阀开闭定时控制装置的制作方法

本发明涉及一种阀开闭定时控制装置，其在将被驱动侧转子安装至凸轮轴的螺栓的内侧具有间隔体，该间隔体分隔出用于循环流体的流道空间。

背景技术：

在内燃机的阀开闭定时控制装置中，在将被驱动侧转子安装至凸轮轴的螺栓中形成的流道空间中，可设置油压控制阀(ocv)(例如美国专利文件2012/0097122，对比文件1)。螺栓的该流道空间与被驱动侧转子同轴地设置，且流道空间中压接有间隔体，该间隔体将流道空间分隔成用于供给工作流体至提前角腔室或滞后角腔室的流道和用于将工作流体从提前角腔室或滞后角腔室排出的流道。

在对比文件1的结构中，当间隔体被压接至螺栓的流道空间中作为流道部件时，该间隔体相对于螺栓的内表面滑动，该间隔体和螺栓的内表面中任一个会被切削并且在一些情况下产生碎片。如果碎片侵入流道，会导致许多不便，例如对设置于流道中的阀门的运行产生不利影响。

技术实现要素：

因此，需要一种阀开闭定时控制装置，其中，在通过在流道空间中并入间隔体形成两个流道的流道部件中，可避免组装间隔体时产生的杂质侵入流道。

根据本发明一方面的一种阀开闭定时控制装置的特征在于，该阀开闭定时控制装置包括与内燃机的曲轴同步转动的驱动侧转子，与驱动侧转子同轴设置并与内燃机的凸轮轴同步转动的被驱动侧转子，形成于驱动侧转子和被驱动侧转子中的至少一个上并且被分隔为提前角腔室和滞后角腔室的流体压室，与被驱动侧转子的旋转轴同轴设置的、连接被驱动侧转子和凸轮轴并且具有与旋转轴同轴设置的圆柱形部分的螺栓部件，具有压接至圆柱形部分中的压接部并将圆柱形部分分隔为第一流道和第二流道用于供给和排出工作流体进出流体压室使用的间隔体，开闭第一流道的阀体，以及容纳阀体的阀体外壳，在压接部的第一流道侧设置有直径小于压接部的接合部，上述阀体外壳设置有于外部适于接合部的被接合部且该被接合部具有邻接圆柱形部分的邻接部，且形成了作为被接合部和圆柱体之间的杂质储藏所的空间，并且其距离压接部侧比邻接部更近。

当间隔体被压接至螺栓部件的圆柱形部分中时，螺栓部件的内表面被切削并根据直径尺寸通过压接部产生碎片。如果碎片作为杂质侵入流道中，会出现许多不便，例如对设置于流道中的阀门的运行产生不利影响。然而，根据该结构，阀体外壳的被接合部于外部适于直径尺寸小于压接部的接合部，形成有空间作为阀体外壳的被接合部和在压接部的插入方向中的后侧上的圆柱形部分之间的杂质储藏所，并且该空间距离压接部侧比被接合部邻接圆柱形部分的邻接部更近。这样，通过间隔体的压接产生的杂质被限于空间中，从而避免杂质流出物进入流道中。

本发明这方面的另一特征在于，圆柱形部分中第一流道和第二流道之间的边界处设置有阶部，且该间隔体在毗邻压接部的位置处具有凸缘，凸缘的一部分邻接阶部，设置有一空间作为凸缘在径向方向上的基部和阶部之间的杂质储藏所。

当压接间隔体至螺栓的圆柱形部分中时产生的碎片可产生于的第二流道侧上，该第二流道侧为压接部的插入方向上的上游侧。因此，根据该结构，设置于间隔体上的凸缘和形成于螺栓部件的圆柱形部分上的阶部局部地互相倚靠，且凸缘的径向方向上的基部和阶部之间设置有作为杂质储藏所的空间。这样，通过间隔体的压接产生的杂质被限于空间中，从而避免杂质流出物进入流道中。

