CN112539094A - 气门正时调节装置 - Google Patents

Abstract

气门正时调节装置(10)包括与曲轴(5)一起旋转的驱动侧旋转体(23)，与凸轮轴(6)一体旋转的从动侧旋转体(24)，在允许驱动侧旋转体(23)和从动侧旋转体(24)相对旋转的同时传递旋转的减速机构(29)。从动侧旋转体(24)包括通过中心螺栓(38)紧固到凸轮轴(6)的端部的紧固部(51)，位于紧固部径向外侧且轴向支撑驱动侧旋转体(23)的支承部(52)，以及配合外表面(59)，该配合外表面(59)在在从动侧旋转体(24)的轴向一侧和另一侧与另一部件的轴向接触表面的外径大的一侧被配合到限制部件。

Description

气门正时调节装置

技术领域

本公开涉及一种气门正时调节装置。

背景技术

气门正时调节装置设置在从内燃机的曲轴到其凸轮轴的扭矩传递路径中，并且调节操作以打开/关闭凸轮轴的气门的气门正时。专利文献1中公开的气门正时调节装置包括：驱动侧旋转体，其与曲轴一起旋转；从动侧旋转体，其与凸轮轴一体旋转；以及设置在驱动侧旋转体与从动侧旋转体之间的减速机构，并基于减速机构的旋转状态来调整凸轮轴相对于曲轴的旋转相位。驱动侧旋转体被从动侧旋转体沿径向和推力方向枢转地支撑。

现有技术文件

专利文献1：JP 2018-087564 A

发明内容

在专利文献1中，从动侧旋转体和凸轮轴通过设置在旋转中心线上的螺栓彼此紧固。由于螺栓的紧固而导致从动侧旋转体的变形影响从动侧旋转体和驱动侧旋转体在枢转支撑部处的滑动，并且存在静音性和耐久性降低的问题。

鉴于以上几点做出了本公开，并且本公开的一个目的是提供一种气门正时调节装置，其中，静音性和耐久性得以改善。

根据本公开的气门正时调节装置包括：驱动侧旋转体，其与曲轴一起旋转；从动侧旋转体，其与凸轮轴一体地旋转；以及减速机构，其在允许驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间相对旋转的同时传递旋转。从动侧旋转体包括通过螺栓紧固至凸轮轴端部的紧固部和位于该紧固部的径向外侧并轴向支撑驱动侧旋转体的支承部。

在本公开的第一方面中，从动侧旋转体具有配合外表面，该配合外表面在一侧配合到限制部件，在该侧，在从动侧旋转体的轴向一侧和另一侧上与另一部件的轴向接触表面的外径大。

在本公开的第二方面中，从动侧旋转体具有配合内表面，该配合内表面在一侧配合到限制部件，在该侧，在从动侧旋转体的轴向一侧和另一侧上与另一部件的轴向接触表面的外径小。

结果，通过配合外表面或配合内表面与限制部件之间的接触，抑制了由于螺栓紧固而导致的从动侧旋转体的变形。因此，从动侧旋转体的支承部与驱动侧旋转体之间的滑动状态变得良好，并且静音性和耐久性得到改善。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的气门正时调节装置的剖视图；

图2是沿图1中的线II-II截取的剖视图；

图3是沿图1中的线III-III截取的剖视图；

图4是示出图1的从动侧旋转体、驱动侧旋转体、凸轮轴和中心螺栓的剖视图；

图5是根据第二实施例的气门正时调节装置的剖视图，并且是与第一实施例中的图4相对应的视图；

图6是根据第三实施例的气门正时调节装置的剖视图，并且是与第一实施例中的图4相对应的视图；

图7是根据第一比较例的气门正时调节装置的主要部件的剖视图；

图8是表示第一比较例中从动侧旋转体如何通过螺栓紧固而变形的示意图；和

图9是根据第二比较例的气门正时调节装置的主要部件的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述气门正时调节装置的多个实施例。在这些实施例中，由相同的附图标记表示基本上彼此类似的部件，并且省略其重复描述。

