這樣一種結(jié)構(gòu)，節(jié)氣門可以被固定地裝配，同時允許在垂直于節(jié)氣門軸的孔軸線(徑向)的方向內(nèi)具有一定的自由度。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中焊縫在閥固定部位不能輕易地發(fā)展，不會由于閥固定樹脂部位和轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的冷熱循環(huán)而使樹脂輕易地開裂，節(jié)氣門軸的尺寸精度被輕易地確保。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中在熱焊接節(jié)氣門軸的軸部和節(jié)氣門圓柱部位時的焊接強(qiáng)度被保證，同時改善了節(jié)氣門的圓柱部位在節(jié)氣門軸上的安裝性能。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中節(jié)氣門軸的軸部和節(jié)氣門圓柱部位之間的裝配部位的結(jié)構(gòu)也就是焊接裝配部位的結(jié)構(gòu)被優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其包括將節(jié)氣門固定在根據(jù)司機(jī)設(shè)置的油門踏板角度被驅(qū)動的節(jié)氣門軸上的閥固定樹脂部分、通過所述閥固定樹脂部位將油門踏板角度傳送給所述節(jié)氣門的轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位、用于增強(qiáng)所述閥固定樹脂部位和所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的分開類型金屬部件，所述金屬部件包括一被設(shè)置在軸中心附近的元件以及一被設(shè)置在軸外周部分上的元件。閥固定樹脂部位幾乎不產(chǎn)生焊縫，閥固定樹脂部位和轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的樹脂不輕易開裂，即使經(jīng)受冷熱循環(huán)，因而輕易地保證節(jié)氣門軸的尺寸精度。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，所述分開類型金屬部件包括兩個元件，也就是軸桿形金屬軸部位以及管形金屬管部位，所述金屬管部位僅被設(shè)置在所述閥固定樹脂部位和所示轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位之間的所述節(jié)氣門軸的表面部位上。因而，從形成在軸桿形金屬軸部位以及管形金屬管部位之間圓柱面間隙供應(yīng)融化樹脂，從而閥固定樹脂部位可以被形成在金屬軸部位的外周上，同時遏制焊縫的產(chǎn)生和樹脂開裂。轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位可以被形成在金屬軸部位的外周上，同時遏制焊縫的產(chǎn)生和樹脂開裂。
根據(jù)本發(fā)明第三和第四方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，用于連接所述閥固定樹脂部位和所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的圓柱形樹脂軸部位被設(shè)置在形成在軸桿形金屬軸部位以及管形金屬管部位之間的圓柱面空間內(nèi)，因而融化樹脂從一個方向被供應(yīng)到圓柱面間隙內(nèi)，從而整體樹脂模制閥固定樹脂部位、轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位和樹脂軸部位。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中還包括分開類型金屬元件，也就是從節(jié)氣門軸向延伸的軸桿金屬軸部位，即使在節(jié)氣門轉(zhuǎn)動中心設(shè)置被裝配閥固定樹脂部位外周上的圓柱裝配部位以及在閥固定樹脂部位上設(shè)置一軸向位置確定部位，節(jié)氣門的直徑尺寸也不增大，所述軸向位置確定部位用于阻止所述裝配部位沿節(jié)氣門軸的周向轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，金屬軸部位的暴露部分構(gòu)成可轉(zhuǎn)動地支撐在節(jié)氣門體的第一承載支承部位的內(nèi)周上的第一支承滑動部位，金屬管部位的暴露部分構(gòu)成可轉(zhuǎn)動地支撐在節(jié)氣門體的第二承載支承部位的內(nèi)周上的第二支承滑動部位，因而形成一種耐磨且不要求軸承部件的結(jié)構(gòu)，因而可以減少元件數(shù)量和裝配步驟以及降低成本。
根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，涂料被有選擇地施加在所述節(jié)氣門外周部位或所述節(jié)氣門體的內(nèi)壁表面上，從而充滿所述節(jié)氣門外周部位和所述節(jié)氣門體的內(nèi)壁表面之間的間隙，減少怠速運轉(zhuǎn)時的空氣泄漏。用于截獲所述涂料的截獲間隙形成在第一承載支撐部位或第二承載支撐部位的外周以及第一支承滑動部位或第二支承滑動部位的外周之間，從而阻止涂料浸入第一承載支撐部位的內(nèi)周和第一支承滑動部位外周之間或第二承載支撐部位內(nèi)周和第二支承滑動部位外周之間的間隙內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明第八方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱體部位之間的裝配部位采用這種方式被形成的具有壓配部位，也就是所述軸部位的最大尺寸基本上等于形成在圓柱部位內(nèi)的裝配孔的最小尺寸，所述軸部位和所述圓柱體部位之間的焊接空間小于預(yù)定值，除了所述壓配部位之外，節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱體部位之間的裝配部位采用這種方式被形成的具有間隙裝配部位，也就是所述軸部位的最大尺寸小于所述裝配孔的最小尺寸，所述軸部位和所述圓柱體部位之間的焊接空間大于預(yù)定值。
在節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱體部位之間裝配部位的一部分內(nèi)設(shè)置壓配部位，使所述軸部位和所示壓配部位的圓柱部分之間的焊接間隙減少為小于預(yù)定值，因而通過熱焊接節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱體部位，可以確保焊接強(qiáng)度。在節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱體部位之間裝配部位的剩余部分內(nèi)設(shè)置間隙裝配部位使所述軸部位和所示壓配部位的圓柱部分之間的焊接間隙增加的大于預(yù)定值，從而改善了節(jié)氣門軸的軸部位上的節(jié)氣門的圓柱體部位的組裝工作性。
根據(jù)本發(fā)明第九方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，所述裝配部位的壓配部位和所述壓配部位附近且具有裝配在所述軸部位外周上的所述圓柱部位的內(nèi)周的間隙裝配部位構(gòu)成裝配焊接部位，用于通過熱焊接固定所述軸部位的外周和所述圓柱部位的內(nèi)周，因而，裝配焊接部位的焊接間隙被減少以便改善焊接強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明第十方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，所述熱焊接是激光焊接，從節(jié)氣門圓柱部位的徑向外側(cè)向所述圓柱部位的外壁表面投射激光，例如，使所述軸部位的外周和所述圓柱部位的內(nèi)周彼此熱焊接。因而，樹脂軸部位和圓柱樹脂部位之間的裝配部位的裝配焊接部位被牢固地固定。
