可变阀正时装置和可变阀正时装置的组装方法与流程

本发明涉及一种可变阀正时装置(以下记为vvt装置)和vvt装置的组装方法。

背景技术：

vvt装置是对车辆发动机的吸气阀或排气阀的开闭正时进行可变控制的装置，通过螺栓紧固于凸轮轴(例如，参照专利文献1)。

只要对凸轮轴进行保持，则在通过螺栓将vvt装置组装于凸轮轴时产生的紧固扭矩会由凸轮轴承接。

在无法对凸轮轴进行保持的情况下，当将vvt装置组装于凸轮轴时，由于转子与凸轮轴连动，因此，经由转子对凸轮轴的旋转进行固定。

例如，将设置于夹具的突起部插入设置在转子的轴周围的槽部，从而对转子和凸轮轴的旋转进行固定，在这种状态下，使用螺栓将vvt装置紧固于凸轮轴。此时产生的紧固扭矩的载荷被施加于夹具的突起部与转子的槽部内壁的接触部分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-139422号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在现有的vvt装置中，紧固扭矩的载荷集中于夹具的突起部与转子的槽部内壁的接触部分，因此，存在槽部或夹具受到过度的载荷而损伤的可能性。

为了防止这样的紧固扭矩的载荷集中，可想到使夹具的突起部变长、使转子的槽部变深，以增大两者的接触面积。

然而，在上述结构中，由于槽部的尺寸在转子的轴向上变大，因此，与之相应地会使转子大型化，从而阻碍vvt装置的小型化或轻量化。

本发明解决上述技术特征，其目的在于获得一种vvt装置和vvt装置的组装方法，能够抑制因vvt装置组装时产生的扭矩引起的应力集中。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的vvt装置包括：壳体，所述壳体与发动机的曲柄轴一体地旋转；转子，所述转子收纳于壳体，并通过中心螺栓与发动机的凸轮轴同轴地紧固，从而与凸轮轴一体地旋转；以及扭矩承接部，所述扭矩承接部设置在转子中的、与凸轮轴相反一侧的轴周围，并在转子的旋转方向上具有平面部。

发明效果

根据本发明，由于包括在转子的旋转方向上具有平面部的扭矩承接部，从而使螺栓紧固时产生的紧固扭矩的载荷施加于平面部与夹具的一部分面接触的部分。由此，能够抑制因紧固扭矩引起的应力集中。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的vvt装置向凸轮轴的组装结构的分解立体图。

图2是表示实施方式1的vvt装置的主视图。

图3是表示在图2的a-a线处对实施方式1的vvt装置进行剖切的形态的剖视向视图。

图4a是表示实施方式1的vvt装置的内部的图。图4b是表示实施方式1中的转子的槽部的图。图4c是表示实施方式1中的转子的槽部与夹具的突起部的接触状态的图。

图5a是表示现有的vvt装置的内部的图。图5b是表示现有的转子的槽部与夹具的突起部的接触状态的图。

图6是表示实施方式1中的转轴的槽部和弹簧保持件的长孔的剖视图。

图7a是表示实施方式1中的转子的主视图。图7b是表示实施方式1中的转子的另一例的主视图。

图8a是表示实施方式1中的转子的突起部的放大立体图。图8b是表示夹具的凹部的侧视图。图8c是表示实施方式1中的转子的突起部与夹具的凹部的接触状态的图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的vvt装置1向凸轮轴3组装的组装结构的分解立体图。图2是表示vvt装置1的主视图。图3是表示在图2的a-a线处对vvt装置1进行剖切的形态的剖视向视图。

如图1所示，使用中心螺栓2将vvt装置1与凸轮轴3同轴地紧固。夹具4是用于在利用中心螺栓2将vvt装置1紧固于凸轮轴3时，对转子14和凸轮轴3的旋转进行固定的夹具。夹具4是筒状构件，具有从一方的端部沿轴向突出的多个突起部4a。

vvt装置1主要由壳体10、罩11、涡卷弹簧(日文：渦巻きバネ)12、弹簧保持件13、转子14和外壳15构成。

壳体10具有链轮盘(日文：チェーンスプロケット)10a，上述链轮盘10a用于将来自未图示的发动机的曲柄轴的驱动力传递至凸轮轴3，经由上述链轮盘10a将发动机的旋转驱动力传递至vvt装置1。通过发动机的旋转驱动力使转子14与凸轮轴3一体地旋转，从而使凸轮轴3与曲柄轴的旋转相位可变。

