專利名稱：蝶閥裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蝶閥及該蝶閥的制造方法，更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)可變進(jìn)氣裝置的蝶閥以及該蝶閥的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)進(jìn)氣裝置根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速可變地改變進(jìn)氣通道的長度，以增強(qiáng)發(fā)動機(jī)的扭矩性能。更具體地，在傳統(tǒng)的可變進(jìn)氣裝置中，進(jìn)氣被分配到主通道或者旁路通道，從而改變蝶閥裝置中進(jìn)氣通道的長度，其中主通道容納著蝶閥的閥盤，進(jìn)氣通過此旁路通道旁通通過蝶閥。
JP-U-61-6648和JP-U-59-76731公開了一種蝶閥裝置，其包括多個閥盤，它們分別由多個閥軸支撐著。閥軸彼此相連，從而閥盤可以一體旋轉(zhuǎn)。另外，閥軸通過彈簧銷和片簧彼此相連，從而閥軸中產(chǎn)生的熱膨脹可以被吸收掉。這樣，就可以防止閥盤失調(diào)。
但是，在JP-U-61-6648和JP-U-59-76731所公開的結(jié)構(gòu)中，彈簧銷和片簧需要在相鄰的閥盤間的窄小空間中通過手來組裝到相鄰的閥軸的外周。因此，可能會增加連接閥軸所需的時間，且增加蝶閥的總制造時間。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述的以及其他的一些問題，本發(fā)明的目的在于提供一種蝶閥裝置及其制造方法，從而使蝶閥裝置的制造時間減少，且可防止閥盤失調(diào)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該蝶閥裝置包括閥體、多個閥盤、多個閥軸、以及至少一個連接件。該閥體具有多個閥通道，所述多個閥盤分別布置在多個閥通道中。所述多個閥軸由閥體支撐。所述多個閥軸大體在軸向上對齊。所述多個閥軸分別支撐著所述多個閥盤。所述至少一個連接件使多個閥軸彼此相連。所述多個閥軸由金屬制成，所述至少一個連接件由樹脂制成。所述多個閥軸包括兩個閥軸，其在軸向上彼此相鄰。彼此相鄰的所述兩個閥軸在軸向上彼此之間形成間隙。這兩個閥軸通過形成所述至少一個連接件而相連。
可變進(jìn)氣裝置包括進(jìn)氣歧管和蝶閥裝置，進(jìn)氣歧管具有多個彼此分支的分支通道，每個分支通道與每個閥通道彼此相通。
一種制造蝶閥裝置的方法，包括閥盤成形步驟、閥體成形步驟、以及連接件成形步驟。所述多個閥盤在閥盤成形步驟中由樹脂形成，從而多個閥盤分別由多個閥軸支撐。閥體在閥體成形步驟中由樹脂形成，從而閥體支撐著多個閥軸。在該多個閥軸的軸向上，該多個閥軸之間形成間隙。該至少一個連接件在連接件成形步驟中由樹脂形成，從而該至少一個連接件使彼此相鄰的該多個閥軸相連。連接件成形步驟在大體同時進(jìn)行閥盤成形步驟和閥體成形步驟之后進(jìn)行。
在上述結(jié)構(gòu)和方法中，可防止由多個閥軸支撐的多個閥盤由于因熱膨脹和熱收縮而相對于多個閥通道對不齊從而功能失效。此外，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，可減少連接多個閥軸所需的時間，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，多個閥軸通過彈簧銷或片簧彼此相連。這樣，本發(fā)明可以減少蝶閥裝置和可變進(jìn)氣裝置的制造時間。


在參考附圖并閱讀下面的詳細(xì)說明后，本發(fā)明的上述以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中圖1A為蝶閥裝置的側(cè)剖視圖，圖1B為沿圖1A中的線IB-IB截取的，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的閥軸的側(cè)剖視圖；圖2為容納有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的可變進(jìn)氣裝置的側(cè)剖視圖，其中該蝶閥裝置打開；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的可變進(jìn)氣裝置的透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的透視圖；圖5為容納有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的可變進(jìn)氣裝置的側(cè)剖視圖，其中該蝶閥裝置大體關(guān)閉；圖6為制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的流程圖；圖7為在用于形成根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的蝶閥裝置的模具中形成的模腔的側(cè)視圖；圖8為在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模具中部分填充有材料的模腔的側(cè)剖視圖；圖9為在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模具中基本完全填充有材料的模腔的側(cè)剖視圖；圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例的蝶閥裝置的側(cè)剖視圖；圖11為本發(fā)明第三實(shí)施例的蝶閥裝置的側(cè)剖視圖；圖12為本發(fā)明第四實(shí)施例的蝶閥裝置的側(cè)剖視圖；圖13為本發(fā)明第一實(shí)施例的變化例的蝶閥裝置的側(cè)剖視圖；
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)如圖1A、1B、2、3所示，可變進(jìn)氣裝置10安裝在進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)，通過該進(jìn)氣系統(tǒng)，進(jìn)氣被供給到例如車輛的V型8氣缸發(fā)動機(jī)。該可變進(jìn)氣裝置10包括進(jìn)氣歧管12和蝶閥20。
進(jìn)氣歧管12包括平衡箱14、低轉(zhuǎn)數(shù)通道16和高轉(zhuǎn)數(shù)通道18。平衡箱14與進(jìn)氣通道中的節(jié)氣門下游的通道連通，通過進(jìn)氣通道，進(jìn)氣在流過空氣凈化器后通過。
八個低轉(zhuǎn)數(shù)通道16和八個高轉(zhuǎn)數(shù)通道18相應(yīng)于發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)量而設(shè)。低轉(zhuǎn)數(shù)通道16和高轉(zhuǎn)數(shù)通道18構(gòu)造成進(jìn)氣歧管12的分支通道。低轉(zhuǎn)數(shù)通道16的每個上游端與平衡箱14相通，低轉(zhuǎn)數(shù)通道16的每個下游端與發(fā)動機(jī)的相應(yīng)氣缸相通。
蝶閥裝置20的八個閥通道30分別與平衡箱14相通。高轉(zhuǎn)數(shù)通道18的每個上游端與相應(yīng)的閥通道30相通，高轉(zhuǎn)數(shù)通道18的每個下游端與相應(yīng)的低轉(zhuǎn)數(shù)通道16的中間位置相通。
如圖2、4所示，蝶閥裝置20由閥體22、閥軸24、閥盤26、連接件28等構(gòu)成。
閥體22由樹脂制成，進(jìn)氣歧管12中容納著閥體22，從而進(jìn)氣歧管12固定到閥體22上。閥體22包括閥通道30，其分別形成為大體圓柱形。四個閥通道30以兩排畫出。每個閥通道30的上游端與平衡箱14相通，每個閥通道30的下游端與相應(yīng)的高轉(zhuǎn)數(shù)通道18相通。八個閥軸24分別由金屬形成為大體圓條棒形，每個閥軸24由閥體22中的金屬軸承32支撐，從而閥軸24穿過相應(yīng)的閥通道30。每個閥盤26由樹脂形成為盤形。閥盤26布置在相應(yīng)的閥通道30中，每個閥盤26固定到穿過閥通道30的相應(yīng)的閥軸24上。四個閥軸24分別穿過布置成大體一排的四個閥通道30。四個閥軸24在其軸向上大體同軸布置。彼此相鄰的四個閥軸24通過其間的連接件28相連。因此，四個閥盤26由四個閥軸24來支撐，從而四個閥軸24和四個閥盤26一體旋轉(zhuǎn)。
接下來，描述閥軸24和連接件28的連接結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，閥軸24的每端具有耦接部34。耦接部34具有一個橫斷面，其大體垂直于閥軸24的軸線。耦接部34的該橫斷面大體為半圓形。每個耦接部34具有平坦面36，其形成耦接部34的半圓形橫斷面的弦。彼此相鄰的閥軸24的耦接部34沿著其徑向彼此相配合，從而平坦面36彼此面對面接觸。
彼此相鄰的耦接部34在其軸向上彼此之間形成間隙38。耦接部34的每個平坦面36大體與閥軸24的軸線平行。彼此相鄰的閥軸24的外周被樹脂做的連接件28罩住，從而相鄰的閥軸24彼此相連。形成連接件28的樹脂材料夾在形成于相鄰的閥軸24之間的間隙38中，從而相鄰的連接件28之間的連接強(qiáng)度得到增強(qiáng)。形成連接件28的樹脂材料可以選用適當(dāng)?shù)牟牧?，例如，連接件28的樹脂材料可以選自己知材料，如聚酰胺，其具有彈性。
