CN102235198A - 内燃机的可变气门装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的可变气门装置，能够充分抑制减速机构工作过程中产生击打声。将电动马达的正反旋转力减速并传递给凸轮轴(2)的减速机构(8)具备：与马达输出轴(13)设置成一体的偏心轴部(33)、与正时链轮(1)设置成一体的环状部件(19)、设置在该环状部件内周侧所具有的内齿(19a)与滚珠轴承(33)的外圈(33b)之间的多个滚柱(34)、设置在凸轮轴侧而将各滚柱之间隔开并且容许滚柱整体的径向移动的保持器(41)，根据所述滚柱与内齿之间的间隙大小来选择外径不同的多个滚柱进行组装，以调节成最合适的间隙。由此，抑制动作中产生击打声。

Description

内燃机的可变气门装置

技术领域

本发明涉及使用利用电动马达的可变机构而对内燃机的进气门或排气门的例如开闭定时或工作角等进行可变控制的内燃机的可变气门装置。

背景技术

近来，对于内燃机的可变气门装置之一的配气相位正时控制装置，提供有通过驱动电动马达来提高控制的稳定化和控制响应性的技术。

例如，以下专利文献1所记载的配气相位正时控制装置，将电动马达的驱动旋转通过由行星齿轮机构构成的减速机构进行减速，使从曲轴传递旋转力的正时链轮与凸轮轴的相对旋转相位发生变化，根据内燃机运转状态来可变控制内燃机气门的开闭定时。

专利文献1：(日本)特开2009-185785号公报

然而，所述专利文献1记载的配气相位正时控制装置，由于作为所述减速机构是使用由相互啮合的恒星齿轮和齿圈等构成的行星齿轮机构，因此，各齿轮啮合部之间的间隙大小容易产生偏差，当所述间隙较大时，有可能因受到凸轮轴产生的正负交变扭矩而使各齿侧面彼此发生干涉而产生较大的碰撞击打声。

发明内容

本发明就是鉴于所述现有技术的技术课题而提出的，其目的在于提供一种内燃机的可变气门装置，能够充分抑制减速机构工作过程中产生击打声。

本发明提供一种可变气门装置，其特征在于，根据偏心旋转体的外周面与内周啮合部之间的间隙的大小，来选择组装外径不同的滚动体。

根据本发明，能够抑制减速机构工作过程中产生碰撞击打声，而得到充分的安静性能。

附图说明

图1是本发明的配气相位正时控制装置的一实施方式的纵剖面图。

图2是图1的A-A线剖面图。

图3是图1的B-B线剖面图。

图4是本实施方式的盖部件和第一油封的分解立体图。

图5是图1的C-C线剖面图。

图6是本实施方式的要部放大图。

图7是表示本实施方式的用于调节间隙的步骤的流程图。

图8(A)是表示为了调节所述间隙而组装有基准滚柱状态的要部放大图，图8(B)是表示测定所述间隙状态的要部放大图。

图9是表示通过实验得到的所述间隙与VTC噪音的关系的曲线图。

图10是表示通过实验得到的所述间隙与VTC振动的关系的曲线图。

图11是表示通过实验得到的VTC的任意相位角控制保持状态的所述间隙与VTC振摆量的关系的曲线图。

图12是表示通过实验得到的所述间隙与VTC控制响应性的平均偏差值的关系的曲线图。

图13是表示第二实施方式的用于调节间隙的步骤的流程图。

图14(A)是表示为了调节所述间隙而组装基准滚柱状态的要部放大图，图14(B)是表示测定外圈与滚柱之间的间隙的状态的要部放大图，图14(C)是调节所述间隙后的要部放大图。

标记说明

1-正时链轮(第一部件)

2-凸轮轴(第二部件)

3-盖部件

3a-盖本体

4-相位变更机构

5-壳体

6-挡板

7-螺栓

8-减速机构

9-从动部件

10-凸轮螺栓

12-电动马达

13-马达输出轴

17-铁心转子

18-电磁线圈

19-环状部件

19a-内齿

23a、23b-第一电刷

24a、24b-第二电刷

28-滚针轴承

30-偏心轴部(偏心旋转体)

32-第二油封

33-第一滚珠轴承(偏心旋转体)

33a-内圈

33b-外圈

34-滚柱

35-第三滚珠轴承

41-保持器(保持部件)

41a-突起部

41b-开口部

43-第二滚珠轴承

48a、48b-集电环

C1-间隙

C2-间隙

Q-容许量

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的内燃机的配气相位正时控制装置(VTC)的实施方式。虽然本实施方式是用于内燃机的进气侧的气门装置，但对于排气侧的气门装置也能够同样适用。

[第一实施方式]

如图1～图5所示，该配气相位正时控制装置具备：由内燃机的曲轴旋转驱动的驱动旋转体即正时链轮1；凸轮轴2，所述凸轮轴2经由轴承44而被自由旋转地支承在图示以外的气缸盖上，且利用从所述正时链轮1传递来的旋转力进行旋转；作为固定部件的盖部件3，所述盖部件3配置在该正时链轮1的前方位置，被螺栓安装固定在链条罩40上；以及相位变更机构4，所述相位变更机构4配置在所述正时链轮1和凸轮轴2之间，根据内燃机运转状态来变更这两者正时链轮1和凸轮轴2的相对旋转相位。所述链条罩40被螺栓安装固定在气缸盖上。