根据本发明另一方面的一种阀开闭定时控制装置的特征在于，该阀开闭定时控制装置包括与内燃机的曲轴同步转动的驱动侧转子，与驱动侧转子同轴设置并与内燃机的凸轮轴同步转动的被驱动侧转子，形成于驱动侧转子和被驱动侧转子中的至少一个上并且被分隔为提前角腔室和滞后角腔室的流体压室，与被驱动侧转子的旋转轴同轴设置的、连接被驱动侧转子和凸轮轴并且具有与旋转轴同轴设置的圆柱形部分的螺栓部件，具有压接至圆柱形部分中的压接部并将圆柱形部分分隔为第一流道和第二流道用于供给和排出工作流体进出流体压室使用的间隔体，开闭第一流道的阀体，以及容纳阀体的阀体外壳，在压接部的第一流道侧设置有直径小于压接部的接合部，上述阀体外壳具有于外部适于接合部的被接合部，设置有在螺栓部件中邻接被接合部的小直径部分，且形成了作为被接合部和圆柱体之间的杂质储藏所的空间，并且其距离压接部侧比小直径部分更近。

该阀开闭定时控制装置的另一特征在于，该阀开闭定时控制装置进一步包括在压接部和被接合部的端部之间具有密封功能的弹性部分。

附图说明

参照附图，通过以下详细说明，本发明前述的以及其它的特征和特点将更加清楚，其中：

图1为阐明阀开闭定时控制装置中的整个结构的剖视图；

图2为沿图1中ii-ii线的剖视图；

图3为阐明具有流体控制阀的螺栓部件的分解透视图；

图4为阐明螺栓部件和临近螺栓部件的流道的剖视图；

图5为间隔体的剖视图；

图6为间隔体的透视图；

图7为阐明流道分隔结构的主要部分的剖视图；

图8为阐明另一实施例中流道分隔结构的主要部分的剖视图；

图9为阐明再一实施例中流道分隔结构的主要部分的剖视图。

具体实施方式

在下文中参照附图来描述公开的实施例。

基本配置

如图1和图2所示，阀开闭定时控制装置a被设置为包括作为驱动侧转子的外转子20、作为被驱动侧转子的内转子30和控制作为工作流体的液压油的电磁控制阀40。

内转子30(被驱动侧转子的一个例子)与进气凸轮轴5中的旋转轴x同轴地设置，内转子30通过连接螺栓50螺纹连接至进气凸轮轴5以便整体地转动。外转子20(驱动侧转子的一个例子)与旋转轴x同轴心设置，且通过容纳内转子30，外转子20可相对转动地支撑内转子30。该外转子20与作为内燃机的发动机e中的曲轴1同步转动。

电磁控制阀40具有由发动机4支撑的电磁螺线管44、卷轴41和容纳在连接螺栓50中的卷轴腔室51s内的卷轴弹簧42。

电磁螺线管44具有与旋转轴x同轴心设置的柱塞44a，以紧靠在卷轴41的外部末端部分上，通过控制供给至螺线管内的电力来设置柱塞44a的伸出量以设定卷轴41的操作位置。由此，电磁螺线管44控制液压油(工作流体的一个例子)，且外转子20和内转子30的相对旋转相位通过控制液压油来设定。因此，实现了进气阀5v的开关定时控制。

发动机和阀开闭定时控制装置

如图1所示，显示了设置在诸如客车等车辆中的发动机e(内燃机的一个例子)。该发动机e在上部位置的缸体2内的缸筒内侧容纳有活塞3，发动机e被配置为四冲程型，通过连杆4连接活塞3和曲轴1。在发动机e的上侧设置有开闭进气阀5v的进气凸轮轴5和排气凸轮轴(未示出)。

在可转动地支撑进气凸轮轴5的发动机构成元件10中，形成有供给流道8，以供给来自由发动机e驱动的液压泵p(流体压力泵的一个例子)的液压油。液压泵p通过供给流道8向电磁控制阀40提供存储于发动机e的油底壳内的润滑油作为液压油(工作流体的一个例子)。

