內燃機的可變氣門裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供即使作用有交變扭矩，也能夠抑制由于在各內齒與滾子之間的拍擊振動而導致雜聲產(chǎn)生的內燃機的可變氣門裝置。具有：正時鏈輪(1)，其從曲軸被傳遞旋轉力，具有在內周形成有多個內齒(19a)的環(huán)狀的內齒結構部(19)；圓筒狀的偏心軸部(39)，設置在電動馬達(12)的馬達輸出軸(13)上，其外周面相對于旋轉中心偏心；滾子(48)，其在各內齒與偏心軸部之間配置有多個，數(shù)量比內齒的齒數(shù)少，通過對內齒結構部的內齒的齒頂(19b)到兩齒面(19c、19c)進行激光燒結而形成高硬度，而不對齒根面(19d)側進行激光燒結，能夠使齒根面(19d)及薄壁部位(19e)進行彈性變形。
【專利說明】內燃機的可變氣門裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及控制內燃機的內燃機閥即進氣閥和排氣閥的開閉特性的內燃機的可變氣門裝置。

【背景技術】
[0002]最近，提供一種可變氣門裝置，其通過使電動馬達的旋轉力經(jīng)由減速機構傳遞到輸出軸即凸輪軸，來改變凸輪軸相對于從曲軸傳遞旋轉力的鏈輪的相對旋轉相位而控制進氣閥、排氣閥的氣門正時。
[0003]例如，在以下專利文獻I記載的可變氣門裝置中，具有:輸入電動馬達的旋轉力的偏心軸、形成在所述鏈輪的內周側且在內周形成有多個內齒的內齒結構部、配置在所述偏心軸與內齒之間且比該內齒數(shù)量少的多個滾子，并且使用從限制這些滾子的周向移動的保持器輸出旋轉力的減速機構。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:(日本)特開2011-231700號公報


【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術課題
[0008]但是，在所述公報記載的可變氣門裝置中，由閥簧的彈力引起而產(chǎn)生在凸輪軸上的交變扭矩傳遞到所述減速機構的保持器。由于該交變扭矩而使保持在所述保持器上的多個滾子向周向移動而產(chǎn)生要越過所述各內齒的比較大的荷重。
[0009]因此,所述內齒結構部的各內齒的齒頂、兩齒面(兩齒側面)磨損而在所述各滾子之間產(chǎn)生縫隙(間隙)，從而存在產(chǎn)生雜聲等問題。
[0010]在此，也可以考慮僅提高所述各內齒的齒頂、兩齒面的硬度來減少磨損，但是如果使這些部位過硬，反而有可能磨損所述各滾子。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種即便在保持器上作用有交變扭矩也能夠抑制在內齒結構部的內齒與滾子之間產(chǎn)生磨損的內燃機的可變氣門裝置。
[0012]用于解決技術課題的技術方案
[0013]本申請第一方面記載的發(fā)明的特征在于，具有:驅動旋轉體，其從曲軸被傳遞旋轉力，具有在內周形成有多個內齒的環(huán)狀的內齒結構部；電動馬達，其具有根據(jù)要求相對于所述驅動旋轉體相對旋轉的馬達輸出軸；圓筒狀的偏心軸部，其設置在所述馬達輸出軸上，夕卜周面相對于旋轉中心偏心；滾子，其在所述各內齒與所述偏心軸部之間配置有多個，數(shù)量比所述內齒的齒數(shù)少；從動旋轉體，其設置為與凸輪軸一體地旋轉，允許各所述滾子相對于所述偏心軸部沿徑向的移動，限制沿周向移動，所述內齒結構部設定為齒根面?zhèn)炔课坏挠捕缺人鰞三X從齒頂?shù)烬X面的硬度小。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)該發(fā)明，例如，即使在保持器上作用有交變扭矩，也能夠充分抑制內齒結構部的各內齒與各滾子之間產(chǎn)生磨損。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明可變氣門裝置的一實施方式所提供的內齒結構部的內齒和轉子的主要部分放大剖視圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明可變氣門裝置的一實施方式的縱剖視圖。
[0018]圖3是表示本實施方式的主要結構部件的分解立體圖。
[0019]圖4是圖2的A-A線剖視圖。
[0020]圖5是圖2的B-B線剖視圖。
[0021]圖6是圖2的C-C線剖視圖。
[0022]圖7是表示對本實施方式的齒輪部和內齒進行的激光燒結的表面深度與硬度之間關系的曲線圖。

【具體實施方式】
[0023]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的內燃機可變氣門裝置的實施方式。需要說明的是，該實施方式適用于內燃機的進氣側的動閥裝置，同樣也能夠適用于排氣側的動閥裝置。