涡卷弹簧12通过弹簧保持件13而与转子14同轴地配置，且两端部被卡定在罩11上。涡卷弹簧12经由弹簧保持件13而扭转变形，从而产生对转子14旋转进行辅助的辅助扭矩。

弹簧保持件13是将涡卷弹簧12保持于罩11的保持件。如图2所示，在弹簧保持件13的底部13b形成有中心孔13a和长孔13c，上述中心孔13a用于供中心螺栓2穿过，上述长孔13c用于供夹具4的突起部4a穿过。长孔13c是以转子14的轴为中心的圆弧状的贯穿孔。

中心螺栓2具有凸缘部2b，上述凸缘部2b从头部2a朝径向外侧伸出。如图3所示，弹簧保持件13的底部13b以夹在中心螺栓2的凸缘部2b与转子14之间的状态通过中心螺栓2紧固于转子14。由涡卷弹簧12产生的辅助扭矩通过紧固于转子14的弹簧保持件13而被传递至转子14。

转子14被收纳在将罩11和外壳15组装到壳体10而成的空间内，并通过中心螺栓2紧固于凸轮轴3的一端部。

如图2所示，在转子14中的、与凸轮轴3相反一侧的轴周围形成有多个槽部14a。多个槽部14a各自具有内壁部，上述内壁部成为转子14的旋转方向的平面部，起到对中心螺栓2的紧固扭矩或松开扭矩进行承接的扭矩承接部的作用。

接着，对vvt装置1向凸轮轴3组装的组装顺序进行说明。

在将凸轮轴3的端部嵌合于vvt装置1的外壳15侧之后，将中心螺栓2穿过转子14的中心孔14b，并将夹具4装配于vvt装置1。

在将夹具4装配于vvt装置1后，多个突起部4a各自穿过弹簧保持件13的长孔13c而被插入到转子14的槽部14a，贯穿孔4b变成插入有中心螺栓2的头部2a的状态。

在这种状态下利用工具等对夹具4进行固定，从而使突起部4a与槽部14a的接触部分成为转子14的止转部，以使转子14和凸轮轴3的旋转固定。

在这样将夹具4固定之后，通过将中心螺栓2拧入凸轮轴3的阴螺纹孔3a，从而将vvt装置1紧固于凸轮轴3。然后，将夹具4从vvt装置1卸下。

图4a是表示vvt装置1的内部的图，其示出了将图2中的罩11、涡卷弹簧12和弹簧保持件13拆除后的状态。图4b是表示转子14的槽部14a的图。图4c是表示槽部14a与夹具4的突起部4a的接触状态的图。图5a是表示现有的vvt装置100的内部的图，其示出了与图4a相同的状态。图5b是表示现有的转子102的槽部102a与夹具的突起部200的接触状态的图。

如图4a所示，转子14包括轴套部14c和从轴套部14c的外周突出的叶片14e，在轴套部14c的中央形成有凹部，上述凹部用于供弹簧保持件13嵌合。槽部14a和中心孔14b形成于凹部的底面14c-1。转子14的槽部14a，例如四个槽部14a以等角度配置在转子14的轴周围。通过这样配置槽部14a，转子14在轴向上无倾斜地紧固于凸轮轴3，能够确保vvt装置1的旋转平衡。由此，能够提高vvt装置1的旋转效率。

轴套部14c的凹部是具有平行地相对的内壁部14c-2、14c-2的双面宽幅形状(日文：二面幅形状)的凹部。弹簧保持件13的主体部具有与上述凹部对应的外周形状。通过将弹簧保持件13的主体部与轴套部14c的凹部嵌合，能够将弹簧保持件13与转子14的相对角度定位。

