專利名稱：可變氣門正時裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及變更發(fā)動機的進氣門、排氣門的開閉正時的可變氣門正時裝置。
背景技術：
一直以來，與汽車的運轉(zhuǎn)狀況對應，用于向發(fā)動機供給成為燃料的混合氣體的進氣門、用于排出燃燒氣體的排氣門根據(jù)發(fā)動機的動作行程而進行開閉。為了提高發(fā)動機的燃料消耗率、抑制廢氣，公知有將這些氣門的開閉正時設為可變，按照發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況而變更的可變氣門正時裝置。作為該可變氣門正時裝置，例如，如圖12所示，存在下述可變氣門正時裝置將驅(qū)動發(fā)動機的氣門的凸輪軸41、與從發(fā)動機傳遞旋轉(zhuǎn)且驅(qū)動凸輪軸41旋轉(zhuǎn)的鏈輪42可相對旋轉(zhuǎn)地配置在同軸上，將與凸輪軸41配置在同軸上的電動馬達43的輸出軸44的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速機構45與連桿機構46傳遞到凸輪軸41，使凸輪軸41相對于鏈輪42相對旋轉(zhuǎn)，使兩者的旋轉(zhuǎn)相位差產(chǎn)生變化，從而變更氣門的開閉正時(例如，參照專利文獻1)。所述減速機構45被設為，內(nèi)齒輪47的齒的一部分與設置于與鏈輪42—體化的殼體48的外齒輪49嚙合，該內(nèi)齒輪47以旋轉(zhuǎn)自如的方式被軸承支承于電動馬達43的輸出軸44的偏心軸部44a，由此在使輸出軸“相對于鏈輪42相對旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪47繞偏心軸部 44a進行旋轉(zhuǎn)，所述減速機構45將該內(nèi)齒輪47的旋轉(zhuǎn)傳遞到導板50，進而將導板50的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由由臂46a、46b構成的連桿機構46傳遞到與凸輪軸41 一體旋轉(zhuǎn)的凸輪盤41a，使凸輪軸41相對于鏈輪42相對旋轉(zhuǎn)。專利文獻1 日本特開2008-57349號公報，參照圖3 圖8通過該凸輪軸41相對于鏈輪42的相對旋轉(zhuǎn)，能夠變更凸輪軸41相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)相位，從而變更發(fā)動機的進氣門或排氣門的開閉的正時。專利文獻1所記載的電動式的可變氣門正時裝置，將電動馬達43的輸出軸44的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸41的機構，形成組合減速機構45與連桿機構46的復雜的結構，存在不能緊湊地設計裝置的問題。另外，即使在減速機構45產(chǎn)生異常時，由于不存在將電動馬達 43的輸出軸44的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸41的緊急時保護(backup)機構，故有可能不能保持凸輪軸41相對于鏈輪42的旋轉(zhuǎn)相位差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于，簡化減速機構的結構，當在減速機構產(chǎn)生異常時，能夠保持凸輪軸相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差。為了解決所述課題，本發(fā)明的可變氣門正時裝置，其中，驅(qū)動發(fā)動機的進氣門以及排氣門的至少一方氣門的凸輪軸、與從發(fā)動機傳遞旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動所述凸輪軸旋轉(zhuǎn)的鏈輪以可相對旋轉(zhuǎn)的方式配置在同軸上，與所述凸輪軸配置在同軸上的電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速機構傳遞到所述凸輪軸，使所述凸輪軸相對于所述鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差變化，該可變氣門正時裝置的特征在于，所述減速機構具備圓形截面的偏心軸部，其被設置于所述電動馬達的輸出軸；內(nèi)齒輪，其被固定于與所述鏈輪形成一體的殼體內(nèi)；多個滾子，被夾裝于所述內(nèi)齒輪與所述偏心軸部的外周部之間；以及中間軸，其具有沿周向等間距地設置保持該多個滾子的兜孔的環(huán)狀的保持器部，所述保持器部的兜孔被設置為相對于所述內(nèi)齒輪的齒在數(shù)量上相差一個，所述齒的一個齒距的量的形狀與下述曲線一致，該曲線是在所述輸出軸進行旋轉(zhuǎn)時，在與沿著所述偏心軸部的外周部公轉(zhuǎn)的所述滾子的中心所描繪的軌跡平行的曲線之中處于所述滾子的外徑側的曲線，所述滾子的公轉(zhuǎn)經(jīng)由與所述凸輪軸配置于同軸上的所述中間軸傳遞到該凸輪軸，所述可變氣門正時裝置具備限制單元，該限制單元將所述凸輪軸相對于所述鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差限制在所需角度的范圍內(nèi)。這樣一來，在電動馬達的輸出軸進行旋轉(zhuǎn)時，利用偏心軸部的外周部，滾子被推壓到內(nèi)齒輪的齒，沿著偏心軸部的外周部而進行公轉(zhuǎn)，滾子的公轉(zhuǎn)經(jīng)由與保持該滾子的保持器部一體旋轉(zhuǎn)的中間軸傳遞到凸輪軸。因此，能夠僅利用所述減速機構進行電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)的減速、與向減速后的旋轉(zhuǎn)的凸輪軸的傳遞。