正时链条7绕在发动机e的曲轴1中形成的输出链轮6和外转子20的正时链轮22s上。这样，外转子20与曲轴1同步转动。在排气侧的排气凸轮轴的前端设置有链轮，正时链条7绕在该链轮中。

如图2所示，通过来自曲轴1的驱动力，外转子20朝向驱动旋转方向s转动。内转子30相对于外转子20以作为驱动旋转方向s相同的方向相对转动的方向称之为提前角方向sa，其中相反的方向称之为滞后角方向sb。在该阀开闭定时控制装置a中，当相对旋转相位在提前角方向sa上移动时，曲轴1与进气凸轮轴5之间的关系设置为根据移动量的增加来提高空气压缩比，且当相对旋转相位在滞后角方向sb上移动时，根据移动量的增加来降低空气压缩比。

虽然该阀开闭定时控制装置a在本实施例中设置于进气凸轮轴5内，该阀开闭定时控制装置a也可设置于排气凸轮轴中，或者也可设置于进气凸轮轴5和排气凸轮轴二者内。

外转子20包括外转子主体21、前板22和后板23，这些部分通过多个紧固螺栓24结合为整体。正时链轮22s形成在前板22的外边缘上。环形元件9可相对转动地设置在前板22的内边缘上，连接螺栓50的螺栓头52相对于该环形元件9压接(crimped)。这样，环形元件9、内转子主体31和进气阀5v结合在一起。

液压控制结构

朝向径向方向内侧凸起的多个凸起部21t一体成型于外转子主体21上。内转子30包括圆柱形内转子主体31，该圆柱形内转子主体31与外转子主体21上的凸起部21t达到紧密接触，内转子30还包括从内转子主体31的外边缘上朝向径向方向外侧凸起的四个叶片部32，以便达到与外转子主体21的内边缘表面接触。

由此，外转子20容纳内转子30，且多个流体压室c在旋转方向上彼此相邻的凸起部21t的中间位置形成于内转子主体31的外边缘侧。流体压室c形成，外转子20和内转子30中至少一个。液压油供给至流体压室c和从流体压室c排出以使得外转子20和内转子30之间的相对相位变化。这些流体压室c被叶片部32分隔开来，并分隔形成提前角腔室ca和滞后角腔室cb。与提前角腔室ca连通的提前角流道33形成在内转子30内，与滞后角腔室cb连通的滞后角流道34形成在内转子30内。

如图1所示，扭力弹簧28设置在外转子20和中间元件9上，其通过从最大滞后角相位至提前角方向sa的偏向作用力的作用，辅助外转子20和内转子30之间的相对旋转相位的移动(下文中，称之为相对旋转相位)至提前角方向sa。

设置有锁定机构l，用于将外转子20和内转子30之间的相对旋转相位锁定(固定)在最大滞后角相位。该锁定机构l设置为具有以相对于上述一个叶片部32沿旋转轴x的方向上可自由移动的方式支撑的锁定元件26、突出并偏置锁定元件26的锁定弹簧，以及形成在后板23上的锁定凹部。该锁定机构l可以被设置为具有导向的锁定元件26以便沿着径向方向移动。

相对旋转相位到达最大滞后角相位。从而，锁定元件26通过锁定弹簧的偏向作用力与锁定凹部配合，该锁定机构l用于将相对旋转相位保持于最大滞后角相位。在一种情况下，提前角流道33与锁定凹部连通，液压油提供至提前角流道33，该锁定机构l还可以被设置为执行锁定释放，以便通过液压油压力使锁定元件26从锁定凹部中脱离。

连接螺栓

如图1、图3和图4所示，连接螺栓50具有螺栓主体51(螺栓部件的一个例子)，螺栓主体51的一部分为圆柱形，于外部适于螺栓主体51的圆柱形部分51a的圆柱形套筒55，以及作为配合元件定位这些部分的接合销57。

