內燃機的氣門正時控制裝置的制造方法

內燃機的氣門正時控制裝置的制造方法
【專利摘要】一種內燃機的氣門正時控制裝置，具有：內齒(19a)，其在與鏈輪主體一體的筒狀內齒結構部(19)的內周上形成多個；滾珠軸承(47)的外圈(47b)，該滾珠軸承(47)的內圈被壓入固定在偏心軸部上；多個滾子(48)，其在周向大致等間隔的位置上旋轉自如地設置在各內齒與外圈之間；多個滾子保持孔(41b)，其設置在與從動部件一體的保持器(41)上，限制各滾子周向移動的同時允許徑向移動；在從中心線(P)朝周向0.01°～0.4°的角度范圍內形成滾子在所述各滾子保持孔內可周向移動的間隙(B)，所述中心線(P)從馬達輸出軸(13)的旋轉軸心(X)朝徑向延伸。由此，能夠有效抑制擊打聲的產生，并且能夠抑制動作響應性的下降。
【專利說明】
內燃機的氣門正時控制裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種控制進氣門和排氣門的開閉正時的內燃機的氣門正時控制裝置。 【背景技術】
[0002]本
【申請人】在之前提出的以下的專利文獻1中記載了利用電動馬達的旋轉力來變換控制凸輪軸相對于鏈輪的相對旋轉相位的氣門正時控制裝置。
[0003]該氣門正時控制裝置具有:馬達殼體與曲軸同步旋轉的電動馬達和將該電動馬達的旋轉速度減速并向凸輪軸傳遞的減速機構。[〇〇〇4]該減速機構具有:從馬達輸出軸傳遞有旋轉力的偏心軸部;一體設置在所述鏈輪上的、在內周具有波形內齒的內齒結構部;設置在所述內齒結構部的各內齒與滾珠軸承的外圈之間的多個滾子;設置在凸輪軸側的、在多個保持孔內將所述各滾子之間分隔的同時允許滾子全體徑向移動的保持器。
[0005]然后，提前準備多個所述外徑不同的滾子，根據游隙(徑向游隙)的大小來選擇安裝哪一個滾子以調整間隙，所述游隙是所述滾子的外周面與內齒內表面之間的間隙。由此， 能夠抑制動作中的諸如所述各滾子與內齒之間的擊打聲的產生。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:(日本)特開2011-231700號公報
【發明內容】

[0009]然而，如上所述，在所述現有的氣門正時控制裝置中，選擇安裝外徑不同的滾子， 能夠調整所述滾子的外周面與內齒內表面之間的徑向的徑向游隙，但關于各滾子的外周面與所述保持器的保持孔內側面之間的游隙，即，關于滾子周向的保持器游隙沒有進行任何考慮。
[0010]因此，當在所述周向的游隙上多少產生偏差時，容易產生在驅動中在所述滾子的外周面與保持孔的內側面之間的碰撞擊打聲，并且減速機構的變換動作初期的動作響應性有可能下降。
[0011]本發明的目的在于，提供一種內燃機的氣門正時控制裝置，在該裝置中，除了將轉動體與內齒之間的徑向的徑向游隙進行調整之外，還優化調整了內齒與保持孔之間的保持器游隙，從而有效抑制了擊打聲的產生，并可抑制動作響應性的下降。
[0012]本申請的技術方案1記載的發明，其特征在于，優選地具有:電動馬達，其旋轉狀態由根據內燃機運轉狀態而輸出的控制信號控制;減速機構，其將從所述電動馬達輸出的旋轉速度減速并向所述從動旋轉體傳遞;所述減速機構具有:偏心旋轉體，設置在所述電動馬達的馬達輸出軸上；內齒結構部，其設置在所述驅動旋轉體上，并在內周具有多個內齒；多個轉動體，在所述偏心旋轉體的外周上旋轉自如地設置多個，與所述內齒嚙合的嚙合部位通過所述偏心旋轉體的偏心旋轉而朝周向移動;保持部件，其設置在所述從動旋轉體上，并具有限制所述各轉動體的周向移動而允許徑向移動的保持孔，
[0013]在由所述偏心旋轉體和內齒結構部以及所述保持孔構成的空間中，將所述轉動體的周向可移動的間隙，以所述驅動旋轉體的旋轉軸心為中心，在0.01°?0.4°的角度范圍內形成。
[0014]根據該發明，能夠有效抑制驅動中的諸如轉動體和保持孔之間的擊打聲的產生， 并且能夠抑制動作響應性的下降。【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發明的氣門正時控制裝置的實施方式的縱剖視圖。
[0016]圖2是表示本實施方式的主要結構部件的分解立體圖。
[0017]圖3是圖1的A-A線剖視圖。[〇〇18] 圖4是圖1的B-B線剖視圖。
[0019]圖5是向本實施方式提供的供電板的后視圖。
[0020]圖6是圖3的C部放大圖。
[0021]圖7是表示把噪音等級和響應速度作為參數的、從間隙的最小角度到最大角度范圍的特性圖。
[0022]圖8是表示徑向游隙與保持器游隙相對于間隙等高線的關系的特性圖。【具體實施方式】
[0023]以下，基于附圖對關于本發明的內燃機的氣門正時控制裝置的實施方式進行說明。需要說明的是，在該實施方式中，將氣門正時控制裝置應用于進氣門側。[〇〇24]如圖1及圖2所示，該氣門正時控制裝置具有:正時鏈輪1，是由內燃機的曲軸旋轉驅動的驅動旋轉體；凸輪軸2，其經由軸承02旋轉自如地支承在缸蓋01上，并利用從所述正時鏈輪1傳遞的旋轉力來旋轉;罩部件3,其固定在鏈罩49上，所述鏈罩49配置在正時鏈輪1 的前方位置上;相位變更機構4,其配置在正時鏈輪1和凸輪軸2之間，根據內燃機運轉狀態來改變前述兩者1、2的相對旋轉相位。[〇〇25]所述正時鏈輪1整體由鐵類金屬形成為一體的環狀，由以下部分構成:鏈輪主體 la，其內周面是臺階徑狀;齒輪部lb，其一體地設置在所述鏈輪主體la的外周上，經由卷繞的未圖示的正時鏈條受到來自曲軸的旋轉力；內齒結構部19,其一體地設置在所述鏈輪主體la的前端側。