所述正时链轮1，其整体由铁系金属一体形成，构成为包括：圆环状链轮本体1a，其内周面形成位台阶径状；以及齿轮部1b，其一体设置在该链轮本体1a的外周，经由被卷绕的正时链条42而接受来自曲轴的旋转力。正时链轮1通过第三轴承即第二滚珠轴承43而自由旋转地被凸轮轴2所支承，所述第三轴承即第二滚珠轴承43被夹装在形成于所述链轮本体1a的内周侧的圆形槽1c与一体设置于所述凸轮轴2前端部的厚壁的凸缘部2a外周之间。

所述链轮本体1a，在前端部外周缘一体设置有环状突起1e。在链轮本体1a的前端部配置有与所述环状突起1e的内周侧定位在同轴上的环状部件19，且在该环状部件19的前端面利用螺栓7从轴向一起拧紧固定有大径圆环状的挡板6。如图3所示，在链轮本体1a的内周面的一部分，沿周向在规定长度范围形成有圆弧状的卡合部即阻挡突部1d。

所述环状部件19在内周形成有波纹状的啮合部即内齿19a。

在所述挡板6的前端侧外周利用螺栓11固定有构成所述相位变更机构4的后述电动马达12的一部分的圆筒状的壳体5。

所述壳体5由铁系金属形成为横截面大致コ字形状(杯子状)，其作为轭铁发挥作用，其被配置成如下形态，在前端侧(底部侧)一体具有圆环板状的保持部5a，且包含该保持部5a的外周侧整体被所述盖部件3以具有规定间隙的方式覆盖。

所述凸轮轴2，在外周具有使图示以外的每一气缸的两个进气门进行打开动作的每一气缸的两个驱动凸轮，并且，在前端部由凸轮螺栓10从轴向结合有从动旋转体即从动部件9。所述各进气门分别被图示以外的气门弹簧向关闭方向施力。因此，会由于该气门弹簧的弹力等而在所述凸轮轴2产生正负的交变扭矩。

如图3所示，在凸轮轴2的所述凸缘部2a沿圆周方向形成有所述链轮本体1a的阻挡突部1d卡入的阻挡凹槽2b。该阻挡凹槽2b沿圆周方向形成规定长度的圆弧状，通过凸轮轴2在该长度范围进行转动而使周向的相对缘2c、2d分别与阻挡突部1d的两端缘1f、1g抵接，而限制凸轮轴2相对正时链轮1的最大提前角侧或最大滞后角侧的相对旋转位置。

即，如图3所示，设定成，凸轮轴2进行旋转，而在凸轮轴2侧的一相对缘2d被正时链轮1侧的一端缘1g抵接限制的状态下，成为最大滞后角侧的相对旋转相位，相反，在另一相对缘2c被另一端缘1g抵接限制的状态下，成为最大提前角侧的相对旋转相位。由该两阻挡突部1d和阻挡凹槽2b构成阻挡机构。

所述凸轮螺栓10包括：头部10a和在该头部10a一体具有的轴部10b，在所述头部10a的轴部10b侧的端缘一体形成有凸缘状的座面部10c。在所述轴部10b的外周形成有外螺纹部10d，所述外螺纹部10d与从所述凸轮轴2的前端缘向内部轴向形成的内螺纹部2e螺合。

如图1所示，所述从动部件9由铁系金属材料形成一体，构成为包括：在后端侧形成的圆板部9a、以及与该圆板部9a的前端面形成一体的圆筒状的圆筒部9b。

所述圆板部9a，在后端面的径向大致中央位置一体设置有与所述凸轮轴2的凸缘部2a大致相同外径的环状台阶突起9c，在该台阶突起9c的外周面与所述凸缘部2a的外周面相对的同时穿进配置在所述第二滚珠轴承43的内圈43a的内周。由此，在组装时，使凸轮轴2与从动部件9的轴心对准作业容易。所述第二滚珠轴承43的外圈43b被压入固定在所述链轮本体1a的圆形槽1c的内周面。

如图1、图2所示，在所述圆板部9a的外周部一体设置有保持后述的滚动体即滚柱34的保持部件即保持器41。该保持器41具有多个突起部41a，所述多个突起部41a从与所述圆板部9a的外周部形成一体的圆环状基部向与所述圆筒部9b相同方向、即向圆筒部9b的轴向突出形成。该各突起部41a大致形成为梳齿状，横截面各自被形成大致矩形，且形成在圆环状基部的圆周方向的大致等间隔位置并具有规定间隙。

如图1所示，所述圆筒部9b在中央贯通形成有被所述凸轮螺栓10的轴部10b穿进的穿进孔9d，且在外周侧设置后述的滚针轴承28。

如图1和图5所示，所述盖部件3由比较壁厚的合成树脂材料(非磁性材料)一体形成，构成为包括：成杯子状鼓出的盖本体3a和与该盖本体3a的后端部外周是一体的托架3b。

所述盖本体3a被配置成将所述相位变更机构4的前端侧覆盖，即，从所述壳体5前端侧的保持部5a而将后端部侧的大致整体隔开规定间隙地覆盖，且在大致平坦状的前端壁的大致中央位置贯通形成有作业用孔3c。该作业用孔3c用于将油封50和相位变更机构4同轴对准，在组装完成后，则嵌入固定有横截面是大致コ字形的第一栓体29而将内部堵塞。另一方面，在所述托架3b上，在形成为大致圆环状的六个凸台部分别贯通形成有螺栓穿进孔3f。

