专利名称：气门正时控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气门正时控制装置，其安装于凸轮轴外端部，对应用于车辆诸如 机动车的内燃机进气门或排气门的开闭正时进行调节。更特别地，本发明涉及用于支撑气 门正时装置的技术。
背景技术：
US 6，176，21( 1(下文称为专利文献1)中披露了一种用于支撑气门正时控制装 置的技术。专利文献1中所披露的气门正时控制装置包括与链轮一起整体方式转动的驱动 侧转动件，曲轴的转动驱动力经由链条传送至链轮。在驱动侧转动件处整体方式形成轴承 部。气门正时控制装置还包括从动侧转动件，通过操作油的控制，使从动侧转动件相对于驱 动侧转动件的转动相位改变。将与凸轮轴相连接的凸台(即在外周具有轴颈的部件)与 从动侧转动件相连接。与专利文献1 一样，在链轮面向内燃机(亦即发动机)的表面形成为平坦状的情 况下，该表面可以与发动机的外壁面(具体而言，缸盖)接触，以便作为止推轴承，从而，支 撑气门正时控制装置。JP 2009-138611A(下文称为专利文献2)中所披露的气门正时控制装置包括驱动 侧转动件(即蹄壳(shoe housing))和从动侧转动件(即叶片转子)，驱动侧转动件与 链轮一起整体方式转动，曲轴的转动驱动力传送至链轮，以及，通过操作油的控制，使从动 侧转动件相对于驱动侧转动件的转动相位改变。从动侧转动件与凸轮轴相连接。根据专利文献2，将凸轮轴的一部分沿径向进行扩大而形成阶状部，阶状部与发动 机缸盖的外表面接触，使得阶状部作为止推轴承，用于支撑气门正时控制装置。在沿凸轮轴的转动轴方向，以相对于内燃机的外壁(即缸盖的外壁)略微可移动 的方式，可以对凸轮轴进行支撑。根据专利文献1的气门正时控制装置，在凸轮轴朝发动机 移动的情况下，链轮与发动机的外壁面接触。据此，在这种链轮的宽表面与发动机的外壁面接触的情况下，链轮或链条可能磨 损，或者，由于链轮相对于发动机外壁面的接触，可能产生异常声音。另外，当链轮或链条与 发动机的外壁面(缸盖)接触时，摩擦力从那里直接作用在曲轴上，这可能导致气门正时控 制装置的转动相位控制的正时延迟。还有，根据专利文献2，凸轮轴的大径部分与发动机的外壁面接触，使得链轮或链 条与发动机外壁完全分离。可选择地，可以考虑链轮或链条相对于发动机外壁面的接触面 积的减小。然而，在对凸轮轴进行加工时，会花费更多时间并使之复杂化。此外，按照与专利文献2中凸轮轴大径部分相同的方式，可以使从动侧转动件在 其转动轴附近的部分扩大，以便形成朝发动机凸出的大径部分。因此，大径部分与发动机的 外壁面接触。然而，与发动机外壁面简单接触的从动侧转动件可能导致磨损，这引发耐久性 问题。考虑到改进耐久性，可以将具有高抗磨损性的材料用于从动侧转动件。然而，这样会给可加工性和成本带来不便。另外，在与发动机外壁面接触的部分，为了改进抗磨损性以 提高耐久性，可以只在接触部分进行表面处理。然而，用于处理的掩蔽范围、以及用于表面 处理的复杂化加工，导致较低可行性。因此，对于气门正时控制装置而言，即使在气门正时控制装置与内燃机的外壁面 接触的情况下，也存在对其进行平滑支撑的需求。
发明内容
