CN105980673B - 阀正时控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有储油部的阀正时控制装置，上述储油部能够向扭力盘簧与从动侧旋转体之间高效地供油。上述阀正时控制装置具有扭力盘簧，上述扭力盘簧设置在由设于驱动侧旋转体侧的前部部件和以与上述前部部件相对的状态设于从动侧旋转体的筒状空间形成的收容室，与前部部件和从动侧旋转体卡定，并对从动侧旋转体施力使其相对驱动侧旋转体趋向提前角方向或滞后角方向。上述阀正时控制装置具有储油部，上述储油部由朝向从动侧旋转体的扭力盘簧的外表面与形成于从动侧旋转体的至少一个凹部划分形成。凹部从比扭力盘簧的内径更靠近径向外侧并且比外径更靠近径向内侧的位置向直径向外方向设置。

Description

阀正时控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有扭力盘簧(torsion coil spring)的阀正时控制装置，上述扭力盘簧相对与内燃机的曲柄轴同步旋转的驱动侧旋转体，对与上述内燃机的凸轮轴一体旋转的从动侧旋转体向提前角方向或滞后角方向施力。
背景技术
在上述阀正时控制装置中，在从动侧旋转体的径向内侧形成有收容扭力盘簧的收容部，在驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间的相对旋转相位发生变化时，在收容部内扭力盘簧的扭曲程度发生变化，因此其外径尺寸也发生变化。伴随着该形状变化，会有扭力盘簧的一部分相对上述收容部的底面或内壁面滑动的情况。在该情况下，会产生在从动侧旋转体中与扭力盘簧滑动的部分磨损的问题。
为了应对这样的磨损，例如在专利文献1的阀正时控制装置中，在从动侧旋转体中，在扭力盘簧的抵接面设有花形状的储油部(oil reservoir section)来提高扭力盘簧的润滑性。然而，因为该油中含有磨耗粉末等异物，所以在储油部形成有多个沿轴向贯穿从动侧旋转体的排出(drain)孔部。通过该排出孔部，在阀正时控制装置停止工作时可容易地将油排出而除去异物。
此外，在专利文献2的阀正时控制装置中，在从动侧旋转体的旋转轴心方向上，在从动侧旋转体与扭力盘簧之间配置有垫圈，该垫圈具有引导部与垫圈部，上述引导部为使外缘部形成切口并立起以从内侧支承扭力盘簧的部位，上述垫圈部配置于沿扭力盘簧的径向延伸的面与从动侧旋转体的收容部的底面之间。通过引导部可抑制扭力盘簧的径向上的变形，并防止扭力盘簧的外周部与收容部的内周面的抵接。此外，通过垫圈部可防止扭力盘簧与从动侧旋转体的收容部的底面的抵接。如此，由于扭力盘簧与从动侧旋转体以不直接抵接的方式构成，因此可抑制随着扭力盘簧的外径尺寸的变化而发生的从动侧旋转体的磨损。
专利文献
专利文献1:日本专利特开2005-240651号公报
专利文献2:日本专利特开2012-92739号公报
发明内容
在专利文献1的阀正时控制装置中，储油部所具有的多个孔部与排油管连通，在停止工作时可将油排出，因此油的贮留性变低。此外，因为设于储油部的多个孔部为沿轴向贯穿从动侧旋转体的相对较大的部位，所以从动侧旋转体的强度将降低。
在专利文献2的阀正时控制装置中，在扭力盘簧中立设于垫圈的引导部所支承的部分与从动侧旋转体的收容部的底面之间，形成有利用原本引导部所存在的空间的储油部。然而，虽然引导部支承扭力盘簧的内侧，但当扭力盘簧的外径尺寸因扭曲程度的变化而变化时，在扭力盘簧与引导部之间将产生空隙。因此，上述储油部的油将从该空隙流出，从而无法维持对扭力盘簧的供油性能。
本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种具有储油部的阀正时控制装置，上述储油部能够在扭力盘簧与从动侧旋转体之间高效地供油。
