CN104487663A - 阀开闭时期控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供既能实现轻量化与小型化、又易于确保所需强度的阀开闭时期控制装置。具有与曲轴同步旋转的驱动侧旋转体、配置在驱动侧旋转体的内周侧并能相对旋转并且与凸轮轴同步旋转的从动侧旋转体、通过设于从动侧旋转体的隔板部分隔驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间的流体压力室而形成的提前角室及滞后角室、以及通过向提前角室或滞后角室供给加压流体来控制从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的旋转相位的相位控制部，从动侧旋转体具有连通于提前角室的提前角流路与连通于滞后角室的滞后角流路，驱动侧旋转体由铝系材料形成，从动侧旋转体成一体地具有设有隔板部的由铝系材料形成的外周部件与相比该外周部件而构成内周侧的由铁系材料形成的内周部件。

Description

阀开闭时期控制装置
技术领域
本发明涉及一种阀开闭时期控制装置，具有：驱动侧旋转体，其与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，其配置在所述驱动侧旋转体的内周侧并能以同轴心的方式相对旋转，并且与所述内燃机的开闭阀用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，其形成于所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间；提前角室及滞后角室，其通过设于所述从动侧旋转体的外周侧的隔板部分隔所述流体压力室而形成；以及相位控制部，其通过向所述提前角室或所述滞后角室供给加压流体来控制所述从动侧旋转体相对于所述驱动侧旋转体的旋转相位，其中，所述从动侧旋转体具有连通于所述提前角室的提前角流路与连通于所述滞后角室的滞后角流路。
背景技术
以往，在上述阀开闭时期控制装置中，由铝合金等铝系材料或铁系烧结材料等铁系材料等单一材料来形成驱动旋转体与从动侧旋转体(例如，参照专利文献1)。另外，通常为了高精度地管理相互滑动接触并移动的驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间的间隔，使用同样的材料来形成驱动侧旋转体与从动侧旋转体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-115807号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
当使用铝系材料来形成驱动侧旋转体与从动侧旋转体时，虽然容易地实现了轻量化，但另一方面，由于与铁系材料相比，铝系材料的强度较小，因此必须确保与凸轮螺栓的连接部位等受到较大外力作用的部位具有规定的体积。因此，当使用铝系材料时，难以又易于确保所需强度又能实现小型的两个旋转体。另外，当使用铁系材料来形成驱动侧旋转体与从动侧旋转体时，虽然又易于确保所需强度又能实现小型化，但另一方面，难以实现轻量化。本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供一种既能实现轻量化与小型化，又易于确保所需强度的阀开闭时期控制装置。
用于解决问题的方法
本发明涉及的阀开闭时期控制装置的结构特征为具有：驱动侧旋转体，其与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，其配置在所述驱动侧旋转体的内周侧并能以同轴心的方式相对旋转，并且与所述内燃机的开闭阀用的凸轮轴同步旋转；流体压力室，其形成于所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间；提前角室及滞后角室，其通过设于所述从动侧旋转体的外周侧的隔板部分隔所述流体压力室而形成；以及相位控制部，其通过向所述提前角室或所述滞后角室供给加压流体来控制所述从动侧旋转体相对于所述驱动侧旋转体的旋转相位，其中，所述从动侧旋转体具有连通于所述提前角室的提前角流路与连通于所述滞后角室的滞后角流路，由铝系材料形成所述驱动侧旋转体，并且所述从动侧旋转体成一体地具有设有所述隔板部的由铝系材料形成的筒形的外周部件、与相比该外周部件而言构成内周侧的由铁系材料形成的内周部件。
