CN103764957B - 阀定时控制器 - Google Patents

Abstract

提供了一种阀定时控制器，包括：驱动侧旋转体，其构造成与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，其通过密封构件同轴保持在驱动侧旋转体中、且构造成相对于驱动侧旋转体，与用于打开/关闭内燃机的阀的凸轮轴一体地旋转；超前室，其构造成通过供给工作油使得超前室的体积增加而在超前方向上移动从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位，和延迟室，其构造成通过供给工作油使得延迟室的体积增加而在延迟方向上移动相对旋转相位，超前室和延迟室由驱动侧旋转体和从动侧旋转体构成；扭转弹簧，其设置在驱动侧旋转体的前板或后板与从动侧旋转体之间形成的空间内且构造成总是沿着超前方向或延迟方向偏置驱动侧旋转体和从动侧旋转体；以及设置在前板或后板内的第一圆柱体部分和设置在从动侧旋转体内的第二圆柱体部分，第一圆柱体部分和第二圆柱体部分可在轴线方向上彼此插入。

Description

阀定时控制器

技术领域

本发明涉及一种阀定时控制器，该阀定时控制器包括：驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体被构造成与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，所述从动侧旋转体通过密封构件同轴保持在驱动侧旋转体中、且被构造成相对于驱动侧旋转体，与用于打开/关闭内燃机的阀的凸轮轴一体地旋转；超前室，所述超前室被构造成通过供给工作油使得超前室的体积增加而在超前方向上移动从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位，和延迟室，所述延迟室被构造成通过供给工作油使得延迟室的体积增加而在延迟方向上移动所述相对旋转相位，所述超前室和所述延迟室由驱动侧旋转体和从动侧旋转体构成；扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置在驱动侧旋转体的前板或后板与从动侧旋转体之间形成的空间内且被构造成总是沿着超前方向或延迟方向偏置驱动侧旋转体和从动侧旋转体。

背景技术

作为常规的阀定时控制器，可提到其中的扭转弹簧设置在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间的控制器。例如，扭转弹簧被提供以用于，在内燃机的工作期间，抵消在延迟方向上作用在凸轮轴上的力以提高凸轮轴的相位变化的响应性。

同时，在一些情况下，为了形成超前室和延迟室，在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间设置密封构件。例如，密封构件被设置在各个旋转体彼此面对的位置处。在两个旋转体相对旋转期间，即使两个旋转体之间的距离变化，每一个密封构件也应通过使用偏置弹簧等来牢固地密封旋转体之间的间隙。然而，为了进一步提高密封构件的密封功能，在密封构件之外的部分处，应进行两个旋转体的居中对齐。

在这样的阀定时控制器中，为了执行每一构件的居中对齐，凸轮轴构成用于对齐的组件。换句话说，直到全部组件都被组装后，才进行驱动侧旋转体和从动侧旋转体的居中对齐。

在与凸轮轴连接之前，组装驱动侧旋转体和从动侧旋转体。当组装时，为了将驱动侧旋转体和从动侧旋转体设置在初始相位，必须给予扭转弹簧一定程度的扭转力矩。因此，在这种类型的阀定时控制器中，已经进行各种努力以稳固地执行凸轮轴的连接工作、驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间的居中对齐工作等。

例如，在专利文献1描述的阀定时控制器的情况下，套管被压入作为从动侧旋转体的叶片转子内。该套管用于将叶片转子和作为驱动侧旋转体的滑瓦壳体（shoe housing）保持在同一轴线上。套管还用作用于容纳连接凸轮轴和叶片转子的螺栓的支座。采用将套管压入叶片转子的这种构造的原因是使叶片转子与套管精确地对齐。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请公布No.2001-173414（参见第[0015]段和图1）

发明内容

技术问题

然而，在使用这样的套管的装置的情况下，增加了许多部件，此外，增加许多制造步骤，其中包括套管被压入叶片转子中。此外，通过将套管压入叶片转子的一侧，叶片转子整体上可以向与压入该套管的一侧相反的一侧突出的曲率进行弯曲。如果叶片转子存在弯曲，则当组装阀定时控制器时，在叶片转子和滑瓦壳体之间形成间隙。因此，工作油从该间隙泄露且超前-延迟控制的响应性变低。为了校正叶片转子的弯曲，可将叶片转子的两个面打磨以变平。然而，从生产成本等来看，进行这样的过程是不切实际的。

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，目的是提供一种阀定时控制器，其中，驱动侧旋转体和从动侧旋转体被合理地组装。