由此，無需像以往那樣分別組合使電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)減速的減速機構、與將減速后的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸的連桿機構的復雜的結構，使減速機構的結構簡化。另外，由于具備將凸輪軸相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差限制在所需角度的范圍內(nèi)的限制單元，故當在減速機構產(chǎn)生異常時，能夠?qū)⑼馆嗇S相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差保持在所需角度的范圍內(nèi)。能夠采用下述結構作為所述限制單元的具體的結構，包括設置于所述中間軸與所述鏈輪中的任一方的突起部和具有周向長度且設置于所述中間軸與所述鏈輪中的另一方的卡合凹部，所述突起部以相對于所述卡合凹部能夠在所述周向長度的范圍內(nèi)移動的方式與所述卡合凹部卡合，所述中間軸與所述鏈輪之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在如下的角度范圍內(nèi)，該角度范圍是在所述卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于所述鏈輪的中心所形成的角度的范圍。在該結構中，通過所述突起部與所述卡合凹部之間的卡合，中間軸與鏈輪之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在在所述卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于所述鏈輪的中心所形成的角度的范圍內(nèi)。由此，當在減速機構產(chǎn)生異常時，能夠?qū)⑼馆嗇S相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差保持在所述的角度的范圍內(nèi)。另外，能夠采用下述結構包括設置于所述鏈輪與所述凸輪軸中的任一方的突起部和具有周向長度且設置于所述鏈輪與所述凸輪軸中的另一方的卡合凹部，所述突起部以相對于所述卡合凹部能夠在其周向長度的范圍內(nèi)移動的方式與所述卡合凹部卡合，所述鏈輪與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在如下的角度范圍內(nèi)，該角度范圍是在所述卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于所述鏈輪的中心所形成的角度的范圍。在該結構中，通過所述突起與所述卡合凹部之間的卡合，鏈輪與凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在在卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于鏈輪的中心所形成的角度的范圍內(nèi)。由此，當在減速機構產(chǎn)生異常時，能夠?qū)㈡溳喴约巴馆嗇S的旋轉(zhuǎn)相位差保持在所述的角度的范圍內(nèi)。另外，能夠構成為所述凸輪軸具備供發(fā)動機油通過的油通路，在所述鏈輪形成將通過所述油通路的發(fā)動機油向所述減速機構供給的油道。一般地，發(fā)動機經(jīng)由貯油器使發(fā)動機油在內(nèi)部的各部件循環(huán)，從而確保該各部件的潤滑性。該貯油器與凸輪軸的所述油通路連結，利用通過所述油通路與鏈輪的油道的發(fā)動機油，確保在減速機構的各部件也具有潤滑性。當在所述油通路內(nèi)設置所述發(fā)動機油的貯油器時，在發(fā)動機的起動時、急加速時等難以供給發(fā)動機油時，能夠迅速地將貯存于貯油器內(nèi)的發(fā)動機油向減速機構供給。另外， 能夠抑制向減速機構輸送的發(fā)動機油量的急劇的變化，能夠確保穩(wěn)定的輸油量。另外，在發(fā)動機內(nèi)循環(huán)的發(fā)動機油存在混入金屬粉末、來自外部的異物的情況。為了除去這樣的異物、抑制潤滑性的降低，能夠采用在所述凸輪軸的所述油通路內(nèi)設置濾油器的結構。另外，當所述凸輪軸具備供發(fā)動機油通過的油通路，在所述鏈輪形成將通過所述油通路的發(fā)動機油向所述減速機構供給的油道的情況下，能夠采用如下結構在所述中間軸的外周部設置中間軸支承軸承，該中間軸支承軸承為滑動軸承，被嵌合固定于在所述內(nèi)齒輪形成的圓筒部內(nèi)。根據(jù)該結構，由于減速機構內(nèi)由發(fā)動機油而得到潤滑性，故作為中間軸支承軸承， 能夠應用結構比一般適用的滾動軸承簡單且廉價且經(jīng)由油膜使內(nèi)外圈相互滑動的滑動軸承。作為其結果，能夠降低減速機構的制造成本。能夠采用下述結構在所述電動馬達的輸出軸的外周部設置輸出軸支承軸承，該輸出軸支承軸承為滑動軸承，被嵌合固定在所述殼體的圓筒部的內(nèi)徑部。在該結構中，由于在減速機構內(nèi)得到基于發(fā)動機油的潤滑性，故作為輸出軸支承軸承，與中間軸支承軸承相同，能夠適用滑動軸承，能夠降低減速機構的制造成本。另外，當所述凸輪軸具備供發(fā)動機油通過的油通路，且在所述鏈輪形成將通過所述油通路的發(fā)動機油向所述減速機構供給的油道的結構的情況下，能夠采用下述結構所述中間軸的外周部、與形成于所述內(nèi)齒輪的圓筒部的內(nèi)周部被設置為能夠在滑動的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該結構，由于在中間軸的外周部、與內(nèi)齒輪的圓筒部的內(nèi)徑部之間隔有發(fā)動機油的油膜，故能夠使中間軸與內(nèi)齒輪的圓筒部可順利地相對旋轉(zhuǎn)地滑動。