[0024]如圖2和圖3所示，該可變氣門裝置具有:作為驅動旋轉體的正時鏈輪1，其由內燃機的曲軸旋轉驅動；凸輪軸2，其經(jīng)由未圖示的軸承旋轉自如地支承在缸蓋上并利用從所述正時鏈輪I傳遞的旋轉力旋轉；罩部件3，其固定在未圖示的鏈套上，該鏈套配置在正時鏈輪I的前方位置；相位變更機構4，其配置在正時鏈輪I與凸輪軸2之間，根據(jù)內燃機工作狀態(tài)變更兩者1，2的相對旋轉相位。
[0025]所述正時鏈輪I整體由鐵類金屬一體形成為環(huán)狀，由內周面為臺階徑狀的鏈輪主體la、一體設置在該鏈輪主體Ia的外周且經(jīng)由卷繞的未圖示的正時鏈條承接來自曲軸的旋轉力的齒輪部lb、一體設置在所述鏈輪主體Ia的前端側的內齒結構部19構成。
[0026]所述齒輪部Ib的外表面通過激光燒結進行表面處理，其有效硬化深度設定在約0.3?1.5mm的范圍內。
[0027]在此，如圖7的曲線圖所示，將所述有效硬化深度設定為約0.3?1.5mm是為了將內齒19a的齒頂19b與兩齒面19c，19c的硬度(威氏硬度)設定為約800HV?500HV左右。
[0028]另外，在該正時鏈輪I的鏈輪主體Ia與設置在所述凸輪軸2的前端部的后述從動部件9之間安裝有作為軸承的一個大徑滾珠軸承43，利用該大徑滾珠軸承43，正時鏈輪I和所述凸輪軸2相對旋轉自如地被支承。
[0029]所述大徑滾珠軸承43由外圈43a、內圈43b及安裝在該外圈43a與內圈43b之間的滾珠43c構成。在該大徑滾珠軸承43中，所述外圈43a固定在鏈輪主體Ia的內周側，而內圈43b固定在后述從動部件9的外周側。
[0030]所述鏈輪主體Ia在內周側形成切口而形成有向所述凸輪軸2側開口的圓環(huán)槽狀的外圈固定部60。
[0031]該外圈固定部60形成為臺階徑狀，從軸向被壓入有所述大徑滾珠軸承43的外圈43a，并且進行該外圈43a的軸向一側的定位。
[0032]所述內齒結構部19 一體設置在所述鏈輪主體Ia的前端部外周側，形成為向相位變更機構4的電動馬達12方向延伸的圓筒狀，并且，在內周形成有波形的多個內齒19a。
[0033]如圖1和圖4所示，該各內齒19a在圓周方向以等間隔連續(xù)形成有多個，由山形齒頂19b、從該齒頂19b在兩側相連的兩齒面19c，19c、該兩齒面19c、19c之間的齒根面19d構成。
[0034]另外，所述內齒結構部19與所述齒輪部Ib同樣地,所述各內齒19a的齒頂19b與兩齒面19c, 19c被實施激光淬火處理，這些部位形成為硬度比各齒根面19d側的部位的硬度高。
[0035]S卩，所述各齒頂19b和兩齒面19c，19c通過進行激光淬火的表面處理而使其有效硬化深度設定在約0.3?1.5mm的范圍內，除了這些部位以外的包含齒根面19d及后述薄壁部位19e的內齒結構部19的外周部側則未進行淬火表面處理。因此，各齒頂19b、兩齒面19c, 19c的硬度(威氏硬度)約為800HV?490HV，而所述各齒根面19d、內齒結構部19的外周部側為通常鐵類金屬的硬度，成為比較柔軟的硬度。需要說明的是，與所述齒輪部Ib同樣地，如圖7的曲線圖所示，將有效硬化深度設定為約0.3?1.5mm是為了使內齒19a的齒頂19b和兩齒面19c, 19c的硬度設定為約800HV?500HV左右。
[0036]另外，在所述內齒結構部19的前端側相對地配置有與電動馬達12的后述殼體5一體的圓環(huán)狀內螺紋形成部6。
[0037]并且，在鏈輪主體Ia的與內齒結構部19相反側的后端部配置有圓環(huán)狀的保持板61。該保持板61由金屬板材一體形成，如圖2所示，外徑設定為與所述鏈輪主體Ia的外徑大致相同，并且內徑設定為所述大徑滾珠軸承43的徑向大致中央附近的直徑。
[0038]因此，保持板61的內周部61a相對于所述外圈43a的軸向的外端面43e，以隔開一定的間隙而覆蓋的方式相對配置。另外，在所述內周部61a的內周緣規(guī)定位置一體設置有向徑向內側，即中心軸向突出的止動凸部6 Ib。
[0039]如圖3和圖5所示，該止動凸部61b形成為大致扇形，前端緣61c形成為沿著后述止動槽2b的圓弧狀內周面的圓弧狀。并且，在所述保持板61的外周部在周向的等間隔位置貫通形成有供所述各螺栓7插通的六個螺栓插通孔61d。
[0040]并且，在所述保持板61的內表面和與該內表面相對的所述大徑滾珠軸承43的外圈43a的外端面43e之間安裝有圓環(huán)狀的墊圈62。該墊圈62在利用所述各螺栓7 —起連結固定所述保持板61時,從保持板61的內表面向所述外圈43a的外端面43e施加微小的按壓力，其壁厚設定為在外圈43a的外端面43e與保持板61之間形成有外圈43a軸向移動允許范圍內的微小間隙程度的厚度。