如图1所示，所述盖部件3利用穿进所述托架3b的螺栓穿进孔3f的多个螺栓47而被固定在所述链条罩40。在所述盖本体3a的前端部内周面，内外双重的集电环48a、48b以使各内端面露出的状态被一体埋设固定。所述各集电环48a、48b被形成大致薄板圆环状，且具有规定间隙地被配置在内外，而且各自轴向的外端部以埋设状态被固定在所述前端壁的内面侧。

在所述盖部件3的上端部设置有连接部49。该连接部49具有基端部被埋设固定在盖部件3内部的长板状连接端子49a，并且，具有曲柄状导电部件49a，所述曲柄状导电部件49a被埋设固定在盖部件3的内部，一端部与所述连接端子49a的基端部连接，另一端部与所述各集电环48a、48b连接。所述连接端子49a经由控制单元21而从图示以外的蓄电池电源对该连接端子49a进行通电或将通电切断。

如图1和图4所示，在所述盖本体3a的后端部侧内周面与所述壳体5的外周面之间夹装有密封部件即大径的第一油封50。该第一油封50被形成横截面大致コ字形，在合成橡胶的基体材料内部埋设有芯骨，且将外周侧的圆环状基部50a嵌装固定在所述盖部件3a后端部的内周面形成的圆形槽3d内。在圆环状基部50a的内周侧一体形成有与所述壳体5的外周面抵接的密封面50b。

所述相位变更机构4构成为包括：在所述凸轮轴2的大致同轴上前端侧配置的促动器即电动马达12、以及将该电动马达12的旋转速度减速并向凸轮轴2传递的所述减速机构8。

如图1所示，所述电动马达12是带电刷的DC电机，具备：与所述正时链轮1一体旋转的轭铁即所述壳体5、自由旋转地设置在该壳体5内部的马达输出轴13、固定在壳体5内周面的半圆弧状的一对永久磁铁14和15、以及设置在壳体保持部5a内底面侧的固定件即定子16。

所述马达输出轴13形成筒状且作为电枢发挥功能，在轴向的大致中央位置的外周固定有具有多个极的铁心转子17，且在该铁心转子17的外周卷绕有电磁线圈18。在马达输出轴13的前端部外周压入固定有整流子20，该整流子20的被分割成与所述铁心转子17的极数相同的各整流子片通过电线束与所述电磁线圈18连接。且在所述马达输出轴13的内部压入固定有在将所述凸轮螺栓10拧紧后将内部堵塞的横截面是大致コ字形的第二栓体31。由此，阻止油的自由排出。

如图5所示，所述定子16构成为主要包括：通过四根螺钉22a固定在所述保持部5a内底壁的圆环板状的树脂保持架22；周向内外两个供电用电刷即第一电刷23a、23b，其从轴向贯通该树脂保持架22和保持部5a而配置，且各前端面与所述一对集电环48a、48b滑动接触来进行供电；以及通电切换用电刷即第二电刷24a、24b，其能够向内侧自由进退地被保持在树脂保持架22的内周侧，且圆弧状的前端部与所述整流子20的外周面滑动接触。

所述第一电刷23a、23b和第二电刷24a、24b由软辫线束25a、25b连接，且分别由弹性接触的扭力弹簧26a、27a的弹力而各自被向所述集电环48a、48b方向及整流子20方向施力。

如图1所示，所述马达输出轴13经由设置在所述从动部件9的圆筒部9b外周侧的滚针轴承28、和设置在凸轮螺栓10的座面部10c侧的轴部10b外周侧的第三滚珠轴承35而被凸轮螺栓10自由旋转地支承。在所述马达输出轴13的凸轮轴2侧后端部一体设置有构成减速机构8一部分的圆筒状偏心旋转体即偏心轴部30。

如图2所示，所述滚针轴承28构成为包括：被压入所述偏心轴部30的内周面的圆筒状的护圈28a、和被自由旋转地保持在该护圈28a内部的多个滚针28b。该滚针28b在所述从动部件9的圆筒部9b外周面滚动。

所述第三滚珠轴承35以使内圈35a被夹持在所述从动部件9的圆筒部9b前端缘与凸轮螺栓10的座面部10c之间的状态被固定。另一方面，以使外圈35b从轴向被夹持在马达输出轴13的内周形成的台阶部与防脱环即弹性卡环36之间的状态被定位支承。

在所述马达输出轴13(偏心轴部30)的外周面与所述挡板6的内周面之间设置有阻止润滑油从减速机构8的内部向电动马达12内泄漏的第二油封32。该第二油封32除了密封功能之外，通过内周部与所述马达输出轴13的外周面弹性接触而对该马达输出轴13的旋转给予摩擦阻力。

所述控制单元21根据来自检测所述曲轴旋转位置的图示以外的曲轴角传感器、检测凸轮轴2旋转位置的凸轮角传感器、检测吸入空气量的空气流量计、水温传感器及油门开度传感器等各种传感器类的信息信号，检测当前的内燃机运转状态，控制点火时刻、燃料喷射量等。

控制单元21，利用从所述曲轴角传感器和凸轮角传感器输出的检测信号来检测所述曲轴与凸轮轴2的相对旋转角度相位，根据这些检测信号来向所述电动马达12的电磁线圈18通电，进行马达输出轴13的正反旋转控制，经由减速机构8来控制凸轮轴2相对正时链轮1的相对旋转相位。

如图1、图2所示，所述减速机构8构成为主要包括：进行偏心旋转运动的所述偏心轴部30、设置在该偏心轴部30外周的旋转部件即第一滚珠轴承33、设置在该第一滚珠轴承33外周的滚动体即多个滚柱34、在将该滚柱34保持在滚动方向的同时容许其径向移动的所述保持器41、以及与该保持器41一体的所述从动部件9。