用節(jié)氣門來控制進(jìn)氣流量。在穿過節(jié)氣門后，進(jìn)氣流入此可變進(jìn)氣裝置10的平衡箱14中。如圖5所示，當(dāng)每個閥通道30被相應(yīng)的閥盤26關(guān)閉時，流入平衡箱14的進(jìn)氣通過相應(yīng)的低轉(zhuǎn)數(shù)通道16供給到發(fā)動機(jī)相應(yīng)的氣缸中。如圖2所示，當(dāng)每個閥盤26打開相應(yīng)的閥通道30時，流入平衡箱14的進(jìn)氣通過閥通道30和高轉(zhuǎn)數(shù)通道18供給到相應(yīng)的發(fā)動機(jī)氣缸中，其中高轉(zhuǎn)數(shù)通道8中的流阻小于低轉(zhuǎn)數(shù)通道16中的流阻。
低轉(zhuǎn)數(shù)通道16的流道長度既大于閥通道30的流道長度，也大于高轉(zhuǎn)數(shù)通道18的流道長度。因此，分別供給到氣缸中的進(jìn)氣量根據(jù)用閥盤26對閥通道30進(jìn)行的打開和關(guān)閉而改變。
接下來，參考附圖6描述可變進(jìn)氣裝置10中所用的蝶閥裝置20的制造方法。在步驟S 1中，如圖7所示，組裝有軸承32的各金屬閥軸24放置到成形模具40中，從而使四個金屬閥軸24布置成兩排。接著，緊緊關(guān)閉成形模具40。在此情況下，彼此相鄰的閥軸24布置成使得相鄰的閥軸24之間在軸向上形成間隙38，且耦接部34的平坦面36彼此面對面接觸。
接下來，在步驟S2中，如圖8所示，注射裝置將熔融樹脂注射到成形模具40中，以大體同時形成八個閥盤26和閥體22。具體而言，成形模具40在預(yù)定位置于模具內(nèi)形成第一腔42和第二腔44。接著，熔融樹脂注射到第一腔42和第二腔44中。當(dāng)注射到第一腔42和第二腔44中的熔融樹脂冷卻到低于其玻璃化轉(zhuǎn)變(grass-transition)溫度時，熔融樹脂固化，過程進(jìn)行到步驟S3。
在步驟S3中，如圖9所示，注射裝置將熔融樹脂注射到成形模具40中，以便大體同時形成六個連接件28。具體而言，模具在預(yù)定位置形成用于形成連接件28的第三腔46，以圍繞著閥軸24的耦接部34。注射裝置將熔融樹脂注射到第三腔46中，當(dāng)注射到第三腔46中的熔融樹脂冷卻到低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，熔融樹脂固化，且模具40打開。接著，從成形模具40中取出蝶閥裝置20，成為一個產(chǎn)品。
在此實(shí)施例中，每個閥盤26和每個閥體22由樹脂大體同時形成。在這種情況下，每個閥軸24的熱膨脹量就容易變大。但是，每個連接件28在閥盤26和閥體22之后形成，從而在閥軸24冷卻到熱收縮后連接每個閥軸24。
此外，即使在當(dāng)連接件28由樹脂做成以連接閥軸24時軸向相鄰的金屬閥軸24熱膨脹的情況下，軸向相鄰的金屬閥軸24布置成彼此間形成間隙38，且閥軸24比樹脂冷卻得早，從而金屬閥軸24可以在其軸向上熱收縮。這樣，在閥軸24足夠熱收縮的情況下使閥軸24彼此相連。即，在閥通道30的尺寸變化被閥軸24的熱收縮而產(chǎn)生的閥軸24的軸向移動而吸收的情況下閥軸24彼此相連。因此，可阻止由閥軸24支撐的閥盤26由于例如與閥通道30的不對齊而產(chǎn)生失效。此外，在此實(shí)施例中，閥軸24通過由樹脂形成的連接件28而相連。因此，連接閥軸24所需要的時間與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比有所減少，其中在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，閥軸使用彈簧銷和片簧彼此相連。這樣，本發(fā)明制造蝶閥裝置20的時間就縮短了，從而制造可變進(jìn)氣裝置10的時間也縮短了。
另外，在可變進(jìn)氣裝置10的使用狀況下，通過間隙38彼此軸向相鄰的閥軸24可以產(chǎn)生與-40℃-120℃的周向溫度變化范圍相應(yīng)的熱收縮。但是，即使在這種情況下，熱收縮也可以被連接件28中的彈性變形吸收。這樣，可以防止閥盤26在可變進(jìn)氣裝置10的使用狀況下失效。
在此實(shí)施例中，相鄰閥軸24的耦接部34在其徑向上彼此配合，且耦接部34由連接件28罩住。借此，可防止相鄰的閥軸24在操作可變進(jìn)氣裝置10的情況下相對于彼此產(chǎn)生扭曲。因此，通過連接件28彼此相連的四個閥軸24和由四個閥軸24支撐的四個閥盤26可以彼此同步一體旋轉(zhuǎn)。
