CN104919149A - 配气正时改变装置及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的配气正时改变装置包括由前侧外壳构件(22)及后侧外壳构件(21)构成的外壳转子(20)、叶片转子(30)、将叶片转子相对于外壳转子朝一个方向旋转施力的施力弹簧(40)，施力弹簧(40)具有线圈部(41)、相对于线圈部设置在径向外侧的第一端部(42)以及相对于线圈部设置在径向内侧的第二端部(43)，前侧外壳构件(22)在内壁面具有供第一端部卡定的第一卡定凹部(22f)，叶片转子(30)在前端侧具有对线圈部的至少一部分进行收纳的收容凹部(35)，并在与开口部(22c)面对的区域具有供第二端部卡定的第二卡定凹部(36)。藉此，能在实现装置的小型化等的同时，降低滑动区域中的磨损及摩擦力，从而能提高组装性。

Description

配气正时改变装置及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种根据运转状况改变内燃机的吸气阀或排气阀的开闭时间(配气正时)的配气正时改变装置及其组装方法。
背景技术
作为现有的配气正时改变装置，已知有如下结构，其包括外壳转子(驱动侧旋转体)、叶片转子(从动侧旋转体)、扭转线圈状的扭簧以及锁定机构(锁定片及弹簧)等，其中，上述外壳转子与曲柄轴同步地进行旋转，上述叶片转子与凸轮轴同步地旋转，并且收容在外壳转子内以将该收容室分为延迟角度室(日文：遅角室)和提前角度室(日文：進角室)，上述叶片转子能相对于外壳转子相对地旋转规定的动作角度(最大提前角度位置和最大延迟角度位置之间的角度范围)，上述扭簧组装于外壳转子与叶片转子之间，使叶片转子朝向提前角度侧旋转并施力，上述锁定机构在发动机停止时及启动时将叶片转子相对于外壳转子锁定在规定位置，并且能利用液压解除其锁定(例如，参照专利文献1等)。
在上述装置中，由于外壳转子是由覆盖叶片转子的外周区域的圆筒构件、与圆筒构件的后侧结合的后侧盖构件以及与圆筒构件的前侧结合的前侧盖构件构成的一分为三的结构(日文：三分割構造)，因此，部件数增多，相应地增加了组装工时数，导致成本的增加等。
此外，扭簧是配置在装置的内部的、叶片转子与外壳转子之间的收容空间，并且其一端部卡定于叶片转子、其另一端部卡定于外壳转子的构件，但当进行装置组装的时候，由于在将扭簧夹入到叶片转子与前侧盖构件之间而将前侧盖构件与圆筒构件旋紧的情况下，无法通过目视确认扭簧(的一端部及另一端部)，因此，不容易在使扭簧的一端部卡定于叶片转子且使另一端部卡定于外壳转子(前侧盖构件)的同时将前侧盖构件组装到圆筒构件，此外，从结构的简化等观点考虑，在采用将圆筒构件及前侧盖构件一体地形成的一分为二的结构(日文：二分割構造)的外壳转子的情况下，扭簧的组装会变得更加困难。
此外，作为另一配气正时改变装置，已知有如下结构，其包括外壳转子(外壳)、叶片转子、扭转线圈状的辅助弹簧、对辅助弹簧进行保持的圆筒状的轴套、以及锁定机构(锁定销及弹簧等)等，其中，上述外壳转子与曲柄轴同步地进行旋转，上述叶片转子与凸轮轴同步地旋转，并且收容在外壳转子内以将该收容室分为延迟角度室(日文：遅角室)和提前角度室(日文：進角室)，上述叶片转子能相对于外壳转子相对地旋转规定的动作角度(最大提前角度位置和最大延迟角度位置之间的角度范围)，上述辅助弹簧使叶片转子朝向提前角度侧旋转并施力，上述锁定机构在发动机停止时及启动时将叶片转子相对于外壳转子锁定在最大提前角度位置，并且能利用液压解除其锁定(例如，参照专利文献2、专利文献3等)。
在上述装置中，由于外壳转子是由对叶片转子进行收容的有底圆筒状的前侧外壳构件、以覆盖前侧外壳构件的后方侧的开口的方式与前侧外壳构件结合的平板状的后侧外壳构件构成的一分为二的结构，因此，虽然能实现外壳转子的结构的简化等，但辅助弹簧是通过将其线圈部(回卷部)经由前侧外壳构件的开口部收容在与叶片转子嵌合的轴套的内部，并使该辅助弹簧的一端部与轴套的嵌合孔及叶片转子的嵌合孔嵌合且使另一端部卡定于突出设置在外壳转子的外侧前表面的固定销，来进行组装的。
因而，虽然辅助弹簧能在目视确认其一端部及另一端部的同时进行组装，但由于辅助弹簧的另一端部配置在从外壳转子朝前方突出的位置处，因此，使得凸轮轴的旋转轴线的方向上的从叶片转子的中心到另一端部的距离变长，因而，因辅助弹簧的施力而使叶片转子(相对于旋转轴线)易于倾翻(翻倒)，叶片转子的倾翻(翻倒)会导致轴承部的磨损、摩擦力的增加等，存在引起性能变差等的可能性。
此外，由于在外壳转子的外侧前表面设置有用于对辅助弹簧的另一端部进行卡定的固定销，装置整体在旋转轴线方向上的尺寸变大，而无法应对小型化的要求。
另外，需要对辅助弹簧的线圈部进行收容的圆筒状的套筒、设于外壳转子的固定销等，存在辅助弹簧所附带的部件增加，且导致结构的复杂化、高成本化等这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011－208498号公报