根据本发明的一方面，一种气门正时控制装置，包括驱动侧转动件，与内燃机的 曲轴同步方式转动；从动侧转动件，布置成可相对于驱动侧转动件转动，并使其与驱动侧转 动件共轴，从动侧转动件与凸轮轴一起整体方式转动，凸轮轴用于开闭内燃机的气门；转 动相位调节装置，包括延迟角室和提前角室，二者都由驱动侧转动件和从动侧转动件限定， 延迟角室的容积增大，使得从动侧转动件对驱动侧转动件的相对转动相位在延迟角方向移 动，提前角室的容积增大，使得相对转动相位在提前角方向移动，通过相对于延迟角室或提 前角室供给及排出操作油，转动相位调节装置调节驱动侧转动件与从动侧转动件之间的相 对转动相位；以及，凸台件，设置在从动侧转动件中面向内燃机外壁面的部分处，凸台件包 括止推面，止推面垂直于凸轮轴的转动轴延伸，并使止推面暴露于内燃机的外壁面。通过与 内燃机的外壁面接触，凸台件防止驱动侧转动件接触外壁面。据此，在使凸轮轴朝内燃机移置的情况下，止推面与内燃机的外壁面接触。因此， 例如，由形成在驱动侧转动件处的正时链轮与内燃机外壁面接触的情况可能导致的正时链 轮的磨损、异常声音的产生等，可以适当地得到抑制。另外，也能避免由于正时链轮与内燃 机外壁面接触的转动阻力所导致的转动相位控制响应性的降低。此外，对将具有高抗磨损 性的材料用于凸台件的情况、与将具有高抗磨损性材料用于从动侧转动件的情况进行比较 时，对于成本降低同时提高耐久性而言，第一种情况最为合适。所以，尽管气门正时控制装 置与内燃机外壁面接触，也能避免转动相位控制劣化，从而，达到气门正时控制装置相对于 内燃机的平滑支撑。在面向内燃机外壁面的部分处，从动侧转动件包括凹部，凹部形成在凸轮轴的转 动轴周围，以及，将凸台件适配至凹部。据此，将凸台件适配并固定至从动侧转动件，以便容易与之整体方式提供。气门正时控制装置进一步包括相位确定装置，其阻止凸台件与凸轮轴之间的相对 转动。据此，由于相位确定装置，阻止凸台件与从动侧转动件之间的相对转动。例如，在 凸台件处形成油路，用于相对于延迟角室或提前角室供给及排出操作油的情况下，使形成 在凸台件处的油路与形成在从动侧转动件处的油路可靠地连接。达到操作油的稳定供给及 排出。相位确定装置包括销件，将销件适配至形成在从动侧转动件处的适配孔、以及形 成在凸台件处的适配孔。据此，通过将销件分别插进形成在从动侧转动件处的适配孔和形成在凸台件处的 适配孔的简化结构，即可达到限制从动侧转动件与凸台件之间的相对转动。驱动侧转动件包括正时链轮，动力从内燃机传送至正时链轮，以及，凸台件设置在相对于正时链轮更靠近凸轮轴的转动轴的部分。凸台件包括本体，其具有圆柱形状；以及，碟状部，形成为在其轴向相对于本体 更靠近于凸轮轴；以及，止推面，形成在碟状部处。
根据下文结合附图进行的详细描述，本发明的上述以及其它的特点和特征将更为 明了，其中图1是根据这里所披露实施例由凸轮轴进行支撑的气门正时控制装置的剖视图；图2是沿图1所示线II-II的剖视图；图3是气门正时控制装置处于分解状态的剖视图；以及图4是气门正时控制装置的叶片和凸台部件的分解轴测图。
具体实施例方式参照附图，说明这里所披露的实施例。如图1和图2所示，根据本实施例的气门 正时控制装置包括作为驱动侧转动件的外转子1、作为从动侧转动件的内转子2、延迟角室 21、以及提前角室22。延迟角室21和提前角室22构成并作为转动相位调节装置，通过操 作油从电磁控制阀相对于延迟角室21或提前角室22的供给及排出，以改变或调节外转子 1与内转子2之间的相对转动相位。经由正时链，外转子1与发动机(即内燃机)的曲轴 同步方式转动。内转子2与凸轮轴3 —起整体方式转动，凸轮轴3使设置于发动机燃烧室 的进气门或排气门打开或关闭。内转子2与凸轮轴3共轴。对凸轮轴3进行支撑，以使其穿过发动机的缸盖4。气门正时控制装置设置在与缸 盖4的外壁面4S相邻的位置处。