[0041]在所述鏈輪主體Ia (內齒結構部19)和保持板61的各自外周部，在周向的大致等間隔位置貫通形成有六個作為孔的螺栓插通孔Ic和螺栓插通孔61d。另外，在所述內螺紋形成部6的與各螺栓插通孔lc，61d對應的位置上形成有六個內螺紋孔6a，利用插通這些內螺紋孔的六個螺栓7從軸向一起連結固定所述正時鏈輪1、保持板61和殼體5。
[0042]需要說明的是，所述鏈輪主體Ia和內齒結構部19構成為后述減速機構8的殼體。
[0043]另外，所述鏈輪主體la、所述內齒結構部19、保持板61和內螺紋形成部6設定為各自外徑大致相同。
[0044]所述罩部件3利用鋁合金材料一體形成為杯狀，形成在前端部的鼓出部3a設置為覆蓋所述殼體5的前端部，并且，在所述鼓出部3a的外周部側沿軸向一體形成有圓筒壁3b。亦如圖2、圖3所示，該圓筒壁3b在內部形成有保持用孔3c，該保持用孔3c的內周面構成為后述電刷保持體28的引導面。
[0045]另外，如圖2所示，罩部件3在形成于外周的凸緣部3d上貫通形成有六個螺栓插通孔3e，利用插通在該各螺栓插通孔3e的未圖示的螺栓固定在所述鏈套上。
[0046]亦如圖2所示，在所述鼓出部3a的外周側的臺階部內周面與所述殼體5的外周面之間安裝有作為密封部件的大徑的油封50。該大徑油封50形成為截面呈大致口形，在合成橡膠的基材的內部埋設有芯棒(芯金)，并且，外周側的圓環(huán)狀基部嵌合固定在設置于所述罩部件3的內周面的臺階圓環(huán)部3h。
[0047]所述殼體5具有:使鐵類金屬材料通過沖壓成形形成為有底筒狀的筒狀部即殼體主體5a、密封該罩體主體5a的前端開口的由合成樹脂的非磁性材料構成的密封板11。
[0048]所述罩體主體5a在后端側具有圓板狀的底部5b,在該底部5b的大致中央形成有供后述偏心軸部39插通的大徑的軸部插通孔5c，并且，在該軸部插通孔5c的孔緣一體設置有向凸輪軸2軸向突出的圓筒狀的延伸部5d。另外，在所述底部5b的前端面外周側一體設置有所述內螺紋形成部6。
[0049]所述凸輪軸2在外周具有使未圖示的進氣閥進行開動作的、在每個氣筒上設置為兩個的驅動凸輪，并且在所述凸輪軸2的前端部一體設置有所述凸緣部2a。
[0050]如圖2所示，該凸緣部2a設定為外徑比后述從動部件9的固定端部9a的外徑稍大，在組裝各結構部件后，前端面2e的外周部配置為與所述大徑滾珠軸承43的內圈43b的軸向外端面抵接。另外，前端面2e以從軸向抵接的狀態(tài)利用凸輪螺栓10從軸向與從動部件9結合。
[0051]另外，如圖5所示，在所述凸緣部2a的外周沿圓周方向形成有供所述保持板61的止動凸部61b卡入的止動凹槽2b。該止動凹槽2b形成為朝向圓周方向的規(guī)定長度的圓弧狀，通過使在該長度范圍內轉動的止動凸部61b的兩端緣分別與周向的相對緣2c，2d抵接，來限制凸輪軸2相對于正時鏈輪I的最大提前角側或者最大滯后角側的相對旋轉位置。
[0052]需要說明的是，所述止動凸部61b與所述保持板61的從軸向外側與大徑滾軸軸承43的外圈43a相對而固定的部分更向凸輪軸2側分開地配置,與所述從動部件9的固定端部9a成為非接觸狀態(tài)。因此，能夠充分抑制止動凸部61b與固定端部9a之間的干涉。
[0053]由所述止動凸部61b和止動凹槽2b構成止動機構。
[0054]如圖2所示，所述凸輪螺栓10在頭部1a的軸部1b側的端面配置有圓環(huán)狀的墊圈部10c，并且，在軸部1b的外周形成有外螺紋部10d，其與從所述凸輪軸2的端部向內部軸向形成的內螺紋部螺紋連接。
[0055]所述從動部件9由鐵類金屬一體形成，如圖2所示，由形成在前端側的圓板狀的固定端部9a、從該固定端部9a的內周前端面向軸向突出的圓筒部9b、與所述固定端部9a的外周部一體形成并保持多個滾子48的圓筒狀保持器41構成。
[0056]所述固定端部9a的后端面配置成與所述凸輪軸2的凸緣部2a的前端面抵接，利用所述凸輪螺栓10的軸向力從軸向壓接固定在凸緣部2a上。
[0057]如圖2所示，所述圓筒部9b在中央貫通形成有供所述凸輪螺栓10的軸部1b插通的插通孔9d，在外周側設置有滾針軸承38。
[0058]如圖2?圖4所示，所述保持器41從所述固定端部9a的外周部前端彎曲為截面呈大致L形，形成為與所述圓筒部9b向同向突出的有底圓筒狀。該保持器41的筒狀前端部41a經(jīng)由形成在所述內螺紋形成部6與所述延伸部5d之間的圓環(huán)狀凹部即空間部44向殼體5的底部5b方向延伸。另外，在所述前端部41a的周向的大致等間隔位置，呈大致長方形的多個滾子保持孔41b形成在周向的等間隔位置，該多個滾子保持孔41b分別保持所述多個滾子48轉動自如。該滾子保持孔41b (滾子48)整體的數(shù)量至少比所述內齒結構部19的內齒19a的整體齒數(shù)少一個。
[0059]并且，在所述固定端部9a的外周部與保持器41的底部側結合部之間形成切口而形成有固定所述大徑滾珠軸承43的內圈43b的內圈固定部63。