[第一实施例]

如图1所示，根据第一实施例的气门正时调节装置10设置在车辆的内燃机中从曲轴5到凸轮轴6的扭矩传递路径中。凸轮轴6打开和关闭作为气门的进气门或排气门(未示出)。气门正时调节装置10调节气门的气门正时。

气门正时调节装置10包括致动器11、控制单元12和相位转换单元13。

致动器11例如是诸如无刷电动机之类的电动机，并具有壳体21和控制轴22。壳体21可旋转地支撑控制轴22。控制单元12例如由驱动驱动器和微型计算机构成，并且控制致动器11的通电以旋转地驱动控制轴22。

如图1至图4所示，相位转换单元13包括驱动侧旋转体23、从动侧旋转体24、偏心轴25、行星旋转体26和传动机构27。偏心轴25、行星旋转体26和传动机构27构成减速机构29。

驱动侧旋转体23通过将有底管状链轮部件31和阶梯形管状盖部件32紧固而形成，并且与凸轮轴6同轴地设置。驱动侧旋转体23容纳其它构成部件24、25、26和27。链轮部件31经由诸如链条的传动部件7连接至曲轴5。结果，驱动侧旋转体23与曲轴5一起绕着与凸轮轴6同轴的旋转中心线O旋转。

从动侧旋转体24形成为有底筒形，并且与凸轮轴6同轴地设置。从动侧旋转体24的底部通过中心螺栓38紧固至凸轮轴6的端部。从动侧旋转体24在径向和推力方向上枢转地支撑链轮部件31。结果，从动侧旋转体24可以在与凸轮轴6一体地围绕旋转中心线O旋转的同时相对于驱动侧旋转体23旋转。

内齿轮28一体地形成在从动侧旋转体24的筒部的内侧。内齿轮28是在齿根圆的径向内侧具有齿顶圆的齿轮。

偏心轴25形成为管状形状，并且与凸轮轴6同轴地设置。偏心轴25由设置在盖部件32内部的径向轴承33支撑，从而能够绕旋转中心线O旋转。相对于旋转中心线O偏心的偏心部34形成在偏心轴25的在轴向上与内齿轮28重叠的部分中。

行星旋转体26具有相对于旋转中心线O偏心并且与内齿轮28啮合的行星齿轮35。行星齿轮35是在齿根圆的径向外侧具有齿顶圆的齿轮。行星旋转体26由设置在偏心部34外侧的径向轴承36支撑，从而能够绕旋转中心线C旋转。行星齿轮35根据偏心轴25相对于驱动侧旋转体23的相对旋转而改变与内齿轮28的啮合部，并一体行星移动。此时，在偏心侧与从动侧旋转体24啮合的状态下，行星旋转体26在围绕旋转中心线C旋转的同时也围绕旋转轴线O回转。

弹性部件37设置在径向轴承36与偏心部34的偏心侧之间。弹性部件37经由径向轴承36将行星旋转体26沿径向朝着偏心侧偏置。结果，行星齿轮35保持与内齿轮28的啮合状态。

传动机构27在吸收驱动侧旋转体23和行星旋转体26之间的偏心量的同时传递二者之间的旋转。具体地，传动机构27是奥尔德姆机构，其包括形成在链轮部件31中的第一接合槽41、形成在行星旋转体26中的第二接合突起42和滑动件43，滑动件43相对于第一接合槽41和第二接合突起42沿径向振荡并在它们之间传递旋转。滑动件43包括：环形部44，从环形部44径向向外突出并配合到第一接合槽41中的第一接合突起45，以及形成在环形部44的径向内侧并配合到第二接合突起42的第二接合槽46。

具有上述构造的气门正时调节装置10根据控制轴22的旋转状态，在预定的相位调节范围内调节从动侧旋转体24相对于驱动侧旋转体23的旋转相位(以下简称为“旋转相位”)。结果，实现了适用于内燃机的运转状态的气门正时调节。