[0026]另外，關于所述正時鏈輪1，在鏈輪主體la與設置在所述凸輪軸2的前端部上的后述的從動部件9之間安裝有一個大徑滾珠軸承43,正時鏈輪1和所述凸輪軸2通過該大徑滾珠軸承43被相對旋轉自如地支承。[〇〇27]所述大徑滾珠軸承43由外圈43a、內圈43b、以及安裝在該兩輪43a、43b之間的滾珠 43c構成，所述外圈43a固定在鏈輪主體la的內周側，而內圈43b固定在從動部件9的外周側。
[0028]所述鏈輪主體la在內周側切開形成了向所述凸輪軸2側開口的圓環槽狀的外圈固定部60。[〇〇29]該外圈固定部60形成臺階徑狀，所述大徑滾珠軸承43的外圈43a從軸向被壓入，并且，進行該外圈43a的軸向一側的定位。
[0030]所述內齒結構部19被一體設置在所述鏈輪主體la的前端部外周側，形成向相位變更機構4的前方延伸的圓筒狀，并在內周形成波浪狀的多個內齒19a。[〇〇31]另外，后述的與馬達殼體5—體的圓環狀陰螺紋形成部6與所述內齒結構部19的前端側對置配置。
[0032]此外，在與鏈輪主體la的內齒結構部19相反一側的后端部配置有圓環狀的保持板 61。該保持板61由金屬板材一體形成，如圖1所示，外徑被設定成與所述鏈輪主體la的外徑大致一致，并且內徑被設定成小于所述大徑滾珠軸承43的外圈43a的內徑。[〇〇33]所述保持板61的內周部61a與所述外圈43a的軸向外端面抵接配置。另外，在所述內周部61a的內周邊緣規定位置上，朝著徑向內側，即朝著中心軸方向一體地設置有突出的止動凸部61b。
[0034] 如圖1及圖4所示，該止動凸部61b形成為大致扇形，前端邊緣61c形成為沿著后述的止動槽2b的圓弧狀內周面的圓弧狀。此外，在所述保持板61的外周部上，在周向等間隔的位置上貫通形成插通所述各螺栓7的六個螺栓插通孔61d。[〇〇35]在所述鏈輪主體la(內齒結構部19)及保持板61的各外周部上，在周向幾乎等間隔的位置上分別貫通形成六個螺栓插通孔lc、61d。在所述陰螺紋形成部6上，在與各螺栓插通孔lc、61d對應的位置上形成六個陰螺紋孔6a，利用將這些孔插通的六個螺栓7,所述正時鏈輪1和保持板61及馬達殼體5從軸向被共同緊固。
[0036]需要說明的是，所述鏈輪主體la和內齒結構部19構成為后述的減速機構8的罩。
[0037]另外，所述鏈輪主體la與所述內齒結構部19、保持板61及陰螺紋形成部6各自的外徑被設定成大致一致。[〇〇38]如圖1所示，所述鏈罩49以覆蓋在所述正時鏈輪1上卷繞的未圖示的鏈條的方式， 沿著上下方向配置固定在作為內燃機主體的缸蓋01和未圖示的缸體的前端側。另外，在構成開口部的環狀壁49a的周向的四處部位上一體地形成突起部49b，并且陰螺紋孔49c分別從環狀壁49a到各突起部49b的內部形成，所述開口部在與所述相位變更機構4對應的位置上形成。
[0039]如圖1及圖2所示，所述罩部件3由鋁合金材料一體形成為杯狀，以覆蓋所述馬達殼體5的前端部的方式配置，具有膨脹狀的罩主體3a和在該罩主體3a的開口側的外周邊緣上一體形成的圓環狀安裝凸緣3b。并且，在該罩部件3的內表面3f與馬達殼體5的前端部外表面之間劃分有杯狀空間部32。
[0040]在所述罩主體3a中，圓筒壁3c在外周部側沿著軸向一體突出設置，該圓筒壁3c在內部軸向上貫通形成有保持用孔3d。[〇〇41]另外，在罩主體3a的所述圓筒壁3c的下部側，圓筒部34與所述圓筒壁3c平行且沿軸向突出設置。在所述圓筒部34中，上端部與所述圓筒壁3c的下端部一體結合，在內部軸向上貫通形成有連通所述罩主體3a的外側與所述空間部32之間的連通孔35,并且通氣用栓體 56壓入固定在外端側內部。[〇〇42]所述連通孔35(圓筒部34)起到作業用孔的作用:將所述罩部件3安裝在鏈罩49上后，用于將凸輪螺栓10經由馬達輸出軸13的內部插通，所述凸輪螺栓10用于將所述從動部件9固定在凸輪軸2上。
[0043]所述通氣用栓體56具有:有底圓環狀的主體57、嵌合壓入所述主體57的凹槽內的圓盤狀支承部58、配置收納在所述凹槽的底面上并被該底面和所述支承部58保持在挾持狀態的圓形過濾體59。
[0044]所述主體57由合成樹脂材一體形成，并形成有從底面中央沿著內部軸向貫通的第一通氣孔57a。所述第一通氣孔57d的軸向的罩部件3側的內端部形成為大徑，外端側的通氣部57b形成為小徑，抑制來自外部的水和灰塵等向內部侵入。
[0045]所述支承部58由可彈性變形可能的合成樹脂材料一體形成，在中央沿著軸向貫通形成有與所述第一通氣孔57d連通的第二通氣孔58a。
