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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Drosselventilvorrichtung, die als bspw. eine elektronische Drosselvorrichtung zum Steuern einer Ansaugluft einer Maschine, ein AGR-Ventil, das in einem Abgaszirkulationssystem verwendet wird, ein Ansaugdurchgangsdrucksteuerungsventil für eine Dieselmaschine und ein Unterdrucksteuerungsventil zum Steuern einer Wasserstoffkonzentration einer Brennstoffzelle verwendet werden kann. Im Speziellen betrifft die vorliegende Offenbarung eine Drosselventilvorrichtung, die ein Ventil bei einer geringfügig geöffneten Position (nachstehend wird diese Position als eine „Ventilzwischenöffnungsposition“ bezeichnet) anstatt bei einer vollständig geschlossenen Position hält, bei der das Ventil durch eine Schraubenfeder, die das Ventil vorspannt, vollständig geschlossen ist.
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HINTERGRUND
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Beispielsweise wird in einer elektronischen Drosselvorrichtung, wenn der Motor der elektronischen Drosselvorrichtung keine Antriebskraft erzeugt, das Drosselventil betrieben, um bei der Ventilzwischenöffnungsposition zu stoppen anstatt bei einer vollständig geschlossenen Position, um den Ansaugdurchgang zu schließen, sodass das Fahrzeug ein Notfahren durchführen kann, selbst falls ein Fehler in einer Maschinensteuerungseinheit, die einen Betriebszustand der Maschine steuert, oder in der elektronischen Drossel auftritt.
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In der elektronischen Drosselvorrichtung, die in Patentliteratur 1 (
JP 2003 -
120335 A ) beschrieben ist, wird eine Schraubenfeder verwendet und aus Harz hergestellte Führungen sind an beiden Enden der Schraubenfeder angeordnet. Wenn das Drosselventil von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geschlossenen Position gedreht wird, dient eine der zwei aus Harz hergestellten Führungen als ein Anschlag und die andere der zwei aus Harz hergestellten Führungen dreht zusammen mit der Schraubenfeder. Andererseits, wenn das Drosselventil von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geöffneten Position gedreht wird, dient die andere der zwei Führungen als ein Anschlag, während die eine der zwei Führungen zusammen mit der Schraubenfeder dreht.
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Jedoch gleitet in der elektronischen Drosselvorrichtung, die in Patentliteratur 1 beschrieben ist, eine der zwei Führungen an dem Körper oder dem Ventilzahnrad, wenn das Drosselventil dreht. Deshalb führt der Widerstand aufgrund des Gleitens zu einer großen Hysterese, wie durch eine Linie „a“ in 13 gezeigt ist, und deshalb ist es schwierig, eine Drehung des Drosselventils in einer Öffnungsrichtung oder einer Schließrichtung über die Ventilzwischenöffnungsposition hinweg genau zu steuern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In Anbetracht des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Gleitwiderstand einer aus Harz hergestellten Führung mit Bezug auf einen Körper und ein Ventilzahnrad zu verringern, wenn die Führung dreht.
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In einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat eine Drosselventilvorrichtung einen Körper, eine Welle, ein Paar Lager, ein Ventil, einen Motor, ein Ventilzahnrad, eine Schraubenfeder, eine erste Führung und eine zweite Führung. Der Körper definiert in sich einen Durchgang und einen Motorraum. Die Welle erstreckt sich in dem Durchgang des Körpers in eine Richtung senkrecht zu dem Durchgang. Das Paar Lager ist an beiden Seiten des Durchgangs des Körpers angeordnet und das Paar Lager stützt drehbar die Welle. Das Ventil dreht zusammen mit der Welle, um den Durchgang wahlweise zu öffnen und zu schließen. Der Motor ist in dem Motorraum des Körpers angeordnet. Der Motor dreht in Erwiderung auf ein elektrisches Signal. Das Ventilzahnrad ist koaxial mit der Welle in dem Körper angeordnet. Das Ventilzahnrad ist mit der Welle über einen Hebel verbunden, sodass das Ventilzahnrad eine Drehung des Motors zu der Welle überträgt. Die Schraubenfeder ist zwischen dem Ventilzahnrad und dem Ventil in dem Körper angeordnet. Die Schraubenfeder bringt eine Vorspannkraft auf, wenn die Drehung des Motors zu der Welle übertragen wird. Die erste Führung bedeckt eine Seite der Schraubenfeder. Die zweite Führung bedeckt die andere Seite der Schraubenfeder. Wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung hat einen kreisförmigen Halter, der einer Endfläche der Schraubenfeder zugewandt ist, einen Federendehalteabschnitt, der von dem kreisförmigen Halter nach außen vorsteht und gestaltet ist, um ein Federende der Schraubenfeder zu halten, eine Nabe, die mit der Welle drehbar verbunden ist, und einen Verbindungsabschnitt, der die Nabe und den kreisförmigen Halter verbindet. Die erste Führung ist in Kontakt mit dem Hebel nur an einer Endfläche der Nabe, wenn die wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung die erste Führung ist. Die zweite Führung ist in Kontakt mit einem von dem Paar Lager, das näher zu dem Ventilzahnrad gelegen ist, an einer Endfläche der Nabe, wenn die wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung die zweite Führung ist.