专利文献1：日本专利特开2009－185766号公报
专利文献2：日本专利特开2009－180148号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明基于上述情况而作，其目的在于提供一种配气正时改变装置及其组装方法，能在实现结构简化、部件数减少、装置小型化(旋转轴线方向上的薄型化)、低成本化等的同时防止叶片转子的倾翻等，来降低滑动区域处的磨损及摩擦力，从而能保证所期望的功能，并且能容易地进行组装。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的配气正时改变装置包括：外壳转子，该外壳转子与曲柄轴的旋转连动，从而在凸轮轴的旋转轴线上进行旋转；叶片转子，该叶片转子以能在规定角度范围内相对旋转的方式收容在外壳转子的收容室，从而将收容室一分为二成提前角度室和延迟角度室，并且叶片转子与凸轮轴一体地旋转；以及扭转线圈状的施力弹簧，该施力弹簧将叶片转子相对于外壳转子朝一个方向旋转施力，外壳转子由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成，其中，前侧外壳构件具有供将叶片转子旋紧于凸轮轴的螺栓从前侧穿过的开口部，后侧外壳构件与前侧外壳构件结合，通过对提前角度室及延迟角度室中的液压进行控制，来改变利用凸轮轴驱动开闭的吸气阀或排气阀的开闭时间，其特征是，上述施力弹簧具有线圈部、相对于线圈部设置在径向外侧的第一端部以及相对于线圈部设置在径向内侧的第二端部，上述前侧外壳构件在与叶片转子相对的内壁面上具有第一卡定凹部，该第一卡定凹部对施力弹簧的第一端部进行收纳，并供施力弹簧的第一端部卡定，上述叶片转子在与前侧外壳构件的内壁面相对的前端侧具有收容凹部和第二卡定凹部，其中，上述收容凹部对施力弹簧的线圈部的至少一部分进行收纳，上述第二卡定凹部在与开口部面对的区域对施力弹簧的第二端部进行收纳，并供施力弹簧的第二端部卡定。
根据上述结构，作为外壳转子，在采用由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成的一分为二的结构中，当进行装置的组装时，在使第一端部卡定于前侧外壳构件的第一卡定凹部并将线圈部的至少一部分嵌入收容凹部的同时夹入施力弹簧，从而将施力弹簧及叶片转子嵌入前侧外壳构件，在能经由开口部目视确认的状态下，使第二端部卡定于叶片转子的第二卡定凹部，从而能在将施力弹簧收容于外壳转子的内部的同时容易地进行组装。
此外，由于采用一分为二的结构作为外壳转子，并且将施力弹簧收容在外壳转子的内部，因此，能在凸轮轴的旋转轴线的方向上将从叶片转子的中心到施力弹簧的第一端部的距离设定得较短，因此，能防止因施力弹簧的施力引起的叶片转子的(相对于旋转轴线的)倾翻(翻倒)，并能降低叶片转子的滑动区域中的磨损及摩擦力，从而能保证所期望的功能。另外，不需要现有这样的固定销及轴套等部件，从而能实现结构的简化、部件数的减少、装置的小型化(在旋转轴线的方向上的薄型化)、低成本化等。
在上述结构中，能采用如下结构：前侧外壳构件在与叶片转子相对的内壁面具有对与施力弹簧的第一端部相连的线圈部进行收容的收容凹部。
根据上述结构，通过在外壳转子的内壁面设置对与施力弹簧的第一端部相连的线圈部进行收容的收容凹部，从而能防止组装时的施力弹簧的位置偏移，能在旋转轴线的方向上使装置薄型化。
在上述结构中，能采用如下结构：施力弹簧的第一端部及第二端部形成为沿与凸轮轴的旋转轴线垂直的方向伸长，第一卡定凹部及第二卡定凹部形成为沿与凸轮轴的旋转轴线垂直的方向伸长。
根据上述结构，由于施力弹簧的第一端部及第二端部以及第一卡定凹部及第二卡定凹部全部形成为沿与旋转轴线垂直的方向伸长，因此，与形成为沿旋转轴线的方向伸长的情况相比，能使装置在旋转轴线的方向上进一步薄型化及小型化。
在上述结构中，能采用如下结构：施力弹簧的第二端部形成为在穿过线圈部的中心的直线上与第一端部并排。
根据上述结构，在组装施力弹簧时，能形成为平衡性最佳的组装状态，并能防止施力弹簧的倾翻或翻倒等。
在上述结构中，能采用如下结构：叶片转子具有通孔，该通孔供与凸轮轴旋紧的螺栓穿过，叶片转子的收容凹部形成为环状槽，以在通孔的周围划分形成环状凸部，第二卡定凹部以将环状凸部的一部分切开的方式形成为槽状，并且在绕旋转轴线的旋转方向上形成为比施力弹簧的第二端部的线径大的槽宽。
根据上述结构，由于在叶片转子的前端侧的通孔周围形成有呈环状槽的收容凹部、将由环状槽划分形成的环状凸部的一部分切开而呈槽状的第二卡定凹部，因此，无需将另外的部件安装于叶片转子，仅挖去叶片转子的一部分，便能形成为收容施力弹簧并且将施力弹簧的第二端部卡定的结构，此外，通过使第二卡定凹部形成为比第二端部的线径大的槽宽，从而能容易地使施力弹簧的第二端部卡定于第二卡定凹部。