在进气凸轮轴5中形成有环绕旋转轴心x的阴螺纹部5s，轴5t中形成的内部空间的直径大于阴螺纹部5s，因此，套筒55可以被紧紧地装配。如上所述的供给流道8连通且液压油从轴5t的内部空间中的液压泵p供给。

螺栓头52形成在螺栓主体51的外端部上，阳螺纹部53形成在内端部上。基于这样的构造，螺栓主体51上的阳螺纹部53螺纹连接至进气凸轮轴5的阴螺纹部5s，内转子30通过转动操作的螺栓头52紧固至进气凸轮轴5上。在该紧固状态中，于外部适于螺栓主体51的套筒55的外边缘(阳螺纹侧)的内端侧与轴5t的内部空间的内边缘表面紧密接触，外端侧(螺栓头侧)与内转子主体31的内边缘表面紧密接触。

在螺栓主体51的内部，孔形圆柱形部分51a从螺栓头52朝向阳螺纹部53形成(在旋转轴x的方向上)。保持件54(间隔体的一个例子)被压入并安装至圆柱形部分51a。圆柱形部分51a由保持件54分隔成卷轴腔室51s(第二流道的一个例子)和作为流体腔室的液压油腔室51t(第一流道的一个例子)。

电磁控制阀

如图4所示，电磁控制阀40具有卷轴41、卷轴弹簧42和电磁螺线管44。

连通卷轴腔室51s与螺栓主体51的外边缘表面的一对泵出口50p作为通孔设置在螺栓主体51上。多个提前角出口50a以及连通卷轴腔室51s与套筒55的外边缘表面的一对滞后角出口50b作为通孔设置在螺栓主体51上和连接螺栓50的套筒55上。

提前角出口50a、泵出口50p和滞后角出口50b按此顺序从连接螺栓50的外端侧向内端侧设置。提前角出口50a和滞后角出口50b沿着旋转轴x的方向上形成为位置相互重叠，且泵出口50p形成为位置不与这些出口重叠。

在套筒55的外边缘上，形成有环形槽，多个提前角出口50a在环形槽中连通，且多个提前角出口50a从环形槽与多个提前角流道33连通。同样地，在套筒55的外边缘上，形成有环形槽，多个滞后角出口50b在环形槽中连通，且多个滞后角出口50b从环形槽与多个滞后角流道34连通。进而，连通中间流道51n和泵出口50p的多个导入流道56在套筒55的内边缘表面上形成为槽形。

也就是说，套筒55的形状在一个方向上从螺栓主体51的螺栓头52达到中间流道51n，且导入流道56形成在避开提前角出口50a和滞后角出口50b的区域。

呈凹口形的第一接合部51f形成在螺栓主体51中，其形成的位置在沿着旋转轴x的方向上偏离保持件54的压接和固定位置，且径向上贯穿的孔状的第二接合部55f形成于套筒55中。因此，接合销57设置为与第一接合部51f和第二接合部55f上两个部分相接合。

通过接合部51f、55f与接合销57的接合，得以确定螺栓主体51和套筒55的绕旋转轴x转动的相对姿态，以及其沿着旋转轴x的相对位置。由此，来自液压油腔室51t的液压油可通过导入流道56供给至泵出口50p。

卷轴41形成有柱塞44a在外端侧紧靠于其上的抵接面、在沿着旋转轴x的方向上位于两个位置的凸台部41a和位于两个凸台部41a的中间位置的凹槽部41b。该卷轴41形成有中空，排出孔41d形成在卷轴41的突出末端。卷轴41紧靠在连接螺栓50的外端侧的内边缘开口上提供的止挡件43，因此突出侧的位置得以确定。

电磁控制阀40使得柱塞44a紧靠在卷轴41的抵接面上，并控制伸出的量。因此，电磁控制阀40被设置为能够设定卷轴41位于中间位置、滞后角位置以及提前角位置。

如图4所示，卷轴41被设定处于中间位置，因此，提前角出口51a和滞后角出口50b通过卷轴41的一对凸台41a关闭。结果是，不执行液压油到提前角腔室ca和滞后角腔室cb的供给和排出，并维持阀开闭定时控制装置a的相位。