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Demzufolge ist es möglich, einen Kontaktbereich bzw. eine Kontaktfläche zwischen der Schraubenfeder und der Führung zu verringern, wenn die Führung dreht.
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In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat der Verbindungsabschnitt der wenigstens einen von der ersten Führung und der zweiten Führung eine Dicke in einer Axialrichtung, die geringer als die der Nabe und des kreisförmigen Halters ist, derart, dass ein Raum durch den Verbindungsabschnitt, die Nabe und den kreisförmigen Halter definiert ist.
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Als eine Folge kann ein Teil von wenigstens einem Bauteil von den Bauteilen Ventilzahnrad und Körper in dem Innenraum beherbergt werden, und somit kann die Drosselventilvorrichtung verkleinert werden.
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In einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bilden der Verbindungsabschnitt und die Nabe eine T-Form in einem Querschnitt.
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In einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bilden der Verbindungsabschnitt und die Nabe eine L-Form in einem Querschnitt.
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In einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung die erste Führung, und die Nabe der ersten Führung ist zu dem Hebel hin verjüngt.
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Demzufolge kann der Kontaktbereich bzw. die Kontaktfläche zwischen der ersten Führung und dem Hebel verringert werden.
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In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung die zweite Führung und die Nabe der zweiten Führung ist zu dem einen von dem Paar Lagern hin verjüngt.
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Demzufolge kann der Kontaktbereich bzw. die Kontaktfläche zwischen der zweiten Führung und dem Lager verringert werden.
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In einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat der Verbindungsstift eine Scheibenform und hat eine radiale Rippe, die an einer Außenfläche des Verbindungsabschnitts ausgebildet ist.
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Demzufolge kann die Festigkeit des Verbindungsabschnitts erhöht werden.
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In einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind die wenigstens eine von der ersten Führung und der zweiten Führung die erste Führung und die zweite Führung, und ein bestimmter Spalt ist zwischen der Nabe der ersten Führung und der Nabe der zweiten Führung ausgebildet.
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Deshalb kann der Gleitwiderstand zwischen der ersten Führung und der zweiten Führung eliminiert werden.
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In einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung haben die erste Führung und die zweite Führung die gleiche Form.
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Als eine Folge kann die Montagezeit verkürzt werden, die Montageeinrichtungskosten können verringert werden und die Komponentenkosten können verringert werden.
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Figurenliste
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Die Offenbarung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser wird am besten von der folgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden.
- 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer elektronischen Drossel.
- 2 ist eine Vorderansicht eines Körpers.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Schraubenfeder und eine erste und zweite Führung zeigt.
- 4 ist eine Vorderansicht einer ersten Führung.
- 5 ist eine Seitenansicht der ersten Führung, die in 4 gezeigt ist.
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI in 4.
- 7 ist eine Rückansicht der ersten Führung, die in 4 gezeigt ist.
- 8 ist eine Vorderansicht der Schraubenfeder, die in der ersten Führung angeordnet ist.
- 9 ist eine Seitenansicht der ersten Führung, die in 8 gezeigt ist.
- 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts X in 6.
- 11 ist eine Querschnittsansicht der ersten und zweiten Führung vor einer Montage.
- 12 ist eine Querschnittsansicht der ersten und zweiten Führung nach einer Montage.
- 13 ist ein Diagramm, das eine Hysterese zeigt.
- 14 ist eine Querschnittsansicht einer Führung gemäß einer Modifikation.
- 15 ist eine Querschnittsansicht einer Führung gemäß einer weiteren Modifikation.
- 16 ist eine Vorderansicht, die ein Ventilzahnrad von 2 zeigt.
- 17 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVII-XVII in 16.
- 18A ist eine Querschnittsansicht entlang Linie XVIII-XVIII von 17 bei einer Ventilzwischenöffnungsposition.
- 18B ist eine Querschnittsansicht entlang Linie XVIII-XVIII von 17 bei einer vollständig geschlossenen Position.