如图4b所示，槽部14a是俯视时呈以转子14的轴中心为扇轴(日文：要)的扇形的槽部，其具有成为转子14的旋转方向的平面部的内壁部14a-1。内壁部14a-2是用于容易将槽部14a成型所用的模具脱模的切割面。

夹具4的突起部4a是具有平面部4a-1的截面矩形的柱状构件。

另一方面，现有的vvt装置100与vvt装置1同样地，在壳体101收纳有转子102，在转子102的轴周围形成有槽部102a。

如图5a和图5b所示，槽部102a是两端部倒圆的长圆形的槽部，其不具有槽部14a的上述平面部。

现有的夹具的突起部200是截面圆形的柱状构件。

如图4c的箭头所示，在对中心螺栓2进行紧固时产生的紧固扭矩由突起部4a的平面部4a-1和槽部14a的内壁部14a-1承接。在卸下vvt装置1时也同样地，在将中心螺栓2松开时的松开扭矩由突起部4a的平面部4a-1和槽部14a的内壁部14a-1承接。

如图5b的箭头所示，在现有的vvt装置100中，也由夹具的突起部200和槽部102a的内壁承接紧固扭矩。

在将vvt装置100从凸轮轴卸下时也同样地，在将中心螺栓松开时产生的松开扭矩由夹具的突起部200和槽部102a的内壁部承接。

然而，在现有的vvt装置100中，在突起部200与槽部102a的内壁线接触的部分，沿槽部102a的深度方向施加有紧固扭矩的载荷。

这样，存在由于集中于狭小的接触面积的部分的应力而使槽部102a或夹具的突起部200损伤的可能性。

与之相对的是，在vvt装置1中，紧固扭矩的载荷施加于平面部4a-1与内壁部14a-1面接触的部分。因此，不会产生像现有的vvt装置100那样的应力集中，能够避免由此引起的突起部4a或槽部14a的损伤。

此外，在现有的vvt装置100中，在确保槽部102a与夹具的突起部200的接触面积的情况下，需要使夹具的突起部200变长，使槽部102a变深。

与之相对的是，由于vvt装置1是平面部4a-1与内壁部14a-1面接触而使应力不集中的结构，因此，能够使槽部14a的深度变浅。

由此，例如，如图3所示，能够在槽部14a的下部设置油路14d。油路14d与设置于凸轮轴3的油路3b连通，油流过油路3b和油路14d供给或排出至壳体10内的油压室。

这样，在vvt装置1中，还能够确保在槽部14a的下部形成油路的空间，因此，能够实现vvt装置1的小型化和轻量化。

另外，在从槽部14a的下部错开的位置形成油路的情况下，也可以将槽部14a设为贯穿孔。由此，能够使转子14轻量化。

图6是表示转子14的槽部14a和弹簧保持件13的长孔13c的剖视图。如图6所示，长孔13c的周向尺寸b形成为比槽部14a的周向尺寸c大。例如，若夹具4在将vvt装置1组装于凸轮轴3时稍微倾斜，则存在应力集中于突起部4a与槽部14a的开口周缘部的接触部分的可能性。若槽部14a的开口周缘部由于上述应力的集中而发生塑性变形，则存在形成微小的隆起部14f的情况。

在vvt装置1中，如图6所示，由于长孔13c能够避开隆起部14f，因此，不会因隆起部14f而阻碍弹簧保持件13向转子14的组装。

如图7a所示，转子14的槽部14a的径向外侧的内壁部与轴套部14c的凹部的内壁连续。通过这样构成，能够使烧结成型的模具脱模，并能够通过烧结成型制作双面宽幅形状的凹部和槽部14a。

由此，能够通过低价的烧结成型制作转子14。

在图7b所示的转子14a中，槽部14a’的径向外侧的内壁部与轴套部14c的凹部的内壁不连续。在上述结构中，若不将槽部14a’的径向外侧的内壁部与轴套部14c的凹部的内壁的距离分开容许范围以上，则烧结成型会发生破损。因此，与转子14相比，转子14a的小型化更可能会受到阻碍。此外，在设计上，在无法将槽部14a’的径向外侧的内壁部与轴套部14c的凹部的内壁的距离分开容许范围以上的情况下，转子14a会通过比烧结成型更高价的机械加工制作。