所述偏心轴部30形成圆筒状，在其外周面形成的凸轮面的轴心Y从马达输出轴13的轴心X向径向稍微偏心。

所述第一滚珠轴承33大直径状形成，在所述滚针轴承28的径向位置整体被配置成大致重叠的状态，在内圈33a与外圈33b之间自由滚动地支承有多个滚珠33c，所述内圈33a被压入固定在所述偏心轴部30的外周面，且所述滚柱34始终与所述外圈33b的外周面抵接。如图2所示，在所述外圈33b的外周侧形成有月牙圆环状的间隙C，经由该间隙C而第一滚珠轴承33整体能够随着所述偏心轴部30的偏心旋转而向径向移动，即，能够进行偏心运动。由所述第一滚珠轴承33和偏心轴部30构成偏心旋转体。

所述各滚柱34被形成由金属材料构成的实心圆柱状，从后述预先被形成外径不同的多个之中选择特定的滚柱。各滚柱34随着偏心运动而内周面与所述第一滚珠轴承33的外圈33b外周面的规定区域抵接，且外周侧的一部分嵌入所述环状部件19的内齿19a。随着所述第一滚珠轴承33的偏心运动而一边向径向移动，一边由保持器41的所述各突起部41a被向周向引导并向径向摆动运动。

如上所述，所述保持器41具有在周向具有一定间隔设置的多个突起部41a，该各突起部41a的轴向一端侧即从动部件9侧被堵塞，其相反侧形成开口，在利用螺栓7一起拧紧时，该开口部41b被所述挡板6堵塞。

如图2所示，由于第一滚珠轴承33的偏心位置而所述各滚柱34的一部分没有与环状部件19的各内齿19a嵌合(图2的下侧区域)，成为从各内齿19a脱离而位于各内齿19a之间的顶部或者说是不完全的嵌合状态。此外，即使是所述各滚柱34的处于与各内齿19a完全嵌合状态的区域(图2的上侧区域)，如图6所示，在所述内齿19a的内面19b与滚柱34的外周面之间也形成有约10μm～40μm的微小间隙C1，由此，确保各滚柱34的滚动性、降低VTC的噪音以及控制响应性等。该间隙C1，在组装各构成部件时采用比较严格的间隙管理，关于其设定方法后述。

利用润滑油供给机构向所述减速机构8的内部供给润滑油。如图1所示，该润滑油供给机构包括：油供给通路45，其形成在被所述气缸盖的轴承44所支承的凸轮轴2的轴颈的外周；油供给孔46，其沿所述凸轮轴2的内部轴向形成并与所述油供给通路45连通；油槽46a，其形成在凸轮轴2的前端面而与所述油供给孔46的下游端连接；所述小径的油供给孔46b，其沿所述从动部件9的内部轴向贯通形成，一端向所述油槽46a开口，另一端在所述滚针轴承28和第一滚珠轴承33的附近开口；以及所述大径的三个图示以外的油排出孔，其同样地贯通形成于从动部件9。

从油泵经由形成在气缸盖内部的图示以外的主油路始终向所述油供给通路45供给润滑油。因此，所述滚针轴承28、第一滚珠轴承33、所述环状部件19的内齿19a、各滚柱34、各保持器41的各突起部41a等被始终供给足够的润滑油。

以下，说明本实施方式的配气相位正时控制装置的基本动作，首先，当内燃机的曲轴被驱动旋转时，则经由正时链条42而正时链轮1旋转，其旋转力经由环状部件19和挡板6而向电动马达12的壳体5传递，永久磁铁14、15；及定子16同步旋转。另一方面，所述环状部件19的旋转力从滚柱34经由保持器41和从动部件9而向凸轮轴2传递。由此，在凸轮轴2以曲轴的1/2的旋转速度旋转的同时，外周侧的凸轮使进气门抵抗气门弹簧的弹力而进行打开动作。

在内燃机启动后的通常运转时，根据所述控制单元21的控制信号使从蓄电池电源经由集电环48a、48b等而向电动马达12的电磁线圈17通电。由此，马达输出轴13被正反旋转控制，其旋转力经由减速机构8而向凸轮轴2传递，控制相对所述正时链轮1的相对旋转相位。

即，当随着所述马达输出轴13的旋转而偏心轴部30偏心旋转时，马达输出轴13每转一圈，则各滚柱34一边被保持器41的突起部41a侧面向径向引导，一边超越所述环状部件19的一个内齿19a而在相邻的其他内齿19a滚动并移动，一边这样依次反复一边沿圆周方向滚动接触。利用该各滚柱34的滚动接触，将所述马达输出轴13的旋转减速并经由所述从动部件9而向凸轮轴2传递旋转力。这时的减速比能够通过所述滚柱34的数量等而任意设定，滚柱34的数量越多，则减速比越小，数量越少，则减速比越大。

由此，凸轮轴2能够相对正时链轮1而正反相对旋转，变换相对旋转相位，将进气门的开闭定时向提前角侧或滞后角侧变换控制。

而且，如上所述，凸轮轴2相对所述正时链轮1的正反相对旋转的最大位置限制(角度位置限制)，由所述阻挡突部1d的各侧缘1f、1g与所述阻挡凹槽2b的各相对缘2c、2d的其中之一抵接来实现。

即，所述从动部件9(凸轮轴2)随着所述偏心轴部30的偏心旋转而向正时链轮1旋转方向(图3的箭头方向)的同方向旋转，由此，使阻挡突部1d的另一侧缘1f与阻挡凹槽2b的另一侧的相对缘2c抵接，从而限制进一步向同方向旋转。由此，凸轮轴2相对正时链轮1的相对旋转相位向提前角侧被变换到最大。