- 18C ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVIII-XVIII von 17 bei einer vollständig geöffneten Position.
- 19A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX in 17 bei der Ventilzwischenöffnungsposition.
- 19B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX in 17 bei der vollständig geschlossenen Position.
- 19C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIX-XIX in 17 bei der vollständig geöffneten Position.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein Ausführungsbeispiel, in dem die vorliegende Offenbarung auf eine elektronische Drosselvorrichtung angewendet ist, wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Drosselventilvorrichtung der vorliegenden Offenbarung weitläufig als eine Drosselventilvorrichtung wie ein AGR-Ventil, ein Dieselmaschinenansaugdurchgangsdrucksteuerungsventil und ein Brennstoffzellenunterdrucksteuerungsventil verwendet werden. Deshalb werden die Begriffe Drosselwelle, Drosselventil und dergleichen verwendet, weil die vorliegende Erfindung auf die elektronische Drosselvorrichtung angewendet ist, aber die Verwendungen der Welle und des Ventils sind nicht notwendigerweise auf die Drossel beschränkt.
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht der elektronischen Drosselvorrichtung. Ein Abriss der elektronischen Drosselvorrichtung 1 wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Die elektronische Drosselvorrichtung 1 ist in einem Maschinenabteil angeordnet und steuert eine Strömungsrate einer Ansaugluft, die in eine Maschine angesaugt wird. Eine Maschinensteuerungseinheit (nicht gezeigt) berechnet eine optimale Ansaugmenge gemäß einer Beschleunigerpedalbetätigung eines Fahrers, einem Maschinendrehzustand und dergleichen und gibt einen Drehbetrag gemäß den Berechnungsergebnissen zu dem Motor 100 aus.
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Der Motor 100 ist in einem Motorraum 330 eines Körpers 300 angeordnet, und die Drehung des Motors 100 wird zu einem Reduktionsmechanismus 200 über ein Ritzel 102 übertragen, das an eine Motorwelle 101 pressgepasst und an dieser fixiert ist. Wie in 2 gezeigt ist, kämmt in dem Reduktionsmechanismus 200 ein großdurchmessriger Zahnradabschnitt 202 eines Zwischenzahnrads 201 mit dem Motorritzel 102. Das Zwischenzahnrad 201 ist gehalten, um um die Zwischenwelle 203 herum drehbar zu sein. Die Zwischenwelle 203 ist in ein Passloch 301 des Körpers 300 pressgepasst und in diesem fixiert.
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Ein kleindurchmessriger Zahnradabschnitt 204 des Zwischenzahnrads 201 kämmt mit Zahnabschnitten 211, die in einer Bogenform an einer Außenumfangsfläche des Ventilzahnrads 210 ausgebildet sind, und die Drehung des Motorritzels 102 wird zu dem Ventilzahnrad 210 über das Zwischenzahnrad 201 übertragen. Deshalb hat der Reduktionsmechanismus 200 das Motorritzel 102, den großdurchmessrigen Zahnradabschnitt 202 und den kleindurchmessrigen Zahnradabschnitt 204 des Zwischenzahnrads 201 und die Zahnabschnitte 211 des Ventilzahnrads 210. Die Reduktionsrate ist so, dass, wenn die Motorwelle 101 28-mal dreht, sich ein Zahnabschnitt 211 des Ventilzahnrads 210 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn voranbewegt.
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Halbkreisbogenförmige Magneten 220 und 221 sind in einem Innenumfang eines becherförmigen Mittelabschnitts 212 des Ventilzahnrads 210 angeordnet, und die Magneten 220 und 221 bilden einen magnetischen Kreis. Ein scheibenförmiger Hebel 401 ist in einem tiefen Abschnitt (der unteren Seite in 1) des becherförmigen Mittelabschnitts 212 des Ventilzahnrads 210 angeordnet. Die Magneten 220 und 221 und der Hebel 401 sind mit dem Ventilzahnrad 210 einsatzgeformt.
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Der Hebel 401 ist an einem Ende der Drosselwelle 402 durch Gesenkformen fixiert. Deshalb ist das Ventilzahnrad 210 mit der Drosselwelle 402 über den Hebel 401 verbunden, und eine Drehung des Ventilzahnrads 210 wird zu der Drosselwelle 402 übertragen. Ein scheibenförmiges Drosselventil 400 ist durch Schrauben 403 an der Drosselwelle 402 fixiert, und das Drosselventil 400 erhöht oder verringert den Öffnungsbereich eines Ansaugdurchgangs 320, der in dem Körper 300 ausgebildet ist, gemäß der Drehung von sich.