根據(jù)本發(fā)明第十一方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，所述焊接間隙最大尺寸被設(shè)定的不大于75微米，從而允許激光焊接，因而牢固地固定樹脂軸部位和圓柱樹脂部位之間的裝配部位的裝配焊接部位。
根據(jù)本發(fā)明第十二方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，節(jié)氣門的圓柱部位被形成的具有基本上錐形傾斜圓柱壁，所述圓柱壁的外徑或內(nèi)徑尺寸被這樣確定，也就是從所述壓配部位向所述圓柱部位的端部增加，從而壓配部位和間隙裝配部位可以被連續(xù)樹脂模制，從而輕易地確保節(jié)氣門的圓柱部位的尺寸精度。
根據(jù)本發(fā)明第十三方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，所述壓配部位被設(shè)置在所述裝配部位的軸端，另一種情況是，壓配部位被設(shè)置圍繞所述裝配部位的軸中心。此時，壓配部位可以被大致形成在節(jié)氣門軸的軸部位和節(jié)氣門的圓柱部位之間的中心，從而經(jīng)受因回火和進(jìn)氣壓力大致的更大的應(yīng)力。因而，在樹脂軸部位和圓柱樹脂部位之間的裝配部位的裝配焊接部位上，裝配焊接部位的最大強(qiáng)度可以被保證。
根據(jù)本發(fā)明第十四方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，節(jié)氣門軸的所述軸部位的外側(cè)和節(jié)氣門圓柱部位的通孔的內(nèi)側(cè)采用非圓形狀，從而能夠制止節(jié)氣門的圓柱部位沿節(jié)氣門軸的所述軸部的周向轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中，節(jié)氣門軸的軸部位的外側(cè)和節(jié)氣門圓柱部位的通孔的內(nèi)側(cè)采用非圓形狀，所述軸部的外壁表面被形成的具有軸側(cè)兩個橫向表面，裝配孔的壁面被形成的具有對應(yīng)于所述軸側(cè)兩個橫向表面的兩個閥側(cè)橫向表面，從而所述圓柱部位可以沿基本上垂直于所述軸部軸向的徑向運動。
通過下文結(jié)合俯圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例所進(jìn)行的詳盡的介紹，本發(fā)明可以變得更加清楚。
附圖簡介

圖1A是一個用于內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備的前視圖，圖1B是一個沿圖1A中A-A線所做的斷面圖；圖2是一個內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備的斷面圖；圖3A是節(jié)氣門軸的前視圖，圖3B是節(jié)氣門軸的側(cè)視圖；圖4A是沿圖3A中B-B線所做的斷面圖，圖4B是沿圖3A中C-C線所做的斷面圖；圖5是第一承載支撐部分和第一支承滑動部分之間的第一環(huán)形間隙的一個放大的斷面圖；圖6是第二承載支撐部分和第二支承滑動部分之間的第二環(huán)形隙的一個放大的斷面圖；圖7是一個普通內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的斷面圖；圖8A是一個普通內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的斷面圖，圖8B是一個節(jié)氣門軸的側(cè)視圖，圖8C是一個金屬管的透視圖；圖9A是一個節(jié)氣門軸和節(jié)氣門之間的裝配部分的平面視圖，圖9B是一個節(jié)氣門軸和節(jié)氣門之間的裝配部分的側(cè)視圖，圖9C是沿圖9A中B-B線所做的斷面圖，圖9D是沿圖9C中C-C線所做的斷面圖；圖10A是一個節(jié)氣門軸和節(jié)氣門之間的裝配部分的平面視圖，圖10B是一個節(jié)氣門軸和節(jié)氣門之間的裝配部分的側(cè)視圖，圖10C是一個沿圖10A中D-D線所做的斷面圖。
優(yōu)選實施例介紹下文介紹本發(fā)明第一實施例。圖1A-6顯示本發(fā)明，其中圖1A、1B和2是顯示內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備的視圖。
符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備根據(jù)司機(jī)操作的油門踏板角度通過改變流入內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣數(shù)量(例如兩輪車輛發(fā)動機(jī)，下文簡稱發(fā)動機(jī))，控制發(fā)動機(jī)速度或發(fā)動機(jī)扭距。這種內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門設(shè)備是一種進(jìn)氣節(jié)氣門單元，其包括具有圓柱形孔壁部分1的節(jié)氣門體2，在其內(nèi)，進(jìn)氣流向發(fā)動機(jī)；被可開啟地容置在節(jié)氣門體2的圓柱形孔壁部分1內(nèi)的節(jié)氣門3；根據(jù)司機(jī)設(shè)定的油門踏板操作量(例如油門踏板角度)被驅(qū)動并與節(jié)氣門3一起轉(zhuǎn)動的節(jié)氣門軸4；用于使節(jié)氣門3和節(jié)氣門軸4的轉(zhuǎn)動位置恢復(fù)到發(fā)動機(jī)內(nèi)的怠速模式的初始位置的復(fù)位彈簧5。
節(jié)氣門體2是由耐熱樹脂(聚苯硫醚(PPS)，包括30％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二酯(PBTG30等))形成的整體模制產(chǎn)品，其構(gòu)成用于保持節(jié)氣門3和節(jié)氣門軸4的設(shè)備。用于將進(jìn)氣送到發(fā)動機(jī)內(nèi)的進(jìn)氣路徑10被形成在節(jié)氣門體2的圓柱形孔壁部分1內(nèi)，節(jié)氣門3和節(jié)氣門軸4被可轉(zhuǎn)動地結(jié)合在進(jìn)氣路徑10的中央部分內(nèi)。進(jìn)氣路徑10包括用于從空氣濾清器(未示)通過進(jìn)氣管(未示)吸入進(jìn)氣的空氣入口和用于將進(jìn)氣提供給穩(wěn)壓箱或發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管(未示)的空氣出口。
在圖中圓柱形孔壁部分1的左端表面上，用于轉(zhuǎn)動地支撐節(jié)氣門軸4軸端的圓柱形第一承載支撐部分11采用在圖中從孔壁部分1的內(nèi)壁表面向左突出的方式被整體制成。在圖中第一承載支撐部分11的左端是封閉的。在圖中在孔壁部分1的右端表面上，用于轉(zhuǎn)動地支撐節(jié)氣門軸4的另一個軸端的圓柱形第二承載支撐部分12采用在圖中從孔壁部分1的內(nèi)壁表面向右突出的方式被整體制成。在圖中第二承載支撐部分12的右端是封閉的。
第一承載支撐部分11和第二承載支撐部分12被形成的分別具有第一和第二軸滑動孔13、14，所述滑動孔具有圓形橫截面，節(jié)氣門軸4適于在其內(nèi)滑動。配備有復(fù)位彈簧5的圓柱形彈簧內(nèi)周導(dǎo)向物15被整體設(shè)置在第二承載支撐部分12的外周上。油封16被安裝在第二承載支撐部分12的前端(圖中右端)和節(jié)氣門軸4的外周之間。在圖中孔壁部分1的右端表面上，一體形成一體側(cè)鉤17，用于與復(fù)位彈簧5的彈簧側(cè)鉤結(jié)合。