在上述结构中，能采用如下结构：包括锁定机构，该锁定机构将叶片转子相对于外壳转子锁定在规定角度范围内的规定位置，并且利用液压解除锁定，锁定机构包括锁定销，该锁定销能沿旋转轴线的方向自由往复运动且在被施力时从叶片转子的后端面突出而保持于叶片转子，并且能在规定位置处与形成于后侧外壳构件的内壁面的嵌合孔嵌合。
根据上述结构，在包括具有保持于叶片转子的锁定销的锁定机构的结构中，以夹着叶片转子的方式在前方侧配置有施力弹簧，在后方侧配置有锁定机构，因此，能在实现旋转轴线的方向上的薄型化等的同时，保证锁定机构等的所要求的期望的功能。
在本发明的配气正时改变装置的组装方法中，上述配气正时改变装置包括：外壳转子，该外壳转子与曲柄轴的旋转连动，从而在凸轮轴的旋转轴线上进行旋转；叶片转子，该叶片转子以能在规定角度范围内相对旋转的方式收容在外壳转子的收容室，从而将收容室一分为二成提前角度室和延迟角度室，并且叶片转子与凸轮轴一体地旋转；以及扭转线圈状的施力弹簧，该施力弹簧将叶片转子相对于外壳转子朝一个方向旋转施力，外壳转子由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成，其中，前侧外壳构件具有供将叶片转子旋紧于凸轮轴的螺栓从前侧穿过的开口部，后侧外壳构件与前侧外壳构件结合，通过对提前角度室及延迟角度室中的液压进行控制，来改变利用凸轮轴驱动开闭的吸气阀或排气阀的开闭时间，其特征是，在使施力弹簧的第一端部卡定于形成在上述前侧外壳构件的内壁面上的第一卡定凹部的同时夹入施力弹簧，来将施力弹簧及叶片转子嵌入前侧外壳构件，将规定的夹具插入上述前侧外壳构件的开口部，以使施力弹簧的第二端部卡定于第二卡定凹部，该第二卡定凹部在与开口部面对的区域内形成于与前侧外壳构件的内壁面相对的叶片转子的前端侧。
根据上述结构，作为外壳转子，在采用由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成的一分为二的结构中，当进行装置的组装时，在使第一端部卡定于前侧外壳构件的第一卡定凹部的同时夹入施力弹簧，从而将施力弹簧及叶片转子嵌入前侧外壳构件，在能经由开口部目视确认的状态下，使用规定的夹具使第二端部卡定于叶片转子的第二卡定凹部，从而能在将施力弹簧收容于外壳转子的内部的同时容易地进行组装。
在上述结构中，能采用如下结构：将施力弹簧的线圈部的至少一部分嵌入收容凹部，该收容凹部形成在与前侧外壳构件的内壁面相对的叶片转子的前端侧。
根据上述结构，在将前侧外壳构件、施力弹簧以及叶片转子相互组装时，能在防止施力弹簧的位置偏移的同时容易地进行组装。
在上述结构中，能采用如下结构：将与施力弹簧的第一端部相连的线圈部嵌入收容凹部，该收容凹部形成在前侧外壳构件的与叶片转子相对的内壁面上。
根据上述结构，在将前侧外壳构件、施力弹簧以及叶片转子相互组装时，能在防止施力弹簧的位置偏移的同时容易地进行组装。
发明效果
根据具有上述结构的配气正时改变装置，能获得如下配气正时改变装置及其组装方法，能在实现结构简化、部件数减少、装置小型化(旋转轴线方向上的薄型化)、低成本化等的同时防止叶片转子的倾翻等，来降低滑动区域处的磨损及摩擦力，从而能保证所期望的功能，并且能容易地进行组装。
附图说明
图1是表示本发明的配气正时改变装置的剖视图。
图2是表示本发明的配气正时改变装置的剖视图。
图3是表示本发明的配气正时改变装置的(从前方侧观察到的)分解立体图。
图4是表示本发明的配气正时改变装置的(省略外壳转子的后侧外壳构件并从后方侧观察到的)分解立体图。
图5A是表示构成本发明的配气正时改变装置的一部分的叶片转子的图，其是从前侧观察到的主视图。
图5B是表示构成本发明的配气正时改变装置的一部分的叶片转子的图，其是图5A中的沿E1－E1的剖视图。
图6是从旋转轴线方向的前侧观察将本发明的配气正时改变装置所含有的施力弹簧以及叶片转子组装到前侧外壳构件后的状态的主视图。
图7是表示将施力弹簧组装到本发明的配气正时改变装置所含有的叶片转子后的状态的主视图。
图8是表示构成本发明的配气正时改变装置的一部分的叶片转子以位于最大提前角度位置的状态而与提前角度室连通的提前角度通路的剖视图。
图9是表示构成本发明的配气正时改变装置的一部分的叶片转子以位于最大提前角度位置的状态而与延迟角度室连通的延迟角度通路的剖视图。
图10是表示构成本发明的配气正时改变装置的一部分的叶片转子以位于最大延迟角度位置的状态而与延迟角度室连通的延迟角度通路的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明实施方式进行说明。