另一方面，从动部件9向与正时链轮1的旋转方向的相反的方向旋转时，阻挡突部1d的一侧缘1g与阻挡凹槽2b的一侧的相对缘2d抵接，从而限制进一步向同方向旋转。由此，凸轮轴2相对正时链轮1的相对旋转相位向滞后角侧被变换到最大。

其结果，进气门的开闭定时向提前角侧或滞后角侧被变换到最大，能够谋求内燃机的油耗降低及提高输出。

这样，利用阻挡突部1d和阻挡凹槽2b的阻挡机构而能够可靠地限制凸轮轴2的相对旋转位置。

下面，根据图7～图8A、图8B来说明用于设定所述滚柱34外周面与环状部件19的内齿19a内面之间的微小间隙C1的步骤。本实施方式，通过更换各滚柱34来设定所述微小间隙C1，图7是表示该滚柱更换方式的流程图，图8A、图8B是与所述流程图对应的步骤说明图。

如图7和图8A所示，首先，在步骤1，将预先制造的基准滚柱34a从所述前端侧的开口部41b侧组装到沿径向处于相互最接近位置的所述内齿19a的内面与外圈33b之间的空间内。该基准滚柱34a，其外径P是按照在所述各内齿19a和外圈33b的成型加工时等没有尺寸误差作为基准而设定的。

接着，在步骤2，如图8B所示，测定所述内齿19a的内面与滚柱34a之间的间隙C1。

在步骤3，判断所述间隙C1是否在容许值Q以内(10μm～40μm)。将该容许值Q设定成10μm～40μm的理由，如后述那样，是根据改变间隙C1的大小而对VTC的振动和噪音进行实验的结果求出来的。

即，由于所述第一滚珠轴承33的制造误差，特别是由于外圈33b的外径或所述环状部件19的内齿19a内径等的尺寸误差，有时会使所述间隙C1的大小有变化。在判断该间隙C1是预先确定的所述容许值Q以内时，进入步骤4，在将所述基准滚柱34a原样地嵌合到内齿19a内的状态下，通过由所述挡板6将所述开口部41b堵塞，且利用螺栓7而与环状部件19一起拧紧，从而完成组装作业。

在所述步骤3，当判断为间隙C1偏离容许值Q时，进入步骤5，选择外径不同的滚柱34。即，在所述间隙C1比容许值Q大时，则按照其大小来选择外径大的滚柱34，在间隙C1比容许值Q小时，则选择外径小的滚柱34，来替代基准滚柱34a，由此来进行间隙调节作业，从而设定为最合适的间隙C1。然后，由所述挡板6将所述开口部41b堵塞，且利用螺栓7而与环状部件19一起拧紧，从而完成组装作业。

[实验例]

将所述间隙C1的容许值设定成10μm～40μm范围内的理由，是发明者根据多次实验结果所确定的。该实验例，在将所述间隙C1设定成约5～50μm的状态下，图9表示所述VTC整体的噪音(dB)，图10表示VTC整体的振动(G)。图11表示利用VTC而在保持成任意相位角的状态下的VTC的朝向提前角侧、滞后角侧的振摆量(degCA)(偏离量)，而且，图12是分析调查VTC的控制响应性的平均偏差值(degCA)的图。

首先，从图9所示的噪音来看，可以看出存在如下趋势，即，间隙C1在约5～35μm时，表示出大致平坦的较低的值，而40μm的间隙，尽管稍微上升，但表示是比较低的值，从超过40μm到45、50μm时，则噪音急剧上升。

看图10所示的振动，可以看出，也表示出与所述噪音大致相同的特性，尽管间隙在约5～40μm是逐渐上升，但从超过40μm到50μm，则成为急剧上升。

再看图11所示的最提前角保持控制时的振摆量，可以看出存在如下趋势，即，间隙在5μm～40μm是逐渐上升，但从超过40μm到50μm，则急剧上升。

看图12所示的控制响应性的平均偏差值，可以看出，从约5μm开始逐渐下降，超过40μm而成为45、50μm时，则大幅降低。

根据所述实验例综合判断，可以看出，只要将所述间隙C1设定在5～40μm，优选为10μm～40μm的范围内，就能够满足VTC噪音和控制响应性等所有的要求。因此，本实施方式将所述间隙C1设定在10μm～40μm范围内。

如上所述，本实施方式能够确保由于VTC动作中的从凸轮轴2传递的交变扭矩等所引起的噪音的降低及良好的控制响应性等。

此外，由于预先准备外径不同的多个滚柱34，在组装各构成部件时，只是按照所述的步骤更换各滚柱34，就能够调节所述间隙C1的误差，因此，能够充分抑制成本增高。

[第二实施方式]

图13和图14表示第二实施方式，配气相位正时控制装置的基本结构与第一实施方式相同，不同之处在于，预先准备具备外径不同的外圈33b的多个第一滚珠轴承33，在组装各构成部件时，适当选择外径不同的外圈33b的第一滚珠轴承33，以调节所述滚柱34与外圈33b之间的间隙C2。

如图13和图14A所示，在步骤11，首先，将基准滚柱34a从所述前端侧的开口部41b侧组装到沿径向处于相互最接近位置的所述内齿19a的内面与外圈33b之间的空间内。该基准滚柱34a，其外径P是按照在所述各内齿19a、外圈33b的成型加工时等没有尺寸误差的滚柱作为基准而预先设定的。