[0060]該內圈固定部63形成切口而形成為與所述外圈固定部60從徑向相對的臺階狀，由向凸輪軸軸向延伸的圓環(huán)狀外周面63a、與該外周面63a的所述開口相反地一體形成且沿徑向形成的第二固定臺階面63b構成。所述外周面63a被大徑滾珠軸承43的內圈43b從軸向壓入，所述第二固定臺階面63b與被壓入的所述內圈43b的內端面43f抵接而使所述內圈43b的內端面43f在軸向定位。
[0061]所述相位變更機構4由配置在所述凸輪軸2的大致同軸上的前端側的執(zhí)行機構即所述電動馬達12、使該電動馬達12的旋轉速度減速并傳遞到凸輪軸2的所述減速機構8構成。
[0062]如圖2和圖3所示，所述電動馬達12為帶電刷的DC馬達，具有:與所述正時鏈輪I 一體地旋轉的磁軛即所述殼體5、設置成在該殼體5的內部旋轉自如的中間旋轉體即馬達輸出軸13、固定在殼體5的內周面作為定子的半圓弧狀的一對永久磁鐵14，15、固定在所述密封板11上的固定子16。
[0063]所述馬達輸出軸13形成為臺階圓筒狀，作為電樞發(fā)揮作用，經(jīng)由形成在軸向的大致中央位置的臺階部13c，由凸輪軸2側的大徑部13a和電刷保持體28側的小徑部13b構成。另外，在所述大徑部13a的外周固定有鐵心轉子17，并且，在該大徑部13a的內部從軸向壓入固定有偏心軸部39,利用所述臺階部13c的內表面對偏心軸部39進行軸向定位。另一方面，在所述小徑部13b的外周壓入固定有圓環(huán)部件20，并且，在該圓環(huán)部件20的外周面從軸向壓入固定有整流子21，利用所述臺階部13c的外表面進行軸向定位。所述圓環(huán)部件20的外徑設定為與所述大徑部13a的外徑大致相同，并且，軸向長度設定為比小徑部13b稍短。
[0064]并且，因為能夠利用所述臺階部13c的內外表面對所述偏心軸部39和整流子21二者進行軸向定位，因此容易進行組裝作業(yè)，并且定位精度提高。
[0065]所述鐵心轉子17由具有多個磁極的磁性材料形成，構成為繞線管，該線圈管在外周側具有供電磁線圈18的線圈線卷繞的槽。
[0066]另一方面，所述整流子21由導電材料形成為圓環(huán)狀，在分割成與所述鐵心轉子17的極數(shù)相同的各整流片上電連接有所述電磁線圈18的引出的線圈線的終端18c。S卩，線圈線的終端18c前端夾入形成在內周側的折回部而電連接。
[0067]所述永久磁鐵14，15整體形成為圓筒狀,在圓周方向具有多個磁極,并且其軸向位置偏心配置在比所述鐵心轉子17的固定位置靠近前方的位置。
[0068]具體說明，如圖2所示,所述永久磁鐵14，15的軸向中心P相對于所述鐵心轉子17的軸向的中心Pl僅以規(guī)定距離向前方，即所述固定子16側偏心配置。
[0069]因此，所述永久磁鐵14，15的前端部14a，15a配置為在徑向與所述整流子21、固定子16的后述第一電刷25a, 25b等重疊。
[0070]如圖6所示，所述固定子16主要由一體設置在所述密封板11的內周側的圓板狀樹脂板22、設置在該樹脂板22內側的一對樹脂保持件23a，23b、被配置成收納在該各樹脂保持件23a、23b的內部沿徑向滑動自如且利用螺旋彈簧24a，24b的彈力使各前端面從徑向與所述整流子21的外周面彈性接觸的切換電刷(整流子)即一對第一電刷25a，25b、以各外端面在所述樹脂保持件23a、23b的前端面露出的狀態(tài)埋設固定的內外兩層的圓環(huán)狀滑環(huán)26a，26b、使所述各第一電刷25a，25b和各滑環(huán)26a，26b電連接的引出端束27a，27b。需要說明的是，所述滑環(huán)26a，26b構成供電機構的一部分，另外，所述第一電刷25a，25b、整流子21、引出端束27a，27b等構成為通電切換機構。
[0071]所述密封板11通過鉚接而定位固定在形成于所述殼體5的前端部內周的凹狀臺階部上。另外，在中央位置貫通形成有供馬達輸出軸13的一端部等插通的軸插通孔11a。
[0072]在所述鼓出部3a固定有利用合成樹脂材料一體塑模的供電機構即電刷保持體28。
[0073]如圖2所示，該電刷保持體28在側視時形成為大致L形，主要由插入所述保持用孔3c的大致圓筒狀的電刷保持部28a、位于該電刷保持部28a的上端部的連接部28b、一體地向所述電刷保持部28a的兩側突設而固定在所述鼓出部3a上的一對托架部28c，28c、大部分埋設在所述電刷保持體28的內部的一對端子片31，31構成。
[0074]所述一對端子片31，31形成為沿上下方向平行并且呈曲柄(^ ^ ^ )狀，一側(下端側)的各端子31a，31a以向所述電刷保持部28a的底部側露出狀態(tài)配置，另一側(上端側)的各端子31b，31b向所述連接部28b的陰型嵌合槽28d內突設。另外，所述另一側端子31a、31b經(jīng)由未圖示的陽型端子與電池電源電連接。