如图1至图4所示，上述配气正时改变装置包括外壳转子20、叶片转子30、扭转线圈状的(具有线圈部41、第一端部42、第二端部43的)施力弹簧40、锁定机构50、螺栓60以及液压控制系统OCS等，其中，上述外壳转子20在凸轮轴10的旋转轴线S上旋转，上述叶片转子30以能在规定角度范围Δθ(参照图10)内相对地旋转的方式收容在外壳转子20的收容室内，并将收容室一分为二成提前角度室20a及延迟角度室20b，上述叶片转子30以能自由装拆的方式固定于凸轮轴10，以与凸轮轴10一体地旋转，上述施力弹簧40将叶片转子30相对于外壳转子20朝一个方向(在此朝提前角度方向)旋转施力，上述锁定机构50将叶片转子30相对于外壳转子20锁定在规定角度范围Δθ(最大提前角度位置θa与最大延迟角度θr之间的角度范围)的规定位置(在此为最大提前角度位置θa)处，并能利用液压解除锁定，上述螺栓60将叶片转子30旋紧固定于凸轮轴10，上述液压控制系统OCS对工作液(润滑油)的流动进行控制。
另外，凸轮轴10是利用凸轮作用对发动机的吸气阀或排气阀进行开闭驱动的构件，外壳转子20是经由链条等而与曲柄轴的旋转连动，并将曲柄轴的旋转驱动力经由叶片转子30传递到凸轮轴10的构件。
如图1及图2所示，凸轮轴10包括轴颈部11、圆筒部12、提前角度通路13、延迟角度通路14、阴螺纹部15等，其中，上述轴颈部11被形成于发动机的缸盖(未图示)的轴承(未图示)支承成能绕旋转轴线S旋转(在图1及图2中沿箭头CR方向旋转)，并被轴承支承，上述圆筒部12将外壳转子20支承成能自由转动，上述提前角度通路13进行工作液的供给及排出，上述延迟角度通路14进行工作液的供给及排出，上述阴螺纹部15将螺栓60旋紧。
外壳转子20被支承成能与曲柄轴的旋转连动而在凸轮轴10的旋转轴线S1上旋转，如图1至图3所示，其是由大致圆盘状的后侧外壳构件21和与后侧外壳构件21的前表面侧结合的有底圆筒状的前侧外壳构件22构成的一分为二的结构，上述外壳转子20形成为以能在规定角度范围Δθ(最大提前角度位置θa与最大延迟角度位置θb之间的角度范围)内相对地旋转的方式收容叶片转子30(划分形成收容室)且收容锁定机构50，并且利用所收容的叶片转子30(的叶片部31)分为提前角度室20a及延迟角度室20b。
如图1至图3、图9及图10所示，后侧外壳构件21包括作为被驱动部的链轮21a、内周面21b、前表面(内壁面)21c、延迟角度通路21d、嵌合孔21e、液体通路21f以及四个螺纹孔21g等，其中，上述链轮21a卷绕有传递曲柄轴的旋转驱动力的链条，上述内周面21b以能自由转动的方式与凸轮轴10的圆筒部12嵌合，上述前表面21c与叶片转子30的背面(后端面)能自由滑动地接触，上述延迟角度通路21d用于进行工作液相对于延迟角度室20b的供给及排出，上述嵌合孔21e形成于前表面(内壁面)21c，以与锁定机构50所具有的锁定销51嵌合，上述液体通路21f用于进行工作液相对于嵌合孔21e的供给及排出，上述四个螺纹孔21g供将前侧外壳构件22旋紧的螺栓B拧入。
如图1至图4所示，前侧外壳构件22形成为具有圆筒壁22a及前壁22b的有底圆筒状，其包括开口部22c、四个通孔22d、四个滑履部22e、第一卡定凹部22f、收容凹部22g、环状结合部22h等，其中，上述开口部22c在旋转轴线S上具有中心且供螺栓60穿过，上述通孔22d供螺栓B穿过，上述四个滑履部22e在前壁22b的背面(内壁面)侧从圆筒壁22a朝向中心(旋转轴线S)突出，并且以在周向上等间隔地配置的方式形成，上述第一卡定凹部22f形成于前壁22b的背面(内壁面)，并用于供施力弹簧40的第一端部42嵌入并卡定，上述收容凹部22g以在旋转轴线S方向上凹陷的方式形成，从而对施力弹簧40的与第一端部42相连的线圈部41进行收容，上述环状结合部22h以嵌入后侧外壳构件21的前表面21c(的外周缘区域)的方式结合。
在此，如图4及图7所示，第一卡定凹部22f形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长。
如图1至图5A及图5B、图7至图10所示，叶片转子30包括四个叶片部31、毂部32、通孔33、收容凹部35、第二卡定凹部36、嵌合孔37、压力调节孔37a、液体通路37b、提前角度通路38、嵌合凹部39、密封构件以及定位孔等，其中，上述毂部32将四个叶片部31等间隔且一体地保持，上述通孔33形成于毂部32并供螺栓60穿过，上述收容凹部35以在通孔33的周围划分形成环状凸部34的方式而形成为环状槽，从而在与前侧外壳构件22的内壁面相对的前端侧收纳施力弹簧40的线圈部41的至少一部分，上述第二卡定凹部36将环状凸部34的一部分朝径向切开而形成为槽状，从而同样在前端侧供施力弹簧40的第二端部43嵌入并卡定，一个叶片部31中的上述嵌合孔37供锁定机构50(的锁定销51、线圈弹簧52、圆筒保持件53)嵌入，上述压力调节孔37a从嵌合孔37朝前端侧贯穿而形成，上述液体通路37b与提前角度室20a连通，以进行工作液相对于锁定机构50(锁定销51)的承压部的供给及排出，上述提前角度通路38以与提前角度通路13连通的方式形成，从而进行工作液相对于提前角度室20a的供给及排出，上述嵌合凹部39被嵌入凸轮轴10，上述密封构件被嵌入形成于叶片部31前端的槽部，上述定位孔将凸轮轴10的定位销嵌合，使用螺栓60将叶片转子30旋紧到凸轮轴10，从而与凸轮轴10一体地旋转。