(第二到第四實(shí)施例)如圖10所示，在第二實(shí)施例的蝶閥裝置50中的閥軸24的徑向上，平行銷60穿通彼此相鄰的閥軸24的耦接部34。
如圖11所示，在第三實(shí)施例的蝶閥裝置100中，彼此相鄰的兩個閥軸24分別具有耦接部110、120。一個閥軸24的一個耦接部110與另一個閥軸24的另一個耦接部120配合。一個閥軸24的耦接部110具有在整個寬度上的扁平結(jié)構(gòu)(width across flat)。具體地，一個閥軸24的耦接部110具有大體平坦的外表面112、114，其大體彼此平行。所述在整個寬度上的扁平結(jié)構(gòu)的大體平坦的外表面112、114彼此徑向隔開。這樣，耦接部110的外表面112、114分別與耦接部120的內(nèi)表面122、124面對面接觸，從而耦接部110、120彼此徑向配合。
如圖12所示，在第四實(shí)施例的蝶閥裝置150中，閥軸24的耦接部34分別具有平坦表面160，其相對于閥軸24的軸線傾斜。具體地，在此實(shí)施例中，每個平坦表面160在閥軸24的徑向上朝著閥軸24(耦接部34)的端面傾斜到外側(cè)?？蛇x地，每個平坦表面160也可以朝著閥軸24的端面徑向向內(nèi)傾斜。這樣，在此實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，彼此相鄰的閥軸24的耦接部34徑向彼此配合，從而平坦表面160彼此面對面接觸。
在上述第二到第四實(shí)施例中，金屬閥軸24通過其間的間隙38軸向布置，并通過形成連接件28相連。因此，上述第二到第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生類似于第一實(shí)施例的效果。
(變化例)本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例。例如，如圖13所示，間隙38可以軸向形成于閥軸24的相鄰端面之間，而不用在相鄰的閥軸24中形成耦接部34。
可變進(jìn)氣裝置10的所有通道16、18、蝶閥裝置20的通道30、閥軸24、閥盤26、以及連接件28的數(shù)量可以根據(jù)例如發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)量適當(dāng)改變。
除了設(shè)在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的可變進(jìn)氣裝置10外，或取代該裝置10的是，蝶閥裝置20可以用作設(shè)在發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中的一個裝置的至少一個部件。
在上述結(jié)構(gòu)中，連接件由樹脂制成，從而連接件可填充到在軸向上位于彼此相鄰的閥軸之間的間隙中。因此，相鄰的閥軸間的連接部的強(qiáng)度可以得到增強(qiáng)。
閥盤、閥體、以及連接件的成形步驟的順序可以與上述實(shí)施例中的順序不同。例如，閥盤、閥體、和連接件的成形步驟可以按此順序進(jìn)行?？蛇x地，閥體和連接件成形步驟也可以在完成閥盤成形步驟之后同時進(jìn)行。
應(yīng)當(dāng)意識到，雖然已描述的本發(fā)明的實(shí)施例中的步驟包括特定的步驟順序，但是本文中沒有描述的其他可選的包括其他各種成形步驟順序的實(shí)施例也包含在本發(fā)明的這些步驟之內(nèi)。
在不偏離本發(fā)明的精神的前提下，本發(fā)明可以做各種修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種蝶閥裝置(20、50、100、150)，其特征在于，包括閥體(22)，其具有多個閥通道(30)；多個閥盤(26)，其分別布置在所述多個閥通道(30)中；多個閥軸(24)，其由閥體(22)支撐，所述多個閥軸(24)在軸向上大體對齊，所述多個閥軸(24)分別支撐著所述多個閥盤(26)；和至少一個連接件(28)，其將所述多個閥軸(24)彼此連接在一起，其中，所述多個閥軸(24)由金屬制成；所述至少一個連接件(28)由樹脂制成；所述多個閥軸(24)包括兩個閥軸(24)，其在軸向上彼此相鄰；彼此相鄰的所述兩個閥軸(24)之間在軸向上形成一個間隙(38)，以及通過形成所述至少一個連接件(28)將所述兩個閥軸(24)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)，其中所述至少一個連接件(28)由具有彈性的樹脂制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)，其中所述至少一個連接件(28)填充到形成于兩個閥軸(24)之間的間隙(38)中，所述兩個閥軸(24)在軸向上彼此相鄰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)，其中所述至少一個連接件(28)至少部分圍繞著彼此相鄰的所述兩個閥軸(24)的外周。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)，其中彼此相鄰的所述兩個閥軸(24)在徑向上彼此配合。