[0046]所述過濾體59形成為可自由彎曲變形的薄布狀的圓盤形，外徑小于所述主體底面 57c的內徑而形成，整體緊密貼合于所述凹槽的底面上。并且，該過濾體59使用的基體材料是:可讓空氣從支承部58側的表面向主體底面側的背面側透過、并且不讓諸如液體和灰塵從背面向表面透過。[〇〇47]在所述安裝凸緣3b中，在周向的大致等間隔的位置上，四個突起部3e設置在周向大致等間隔的位置(約90°的位置)上。如圖1所示，在所述各突起部3e中，分別貫通形成有螺栓54所插通的螺栓插通孔3g，所述螺栓54與在所述鏈罩49上形成的各陰螺紋孔49d螺合，罩部件3被所述各螺栓54固定在鏈罩49上。
[0048]另外，在所述罩主體3a的外周側的臺階部內周面和所述馬達殼體5的外周面之間安裝有大徑的油密封件50。該大徑油密封件50的橫截面形成為大致3形，芯件埋設在作為基體材料的合成橡膠的內部，并且外周側的圓環狀基部被嵌合固定在設置在所述罩部件3 的內周面上的臺階圓環部3h上。該大徑油密封件50將所述空間部32液密密封，主要阻止伴隨著所述正時鏈輪1的旋轉驅動所飛散的潤滑油侵入所述空間部32內。
[0049]如圖1所示，所述馬達殼體5具有將鐵類金屬材通過沖壓成型而形成為有底筒狀的殼體主體5 a、和密封該殼體主體5 a的前端開口的供電板11。
[0050]所述殼體主體5a在后端側具有圓板狀的間隔壁5b，在該間隔壁5b的大致中央位置形成有插通后述的偏心軸部39的大徑軸插通孔5c，并且在該軸插通孔5c的孔邊緣上一體地設置有朝凸輪軸2的軸向突出的圓筒狀延伸部5d。另外，在所述間隔壁5b的前端面外周側， 一體地設置有所述陰螺紋形成部6。
[0051]所述凸輪軸2在外周具有使未圖示的進氣門進行開動作的每個氣筒兩個的驅動凸輪，并且在前端部一體地設置有所述凸緣部2a。[〇〇52]如圖1所示，該凸緣部2a被設定成外徑稍大于后述的從動部件9的固定端部9a的外徑，在安裝各結構部件后，前端面的外周部被抵接配置在所述大徑滾珠軸承43的內圈43b的軸向外端面上。另外，凸緣部2a的前端面在從軸向與從動部件9抵接的狀態下，被凸輪螺栓 10從軸向結合。[〇〇53]另外，如圖4所示，在所述凸緣部2a的外周，所述保持板61的止動凸部61b所卡入的止動凹槽2b沿著周向形成。該止動凹槽2b朝著周向形成為規定長度的圓弧狀，在該長度范圍內轉動的止動凸部61b的兩端邊緣與周向的對置邊緣2c、2d分別抵接，由此限制了凸輪軸 2相對于正時鏈輪1的最大提前角側或者最大滯后角側的相對旋轉位置。[〇〇54]需要說明的是，所述止動凸部61b被配置成比所述保持板61的從軸向外側與大徑滾珠軸承43的外圈43a對置固定的部位更遠離于凸輪軸2側，成為與所述從動部件9的固定端部9a在軸向是非接觸的狀態。因此，能夠充分抑制止動凸部61b和固定端部9a的干涉。
[0055]如圖1所示，在所述凸輪螺栓10中，頭部10a的端面將小徑滾珠軸承37的內圈從軸向支承，并且在軸部l〇b的外周形成有與陰螺紋螺合的陽螺紋10c，所述陰螺紋從所述凸輪軸2的端部開始在內部軸向上形成。
[0056]所述從動部件9由鐵類金屬一體形成，如圖1所示，由以下部分構成:在后端側(凸輪軸2側)形成的圓板狀固定端部9a;從該固定端部9a的內周前端面朝軸向突出的圓筒部 9b;在所述固定端部9a的外周部上一體形成的將多個作為旋轉體的滾子48進行保持的作為保持部件的圓筒狀的保持器41。[〇〇57]在所述固定端部9a中，后端面抵接配置在所述凸輪軸2的凸緣部2a的前端面上，利用所述凸輪螺栓10的軸力，從軸向壓接固定在凸緣部2a上。[〇〇58]如圖1所示，所述圓筒部9b貫通形成有所述凸輪螺栓10的軸部10b在中央插通的插通孔9d，并且在外周側設有作為軸承部件的滾針軸承38。
[0059]如圖1所示，所述保持器41從所述固定端部9a的外周部前端向前方彎折為截面大致L形的形狀，并形成為與所述圓筒部9b同向突出的有底圓筒狀。
[0060]該保持器41的筒狀前端部41a隔著圓環凹狀的收納空間44朝馬達殼體5的間隔壁 5b方向延伸，所述圓環凹狀收納空間44在所述陰螺紋形成部6和所述延伸部5d之間形成。另夕卜，如圖1及圖2所示，在所述筒狀前端部41a的周向大致等間隔位置上，被切槽為大致長方形的多個滾子保持孔41b在周向等間隔位置上形成，所述滾子保持孔41b將所述多個滾子48 分別轉動自如地保持。該滾子保持孔41b(滾子48)的全體數目少于所述內齒結構部19的內齒19a的全體齒數。由此能夠獲得減速比。
[0061]所述相位變更機構4主要由以下部位構成:配置在所述從動部件9的圓筒部9b的前端側上的所述電動馬達12、將該電動馬達12的旋轉速度減速并向凸輪軸2傳遞的減速機構 8〇[〇〇62]如圖1及圖2所示，所述電動馬達12是帶刷DC馬達，具有:與所述正時鏈輪1 一體旋轉的作為輒的所述馬達殼體5;旋轉自如地設置在所述馬達殼體5的內部的馬達輸出軸13; 作為固定在馬達殼體5的內周面上的定子的半圓弧狀的一對永磁鐵14、15;所述供電板11。