在此，如图5A、图5B至图7所示，第二卡定凹部36形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长。
此外，第二卡定凹部36以将环状凸部34的一部分切开的方式形成为槽状，并且形成为在绕旋转轴线S旋转的旋转方向上比施力弹簧40的第二端部43的线径大的槽宽。
这样，叶片转子30由于在其前端侧的通孔33周围具有呈环状槽的收容凹部35、将环状凸部34的一部分切开而形成为槽状的第二卡定凹部36，因此，不需将另外的部件安装于叶片转子30，而仅挖去叶片转子30的一部分，便能形成为收容施力弹簧40并且将施力弹簧40的第二端部43卡定的结构，此外，通过使第二卡定凹部36形成为比第二端部43的线径大的槽宽，从而能容易地使施力弹簧40的第二端部43卡定于第二卡定凹部36。
如图1至图5A及图5B所示，施力弹簧40是具有线圈部41、第一端部42及第二端部43的扭转线圈状的弹簧，其在外壳转子20内部配置于叶片转子30的前端面与前侧外壳构件22的内壁面之间。
在此，第一端部42及第二端部43形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长，并且第一端部42形成为从线圈部41朝线圈部41的径向外侧伸长(即，相对于线圈部41设置在径向外侧)，第二端部43形成为从线圈部41朝向线圈部41的中心(旋转轴线S)伸长(即，相对于线圈部41设置在径向内侧)，且形成为在穿过线圈部41的中心(旋转轴线S)的直线上与第一端部42并排。
此外，施力弹簧40的第二端部43形成在朝向线圈部41的内侧并与前侧外壳构件22的开口部22c面对的区域内。
此外，线圈部41被嵌入并收容在叶片转子30的收容凹部35中，第二端部43被嵌入并卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36，第一端部42被嵌入并卡定于前侧外壳构件22的第一卡定凹部22f，并且与第一端部42相连的线圈部41(前端侧)被收容在前侧外壳构件22的收容凹部22g中来进行组装。
即，在进行施力弹簧40的组装时，使第一端部42卡定于前侧外壳构件22的第一卡定凹部22f，且在将线圈部41的前侧区域嵌入收容凹部22g并将线圈部41的后侧区域嵌入收容凹部35的同时夹入施力弹簧40，从而将施力弹簧40及叶片转子30嵌入前侧外壳构件22，在能经由前侧外壳构件22的开口部22c而从旋转轴线S方向的前侧目视确认的状态下，使用规定的夹具等，将第二端部43卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36，从而能在将施力弹簧40收容在外壳转子20的内部(前侧外壳构件22与叶片转子30之间)的同时进行施力弹簧40的组装。
在上述组装状态下，施力弹簧40将叶片转子30相对于外壳转子20朝提前角度方向旋转施力。
这样，作为外壳转子20，在采用由有底圆筒状的前侧外壳构件22及后侧外壳构件21构成的一分为二的结构中，当进行装置的组装时，在使第一端部42卡定于前侧外壳构件22的第一卡定凹部22f并将线圈部41的至少一部分嵌入收容凹部35的同时夹入施力弹簧40，从而将施力弹簧40及叶片转子30嵌入前侧外壳构件22，在能经由开口部22c目视确认的状态下，使第二端部43卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36，从而能在将施力弹簧40收容于外壳转子20的内部的同时容易地进行组装。
此外，由于施力弹簧40配置在前侧外壳构件22与叶片转子30之间，因此，能将在凸轮轴10的旋转轴线S的方向上从叶片转子30的中心到施力弹簧40的第一端部42之间的距离设定得较短。因此，能防止由施力弹簧40的作用力引起的叶片转子30(相对于旋转轴线S)的倾翻(翻倒)，并能降低叶片转子30的滑动区域内的磨损及摩擦力，从而能确保所期望的功能。另外，不需要现有这样的固定销及轴套等部件，从而能实现结构的简化、部件数的减少、装置的小型化(在旋转轴线S的方向上的薄型化)、低成本化等。
此外，由于施力弹簧40的第一端部42及第二端部43以及第一卡定凹部22f及第二卡定凹部36全部形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长，因此，与形成为沿旋转轴线S的方向伸长的情况相比，能使装置在旋转轴线S的方向上进一步薄型化及小型化。
另外，由于第二端部43形成为在穿过线圈部41的中心(旋转轴线S)的(与旋转轴线S正交的)直线上与第一端部42并排，因此，在组装施力弹簧40时，能形成为平衡性最佳的组装状态，并能防止施力弹簧40的倾翻或翻倒等。
如图2、图5A及图5B所示，锁定机构50由锁定销51、线圈弹簧52、圆筒保持件53构成，其中，上述锁定销51能沿旋转轴线S的方向自由往复运动，且能从叶片转子30的后端面突出，上述线圈弹簧52将锁定销51朝突出的方向施力，上述圆筒保持件53嵌入叶片转子30的嵌合孔37，以将通过线圈弹簧52施力的锁定销51保持成能自由往复运动。