在中间位置(图4)的基础上，柱塞44a通过控制电磁螺线管44回缩(操作向外)，因此卷轴41设定在提前角位置。在该提前角位置，泵出口50p与提前角出口50a通过凹槽部41b连通。同时，滞后角出口50b从卷轴41的内端与卷轴腔室51s连通。这样，液压油供给至提前角腔室ca，液压油从滞后角腔室cb流至卷轴41内，液压油从排出孔41d中排出。结果是，进气凸轮轴5的旋转相位在提前角方向sa移动。

在一种状态下锁定机构l处于锁定状态，卷轴41设定在提前角位置，而在一种情况下，液压油供给至提前角流道33，该液压油从提前角流道33供给至锁定机构l的锁定凹部。因此，锁定元件26从锁定凹部中脱离，同时锁定机构l的锁定状态释放。

在中间位置(图4)的基础上，柱塞44a通过控制电磁螺线管44伸出(操作向内)，因此卷轴41设定在滞后角位置。在该滞后角位置，泵出口50p通过凹槽部41b与滞后角出口50b连通。同时，提前角出口50a与排出空间(从卷轴腔室51s延续至外端侧的空间)连通。因此，液压油供给至滞后角腔室cb，且液压油同时从提前角腔室ca中排出。结果是，进气凸轮轴5的旋转相位在滞后角方向sb移动。该滞后角位置与卷轴41通过卷轴弹簧42的偏向作用力紧靠在止挡件43上的位置一致。

卷轴腔室51s形成为圆筒内表面形，上述卷轴41容纳在卷轴腔室51s中,可沿着旋转轴x往复移动。从而，卷轴弹簧42设置在该卷轴41的内端和保持件54之间。由此，卷轴41被偏置以便在外端侧的方向(螺栓头52的方向)上突出。

如图4所示，在螺栓主体51中，形成有与液压油腔室51t和轴5t的内部空间连通的多个获取流道51m，在液压油腔室51t与螺栓主体51的外边缘表面之间形成有多个中间流道51n。

如图5-7所示，保持件54从卷轴腔室51s侧依次具有锁定部71，凸缘72，压接部73，接合部74。锁定部71从凸缘72朝向卷轴腔室51s突出并且保持卷轴弹簧42。阶部51d置于圆柱形部分51a上卷轴腔室51s和液压油腔室51t之间的边界处，凸缘72邻接阶部51d。压接部73压装至圆柱形部分51a的内边缘表面。接合部74的直径小于压接部73，且接合部74与下文将描述的阀体的球保持架61(阀体外壳的一个例子)接合。

流道中设置有止回阀cv以便从获取流道51m输送液压油至在液压油腔室51t的中间流道51n。该止回阀cv被配置为具有球保持架61(阀体外壳的一个例子)、止回弹簧62和回止球63(阀体的一个例子)。回止球63调节液压油到流体压室c的流向。

保持件54具有孔部75，通过沿旋转轴x方向在液压油腔室51t的一侧开口形成。止回弹簧62设置在保持件54的孔部75与回止球63之间，回止球63通过止回弹簧62的偏置力与球保持架61的开口压接以关闭流道。在球保持架61中设置有滤油器64，该滤油器64从朝向止回球63流动的液压油中移除杂质。

如图4和图7所示，球保持架61朝向卷轴腔室51s开口，其位于卷轴腔室51s的一侧的端部配置为被接合部65，该被接合部65于外部与保持件54的接合部74配合。球保持架61，例如，可配置为树脂材料等。卷轴腔室51s与保持件54的压接部73相对，且液压油腔室51t侧与球保持架61中的圆柱形部分51a的阶部51b相对。也就是说，球保持架61的位置由压接部73和阶部51b界定。在压接部73和被接合部65之间设置有o形环66。o形环66配置为弹性材料，并且引起压接部73(界定阀体外壳位置的另一部分的例子)和球保持架61之间的斥力。球保持架61吸收o形环66的斥力，以使得液压油腔室51t的端部61a挤压阶部51b。这样，球保持架61的位置由o形环66保持于旋转轴x的方向上。