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Ein offenes Ende 303 (die obere Seite in 1) des Körpers 300 ist mit einer Abdeckung 500 bedeckt. Die Abdeckung 500 ist aus einem Harz wie Polybutylenterephthalat ausgebildet, und Rippen sind an bestimmten Stellen ausgebildet, um die Festigkeit von dieser zu erhöhen. Ein Paar Drehwinkelsensoren 510, die Hall-ICs sind, sind in der Abdeckung 500 an Positionen korrespondierend zu einer Achse 407 der Drosselwelle 402 angeordnet. Der Drehwinkelsensor 510 ist an der Abdeckung 500 fixiert. Jedoch sind das Paar bogenförmiger Magneten 220 und 221, die mit dem Ventilzahnrad 210 einsatzgeformt sind, an einem Außenumfang des Drehwinkelsensors 510 angeordnet. Dann drehen die Magneten 220, 221 um die Achse 407 gemäß der Drehung der Drosselwelle 402. Demzufolge wird der magnetische Kreis zu einer Position entsprechend dem Drehwinkel des Drosselventils 400 bewegt. Der Drehwinkelsensor 510 erfasst die Änderung der magnetischen Kraft, die durch die Positionsänderung in dem magnetischen Kreis bewirkt wird, und erfasst somit einen Öffnungsgrad des Drosselventils 400. Dann wird die erfasste Positionsinformation zu einer Maschinensteuerungseinheit (nicht gezeigt) rückgemeldet.
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Die Drosselwelle 402 ist in dem Körper 300 durch Lager 405 und 406 drehbar gestützt, die an beiden Seiten des Drosselventils 400 angeordnet sind. Das Lager 405 ist ein Gleitlager und das Lager 406 ist ein Kugellager. Eine Öffnung 302 des Körpers 300 für die Drosselwelle 402 ist eine Öffnung für das einzusetzende Lager 405 und ist durch den Deckel 310 bedeckt.
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Ein Raum 321 zum Beherbergen des Ventilzahnrads 210 ist in dem Körper 300 ausgebildet, und eine Schraubenfeder 450 zum Drängen der Drosselwelle 402 ist in diesem Raum 321 angeordnet. Wie in 3 gezeigt ist, hat die Schraubenfeder 450 eine zylindrische Form und beide Enden 451, 452 von dieser sind gebogen, um radial nach außen vorzustehen.
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4 ist eine Vorderansicht der ersten Führung 460, und 5 ist eine Seitenansicht der ersten Führung 460. Wie in 4 und 5 gezeigt ist, ist ein kreisförmiger Halter 462 in der ersten Führung 460 ausgebildet, um eine entsprechende Form der Schraubenfeder 450 zu haben. Eine Endfläche 453 der Schraubenfeder 450 ist in dem Halter 462 beherbergt. Die erste Führung 460 hat eine Nabe, die in der Mitte von dieser ausgebildet ist, und die Drosselwelle 402 ist mit Spiel in ein Mittelloch 464 der Nabe 463 gepasst. Mit anderen Worten gesagt ist die erste Führung 460 drehbar um die Drosselwelle 402 angeordnet.
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Die Nabe 463 und der Halter 462 der ersten Führung 460 sind durch einen scheibenförmigen Verbindungsabschnitt 465 verbunden. Rippen 466 und 467 zum Erhöhen einer Festigkeit sind an beiden Flächen des Verbindungsabschnitts 465 ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, sind acht Rippen 466 an einer Fläche des Verbindungsabschnitts 465 über die gesamte Länge in der Radialrichtung von der Nabe 463 zu dem Halter 462 ausgebildet. Die Rippen 466 sind in Abständen von 45 Grad in der Umfangsrichtung angeordnet. Wie in 6 und 7 gezeigt ist, sind acht Rippen 467 an der anderen Fläche des Verbindungsabschnitts 465 nur um den Halter 462 herum ausgebildet. Die Rippen 467 sind in Abständen von 45 Grad in der Umfangsrichtung angeordnet. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI von 4, aber sie ist auf dem Kopf stehend mit Bezug zu 1 gezeigt.
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Ein Federendehalteabschnitt 468 ist ausgebildet, um von dem kreisförmigen Halter 462 der ersten Führung 460 radial vorzustehen. Der Federendehalteabschnitt 468 hat eine Haltefläche 4681, die mit dem Federende 451 in Kontakt ist, ein Loch 4682, durch das hindurch das Federende 451 eingesetzt ist, und einen Protektor 4683, der das Federende 451 bedeckt. Das Loch 4682 verbessert einen Montageprozess der Schraubenfeder 450, und der Protektor 4683 verbindet ein Abfallen der Schraubenfeder 450.