[0075]所述電刷保持部28a沿大致水平方向(軸向)延伸設置，在形成于內部的上下位置的圓柱狀的貫通孔內固定有套筒狀的滑動部29a，29b，并且，在該各滑動部29a，29b的內部，各前端面從軸向分別與所述各滑環(huán)26a，26b抵接的第二電刷30a，30b向軸向滑動自如地被保持。
[0076]該各第二電刷30a，30b形成為大致長方體狀，利用第二螺旋彈簧32a，32b的彈力分別向所述各滑環(huán)26a，26b方向施力，所述第二螺旋彈簧32a，32b是彈性安裝在朝向各貫通孔的底部側、與所述一側端子31a，31a之間的施力部件。
[0077]另外，在所述第二電刷30a，30b的后端部與所述一側端子31a，31a之間，焊接固定有一對具有撓性的引出端束33a，33b，從而使所述二者電連接。該引出端束33a，33b的長度設定為在所述第二電刷30a，30b利用所述各螺旋彈簧32a，32b最大進出時，以使得所述第二電刷30a，30b不從所述各滑動部29a、29b脫落的方式限制其最大滑動位置的長度。
[0078]另外，在形成于所述電刷保持部28a的基部側外周的圓環(huán)狀的嵌合槽內嵌合保持有環(huán)狀密封部件34，在所述電刷保持部28a插通所述保持用孔3c時，所述密封部件34與所述圓筒壁3b的前端面彈性接觸而使電刷保持部28a內密封。
[0079]在所述連接部28b中，所述另一側端子31b，31b經(jīng)由所述陽型端子與未圖示的控制單元電連接，該所述另一側端子31b，31b面向上端部供未圖示的陽型端子插入的前述嵌合槽28d。
[0080]所述托架部28c，28c形成為大致三角形，在兩側部貫通形成有螺栓插通孔28e, 28e。該各螺栓插通孔28e, 28e被形成于所述鼓出部3a的未圖不的一對內螺紋孔所螺紋連接的各螺栓插通，經(jīng)由各托架部28c，28c將所述電刷保持體28固定在鼓出部3a上。[0081 ] 所述馬達輸出軸13和偏心軸部39利用小徑滾珠軸承37和所述滾針軸承38旋轉自如地被支承，其中所述小徑滾珠軸承37設置在所述凸輪螺栓10的頭部1a側的軸部1b的外周面，所述滾針軸承38設置在所述從動部件9的圓筒部9b的外周面且配置在小徑滾珠軸承37的軸向側部。由該小徑滾珠軸承37和滾針軸承38構成軸承機構。
[0082]所述滾針軸承38由壓入偏心軸部39的內周面的圓筒狀保持架38a、旋轉自如地被保持在該保持架38a的內部的多個滾動體即滾針38b。該滾針38b沿所述從動部件9的圓筒部9b的外周面轉動。
[0083]所述小徑滾珠軸承37以內圈夾持在所述從動部件9的圓筒部9b的前端緣與凸輪螺栓10的墊圈1c之間的狀態(tài)固定，而外圈從軸向定位支承在形成于馬達輸出軸13的內周的臺階部與止動環(huán)即卡環(huán)45之間。
[0084]另外，在所述馬達輸出軸13(偏心軸部39)的外周面與所述殼體5的延伸部5d的內周面之間設置有阻止?jié)櫥蛷臏p速機構8的內部向電動馬達12內泄漏的小徑油封46。該油封46為分隔電動馬達12與減速機構8的部件，通過使內周部與所述馬達輸出軸13的外周面彈性接觸，對該馬達輸出軸13的旋轉施加摩擦阻力。
[0085]所述控制單元從未圖示的曲軸轉角傳感器、空氣流量計、水溫傳感器、油門開度傳感器等各種傳感器類基于信息信號檢測當前的內燃機工作狀態(tài)，進行內燃機控制，并且向所述電磁線圈18通電進行馬達輸出軸13的旋轉控制，經(jīng)由減速機構8控制相對于凸輪軸2的正時鏈輪I的相對旋轉相位。
[0086]如圖2和圖3所示，所述減速機構8主要由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的外周的中徑滾珠軸承47、設置在該中徑滾珠軸承47的外周的所述滾子48、使該滾子48保持在轉動方向并且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構成。
[0087]所述偏心軸部39形成為臺階徑的圓筒狀，前端側的小徑部39a壓入固定在前述馬達輸出軸13的大徑部13a的內周面，并且，形成在后端側大徑部39b的外周面的凸輪面的軸心Y從馬達輸出軸13的軸心X向徑向稍微偏心。需要說明的是，所述中徑滾珠軸承47和滾子48等構成為行星嚙合部。
[0088]所述中徑滾珠軸承47在所述滾針軸承38的徑向位置，以整體大致重疊的狀態(tài)配置，由內圈47a、外圈47b及安裝在兩輪47a，47b之間的滾珠47c構成。所述內圈47a壓入固定在所述偏心軸部39的外周面,所述外圈47b在軸向不固定而成為自由狀態(tài)。即,在該外圈47b中，軸向的電動馬達12側的一端面不與任何部位接觸，另外，在軸向的另一端面47d和與之相對的保持器41的內側面之間形成有微小的第一間隙C而成為自由狀態(tài)。另外，所述各滾子48的外周面轉動自如地與該外圈47b的外周面抵接,并且,在該外圈47b的外周側形成有圓環(huán)狀的第二間隙Cl，利用該第二間隙Cl，中徑滾珠軸承47整體能夠隨著所述偏心軸部39的偏心旋轉而向徑向移動，即能夠偏心移動。