本发明涉及的阀正时控制装置的第1结构特征在于，具有：驱动侧旋转体、从动侧旋转体、相位控制机构、以及扭力盘簧；上述驱动侧旋转体与内燃机的曲柄轴同步旋转；上述从动侧旋转体与上述内燃机的凸轮轴一体旋转，并与上述驱动侧旋转体在相同的旋转轴心上旋转；上述相位控制机构对上述驱动侧旋转体与上述从动侧旋转体之间的相对旋转相位进行变更控制(change control)；上述扭力盘簧设置在由设于上述驱动侧旋转体侧的前部部件(front member)和以与该前部部件相对的状态设于上述从动侧旋转体的筒状空间形成的收容室，与上述前部部件及上述从动侧旋转体卡定，并对上述从动侧旋转体施力使其相对上述驱动侧旋转体趋向提前角方向或滞后角方向。上述阀正时控制装置具有储油部，上述储油部由朝向上述从动侧旋转体的上述扭力盘簧的外表面与形成于上述从动侧旋转体的至少一个凹部划分形成。上述凹部从比上述扭力盘簧的内径更靠近径向外侧并且比外径更靠近径向内侧的位置向直径向外方向设置。
如本结构，通过形成利用扭力盘簧的一部分面的储油部，能够可靠地对扭力盘簧进行供油。此外，形成储油部的凹部从比上述扭力盘簧的内径更靠近径向外侧并且比外径更靠近径向内侧的位置向直径向外方向设置，因此能够可靠地将储油部的油向扭力盘簧的外周侧供给。由此，可提高扭力盘簧的滑动性，并防止从动侧旋转体的磨损从而提高耐久性。此外，即使在内燃机长期停止工作的情况下，也能够维持在扭力盘簧附着有油的状态。因此，在下次启动时不会损伤扭力盘簧的滑动性，从而能够顺畅地进行对驱动侧旋转体与从动侧旋转体的相位控制。
本发明涉及的阀正时控制装置的另一结构特征在于，多个上述凹部沿上述从动侧旋转体的圆周方向配置。
如本结构，如果多个凹部沿圆周方向配置，则能够将油分散存积于储油部，特别是在停止工作时，即使在上方的凹部中也能够限制油经内壁部向下方流出，从而能够保持油，因此能够维持对扭力盘簧的全周的供油效果。
本发明涉及的阀正时控制装置的另一结构特征在于，在上述扭力盘簧与上述从动侧旋转体之间设有板部件，上述凹部由该板部件的外缘部来划分形成。
如本结构，凹部通过设于扭力盘簧与从动侧旋转体之间的板部件的外缘部划分形成，因此能够容易地形成具有板部件厚度程度的深度的储油部。
本发明涉及的阀正时控制装置的另一结构特征在于，上述从动侧旋转体由铁基材料形成，上述储油部设于上述从动侧旋转体的上述收容室的底面。
从动侧旋转体如果由铁基材料形成，则即使与扭力盘簧直接抵接，从动侧旋转体的磨损程度也较小。因此，在从动侧旋转体由铁基材料形成的情况下，能够直接在从动侧旋转体的收容室的底面形成凹部。由此，能够得到部件数量减少、组装工时较少、结构简单的阀正时控制装置。
本发明涉及的阀正时控制装置的另一结构特征在于，卡定上述扭力盘簧的一侧端部的卡定部从上述从动侧旋转体的上述收容室的圆周壁面向径向外侧延伸，并与上述凹部连通。
如本结构，通过设置卡定扭力盘簧的一侧端部的卡定部，能够将油供至扭力盘簧的端部从而维持与从动侧旋转体的润滑。由此，能够减少从动侧旋转体的磨损，并防止摩擦声音在扭力盘簧的端部与从动侧旋转体之间产生等。此外，即使在假设扭力盘簧与从动侧旋转体之间由于磨损等而产生异物的情况下，该异物也将由于离心力等而向卡定部移动。其结果为，始终能够维持扭力盘簧与从动侧旋转体之间的滑动顺畅。
附图说明
图1为表示阀正时控制装置的整体结构的纵截面图。
图2为沿图1的II-II线箭头观察的截面图。
图3为阀正时控制装置的分解立体图。
图4为沿图1的IV-IV线箭头观察的截面图。
图5为表示阀正时控制装置的板部件与储油部的主要部分的截面图。
图6为其它实施方式的从动侧旋转体的立体图。
图7为表示其它实施方式的阀正时控制装置的整体结构的纵截面图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1～图5表示汽车用发动机(内燃机的一个例子)上所装备的本发明的阀正时控制装置。
[整体结构]