在气门正时控制装置中，内转子2适配于外转子1，使得在相对转动相位的预定范 围内，外转子1和内转子2可绕转动轴X相对彼此转动。液压室限定在外转子1与内转子 2之间。具体而言，利用叶片5将各液压室分成延迟角室21和提前角室22，叶片5布置在 液压室内，使其自内转子2径向向外伸出。如图2所示，密封件6布置在各叶片5的径向端部，使其可沿着液压室的内周面滑 动。因此，在外转子1和内转子2相对彼此转动的情况下，通过相对于液压室内周面的滑动， 布置在各叶片5径向端部的密封件6限制操作油在延迟角室21与提前角室22之间的直接 流动。另外，在一个叶片5处设置锁定件23，使锁定件23可在与转动轴X平行的方向移动。 用弹簧以伸出方式使锁定件23偏置。利用弹簧的偏置力，通过锁定件23与设置在外转子 1处的锁定凹部相接合，使锁定件23处于锁定状态，同时，将外转子1和内转子2定位于预 定的相对转动相位。结果，阻止外转子1与内转子2之间的相对转动。在内转子2处形成以下油路第一油路Li，用于操作油相对于延迟角室21的供给 及排出；第二油路L2，用于操作油相对于提前角室22的供给及排出；以及，第三油路L3，用 于锁定件23的解锁。具体而言，第一油路Li、第二油路L2、以及第三油路L3各自通过穿过 内转子2、凸台件12、凸轮轴3、以及缸盖4形成。锁定件23和油路的结构是周知的，如JPH 10-212911A、JPH 11-81927A所披露的等等。所以，形成在内转子2处的三个油路L1、L2和 L3的具体说明从略。
前板7布置在外转子1的前侧(即图1中的左边方向)，而后板8布置在外转子 1的后侧(即图1中的右边方向)，因而，前板7和后板8夹住外转子1。在本实施例中， 气门正时控制装置及其部件的前侧和后侧与图1和图3中的左侧和右侧(方向)相对应。 借助于固定螺栓9，将前板7、后板8、以及外转子1互相连接并固定。正时链轮8S整体方式 形成于后板8的外周。正时链布置在正时链轮8S与安装至发动机曲轴的链轮之间。复位弹簧10布置在外转子1与内转子2之间，同时在内转子2的周向施加偏置 力。复位弹簧10使内转子2偏置，直至内转子2自延迟角侧达到位于提前角侧的预定转动 相位。在内转子2定位在超出预定转动相位达到提前角侧范围内的情况下，阻止复位弹簧 10偏置内转子2。使用扭力弹簧或螺旋弹簧作为复位弹簧10。如图1和图3所示，在内转子2的后表面处形成凹部2A，同时使凹部2A具有绕转 动轴X的圆筒形内周。凸台件12适配至凹部2A。凸台件12由具有高抗磨损性的材料如烧 结金属制成。如图4进一步所示，凸台件12包括本体12A，其具有圆柱形状；以及，碟状部 12B，其整体方式形成于本体12A的后端。凸台件12进一步包括在中央的通孔12C，使得连 接螺栓13插进其中。止推面12S形成于碟状部12B的后端部。止推面12S具有平坦光滑 形状，形成为在与转动轴X垂直的方向延伸。在外转子1的后端部形成开口 1A，使其具有绕转动轴X的圆形形状，凸台件12插 进开口 1A。以这样一种方式限定开口 IA和凸台件12的尺寸，使得在凸台件12本体12A的 外周与外转子1的内周面在限定开口 IA的后端部稍稍接触的状态下，允许外转子1与凸台 件12之间的相对转动。经由用形成在凸台件12处的通孔诸如通孔12C所得到的油路，使形成在内转子2 处的第一油路Li、第二油路L2和第三油路L3与形成在凸轮轴3处的第一油路Li、第二油 路L2和第三油路L3相连接。为了保持形成在内转子2、凸台件12、以及凸轮轴3处的油路 之间的相对位置，在凸台件12的本体12A处形成适配孔12D，使适配孔12D平行于转动轴延 伸，如图3所示。