作為其結果，不需要在中間軸與內(nèi)齒輪的圓筒部之間設置軸承，能夠減少部件件數(shù)。當所述凸輪軸具備供發(fā)動機油通過的油通路，且在所述鏈輪形成將通過所述油通路的發(fā)動機油向所述減速機構供給的油道的結構的情況下，能夠采用下述結構所述電動馬達的輸出軸的外周部與所述殼體的圓筒部的內(nèi)徑部被設定為能夠在滑動的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。這樣一來，由于在電氣馬達的輸出軸的外周部、與殼體的圓筒部的內(nèi)徑部之間隔有發(fā)動機油的油膜，故能夠使輸出軸與殼體的圓筒部可順利地相對旋轉(zhuǎn)地滑動。作為其結果，與中間軸與內(nèi)齒輪的圓筒部之間相同，不需要在輸出軸與殼體的圓筒部之間設置軸承， 能夠減少部件件數(shù)。另外，能夠采用下述結構所述中間軸的外周部與所述內(nèi)齒輪的圓筒部的內(nèi)徑部之間的滑動部、或所述電動馬達的輸出軸的外周部與所述殼體的圓筒部的內(nèi)徑部之間的滑動部被覆蓋用于提高耐磨損性的保護膜。由此，在各自的滑動部中，由于保護膜彼此相接，故比形成滑動部的兩部件直接地相接的情況更能抑制磨損的產(chǎn)生。
在該發(fā)明的可變氣門正時裝置中，能夠僅利用減速機構進行電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)的減速、與減速后的旋轉(zhuǎn)向凸輪軸的傳遞，因此，能夠?qū)p速機構設為簡單的結構，能夠減小用于收容該結構的空間。另外，當在減速機構產(chǎn)生異常時，能夠?qū)⑼馆嗇S相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差保持在所需角度的范圍內(nèi)。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1的可變氣門正時裝置的截面圖。圖2是沿著圖1的A-A線的截面圖。圖3是沿著圖1的B-B線的截面圖。圖4是表示實施例2的可變氣門正時裝置的截面圖。圖5是沿著圖4的C-C線的截面圖。圖6是表示實施例3的可變氣門正時裝置的截面圖。圖7是表示同上的變形例1的截面圖。圖8是表示同上的變形例2的截面圖。圖9是表示實施例4的可變氣門正時裝置的截面圖。圖10是表示同上的變形例1的截面圖。圖11是表示同上的變形例2的截面圖。圖12是表示以往的可變氣門正時裝置的截面圖。圖13是沿著圖12的D-D線的截面圖。
具體實施例方式以下，基于圖1 圖2，對本發(fā)明所涉及的可變氣門正時裝置的實施例1進行說明。實施例1該實施例1，如圖1所示，將驅(qū)動發(fā)動機的進氣門(圖示省略)的凸輪軸1、與從發(fā)動機傳遞旋轉(zhuǎn)且驅(qū)動凸輪軸1旋轉(zhuǎn)的鏈輪2可相對旋轉(zhuǎn)地配置在同軸上，與凸輪軸1配置于同軸上的電動馬達3的輸出軸4的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速機構5被傳遞到凸輪軸1，使凸輪軸1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差產(chǎn)生變化，從而變更進氣門的開閉正時。鏈輪2經(jīng)由未圖示的正時鏈傳遞發(fā)動機的曲軸的旋轉(zhuǎn)，在其一端面殼體7的圓筒部與鏈輪2 —體地形成于同軸上。殼體7形成為一端關閉，另一端開放的圓筒狀，電動馬達 3的輸出軸4以能夠與凸輪軸1在同軸上旋轉(zhuǎn)的方式被輸出軸支承軸承11支承于殼體7的圓筒部內(nèi)的靠向關閉端的位置。另外，殼體7的圓筒部的開放端與鏈輪2形成一體。作為該輸出軸支承軸承11，應用球軸承。電動馬達3的輸出軸4，在外周部嵌合固定球軸承12，在另一端部設置圓形截面的偏心軸部6。能夠在偏心軸部6的偏心側軸向地設置調(diào)整繞輸出軸4的軸心一圈的重量平衡的貫通孔如，利用貫通孔4a，使輸出軸4平衡性良好地順利地旋轉(zhuǎn)。如圖1、圖2所示，所述減速機構5具備所述電動馬達3的輸出軸4的偏心軸部 6 ；內(nèi)齒輪8，其在形成于與所述鏈輪2形成一體的殼體7的圓筒部內(nèi)固定；多個滾子9，其在內(nèi)齒輪8與所述偏心軸部6的外周部之間以與內(nèi)齒輪8的齒8a接觸的狀態(tài)滾動；以及中間軸10，其具有沿周向隔開等間距地設置保持這些滾子9的兜孔IOa的環(huán)狀的保持器部10b。內(nèi)齒輪8在殼體7的圓筒部內(nèi)與凸輪軸1固定于同軸上，使得在其內(nèi)周部以等間距形成的齒8a與所述球軸承12的外圈的外周面對置。另外，形成于內(nèi)齒輪8的軸向一端部的軸向的突起8b與形成于殼體7內(nèi)的軸向的卡合孔7a卡合，內(nèi)齒輪8可一體旋轉(zhuǎn)地被固定于殼體7。另外，如圖2所示，在內(nèi)齒輪8的一端側的內(nèi)周部，齒8a在周向以固定齒距被形成為多個(圖2的情況為四個)。多個滾子9以與內(nèi)齒輪8的軸向一端側(形成齒8a的一側)的內(nèi)周部、偏心軸部6的球軸承12相接的狀態(tài)，可轉(zhuǎn)動地被夾裝于內(nèi)齒輪8的軸向一端側的內(nèi)周部與偏心軸部6的球軸承12之間。另外，內(nèi)齒輪8的齒8a的一個齒距的量的形狀，與在電動馬達3的輸出軸4旋轉(zhuǎn)時沿著偏心軸部6的球軸承12的外周部公轉(zhuǎn)的滾子9的中心所描繪的軌跡平行的曲線中的、處于滾子9的外側的曲線一致。這些滾子9由沿周向以等間距形成于的中間軸10的保持器部IOb兜孔IOa保持。