如图1所示，阀正时控制装置具有外部转子1(驱动侧旋转体的一个例子)、铝合金制的内部转子3(从动侧旋转体的一个例子)、扭力盘簧10、以及相位控制机构A；其中，上述外部转子1与发动机E的曲柄轴C同步旋转，上述内部转子3与发动机E的凸轮轴2一体旋转，上述扭力盘簧10对内部转子3施力使其相对外部转子1趋向提前角方向(图2的箭头S1的方向)，上述相位控制机构A对外部转子1与内部转子3之间的相对旋转相位进行变更控制。外部转子1与内部转子3在相同的轴芯X上旋转。
[外部转子及内部转子]
如图1～图4所示，外部转子1具有前板(前部部件的一个例子)4与设于凸轮轴2侧的后板5。
在外部转子1中，前板4及后板5由四个埋头螺丝(countersunk head screw)7以相互紧固的状态固定。在后板5的外周部设有链轮5a，来自曲柄轴C的动力被传递至该链轮5a。
扭力盘簧10配置于由前板4与筒状空间形成的收容室23，上述筒状空间在与该前板4相对的状态下设于内部转子3。扭力盘簧10在沿缩径方向扭曲变形的状态下卡定于前板4与内部转子3。扭力盘簧10对内部转子3施力使其相对外部转子1趋向提前角方向或滞后角方向。
如果曲柄轴C旋转驱动，则旋转驱动力经由链等动力传递部件传递至后板5，从而使外部转子1沿图2的箭头S所示的方向旋转。
随着外部转子1的旋转驱动，内部转子3经由提前角室11、滞后角室12的内部的油而被沿旋转方向S驱动旋转，从而使凸轮轴2旋转，并且设于凸轮轴2的凸轮(图中未示出)使发动机E的吸气阀进行工作。
在外部转子1的内周部形成有多个向径向内侧突出的第1分隔部8。在内部转子3的外周部形成有多个向径向外侧突出的第2分隔部9。通过第1分隔部8将外部转子1与内部转子3之间的空间分隔成多个流体压室。通过第2分隔部9将这些流体压室分别分隔成提前角室11与滞后角室12。在第1分隔部8中与内部转子3的外周面相对的位置及在第2分隔部9中与外部转子1的内周面相对的位置分别设有密封部件SE。
如图1、图2所示，相位控制机构A通过对提前角室11及滞后角室12进行油的供排以及切断该供排来对外部转子1与内部转子3之间的相对旋转相位进行变更控制。在凸轮轴2与内部转子3的内部形成有提前角通路13、滞后角通路14、以及锁定通路15；上述提前角通路13连接各提前角室11及相位控制机构A，上述滞后角通路14连接各滞后角室12及相位控制机构A；上述锁定通路15连接锁定机构B与相位控制机构A，上述锁定机构B将内部转子3及外部转子1锁定在指定的相对旋转相位。
相位控制机构A具有油盘、油泵、流体控制阀OCV、流体切换阀OSV、以及控制流体控制阀OCV及流体切换阀OSV的工作的电子控制单元ECU。通过利用相位控制机构A进行的控制动作，使内部转子3相对于外部转子1向提前角方向(图2的箭头S1所示方向)或滞后角方向(图2的箭头S2所示方向)发生位移，并将内部转子3与外部转子1之间的相对旋转相位保持于任意相位。
内部转子3与凸轮轴2通过螺栓21相互紧固。螺栓21与形成于插通孔2c里侧的内螺纹部2b紧固，上述插通孔2c设于凸轮轴2的前端部。由此，内部转子3与凸轮轴2的前端部固定为一体。插有螺栓21的贯通孔25形成于内部转子3，并且螺栓21的头部保持于收容室23内。内部转子3的贯通孔25及凸轮轴2的插通孔2c与螺栓21之间的空隙作为提前角通路13而发挥作用。
[储油部]
在扭力盘簧10与内部转子3的收容室23的底面23a之间配置有板部件40。板部件40由例如钢材等形成为难以由于与扭力盘簧10的滑动接触而发生磨损。板部件40的外形为沿收容室23的外周的圆形，如图3～图5所示，在其外缘交替设有多个缺口部41与突出部42(在图中缺口部41、突出部42一同为3处)。在板部件40的中央设有螺栓21用的孔部43。通过缺口部41(板部件40的外缘部)及收容室23的底面23a形成凹部44。储油部50由朝向底面23a的扭力盘簧10的端面(外表面)10d与形成于内部转子3的至少一个凹部44划分形成。
如此，通过形成利用扭力盘簧10的一部分的面的储油部50，能够对扭力盘簧10可靠地进行供油。由此，能够提高扭力盘簧10的滑动性，防止内部转子3的磨损从而提高耐久性。