另外，在凸轮轴3的端面处形成适配孔3D，使其面对凸台件12的适配孔 12D。此外，在内转子2的凹部2A处形成适配孔2D，使其面对凸台件12的适配孔12D。然 后，将作为相位确定装置的适配销(销件)14分别与凸台件12的适配孔12D、凸轮轴3的适 配孔3D、以及内转子2的适配孔2D适配。如图1所示，在缸盖4处也形成第一油路Li、第二油路L2、以及第三油路L3，以便 与电磁控制阀相连接。在凸轮轴3的外周面处形成油路孔，这些油路孔分别与缸盖4的第 一油路Li、第二油路L2、以及第三油路L3相连接。在凸轮轴3处形成螺栓插入孔，使其与转动轴X共轴。螺栓插入孔以这样一种方 式形成，使得螺栓插入孔端部(亦即靠近于凸台件12的部分)的内径扩大至大于连接螺栓 13的外径。结果，螺栓插入孔还起到凸轮轴3的第一油路Ll的作用。在凸轮轴3中，第二 油路L2和第三油路L3还形成为，使其与形成在凸轮轴3端面处的各油路孔相连接。凸台件12的通孔12C的内径扩大为，使其大于连接螺栓13的外径，使得通孔12C 作为第一油路Li。另外，在凸台件12处形成第二油路L2，以使形成在内转子2处的第二油 路L2和形成在凸轮轴3处的第二油路L2相连接。此外，在凸台件12处形成第三油路L3， 以使形成在内转子2处的第三油路L3和形成在凸轮轴3处的第三油路L3相连接。根据上述构造，在利用连接螺栓13装配气门正时控制装置，使其连接并固定至凸轮轴3的状态下，利用穿过适配孔2D、12D和3D的适配销14，将内转子2的适配孔2D、凸台 件12的适配孔12D、以及凸轮轴3的适配孔3D保持处于预定转动相位关系。另外，在装配 气门正时控制装置的状态下，与后板8面向缸盖4的表面(即后板8的后表面)相比，凸 台件12的止推面12S稍稍更为朝缸盖4凸出。于是，在借助于连接螺栓13将气门正时控 制装置与凸轮轴3连接并固定的状态下，在凸台件12的止推面12S与缸盖4的外壁面4S 之间形成较小间隙。此外，当气门正时控制装置与凸轮轴3连接并固定时，内转子2的第一油路Li、凸 台件12的第一油路Li、以及凸轮轴3的第一油路Ll互相连接，内转子2的第二油路L2、凸 台件12的第二油路L2、以及凸轮轴3的第二油路L2互相连接，以及，内转子2的第三油路 L3、凸台件12的第三油路L3、以及凸轮轴3的第三油路L3互相连接。根据上述实施例，凸轮轴3的螺栓插入孔兼起第一油路Ll的作用。可选择地，在 凸轮轴3处可以形成油路，使其作为第一油路Li。第二油路L2和第三油路L3可以形成在 适当或任意位置。在这样的情况下，在发动机运转状态下，借助于电磁控制阀的控制，通过缸盖4的 第一油路Li、凸轮轴3的第一油路Li、凸台件12的第一油路Li、以及内转子2的第一油路 Li，将操作油供至延迟角室21，由于作用在各叶片5上的压力，使各延迟角室21的容积扩 大。因此，通过内转子2的第二油路L2、凸台件12的第二油路L2、凸轮轴3的第二油路L2、 以及缸盖4的第二油路L2排出操作油。结果，相对于外转子1，使内转子2在图2中箭头 Tl所指的方向(即在延迟角方向)移动。另一方面，在这样的情况下，借助于电磁控制阀的控制，经由缸盖4的第二油路 L2、凸轮轴3的第二油路L2、凸台件12的第二油路L2、以及内转子2的第二油路L2，将操作 油供至提前角室22，由作用在各叶片5上的压力使各提前角室22的容积扩大。结果，相对 于外转子1，使内转子2在图2中箭头T2所指的方向(即在提前角方向)相对于外转子1 移动。