兜孔IOa的數(shù)量被設置為與內(nèi)齒輪8的齒8a的數(shù)量相差一個，例如，在相對于在數(shù)量比內(nèi)齒輪8的齒8a的數(shù)量多一個的周向等分時的分割點相隔一個而設置于間隔剔除的位置(在圖2的情況下為15個位置)被設置。在此，「兜孔IOa的數(shù)量被設置為與內(nèi)齒輪8 的齒8a的數(shù)量相差一個」是指，不僅是兜孔IOa相對于所述分割點被設置于全部位置的情況，還包含被設置于一部分的間隔剔除的位置的情況。另外，兜孔IOa的數(shù)量也可以被設置為比內(nèi)齒輪8的齒8a的數(shù)量少一個。具有保持器部IOb的中間軸10形成為圓環(huán)狀，利用球軸承亦即中間軸支承軸承13 可旋轉(zhuǎn)地被設置于在內(nèi)齒輪8的軸向另一端側形成的圓筒部內(nèi)。在中間軸10的內(nèi)周部，凸緣IOc形成于軸向一端側，在凸緣IOc嵌合在凸輪軸1的一端部形成的小徑部la。在軸向貫通中間軸10的凸緣IOc的連結銷14，插入固定于在凸輪軸1的小徑部 Ia的徑向外側形成的固定孔lb。由此，中間軸10與凸輪軸1可一體旋轉(zhuǎn)地連結。在凸輪軸1的小徑部Ia的中心形成螺紋孔lc，經(jīng)由墊圈15擰入螺栓16。由于通過螺栓16的擰入，墊圈15將凸緣IOc推壓至凸輪軸1，故中間軸10與凸輪軸1可靠地形成一體。在與凸輪軸1形成一體的中間軸10設置軸向的貫通孔10d，在該貫通孔IOd插入固定限位銷17，限位銷17的一部分形成從中間軸10的另一端面突出的突出部。在該實施例1中，中間軸10的突出部雖通過在貫通孔IOd插入固定限位銷17而形成，但在利用鍛造形成中間軸10的情況下，也可以在鍛造時形成與中間軸10—體的突出部。在該情況下，不需要將限位銷17插入固定到貫通孔10d。凸輪軸1在外周部一體地形成凸緣ld，利用凸緣Id將在軸向定位的鏈輪2設置為能夠相對旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，在鏈輪2設置具有周向長度的長孔狀的卡合凹部18，中間軸 10的限位銷17卡合在卡合凹部18中。由于卡合凹部18具有周向長度，故與卡合凹部18卡合的限位銷17可在周向長度的范圍內(nèi)移動。因此，中間軸10與鏈輪2之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在下述范圍內(nèi)，即在卡合凹部18內(nèi)移動的限位銷17 (參照圖3中的點劃線)的中心P相對于鏈輪2的中心0所形成的角度θ (圖3的情況為θ =30° )的范圍內(nèi)。由此，與中間軸10—體旋轉(zhuǎn)的凸輪軸
81相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差被限制在角度θ的范圍內(nèi)。作為限制該旋轉(zhuǎn)相位差的單元，雖由中間軸10的限位銷17、與鏈輪2的卡合凹部 18構成，但只要是限位銷17與卡合凹部18卡合的結構即可，例如，能夠采用在鏈輪2設置限位銷、在中間軸10設置卡合凹部的結構。對由以上的結構構成的實施例1的動作進行說明。首先，起動發(fā)動機，當從曲軸經(jīng)由正時鏈向鏈輪2傳遞旋轉(zhuǎn)時，殼體7利用鏈輪2 的旋轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)，殼體7內(nèi)的內(nèi)齒輪8與殼體7 —體地進行旋轉(zhuǎn)。當內(nèi)齒輪8旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪8的齒8a的一部分和偏心軸部6的球軸承12的外周與滾子9卡合，使保持滾子9的保持器部IOb旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由中間軸10而使凸輪軸1旋轉(zhuǎn)。此時，以不產(chǎn)生內(nèi)齒輪8與滾子9的相位差的方式，使電動馬達3與鏈輪2的旋轉(zhuǎn)同步，以維持凸輪軸1與鏈輪2的相位差。之后，當發(fā)動機移至怠速運轉(zhuǎn)等的低旋轉(zhuǎn)域時，在該實施例1的凸輪軸1驅(qū)動發(fā)動機的進氣門的情況下，通過公知的機構，例如，通過電子控制等使電動馬達3的輸出軸4比鏈輪2的旋轉(zhuǎn)速度相對慢或快地旋轉(zhuǎn)，使鏈輪2的旋轉(zhuǎn)與電動馬達3的輸出軸4相對旋轉(zhuǎn)。利用該相對旋轉(zhuǎn)，如圖2的箭頭所示，當輸出軸4相對于鏈輪2朝一個方向旋轉(zhuǎn)時，如果偏心軸部6的球軸承12的外圈外徑面與形成齒8a的內(nèi)齒輪8之間的環(huán)狀空間的極小部A處于順時針方向的0°的位置、極大部B處于180°的位置，則伴隨著輸出軸4的旋轉(zhuǎn)，極小部A與極大部B繞順時針方向移動，形成環(huán)狀空間的右半部分變窄的趨勢、環(huán)狀空間的左半部分變寬的趨勢。此時，存在于環(huán)狀空間的右半部分的滾子9，伴隨著輸出軸4的旋轉(zhuǎn)，被偏心軸部6 的球軸承12的外圈外周面推壓，朝使內(nèi)齒輪8的齒8a向下的外徑方向移動，存在于環(huán)狀空間的左半部分的滾子9朝使齒8a向上的內(nèi)徑方向移動，如在同圖中用箭頭所示那樣，沿著偏心軸部6的球軸承12的外周進行公轉(zhuǎn)。保持公轉(zhuǎn)的滾子9的中間軸10的保持器部10b，繞與輸出軸4相同的順時針方向進行旋轉(zhuǎn)。此外，在輸出軸4繞逆時針方向進行旋轉(zhuǎn)的情況下，極小部A與極大部B繞逆時針進行移動，保持滾子9的中間軸10的保持器部IOb繞與輸出軸4相同的逆時針方向進行旋轉(zhuǎn)。