在本结构的阀开闭时期控制装置中，由铝系材料形成驱动侧旋转体，并且从动侧旋转体成一体地具有由设有隔板部的铝系材料形成的筒形的外周部件、与相比该外周部件而言构成内周侧的由铁系材料形成的筒形的内周部件。即，由于使用铁系材料来构成从动侧旋转体中尤其对强度有要求的内周部件，因此既能实现从动侧旋转体的小型化，又易于确保所需强度。另外，使用铝系材料来构成驱动侧旋转体、与从动侧旋转体中的相对于驱动侧旋转体滑动接触并移动的外周部件。因此，能易于高精度地管理驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间的间隔，并且与使用铁系材料来形成整个从动侧旋转体与驱动侧旋转体的情况相比，能实现减轻重量(质量)。因此，根据本结构的阀开闭时期控制装置，既能实现轻量化与小型化，又易于确保所需强度。
本发明的结构特征为：所述外周部件与所述内周部件从沿旋转轴心的方向相互嵌合，并且至少经由一个止转销在绕旋转轴心的方向上相互卡合。
根据本结构，即使因外周部件与内周部件的热膨胀率不同而导致外周部件与内周部件的嵌合产生松动，但由于经由止转销而在绕旋转轴心的方向上相互卡合，因此能抑制外周部件与内周部件在旋转周方向上的相对位移。
本发明的结构特征为：从旋转轴心的方向观察，在与所述提前角流路或所述滞后角流路的面对所述流体压力室侧的开口部重合的位置上，所述止转销从与旋转轴心交叉的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上。
无论从动侧旋转体处于哪个相位，提前角流路与滞后角流路分别设在连通于提前角室与滞后角室的位置。因此，这些提前角流路与滞后角流路大多形成于从动侧旋转体的隔板部的基端部附近。另外，在驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间，设有用于保持提前角室与滞后角室之间的密封性的密封部件。例如该密封部件大多设于驱动侧旋转体中的、向从动侧旋转体侧突出的突出部，另外，在从动侧旋转体侧，该密封部件大多设于相邻隔板部之间的中间位置处。因此，根据本结构，从旋转轴心的方向观察，通过将止转销设于与提前角流路或滞后角流路重合的位置处，能始终将止转销与密封部件保持在不同的相位关系。由此，能防止在止转销位置有损于密封性。
本发明的结构特征为：由中空销构成所述止转销，并且从与旋转轴心交叉的方向将所述止转销整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上，将所述止转销的内侧形成所述提前角流路或所述滞后角流路。
当将销用作构成从动侧旋转体的外周部件与内周部件的止转部件时，需要该销具有规定强度。即，由于无需赋予不必要的高强度，因此即使该销为中空结构也能确保所需的强度。由于将该销设置在与旋转轴心交叉的方向上，因此该方向与提前角流路及滞后角流路相同。因此，根据本结构，通过使用中空结构的止转销，既能在不增加从动侧旋转体的加工工时的情况下确保提前角流路及滞后角流路，而且还能提高对外周部件与内周部件的止转效果。
本发明的结构特征为：具有对所述从动侧旋转体的内周侧以与所述驱动侧旋转体同轴心的方式，旋转自如地进行支承的固定支承部，所述从动侧旋转体具有连通于该从动侧旋转体的内周侧的所述提前角流路与所述滞后角流路，所述固定支承部具有能分别与所述提前角流路和所述滞后角流路连通的流体流路，所述流体流路具有形成于所述固定支承部的外周面的环形周槽，所述止转销从与旋转轴心交叉的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上，以使所述止转销的一端侧面对所述周槽。
本结构的阀开闭时期控制装置是如下进行控制的：从固定支承部所具有的流体流路，通过被支承于该固定支承部的从动侧旋转体所具有的提前角流路或滞后角流路，向提前角室或滞后角室供给加压流体，使从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体滑动接触并移动，以控制两旋转体彼此的旋转相位。因此，通过降低供给提前角室或滞后角室的加压流体的压力损失，可以提高相位控制部的相位控制的响应性。但是，由于通过固定支承部旋转自如地支承从动侧旋转体的内周侧，因此从动侧旋转体的旋转径向的壁厚变薄而变得难以确保从动侧旋转体的强度。根据本结构，使止转销的一端侧面对形成于固定支承部的外周面的周槽，将其从与旋转轴心交叉的方向整个嵌合在外周部件与内周部件上。因此，可以将止转销配置成：既能确保止转销相对于内周部件的嵌合深度，又能不与沿形成于固定支承部的外周面的周槽而安装于固定支承部与内周部件之间的密封部件干涉。
本发明的结构特征为：所述止转销从沿旋转轴心的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上。