此外，即使在发动机E长期停止的情况下，也能够维持油附着于扭力盘簧10的状态。因此，在下次启动时不会损伤扭力盘簧10的滑动性，可顺畅地进行对外部转子1与内部转子3的相位控制。
如图4所示，凹部44从比扭力盘簧10的内周部(内径R1)更靠近径向外侧并且比外周部(外径R2)更靠近径向内侧的位置向直径向外方向设置。由此，存积于储油部50的油容易附着于扭力盘簧10的外表面，并能够可靠地向扭力盘簧10进行供油。
此外，多个凹部44沿内部转子3的圆周方向配置。通过这样设置，能够使油分散存积于储油部50，特别是在停止工作时位于上方的凹部44中也存积有油，因此能够提高对扭力盘簧10的供油效果。
[扭力盘簧的组装构造]
如图1及图4所示，扭力盘簧10在卷成线圈状的弹簧主体10a的端部具有前侧弹簧端部10b与转子侧弹簧端部10c。前侧弹簧端部10b被卡定于设于前板4的前侧卡定部16，而转子侧弹簧端部10c被卡定于设于内部转子3的转子侧卡定部17。前侧弹簧端部10b与转子侧弹簧端部10c以向弹簧主体10a的径向外侧突出的姿势设置。
如图3所示，前板4具有异径贯通孔18。异径贯通孔18形成为在圆周方向上交替具有直径相同的二个内侧圆弧部分18a与直径相同的二个外侧圆弧部分18b的形状。内侧圆弧部分18a与轴芯X同心，并以大于螺栓21的头部外径而小于弹簧主体10a的绕线部分19的内径的直径形成。外侧圆弧部分18b与轴芯X同心，并以与内部转子3的收容室23的内径相同程度的直径形成。
遍及全周地支承绕线部分19的外周侧的保持部20分别沿二个内侧圆弧部分18a与二个外侧圆弧部分18b而形成于前板4的背面(内面侧)。保持部20具有沿内侧圆弧部分18a的第1保持部20a与沿外侧圆弧部分18b的第2保持部20b。保持部20中与弹簧主体10a抵接的面形成为具有沿扭曲变形的弹簧主体10a的间距的倾斜的螺旋状。
第1保持部20a支承绕线部分19的内周侧，第2保持部20b支承绕线部分19的外周侧。位于两个外侧圆弧部分18b的绕线部分19通过异径贯通孔18而露出于前板4的前面侧。
如此，通过第1保持部20a及第2保持部20b支承扭力盘簧10的内周侧及外周侧，可将扭力盘簧10的轴芯位置维持为与内部转子3的旋转轴心X基本一致的状态。
在两个外侧圆弧部分18b中的一个设有卡定前侧弹簧端部10b的前侧卡定部16。前侧卡定部16在扭曲扭力盘簧10的状态下从螺旋弹簧圆周方向卡定前侧弹簧端部10b。
在前侧卡定部16中，在前板4的前面侧形成朝向一个外侧圆弧部分18b而连通的凹面部24，并设有使前侧弹簧端部10b从螺旋弹簧圆周方向抵接而卡定的卡定面部26。由此，前侧弹簧端部10b能够从前板4的背面侧卡定于凹面部24的底面部分24a。
转子侧卡定部17由设于多个第2分隔部9中的一个的槽部9a构成，上述多个第2分隔部9设于内部转子3。槽部9a从收容室23的圆周壁面向径向外侧延伸，并且形成为与凹部44连通。
通过设置转子侧卡定部17，能够也向扭力盘簧10的转子侧弹簧端部10c供油而维持与内部转子3的润滑。其结果为，能够减少内部转子3的磨损，并防止扭力盘簧10的转子侧弹簧端部10c与内部转子3之间的摩擦声音的产生等。此外，即使在假设扭力盘簧10与内部转子3之间由于磨损等而产生异物的情况下，该异物由于离心力等而向转子侧卡定部17移动。其结果为，能够维持扭力盘簧10与内部转子3之间的滑动顺畅。
将转子侧弹簧端部10c卡定于转子侧卡定部17的扭力盘簧10的扭力通过卡定前侧弹簧端部10b的前板4侧来承接。由此，扭力盘簧10对内部转子3施力使其相对于外部转子1趋向提前角方向。
[其它实施方式]
(1)内部转子3可由铁基材料形成。在该情况下，与扭力盘簧10抵接而引起的内部转子3的磨损程度变小。在内部转子3由铁基材料形成的情况下，如图6及图7所示，能够在内部转子3的收容室23的底面23a直接形成凹部44。由此，能够得到部件数量减少、组装工时较少、结构简单的阀正时控制装置。