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8 und 9 zeigen einen Abschnitt der Schraubenfeder 450, der in dem kreisförmigen Halter 462 und dem Federendehalteabschnitt 468 der ersten Führung 450 angeordnet ist. In diesem Zustand ist das Federende 451 mit der ersten Führung 460 in Eingriff, aber gleichzeitig ist das Federende 452 auch in Eingriff mit der zweiten Führung 461. In diesem Zustand ist die Schraubenfeder 450 vorgespannt. Durch die Vorspannung wird das Federende 451 gegen die Haltefläche 4681 gedrückt.
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10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts X in 6. Wie in 10 gezeigt ist, ist die Nabe 463 in Richtung zu einer Außenseite (der unteren Seite in 19) verjüngt. Die Breite der Nabe 463 hat einen minimalen Wert an einem äußersten Abschnitt 4631. Des Weiteren, da der äußerste Abschnitt 4631 eine Ecke mit einer gekrümmten Fläche hat, ist die wesentliche Breite von diesem weiter verringert.
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Die vorstehende Beschreibung ist bzgl. der ersten Führung 460 gemacht, aber da die zweite Führung 461 die gleiche Form wie die erste Führung 460 hat, kann die Beschreibung der ersten Führung 460 auf die zweite Führung 461 angewendet werden. Auch in der Beziehung zwischen 6 und 1 ist die erste Führung 460 auf der Basis von 6 beschrieben worden, aber die zweite Führung 461 hat die gleiche Form, wie in 1 gezeigt ist.
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In dieser Weise ist es durch Ausbilden der ersten Führung 460 und der zweiten Führung 461, um die gleiche Form zu haben, nicht notwendig, die erste Führung 460 und die zweite Führung 461 zu der Zeit des Montierens zu klassifizieren, und als eine Folge kann eine Montagezeit verringert werden. Darüber hinaus können dadurch, dass sie die gleiche Form haben, die Kosten einer Montageausstattung verringert werden und die Kosten von Komponenten können verringert werden.
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Jedoch wird die zweite Führung 461 in einer entgegengesetzten Richtung mit Bezug auf die erste Führung 460 verwendet. Deshalb beherbergt und hält, wie in 3 gezeigt ist, der kreisförmige Halter 462 der ersten Führung 460 die eine Endfläche 453 der Schraubenfeder 450, während der kreisförmige Halterabschnitt 462 der zweiten Führung 461 die andere Endfläche 454 der Schraubenfeder 450 beherbergt und hält.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind die erste Führung 460, die Schraubenfeder 450 und die zweite Führung 461 um die Drosselwelle 402 herum an einer Rückseite (der unteren Seite in 1) des Ventilzahnrads 210 angeordnet. Dann ist der äußerste Abschnitt 4631 der Nabe 463 der ersten Führung 460 mit dem aus Metall hergestellten Hebel 401 in Kontakt gebracht, und der äußerste Abschnitt 4631 der Nabe 463 der zweiten Führung 461 ist mit einem Innenring 4061 (siehe 1) des Kugellagers 406 in Kontakt gebracht. Es sei angemerkt, dass 4062 einen Außenring des Kugellagers kennzeichnet und 4063 eine Kugel in den Zeichnungen kennzeichnet.
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Wie später beschrieben wird, ist der Körper 300 mit einem Federaufnehmer ausgebildet, der mit dem Federendehalteabschnitt 468 der ersten Führung 460 und dem Federendehalteabschnitt 468 der zweiten Führung 461 in Kontakt ist, um die Federkraft der Schraubenfeder 450 aufzunehmen. Des Weiteren, wenn jeder der Federendehalteabschnitte 468 mit dem jeweiligen Federaufnehmer in Kontakt ist, hält das Drosselventil 400 den Einlassdurchgang 320 bei einem Ventilzwischenöffnungszustand durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 450. Obwohl dieser Zwischenventilöffnungszustand in einer geschlossenen Position ist, schließt das Drosselventil 400 den Ansaugdurchgang 320 nicht vollständig, um ein Notfahren in dem Fall des Auftretens eines Fehlers zu gestatten. Das heißt der Ansaugdurchgang 320 ist geringfügig offen, sodass eine vorbestimmte Menge von Ansaugluft in den Ansaugdurchgang 320 strömen kann.