至此，示出了利用夹具4的突起部4a和转子14的槽部14a来承接紧固扭矩的结构，但实施方式1的vvt装置1也可以是利用夹具的凹部和转子的突起部来承接紧固扭矩的结构。

图8a是表示转子14的突起部14b的放大立体图。如图8a所示，突起部14b设置于转子14的轴套部14c的凹部，并在底面14c-1上从凹部的内壁朝径向内侧突出。突起部14b在转子14的旋转方向上具有平面部14b-1。图8b是表示夹具4a的凹部4a-1的侧视图。夹具4a与图1所示的夹具4同样是筒状的构件，在一方的端部处具有沿轴向凹陷的凹部4a-1。凹部4a-1具有内壁部4a-2，上述内壁部4a-2与突起部14b的平面部14b-1面接触。

图8c是表示转子14的突起部14b与夹具4a的凹部4a-1的接触状态的图。如图8c的箭头所示，在对中心螺栓2进行紧固时产生的紧固扭矩由突起部14b的平面部14b-1和凹部4a-1的内壁部4a-2承接。在卸下vvt装置1时也同样地，在将中心螺栓2松开时的松开扭矩由突起部14b的平面部14b-1和凹部4a-1的内壁部4a-2承接。

紧固扭矩的载荷施加于突起部14b的平面部14b-1和凹部4a-1的内壁部4a-2面接触的部分。因此，不会产生像现有的vvt装置100那样的应力集中，能够避免由此引起的突起部14b或凹部4a-1的损伤。

由于可确保在转子14的突起部14b的下部设置油路的空间，因此，能够实现vvt装置1的小型化和轻量化。

此外，突起部14b也可以以等角度配置在转子14的轴周围。通过这样构成，能够与槽部14a的情况同样地确保vvt装置1的旋转平衡，能够提高vvt装置1的旋转效率。

如上所述，实施方式1的vvt装置1包括壳体10、转子14以及槽部14a或突起部14b。通过这样构成，中心螺栓2紧固时产生的紧固扭矩的载荷施加于转子14与夹具4面接触的部分。由此，能够抑制因紧固扭矩引起的应力集中。

在实施方式1的vvt装置1中，扭矩承接部以等角度配置在转子14的轴周围。通过这样构成，能够确保vvt装置1的旋转平衡，能够提高vvt装置1的旋转效率。

例如，最好将三个以上的扭矩承接部以等角度配置在转子14的轴周围。

在实施方式1的vvt装置1中，扭矩承接部是沿轴向贯穿转子14的槽部。通过这样构成，能够使转子14轻量化。

在实施方式1的vvt装置1中，转子14在轴套部14c的中央具有凹部，槽部14a设置于凹部的底面14c-1，径向外侧的内壁部与凹部的内壁连续。通过这样构成，能够使烧结成型的模具脱模，从而能够通过低价的烧结成型制作双面宽幅形状的凹部和槽部14a。

另外，本发明能在本发明的范围内对实施方式中的任意结构要素进行变形，或是对实施方式的任意结构要素进行省略。

(工业上的可利用性)

本发明的vvt装置能够抑制使用螺栓组装时产生的紧固扭矩的载荷的集中，因此，适用于安装于发动机的凸轮轴以对吸气阀或排气阀的开闭正时进行控制的vvt装置。

(符号说明)

1、100vvt装置；2中心螺栓；2a头部；2b凸缘部；3凸轮轴；3a阴螺纹孔；3b、14d油路；4、4a夹具；4a-1凹部；4a-2、14a-1、14a-2、14c-2内壁部；4a、14b、200突起部；4a-1、14b-1平面部；4b贯穿孔；10、101壳体；10a链轮盘；11罩；12涡卷弹簧；13弹簧保持件；13a、14b中心孔；13b底部；13c长孔；14、14a、102转子；14a、14a’、102a槽部；14c轴套部；14c-1底面；14e叶片；14f隆起部；15外壳。