具体地，控制轴22以与驱动侧旋转体23相同的速度旋转，从而当偏心轴25相对于驱动侧旋转体23不旋转时，行星旋转体26不进行行星运动。结果，旋转体23和24与行星旋转体26同时旋转并且旋转相位基本不变，从而气门正时被保持和调节。

另一方面，控制轴22相对于驱动侧旋转体23以低速或相反方向旋转，从而当偏心轴25相对于驱动侧旋转体23在延迟方向上相对旋转时，行星旋转体26进行行星运动。结果，从动侧旋转体24相对于驱动侧旋转体23在延迟方向上相对旋转，并且旋转相位向延迟侧改变，从而将气门正时调节为延迟。

此外，控制轴22以比驱动侧旋转体23更高的速度旋转，从而当偏心轴25相对于驱动侧旋转体23沿提前方向相对旋转时，行星旋转体26进行行星运动。结果，从动侧旋转体24相对于驱动侧旋转体23在提前方向上相对旋转，并且旋转相位向提前侧改变，由此将气门正时调节为提前。

调节旋转相位的相位调节范围由从动侧旋转体24的止动件47在旋转方向的两侧被驱动侧旋转体23锁定而限定。

接下来，将描述从动侧旋转体24的紧固结构。

在图7所示的比较例中，在从动侧旋转体91的底部，中心螺栓38的头部39一侧的轴向接触表面57的外径D1小于凸轮轴6一侧的轴向接触表面58的外径D2。在这种情况下，当中心螺栓38被紧固时，如图8所示，从动侧旋转体91的底部向凸轮轴侧凸出并变形以在径向上弯曲。由于螺栓的紧固而导致的从动侧旋转体91的变形影响在从动侧旋转体91的支承部52与驱动侧旋转体23之间轴支撑部的滑动，出现了静音性和耐久性降低的问题。在第一实施例中，气门正时调节装置10具有用于抑制由于中心螺栓38的紧固而导致从动侧旋转体24变形的结构。

如图4所示，从动侧旋转体24包括：通过中心螺栓38紧固至凸轮轴6端部的紧固部51；以及位于紧固部51的径向外侧且轴向支撑驱动侧旋转体23的支承部52。支承部52具有位于从动侧旋转体24的筒部的外周部的径向支承部521和位于筒部的端部的推力支承部522。

紧固部51包括位于旋转中心线O上的螺栓***孔53，在轴向上形成在头部39一侧的凹部55，以及在轴向上形成在凸轮轴6一侧的凸部56。在紧固部51的头部39一侧，凹部55的底面作为“另一部件”在轴向上与头部39接触。此外，在紧固部51的凸轮轴6一侧，相对于凸部56的径向外侧作为“另一部件”在轴向上与凸轮轴6接触。

从动侧旋转体24在头部39一侧的轴向接触表面57的外径D1小于从动侧旋转体24在凸轮轴6一侧的轴向接触表面58的外径D2。从动侧旋转体24具有配合在作为“限制部件”的凸轮轴6上的配合外表面59，该限制部件是轴向一侧和另一侧中与另一部件的轴向接触表面的外径大的那一侧(即，凸轮轴6一侧)。在第一实施例中，配合外表面59是凸部56的外周表面，并且被压配合到凸轮轴6的配合孔8中。

[效果]

如上所述，在第一实施例中，从动侧旋转体24包括通过中心螺栓38紧固至凸轮轴6的端部的紧固部51，位于紧固部51的径向外侧并轴向支撑驱动侧旋转体23的支承部52，以及在一侧(从动侧旋转体24的轴向一侧和另一侧上与另一部件的轴向接触表面的外径大的那侧)配合到限制部件的配合外表面59。结果，通过配合外表面59与限制部件之间的接触，抑制了由于螺栓紧固而导致的从动侧旋转体24的变形。因此，从动侧旋转体24的支承部52与驱动侧旋转体23之间的滑动状态变得良好，并且静音性和耐久性提高。