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Als nächstes wird der Montageprozess der Schraubenfeder 450 beschrieben. Wenn die Schraubenfeder 450 nicht vorgespannt ist, sind die erste Führung 460 und die zweite Führung 461 im Wesentlichen voneinander getrennt durch die Schraubenfeder 450, wie in 11 gezeigt ist. Selbst in dem Zustand von 11 beherbergt der kreisförmige Halter 462 der ersten Führung 460 die eine Endfläche 453 der Schraubenfeder 450, während der Federendehalteabschnitt 468 das Federende 451 hält. Des Weiteren beherbergt der kreisförmige Halter 462 der zweiten Führung 461 die andere Endfläche 454 der Schraubenfeder 450, während der Federendehalteabschnitt 468 das Federende 452 hält.
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Von diesem Zustand wird eine Vorspannung auf die Schraubenfeder 450 aufgebracht, sodass der Federendehalteabschnitt 468 der ersten Führung 460 mit dem Federaufnehmer des Ventilzahnrads 210 in Kontakt gebracht ist und der Federendehalteabschnitt 468 der zweiten Führung 461 mit dem Federaufnehmer des Körpers 300 in Kontakt gebracht ist. In diesem Zustand ist, wie in 12 gezeigt ist, ein Spalt zwischen der ersten Führung 460 und der zweiten Führung 461 verengt. Jedoch kann in diesem Beispiel, selbst falls der Spalt durch den Druck der Schraubenfeder 450 verengt ist, ein bestimmter Spalt α noch immer zwischen der Nabe 463 der ersten Führung 460 und der Nabe 463 der zweiten Führung 461 ausgebildet sein.
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Deshalb sind der Kontakt durch die erste Führung 460 und der Kontakt durch die zweite Führung 461 in einem montierten Zustand nur der Kontakt zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 der ersten Führung 460 und dem aus Metall hergestellten Hebel 401 und der Kontakt zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 der zweiten Führung 461 und dem Innenring 4061 des Kugellagers 406. Deshalb ist, wie nachstehend beschrieben ist, ein Gleitwiderstand, der während einer Drehung erzeugt wird, drastisch verringert.
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Wenn das Drosselventil 400 den Ansaugdurchgang 320 öffnet, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen, wird das eine Ende 451 der Schraubenfeder 450 bei einer Position gehalten, während das andere Ende 452 von dieser sich gemäß der Drehung der Drosselwelle 402 bewegt. In Erwiderung auf diese Bewegung bringt die Schraubenfeder 450 eine Rückstellkraft auf die Drosselwelle 402, das Ventilzahnrad 210 und schließlich den Motor 100 auf.
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Deshalb, wenn das Ventil von der Zwischenöffnungsposition zu der vollständig geöffneten Position gedreht wird, dreht die erste Führung 460 nicht und nur die zweite Führung 461 dreht. Als eine Folge tritt eine relative Positionsänderung zwischen der ersten Führung 460, die nicht dreht, und der Drosselwelle 402 auf, die dreht. Jedoch wird das Gleiten entlang der Axialrichtung der Drosselwelle 402 aufgrund der Positionsänderung der ersten Führung 460 nur zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 und dem aus Metall hergestellten Hebel 401 durchgeführt, und deshalb wird der Kontaktbereich zum Gleiten extrem klein. Dies gilt für die Drehung des Drosselventils 400, wenn das Drosselventil 400 von der vollständig geöffneten Position zu der Ventilzwischenöffnungsposition zurückkehrt.
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Andererseits, wenn das Drosselventil 402 den Ansaugdurchgang 320 schließt, um die Maschine in einen Leerlaufzustand zu bringen, dreht die Drosselwelle 402 von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geschlossenen Position. In diesem Fall wird das andere Ende 452 der Schraubenfeder 450 bei einer Position gehalten und das eine Ende 451 bewegt sich gemäß der Drehung der Drosselwelle 402, im Gegensatz zu dem Prozess des vollständigen Öffnens, wie vorstehend beschrieben ist. Dann bringt die Schraubenfeder 450 eine Öffnungskraft auf die Drosselwelle 402, das Ventilzahnrad 210 und schließlich den Motor 100 gemäß dieser Bewegung auf.
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In ähnlicher Weise wie bei der Situation des vollständigen Öffnens tritt die Positionsänderung relativ zu der Drosselwelle 402 in der Führung auf, die in Position gehalten wird, was in diesem Fall die zweite Führung 461 ist. Das Gleiten entlang der Axialrichtung der Drosselwelle 402 gemäß der Änderung der Position der zweiten Führung 461 während der relativen Drehung wird zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 der zweiten Führung 461 und dem Innenring 4061 des Kugellagers 406 durchgeführt. Auch in diesem Fall ist der Kontaktbereich während des Gleitens extrem klein. Diese relative Positionsänderung ist die gleiche, wenn das Drosselventil 402 von der vollständig geschlossenen Position zu der Ventilzwischenöffnungsposition zurückkehrt.