技术方案

根据本发明的阀定时控制器具有如下特征：该阀定时控制器包括：驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体被构造成与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，通过密封构件，所述从动侧旋转体同轴保持在驱动侧旋转体中、且所述从动侧旋转体被构造成相对于驱动侧旋转体，与用于打开/关闭内燃机的阀的凸轮轴一体地旋转；超前室，所述超前室被构造成通过供给工作油使得超前室的体积增加而在超前方向上移动从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位，和延迟室，所述延迟室被构造成通过供给工作油使得延迟室的体积增加而在延迟方向上移动所述相对旋转相位，所述超前室和所述延迟室由驱动侧旋转体和从动侧旋转体形成；扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置在驱动侧旋转体的前板或后板与从动侧旋转体之间形成的空间内且被构造成总是沿着超前方向或延迟方向偏置驱动侧旋转体和从动侧旋转体；和设置在前板或后板内的第一圆柱体部分和设置在从动侧旋转体内的第二圆柱体部分，所述第一圆柱体部分和第二圆柱体部分可在轴线方向上彼此插入。

<效果>

利用这种构造，在轴线方向上可彼此插入的第一圆柱体部分和第二圆柱体部分被分别独立地设置在从动侧旋转体和前板或后板上。因此，可简化驱动侧旋转体和从动侧旋转体的构造。换句话说，在不单独使用特定构件的情况下，驱动侧旋转体和从动侧旋转体可被对齐。因此，可得到阀定时控制器，通过该阀定时控制器，减少了部件的数量且简化了组装工作。

在根据本发明的阀定时控制器中，凹部可以设置在从动侧旋转体的一个侧面内，凸轮轴的端部可插入到所述凹部内，且所述凹部的开口直径可被制造得比形成在后板中的孔的内径大，所述凸轮轴可插入到所述孔内。

<效果>

当组装阀定时控制器时，首先，从动侧旋转体被保持在驱动侧旋转体内，然后凸轮轴连接到从动侧旋转体。在本发明构造的装置中，通过使第一圆柱体部分和第二圆柱体部分交替地彼此插入，这两个构件可在预定的区域内被对齐。然而，由于这两个构件应相对于彼此旋转，故当装置操作时在所述两个构件之间应存在间隙。此外，由于扭转弹簧被设置穿过驱动侧旋转体和从动侧旋转体，故驱动侧旋转体和从动侧旋转体由于弹性力而趋向离心。在本发明构造的装置中，通过使形成在从动侧旋转体内的凹部的开口直径大于形成在后板内的孔的内径，当从所述孔所在的侧沿着轴中心方向观看凹部时，所述孔易于被定位在凹部的范围内。换句话说，当驱动侧旋转体和从动侧旋转体被组装但它们变得离心时，凸轮轴的端面不太可能接触从动侧旋转体的凹部更外侧的部分,从而凸轮轴的插入较少被阻碍。因此，凸轮轴的端部可牢固地插入到凹部内。如上所述，在本发明构造的装置中，可非常平滑地进行凸轮轴与从动侧旋转体的连接。

在根据本发明的阀定时控制器中，第二圆柱体部分可形成在从动侧旋转体的端面中的与凸轮轴所在的侧相反的侧上的端面内，且第一圆柱体部分可被设置在第二圆柱体部分的外侧。

<效果>

设置在从动侧旋转体内的第二圆柱体部分形成在与凸轮轴所附接的侧相反的侧上。第二圆柱体部分的内部设置有螺栓，其用于将凸轮轴固定至从动侧旋转体。利用该构造，第一圆柱体部分定位在第二圆柱体部分的外侧，从而第二圆柱体部分的端面可被用作例如螺栓的头部所接触的支座。利用该构造，可以更合理地形成阀定时控制器。

在根据本发明的阀定时控制器中，环形槽可形成在从动侧旋转体的端面中的与凸轮轴所在的侧相反的侧上的端面内，且所述环形槽的内径侧壁可用作第二圆柱体部分。

<效果>

作为本发明的构造，为了获得第二圆柱体部分，所述环形槽形成在从动侧旋转体的端面内。在该情况中，例如，形成从动侧旋转体的基本材料的形状可以是简单的近似圆柱的形状。如果圆柱形状足以作为从动侧旋转体的基本形状，则其可通过首先利用铝的挤压成型等形成细长的构件，然后将该构件切割成分别具有预定尺寸的部件来获得。因此，可有效地制造阀定时控制器。