在該實施例中，由于中間軸10的保持器部IOb的分割點的數(shù)量N比內(nèi)齒輪8的齒 8a的數(shù)量多一個，故當輸出軸4相對于內(nèi)齒輪8相對旋轉(zhuǎn)一周時，各滾子9以齒8a的一個齒距的量朝與輸出軸4的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向公轉(zhuǎn)，輸出軸4與中間軸10的減速比與分割點的數(shù)量N相等。此外，在分割點的數(shù)量N比齒8a的數(shù)量少一個的情況下，各滾子9朝與輸出軸4的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向公轉(zhuǎn)，中間軸10相對于輸出軸4朝相反方向進行旋轉(zhuǎn)。通過該減速后的中間軸10的旋轉(zhuǎn)，凸輪軸1相對于鏈輪2進行相對旋轉(zhuǎn)，凸輪軸1 相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位被變更為適于低旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)相位。由此，實現(xiàn)怠速運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定化與燃料消耗率的提高。另外，當發(fā)動機的運轉(zhuǎn)從怠速狀態(tài)移至通常運轉(zhuǎn)，而例如成為高旋轉(zhuǎn)時，增大鏈輪 2與電動馬達3的輸出軸4之間的旋轉(zhuǎn)速度差，從而使鏈輪2的旋轉(zhuǎn)與電動馬達3的輸出軸 4的相對旋轉(zhuǎn)的速度差增大。由此，利用與上述相同的作用，凸輪軸1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位被變更適于高旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)相位，從而實現(xiàn)發(fā)動機的高輸出化。
這樣，減速機構5對電動馬達3的輸出軸4的旋轉(zhuǎn)進行減速，將減速后的滾子9的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由中間軸10傳遞到凸輪軸1。因此，無需像以往的減速機構那樣，分別組合使電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)減速的減速機構和將減速后的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸的連桿機構，能夠簡化減速機構5的結構。在該實施例1中，如圖3所示，中間軸10的限位銷17與凸輪軸1的卡合凹部18 卡合，中間軸10與鏈輪2之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在沿卡合凹部18內(nèi)移動的限位銷17的中心P相對于鏈輪2的中心0所形成的角度θ的范圍內(nèi)。因此，在所述減速機構5產(chǎn)生任何異常、鏈輪2的旋轉(zhuǎn)不能經(jīng)由中間軸10傳遞到凸輪軸1的情況下，由于凸輪軸1被設置為可與中間軸10—體旋轉(zhuǎn)，故能夠?qū)⑾鄬τ阪溳? 的旋轉(zhuǎn)相位差限制在所述的角度θ的范圍內(nèi)。由此，能夠在該旋轉(zhuǎn)相位差的范圍內(nèi)，保持凸輪軸1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差。實施例2基于圖4、圖5，對本發(fā)明所涉及的可變氣門正時裝置的實施例2進行說明。該實施例2的限制凸輪軸1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差的單元與所述的實施例1 的結構不同，其它的結構與實施例1相同，關于被認為相同的結構使用相同附圖標記，并省略其說明。S卩，該實施例2，如圖4所示，在鏈輪2設置軸向的貫通孔2b，在該貫通孔2b插入固定限位銷17，限位銷17的一部分形成從鏈輪2的另一端面突出的突出部。該突出部通過在貫通孔2b插入固定限位銷17而形成，但在利用鍛造形成鏈輪2的情況下，也可以在鍛造時形成與鏈輪2 —體的突出部。在該情況下，不需要將限位銷17插入固定到貫通孔2b。另外，如圖5所示，凸輪軸1在凸輪軸1的凸緣Id設置具有周向長度且外徑側開放的卡合凹部18，鏈輪2的限位銷17卡合于卡合凹部18中。由于該卡合凹部18具有周向長度，故與卡合凹部18卡合的限位銷17可在周向長度的范圍內(nèi)移動(參照圖5中的點劃線)。因此，鏈輪2與凸輪軸1之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在下述范圍內(nèi)，S卩在卡合凹部18內(nèi)移動的限位銷17的中心P相對于鏈輪2的中心0所形成的角度θ (圖5的情況為θ =30° )的范圍內(nèi)。由此，凸輪軸1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差被限制在所述的角度θ的范圍內(nèi)。這樣，作為限制所述的旋轉(zhuǎn)相位差的單元，雖由鏈輪2的限位銷17、與凸輪軸1的卡合凹部18構成，但只要是限位銷17與卡合凹部18卡合的結構即可，例如，也可以在凸輪軸1設置限位銷17、在鏈輪2設置卡合凹部18。在該實施例中，在所述減速機構5產(chǎn)生任何異常、鏈輪2的旋轉(zhuǎn)不能經(jīng)由中間軸10 傳遞到凸輪軸1的情況下，與所述的實施例1相同，能夠?qū)⑼馆嗇S1相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差限制在所述的角度θ的范圍內(nèi)。由此，在該旋轉(zhuǎn)相位差的范圍內(nèi)，能夠保持凸輪軸1 相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差。實施例3基于圖6 圖8，對本發(fā)明所涉及的可變氣門正時裝置的實施例3進行說明。在該實施例3中，與所述的實施例1不同之處在于凸輪軸1具備供發(fā)動機油通過的油通路20、在鏈輪2形成將通過油通路20的發(fā)動機油向減速機構5供給的油道21。其它的結構與實施例1相同，對被認為相同的結構使用相同附圖標記，并省略其說明。