[0063]所述馬達輸出軸13形成為臺階圓筒狀，起到電樞的作用，隔著在軸向大致中央位置上形成的臺階部13c，由凸輪軸2側的大徑部13a和其相反一側的小徑部13b構成。在所述大徑部13a中，在外周固定有鐵心轉子17,并且在后端側一體形成有構成減速機構8的一部分的偏心軸部39。[〇〇64]另一方面，所述小徑部13b在外周壓入固定有圓環部件20,并且在該圓環部件20的外周面從軸向壓入固定有后述的整流子21，并通過所述臺階部13c的外表面進行軸向的定位。所述圓環部件20的外徑被設定成與所述大徑部13a的外徑大致相同，并且軸向的長度比小徑部13b稍短。
[0065]在所述小徑部13b的內周面壓入固定有抑制潤滑油向外部泄漏的栓體55,所述潤滑油是向馬達輸出軸13和偏心軸部39內供給的用于潤滑所述各軸承37、38的潤滑油。
[0066]所述鐵心轉子17構成線圈骨架，該線圈骨架由具有多個磁極的磁性材料形成，并在外周側具有卷繞線圈18的繞線的槽。
[0067]另一方面，所述整流子21由導電材料形成為圓環狀，在與所述鐵心轉子17的極數同數分割的各整流子片上電連接有所述線圈18的引出繞線的末端。
[0068]所述永磁鐵14、15整體形成為圓筒狀且在周向具有多個磁極，并且其軸向的位置相對于所述鐵心轉子17的軸向的中心偏移配置在所述供電板11側。由此，所述永磁鐵14、15 的前端部被配置成在徑向上與設置在所述整流子21和供電板11上的后述的切換用刷25a、 25b等重疊。[0069 ]如圖1、圖5所示，所述供電板11由圓盤狀的剛性板部16 (固定板部)和在該剛性板部16的前后兩側面上模制的圓板狀樹脂部22構成，所述剛性板部16由鐵類金屬材料構成。 需要說明的是，所述供電板11構成向電動馬達12供電的供電機構的一部分。
[0070]在所述剛性板16中，未被所述樹脂部22覆蓋而露出的外周部16a通過鉚接而定位固定在圓環狀的臺階狀凹槽5e上，并且在中央部貫通形成有馬達輸出軸13的一端部等插通的軸插通孔16b，所述凹槽5e在所述馬達殼體5的前端部內周上形成。并且，如圖5所示，在剛性板16上，在所述軸插通孔16b的內周邊緣上的連續的規定位置上通過沖壓而形成有不同形狀的兩個保持孔16c、16d，后述的刷把持部23a、23b嵌入保持在該各保持孔16c、16d中。
[0071]需要說明的是，在所述外周部16a的周向的規定位置上形成三個U字槽16e，所述U 字槽16e經由未圖示的夾具進行相對于所述殼體主體5a的周向定位。[〇〇72]另外，如圖1、圖5所示，所述供電板11設置有:銅制的一對刷把持部23a、23b，其配置在所述剛性板16的各保持孔16c、16d的內側，由多個鉚釘40固定在所述樹脂部22上;一對切換用刷25a、25b，其作為整流子沿著徑向滑動自如地收納配置在所述各刷把持部23a、23b 的內部，圓弧狀的各前端面經由螺旋彈簧24a、24b的彈力從徑向與所述整流子21的外周面彈性相接；內外雙層的供電用滑環26a、26b，以露出各自的前端面的狀態模制固定在所述樹脂部22的前端部;一對引線電線束27a、27b，其作為導線將所述各切換用刷25a、25b和各滑環26a、26b電連接。需要說明的是，供電機構由前述的這些各結構部件和所述供電板11構成。[〇〇73]所述內周側的小徑的滑環26a和外周側的大徑的滑環26b是通過沖壓而將由銅材料制成的薄板沖切形成為圓環狀的部件，如圖5及如圖7所示，面對馬達殼體5的內部的后端面的一部分26c、26d從樹脂部22露出。[〇〇74]在所述罩部件3的罩主體3a上固定有由合成樹脂材料一體模制的保持體28。如圖 1、圖2所示，側面觀察，該保持體28形成曲柄狀，主要由以下部分構成:插入所述罩部件3的保持用孔3d的大致為有底圓筒狀的刷保持部28a;在和該刷保持部28a相反一側上具有的連接部28b;在所述刷保持部28a的一側面上一體突出設置的被螺栓固定在所述罩主體3a上的突起部28c;部分埋設于內部的一對供電用端子片31、31。
[0075]如圖1及圖2所示，在所述刷保持部28a中，在一對棱柱狀的固定用孔內分別壓入固定有一對棱筒狀的刷把持部29a、29b，所述棱柱狀的固定用孔朝大致水平方向(軸向)延伸設置，并在內部的上下位置(相對于馬達殼體5的軸心在內外周側)上平行形成。供電用刷 30a、30b各自朝軸向滑動自如地保持在所述各刷把持部29a、29b的內部。
[0076]另外，如圖1所示，在該刷保持部28a中，在形成于基部側外周的圓環狀嵌合槽內， 嵌合保持有與所述保持用孔3d的內周面彈性相接的所述環狀密封部件33。利用該環狀密封部件33將所述空間部32與罩部件3的外部之間液密密封。[〇〇77] 在所述各刷把持部29a、29b中，在前后端形成有開口部，所述各供電用刷30a、30b 的前端部從前端側的開口部進退自如，并且未圖示的引線電線束的一端部經由各后端側的開口部通過焊接與所述各供電用刷30a、30b的后端連接。[〇〇78]所述各供電用刷30a、30b形成棱柱狀并被設定成規定的軸向長度，并且平坦的各前端面從軸向與所述各滑環26a、26b分別抵接。[〇〇79]另外，在所述刷保持部28的各刷把持部29a、29b的內部后端側，設置有將所述各供電用刷30a、30b向各滑環26a、26b的方向施力的一對螺旋彈簧42a、42b。