在根据本发明的阀定时控制器中，形成在后板内的孔的内周边和凸轮轴的外径面可构成承座。

<效果>

期望的是，驱动侧旋转体和从动侧旋转体尽可能共轴地相对于彼此进行旋转。在该构造中，凸轮轴和后板形成承座，使得凸轮轴的外周边被作为旋转的基面。与凸轮轴一体地形成从动侧旋转体。因此，如上所述，通过设定驱动侧旋转体和从动侧旋转体相对于凸轮轴的旋转基准，可提高阀定时控制器的组装精确度。

附图说明

图1为根据第一实施方式的阀定时控制器的侧剖视图；

图2为沿着图1中的线II-II切取的剖视图；

图3为示出根据第一实施方式的阀定时控制器的组件的示意图；

图4为根据第二实施方式的阀定时控制器的侧剖视图；和

图5为示出根据第三实施方式的阀定时控制器的组件的示意图。

具体实施方式

〈第一实施方式〉

（整体配置）

在下文，将参照附图描述根据本发明的阀定时控制器。

如图1和图2所示，控制器包括：壳体1（驱动侧旋转体的一个示例)，其被构造成与内燃机E的曲轴90同步旋转；和内转子2（从动侧旋转体的一个示例），其与用于打开/关闭内燃机E的阀的凸轮轴3一体地形成且被构造成相对于壳体1旋转。内转子2被容纳在壳体1中，且密封构件4设置在内转子2和壳体1之间。在壳体1和内转子2之间设置有：超前室51，其被构造成通过供给工作油使得超前室51的体积增加而使内转子2在超前方向上相对于壳体1移动；和延迟室52，其被构造成以相似的方式使内转子2在延迟方向上移动。另外，在壳体1和内转子2之间设置扭转弹簧6，其被构造成总是使内转子2沿着超前方向或延迟方向偏向壳体1。

如图1所示，壳体1包括：前板11，其设置在与连接有凸轮轴3的一侧相反的一侧上；与前板11一体地形成的周壁12；和具有链轮14的后板13，曲轴90的驱动力施加到该链轮14上。壳体1具有近似圆柱体的形状。

在壳体1中，容纳有内转子2。在内转子2的一个面内，形成连接凹部21，且凸轮轴3一体地组装到该连接凹部21上。

如图2所示，壳体1的内周边具有多个沿着圆周方向形成的第一凸起部15，该第一凸起部15沿着径向方向向内突起。另一方面，内转子2的外周边具有多个沿着圆周方向形成的第二凸起部22，该第二凸起部22沿着径向方向向外突起。第一凸起部15相邻地面对内转子2的外周边，而第二凸起部22相邻地面对壳体1的内周边。

第一凸起部15和第二凸起部22分别具有其内形成的凹槽16和凹槽23。凹槽16和凹槽23均包括：密封构件4；和弹性构件7，其被构造成偏置该密封构件4使得密封构件4伸出到凹槽16和凹槽23外。密封构件4包括：沿着轴线X延伸的板状主体部分41；和从板状主体部分41的两个端部沿着轴线X的径向方向朝向凹槽的底部突出的一对支柱42。弹性构件7设置在两个支柱42之间。

利用这些第一凸起部15和第二凸起部22，在旋转的方向上并肩形成多个超前室51和延迟室52。如图1所示，内转子2和凸轮轴3具有与相应的超前室51连通的超前油通道81、以及与相应的延迟室52连通的延迟油通道82。工作油通过使用油供给-排出机构（未示出）交替地供应给超前油通道81和延迟油通道82和从超前油通道81和延迟油通道82排出，从而交替地扩大和交替地缩小超前室51和延迟室52。利用这种构造，内转子2沿着超前方向或延迟方向相对于壳体1移动，从而使壳体1和内转子2保持在所需的相对相位。

如图1和图2所示，扭转弹簧6设置成穿过内转子2和壳体1。例如，扭转弹簧6被构造成逆着来自进气阀或排气阀的当凸轮轴3旋转时产生的反作用力沿着超前方向或延迟方向偏置内转子2。例如，扭转弹簧6为线圈形状的构件。当组装内转子2和壳体1时，扭转弹簧6已被赋予一定程度的初始偏置力，以相对于壳体1将内转子2设置在初始相位。相应地，当内转子2和壳体1刚刚被组装时，由于扭转弹簧6的偏置力它们未以预定的量对齐。在本发明的装置中，该未对齐的问题以下列方式解决。

为了将阀定时控制器安装到内燃机E内，首先将扭转弹簧6置于壳体1内。扭转弹簧6被置于形成在壳体1的前板11内的环状凹部17内。接着，内转子2附接至壳体1，然后密封构件4和弹性构件7被附接。在进行此附接时，内转子2沿着任一个旋转方向进行相对移位。进一步，后板13被附接，然后前板11和后板13利用在沿圆周方向布置的多个位置处的壳体螺栓18紧固。