節(jié)氣門3是由耐熱樹脂(聚苯硫醚(PPS)，包括30％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二酯(PBTG30等))形成的整體模制產(chǎn)品，構(gòu)成一用于控制被吸入發(fā)動機(jī)內(nèi)進(jìn)氣數(shù)量的蝶形轉(zhuǎn)動閥。節(jié)氣門3被形成為具有一大致圓柱形裝配部位21以及兩個從裝配部位21延伸的半圓形板狀部分22、23等，該裝配部位具有一通孔(未示)，適于被裝配在節(jié)氣門軸4的外周部位(表面部位)，所述半圓形板狀部分22、23用于封閉進(jìn)氣路徑10。裝配部位21被大致設(shè)置在兩個半圓形板狀部分22、23的轉(zhuǎn)動中心并利用激光或類似熱焊工藝被固定在節(jié)氣門軸4的外周部分(表面部分)上。附圖標(biāo)記24、25表示用于增強(qiáng)節(jié)氣門3的增強(qiáng)肋。
下文結(jié)合圖1A～6簡要介紹該實施例的節(jié)氣門軸4的結(jié)構(gòu)。圖3A、3B、4A和4B顯示節(jié)氣門軸4。節(jié)氣門軸4包括由耐熱樹脂(聚苯硫醚(PPS)，包括30％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二酯(PBTG30等))整體形成的樹脂模制部分6以及被插入模制的分開類型的金屬元件(例如SUS304不銹鋼金屬軸等)，所述金屬元件用于增強(qiáng)樹脂模制部分6。
節(jié)氣門軸4的樹脂模制部分6由耐熱樹脂整體模制而成，其包括用于固定節(jié)氣門3的裝配部位21的閥固定樹脂部位31、用于將油門踏板操作量通過閥固定樹脂部位31傳送到節(jié)氣門3的樹脂杠桿部位(轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位)32、以及與閥固定樹脂部位31和樹脂杠桿部位32相連的樹脂軸部位33。樹脂軸部位33被形成為圓柱體，連接閥固定樹脂部位31的內(nèi)周和樹脂杠桿部位32的內(nèi)周。
在圖中，閥固定樹脂部位31被形成為樹脂軸部位33左側(cè)上的一圓柱體。如圖3A和4B所示，閥固定樹脂部位31的外周表面被形成的具有兩個扁平表面(兩個橫斷表面或周向確定部位)，以便阻止節(jié)氣門3的裝配部位21沿節(jié)氣門軸4的周向轉(zhuǎn)動。節(jié)氣門3的裝配部位21的內(nèi)周表面被形成的具有兩個扁平表面(兩個橫斷面，未示)，對應(yīng)于兩個扁平表面34。
在圖中，樹脂杠桿部位32被形成為樹脂軸部位33右側(cè)上的一環(huán)形板。樹脂杠桿部位32被形成的在圖中在金屬元件右端外周上具有圓柱形部位35、以及一從圓柱形部位35外周沿徑向延伸的環(huán)形部位36。環(huán)形部位36的外周被形成的具有V形周槽37，閥開啟/關(guān)閉鋼絲繩(未示)纏繞在該槽37上，以便操作地與司機(jī)操縱的油門踏板互鎖。環(huán)形部位36的外周被形成的具有閥開啟/關(guān)閉鋼絲繩安裝槽38、39，分別用于安裝閥開啟/關(guān)閉鋼絲繩的每端。
圓柱形內(nèi)周導(dǎo)向物41被一體形成在圖中樹脂杠桿部位32的左端，圓柱形內(nèi)周導(dǎo)向物41的外徑與節(jié)氣門體2的彈簧內(nèi)周導(dǎo)向物15的外徑相同并配備有一復(fù)位彈簧。另一方面在圖中，一杠桿側(cè)鉤42被一體形成在環(huán)形板36的左端表面上，鉤42用于與復(fù)位彈簧5彈簧側(cè)鉤結(jié)合。樹脂杠桿部位32具有多個用于均衡厚度的槽43。加強(qiáng)筋44被設(shè)置在每兩個毗鄰槽43之間。分開類型金屬元件被分成沿軸向從節(jié)氣門軸4的一端表面向另一端表面軸向延伸的軸桿金屬軸部位7和圓柱形金屬管部位8，圓柱形金屬管部位8通過一圓柱面間隙被部分裝配在金屬軸部位7外周上。金屬軸部位7是由諸如不銹鋼的金屬材料形成的軸桿并通過夾物模壓(insert molding)與節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6組成一體。在圖中，金屬軸部位7在從左端表面至右端表面的整個軸向延伸。
金屬軸部位7的軸端表面部分突出到固定樹脂部位31之外，暴露為節(jié)氣門軸4的外周表面，該突出部分組成被轉(zhuǎn)動地支撐在節(jié)氣門體2的第一承載支承部位11的第一軸滑動孔13的內(nèi)周面上的第一支承滑動部位51。在圖中金屬軸部位7的右端突出(突出)到樹脂杠桿部位32右端表面之外。在圖中左端部分，金屬軸部位7具有實心圓柱大直徑部分53，在圖中大直徑部分53右端部分，金屬軸部位7具有實心圓柱小直徑部分54。小直徑部分54的直徑比大直徑部分53的直徑小。
對應(yīng)于閥固定樹脂部位31，被設(shè)置在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的進(jìn)氣路徑10內(nèi)的小直徑部分54部分中心部位的外周面上形成有凹口55，以便改善與閥固定樹脂部位31的內(nèi)周表面的連接。在圖中從樹脂軸部分33的右端向右突出的小直徑部分54的外周面上也形成凹口56，用以改善與樹脂杠桿部位32的內(nèi)周面的連接。
金屬管部位8是由諸如不銹鋼的金屬材料制成的圓筒，僅在閥固定樹脂部位31和樹脂杠桿部位32之間的節(jié)氣門軸4的表面部分上。通過一些圓柱面間隙(將耐熱樹脂注入所述間隙，形成樹脂軸部位33)，金屬管部位8被部分安裝在金屬軸部位7的外周面上，也就是僅被安裝在設(shè)置在節(jié)氣門體2的第一承載支承部位11內(nèi)周上的金屬軸部位7的外周面上。在該金屬管部位8上，另一軸端的表面部分從閥固定樹脂部位31中突出且暴露于節(jié)氣門軸軸7的外周面上，該暴露部分構(gòu)成被轉(zhuǎn)動地支撐在節(jié)氣門體2的第二承載支承部位12的第二軸滑動孔14的內(nèi)周面和油封16的內(nèi)周上的第二承載支承部位52。
根據(jù)該實施例，在節(jié)氣門3的外周部分和節(jié)氣門體2的孔壁部分1的內(nèi)壁面上，涂料(例如四氟乙烯樹脂、氟樹脂、二硫化鉬等半固體或液體涂料)采用這種方式被施加，從而填充節(jié)氣門3的外周部分和節(jié)氣門體2的孔壁部分1的內(nèi)壁面之間的間隙，該涂料然后固化成粉末形式。如圖5所示，在節(jié)氣門體2的第一承載支撐部位11的內(nèi)周和節(jié)氣門軸4的第一支承滑動部位51的外周之間形成用于截獲浸入涂料的第一環(huán)形間隙(截獲間隙(trap gap))61。根據(jù)該實施例，第一環(huán)形間隙61被形成為沿金屬軸部位7的大直徑部分53的外周面的周向環(huán)形部分。如圖6所示，在節(jié)氣門體2的第二承載支撐部位12的內(nèi)周和節(jié)氣門軸4的第二支承滑動部位51的內(nèi)周之間形成用于截獲浸入涂料的第二環(huán)形間隙(截獲間隙)62。
下文結(jié)合圖1A～6簡要介紹制造符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的方法。
首先被加熱和熔化的耐熱樹脂(下文稱作融化樹脂)通過一個或多個澆口被注射到由樹脂模具形成的模腔內(nèi)，所述模具包括用于形成進(jìn)氣路徑10的沖裁模和用于形成第一和第二軸滑動孔13、14的沖裁模，從而將融化樹脂充滿所述樹脂模具的模腔。從樹脂模具內(nèi)移走填充到所述模腔內(nèi)的融化樹脂，進(jìn)行冷卻和硬化(固化)。另一種方法是，諸如冷卻水的冷卻介質(zhì)圍繞樹脂模具模腔循環(huán)，從而使被填充到所述模腔內(nèi)的融化樹脂冷卻和硬化(固化)。因而由耐熱樹脂整體制成具有孔壁部分1以及第一和第二承載支撐部位11、12的節(jié)氣門體2。
另一方面，通過切割諸如不銹鋼的金屬材料制成軸桿狀的金屬軸部位7。在制造工序中，金屬軸部位7的外周可以被部分地滾花(例如如圖2所示，具有凹口55、56)，以便改善閥固定樹脂部位和樹脂杠桿部位32夾住金屬軸部位7的可靠性。同樣通過切割諸如不銹鋼的金屬材料制成圓柱形金屬管部位8。