通常，發(fā)動機經(jīng)由貯油器使發(fā)動機油在內(nèi)部的各部件循環(huán)，來確保潤滑性。在該實施例中，貯油器與凸輪軸1的油通路20連通，利用通過油通路20與鏈輪2的油道21的發(fā)動機油確保減速機構5的各部件的潤滑性。油通路20被形成于凸輪軸1的軸心部分，與螺栓16的螺紋孔Ic連通，從靠近螺栓16的前端部的位置朝徑向分支，在凸輪軸1的外周部開口。能夠在油通路20的分支部分，根據(jù)需要設置具有內(nèi)徑比油通路20大的貯油器22。 當設置貯油器22時，能夠在發(fā)動機起動時或運轉(zhuǎn)中的急加速時等發(fā)動機油難以向減速機構5供給時，將貯存于貯油器22的發(fā)動機油向減速機構5供給。另外，能夠在油通路20內(nèi)設置濾油器23。這是由于利用該濾油器23能夠除去在發(fā)動機內(nèi)循環(huán)的發(fā)動機油的金屬粉末、來自外部的異物，抑制潤滑性的降低。油道21貫通鏈輪2的內(nèi)周面與另一端面之間，內(nèi)周面?zhèn)鹊拈_口部與油通路20的凸輪軸1外周部的開口部連通，另一端面?zhèn)鹊拈_口部被設置于與殼體7內(nèi)的中間軸支承軸承13對置的位置。當在中間軸支承軸承13的對置位置設置油道21的另一端面?zhèn)鹊拈_口部時，能夠?qū)⑼ㄟ^油道21的發(fā)動機油向中間軸支承軸承13供給。通過伴隨著中間軸10的旋轉(zhuǎn)的輸出軸支承軸承11的旋轉(zhuǎn)，能夠有效地將發(fā)動機油向減速機構5的各部件供給，并遍及各部件。在該實施例中，如圖6所示，減速機構5的輸出軸支承軸承11以及中間軸支承軸承13應用球軸承，但由于欲向減速機構5的各部件供給發(fā)動機油來得到潤滑性，故只要是能夠使電動馬達3的輸出軸4、中間軸10順利地旋轉(zhuǎn)即可，如圖7所示，能夠應用結構比球軸承簡單的經(jīng)由油膜使內(nèi)外圈(兩軌道輪)間滑動的滑動軸承。此外，滑動軸承不需要應用于輸出軸支承軸承11以及中間軸支承軸承13這兩個軸承，只要根據(jù)減速機構5的減速比、電動馬達3的輸出軸4的轉(zhuǎn)數(shù)等應用于輸出軸支承軸承11與中間軸支承軸承13的至少一方即可。另外，在該實施例中，只要是能夠使電動馬達3的輸出軸4、中間軸10順利地旋轉(zhuǎn)即可，可以替代設置中間軸支承軸承13，而如圖8所示那樣地將中間軸10的外周部與內(nèi)齒輪8的圓筒部的內(nèi)周部設置為能夠以滑動的狀態(tài)進行相對旋轉(zhuǎn)。另外，還可替代設置輸出軸支承軸承11，而將電動馬達3的輸出軸4的外周部與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部設置為能夠以滑動的狀態(tài)進行相對旋轉(zhuǎn)。無論哪種情況都將如上述那樣向減速機構5的各部件供給發(fā)動機油，因此能夠在中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部之間的滑動部、以及輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部之間的滑動部形成發(fā)動機油的油膜，使中間軸10、輸出軸4順利地相對旋轉(zhuǎn)。此外，在減速機構5中，中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部滑動的結構、輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部滑動的結構，只要是根據(jù)減速機構5的減速比、電動馬達3的輸出軸4的轉(zhuǎn)數(shù)等應用至少一方的結構即可。另外，中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部之間的滑動部或者輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部之間的滑動部，也可以形成提高耐磨損性的保護膜，例如鍍鉻或由DLC(類金剛石碳)等覆蓋。由此，在所述滑動部中，由于保護膜彼此相接，故比形成滑動部的兩部件直接相接的情況更能抑制磨損的產(chǎn)生。
實施例4基于圖9 圖11，對本發(fā)明所涉及的可變氣門正時裝置的實施例4進行說明。在該實施例4中，與上述實施例2的不同之處在于凸輪軸1具備供發(fā)動機油通過的油通路30、在鏈輪2形成將通過油通路30的發(fā)動機油向減速機構5供給的油道31。該不同點(不同的結構)與上述實施例3相對于所述實施例1的不同點(不同的結構)相同。其它的結構與實施例2相同，對被認為相同的結構使用相同的附圖標記，并省略其說明。在該實施例中，貯油器與所述實施例3的情況相同，與凸輪軸1的油通路30連通， 利用通過油通路30與鏈輪2的油道31的發(fā)動機油，來確保減速機構5的各部件的潤滑性。油通路30被形成于凸輪軸1的軸心，與螺栓16的螺紋孔Ic連通，從靠近螺栓16 的前端部的位置朝徑向分支，在凸輪軸1的外周部開口。能夠根據(jù)需要在油通路30的分支部分設置具有內(nèi)徑比油通路30大的貯油器32。 當設置貯油器32時，能夠在發(fā)動機起動時或運轉(zhuǎn)中的急加速時等發(fā)動機油難以向減速機構5供給時將貯存于貯油器32的發(fā)動機油向減速機構5供給。