据此，使凸轮轴3的转动相位相对于曲轴的转动相位改变，从而，控制进气门或排气 门的开闭正时。锁定件23具有这样一种功能，在发动机刚刚起动之后操作油压力不稳定的情况 下，锁定件23将外转子1和内转子2锁定或限制在预定相对转动相位(即外转子1和内 转子2处于锁定状态)。因此，使凸轮轴3的转动相位相对于曲轴的转动相位保持在适合于 发动机起动的相位，从而，达到发动机的稳定转动。通过第三油路L3处操作油的排出，获得 外转子1和内转子2的上述锁定状态。在发动机起动之后，一旦发动机转动稳定，通过向第三油路L3供给操作油，使锁 定件23与外转子1的锁定凹部分离，从而，解除外转子1和内转子2的锁定状态。具体而言，在将凸轮轴3朝缸盖4(即在拉向缸盖4内侧的方向)移置的情况下， 凸台件12的止推面12S与缸盖4的外壁面4S接触，从而，按照与止推轴承相同的方式，限制 凸轮轴3的移置。在凸台件12的止推面12S与缸盖4的外壁面4S接触这样一种状态下， 避免后板8或正时链与外壁面4S接触。据此，可以适当抑制后板8或正时链的磨损、异常 声音的产生等等。另外，可以避免劣化气门正时控制装置的操作响应性。此外，不再要求内 转子2使用具有高抗磨损性的材料，这使内转子2的成本降低和更易于加工。如上所述，气门正时控制装置包括用前板7和后板8夹住外转子1和内转子2的结构。向外转子1与内转子2之间所限定的液压室供给操作油，与操作油的漏泄相关联地 实施。所以，即使凸台件12朝缸盖4移置，使得凸台件12的止推面12S与缸盖4的外壁面 4S接触，自气门正时控制装置泄漏的操作油也供给作为润滑油，在止推面12S与缸盖4的外 壁面4S之间流动，从而，进一步改善气门正时控制装置的耐久性。根据上述实施例，将单个适配销即适配销14适配至内转子2、凸台件12、以及凸轮 轴3，以便确定它们之间的相对位置。因此，与例如使用包括花键状部件等适配结构的情况 相比时，简化了加工，同时，保证了三个油路Ll、L2和L3各自的连接。上述实施例可以进行如下更改。也就是，取代单个适配销14，可以使用用于确定内 转子2与凸台件12之间相对位置的一个销件、以及用于确定凸台件12与凸轮轴3之间相 对位置的另一销件，作为相位确定装置。销件的数量可以是两个或更多。另外，作为相位确定装置，可以设置由矩形孔和矩形柱构成的适配结构，用于确定 内转子2与凸台件12之间的相对位置。还可以设置类似的适配结构，用于确定凸台件12 与凸轮轴3之间的相对位置。在缸盖4的外部可以设置电磁控制阀，从而，减少形成在缸盖4与凸轮轴3之间的 油路数量、或省略一些油路。结果，凸台件12的构造可以简化。根据上述实施例，只要缸盖4中面向凸台件12的外壁面4S的一部分朝凸台件12 凸出，凸台件12的止推面12S就不需要相对于正时链轮8S朝缸盖4的外壁面4S凸出。也 就是，止推面12S以及正时链轮8S(或后板8)对着凸台件12的表面(即正时链轮8S的 后表面)彼此可以共面，或者正时链轮8S(或后板8)的后表面可以相对于止推面12S朝缸 盖4凸出。根据这种构造，在使凸轮轴3朝缸盖4的方向(即在拉向缸盖4的内侧的方 向)移置的情况下，凸台件12的止推面12S与缸盖4的外壁面4S接触。
权利要求