然后，被加熱和熔化的耐熱樹脂(下文稱作融化樹脂)通過一個或多個澆口被注射到由樹脂模具形成的模腔內(nèi)，所述樹脂模具例如包括用于形成裝配部位21內(nèi)的通孔的沖裁模，從而將融化樹脂充滿所述樹脂模具的模腔。從樹脂模具內(nèi)移走填充到所述模腔內(nèi)的融化樹脂，進(jìn)行冷卻和硬化(固化)。另一種方法是，諸如冷卻水的冷卻介質(zhì)圍繞樹脂模具模腔循環(huán)，從而使被填充到所述模腔內(nèi)的融化樹脂冷卻和硬化(固化)。因而，由耐熱樹脂整體制成具有裝配部位21和兩個半圓形板狀部分22、23的節(jié)氣門3。
然后將金屬軸部位7的大直徑部位53的外周裝配和固定地保持在樹脂模具的第一承載支撐部位(未示)的內(nèi)周面上。金屬管部位8的外周面采用下述方式被裝配和固定地保持在樹脂模具的第二承載支撐部位(未示)的內(nèi)周面上，從而通過一圓柱面間隙，金屬管部位8被裝配在金屬軸部位7的小直徑部分54上的預(yù)定位置。因而，由諸如不銹鋼的金屬材料制成的金屬軸部位7以及由諸如不銹鋼的金屬材料制成的金屬管部位8被插入和固定地保持在樹脂模具所形成的空腔內(nèi)。
加熱和熔化的耐熱樹脂(下文稱作融化樹脂)通過一個或多個澆口從形成在金屬軸部位7的小直徑部分54的外周面和金屬管部位8的內(nèi)周面之間的圓柱面間隙的右端部位在圖中向左注入，也可以在圖中從金屬軸部位7的小直徑部分54的右端向外周注入，從而使樹脂模具的模腔內(nèi)充滿融化樹脂。在上述工序中，最好樹脂澆口被設(shè)置在樹脂杠桿部位32上，從而融化樹脂通過形成在金屬軸部位7的小直徑部分54的外周面和金屬管部位8的內(nèi)周面之間的狹窄圓柱面間隙被注入(膜狀澆口方法)。
被倒入用于形成樹脂軸部位33的圓柱面間隙的融化樹脂直接從圓柱面間隙流入閥固定樹脂部位31。另一方面，被注入形成在圖中金屬軸部位7的小直徑部分54的右端外周面和樹脂模具的內(nèi)周面之間的空腔內(nèi)的融化樹脂直接流入樹脂杠桿部位32。充滿所述空腔的融化樹脂從樹脂模具內(nèi)被取出，然后冷卻和硬化(固化)。另一種方法是，諸如冷卻水的冷卻介質(zhì)圍繞樹脂模具模腔循環(huán)，從而對被填充到所述模腔內(nèi)的融化樹脂進(jìn)行冷卻和硬化(固化)，而不是對樹脂模具進(jìn)行冷卻。然后金屬軸部位7小直徑部分54被夾物模壓在閥固定樹脂部位31和樹脂軸部位33內(nèi)，另一方面，與金屬管部位8整體形成的節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6由耐熱樹脂通過樹脂模制被一體形成在樹脂軸部位33的外周上。
然后，復(fù)位彈簧5的彈簧側(cè)鉤被組裝在形成在節(jié)氣門體2的孔壁部位1的外壁表面(圖中右端表面)上的體側(cè)鉤17上，在圖中，復(fù)位彈簧5的左側(cè)部位被裝配在被形成在節(jié)氣門體2的孔壁部位1的外壁表面(圖中右端表面)上的圓柱形彈簧內(nèi)周導(dǎo)向物15的外周上。采用這種方式，復(fù)位彈簧5被組裝在節(jié)氣門體2的孔壁部位1的外壁表面(圖中右端表面)上。
將節(jié)氣門體3采用下述方式插入形成在節(jié)氣門體2的孔壁部位1內(nèi)的進(jìn)氣路徑10內(nèi)，以便與形成在節(jié)氣門3裝配部位21上的通孔的軸向中心、分別形成在第一和第二承載支撐部位11、12上的第一和第二軸滑動孔13、14的軸向中心對齊。然后在圖中從節(jié)氣門體2的第二承載支撐部位12的右端依次序插入第二軸滑動孔14、該通孔和節(jié)氣門軸4的第一軸滑動孔13內(nèi)。采用這種方式，節(jié)氣門軸4被組裝在節(jié)氣門體2上。
然后，復(fù)位彈簧5的彈簧側(cè)鉤被組裝在形成在節(jié)氣門軸4的樹脂杠桿部位32的外壁表面(圖中左端表面)上的體側(cè)鉤42上，圖中復(fù)位彈簧5的右端部位被裝配在形成在樹脂杠桿部位32的外壁表面(圖中左端表面)上的圓柱形彈簧內(nèi)周導(dǎo)向物41的外周上。然后，復(fù)位彈簧5被安裝在節(jié)氣門體2的孔壁部位1的外壁表面(圖中右端表面)和節(jié)氣門軸4的樹脂杠桿部位32的外壁表面(圖中左端表面)之間。
在節(jié)氣門體2的孔壁部位1上使用諸如激光焊接的熱焊方法，節(jié)氣門3的裝配部位21被固定在保持在進(jìn)氣路徑10內(nèi)預(yù)定位置的節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的外周上。因而，包括節(jié)氣門體2、節(jié)氣門3、節(jié)氣門軸4和復(fù)位彈簧5的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備被制造。使用上述制造方法和制造步驟可以有效地減少元件數(shù)量和制造工序。
下文結(jié)合圖1A～6簡要介紹符合該實施例的節(jié)氣門設(shè)備的操縱。
一旦司機(jī)踩下油門踏板，通過鋼絲繩被機(jī)械連接到油門踏板的樹脂杠桿部位32逆著復(fù)位彈簧5的彈力轉(zhuǎn)動一對應(yīng)于油門踏板踩下數(shù)量的角度。樹脂杠桿部位32的轉(zhuǎn)動通過樹脂軸部位33被傳送到閥固定樹脂部位31，隨著閥固定樹脂部位31的轉(zhuǎn)動，節(jié)氣門3轉(zhuǎn)動與樹脂杠桿部位32相同的角度，也就是與節(jié)氣門軸4相同的角度。因而，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣路徑10被開啟到預(yù)定的節(jié)氣門開啟程度，從而發(fā)動機(jī)速度被改變到對應(yīng)于油門踏板角度的一個值。
一旦司機(jī)從油門踏板松開他/她的腳，相反在復(fù)位彈簧5的彈力作用下，節(jié)氣門3和節(jié)氣門軸4返回初始位置(怠速位置)，因而發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣路徑10被關(guān)閉(完全關(guān)閉狀態(tài))，發(fā)動機(jī)進(jìn)入怠速模式。
已經(jīng)介紹了符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的效果。在該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備中，節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6包括由桿件組成的金屬軸部位7以及圓柱形金屬管部位的金屬芯金屬。無需將節(jié)氣門軸4的直徑尺寸增加到不需要的程度，因而，節(jié)氣門軸4的強(qiáng)度被增加。具體地說，在該實施例的節(jié)氣門軸4內(nèi)，與所有樹脂節(jié)氣門軸都由耐熱樹脂制造相比，利用金屬軸部位7的小直徑部分54增強(qiáng)了閥固定樹脂部位31，閥固定樹脂部位31對于進(jìn)氣管負(fù)壓的過度負(fù)荷具有足夠的阻力，所述負(fù)壓被傳送到容置在進(jìn)氣路徑10內(nèi)的節(jié)氣門3上。
即使發(fā)動機(jī)內(nèi)所產(chǎn)生的進(jìn)氣管負(fù)壓被傳送到節(jié)氣門3，用于固定節(jié)氣門3的閥固定樹脂部位31沒有歪曲或變形，無需過分改變樹脂模制的閥固定樹脂部位31的外徑，就可確保足夠的強(qiáng)度。否則將隨著閥固定樹脂部位31的外徑增加而增大的進(jìn)氣管進(jìn)氣路徑的尺寸沒有被增加，因而能夠減少圍繞發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管所占空間的大小。
節(jié)氣門軸4兩側(cè)的第一和第二支承滑動部位51、52采用下述方式滑動，從而金屬軸部位7的第一支承滑動部位51(例如SUS304)與節(jié)氣門體2的第一承載支承部位11(例如PBTG30)一起滑動，金屬管部位8的第二支承滑動部位52(例如SUS304)與節(jié)氣門體2的第二承載支承部位12(例如PBTG30)一起滑動。無需設(shè)置諸如滾珠軸承或推力軸承，形成具有高耐磨性的支承滑動部位。具體地說，由諸如不銹鋼的金屬材料制成的金屬軸部位7的大直徑部分53和金屬管部位8與被分別轉(zhuǎn)動地支撐在節(jié)氣門體2的第一和第二承載支承部位11、12上的第一和第二支承滑動部位51、52整體形成。相對于耐磨性這是非常優(yōu)異的。根據(jù)這個實施例，無需諸如滾珠軸承或推力軸承的軸承元件，因而元件數(shù)量和裝配步驟被減少，降低了成本。