接着，在步骤12，如图14B所示，测定所述外圈33b的外周面与滚柱34a之间的间隙C2。

在步骤13，判断所述间隙C2是否在所述容许值Q以内(10μm～40μm)。即，虽然由于所述第一滚珠轴承33的制造误差，特别是由于外圈33b的外径、所述环状部件19的内齿19a内径等的尺寸误差，有时使所述间隙C2的大小有变化，但当判断为该间隙C2在预先确定的所述容许值Q以内时，进入步骤14。

在此，在将第一滚珠轴承33原样地安装的状态下，由所述挡板6将开口部41b堵塞，且利用螺栓7而与环状部件19一起拧紧，从而完成组装作业。

在所述步骤13，当判断为间隙C2偏离容许值Q时，进入步骤15，选择外径不同的外圈33b的第一滚珠轴承33。

即，例如在所述间隙C2比容许值Q大时，则按照其大小来选择外径大的外圈33b的第一滚珠轴承33，在间隙C2比容许值Q小时，则选择外径小的外圈33b的第一滚珠轴承33来替代，以进行间隙的调节作业，设定成为最合适的间隙C1。然后，将所述挡板6和环状部件19利用螺栓7一起拧紧，从而完成组装作业。

本实施方式是调节外圈33b的外周面与滚柱34之间的间隙C2，但这种情况下，也能够得到与第一实施方式同样的作用效果。即，能够确保由于VTC动作中的从凸轮轴2传递的交变扭矩等所引起的噪音的降低和良好的控制响应性等。

本实施方式，由于也是只要准备多个单一部件即第一滚珠轴承33的外圈33b的外径不同的第一滚珠轴承33即可，因此，所述间隙调节作业容易。

[各实施方式共同的作用效果]

作为所述第一、第二实施方式共同的作用效果，通过将所述盖部件3由合成树脂材料形成而能够谋求内燃机整体的重量轻，且由于能够将所述各集电环48a、48b及连接端子49a等设置成一体，因此，制造作业变容易。

由于所述减速机构8的滚针轴承28和第一滚珠轴承33配置在径向的大致同一位置，特别是将所述环状部件19和滚柱34配置在与滚针轴承28相同的径向位置，因此，能够将装置的轴向长度充分缩短。其结果，能够谋求装置的小型化和重量轻。

由于所述减速机构8的结构简单，因此，制造作业和组装作业容易，能够充分降低它们的成本。

由于所述滚针轴承28配置在所述环状部件19的内齿19a的齿面与滚柱34啮合位置的径向内周侧，因此，能够将从环状部件19侧向径向内侧作用的大的负载由所述滚针轴承28来承受。因此，由所述负载引起的弯曲力矩几乎不向所述马达输出轴13作用。因此，能够得到马达输出轴13的始终顺利旋转。

由于从润滑油供给机构将润滑油始终强制地向所述减速机构8内供给，因此，提高了减速机构8的各部分的润滑性。即，将润滑油供给到内齿19a与滚柱34之间、以及滚针轴承28、第一滚珠轴承33，提高了各滚柱、28b、34和各滚珠之间的润滑性，使减速机构8始终进行顺畅的相位变换，而且，由于该润滑油还发挥各部件之间的缓冲功能，因此，能够更有效地抑制所述击打声的产生。

特别是在内燃机的驱动过程中，由于从油泵压送的润滑油经由所述润滑油供给机构被始终供给而成为浸渍状态，因此，能够抑制所述各滚动体油膜消失的产生。由此，能够充分减少电动马达12的初期驱动负载，能够谋求提高配气相位正时的控制响应性和降低耗能。

从所述减速机构8内部经由所述各油排出孔而向外部排出的润滑油由于离心力而附着到所述第二滚珠轴承43，且附着到正时链轮1的各齿轮部1b，从而能够效率良好地润滑这些部位。

进而，由于所述马达输出轴13和偏心轴部30经由滚针轴承28和第三滚珠轴承35而被凸轮螺栓10支承，因此，不需要另外设置支承轴，能够谋求减少部件数量，且由于从轴向直接与凸轮轴2结合，因此，能够抑制相对于凸轮轴2的径向的歪斜，而得到高的同轴性。

此外，由于通过壳体5而能够谋求减速机构8与电动马达12的一体化，且还能够谋求经由链轮本体1a与正时链轮1的一体化，因此，能够谋求这些各构成部件整体的组件化。因此，能够实现装置的轴向及径向的小型化，而且产品管理容易。

此外，由于所述第二油封32对于所述马达输出轴13施加摩擦阻力，因此，能够利用气门弹簧的弹力等吸收所述凸轮轴2产生的交变扭矩而抑制电动马达12的负载。

此外，通过将所述马达输出轴13与偏心轴部30一体化，与将它们分割的情况比较，而能够谋求减少部件数量，组装、制造作业变得容易，根据这一点也能够谋求降低成本。

本发明并不被所述各实施方式的结构所限定，例如，也可以预先准备所述内齿19a的内径不同的多个环状部件19，根据所述间隙的大小来选择环状部件19，也可以调节滚柱34与内齿19a之间的间隙C1。

此外，虽然作为滚动体而使用了滚柱，但根据各构成部件的构造，也可以由滚珠来构成。

进而，作为可变气门装置并不被各实施方式的配气相位正时控制装置所限定，例如，如本申请人之前申请的(日本)特开2010-84716号公报所记载的发明那样，也可以适用于根据内燃机运转状态而使进气门的提升量和工作角可变的可变气门装置。