[0080]如圖1所示，所述一對供電用端子片31、31沿上下方向平行且形成為大致曲柄狀， 一側(下端側)的各端子31a、31a配置成露出狀態，另一側(上端側)的各端子31b、31b在所述連接部28b的凹形嵌合槽28d內突出設置。
[0081]所述一側的各端子31a、31a各自抵接配置在底壁28f的上表面，并且通過焊接與未圖示的一對引線電線束的另一端部連接。
[0082]所述各引線電線束的長度如上述，設定成即使所述供電用刷30a、30b被所述螺旋彈簧42a、42b的彈力推出也不從刷把持部29a、29b脫落的長度。[0〇83] 在所述連接部28b中，位于面對前述的嵌合槽28d的前述另一側的端子31b、31b經由凸型端子與未圖示的控制單元電連接，所述嵌合槽28d被未圖示的凸型端子插入上端部。 [〇〇84]所述馬達輸出軸13和偏心軸部39被小徑滾珠軸承37和所述滾針軸承38旋轉自如地支承，所述小徑滾珠軸承37設置在所述凸輪螺栓10的軸部10b外周面上，所述滾針軸承38 設置在所述從動部件9的圓筒部9b的外周面上并配置在小徑滾珠軸承37的軸向側部。[〇〇85]所述滾針軸承38由以下部分構成:壓入偏心軸部39的內周面的圓筒狀的護圈(!；于一于)38a、在該護圈(!；于一于)38a的內部被旋轉自如地保持的多個作為旋轉體的滾針38b。 該滾針38b繞所述從動部件9的圓筒部9b的外周面旋轉。
[0086]關于所述小徑滾珠軸承37,內圈在所述從動部件9的圓筒部9b的前端邊緣和凸輪螺栓1 〇的頭部1 〇a之間以挾持狀態固定，另一方面，外圈被壓入固定在所述偏心軸部39的臺階擴徑狀的內周面上，并且與在所述內周面上形成的臺階邊緣抵接而被進行軸向定位。 [〇〇87]另外，在所述馬達輸出軸13(偏心軸部39)的外周面和所述馬達殼體5的延伸部5d 的內周面之間，設置有阻止潤滑油從減速機構8的內部向電動馬達12內泄漏的小徑的油密封件46。該油密封件46具有密封功能而將電動馬達12和減速機構8隔離。
[0088]所述控制單元基于來自未圖示的曲軸轉角傳感器、空氣流量計、水溫傳感器、加速器開度傳感器等各種傳感器類的信息信號來檢測當前的內燃機運轉狀態，并基于此來進行內燃機控制，并且經由所述供電用刷30a、30b和各滑環26a、26b、切換用刷25a、25b、整流子 21等向線圈18通電來進行馬達輸出軸13的旋轉控制，而且利用減速機構8控制凸輪軸2相對于正時鏈輪1的相對旋轉相位。
[0089]如圖1?圖3所示，所述減速機構8主要由以下部分構成:進行偏心旋轉運動的所述偏心軸部39;設置在該偏心軸部39的外周上的中徑滾珠軸承47;設置在該中徑滾珠軸承47 的外周上的所述滾子48;將該滾子48保持在旋轉方向上的同時允許徑向移動的所述保持器 41;與該保持器41 一體的所述從動部件9。需要說明的是，偏心旋轉體由所述偏心軸部39和中徑滾珠軸承47構成。
[0090]在所述偏心軸部39中，在外周面上形成的凸輪面39a的旋轉軸心Y從馬達輸出軸13 的旋轉軸心X朝徑向略微偏心。
[0091]所述中徑滾珠軸承47以在所述滾針軸承38的徑向位置上整體大致重疊的狀態配置，由內圈47a、外圈47b、以及設置在所述兩輪47a、47b之間的滾珠47c構成。所述內圈47a被壓入固定在所述偏心軸部39的外周面上，而所述外圈47b在軸向上不固定，處于自由狀態。 也就是說，在該外圈47b中，軸向上的電動馬達12側的一端面不與任何部位接觸，另外，在軸向上的另一端面和與此對置的保持器41的內側面之間形成有微小的第一間隙C而處于自由狀態。另外，所述各滾子48的外周面與該外圈47b的外周面轉動自如地抵接，并且在該外圈 47b的外周側形成有圓環狀的第二間隙C1，通過該第2間隙C1，整個中徑滾珠軸承47能夠伴隨著所述偏心軸部39的偏心旋轉而朝徑向移動，S卩，能夠偏心移動。[〇〇92]所述各滾子48由鐵類金屬形成為實心圓柱狀，外徑大小都相等。并且，所述各滾子 48在伴隨著所述中徑滾珠軸承47的偏心移動而朝徑向移動的同時嵌入所述內齒結構部19 的內齒19a，并且，在周向上被保持器41的滾子保持孔41b的兩側邊緣引導著在徑向上擺動運動。[〇〇93]另外，如圖6所示，以所述各滾子48收納在所述保持器41的滾子保持孔41b內的狀態將其設置在所述內齒結構部19的各內齒19a與中徑滾珠軸承47的外圈47b之間，在該情況下，在滾子48的外表面與內齒19a的內表面之間，形成有微小的徑向游隙C2(間隙)，并且在滾子48的外表面48a與滾子保持孔41b的對置的一方的內側面41c之間，形成有微小的保持器游隙C3(間隙)。所述游隙C2、C3如后所述，是在減速機構8進行變換動作時確保所述滾子 48的轉動初期的動作響應性所需要的。[〇〇94]然后，如圖6所示，一個滾子48在所述滾子保持孔41b內的可朝周向移動的游隙(間隙B)以所述正時鏈輪1的旋轉中心，S卩以從馬達輸出軸13的旋轉軸心X垂直延伸的(朝徑向延伸的)中心線P為基準線朝周向0.01°?0.4°的角度范圍內形成。滾子48在該滾子保持孔 41b內的可朝周向移動的間隙B由所述徑向游隙C2與保持器游隙C3的相對大小決定。[〇〇95] S卩，所述滾子保持孔41b的一方的內側面41c與一個滾子48的外表面48a之間的所述保持器游隙C3被設定在0.03?0.110mm的范圍內。