“焊縫”是在向模具內(nèi)填充融化樹脂的同時分開部位的再聚合和固化時，形成在成一體化的樹脂邊界表面內(nèi)的樹脂聚合物的不連續(xù)部分，與連續(xù)形成的聚合物部位相比，其強(qiáng)度低。具體地說，當(dāng)采用軸向模式模制時，沿垂直于軸向方向生成所述焊縫時，軸彎曲方向內(nèi)的強(qiáng)度下降。根據(jù)本發(fā)明，另一方面，根據(jù)這個實施例，使用分開類型金屬元件作為增強(qiáng)元件，構(gòu)成沿軸向中心附近設(shè)置的元件和設(shè)置在軸外周部位的元件。因而，組成外周部位的樹脂材料和組成中心部位的樹脂材料可以被模制，而在與軸垂直的方向上沒有被分開。因而，可能因焊縫而被減少的強(qiáng)度并沒有被降低。特別是當(dāng)澆口(gate)被設(shè)置在例如圖4A內(nèi)箭頭A和B所示的位置中至少一個位置時，在模制工序中，樹脂可以流向端部，而沒有被橫向分流到軸，因而沒有垂直于軸的焊縫，沒有降低強(qiáng)度。圖4A內(nèi)箭頭所示位置并不限制本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
在符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備中，用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6的金屬元件被分成包括金屬軸部位7和金屬管部位8的兩個元件，通過在同一個樹脂模具用樹脂模制，可以將它們組合成一體，制造節(jié)氣門軸4。在該制造工序中，融化樹脂從形成在金屬軸部位7的小直徑部分54的外周面和金屬管部位8的內(nèi)周面之間的圓柱面間隙被倒入。具體地說，由于圓柱面間隙可以被用作圓柱膜狀澆口(根據(jù)這種情況，被稱作膜狀澆口方法)，遏制在閥固定部位31內(nèi)焊縫的產(chǎn)生，因而能夠阻止外觀的退化以及具體元件強(qiáng)度的下降。
另外，通過遏制在閥固定部位31內(nèi)焊縫的產(chǎn)生，由于節(jié)氣門軸4的樹脂模制部分6的熱和冷循環(huán)引起的樹脂裂紋可以被遏制，退火后，節(jié)氣門軸4的樹脂模制部分6的尺寸精度被改善。退火被定義為熱處理，也就是在產(chǎn)品保持適當(dāng)溫度預(yù)定時間后，緩慢地冷卻，用于消除樹脂模制部分6內(nèi)產(chǎn)生的熱或機(jī)械殘余應(yīng)力。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，如圖7和8A～8C所示，節(jié)氣門軸106的軸徑是恒定的，插入樹脂模具內(nèi)的長度非常大，因而金屬管107不能被輕易地組裝在樹脂模具內(nèi)的空腔內(nèi)。相反根據(jù)該實施例，用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6的金屬元件被分成兩個元件，因而，金屬軸部位7和金屬管部位8可以被輕易地設(shè)置在樹脂模具內(nèi)，因而降低產(chǎn)品成本。
另外，在符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備內(nèi)，用于阻止節(jié)氣門3的裝配部位21沿節(jié)氣門軸4周向轉(zhuǎn)動的兩個平面(兩個垂直平面部位或周向位置確定部位)34被形成在閥固定樹脂部位的外周面上。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖7和8A～8C所示，具有形成在閥固定部位104的外周面上的兩個橫向表面部位的結(jié)構(gòu)是必須的，以便確保金屬管107內(nèi)的空間，以便注入融化樹脂，這反過來要求節(jié)氣門軸106的軸徑相應(yīng)增加。然而，根據(jù)這個實施例，融化樹脂無需被倒入金屬軸部位7的小直徑部分54，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，節(jié)氣門軸4的直徑可以被減少，可以被制造的不笨重。
下文介紹本發(fā)明的其它實施例。在上述實施例中，用于通過閥固定樹脂部位31和樹脂軸部位33將油門踏板角度傳送給節(jié)氣門3的樹脂杠桿部位32可以由樹脂整體模制在金屬軸部位7的小直徑部位54的一端上，用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6。另一種方案是，用于通過閥固定樹脂部位31和樹脂軸部位33將油門踏板角度傳送給節(jié)氣門3的樹脂閥側(cè)齒輪部位可以由樹脂整體模制在金屬軸部位7的小直徑部位54的一端上，用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位6。在此情況下，節(jié)氣門3通過減速齒輪機(jī)構(gòu)在電動機(jī)驅(qū)動下與所述樹脂閥側(cè)齒輪部位一起轉(zhuǎn)動。
在上述實施例中，金屬管部位8被形成為圓筒。另一種方案是，金屬管部位8可以由沿軸向設(shè)置的多個弓形金屬管件組成大致圓筒形。另一種方案是，多個金屬環(huán)可以沿軸向設(shè)置成金屬管。在上述實施例中，節(jié)氣門3的裝配部位21通過熱焊接被固定在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的外周上。另一種情況是，利用緊固工具，節(jié)氣門3的裝配部位21被固定在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的外周上。
下文介紹本發(fā)明第二實施例。圖9A～9D顯示本發(fā)明第二實施例，圖9A～9D顯示節(jié)氣門軸和節(jié)氣門之間的裝配部位。
閥固定部位31被形成為非圓柱形元件并在圖中被設(shè)置在樹脂軸部位33的左側(cè)。閥固定部位31包括裝配部位121，其中節(jié)氣門3在壓力下被裝配在裝配部位121上。閥固定部位31的外周面上形成有用于阻止節(jié)氣門3沿節(jié)氣門軸4周向轉(zhuǎn)動的兩個平面(兩個垂直平面部位或周向位置確定部位)34。具體地說，兩個橫向平面部位34是非圓部位，阻止節(jié)氣門軸4和節(jié)氣門3相對轉(zhuǎn)動。
樹脂杠桿部位32在圖中被形成為樹脂軸部位33右側(cè)的環(huán)形板。樹脂杠桿部位32的外周被形成的具有基本上V形的周向槽37，與被司機(jī)操縱的油門踏板互鎖的閥開啟/關(guān)閉鋼絲繩(未示)纏繞在該槽37內(nèi)。另一方面，樹脂杠桿部位32的外周被形成的具有閥開啟/關(guān)閉繩安裝槽(未示)，用于安裝閥開啟/關(guān)閉鋼絲繩的端部。
節(jié)氣門3是由耐熱樹脂(例如聚苯硫醚(PPS)，包括30％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二酯(PBTG30等))形成的整體模制產(chǎn)品，構(gòu)成一用于控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量且被可操縱地容置在節(jié)氣門體2圓孔壁部分1內(nèi)的蝶形轉(zhuǎn)動閥。節(jié)氣門3被形成為具有節(jié)氣門軸4的外周部位(表面部位)，也就是非圓裝配部位(圓柱形樹脂部位)21以及從裝配部位21延伸以便封閉進(jìn)氣路徑10的兩個半圓形板狀部分22，所述非圓裝配部位(圓柱形樹脂部位)21通過激光焊接等方式被固定地裝配在閥固定樹脂部位31的外周上。