6.一種可變進(jìn)氣裝置(10)，包括進(jìn)氣歧管(12)，其具有多個彼此分支的分支通道(16、18)；以及根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)，其中每個分支通道(16、18)與每個閥通道(30)相通。
7.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蝶閥裝置(20、50、100、150)的方法，該方法包括在閥盤成形步驟中用樹脂形成多個閥盤(26)，從而所述多個閥盤(26)分別由所述多個閥軸(24)支撐；在閥體成形步驟中用樹脂形成一個閥體(22)，從而該閥體(22)支撐所述多個閥軸(24)，彼此相鄰的所述多個閥軸(24)之間在軸向上形成間隙(38)；和在連接件成形步驟中用樹脂形成至少一個連接件(28)，從而該至少一個連接件(28)使彼此相鄰的所述多個閥軸(24)相連，其中，在大體上同時進(jìn)行閥盤成形步驟和閥體成形步驟后執(zhí)行所述連接件成形步驟。
8.一種制造蝶閥裝置(20、50、100、150)的方法，該方法的特征在于，包括在閥軸放置步驟中在形成于成形模具(40)中的腔(42、44)中放置多個閥軸(24)，從而所述多個閥軸(24)在軸向上大體對齊，在軸向上彼此相鄰的所述多個閥軸中的兩個閥軸(24)之間形成間隙(38)；在閥盤成形步驟中用樹脂形成多個閥盤(26)，從而每個閥盤(26)固定到每個閥軸(24)上；在閥體成形步驟中用樹脂形成一個閥體(22)，從而該閥體(22)可旋轉(zhuǎn)地支撐所述多個閥軸(24)；以及在連接件成形步驟中用樹脂形成至少一個連接件(28)，從而所述至少一個連接件(28)中的一個使彼此相鄰的所述多個閥軸(24)中的兩個閥軸相連，其中，閥軸放置步驟在閥盤成形步驟、閥體成形步驟、以及連接件成形步驟所有這些步驟進(jìn)行之前進(jìn)行，且連接件成形步驟在大體上同時進(jìn)行閥盤成形步驟和閥體成形步驟之后進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在所述閥體成形步驟中，所述閥體(22)形成為具有多個閥通道(30)，以及在閥盤成形步驟中，所述多個閥盤(26)形成為使每個閥盤(26)布置在閥體(22)的每個閥通道(30)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述多個閥軸(24)由金屬制成，以及彼此相鄰的所述兩個閥軸(24)通過在連接件成形步驟中用樹脂形成至少一個連接件(28)中的一個而相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，所述至少一個連接件(28)由具有彈性的樹脂制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，在連接件成形步驟中，所述至少一個連接件(28)中的一個填充到形成于彼此相鄰的兩個閥軸(24)之間的間隙(38)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，在連接件成形步驟中，所述至少一個連接件(28)中的一個形成為至少部分圍繞所述兩個閥軸(24)的外周。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，閥軸放置步驟包括閥軸配合步驟，其中彼此相鄰的兩個閥軸(24)彼此配合，從而這兩個閥軸(24)在徑向上固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蝶閥裝置(20、50、100、150)，包括閥體(22)、閥盤(26)、閥軸(24)和連接件(28)。閥體(22)具有閥通道(30)，閥盤(26)分別布置在閥通道(30)中。閥軸(24)由閥體(24)支撐，從而閥軸(24)在軸向上大體對齊。所述多個閥軸(24)分別支撐著閥盤(26)，連接件(28)連接著彼此相鄰的閥軸(24)。閥軸(24)由金屬制成，連接件(28)由樹脂制成。彼此相鄰的閥軸(24)之間在軸向上形成一個間隙(38)。通過形成連接件(28)而使閥軸(24)相連。
文檔編號F16K1/22GK1766294SQ20051011814
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者中山利明 申請人:株式會社電裝