与从与旋转轴心交叉的方向嵌合止转销的情况相比，由于本结构经由止转销，沿旋转轴心的方向嵌合外周部件与内周部件，因此能确保止转销的嵌合长度较长，以使外周部件与内周部件的卡合姿态稳定。
本发明的结构特征为：所述隔板部在所述外周部件上一体形成，所述止转销整个嵌合在所述外周部件中形成所述隔板部的部位与所述内周部件上。
相比外周部件中的其他部位，外周部件中一体形成隔板部的部位更向驱动侧旋转体侧突出。根据本结构，由于止转销从沿旋转轴心的方向整个嵌合在形成有这种隔板部的部位与内周部件上，因此能抑制因止转销的嵌合所导致的外周部件的变形，能够提高止转销的嵌合强度。
附图说明
图1是表示阀开闭时期控制装置的内部的主视图。
图2是图1的II－II线向视剖视图。
图3是内部转子(从动侧旋转体)的分解立体图。
图4是表示第二实施方式的阀开闭时期控制装置的内部的主要部分的主视图。
图5是图4的V－V线向视剖视图。
图6是表示第三实施方式的阀开闭时期控制装置的内部的主要部分的主视图。
图7是图6的VII－VII线向视剖视图。
图8是表示第四实施方式的阀开闭时期控制装置的内部的主要部分的主视图。
图9是图8的IX－IX线向视剖视图。
图10是表示第五实施方式的阀开闭时期控制装置的内部的主要部分的主视图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明涉及的阀开闭时期控制装置的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
如图1～图3所示，阀开闭时期控制装置A具有：壳体1，其作为“驱动侧旋转体”，与汽车用汽油发动机(内燃机)E的曲轴E1同步旋转；内部转子3，其作为“从动侧旋转体”，配置在壳体1的内周侧，能以同轴心方式相对旋转，并且与发动机E的开闭阀用的凸轮轴2同步旋转；固定轴部4，其作为固定支承部，以绕与壳体1相同的旋转轴心X旋转自如的方式，对内部转子3的内周侧进行支承；流体压力室5，其形成在壳体1与内部转子3之间；提前角室5a及滞后角室5b，其由在内部转子3的外周侧一体形成的隔板部6分隔流体压力室5而形成；以及相位控制部7，其通过向提前角室5a或滞后角室5b供给作为“加压流体”的工作油(发动机油)，来控制内部转子3相对于壳体1的旋转相位。凸轮轴2旋转自如地安装于发动机E的气缸盖(未图示)。固定轴部4固定于发动机E的前盖等静止部件。
壳体1具有外周形状为圆筒形的外部转子1a、配置在外部转子1a的前方侧的前板1b、与配置在外部转子1a的后方侧的后板1c，由连结螺栓1d相互一体地固定。外部转子1a、前板1b与后板1c均由铝合金等铝系材料来形成。
在后板1c的外周侧上将链轮1e以同轴心的方式一体地设置。正时链条或正时皮带等动力传递部件E2绕挂于链轮1e与安装在曲轴E1上的链轮之间。通过发动机E的驱动，壳体1向箭头S所示的方向旋转。
内部转子3固定在具有用于控制发动机E的进气阀或排气阀的开闭的凸轮(未图示)的凸轮轴2的前端部。随着壳体1的旋转，内部转子3向箭头S所示的方向从动旋转。
内部转子3上设有具有与旋转轴心X同心的圆筒形状的内周面8a的凹部8。通过将插通于凹部8的底板部8b的螺栓10以同心方式拧入凸轮轴2，内部转子3与凸轮轴2相互一体固定。在内部转子3与后板1c之间安装有受扭螺旋弹簧18，其施力方向为使内部转子3相对于壳体1的旋转相位向提前角侧。
在外部转子1a的内周侧，向径向内侧突出的多个(本实施方式中有四个)突出部9在周方向上相互隔开的位置上一体形成。各突出部9设为使突出端部经由密封部件9a与内部转子3的外周面滑动接触并移动。
在周方向上，相邻的突出部9之间形成有位于外部转子1a与内部转子3之间的四个流体压力室5。连结螺栓1d插通于各突出部9，将外部转子1a、前板1b与后板1c一体固定。
在内部转子3的外周侧、与各流体压力室5相对的各位置上，向径向外侧突出的多个(本实施方式中有四个)隔板部6在周方向上相互隔开的位置上一体形成。各隔板部6设为使突出端部经由密封部件6a与外部转子1a的内周面滑动接触并移动。经由这些隔板部6，将各流体压力室5分隔成在旋转方向上相邻的提前角室5a与滞后角室5b。
内部转子3具有与内部转子3的内周侧、即凹部8连通的连通于提前角室5a的提前角流路11a与连通于滞后角室5b的滞后角流路11b。提前角流路11a在后板1c一侧、面对固定轴部4与底板部8b之间的空间的位置处与凹部8连通，滞后角流路11b在前板1b一侧、面对固定轴部4的外周面的位置处与凹部8连通。