此外，在经由液体通路21f、37b供给来的、对锁定销51进行按压的工作液的液压降低的状态下，锁定销51被线圈弹簧52施力而与外壳转子20(后侧外壳构件21)的嵌合孔21e嵌合，从而将叶片转子30相对于外壳转子20锁定在规定角度范围Δθ内的规定位置(在此为最大提前角度位置θa)，另一方面，当利用经由液体通路21f、37b引导来的工作液，使施加到锁定销51的液压上升时，锁定销51从叶片转子30的后端面没入，来解除锁定。
如图1及图2所示，保持件60呈实心的圆柱状，在其前端侧包括阳螺纹部61和与叶片转子30的环状凸部34抵接的带凸缘的头部62。
此外，保持件60经由前侧外壳构件22的开口部22c而被插入叶片转子30的通孔33，并且使其阳螺纹部61与凸轮轴10的阴螺纹部15螺合，从而将叶片转子30一体地旋紧固定于凸轮轴10。
如图1及图2所示，液压控制系统OCS由液压控制阀100、提前角度侧通路101、延迟角度侧通路102以及控制元件(未图示)等构成，其中，上述液压控制阀100对从泵排出的工作液的流动进行控制，上述提前角度侧通路101将液压控制阀100与提前角度通路13连通，上述延迟角度侧通路102将液压控制阀100与延迟角度通路14连通，上述控制元件对液压控制阀100的驱动进行控制。
接着，对上述配气正时改变装置的组装方法进行说明。
预先准备前侧外壳构件22、后侧外壳构件21、组装有锁定机构50的叶片转子30、施力弹簧40、螺栓60、四个螺栓B以及规定的夹具等。
首先，使施力弹簧40的第一端部42卡定于形成在前侧外壳构件22的内壁面的第一卡定凹部22f，并且将线圈部41的前侧区域嵌入收容凹部22g。
接着，在将施力弹簧40的线圈部41的后侧区域嵌入收容凹部35的同时夹入施力弹簧40，来将叶片转子30嵌入前侧外壳构件22。
接着，如图6所示，一边从前侧外壳构件22的前侧经由开口部22c目视确认第二端部43及第二卡定凹部36，一边将规定的夹具插入开口部22c，使第二端部43(从双点划线所示的位置移动到实线所示的位置)卡定于第二卡定凹部36。
在此，由于第二卡定凹部36的槽宽形成为比第二端部43的线径大，因此，能容易地进行卡定作业。
接着，将叶片转子30相对于前侧外壳构件22进一步压入，然后，使组装好施力弹簧40及叶片转子30后的前侧外壳构件22与后侧外壳构件21相对并接合，使用螺栓B将前侧外壳构件22与后侧外壳构件21旋紧固定。
藉此，完成装置(外壳转子20、叶片转子30、施力弹簧40、锁定机构50)的装配。
然后，适当地使外壳转子20(的后侧外壳构件21)相对于发动机的凸轮轴10自由转动地嵌入，并且使叶片转子30的嵌合凹部39与凸轮轴10的前端部接合。
接着，使螺栓60穿过前侧外壳构件22的开口部22c及通孔33而拧入凸轮轴10的阴螺纹部15，以使叶片转子30与凸轮轴10一体地旋转的方式旋紧固定。
藉此，完成配气正时改变装置的组装及向(规定发动机的)凸轮轴的组装。
这样，作为外壳转子20，在采用由有底圆筒状的前侧外壳构件22及后侧外壳构件21构成的一分为二的结构中，当进行装置的组装时，在使第一端部42卡定于前侧外壳构件22的第一卡定凹部22f的同时夹入施力弹簧40，从而将施力弹簧40及叶片转子30嵌入前侧外壳构件22，在能经由开口部22c目视确认的状态下，使用规定的夹具，使第二端部43卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36，从而能在将施力弹簧40收容于外壳转子20的内部的同时容易地进行组装。
在此，由于将施力弹簧40的线圈部41的至少一部分嵌入形成在与前侧外壳构件22的内壁面相对的叶片转子30的前端侧的收容凹部35，将与施力弹簧40的第一端部42相连的线圈部41嵌入形成在前侧外壳构件22的与叶片转子30相对的内壁面上的收容凹部22g，因此，在将前侧外壳构件22、施力弹簧40以及叶片转子30相互组装时，能在防止施力弹簧40的位置偏移的同时容易地进行组装。
另外，在上述组装方法中，示出了将施力弹簧40的线圈部41嵌入前侧外壳构件22的收容凹部22g及叶片转子30的收容凹部35的方法，但不限定于此，也可以是仅使施力弹簧40的第一端部42卡定于前侧外壳22的第一卡定凹部22f，并使施力弹簧40的第二端部43卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36的方法。
接着，参照图2、图9、图10，对上述配气正时改变装置的动作进行说明。
如图2及图9所示，在发动机停止的状态下，将提前角度室20a及延迟角度室20b内的工作液排出，叶片转子30在施力弹簧40的施力的作用下定位在最大提前角度位置θa，并且锁定机构50的锁定销51与嵌合孔21e嵌合，而使叶片转子30处于相对于外壳转子20被锁定的状态。