另外，能夠在油通路30內(nèi)設置濾油器33。這是由于利用該濾油器33能夠除去在發(fā)動機內(nèi)循環(huán)的發(fā)動機油的金屬粉末、來自外部的異物，抑制潤滑性的降低。油道31與所述實施例3的情況相同，貫通鏈輪2的內(nèi)周面與另一端面之間，內(nèi)周面?zhèn)鹊拈_口部與油通路30的凸輪軸1外周部的開口部連通，另一端面?zhèn)鹊拈_口部被設置于與殼體7內(nèi)的中間軸支承軸承13對置的位置。當在中間軸支承軸承13的對置位置設置油道31的另一端面?zhèn)鹊拈_口部時，能夠?qū)⑼ㄟ^油道31的發(fā)動機油向中間軸支承軸承13供給。通過伴隨著中間軸10的旋轉(zhuǎn)的輸出軸支承軸承11的旋轉(zhuǎn)，能夠有效地將發(fā)動機油向減速機構5的各部件供給，并遍及各部件。在該實施例中，如圖9所示，減速機構5的輸出軸支承軸承11以及中間軸支承軸承13應用球軸承，但由于欲向減速機構5的各部件供給發(fā)動機油來得到潤滑性，故與所述實施例3的情況相同，只要是能夠使電動馬達3的輸出軸4、中間軸10順利地旋轉(zhuǎn)即可，如圖10所示，能夠應用結構比球軸承簡單的經(jīng)由油膜使內(nèi)外圈間滑動的滑動軸承。此外，滑動軸承不需要應用于輸出軸支承軸承11以及中間軸支承軸承13這兩個軸承，只要根據(jù)減速機構5的減速比、電動馬達3的輸出軸4的轉(zhuǎn)數(shù)等應用于輸出軸支承軸承11與中間軸支承軸承13的至少一方即可。另外，在該實施例中，只要是能夠使電動馬達3的輸出軸4、中間軸10順利地旋轉(zhuǎn)即可，與上述實施例3的情況相同，可以替代設置中間軸支承軸承13，而如圖11所示那樣地將中間軸10的外周部與內(nèi)齒輪8的圓筒部的內(nèi)周部設置為能夠以滑動的狀態(tài)進行相對旋轉(zhuǎn)。另外，還可替代設置輸出軸支承軸承11，而將電動馬達3的輸出軸4的外周部與殼體7 的圓筒部的內(nèi)周部設置為能夠以滑動的狀態(tài)進行相對旋轉(zhuǎn)。無論哪種情況都將如上述那樣向減速機構5的各部件供給發(fā)動機油，因此能夠在中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部之間的滑動部、以及輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部之間的滑動部形成發(fā)動機油的油膜，使中間軸10、輸出軸4順利地相對旋轉(zhuǎn)。此外，在減速機構5中，中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部滑動的結構、輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部滑動的結構，只要是根據(jù)減速機構5的減速比、電動馬達3的輸出軸4的轉(zhuǎn)數(shù)等應用至少一方的結構即可。另外，中間軸10與內(nèi)齒輪8的圓筒部之間的滑動部或者輸出軸4與殼體7的圓筒部的內(nèi)周部之間的滑動部，也可以形成提高耐磨損性的保護膜，例如鍍鉻或由DLC(類金剛石碳)等覆蓋。由此，在所述滑動部中，由于保護膜彼此相接，故比形成滑動部的兩部件直接相接的情況更能抑制磨損的產(chǎn)生。附圖標記的說明如下1 凸輪軸；Ia 小徑部；Ib 固定孔；Ic 螺紋孔；Id 凸緣；2 鏈輪；2a 卡合凹部； 2b 貫通孔；3 電動馬達；4 輸出軸；4a 貫通孔；5 減速機構；6 偏心軸部；7 殼體；7a 卡合孔；8 內(nèi)齒輪；8a 齒；8b 突起；9 滾子；10 中間軸；IOa 兜孔；IOb 保持器部；IOc 凸緣；IOd 貫通孔；11 輸出軸支承軸承；12球軸承；13 中間軸支承軸承；14 連結銷；15 墊圈；16 螺栓；17 限位銷；18 卡合凹部；20,30 油通路；21,31 油道；22,32 貯油器； 23,33 濾油器；41 凸輪軸；41a 凸輪盤；42 鏈輪；43 電動馬達；44 輸出軸；44a 偏心軸部；45 減速機構；46 連桿機構；46a 臂；46b 臂；47 內(nèi)齒輪；48 殼體；49 外齒輪；50 導板。
1權利要求
1.一種可變氣門正時裝置，其中，驅(qū)動發(fā)動機的進氣門以及排氣門的至少一方氣門的凸輪軸、與從發(fā)動機傳遞旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動所述凸輪軸旋轉(zhuǎn)的鏈輪以可相對旋轉(zhuǎn)的方式配置在同軸上，與所述凸輪軸配置在同軸上的電動馬達的輸出軸的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速機構傳遞到所述凸輪軸，使所述凸輪軸相對于所述鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差變化，該可變氣門正時裝置的特征在于， 所述減速機構具備圓形截面的偏心軸部，其被設置于所述電動馬達的輸出軸； 內(nèi)齒輪，其被固定于與所述鏈輪形成一體的殼體內(nèi)；多個滾子，該多個滾子被夾裝于所述內(nèi)齒輪與所述偏心軸部的外周部之間；以及中間軸，其具有沿周向等間距地設置保持該多個滾子的兜孔的環(huán)狀的保持器部， 