裝配部位21被設(shè)置成圍繞兩個半圓形板狀部分22的轉(zhuǎn)動中心并通過激光焊接被固定在節(jié)氣門軸4的外周面部位(表面部位)。如圖9A～9D所示，裝配部位21具有在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的中心部位被固定地裝配在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的裝配部位121上的縮小單元141。在縮小單元141的兩個軸側(cè)，基本上錐形傾斜的圓柱壁142、143的外徑或內(nèi)徑逐漸地從縮小單元141向裝配部位21的兩個軸端(兩個敞開端)增加。
橢圓形通孔(裝配孔144)被形成為軸向穿過裝配部位21。對應(yīng)于節(jié)氣門軸4的輪廓也就是形成在閥固定部位31的外周面上的兩個橫向表面部位34，裝配部位21的內(nèi)周面和外周面被形成的具有兩個平面部位(兩個橫向表面部位)145，用于阻止節(jié)氣門軸4沿節(jié)氣門3的周向轉(zhuǎn)動。裝配部位21的內(nèi)周面和外周面上除了所述兩個橫向平面145之外的區(qū)域具有以裝配部位21的軸線為中心的曲率半徑弧形。
下文結(jié)合圖9A～9D介紹符合該實施例的節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31和節(jié)氣門3的裝配部位21的結(jié)構(gòu)。裝配部位的一部分和具體地說裝配部位的中心部分被形成為具有壓配部位151，在閥固定樹脂部位31的裝配部位121和裝配部位21的縮小單元141之間，該壓配部位151具有不大于預(yù)定尺寸的焊接間隙。閥固定樹脂部位31的最大尺寸和通孔144(裝配孔)的最小尺寸基本上彼此相等。
該裝配部位除了壓配部位151之外的區(qū)域被形成的具有間隙裝配部位152，間隙裝配部位152的焊接間隙比裝配部位21和閥固定樹脂部位31的兩個傾斜圓錐壁142、143之間的預(yù)定值大，在所述壓配部位，閥固定樹脂部位31的最大尺寸比通孔144的最小尺寸小。
裝配部位的壓配部位151和壓配部位151附近的間隙裝配部位152組成裝配焊接部位153，用于通過激光焊接固定閥使樹脂部位31的外周和裝配部位21的內(nèi)周彼此固定，節(jié)氣門3的裝配部位21的內(nèi)周被裝配在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的外周上。裝配焊接部位153的焊接間隙(焊接空間)的最大尺寸被設(shè)定成不大于允許進(jìn)行激光焊接的預(yù)定值(75微米)?？紤]裝配焊接部位153的強(qiáng)度，裝配焊接部位153的焊接間隙(焊接空間)的最大尺寸被希望設(shè)定的不大于預(yù)定值S(25微米)。
如上所述，節(jié)氣門3的裝配部位21和節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31之間的裝配部位的一部分組成壓配部位151，兩個橫向表面部位34和兩個橫向表面部位145被沿圖9D中的橫向設(shè)置。采用這種方式，節(jié)氣門3的裝配部位21的位置可以在圖9D中的垂直方向也就是在垂直于節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的軸線方向的方向上被限制。
下文結(jié)合圖9A～9D簡要介紹制造符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的方法。
首先，將復(fù)位彈簧5的彈簧側(cè)鉤組裝在形成在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的外壁表面(圖中右端表面)上的體側(cè)鉤17上，圖中復(fù)位彈簧5的左側(cè)部位被裝配在形成在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的外壁表面(圖中右端表面)上的圓柱形彈簧內(nèi)導(dǎo)向物15的外周上。采用這種方式，復(fù)位彈簧5被組裝在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的外壁表面(圖中右端表面)上。
然后，將節(jié)氣門3插入形成在節(jié)氣門體2的孔壁部分1內(nèi)的進(jìn)氣路徑10內(nèi)，從而節(jié)氣門3的裝配部位21的通孔(裝配孔)144的軸線以及形成在節(jié)氣門體2的第一和第二承載支承部位11、12上的第一和第二軸滑動孔的軸線彼此重合。然后，通過將節(jié)氣門軸4從節(jié)氣門體2的第二承載支承部位12的右端(圖12)依次插入第二滑動孔、通孔(裝配孔)144和第一滑動孔，將節(jié)氣門軸4組裝在節(jié)氣門體2上。
復(fù)位彈簧5的彈簧側(cè)鉤被組裝在形成在節(jié)氣門軸4的樹脂杠桿部位32的外壁表面(圖中左端表面)上的杠桿側(cè)鉤42上，圖中復(fù)位彈簧5的右側(cè)部位被裝配在形成在樹脂杠桿部位32的外壁表面(圖中左端表面)上的圓柱形彈簧內(nèi)導(dǎo)向物41的外周上。采用這種方式，復(fù)位彈簧5被組裝在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的外壁表面(圖中右端表面)和節(jié)氣門軸4的樹脂杠桿部位32的外壁表面之間。
在節(jié)氣門體2的孔壁部分1的外壁表面上，當(dāng)將節(jié)氣門3的裝配部位21裝配在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位3的外周上時，節(jié)氣門體組件被裝配在激光焊接設(shè)備(未示)的夾具上，所述夾具在預(yù)定范圍內(nèi)可以往復(fù)運動，激光設(shè)備被設(shè)置在其上方。激光設(shè)備通過棱鏡等對激光源發(fā)出的激光束進(jìn)行聚焦，并將激光束投射到孔壁部位1內(nèi)的裝配部位21的外壁表面上。具有大約20～30W激光輸出的半導(dǎo)體激光源被用作激光設(shè)備。
另一種方案是脈沖YAG(釔鋁石榴石)激光、CO2激光等可以被用作激光源。夾具速率被設(shè)定為大約10毫米/秒。
將激光束從激光設(shè)備的激光源投射到節(jié)氣門3的裝配部位21的外壁表面上時，夾具沿節(jié)氣門軸4的軸向移動，同時沿垂直于節(jié)氣門軸4的軸線方向的方向前后擺動。在該工序中，激光束進(jìn)入節(jié)氣門3的裝配部位21，通過它到達(dá)并被吸收到節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31上。然后如圖9A所示，被投射的激光使閥固定樹脂部位31的外周面熔化，同樣加熱并使裝配部位21的內(nèi)壁表面熔化，從而使閥樹脂固定部位31的外周面和裝配部位21的內(nèi)壁表面彼此熱焊接。
根據(jù)這個實施例。如圖9A和9B所示，沿節(jié)氣門軸4的軸向進(jìn)行激光焊接，壓配部位151作為閥固定樹脂部位31的兩個橫向表面部位34以及裝配部位21的兩個橫向表面部位145上的中心。具體地說，激光焊接分為兩個步驟進(jìn)行，分別在節(jié)氣門3的裝配部位21的兩個橫向表面部位145的觀察側(cè)和反側(cè)表面。因而，節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31和節(jié)氣門3的裝配部位21之間的裝配部位的壓配部位151、以及壓配部位151附近的間隙裝配部位152構(gòu)成圖9C所示的裝配焊接部位153。
如上所述，包括節(jié)氣門體2、節(jié)氣門3、節(jié)氣門軸4和復(fù)位彈簧5的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備被制造。這種節(jié)氣門設(shè)備的制造方法和制造工序有助于減少元件數(shù)量和工序步驟。