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Diese Bewegung wird mit Bezug auf 16 bis 19 beschrieben. 16 zeigt einen Abschnitt des Ventilzahnrads 210 in 2 an einer Position der Ventilzwischenöffnungsposition. 17 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie XVII-XVII in 16, und 18 und 19 sind Querschnittsansichten entlang einer Linie XVIII-XVIII und XIX-XIX in 17. 18A und 19A zeigen die Ventilzwischenöffnungsposition, 18B und 19B zeigen die vollständig geschlossene Position, und 18C und 19C zeigen die vollständig geöffnete Position.
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Wie in 18A und 18B gezeigt ist, ist der Federendehalteabschnitt 468 der ersten Führung 460, der das Federende 451 hält, in Kontakt mit einem Verriegelungs- bzw. Arretierstift 305 des Körpers 300, und das Ventilzahnrad 210 trennt sich einfach weg von dem Federendehalteabschnitt 468 während einer Zeitspanne zwischen der Ventilzwischenöffnungsposition (18A) und der vollständig geschlossenen Position (18B). Im Gegensatz dazu bewegt sich der Federendehalteabschnitt 468 in der Uhrzeigersinnrichtung durch das Ventilzahnrad 210 während einer Zeitspanne von der Ventilzwischenöffnungsposition (18A) zu der vollständig geöffneten Position (18C).
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Die Bewegung der zweiten Führung 461 ist in 19A und 19B gezeigt. Der Federendehalteabschnitt 468, der das Federende 452 hält, bewegt sich in der Gegenuhrzeigersinnrichtung im Inneren einer Bewegungsnut 306 des Körpers 300 gemäß der Drehung des Ventilzahnrads 210 während einer Zeitspanne zwischen der Ventilzwischenöffnungsposition (19A) und der vollständig geschlossenen Position (19B). Andererseits wird der Federendehalteabschnitt 468 mit einem Verriegelungs- bzw. Arretierende 307 in Eingriff gehalten, das ein Ende der Bewegungsnut 306 des Körpers 300 ist, während einer Zeitspanne von der Ventilzwischenöffnungsposition (19A) zu der vollständig geöffneten Position (19C). Somit bewegt sich der Federendehalteabschnitt 468 nicht.
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Wie vorstehend beschrieben ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn das Drosselventil 402 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 450 zu der vollständig geöffneten Position von der Ventilzwischenöffnungsposition als eine Mittelposition bewegt wird und wenn das Drosselventil 402 mit der Vorspannkraft der Schraubenfeder 450 zu der Ventilzwischenöffnungsposition von der vollständig geöffneten Position gedreht wird, findet ein Gleiten nur mit einem kleinen Kontaktbereich zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 der ersten Führung 460 und dem Metallhebel 401 statt. Im Gegensatz dazu, wenn das Drosselventil 402 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 450 zu der vollständig geschlossenen Position von der Ventilzwischenöffnungsposition gedreht wird und wenn das Drosselventil 402 mit der Vorspannkraft der Schraubenfeder 450 zu der Ventilzwischenöffnungsposition von der vollständig geschlossenen Position gedreht wird, findet ein Gleiten nur mit einem kleinen Kontaktbereich zwischen dem äußersten Abschnitt 4631 der Nabe 463 der zweiten Führung 461 und dem Innenring 1061 statt.
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Insbesondere da ein Gleiten durch die beiden Führungen 460 und 461 an der jeweiligen Nabe 463 stattfindet, findet das Gleiten mit einem minimalen Radius statt und das Gleitmoment aufgrund des Gleitwiderstands kann auch minimiert werden. Darüber hinaus, da der Hebel 401 und der Innenring 4061 aus einem dichten Metall hergestellt sind, ist der Reibungskoeffizient klein und der Gleitwiderstand für die Führungen 460 und 461, die aus einem Harz hergestellt sind, kann weiter verringert werden. Deshalb ist, wie in 13 gezeigt ist, die Hysterese signifikant verringert. Es sei angemerkt, dass in 13 „a“ eine Hysterese eines Vergleichsaufbaus kennzeichnet, in dem die Harzführung in vollständigem Kontakt mit dem Körper 300 und dem Ventilzahnrad 210 gleitet, und „b“ eine Hysterese dieses Ausführungsbeispiels kennzeichnet.
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Obwohl das Lager 406 in diesem Ausführungsbeispiel ein Kugellager ist, kann das Lager 406 ein Gleitlager ähnlich zu dem Lager 405 sein. Selbst in diesem Fall ist der Reibungskoeffizient klein und der Gleitwiderstand für die zweite Führung 461 ist auch klein. Alternativ kann das Gleitlager aus einem gesinterten Metall hergestellt sein, das mit Öl imprägniert ist.