以下说明根据所述实施方式掌握的所述技术方案以外的技术思想。

[技术方案a]

如技术方案1记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述滚动体是实心圆柱状的滚柱。

根据本发明，通过将滚动体设定成滚柱，而能够得到内齿与滚珠轴承之间稳定的滚动性。

[技术方案b]

如技术方案1记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述保持部件的将所述各滚动体隔开保持的保持部具有使所述各滚动体能够从轴向的至少一侧脱出的开口部，在所述滚动体脱出侧的轴向端面侧，在所述第一部件或所述第二部件的其中之一上自由装拆地安装有限制所述各滚动体脱出的挡板。

根据本发明，由于通过适当地拆下挡板，而能够将所述各滚动体从开口部自由更换，因此，在由于磨损等而需要更换该各滚动体时；以及在安装初期为了间隙管理而需要更换其他滚动体时，容易进行更换作业。

[技术方案c]

如技术方案b记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述挡板与所述内周啮合部一起拧紧固定。

由于通过装拆所述挡板而能够从开口部自由更换滚柱，因此，维修保养性提高。

[技术方案d]

如技术方案c记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述偏心旋转体包括：从所述电动马达直接传递旋转力的偏心轴部、以及设置在该偏心轴部外周的轴承部件，

在所述挡板的内周固定有与所述偏心轴部的外周面滑动的密封部件，并且，向比该密封部件更位于轴向一侧的所述各滚动体侧供给润滑油。

利用所述密封部件而能够限制润滑油流入电动马达，且由于积极地向各滚动体供给润滑油而提高它们的润滑性，能够得到正时链轮与凸轮轴的相对旋转相位的顺畅变换作用。

[技术方案e]

如技术方案d记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

将所述电动马达配置在比所述密封部件更靠轴向另一侧的所述滚动体的相反侧位置。

利用所述密封部件能够防止向各滚动体侧供给的润滑油向电动马达侧泄漏。

[技术方案f]

如技术方案e记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述电动马达，在马达输出轴的外周设置有转子，且将所述偏心轴部一体固定在所述马达输出轴。

通过将马达输出轴与偏心轴部一体化而使制造作业和组装作业变得非常容易，提高部件管理性。

[技术方案g]

如技术方案f记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述电动马达是直流电机，其具备：设置在壳体内周的永久磁铁、在所述壳体内部被自由旋转地支承的所述马达输出轴、以及设置在所述转子的电磁线圈，其中，经由供电用电刷向所述电磁线圈供电。

[技术方案h]

如技术方案1记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述第一部件和所述第二部件的其中一个被固定在从曲轴传递旋转力的旋转部，所述第一部件和所述第二部件的其中另一个被固定在凸轮轴，通过改变所述第二部件相对所述第一部件的相对旋转相位来变更内燃机气门的开闭定时。

[技术方案i]

如技术方案3记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

经由供电用电刷向所述电动马达供电。

由于是使用电刷的电动马达，因此，能够谋求降低成本。

[技术方案j]

如技术方案1记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述第一部件和所述第二部件的其中一个被固定在内燃机本体，另一个被固定在利用旋转而至少使内燃机气门的工作角可变的工作角可变机构的控制轴。

[技术方案k]

如技术方案2记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

设置在所述偏心旋转体的外周面与内周啮合部之间的所述滚动体的外周面、与所述偏心轴部的外周面以及所述内周啮合部之间的径向的间隙设定为10μm～40μm。

[技术方案1]

如技术方案2记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述偏心旋转体包括：从所述电动马达传递旋转力的偏心轴部、以及设置在该偏心轴部外周且所述滚动体抵接在其外周面的旋转部件，

根据所述旋转部件的外周面与所述内周啮合部之间的间隙大小，来选择外径不同的多个旋转部件进行组装。

[技术方案m]

如技术方案1记载的内燃机可变气门装置，其特征在于，

所述偏心轴部在一部分上具有相对旋转中心偏心的部分，在该偏心的部分固定有所述旋转部件即滚珠轴承的内圈，根据该滚珠轴承的外圈的外周面与所述内周啮合部之间的间隙大小，来选择所述外圈的外径不同的多个滚珠轴承进行组装。

[技术方案n]

一种内燃机的可变气门装置的制造方法，其将第一部件与第二部件的相对旋转位置经由减速机构进行变更，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，

所述减速机构具备：

从电动马达传递旋转力且相对该旋转中心进行偏心旋转的偏心旋转体；

一体设置在所述第一部件或第二部件的其中一个且在内周具有啮合部的内周啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，利用所述偏心旋转体的偏心旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其与所述第一部件或所述第二部件的其中另一个设置成一体，将所述各滚动体自由滚动地保持并且容许该滚动体整体的径向移动，

所述内燃机的可变气门装置的制造方法，包括：

将具有基准外径的所述滚动体组装到配置于所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的所述保持部件上；

在该组装状态下，测定所述滚动体的外周面与所述偏心旋转体的外周面以及内周啮合部的内面之间的径向最大间隙；以及

根据该测定结果来选择外径合适的所述滚动体并组装到所述保持部件上。

根据该制造方法，由于只是适当地更换滚动体来调节间隙，因此，其调节作业容易。

[技术方案o]

如技术方案n记载的内燃机可变气门装置的制造方法，

将所述第一部件和所述第二部件的其中一个固定在从曲轴传递旋转力的旋转部，将所述第一部件和所述第二部件的其中另一个固定在凸轮轴，由此，通过变更所述第二部件相对所述第一部件的相对旋转相位，来变更内燃机气门的开闭定时。