[0096]另一方面，所述滾子48的外表面與內齒19a的內表面之間的徑向游隙C2被設定成 0.003?0.06mm的范圍內。
[0097]該徑向游隙C2和保持器游隙C3可通過改變所述中徑滾珠軸承47的外圈47b的外徑，或者改變所述內齒19a的內表面的內徑來進行調整。
[0098]也就是說，例如，提前準備多個所述外圈47b的外徑不同的滾珠軸承47,在安裝該中徑滾珠軸承47等結構部件時，選擇使所述各游隙C2、C3在所述范圍內的軸承來設定所述最合適的游隙。[〇〇99]或者，提前準備多個所述各內齒19a的圓弧狀內表面的內徑不同的內齒結構部19 (正時鏈輪1 )，在安裝各結構部件時，選擇使所述各游隙C2、C3在技術方案范圍內的內齒結構部19來形成最合適的游隙。
[0100]在本實施方式中，提前準備多個前者即外圈47b的外徑不同的滾珠軸承47來調整游隙。
[0101]本申請發明人將滾子48在所述滾子保持孔41b內的可朝周向移動的角度設定成從所述馬達輸出軸13的旋轉軸心X垂直延伸的基準線P開始0.01°?0.4°的角度范圍內，以下， 關于該設定的理由以及關于基于大量實驗數據的導出過程進行說明。
[0102]S卩，如圖7所示，在實驗中，在計算所述間隙B的角度0時，將裝置驅動時的噪音等級N(虛線)與相位變換初期的響應速度V(實線)的相對特性設為參數，提前決定響應速度V成為規定的允許速度的點VI，并設定滿足該點的最小角度0min。另一方面，提前決定噪音等級 N成為規定的允許等級的點N1，并設定滿足該點的最大角度0 ma x。[〇1〇3]因此，滾子48在滾子保持孔41b內的周向移動如果在所述最小角度9min和最大角度0max之間的角度范圍內，則能夠得到期望的響應速度V和噪音等級N。以中心線P為基準線朝周向0.01°?0.4°是通過實驗求出的，所以角度范圍設定在該角度范圍內，所述中心線P 從馬達輸出軸13的旋轉軸心X垂直延伸。
[0104]然后，要設定在所述0.01°?0.4°的角度范圍內，就要通過設定前述的徑向游隙C2 與保持器游隙C3的相對游隙來計算。
[0105]也就是說，如圖8所示，要在間隙B的最小角度0min與最大角度0maX的等高線范圍內，就要將所述徑向游隙C2設定在作為最小角度0min的A點即0.003mm和作為最大0max的B 點即0.06mm的范圍內，另一方面，將保持器游隙C3設定在作為最小角度0min的A點即 0.003mm和作為最大9111&1的(]點即0? 110mm的范圍內。
[0106]在所述減速機構8的內部，潤滑油通過潤滑油供給機構供給。該潤滑油供給機構具有:油供給通道，其在所述缸蓋01的軸承02的內部形成，從未圖示的主潤滑油道(^乂才彳少年十yu—)供給潤滑油；油供給孔51，其在所述凸輪軸2的內部軸向上形成，經由溝槽 51b與所述油供給通道連通;所述小徑的油孔52,其在所述從動部件9的內部軸向上貫通形成，一端向所述油供給孔51開口，另一端向所述滾針軸承38與中徑滾珠軸承47附近開口；未圖示的油排出孔，其同樣在從動部件9上貫通形成。
[0107]利用該潤滑油供給機構，潤滑油向所述收納空間44內供給并滯留，從這里將中徑滾珠軸承47和各滾子48潤滑，并且進一步流入偏心軸部39和馬達輸出軸13的內部，供與滾針軸承38和小徑滾珠軸承37等可動部的潤滑。需要說明的是，在所述收納空間44內滯留的潤滑油由所述小徑油密封件46抑制向馬達殼體5內的泄漏。[〇1〇8]〔本實施方式的動作〕
[0109]以下，關于本實施方式的動作進行說明，首先，伴隨著裝置的曲軸的旋轉驅動，正時鏈輪1經由正時鏈條來旋轉，其旋轉力經由內齒結構部19和陰螺紋形成部6向馬達殼體5 傳遞，從而所述馬達殼體5同步旋轉。另一方面，所述內齒結構部19的旋轉力從各滾子48經由保持器41及從動部件9向凸輪軸2傳遞。由此，凸輪軸2的凸輪使進氣門進行開閉動作。
[0110]在內燃機起動后的規定內燃機運轉時間內，從所述控制單元經由各端子片31、31、 各引線電線束及供電用刷30a、30b和各滑環26a、26b等向電動馬達12的線圈18通電。由此， 馬達輸出軸13被旋轉驅動，該旋轉力經由減速機構8減速，減速過的旋轉力向凸輪軸2傳遞。
[0111]即，如果偏心軸部39伴隨著所述馬達輸出軸13的旋轉而進行偏心旋轉，則每當馬達輸出軸13旋轉一圈，各滾子48—邊在保持器41的各滾子保持孔41 b中被朝徑向引導，一邊越過所述內齒結構部19的一個內齒19a而轉動著移動到相鄰的另一內齒19a，如此依次重復著朝周向連續轉動(転接)。通過各滾子48的連續轉動，所述馬達輸出軸13的旋轉被減速，同時旋轉力向所述從動部件9傳遞。此時的減速比可由所述內齒19a的數目與滾子48的數目之差來任意設定。[〇112]由此，凸輪軸2相對于正時鏈輪1進行正反相對旋轉，因此相對旋轉相位被改變，將進氣門的開閉正時向提前角側或滯后角側變換控制。
[0113]凸輪軸2相對于所述正時鏈輪1的正反相對旋轉的最大位置限制(角度位置限制) 是通過所述止動凸部61b的各側面與所述止動凹槽2b的各對置面2c、2d中的任一方抵接來進行的。