在本发明中，前板11和内转子2具有凸起部和凹部，它们沿着轴线X可彼此插入。如图1所示，前板11具有与其一体形成的第一圆柱体部分1a，且内转子2具有与其一体形成的第二圆柱体部分2a。在本发明的实施方式中，第一圆柱体部分1a被构造成安装在第二圆柱体部分2a上。

如上所述，通过使第一圆柱体部分1a与前板11一体形成或者使第二圆柱体部分2a与内转子2一体形成，可减少组件的数量。另外，由于组件的数量减少，故组装步骤的数量减少。尤其，例如通过使第二圆柱体部分2a与内转子2一体形成，第二圆柱体部分2a的定心精确性与具有定心构件的常规装置相比显著提高。因此，进一步促进了在下文中描述的凸轮轴3的附接。

在本发明的实施方式中，针对内转子2的形状，如图1所示，内转子2具有近似圆柱的形状。在该情况下，例如，其内设置有扭转弹簧6的环形凹部27可通过打磨该圆柱的一个平面而形成。如果圆柱形状足以作为内转子2的基本形状，则其可通过首先利用铝的挤压成型等形成细长的构件，然后将该构件切割成分别具有预定尺寸的部件来获得。因此，提高了阀定时控制器的生产率。

如图1所示，在内转子2的与第二圆柱体部分2a所在的侧相反的侧上，连接凹部21被设置用于附接凸轮轴3。凸轮轴3插入到形成在后板13中的轴容纳孔13a中，且凸轮轴3的远端被插入且固定至连接凹部21。在内转子2的中心部分，例如，形成内径大于凸轮螺栓31的外径的孔，使得可插入用于凸轮轴3的螺栓（在下文中，称为“凸轮螺栓”）31。凸轮螺栓31可从前侧插入到该孔内且与凸轮轴3螺接。

在凸轮轴3的端部，形成内径大于凸轮螺栓31的外径的圆柱形空间32。例如，在内转子2的内面和凸轮螺栓31的外面之间的空间以及形成凸轮轴3的圆柱形空间32的壁面和凸轮螺栓31的外面之间的空间，一起被用作用于提供工作油给超前室51以及用于从超前室51排出工作油的超前油通道81。应注意到，如图1所示，在凸轮轴3内，单独形成用于提供工作油给延迟室52以及用于从延迟室52排出工作油的延迟油通道82。

凸轮螺栓31与内转子2的第二圆柱体部分2a的端面接触。以这样的方式，第二圆柱体部分2a的端面用作用于紧固螺栓的支座。另外，螺栓的头部与第二圆柱体部分2a的接触形成超前油通道81内的油密封件。应注意到，如图1所示，油密封件33可被设置在第二圆柱体部分2a和凸轮螺栓31之间。

在本发明的装置中，为了便于凸轮轴3附接至内转子2，每一部件的形状和尺寸可以下面的方式进行设定。

如图3所示，连接凹部21的形成在内转子2内的开口设置有斜面24，其用于有助于凸轮轴3的端部的插入。另外，斜面24被构造成使得斜面24的外轮廓始终位于设置在后板13内的轴容纳孔13a的外侧。

特别地，斜面24的开口直径，即，形成用于插入凸轮轴3的连接凹部21的最大外径，大于形成在后板13内的轴容纳孔13a的内径，使得凸轮轴3可被插入。另外，优选地，连接凹部21的最大外径和轴容纳孔13a的内径之间的差值D1被设定成大于第一圆柱体部分1a和第二圆柱体部分2a之间的在径向方向上的间隙尺寸D2。

利用本发明的构造，通过简单地将凸轮轴3插入到轴容纳孔13a中，凸轮轴3的远端与斜面24接触，且可得到对齐内转子2的效果。

应注意到，当比较形成在内转子2内的连接凹部21的内径与形成在后板13内的轴容纳孔13a的内径时，轴容纳孔13a的内径略大。这样的原因是：凸轮轴3应被内转子2的连接凹部21容纳而不形成间隙，同时，凸轮轴3应以预定的间隙通过后板13的轴容纳孔13a支撑。

另外，利用本发明的构造，凸轮轴3的端部可被制成简单的圆柱形，且凸轮轴3的端部的结构可被简化。因此，可合理地获得阀定时控制器。

在本发明构造中，凸轮轴3和后板13之间形成承座。以这样的方式，通过使壳体1和内转子2的中心与凸轮轴3的中心对齐，以及通过设定内转子2和壳体1相对于凸轮轴3的旋转基准，可提高阀定时控制器的组装精确度。