[技术方案p]

一种内燃机的可变气门装置的制造方法，将第一部件与第二部件的相对旋转位置经由减速机构变更，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，

所述减速机构具备：

从电动马达传递旋转力且相对该旋转中心进行偏心旋转的偏心旋转体；

一体设置在所述第一部件或第二部件的其中一个且在内周具有啮合部的内周啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，利用所述偏心旋转体的偏心旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其与所述第一部件或所述第二部件的其中另一个设置成一体，将所述各滚动体自由滚动地保持并且容许该滚动体整体的径向移动，

所述内燃机的可变气门装置的制造方法，包括：

向配置在所述内周啮合部与外径成为基准的所述偏心旋转体之间的所述保持部件组装所述滚动体；

测定设置在所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的所述滚动体的外周面、与所述偏心旋转体的外周面以及所述内周啮合部的内面之间的径向最大间隙；以及

根据该测定结果，来选择外径合适的所述偏心旋转体进行组装。

Claims (9)

1.一种内燃机的可变气门装置，通过变更第二部件相对第一部件的相对旋转位置，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，所述内燃机的可变气门装置的特征在于，具备：

电动马达，其被根据控制信号控制旋转状态；

偏心旋转体，其被从该电动马达传递旋转力，相对于旋转中心进行偏心旋转；

内周啮合部，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中一个，在内周具有啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，由于所述偏心旋转体的偏心旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中另一个，将所述各滚动体之间隔开并且容许滚动体整体的径向移动；

根据所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的间隙的大小，来选择组装外径不同的所述滚动体。

2.如权利要求1所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于，

所述滚动体是实心圆柱状的滚柱。

3.如权利要求1所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于，

所述第一部件和所述第二部件的其中一个被固定于从曲轴传递旋转力的旋转部，所述第一部件和所述第二部件的其中另一个被固定在凸轮轴，通过变更所述第二部件相对所述第一部件的相对旋转相位，来变更内燃机气门的开闭定时。

4.一种内燃机的可变气门装置，通过变更第二部件相对第一部件的相对旋转位置，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，所述内燃机的可变气门装置的特征在于，具备：

电动马达，其被根据控制信号控制旋转状态；

偏心旋转体，其被从该电动马达传递旋转力，相对于旋转中心进行偏心旋转；

内周啮合部，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中一个，在内周具有啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，由于所述偏心旋转体的旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中另一个，将所述各滚动体之间隔开并且容许滚动体整体的径向移动；

根据所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的间隙大小，来选择组装所述外径不同的多个偏心旋转体。

5.如权利要求4所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于，

将夹装在所述偏心旋转体的外周面与内周啮合部之间的所述滚动体的外周面、与所述偏心旋转体的外周面以及内周啮合部的内面之间的径向的最大间隙设定在10μm～40μm范围内。

6.如权利要求5所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于，

经由供电用电刷向所述电动马达供电。

7.一种内燃机的可变气门装置的制造方法，所述内燃机的可变气门装置，通过经由减速机构变更第一部件与第二部件的相对旋转位置，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，所述内燃机的可变气门装置的制造方法的特征在于，

所述减速机构具备：

偏心旋转体，其被从电动马达传递旋转力，相对于其旋转中心进行偏心旋转；

内周啮合部，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中一个，在内周具有啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，由于所述偏心旋转体的偏心旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中另一个，将各所述滚动体滚动自由地保持并且容许该滚动体整体的径向移动；

所述内燃机的可变气门装置的制造方法，包括：

将具有基准外径的所述滚动体组装到配置于所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的所述保持部件上；

在该组装状态下，测定所述滚动体的外周面、与所述偏心旋转体的外周面以及内周啮合部的内面之间的径向最大间隙；

根据该测定结果来选择外径合适的所述滚动体并组装到所述保持部件上。

8.如权利要求7所述的内燃机的可变气门装置的制造方法，其特征在于，

所述第一部件和所述第二部件的其中一个被固定于从曲轴传递旋转力的旋转部，所述第一部件和所述第二部件的其中另一个被固定在凸轮轴，通过变更所述第二部件相对所述第一部件的相对旋转相位，来变更内燃机气门的开闭定时。

9.一种内燃机的可变气门装置的制造方法，所述内燃机的可变气门装置，通过经由减速机构变更第一部件与第二部件的相对旋转位置，使被气门弹簧向关闭方向施力的内燃机气门的工作特性可变，所述内燃机的可变气门装置的制造方法的特征在于，

所述减速机构具备：

偏心旋转体，其被从电动马达传递旋转力，相对于其旋转中心进行偏心旋转；

内周啮合部，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中一个，在内周具有啮合部；

多个滚动体，其在所述偏心旋转体的外周自由旋转地设置在沿周向的大致等间隔的位置，由于所述偏心旋转体的偏心旋转而与所述内周啮合部的啮合部位向周向移动；以及

保持部件，其一体设置于所述第一部件或所述第二部件的其中另一个，将各所述滚动体滚动自由地保持并且容许该滚动体整体的径向移动；

所述内燃机的可变气门装置的制造方法，包括：

将所述滚动体组装到配置在所述内周啮合部、与外径成为基准的所述偏心旋转体之间的所述保持部件上；

测定设置在所述偏心旋转体的外周面与所述内周啮合部之间的所述滚动体的外周面、与所述偏心旋转体的外周面以及所述内周啮合部的内面之间的径向最大间隙；

根据该测定结果，来选择组装外径合适的所述偏心旋转体。

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