所述保持器部的兜孔被設置為相對于所述內(nèi)齒輪的齒在數(shù)量上相差一個，所述齒的一個齒距的量的形狀與下述曲線一致，該曲線是在所述輸出軸進行旋轉(zhuǎn)時，在與沿著所述偏心軸部的外周部公轉(zhuǎn)的所述滾子的中心所描繪的軌跡平行的曲線之中處于所述滾子的外徑側的曲線，所述滾子的公轉(zhuǎn)經(jīng)由與所述凸輪軸配置于同軸上的所述中間軸傳遞到該凸輪軸，所述可變氣門正時裝置具備限制單元，該限制單元將所述凸輪軸相對于所述鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差限制在所需角度的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，包括設置于所述中間軸與所述鏈輪中的任一方的突起部和具有周向長度且設置于所述中間軸與所述鏈輪中的另一方的卡合凹部，所述突起部以相對于所述卡合凹部能夠在所述周向長度的范圍內(nèi)移動的方式與所述卡合凹部卡合，所述中間軸與所述鏈輪之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在如下的角度范圍內(nèi)，該角度范圍是在所述卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于所述鏈輪的中心所形成的角度的范圍。
3.根據(jù)權利要求1所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，包括設置于所述鏈輪與所述凸輪軸中的任一方的突起部和具有周向長度且設置于所述鏈輪與所述凸輪軸中的另一方的卡合凹部，所述突起部以相對于所述卡合凹部能夠在其周向長度的范圍內(nèi)移動的方式與所述卡合凹部卡合，所述鏈輪與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)被限制在如下的角度范圍內(nèi)，該角度范圍是在所述卡合凹部內(nèi)移動的所述突起部相對于所述鏈輪的中心所形成的角度的范圍。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，所述凸輪軸具備供發(fā)動機油通過的油通路，在所述鏈輪形成將通過所述油通路的發(fā)動機油向所述減速機構供給的油道。
5.根據(jù)權利要求4所述的可變氣門正時裝置，其特征在于， 在所述油通路內(nèi)設置所述發(fā)動機油的貯油器。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的可變氣門正時裝置，其特征在于， 在所述凸輪軸的所述油通路內(nèi)設置濾油器。
7.根據(jù)權利要求4 6中任一項所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，在所述中間軸的外周部設置中間軸支承軸承，該中間軸支承軸承為滑動軸承，被嵌合固定于在所述內(nèi)齒輪形成的圓筒部內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求4 7中任一項所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，在所述電動馬達的輸出軸的外周部設置輸出軸支承軸承，該輸出軸支承軸承為滑動軸承，被嵌合固定在所述殼體的圓筒部的內(nèi)徑部。
9.根據(jù)權利要求4 6中任一項所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，所述中間軸的外周部、與形成于所述內(nèi)齒輪的圓筒部的內(nèi)周部被設置為能夠在滑動的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權利要求4 6、或9中任一項所述的可變氣門正時裝置，其特征在于， 所述電動馬達的輸出軸的外周部與所述殼體的圓筒部的內(nèi)周部被設置為能夠在滑動的狀態(tài)下相對旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的可變氣門正時裝置，其特征在于，所述中間軸的外周部與所述內(nèi)齒輪的圓筒部的內(nèi)徑部之間的滑動部、或所述電動馬達的輸出軸的外周部與所述殼體的圓筒部的內(nèi)徑部之間的滑動部覆蓋有用于提高耐磨損性的保護膜。
全文摘要
使可變氣門正時裝置的減速機構的結構簡化，當在該減速機構產(chǎn)生異常時，保持凸輪軸相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差。凸輪軸(1)與鏈輪(2)同軸地可相對旋轉(zhuǎn)地設置，在與鏈輪(2)一體旋轉(zhuǎn)的殼體(7)內(nèi)收容減速機構(5)。減速機構(5)設置中間軸(10)，該中間軸(10)具備保持在設置于電動馬達(3)的輸出軸(4)的偏心軸部(6)的外周部、與固定于殼體(7)內(nèi)的內(nèi)齒輪(8)之間夾裝的多個滾子(9)的保持器部(10b)。設置于中間軸(10)的限位銷(17)，在周向長度的范圍內(nèi)可移動地與形成于鏈輪(2)的卡合凹部(18)卡合。當電動馬達(3)的輸出軸(4)旋轉(zhuǎn)時，利用偏心軸部(6)，被推壓于內(nèi)齒輪(8)的齒的滾子(9)進行公轉(zhuǎn)。該滾子(9)的公轉(zhuǎn)經(jīng)由中間軸(10)，被傳遞到凸輪軸(1)，使凸輪軸(1)相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位差變化。另外，當減速機構(5)異常時，利用限位銷(17)與卡合凹部(18)之間的卡合，限制中間軸(10)與凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)，凸輪軸(1)相對于鏈輪2的旋轉(zhuǎn)相位差被保持在所需角度的范圍內(nèi)。
文檔編號F01L1/34GK102482955SQ20108001482
公開日2012年5月30日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日2009年4月3日
發(fā)明者佐藤光司, 齋藤隆英, 磯田康二 申請人:Ntn株式會社