[0114]因此，進氣門的開閉正時被朝提前角側或者滯后角側最大地變換，從而實現內燃機油耗和輸出的優化。
[0115]然后，在本實施方式中，將所述滾子48的周向的移動允許范圍設定在由徑向游隙 C2和保持器游隙C3的相對游隙決定的最小0min即0.01°至最大0max即0.4°的角度范圍內， 所以能夠有效抑制裝置驅動中滾子48與滾子保持孔41b內表面之間和滾子48與內齒19a之間的擊打聲的產生，并且能夠抑制動作響應性的下降。換言之，在本實施方式中能夠滿足抑制裝置動作響應性的下降和抑制噪音等級的兩個要求。
[0116]另外，在本實施方式中，對于保持器游隙C3,不通過調整加工難度高的滾子保持孔 41b的對置兩側面的寬度，而通過選擇不同外徑的所述外圈47b來調整徑向游隙，由此能夠使間隙B的間隙角0在0.01°?0.4°的角度范圍，所以制造和加工作業容易進行。其結果是， 能夠使滾子保持孔41b的加工公差大于徑向公差，所以利用這一點也能夠實現易加工性。 即，在內齒結構部19中形成有多個波形狀的內齒19a，所以可選擇不同外徑的所述外圈47b 來調整徑向游隙實現滾子48可朝周向移動的間隙B的調整。
[0117]而且，在本實施方式中，如上所述，因為只需將外圈47a的外徑不同的滾珠軸承47 進行替換，所以與替換內齒結構部19(正時鏈輪1)的情況相比，替換作業較為容易。
[0118]而且，所有滾子48的外徑相等而成為單一等級，所以制造簡單。
[0119]而且，在本實施方式中，所述空間部32內經由所述大徑油密封件50和環狀密封部件33而成為密封狀態，但因為在所述罩部件3的圓筒部34上設置了通氣用栓體56,所以在所述裝置進行動作時，即使各供電用刷30a、30b在所述各滑環26a、26b上滑動產生摩擦熱等使所述空間部32內的溫度上升，也能夠將該空間部32內的空氣通過所述過濾體59迅速排出。 由此，能夠有效抑制所述空間部32的內壓上升。[〇12〇]其結果是，例如能夠充分抑制所述大徑油密封件50和環狀密封部件33等部件的變形和脫落。
[0121]本發明不限于所述各實施方式的結構，例如除了將該氣門正時控制裝置設置在進氣側之外，也可將其設置在排氣側。
[0122]另外，作為滾子保持孔，除了如本實施方式的切槽成為矩形的滾子保持孔之外，也可以是前端部開口的口形滾子保持孔。
[0123]另外，在所述實施方式中，展示了將所述電動馬達12在所述正時鏈輪1上一體化的裝置，但也將所述電動馬達12相對于所述正時鏈輪1分體設置。
[0124]以下關于從所述實施方式掌握的所述技術方案以外的發明技術思想進行說明。
[0125]〔技術方案a〕
[0126]如技術方案1所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，
[0127]所述游隙根據所述轉動體的外徑而分別選擇性地安裝所述偏心旋轉體和所述內齒的任一方或者雙方來進行調整。
[0128]〔技術方案b〕
[0129]如技術方案a所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，
[0130]所述偏心旋轉體由以下部分構成:旋轉中心與所述馬達輸出軸的旋轉軸心偏心的偏心軸部、內圈在所述偏心軸部的外周面上固定的滾珠軸承，[〇131]所述偏心旋轉體的選擇性地安裝是指選擇性地安裝外圈外徑不同的多個所述滾珠軸承。
[0132]〔技術方案c〕
[0133]如技術方案a所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，
[0134]所述各轉動體各自的外徑相等。
[0135]〔技術方案d〕
[0136]如技術方案1所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，
[0137]所述各轉動體由實心圓柱狀的滾子構成。
【主權項】
1.一種內燃機的氣門正時控制裝置，具有: 驅動旋轉體，其從曲軸傳遞有旋轉力， 從動旋轉體，其固定在凸輪軸上， 內燃機的氣門正時控制裝置通過改變從動旋轉體相對于所述驅動旋轉體的相對旋轉位置，來改變內燃機氣門的動作特性， 所述內燃機的氣門正時控制裝置的特征在于，具有: 電動馬達，其旋轉狀態由控制信號控制； 減速機構，其將所述電動馬達的輸出軸的旋轉速度減速，并改變所述驅動旋轉體與所述從動旋轉體的相對旋轉相位； 所述減速機構具有: 偏心旋轉體，其設置在所述電動馬達的馬達輸出軸上； 內齒結構部，其設置在所述驅動旋轉體上，并在內周具有多個內齒； 多個轉動體，其在所述偏心旋轉體的外周旋轉自如地設置多個，與所述內齒嚙合的嚙合部位通過所述偏心旋轉體的偏心旋轉而朝周向移動； 保持部件，其設置在所述從動旋轉體上，具有限制各所述轉動體的周向移動而允許徑向移動的保持孔； 在由所述偏心旋轉體和內齒結構部以及所述保持孔構成的空間中，將所述轉動體的周向游隙形成在從基準線朝周向0.01°?0.4°的角度范圍內，所述基準線從所述驅動旋轉體的旋轉軸心朝徑向延伸。2.