此外，在第一实施例中，限制部件是凸轮轴6。因此，当作为中心螺栓38的支承面的轴向接触表面57小于凸轮轴6一侧的轴向接触表面58时，在不单独设置限制部件的情况下，可以有利地抑制由于螺栓紧固而导致的从动侧旋转体24的变形。

[第二实施例]

在第二实施例中，如图5所示，从动侧旋转体64的紧固部61具有在轴向上形成在头部39一侧的第一凹部65和在轴向上形成在凸轮轴6一侧的第二凹部67。在从动侧旋转体64与头部39之间夹设有中空的柱状部件66。在紧固部61的头部39一侧，第一凹部65的底面作为“另一部件”在轴向上与上述中空柱状部件66接触。此外，在固定部61的凸轮轴6一侧，第二凹部67的底面作为“另一部件”在轴向上与凸轮轴6接触。

从动侧旋转体64在头部39一侧的轴向接触表面57的外径D1小于从动侧旋转体64在凸轮轴6一侧的轴向接触表面58的外径D2。从动侧旋转体64具有配合内表面69，其配合在作为“限制部件”的中空柱状部件66上，并且该限制部件是轴向一侧和另一侧中与另一部件的轴向接触表面的外径小的那侧(即，头部39一侧)。在第二实施例中，配合内表面69是第一凹部65的内周表面，并且被压配合到中空柱状部件66中。

如上所述，在轴向与另一部件的接触表面的外径小的一侧上设置的配合内表面69可以构造成与限制部件配合。即使这样，由于通过配合内表面69与限制部件之间的接触而抑制了由于螺栓紧固而导致的从动侧旋转体64的变形，因此，可以获得与第一实施例相同的效果。

另外，在第二实施例中，限制部件是夹设在从动侧旋转体64与头部39之间的中空柱状部件66。因此，当头部39一侧的轴向接触表面57小于凸轮轴6一侧的轴向接触表面58时，能够有利地抑制因螺栓紧固而引起的从动侧旋转体64的变形。

这里，如图9所示的比较例，当试图通过将从动侧旋转体95的紧固部96形成为厚的来抑制变形时，在不同的部分厚度差别很大。因此，难以通过压制、锻造或烧结来制造它们，并且制造成本增加。另一方面，在第二实施例中，由于使用了与从动侧旋转体64不同的中空柱状部件66，因此能够减小从动侧旋转体64的不同部分之间的壁厚差。因此，能够以低成本抑制从动侧旋转体64的变形。

[第三实施例]

在第三实施例中，如图6所示，从动侧旋转体74的紧固部71具有在轴向上形成在头部39一侧的第一凹部75，在轴向上形成在凸轮轴6一侧的第二凹部77，和从第二凹部77的底面沿轴向突出的凸部76。凸部76是环形突起。在紧固部71的头部39一侧，第一凹部75的底面作为“另一部件”在轴向上与头部39接触。此外，在紧固部71的凸轮轴6一侧，凸部76的前端表面作为“另一部件”在轴向上与凸轮轴6接触。在从动侧旋转体74和凸轮轴6之间在凸部76的径向外侧限定有轴向的空间78。

从动侧旋转体74在凸轮轴6一侧的轴向接触表面58的外径D2小于从动侧旋转体74在头部39一侧的轴向接触表面57的外径D1。从动侧旋转体74具有配合在作为“限制部件”的凸轮轴6上的配合内表面79，并且该限制部件是轴向上的一侧和另一侧中与另一部件的轴向接触表面的外径小的那侧(即，凸轮轴6一侧)。在第三实施例中，配合内表面79是第二凹部77的内周表面，并且被压配合到凸轮轴6中。

如上所述，设置在在轴向与另一部件接触的接触表面的外径小的一侧的配合内表面79可以被构造为配合该限制部件。即使这样，由于通过配合内表面79与限制部件之间的接触而抑制了由于螺栓紧固而导致的从动侧旋转体74的变形，因此，可以获得与第一实施例相同的效果。