[0089]所述各滾子48由鐵類金屬形成，伴隨所述中徑滾珠軸承47的偏心移動而向徑向移動且嵌入所述內齒結構部19的內齒19a，并且，利用保持器41的滾子保持孔41b的兩側緣向周向引導，并且沿徑向擺動運動。
[0090]利用潤滑油供給機構使?jié)櫥凸┙o到所述減速機構8的內部。該潤滑油供給機構由油供給通路、油供給孔51、所述小徑的油孔52及所述大徑的三個未圖示的油排出孔構成，其中油供給通路形成在所述缸蓋的軸承的內部，從未圖示的主油道被供給潤滑油；油供給孔51如圖2所示，形成在所述凸輪軸2的內部軸向，經(jīng)由溝槽與所述油供給通路連通；油孔52沿軸向貫通所述從動部件9的內部而形成，一端向該油供給孔51開口，另一端在所述滾針軸承38和中徑滾珠軸承47的附近開口 ；油排出孔同樣地貫通從動部件9而形成。
[0091]利用該潤滑油供給機構，潤滑油被供給到所述空間部44而滯留，使?jié)櫥蛷倪@里充分地向中徑滾珠軸承47、各滾子48等可動部供給。需要說明的是，滯留在該空間部44內的潤滑油利用所述小徑油封46阻止向殼體5內泄漏。
[0092]需要說明的是，如圖2所示，在所述馬達輸出軸13的前端內部壓入固定有封閉凸輪螺栓10側的空間部的截面大致-形的蓋部53。
[0093]以下，說明本實施方式的動作，首先，在內燃機的曲軸旋轉驅動時，正時鏈輪I經(jīng)由正時鏈條42旋轉，其旋轉力經(jīng)由內齒結構部19和內螺紋形成部6使殼體5，即電動馬達12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(jīng)由保持器41和從動部件9傳遞到凸輪軸2。因此，凸輪軸2的凸輪使進氣閥進行開閉動作。
[0094]然后，在內燃機啟動后的規(guī)定的內燃機運轉時，從所述控制單元，從各端子片31，31經(jīng)由各引出端束32a, 32b、第二電刷30a, 30b、各滑環(huán)26a, 26b等向電動馬達12的電磁線圈17通電。因此，馬達輸出軸13被旋轉驅動，該旋轉力經(jīng)由減速機構8而使減速后的旋轉力傳遞到凸輪軸2。
[0095]即，在偏心軸部39伴隨所述馬達輸出軸13的旋轉而偏心旋轉時，每當馬達輸出軸13旋轉時，各滾子48在保持器41的各滾子保持孔41b內一邊向徑向引導一邊越過所述內齒結構部19的一個內齒19a向鄰接的其他內齒19a轉動而移動，依次重復上述動作而向圓周方向轉接。利用該各滾子48的轉接，所述馬達輸出軸13的旋轉被減速且向所述從動部件9傳遞旋轉力。此時的減速比能夠根據(jù)所述滾子48的個數(shù)等任意設定。
[0096]由此，凸輪軸2相對于正時鏈輪I正反相對旋轉而改變相對旋轉相位，控制進氣閥的開閉正時向提前角側或者滯后角側變更。
[0097]然后，凸輪軸2相對于所述正時鏈輪I的正反相對旋轉的最大位置限制(角度位置限制)通過使所述止動凸部61b的各側面與所述止動凹槽2b的各相對面2c、2d中的任一方抵接來進行。
[0098]具體地說，通過使所述從動部件9伴隨所述偏心軸部39的偏心轉動而與正時鏈輪I的旋轉方向同向旋轉，使止動凸部61b的一側面與止動凹槽2b的一側的相對面Ic抵接來限制在此以上的同向旋轉。由此，使凸輪軸2相對于正時鏈輪I的相對旋轉相位向最大提前角側變更。
[0099]另一方面，通過使從動部件9向與正時鏈輪I的旋轉方向相反的方向旋轉，止動凸部61b的另一側面與止動凹槽2b的另一側的相對面2d抵接而限制在此以上的同向旋轉。由此，使凸輪軸2相對于正時鏈輪I的相對旋轉相位向最大滯后角側變更。
[0100]其結果是，進氣閥的開閉正時向最大提前角側或者最大滯后角側變更，從而提高內燃機的燃料效率，增大輸出。
[0101]并且，在本實施方式中，如前所述，不是對正時鏈輪I整體進行淬火而確保硬度，而是僅對齒輪部Ib的表面、內齒19a的各齒頂19b和兩齒面19c、19c進行個別激光淬火，尤其是，如圖1和圖4所示，由于能夠抑制在所述內齒結構部19的所述各螺栓插通孔Ic與各內齒19a之間的薄壁部位19e的熱變形，因此能夠確保各內齒19a整體的均勻的齒形精度。
[0102]S卩，以前，為了確保所述各滾子48所嚙合的內齒19a和卷繞安裝有正時鏈條的齒輪部Ib的耐磨損性，并確保所述內齒19a整體均勻的齒形精度，正時鏈輪I整體利用例如滲碳淬火等熱處理來確保表面硬度。因此，由于熱處理時的高熱量，所述各內齒19a與所述螺栓插通孔Ic之間的薄壁部位19e受到熱的影響而部分變形，因此不能確保各內齒19a整周的均勻的齒形精度。
[0103]S卩，由于所述薄壁部位19e的部分變形，不能確保各內齒19a的齒形精度，因此不能夠抑制各滾子48與各內齒19a之間縫隙的擴大，同時，不能抑制初始縫隙的偏差。其結果是，難免在動作中產(chǎn)生比較大的雜聲。