固定轴部4具有作为能连通于提前角流路11a的流体流路的提前角侧供给流路12a、与作为能连通于滞后角流路11b的流体流路的滞后角侧供给流路12b。提前角侧供给流路12a从固定轴部4的轴向一端侧连通于固定轴部4和底板部8b之间的空间，滞后角侧供给流路12b连通于固定轴部4的外周面所形成的环形周槽13。在环形周槽13的两侧与固定轴部4的轴向一端侧分别安装有用于堵塞固定轴部4的外周面与凹部8的内周面的缝隙的密封环14。
在内部转子3与壳体1之间设有锁定机构15，其用于切换将内部转子3相对于壳体1的旋转相位限制在最大滞后角位置的锁定状态与解除限制的解锁状态。锁定机构15安装有位于内部转子3的一个隔板部6处、具有前端部的锁定部件15a，该前端部相对于形成于后板1c的凹部(未图示)，沿旋转轴心X方向进退自如。通过压缩弹簧等施力部件(未图示)的施力，锁定部件15a的前端部进入凹部而使锁定机构15切换至锁定状态，通过工作油压力(流体压力)抵抗施力部件的施力，从凹部向内部转子3一侧拔出而使锁定机构15切换至解锁状态。
图3也有所示，内部转子3成一体地具有与旋转轴心X同一轴心的、由一体形成各隔板部6的铝合金等铝系材料来形成的筒形的外周部件3a、与相比该外周部件3a而言构成内周侧的由铁系烧结材料等铁系材料来形成的有底筒形的内周部件3b。在内周部件3b形成凹部8，通过螺栓10将内周部件3b与凸轮轴2一体固定。
从沿旋转轴心X的方向压入外周部件3a与内周部件3b而使二者相互嵌合，并且经由配置在径向相互对置位置的两个实心钢制的圆柱形的止转销16而使二者在绕旋转轴心X的方向上相互卡合。
从与旋转轴心X交叉的正交方向，将止转销16压入至贯通于外周部件3a而形成的嵌合孔19a与贯通于内周部件3b而形成的嵌合孔19b上，以使止转销16的扁平的一端面16a面对环形周槽13而嵌合成不能拔出。外周部件3a与内周部件3b相互嵌合之后，由钻头等打孔工具经过打孔而形成嵌合孔19a、19b。此外，也可以经由一个止转销16，使外周部件3a与内周部件3b在绕旋转轴心X的方向上相互卡合。
相位控制部7具有：油泵P，其用于吸入、排出油盘17的工作油；流体控制阀OCV，其用于进行对提前角侧供给流路12a与滞后角侧供给流路12b供给和排出工作油以及阻断该工作油的供给和排出；与电子控制单元ECU，其用于控制流体控制阀OCV的动作。
通过相位控制部7实现的工作油的供给和排出动作，使内部转子3相对于壳体1的旋转相位向箭头S1所示的提前角方向(使提前角室5a的容积增大的方向)或箭头S2所示的滞后角方向(使滞后角室5b的容积增大的方向)变位，通过相位控制部7实现的工作油的供给和排出的阻断动作，保持于任意的相位。此外，通过向提前角室5a供给工作油的动作，能使锁定机构15从锁定状态切换至解锁状态。
[第二实施方式]
图4、图5表示本发明的第二实施方式。在本实施方式中，从旋转轴心X的方向观察，在与提前角流路11a的面对流体压力室5侧的开口部重合且一端面16a面对环形周槽13的位置上，止转销16从与旋转轴心X交叉的正交方向整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上。其他结构与第一实施方式相同。
此外，虽未图示，但从旋转轴心X的方向观察，也可以在与提前角流路11b的面对流体压力室5侧的开口部重合的位置上，将止转销16从与旋转轴心X交叉的正交方向整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上。
[第三实施方式]
图6、图7表示本发明的第三实施方式。在本实施方式中，由筒形的中空销构成止转销16，并且从与旋转轴心X交叉的正交方向整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上，将止转销16的内侧形成滞后角流路11b。其他结构与第一实施方式相同。此外，虽未图示，但也可以将中空的止转销16的内侧形成提前角流路11a。
[第四实施方式]
图8、图9表示本发明的第四实施方式。在本实施方式中，在外周部件3a中未形成隔板部6的径向上相互对置的部位处，将实心的止转销16分别从沿旋转轴心X的方向整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上。其他结构与第一实施方式相同。
[第五实施方式]
图10表示本发明的第五实施方式。在本实施方式中，在外周部件3a中形成有隔板部6的径向上相互对置的部位处，将实心的止转销16分别从沿旋转轴心X的方向整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上。其他结构与第四实施方式相同。
[其他实施方式]
1.在本发明的阀开闭时期控制装置中，内部转子3也可以成一体地具有由花键嵌合的外周部件3a与内周部件3b。