下文介紹符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備的效果。如上所述，在符合該實施例的內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備中，壓配部位151作為節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31和節(jié)氣門3的裝配部位21之間的裝配部位的一部分被設(shè)置。具體地說，壓配部位151的閥固定樹脂部位131和裝配部位21之間的焊接空間可以被減少的小于預(yù)定值，從而用激光將節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31和節(jié)氣門3的裝配部位21彼此焊接在一起時，可以確保足夠的焊接強(qiáng)度。
具體地說，內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備被安裝在車輛上并被發(fā)動機(jī)操縱，壓配部位151被設(shè)置在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31和節(jié)氣門3的裝配部位21之間裝配部位的中心部分上，經(jīng)受當(dāng)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時由負(fù)進(jìn)氣管壓力(進(jìn)氣壓力)或回火引起的更大的應(yīng)力。采用這種方式，具有允許激光焊接間隙值的裝配焊接部位153被大致形成在裝配部位的中心部分。因而，節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31外周和節(jié)氣門3的裝配部位21之間裝配焊接部位153的最大強(qiáng)度可以被確保，從而改善了裝配焊接部位153的焊接質(zhì)量。
即使進(jìn)氣管負(fù)壓或回火被施加到節(jié)氣門3上時，用于通過激光焊接固定節(jié)氣門3的節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31也不歪曲或變形，無需改變閥固定樹脂部位31的外徑，可以確保足夠的強(qiáng)度。阻止因閥固定樹脂部位31外徑的增加而導(dǎo)致進(jìn)氣管空氣通路的直徑增加，從而能夠減少圍繞發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管所占據(jù)的空間。
另外，由于間隙裝配部位152被設(shè)置在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31外周和節(jié)氣門3的裝配部位21之間的剩余裝配部位上，也就是壓配部位151之外的裝配部位上，間隙裝配部位152的的閥固定樹脂部位31和裝配部位21之間的焊接空間可以被增加為大于預(yù)定值。因而節(jié)氣門3的裝配部位21可以被更輕易地組裝在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31上。
下文介紹第三實施例。圖10A～10C顯示符合本發(fā)明第三實施例的節(jié)氣門和節(jié)氣門軸之間的裝配部位。
在圖中，該實施例的節(jié)氣門3的裝配部位21的左端被形成為具有被壓固定在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的裝配部位121的外周上的薄膜141。另一方面在圖中右側(cè)，沿薄膜141的軸向，形成有基本上錐形傾斜圓柱壁143，其外徑或內(nèi)徑沿從薄膜141向圖中右端的方向(圖中右側(cè)的敞開端)沿裝配部位21的軸向逐漸增加。
根據(jù)該實施例，節(jié)氣門3的裝配部位21和節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31之間的裝配部位的一部分，或具體地說在圖中裝配部位的右端被形成為具有壓配部位151，該壓配部位151的焊接空間采用下述方式小于閥固定樹脂部位31的裝配部位121和裝配部位21的薄膜141之間的預(yù)定值，因而閥固定樹脂部位31的最大尺寸基本上等于通孔(裝配孔)144的最小尺寸。壓配部位151之外的裝配部位被形成的具有間隙裝配部位152，間隙裝配部位152的焊接空間采用下述方式大于裝配部位21的傾斜圓柱壁143和閥固定樹脂部位31之間的預(yù)定值，也就是閥固定樹脂部位31的最大尺寸小于通孔(裝配孔)144的最小尺寸。
將節(jié)氣門3的裝配部位21的內(nèi)周裝配在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31的外周上時，所述裝配部位的壓配部位151和壓配部位151附近的間隙裝配部位152被形成為具有裝配焊接部位153，用于通過激光焊接而使閥固定樹脂部位31的外周和裝配部位21的內(nèi)周彼此固定。裝配焊接部位153的所述焊接間隙(焊接空間)最大尺寸被設(shè)定為不大于允許激光焊接的預(yù)定值S(75微米)。
如上所述在圖中，壓配部位151被設(shè)置在左端，沒有被設(shè)置在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31外周和節(jié)氣門3的裝配部位21之間裝配部位的中心部位上。盡管這種結(jié)構(gòu)，裝配焊接部位153可以被大致設(shè)置在節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31外周和節(jié)氣門3的裝配部位21之間裝配部位的中心部位上，從而經(jīng)受由進(jìn)氣壓力或回火引起的最大應(yīng)力，因而，可以獲得與第二實施例相同的優(yōu)點。具體地說，這種結(jié)構(gòu)可以抵御被傳送到進(jìn)氣路徑10內(nèi)的節(jié)氣門3的過度進(jìn)氣管負(fù)壓負(fù)荷。
最后介紹其它實施例。在上述實施例中，用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4樹脂模制部位的金屬軸部位7的端部的外周側(cè)與樹脂杠桿部位32整體模制成，樹脂杠桿部位31用于將油門踏板角度通過閥固定樹脂部位31和樹脂軸部位33傳動給節(jié)氣門3。然而樹脂杠桿部位32無需一定與閥固定樹脂部位31一體形成。在用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸4樹脂模制部位的金屬軸部位7的端部的外周側(cè)上，樹脂杠桿部位32可以被形成為用于將油門踏板角度通過閥固定樹脂部位31和樹脂軸部位33傳動給節(jié)氣門3的樹脂閥側(cè)齒輪部分。此時利用電動機(jī)通過與樹脂閥側(cè)齒輪部分一體制成的減速齒輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動節(jié)氣門3。
在上述實施例中，將節(jié)氣門軸4的閥固定樹脂部位31、樹脂杠桿部位32和樹脂軸部位33可以由耐熱樹脂整體模制成。另外，也可以僅節(jié)氣門軸4的軸部由耐熱樹脂模制成。在上述實施例中，節(jié)氣門3的裝配部位(圓柱樹脂部位)21和兩個半圓形板狀部分22由耐熱樹脂整體模制成。另一種方案是，僅節(jié)氣門3的圓柱部位由耐熱樹脂模制成。也可以使用激光焊接方法之外的熱焊方法。
根據(jù)上述實施例，利用分開類型金屬元件也就是金屬軸部位7和金屬管部位8增強(qiáng)節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位(特別是閥固定樹脂部位31)。另一種方案是，節(jié)氣門軸4的樹脂模制部位(特別是閥固定樹脂部位31)也可以被軸桿狀金屬材料或圓柱狀金屬材料增強(qiáng)。金屬管部位8可以由沿軸向設(shè)置以便形成一大致圓柱體的多個弓形金屬管構(gòu)成。此外多個環(huán)形金屬元件可以沿軸向設(shè)置。