[0104]因此，以前，為了縮小因所述薄壁部位19e的熱變形而導致的各內齒19a的齒形變形，不得不使所述各螺栓插通孔Ic向內齒結構部19的外周側移動而使薄壁部位形成為厚壁，其結果是，不得不使單元大型化。
[0105]因此，在本實施方式中，通過對所述各內齒19a和齒輪部Ib利用激光淬火分別進行熱處理，尤其能夠充分抑制各內齒19a與各螺栓插通孔Ic之間的薄壁部位19e的熱的影響。特別是，所述激光淬火不是在內齒19a整體實施，而是對因滾子48的越過而受到較大負荷作用的齒頂19b和兩齒面19c，19c實施，對于齒根面19d則不實施，因此能夠進一步避免所述薄壁部位19e的熱的影響。
[0106]其結果是，能夠抑制在各內齒19a產(chǎn)生磨損，并且不使各螺栓插通孔Ic的形成位置向外周側移動，就能夠使內齒19a整體確保均勻的齒形精度。
[0107]另外，在熱處理時，即使在所述薄壁部位19e稍微向縮徑方向變形的情況下，通過使有效硬化深度規(guī)定在約0.3?1.5mm的范圍內，而在所述薄壁部位19e確保韌性，因此不會產(chǎn)生斷裂、破損等，在受到來自所述各滾子48的荷重負荷時，包括所述齒根面19d的薄壁部位19e發(fā)生彈性變形而吸收縮徑量。因此，能夠使各滾子48越過各內齒19a的齒頂19b的作用順利進行。
[0108]因此，由于能夠抑制所述凸輪軸2產(chǎn)生的交變扭矩經(jīng)由保持器41傳遞到各滾子48使其越過各內齒19a時產(chǎn)生的荷重負荷所導致的磨損和齒形精度的惡化，因此能夠充分抑制內齒19a與滾子48之間的縫隙導致的雜聲。
[0109]另外，在本實施方式中，如前所述，因為電磁線圈18的一個線圈卷線18a向整流子21側(軸向)靠近配置，另一個線圈卷線18b以從軸向收納在殼體底部5b的凹部5e的狀態(tài)配置，因此能夠盡可能地縮小裝置的軸向長度。由此，能夠提高裝置向內燃機的搭載性。
[0110]并且，在本實施方式中，如前所述，所述永久磁鐵14，15的軸向中心P從鐵心轉子17的軸向中心Pl向前方偏心配置，因此利用在所述永久磁鐵14，15與鐵心轉子17之間產(chǎn)生的磁力，鐵心轉子17被吸引向前方(圖2的左方向)，該鐵心轉子17、馬達輸出軸13和偏心軸部39 —直向箭頭方向吸引。即，永久磁鐵14，15的磁力、鐵心轉子17的磁力在各自軸向中心P、Pl變得最大，因此向永久磁鐵14，15的中心P方向的相對于鐵心轉子17的吸引力增大而強烈地向箭頭方向吸引。
[0111]與此同時，除了小徑滾珠軸承37、滾針軸承38以外，所述中徑滾珠軸承47也向箭頭方向被吸引。
[0112]因此，能夠抑制產(chǎn)生因閥簧的彈力等引起的在所述凸輪軸2產(chǎn)生的交變扭矩所導致的所述各滾珠軸承37，47、滾針軸承38的軸向的微振動所帶來的雜聲。
[0113]另外,通過使所述永久磁鐵14，15的軸向位置偏心設置,能夠使前端部14a, 15a與所述第一電刷25a，25b、整流子21重疊，因此能夠盡可能縮小裝置的軸向長度。
[0114]本發(fā)明不限于所述實施方式的結構，作為所述齒輪部lb、內齒19a的表面處理，除了激光淬火以外，也能夠使用高頻淬火等。
[0115]另外，作為所述偏心軸部，也能夠形成為使所述中徑滾珠軸承47的內圈47a的壁厚在周向變化，并相對于滾珠軸承47的軸心偏心。在這種情況下，也能夠不使用所述偏心軸部39而使馬達輸出軸I延長地形成，或者作為同心狀的圓筒部構成。
[0116]附圖標記說明
[0117]I 正時鏈輪(驅動旋轉體)
[0118]Ia鏈輪主體
[0119]Ib齒輪部
[0120]Ic螺栓插通孔(孔)
[0121]2 凸輪軸
[0122]3 罩部件
[0123]4 相位變更機構
[0124]5 殼體
[0125]7 螺栓
[0126]8 減速機構
[0127]9 從動部件(從動旋轉體)
[0128]12電動馬達
[0129]13馬達輸出軸
[0130]14，15永久磁鐵
[0131]19內齒結構部(內周嚙合部)
[0132]19a 內齒
[0133]19b 齒頂
[0134]19c 齒面
[0135]19d齒根面
[0136]19e薄壁部位
[0137]39偏心軸部
[0138]48 滾子
【權利要求】
1.一種內燃機的可變氣門裝置，其特征在于，具有: 驅動旋轉體，其從曲軸被傳遞旋轉力，具有在內周形成有多個內齒的環(huán)狀內齒結構部; 電動馬達，其具有根據(jù)要求相對于所述驅動旋轉體相對旋轉的馬達輸出軸； 圓筒狀的偏心軸部，設置在所述馬達輸出軸上，其外周面相對于旋轉中心偏心； 滾子，其在各所述內齒與所述偏心軸部之間配置有多個，數(shù)量比所述內齒的齒數(shù)少；從動旋轉體，其設置為與凸輪軸一體地旋轉，允許各所述滾子相對于所述偏心軸部沿徑向的移動，限制周向移動； 所述內齒結構部設定為齒根面?zhèn)炔课坏挠捕缺人鰞三X的從齒頂?shù)烬X面的硬度小。