凹部44能够以遍及收容室23的底面23a的全周的方式形成。然而，也可如图7所示，在收容室23的底面23a中形成多个圆弧状的凹部。这样沿圆周方向分散配置的凹部能够维持对扭力盘簧10的供油效果，同时尽可能减小形成于内部转子3的凹部44，能够将内部转子3的强度降低限制于最小限度。
(2)凹部44也可以为在板部件40或收容室23的底面23a中位于扭力盘簧10的外径的内侧且形成于比扭力盘簧10的内径更靠近外侧的位置的孔部。
(3)在上述实施方式中展示了使转子侧卡定部17向径向外侧设置的例子，但转子侧卡定部17也可沿旋转轴方向设置。
此外，即使关于前侧卡定部16，也可以设于前板4的背面(内面侧)。如果这样设置，则从提前角室11或滞后角室12挤出的油被供给至扭力盘簧10的前侧弹簧端部10b，因此能够减轻在前板4的背面(内面侧)的滑动阻力或滑动声音。
产业上的可利用性
本发明能够用于汽车及其它的内燃机的阀正时控制装置。
符号说明
1 驱动侧旋转体(外部转子)
2 凸轮轴
3 从动侧旋转体(内部转子)
4 前部部件(前板)
10 扭力盘簧
10b 前侧弹簧端部
10c 转子侧弹簧端部
10d 端面
16 前侧卡定部
17 转子侧卡定部
23 收容室
23a 底面
40 板部件
44 凹部
50 储油部
A 相位控制机构
E 内燃机
R1 扭力盘簧的内径
R2 扭力盘簧的外径
X 旋转轴心

Claims (9)

1.一种阀正时控制装置，其具有：
驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体与内燃机的曲柄轴同步旋转；
从动侧旋转体，所述从动侧旋转体与所述内燃机的凸轮轴一体旋转，并与所述驱动侧旋转体在相同的旋转轴心上旋转；
相位控制机构，所述相位控制机构对所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间的相对旋转相位进行变更控制；
扭力盘簧，所述扭力盘簧设置在由前部部件和筒状空间形成的收容室，所述前部部件设于所述驱动侧旋转体侧，所述筒状空间以与该前部部件相对的状态设于所述从动侧旋转体，所述扭力盘簧与所述前部部件及所述从动侧旋转体卡定，并对所述从动侧旋转体施力使其相对所述驱动侧旋转体趋向提前角方向或滞后角方向，
所述阀正时控制装置具有储油部，所述储油部由朝向所述从动侧旋转体的所述扭力盘簧的外表面与形成于所述从动侧旋转体的至少一个凹部划分形成，
所述凹部从比所述扭力盘簧的内径更靠近径向外侧并且比外径更靠近径向内侧的位置向直径向外方向设置。
2.如权利要求1所述的阀正时控制装置，其中，多个所述凹部沿所述从动侧旋转体的圆周方向配置。
3.如权利要求1或2所述的阀正时控制装置，其中，在所述扭力盘簧与所述从动侧旋转体之间设有板部件，所述凹部由该板部件的外缘部划分形成。
4.如权利要求1或2所述的阀正时控制装置，其中，
所述从动侧旋转体由铁基材料形成，
所述储油部设于所述从动侧旋转体的所述收容室的底面。
5.如权利要求3所述的阀正时控制装置，其中，
所述从动侧旋转体由铁基材料形成，
所述储油部设于所述从动侧旋转体的所述收容室的底面。
6.如权利要求1或2所述的阀正时控制装置，其中，卡定所述扭力盘簧的一侧端部的卡定部从所述从动侧旋转体的所述收容室的圆周壁面向径向外侧延伸，并与所述凹部连通。
7.如权利要求3所述的阀正时控制装置，其中，卡定所述扭力盘簧的一侧端部的卡定部从所述从动侧旋转体的所述收容室的圆周壁面向径向外侧延伸，并与所述凹部连通。
8.如权利要求4所述的阀正时控制装置，其中，卡定所述扭力盘簧的一侧端部的卡定部从所述从动侧旋转体的所述收容室的圆周壁面向径向外侧延伸，并与所述凹部连通。
9.如权利要求5所述的阀正时控制装置，其中，卡定所述扭力盘簧的一侧端部的卡定部从所述从动侧旋转体的所述收容室的圆周壁面向径向外侧延伸，并与所述凹部连通。
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