藉此，在发动机启动时，能在防止叶片转子30的晃动等的同时使发动机顺畅地启动。
接着，当因发动机的启动，而使工作液经由液体通路37b(或液体通路21f)供给到锁定销51的承压部时，锁定销51因上述工作液的液压而被按压，从而从嵌合孔21e脱开，以解除锁定状态。
此外，在发动机启动后，适当切换液压控制阀100，进行相位控制，以使叶片转子30(凸轮轴10)向延迟角度侧旋转(延迟角度模式)、或向提前角度侧旋转(提前角度模式)、抑或是保持在规定的角度位置(保持模式)。
例如，在延迟角度模式的情况下，经由提前角度通路13及提前角度侧通路101，将提前角度室20a内的工作液排出，并且，经由延迟角度通路14及延迟角度侧通路102，将工作液供给到延迟角度室20b内，叶片转子30克服施力弹簧40的施力，并且在工作液的液压的作用下，如图10所示，相对于外壳转子20朝逆时针方向(延迟角度侧)旋转。
另一方面，在提前角度模式的情况下，经由延迟角度通路14及延迟角度侧通路102，将延迟角度室20b内的工作液排出，并且，经由提前角度通路13及提前角度侧通路101，将工作液供给到提前角度室20a内，叶片转子30在施力弹簧40的施力和工作液的液压的作用下，如图9所示，相对于外壳转子20朝顺时针方向(提前角度侧)旋转。
另一方面，当将叶片转子30保持在最大提前角度位置θa与最大延迟角度位置θr之间的中间位置处的保持模式的情况下，切换液压控制阀100，将工作液供给到提前角度室20a及延迟角度室20b，利用作用于提前角度室20a及延迟角度室20b的工作液的液压，将叶片转子30保持在规定的中间位置处。
根据具有上述结构的配气正时改变装置，由于施力弹簧40配置在外壳转子20的内部，线圈部41收容在叶片转子30的收容凹部35，第一端部42嵌入并卡定于前侧外壳构件22的第一卡定凹部22f，将规定的夹具从开口部22c插入，来将第二端部43嵌入并卡定于叶片转子30的第二卡定凹部36，因此，能在将施力弹簧40配置在外壳转子20的内部的同时容易地进行施力弹簧40的组装，此外，能将凸轮轴10的旋转轴线S的方向上的从叶片转子30的中心到施力弹簧40的第一端部42的距离设定得较短，并能防止因施力弹簧40的施力引起的叶片转子30(相对于旋转轴线S的)的倾翻(翻倒)。
藉此，能降低叶片转子30的滑动区域中的磨损及摩擦力，并能保持所期望的功能，此外，不需要现有这样的固定销及轴套等部件，从而能实现结构的简化、部件数的减少、装置的小型化(旋转轴线S的方向上的薄型化)、低成本化等。
在上述实施方式中，示出了包括链轮21a作为传递曲柄轴的旋转力的被驱动部的外壳转子20，但不限定于此，若传递曲柄轴的旋转驱动力的元件是具有其它结构的元件(例如，带齿的同步带等)，则能采用包括与该结构相配合的元件(带齿的滑轮等)的外壳转子。
在上述实施方式中，作为锁定结构，示出了包括锁定销51、线圈弹簧52、圆筒保持件53，且锁定于最大提前角度位置的结构，但并不限定于此，只要是能将叶片转子30相对于外壳转子20锁定的结构，也可以采用其它的锁定机构，此外，作为锁定位置，不局限于最大提前角度位置，根据需要，也可以是其它的位置。
在上述实施方式中，示出了将施力弹簧40的第一端部42及第二端部43形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长，并且将第一卡定凹部22f及第二卡定凹部36形成为沿与旋转轴线S垂直的方向伸长的情况，但不限定于此，只要是配置在外壳转子20的内壁面与叶片转子的前端面之间且第二端部形成在与前侧外壳构件22的开口部22c面对的区域的结构，也可以将第一端部及第二端部形成为沿其它的方向伸长，并将第一卡定凹部及第二卡定凹部形成为沿同样的方向伸长。
工业上的可利用性
如上所述，本发明的配气正时改变装置能实现结构的简化、部件数的减少、装置的小型化(旋转轴线方向上的薄型化)、低成本化等，并且能防止叶片转子的倾翻等，能降低滑动区域中的磨损及摩擦力，不仅能保证所期望的功能，而且能容易地进行组装，因此，当然能应用在装载于汽车等的内燃式的发动机，对于摩托车等所装载的小型的发动机等也是有用的。
(符号说明)
S1 旋转轴线
10 凸轮轴
11 轴颈部
12 圆筒部
13 提前角度通路
14 延迟角度通路
15 阴螺纹部
20 外壳转子
21 后侧外壳构件
21a 链轮
21b 内周面
21c 前表面(内壁面)
21d 延迟角度通路
21e 嵌合孔
21f 液体通路
21g 螺纹孔
22 前侧外壳构件
22a 圆筒壁
22b 前壁
22c 开口部
22d 通孔
22e 滑履部
22f 第一卡定凹部
22g 收容凹部
22h 环状结合部
30 叶片转子
31 叶片部
32 毂部
33 通孔
34 环状凸部
35 收容凹部
36 第二卡定凹部
37 嵌合孔
37a 压力调节孔
37b 液体通路
38 提前角度通路
39 嵌合凹部
40 施力弹簧
41 线圈部
42 第一端部
43 第二端部
50 锁定机构