2.在本发明的阀开闭时期控制装置中，也可以经由截面形状为圆形或方形的止转销16，在绕旋转轴心X的方向上相互嵌合外周部件3a与内周部件3b。
3.在本发明的阀开闭时期控制装置中，对外周部件3a与内周部件3b可以进行能插拔的较松嵌合，也可以进行经由热嵌或冷嵌而不能插拔的较紧嵌合。
4.在本发明的阀开闭时期控制装置中，也可以经由热嵌或冷嵌，使止转销16不能拔出地整个嵌合在外周部件3a与内周部件3b上。
5.本发明的阀开闭时期控制装置也可以构成为，使加压流体从凸轮轴2一侧通过提前角流路11a与滞后角流路11b供给至提前角室5a与滞后角室5b。
6.在本发明的阀开闭时期控制装置中，也可以由形成于外周部件3a的叶片槽中所安装的板状的叶片部件构成将流体压力室分隔成提前角室5a与滞后角室5b的隔板部6。
[工业实用性]
本发明能够适用于汽车以及其他的各种内燃机的阀开闭时期控制装置。
附图标记说明
1：外部转子(驱动侧旋转体)
2：凸轮轴
3：内部转子(从动侧旋转体)
3a：外周部件
3b：内周部件
4：固定轴部(固定支承部)
5：流体压力室
5a：提前角室
5b：滞后角室
6：隔板部
7：相位控制部
11a：提前角流路
11b：滞后角流路
12a、12b：流体流路
13：周槽
16：止转销
E：内燃机
E1：曲轴
X：旋转轴心

Claims (7)

1.一种阀开闭时期控制装置，其特征在于，具有：
驱动侧旋转体，其与内燃机的曲轴同步旋转；
从动侧旋转体，其配置在所述驱动侧旋转体的内周侧并能以同轴心的方式相对旋转，并且与所述内燃机的开闭阀用的凸轮轴同步旋转；
流体压力室，其形成于所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间；
提前角室及滞后角室，其通过设于所述从动侧旋转体的外周侧的隔板部分隔所述流体压力室而形成；以及
相位控制部，其通过向所述提前角室或所述滞后角室供给加压流体来控制所述从动侧旋转体相对于所述驱动侧旋转体的旋转相位，
所述从动侧旋转体具有连通于所述提前角室的提前角流路与连通于所述滞后角室的滞后角流路，
所述驱动侧旋转体由铝系材料形成，并且所述从动侧旋转体成一体地具有设有所述隔板部的由铝系材料形成的筒形的外周部件、与相比该外周部件而言构成内周侧的由铁系材料形成的内周部件。
2.根据权利要求1所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
所述外周部件与所述内周部件从沿旋转轴心的方向相互嵌合，并且至少经由一个止转销在绕旋转轴心的方向上相互卡合。
3.根据权利要求2所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
从旋转轴心的方向观察，在与所述提前角流路或所述滞后角流路的面对所述流体压力室侧的开口部重合的位置上，所述止转销从与旋转轴心交叉的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上。
4.根据权利要求2所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
由中空销构成所述止转销，并且从与旋转轴心交叉的方向将所述止转销整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上，将所述止转销的内侧形成在所述提前角流路或所述滞后角流路。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
具有对所述从动侧旋转体的内周侧以与所述驱动侧旋转体同轴心的方式，旋转自如地进行支承的固定支承部，
所述从动侧旋转体具有连通于该从动侧旋转体的内周侧的所述提前角流路与所述滞后角流路，
所述固定支承部具有能分别与所述提前角流路和所述滞后角流路连通的流体流路，
所述流体流路具有形成于所述固定支承部的外周面的环形周槽，
所述止转销从与旋转轴心交叉的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上，以使所述止转销的一端侧面对所述周槽。
6.根据权利要求2所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
所述止转销从沿旋转轴心的方向整个嵌合在所述外周部件与所述内周部件上。
7.根据权利要求6所述的阀开闭时期控制装置，其特征在于，
所述隔板部在所述外周部件上一体形成，
所述止转销整个嵌合在所述外周部件中形成所述隔板部的部位与所述内周部件上。
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