2.一種內燃機的可變氣門裝置，其特征在于，具有: 驅動旋轉體，其從曲軸被傳遞旋轉力，具有在內周形成有多個內齒的環(huán)狀內齒結構部; 電動馬達，其具有根據(jù)要求相對于所述驅動旋轉體相對旋轉的馬達輸出軸； 圓筒狀的偏心軸部，設置在所述馬達輸出軸上，其外周面相對于旋轉中心偏心； 滾子，其在各所述內齒與所述偏心軸部之間配置有多個，數(shù)量比所述內齒的齒數(shù)少；從動旋轉體，其設置為與凸輪軸一體地旋轉，允許各所述滾子相對于所述偏心軸部沿徑向的移動，限制周向移動； 使所述驅動旋轉體的內齒的從齒頂?shù)烬X面通過硬化處理硬化為規(guī)定硬度，并且使所述內齒的齒根面?zhèn)鹊耐庵懿课痪哂腥彳浶浴?br> 3.一種內燃機的可變氣門裝置，通過使控制軸旋轉來改變內燃機閥的動作特性，具有: 圓環(huán)狀的內齒結構部，其在內周形成有多個內齒； 電動馬達，其具有根據(jù)要求相對于所述內齒結構部相對旋轉的馬達輸出軸； 圓筒狀的偏心軸部，設置在所述馬達輸出軸上，其外周面相對于旋轉中心偏心； 滾子，其在所述內齒與偏心軸部之間配置有多個，數(shù)量比所述內齒的齒數(shù)少； 輸出部件，其設置為向所述控制軸傳遞旋轉力，允許各所述滾子相對于偏心軸部沿徑向的移動，限制周向移動； 所述內齒結構部設定為齒根面?zhèn)炔课坏挠捕缺人鰞三X的從齒頂?shù)烬X面的硬度小。
4.如權利要求1所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述內齒結構部沿其周向設置有多個沿軸向延伸的孔。
5.如權利要求4所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述孔在所述內齒結構部的周向以等間隔設置。
6.如權利要求4所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述孔從軸向貫通所述驅動旋轉體。
7.如權利要求6所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述電動馬達具有固定在所述驅動旋轉體上的定子、設置成相對于該定子旋轉自如的轉子，從非旋轉部經(jīng)由電刷和滑環(huán)向所述電動馬達供給電流， 所述孔被用于將所述定子固定在所述驅動旋轉體上的螺栓插通。
8.如權利要求7所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 在所述電動馬達的轉子上卷繞有線圈，在所述定子上設置有永久磁鐵，并且，利用設置在所述電動馬達側的筒軸的整流子來切換對線圈導通的電流而形成磁通。
9.如權利要求4所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述孔的周圍的硬度比所述內齒的從齒頂?shù)烬X面的表面硬度小。
10.如權利要求1所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述內齒結構部由燒結金屬成形，被實施僅使所述內齒的齒頂?shù)烬X面硬化的表面處理。
11.如權利要求10所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 為了僅使所述內齒的齒頂?shù)烬X面硬化，進行高頻淬火或者激光淬火。
12.如權利要求1所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述偏心軸部由外周面相對于旋轉中心偏心的偏心部、固定在該偏心部上的內圈、設置成相對于該內圈經(jīng)由多個滾動體相對旋轉自如的外圈構成。
13.如權利要求12所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述偏心部與所述馬達輸出軸形成為一體。
14.如權利要求1所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 相對于所述內齒的表面整體的硬度，其外周側的硬度小。
15.如權利要求2所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述硬化處理設定為有效硬化深度約為0.3?1.5mm的范圍。
16.如權利要求2所述的內燃機的可變氣門裝置，其特征在于， 所述硬化處理為高頻淬火或者激光淬火。
【文檔編號】F01L1/352GK104379885SQ201380032488
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權日:2012年7月12日
【發(fā)明者】山中淳史, 田所亮 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社