51 锁定销
52 线圈弹簧
53 圆筒保持件
60 螺栓
61 阳螺纹部
62 带凸缘的头部
B 螺栓
OCS 液压控制系统
100 液压控制阀
101 提前角度侧通路
102 延迟角度侧通路
Δθ 规定角度范围
θa 最大提前角度位置
θr 最大延迟角度位置

Claims (9)

1.一种配气正时改变装置，包括：外壳转子，该外壳转子与曲柄轴的旋转连动，从而在凸轮轴的旋转轴线上进行旋转；叶片转子，该叶片转子以能在规定角度范围内相对旋转的方式收容在所述外壳转子的收容室，从而将所述收容室一分为二成提前角度室和延迟角度室，并且所述叶片转子与凸轮轴一体地旋转；以及扭转线圈状的施力弹簧，该施力弹簧将所述叶片转子相对于所述外壳转子朝一个方向旋转施力，所述外壳转子由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成，其中，所述前侧外壳构件具有供将所述叶片转子旋紧于凸轮轴的螺栓从前侧穿过的开口部，所述后侧外壳构件与所述前侧外壳构件结合，通过对所述提前角度室及延迟角度室中的液压进行控制，来改变利用凸轮轴驱动开闭的吸气阀或排气阀的开闭时间，其特征在于，
所述施力弹簧具有线圈部、相对于所述线圈部设置在径向外侧的第一端部以及相对于所述线圈部设置在径向内侧的第二端部，
所述前侧外壳构件在与所述叶片转子相对的内壁面上具有第一卡定凹部，该第一卡定凹部对所述施力弹簧的第一端部进行收纳，并供所述施力弹簧的第一端部卡定，
所述叶片转子在与所述前侧外壳构件的内壁面相对的前端侧具有收容凹部和第二卡定凹部，其中，所述收容凹部对所述施力弹簧的线圈部的至少一部分进行收纳，所述第二卡定凹部在与所述开口部面对的区域对所述施力弹簧的第二端部进行收纳，并供所述施力弹簧的第二端部卡定。
2.如权利要求1所述的配气正时改变装置，其特征在于，
所述前侧外壳构件在与所述叶片转子相对的内壁面具有对与所述施力弹簧的第一端部相连的线圈部进行收容的收容凹部。
3.如权利要求1或2所述的配气正时改变装置，其特征在于，
所述施力弹簧的第一端部及第二端部形成为沿与所述旋转轴线垂直的方向伸长，
所述第一卡定凹部及第二卡定凹部形成为沿与所述旋转轴线垂直的方向伸长。
4.如权利要求3所述的配气正时改变装置，其特征在于，
所述第二端部形成为在穿过所述线圈部的中心的直线上与所述第一端部并排。
5.如权利要求1至4中任一项所述的配气正时改变装置，其特征在于，
所述叶片转子具有通孔，该通孔供与凸轮轴旋紧的螺栓穿过，
所述叶片转子的收容凹部形成为环状槽，以在所述通孔的周围划分形成环状凸部，
所述第二卡定凹部以将所述环状凸部的一部分切开的方式形成为槽状，并且在绕所述旋转轴线的旋转方向上形成为比所述施力弹簧的第二端部的线径大的槽宽。
6.如权利要求1至5中任一项所述的配气正时改变装置，其特征在于，
包括锁定机构，该锁定机构将所述叶片转子相对于所述外壳转子锁定在所述规定角度范围内的规定位置，并且利用液压解除锁定，
所述锁定机构包括锁定销，该锁定销能沿所述旋转轴线的方向自由往复运动且在被施力时从所述叶片转子的后端面突出，从而保持于所述叶片转子，并且能在所述规定位置处与形成于所述后侧外壳构件的内壁面的嵌合孔嵌合。
7.一种配气正时改变装置的组装方法，所述配气正时改变装置包括：外壳转子，该外壳转子与曲柄轴的旋转连动，从而在凸轮轴的旋转轴线上进行旋转；叶片转子，该叶片转子以能在规定角度范围内相对旋转的方式收容在所述外壳转子的收容室，从而将所述收容室一分为二成提前角度室和延迟角度室，并且所述叶片转子与凸轮轴一体地旋转；以及扭转线圈状的施力弹簧，该施力弹簧将所述叶片转子相对于所述外壳转子朝一个方向旋转施力，所述外壳转子由有底圆筒状的前侧外壳构件及后侧外壳构件构成，其中，所述前侧外壳构件具有供将所述叶片转子旋紧于凸轮轴的螺栓从前侧穿过的开口部，所述后侧外壳构件与所述前侧外壳构件结合，通过对所述提前角度室及延迟角度室中的液压进行控制，来改变利用凸轮轴驱动开闭的吸气阀或排气阀的开闭时间，其特征在于，
在使所述施力弹簧的第一端部卡定于形成在所述前侧外壳构件的内壁面上的第一卡定凹部的同时夹入所述施力弹簧，来将所述施力弹簧及叶片转子嵌入所述前侧外壳构件，
将规定的夹具从所述前侧外壳构件的开口部插入，以使所述施力弹簧的第二端部卡定于第二卡定凹部，该第二卡定凹部在与所述开口部面对的区域内形成于与所述前侧外壳构件的内壁面相对的所述叶片转子的前端侧。
8.如权利要求7所述的配气正时改变装置的组装方法，其特征在于，
将所述施力弹簧的线圈部的至少一部分嵌入收容凹部，该收容凹部形成在与所述前侧外壳构件的内壁面相对的所述叶片转子的前端侧。
9.如权利要求7或8所述的配气正时改变装置的组装方法，其特征在于，
将与所述施力弹簧的第一端部相连的线圈部嵌入收容凹部，该收容凹部形成在所述前侧外壳构件的与所述叶片转子相对的内壁面。
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