以上已對本發(fā)明作了十分詳細(xì)的描述，所以閱讀和理解了本說明書后，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種改變和修改將變得明顯。所以一切如此改動和修正也包括在此發(fā)明中，因此它們在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，包括被可開啟地容置在節(jié)氣門體內(nèi)的節(jié)氣門，用于根據(jù)節(jié)氣門轉(zhuǎn)動角度改變流向發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣數(shù)量；根據(jù)司機(jī)設(shè)置的油門踏板角度被驅(qū)動并與所述節(jié)氣門一起轉(zhuǎn)動的節(jié)氣門軸；其中所述節(jié)氣門軸包括用于固定所述節(jié)氣門的閥固定樹脂部位、通過所述閥固定樹脂部位將油門踏板角度傳送給所述節(jié)氣門的轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位、和用于增強(qiáng)所述閥固定樹脂部位和所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的分開類型金屬部件，所述金屬部件包括一被設(shè)置在軸中心附近的元件以及一被設(shè)置在軸外周部分上的元件。
2.如權(quán)利要求1所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述分開類型金屬部件被分成沿所述節(jié)氣門軸的軸向延伸的軸桿形金屬軸部位以及通過圓柱面空間被部分裝配在所述金屬軸部位的外周上的管形金屬管部位，以及所述金屬管部位僅被設(shè)置在所述閥固定樹脂部位和所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位之間的所述節(jié)氣門軸的表面部位上。
3.如權(quán)利要求2所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于用于連接所述閥固定樹脂部位和所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位的圓柱樹脂軸部位被設(shè)置在所述圓柱面空間內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于通過從所述圓柱面空間供應(yīng)融化樹脂并通過冷卻所述融化樹脂進(jìn)行固化，所述閥固定樹脂部位和所述圓柱樹脂軸部位與所述轉(zhuǎn)動驅(qū)動樹脂部位被模制成一體。
5.如權(quán)利要求1所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述節(jié)氣門包括適合于在轉(zhuǎn)動中心部位被裝配在所述閥固定樹脂部位的外周上的圓柱形裝配部位；以及所述閥固定樹脂部位具有周向位置確定部位，用于使所述裝配部位沿節(jié)氣門軸的周向的轉(zhuǎn)動停止。
6.如權(quán)利要求1所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述節(jié)氣門體包括用于轉(zhuǎn)動地支撐節(jié)氣門軸軸端的圓柱形第一承載支承部位、用于轉(zhuǎn)動地支撐所述節(jié)氣門軸另一軸端的圓柱形第二承載支承部位；所述金屬軸部位軸端的表面部分暴露于閥固定樹脂部位之外的所述節(jié)氣門軸的外周面上，所述暴露部分構(gòu)成可轉(zhuǎn)動地支撐在所述第一承載支承部位的內(nèi)周上的第一支承滑動部位，所述金屬管部位的另一軸端表面部分暴露于閥固定樹脂部位之外的所述節(jié)氣門軸的外周面上，所述暴露部分構(gòu)成可轉(zhuǎn)動地支撐在所述第二承載支承部位的內(nèi)周上的第二支承滑動部位。
7.如權(quán)利要求6所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于用于減少怠速運轉(zhuǎn)時空氣泄漏的涂料被施加在所述節(jié)氣門外周部位或所述節(jié)氣門體的內(nèi)壁表面上，從而充滿所述節(jié)氣門外周部位和所述節(jié)氣門體的內(nèi)壁表面之間的間隙，用于截獲所述涂料浸入部分的間隙被形成在第一承載支撐部位或第二承載支撐部位的內(nèi)周以及第一支承滑動部位或第二支承滑動部位的外周之間。
8.一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，包括具有流向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的節(jié)氣門體；被可轉(zhuǎn)動地支撐在所述節(jié)氣門體上的節(jié)氣門軸，沿軸向具有樹脂軸部位；節(jié)氣門，包括被可開啟地容置在節(jié)氣門體內(nèi)并被裝配在所述軸部位外周上的圓柱形樹脂部位以及一裝配孔，所述圓柱體部位通過所述孔被沿軸向設(shè)置；對于所述軸部位外周在所述圓柱體部位的內(nèi)周上的裝配來說，所述軸部位外周和所述圓柱體部位的內(nèi)周通過熱焊接被彼此固定在一起；所述軸部位和所述圓柱體部位之間的裝配部位，也就是所述軸部位的最大尺寸基本上等于所述裝配孔的最小尺寸的裝配部位，被形成為具有壓配部位，在所述壓配部位，所述軸部位和所述圓柱體部位之間的焊接空間小于一預(yù)定值，所述壓配部位之外的裝配空間，也就是所述軸部位的最大尺寸小于所述裝配孔的最小尺寸的裝配部位，被形成為具有間隙裝配部位，在所述間隙裝配部位，所述軸部位和所述圓柱體部位之間的焊接空間大于所述預(yù)定值。
9.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述裝配部位的壓配部位和所述壓配部位附近且具有裝配在所述軸部位外周上的所述圓柱部位的內(nèi)周的間隙裝配部位構(gòu)成裝配焊接部位，用于通過熱焊接固定所述軸部位的外周和所述圓柱部位的內(nèi)周。
10.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述熱焊接是激光焊接。
11.如權(quán)利要求10所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述焊接間隙最大尺寸被設(shè)定成不大于75微米以允許激光焊接。
12.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述圓柱部位具有基本錐形傾斜圓柱壁，所述圓柱壁的外徑或內(nèi)徑的尺寸被這樣確定，也就是從所述壓配部位向所述圓柱部位的端部逐漸增加。
13.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述壓配部位被設(shè)置在所述裝配部位的軸端或大約所述裝配部位的軸中心。
14.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述軸部位的外側(cè)和所述裝配孔的內(nèi)側(cè)采用非圓形狀，能夠制止所述圓柱部位沿所述軸部周向的轉(zhuǎn)動。
15.如權(quán)利要求8所述內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門，其特征在于所述軸部位的外側(cè)和所述裝配孔的內(nèi)側(cè)采用非圓形狀，所述圓柱部位沿基本上垂直于所述軸部軸向的徑向可以運動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)節(jié)氣門設(shè)備，其中用于增強(qiáng)節(jié)氣門軸(4)的樹脂模制部位(6)的金屬部件被分成兩個元件，包括金屬軸部位(7)和金屬管部位(8)，它們被設(shè)置在同一個樹脂模具內(nèi)整體模制以便制造節(jié)氣門軸(4)。在制造工序中，從形成在金屬軸部位(7)的小直徑部位(54)的外周面和金屬管部位(8)的內(nèi)周面之間的圓柱面間隙供應(yīng)融化樹脂。所述圓柱面間隙可以被用作圓柱面膜狀澆口，阻止在閥固定樹脂部位(31)產(chǎn)生焊縫，從而阻止外管退化和強(qiáng)度下降。
文檔編號F02D11/00GK1523213SQ200410005889
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者佐野亮 申請人:株式會社電裝