球保持架61邻接螺栓主体51的阶部51b并且被密封。能够避免液压油通过螺栓主体51和球保持架61之间的间隙泄漏。通过在o形环66和球保持架61安装于保持件54上的状态中将止回阀cv插入到圆柱形部分51a中，实现止回阀cv组装至螺栓主体51。

突起部67(邻接部的一个例子)在周向方向上设置于被接合部65的外边缘表面上。突起部67为一体成型，例如，与被接合部65一并由树脂制成。突起部67通过与圆柱形部分51a的内边缘表面相接触而放倒，从而与圆柱形部分51a的内边缘表面密封。这样，空间s1形成作为被接合部65和圆柱形部分51a之间的杂质储藏所，并且距离压接部73那一侧比突起部67更近。

当保持件54被压接至螺栓主体51中时，螺栓主体51的内表面被切削并根据直径尺寸产生碎片。然而，由于空间s1位于压接部73的插入方向上的后侧，碎片(杂质)被限制在空间s1中，因此可避免杂质流出物进入流道。

在保持件54压接至螺栓主体51中的时候形成的杂质可产生于压接部73的插入方向的上游侧上。因此，形成了空间s2作为位于卷轴腔室51s和液压油腔室51t的交界处的阶部51d和保持件54的凸缘72的径向方向的基部之间的杂质储藏所。阶部51d的转角部51e成倒角，因此空间s2扩大。这样，在压接部73的插入方向的上游侧形成的杂质被限制在空间s2中，从而可避免杂质流出物进入流道。

在供给至液压油腔室51t的液压油的压力超出预设值的情况下，止回阀cv抵抗止回弹簧62的偏置力开启流道。在压力降低到小于预设值的情况下，止回阀cv通过止回弹簧62的偏置力关闭流道。通过这样的运行，当液压油的压力降低时，避免了液压油从提前角腔室ca或滞后角腔室cb逆流，并且抑制了阀开闭定时控制装置a的相位的变化。此外，在止回阀cv的下游侧的压力超出预设值的情况下，该止回阀cv执行关闭操作。

其它实施例

(1)在上述实施例中，虽然描述的是被结合部65的邻接圆柱形部分51a的邻接部配置为突起部67的例子，如图8所示，小直径部58可设置于圆柱形部分51a的内边缘表面上，而不是突起部67上，液压油腔室51t侧的部分65b在该小直径部分58上邻接被结合部65的外边缘表面。这样，邻接圆柱形部分51a的邻接部成了部分65b，且空间s1形成作为被接合部65和圆柱形部分51a之间的杂质储藏所，并且距离压接部73侧比邻接部65b更近。

(2)在上述实施例中，虽然描述的是在压接部73和被接合部65的端部65a之间设置有o形环66的例子，如图9所示，也可采用o形环66并非设置于压接部73和被接合部65的端部65a之间的结构。这样，例如，具有密封功能的弹性部分设置于球保持架61与螺栓主体51的阶部51b处于位置相对的部分。

本发明可用于一种在将被驱动侧转子固定至凸轮轴的螺栓的内侧具有间隔体以便分隔出用于循环流体的流道空间的阀开闭定时控制装置。

本发明的工作原理、优选实施例和运作模式已经在前述说明书中描述。然而，本发明所要保护的内容不应限于公开的特定实施例。进而，本文中描述的实施例应视为是解释性的而非限制性的。其他人可做出改变和变化，采用等同物，并不脱离本发明的精神。相应地，应明确理解本发明范围包括落入本发明的精神和范围的所有改变、变化和等同替换。