1.一种气门正时控制装置，包括驱动侧转动件(1)，与内燃机的曲轴同步方式转动；从动侧转动件O)，布置成可相对于所述驱动侧转动件(1)转动，并使所述从动侧转动 件O)与所述驱动侧转动件(1)共轴，所述从动侧转动件( 与凸轮轴C3) —起整体方式 转动，所述凸轮轴⑶用于开闭所述内燃机⑷的气门；转动相位调节装置01、22)，包括延迟角室和提前角室(22)，二者都由所述驱动 侧转动件(1)和所述从动侧转动件O)限定，所述延迟角室的容积增大，使得所述从 动侧转动件( 对所述驱动侧转动件(1)的相对转动相位在延迟角方向移动，所述提前角 室0 的容积增大，使得所述相对转动相位在提前角方向移动，通过相对于所述延迟角室 (21)或所述提前角室0 供给及排出操作油，所述转动相位调节装置(21、2幻调节所述驱 动侧转动件⑴与所述从动侧转动件⑵之间的相对转动相位；以及凸台件(12)，其设置在所述从动侧转动件( 中面向所述内燃机(4)的外壁面GS)的 部分处，所述凸台件(1 包括止推面(12S)，所述止推面(12 垂直于所述凸轮轴C3)的转 动轴(X)延伸，并使所述止推面(12S)暴露于所述内燃机的外壁面GS)，通过与所述内燃机的外壁面0 接触，所述凸台件(1 防止所述驱动侧转动件 (1)接触所述外壁面(4S)。
2.根据权利要求1所述的气门正时控制装置，其中，在面向所述内燃机的外壁面 (4S)的部分处，所述从动侧转动件( 包括凹部(2A)，所述凹部以K)形成在所述凸轮轴 ⑶的转动轴⑴周围，以及，将所述凸台件(12)适配于所述凹部以K)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气门正时控制装置，进一步包括相位确定装置 (14)，其阻止所述凸台件(12)与所述凸轮轴(3)之间的相对转动。
4.根据权利要求3所述的气门正时控制装置，其中，所述相位确定装置包括销件(14)， 将所述销件(14)适配至形成在所述从动侧转动件( 处的适配孔0D)、以及形成在所述凸 台件(12)处的适配孔(12D)。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项权利要求所述的气门正时控制装置，其中， 所述驱动侧转动件(1)包括正时链轮(8S)，动力从所述内燃机(4)传送至所述正时链轮 (8S)，以及，所述凸台件(1 设置在相对于所述正时链轮(8 更靠近所述凸轮轴C3)的转 动轴(X)的部分处。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项权利要求所述的气门正时控制装置，其中， 所述凸台件(1 包括本体(12A)，其具有圆柱形状；以及，碟状部(12B)，形成为在其轴向 相对于所述本体(12A)更靠近于所述凸轮轴(3)；以及，止推面(12S)，形成在所述碟状部 (12B)处。
全文摘要
本发明公开了一种气门正时控制装置，包括驱动侧转动件(1)，与内燃机(4)的曲轴同步方式转动；从动侧转动件(2)，与凸轮轴整体方式转动；转动相位调节装置，包括延迟角室(21)和提前角室(22)，转动相位调节装置调节驱动侧转动件与从动侧转动件之间的相对转动相位；以及，凸台件(12)，设置在从动侧转动件(2)中面向内燃机(4)外壁面(4S)的部分处，并包括止推面(12S)，止推面(12S)垂直于凸轮轴(3)的转动轴(X)延伸，并使其暴露于内燃机(4)的外壁面(4S)。通过与内燃机的外壁面接触，凸台件防止驱动侧转动件接触外壁面。
文档编号F01L1/344GK102121408SQ20111000973
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月5日 优先权日2010年1月8日
发明者朝日丈雄, 本间敦, 野口祐司 申请人:爱信精机株式会社