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Des Weiteren bewegt sich in diesem Ausführungsbeispiel das Federende 452 der Schraubenfeder 450 nahe zu der zweiten Führung 461 während der Drehung von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständigen Position, und das Federende 451 nahe zu der ersten Führung 460 bewegt sich während der Drehung von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geschlossenen Position. Jedoch kann der Betrieb der Schraubenfeder 450 umgekehrt sein. Obwohl die Drehung des Motors 100 umgekehrt ist, ist der Betrieb der gleiche wie bei diesem Ausführungsbeispiel. Wie von 13 gesehen werden kann, ist der Betrag einer Drehung der Drosselwelle 402 größer, wenn sich das Drosselventil 403 von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständigen Öffnungsposition dreht als von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geschlossenen Position. Der Reibungskoeffizient des Lagers 406 ist kleiner als der des Hebels 401. Deshalb kann der Hystereseverringerungseffekt dadurch weiter erhöht werden, dass sich das Federende 452 der Schraubenfeder 450, das nahe zu der zweiten Führung 461 ist, bewegt, wenn eine Drehung von der Ventilzwischenöffnungsposition zu der vollständig geöffneten Position stattfindet.
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Obwohl das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist, kann die Form der Nabe 463 verschiedenartig geändert werden. Sie kann T-förmig sein, wie in 14 gezeigt ist, oder L-förmig, wie in 15 gezeigt ist. Da der Raum 469 zwischen der Nabe 463 und dem Verbindungsabschnitt 465 ausgebildet ist, ungeachtet davon, ob die Nabe 463 T-förmig oder L-förmig ist, kann die axiale Länge der Drosselwelle 402 der elektronischen Drosselvorrichtung 1 durch wirksames Nützen des Raums 469, um den vorstehenden Abschnitt des Körpers 300 oder das Ventilzahnrad 210 darin zu beherbergen, verringert werden.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend beschriebenen Beispiel der sehr kleine Spalt a zwischen der ersten Führung 460 und der zweiten Führung 461 ausgebildet. Wenn jedoch Naben 463 von beiden Führungen 460 und 461 aufgrund eines Montagefehlers in Kontakt miteinander kommen, kann solch ein geringfügiger Kontakt akzeptabel sein.
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Des Weiteren haben in dem vorstehenden Beispiel die erste Führung 460 und die zweite Führung 461 die gleiche Form, um eine Gesamtzeit eines Montageprozesses, die Montageeinrichtungskosten und die Komponentenkosten zu verringern. Falls es jedoch notwendig ist, die Formen der ersten Führung 460 und der zweiten Führung 461 aufgrund der Form des Ventilzahnrads 210 oder des Körpers 300 unterschiedlich voneinander zu machen, ist es unvermeidlich, die Formänderung zu gestatten. In diesem Fall ist es unvermeidlich, dass eine von der ersten Führung 460 und der zweiten Führung 461 bei einem Minimum mit dem Körper 300 oder dem Ventilzahnrad 210 an einer Position in Kontakt kommt, die anders ist als die Nabe 463. Des Weiteren hat in dem vorstehenden Beispiel der Verbindungsabschnitt eine Scheibenform, aber er kann eine andere Form haben.
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Eine Drosselventilvorrichtung hat einen Körper (300), eine Welle (402), ein Paar Lager (405, 406), ein Ventil (400), einen Motor (100), ein Ventilzahnrad (210), eine Schraubenfeder (450), eine erste Führung (460) und eine zweite Führung (461). Wenigstens eine von der ersten Führung (460) und der zweiten Führung (461) hat einen kreisförmigen Halter (462), der einer Endfläche (453, 454) der Schraubenfeder (450) zugewandt ist, einen Federendehalteabschnitt (468), der von dem kreisförmigen Halter (462) nach außen vorsteht und gestaltet ist, um ein Federende (451, 452) der Schraubenfeder (450) zu halten, eine Nabe (463), die mit der Welle (402) drehbar verbunden ist, und einen Verbindungsabschnitt (465), der die Nabe (463) und den kreisförmigen Halter (462) verbindet. Die erste Führung (460) ist in Kontakt mit einem Hebel (401) nur an einer Endfläche der Nabe (463). Die zweite Führung (461) ist in Kontakt mit einem (406) von dem Paar von Lagern, das nahe zu dem Ventilzahnrad (210) ist, an einer Endfläche der Nabe (463).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2003 [0003]
- JP 120335 A [0003]