另外，在第三实施例中，从动侧旋转体74具有向凸轮轴6一侧突出并在轴向上与凸轮轴6接触的凸部76，并且限制部件为凸轮轴6。因此，当凸轮轴6一侧的轴向接触表面58比头部39一侧的轴向接触表面57小时，能够有利地抑制螺栓紧固导致的从动侧旋转体74的变形。

[其它实施例]

在另一个实施例中，从动侧旋转体的配合外表面不限于被压配合到限制部件中，而是可以以间隙配合的方式配合到限制部件的配合孔中。在这种情况下，优选地，将配合外表面与配合孔之间的间隙设定为小于从动侧旋转体的径向支承部与驱动侧旋转体之间的间隙。结果，即使从动侧旋转体的变形量最大，也可以确保径向支承部与驱动侧旋转体之间的间隙。

在其它实施例中，从动侧旋转体的配合内表面不限于被压配合到限制部件中，而是可以以间隙配合的方式配合到限制部件中。在这种情况下，优选地，将配合内表面与配合孔之间的间隙设定为小于从动侧旋转体的径向支承部与驱动侧旋转体之间的间隙。结果，即使从动侧旋转体的变形量最大，也可以确保径向支承部与驱动侧旋转体之间的间隙。

在第二实施例中，中心螺栓38和中空柱状部件66是分开的部件。另一方面，在其它实施例中，中心螺栓的头部的一部分可以被构造为配合在配合内表面上。即，中心螺栓可以是限制部件。

在其它实施例中，传动机构可以是奥尔德姆机构以外的机构。

本公开不限于上述实施例，并且在不脱离本公开的精神的情况下，可以在本公开的范围内进行各种修改。

Claims (5)

1.一种气门正时调节装置(10)，其设置在从内燃机的曲轴(5)到其凸轮轴(6)的扭矩传递路径中，并且对操作来打开和关闭凸轮轴的气门的气门正时进行调节，所述气门正时调节装置包括：

驱动侧旋转体(23)，其构造成与所述曲轴一起旋转；

从动侧旋转体(24)，其构造成与所述凸轮轴一体旋转；

减速机构(29)，其构造成在允许所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间相对旋转的同时传递旋转；其中

所述从动侧旋转体包括

通过螺栓(38)紧固到所述凸轮轴的端部的紧固部(51)，

支承部(52)，其位于所述紧固部的径向外侧并且轴向支撑所述驱动侧旋转体，以及

配合外表面(59)，其在在所述从动侧旋转体的轴向一侧和另一侧与另一部件的轴向接触表面(57，58)的外径(D1，D2)大的一侧配合到限制部件(6)。

2.根据权利要求1所述的气门正时调节装置，其中

所述限制部件是所述凸轮轴。

3.一种气门正时调节装置，其设置在从内燃机的曲轴到其凸轮轴的扭矩传递路径中，并且对操作来打开和关闭凸轮轴的气门的气门正时进行调节，所述气门正时调节装置包括：

驱动侧旋转体，其构造成与所述曲轴一起旋转；

从动侧旋转体(64，74)，其构造成与所述凸轮轴一体旋转；

减速机构，其构造成在允许所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间相对旋转的同时传递旋转；其中

所述从动侧旋转体包括

通过螺栓紧固到所述凸轮轴的端部的紧固部(61，71)，

支承部，其位于所述紧固部的径向外侧并且轴向支撑所述驱动侧旋转体，以及

配合内表面(69，79)，其在在所述从动侧旋转体的轴向一侧和另一侧与另一部件的轴向接触表面的外径小的一侧配合到限制部件(6，66)。

4.根据权利要求3所述的气门正时调节装置，其中

所述限制部件是插设在所述从动侧旋转体与所述螺栓的头部之间的中空柱状部件(66)。

5.根据权利要求3所述的气门正时调节装置，其中

所述从动侧旋转体具有在所述轴向上朝向所述凸轮轴突出并与所述凸轮轴接触的凸部(76)，以及

所述限制部件是所述凸轮轴。

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