如權利要求1所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于， 將所述保持孔的一側的內側面與轉動體的外周面之間的保持器游隙設定在0.003?0.1lOmm03.如權利要求2所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于， 將所述轉動體的外周面與偏心旋轉體的外周面之間的徑向的徑向游隙設定在0.003?0.06mm。4.如權利要求2所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于， 將所述轉動體的外周面與內齒的內表面之間的徑向的徑向游隙設定在0.003?0.06mm。5.—種內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，具有: 驅動旋轉體，其從曲軸傳遞有旋轉力； 從動旋轉體，其固定在凸輪軸上； 電動馬達，其設置在所述驅動旋轉體上； 偏心旋轉體，其設置在所述電動馬達的馬達輸出軸上，相對于旋轉中心偏心旋轉； 內齒結構部，其設置在所述驅動旋轉體上，并在內周具有多個內齒； 多個轉動體，其在所述偏心旋轉體的外周側上旋轉自如地設置在周向大致等間隔的位置上，與所述內齒嚙合的嚙合部位通過所述偏心旋轉體的偏心旋轉而朝周向移動； 保持部件，其設置在所述從動旋轉體上，具有限制各所述轉動體的周向移動而允許徑向移動的保持孔； 在由所述偏心旋轉體和內齒結構部以及所述保持孔構成的各所述轉動體的收納空間內，將所述轉動體的可動范圍設定在從中心線朝周向0.01°?0.4°的角度范圍內，所述中心 線從所述驅動旋轉體的旋轉軸心朝徑向延伸。6.如權利要求5所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，將所述轉動體位于所述保持孔內的周向可動范圍設定在〇.003?0.110mm。7.如權利要求6所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，將所述偏心旋轉體的外周與內齒結構部的內齒的內周之間的所述轉動體的徑向可動 范圍設定在〇.003?0.06mm。8.如權利要求5所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，所述偏心旋轉體由以下部分構成:旋轉中心與所述馬達輸出軸的旋轉軸心偏心的偏心 軸部和內圈支承在所述偏心軸部的外周上的滾珠軸承，在所述電動馬達中，偏心軸部從軸向一體地設置在所述馬達輸出軸上。9.如權利要求5所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，所述電動馬達具有:設置在殼體的內周面上的永磁鐵；旋轉自如地支承在所述殼體的內部、在外周具有轉子的所述馬達輸出軸；設置在所述轉子上的線圈。10.如權利要求9所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，具有:覆蓋所述電動馬達的前端部的罩部件；設置在罩部件上的供電用刷；所述電動馬達在所述馬達輸出軸的軸向的端部側具有滑環，所述供電用刷與所述滑環 電抵接，由此來向所述線圈通電。11.如權利要求5所述的內燃機的氣門正時控制裝置，其特征在于，所述轉動體由實心圓柱狀的滾子構成。12.—種內燃機的氣門正時控制裝置的組裝方法，所述內燃機的氣門正時控制裝置具 有:驅動旋轉體，從曲軸傳遞有旋轉力，從動旋轉體，固定在凸輪軸上，通過改變從動旋轉體相對于所述驅動旋轉體的相對旋轉位置來改變內燃機氣門的動 作特性，所述內燃機的氣門正時控制裝置的組裝方法的特征在于，所述內燃機的氣門正時控制 裝置具有:電動馬達；減速機構，其將所述電動馬達的輸出軸的旋轉速度減速，并改變所述驅動旋轉體與所 述從動旋轉體的相對旋轉相位；所述減速機構具有:偏心旋轉體，其設置在所述電動馬達的馬達輸出軸上；內齒結構部，其設置在所述驅動旋轉體上，并在內周具有多個內齒；多個轉動體，其在所述偏心旋轉體的外周側上繞周向旋轉自如地設置，與所述內齒嚙 合的嚙合部位通過所述偏心旋轉體的偏心旋轉而朝周向移動；保持部件，其設置在所述從動旋轉體上，具有限制各所述轉動體的周向移動而允許徑 向移動的保持孔；根據所述轉動體的外徑將所述偏心旋轉體與內齒結構部的一方或者雙方分別選擇性 地安裝，以使所述轉動體可周向移動的游隙設置在從基準線朝周向0.01°?0.4°的角度范 圍內，所述基準線從所述驅動旋轉體的旋轉軸心朝徑向延伸。13.如權利要求12所述的內燃機的氣門正時控制裝置的組裝方法，其特征在于，所述偏心旋轉體由以下部分構成:旋轉中心與所述馬達輸出軸的旋轉軸心偏心的偏心 軸部和內圈固定在所述偏心軸部的外周面上的滾珠軸承，所述偏心旋轉體的選擇性地安裝是指選擇性地安裝外圈外徑不同的多個所述滾珠軸 承。
【文檔編號】F01L1/344GK105980671SQ201580007556
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年3月10日
【發明人】山中淳史, 土井功, 鶴田誠次
【申請人】日立汽車系統株式會社