<第二实施方式>

图4示出壳体1具有分离的构件的实施方式。

此处，前板11和周壁12形成为分离的构件。通过这样的方式，当壳体1由多个部件构成时，不仅用于制造每一部件的时间和工作量增加，而且由于每一部件的工作精确度上的误差的累积，整个产品的质量维护变得困难。

然而，根据部件的形状，存在如下的一些情况：如果部件被分离地制造，则部件的精确度被提高且产品的精确度和功能整体上提高。在本发明装置的情况中，为了防止工作油从超前室51和延迟室52之间泄露，必须使前板11的内侧面19a与内转子2的前侧面29可滑动地接触、周壁12的内周边19b与设置在第二凸起部22内的密封构件4可滑动地接触。为此，前板11的内侧面19a应被制造成尽可能地平坦，而周壁12的内周边19b应被制造成尽可能地成圆柱形。在这样的情况下，如果每一构件被单独地制造成具有简单形状的物品，则提高了每一面的精加工的精确度等。因此，当综合考虑产品质量、生产成本等时，可整体提高生产率。

<第三实施方式>

如图5中所示，插入构造，即在形成在前板11中的第一圆柱体部分1a和形成在内转子2中的第二圆柱体部分2a之间的内侧-外侧位置可被倒置。在该情况下，例如，如图5所示，内转子2的第二圆柱体部分2a用作限定用于扭转弹簧6的空间的壁部分，且前板11的第一圆柱体部分1a的高度可被制得较低。因此，前板11的形状可制造得更加平坦且简化，从而可以提高生产率。

<其它实施方式>

第一圆柱体部分1a可形成在壳体1的后板13内、而不是前板11内。

另外，如果第一圆柱体部分1a和第二圆柱体部分2a在径向方向上彼此重叠，则是足够的。因此，第一圆柱体部分1a是否相对于前板11伸出是无关紧要的，并且第二圆柱体部分2a是否相对于内转子2伸出也是无关紧要的。

另外，内转子2或壳体1可通过使用铝等的挤压成型或者注射成型来制造，可替选地，通过烧结不同的金属来制造。

根据本发明的阀定时控制器可被用作在内燃机的进气侧或者排气侧上的阀打开-关闭控制器。

附图标记列表

1a 第一圆柱体部分

2a 第二圆柱体部分

3 凸轮轴

4 密封构件

6 扭转弹簧

11 前板

13 后板

51 超前室

52 延迟室

90 曲轴

E 内燃机

Claims (3)

1.一种阀定时控制器，包括：

驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体被构造成与内燃机的曲轴同步旋转；

从动侧旋转体，所述从动侧旋转体通过密封构件同轴保持在所述驱动侧旋转体中、且被构造成相对于所述驱动侧旋转体，与用于打开/关闭所述内燃机的阀的凸轮轴一体地旋转；

超前室，所述超前室被构造成通过供给工作油使得所述超前室的体积增加而在超前方向上移动所述从动侧旋转体相对于所述驱动侧旋转体的相对旋转相位；和延迟室，所述延迟室被构造成通过供给工作油使得所述延迟室的体积增加而在延迟方向上移动所述相对旋转相位，所述超前室和所述延迟室由所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体形成；

扭转弹簧，所述扭转弹簧被设置在所述驱动侧旋转体的前板或后板与所述从动侧旋转体之间形成的空间内，且被构造成总是沿着所述超前方向或所述延迟方向偏置所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体；以及

第一圆柱体部分和第二圆柱体部分，所述第一圆柱体部分设置在所述前板或所述后板，所述第二圆柱体部分表示在所述从动侧旋转体的端面中的与所述凸轮轴所在的侧相反的侧上的端面内形成的环形槽的内径侧壁，所述第一圆柱体部分和所述第二圆柱体部分能够在轴线方向上彼此插入，

所述阀定时控制器的特征在于，

在所述从动侧旋转体的一个侧面内设置凹部，所述凸轮轴的端部能够插入到所述凹部内，并且在该凹部的开口设置有斜面，

所述斜面的开口直径大于形成在所述后板中的孔的内径，所述凸轮轴能够插入到所述孔内，

所述孔的内径构成为比所述凹部的内径大。

2.如权利要求1所述的阀定时控制器，其特征在于，

所述第一圆柱体部分被设置在所述第二圆柱体部分的外侧。

3.如权利要求1所述的阀定时控制器，其特征在于，

形成在所述后板内的孔的内周边和所述凸轮轴的外径面构成承座。