流路分隔結構以及流體控制閥的製作方法

2023-04-24 16:03:32 4

本發明涉及具有分隔供流體流通的流路空間的分隔體的流路分隔結構、以及使用該流路分隔結構的流體控制閥。

背景技術：

在內燃機的閥正時控制裝置(valve timing control device)等中，存在將OCV(潤滑油調節閥)設於流路空間的情況(例如專利文獻1)，上述流路空間形成於將從動側旋轉體固定在凸輪軸上的螺栓。螺栓的流路空間以與從動側旋轉體為同軸芯狀的方式形成，並且分隔體被壓入該流路空間。通過分隔體，流路空間被分隔成向提前角室或者滯后角室供給工作流體的流路和從提前角室或者滯后角室排出工作流體的流路。

專利文獻

專利文獻1:美國專利申請公開第2012/097122號說明書

技術實現要素：

在專利文獻1的結構中，當將分隔體壓入作為流路部件的螺栓的流路空間時，存在分隔體相對螺栓的內表面滑動，並且分隔體和螺栓的內表面中的任一方被切削而產生粉屑的情況。若該粉屑混入流路中，會導致對設於流路的閥的動作帶來不良影響等問題。

鑑於上述實際情況，在通過將分隔體裝入流路空間而形成兩條流路的流路部件中，期望有能夠防止裝配分隔體時所產生的異物混入流路中的流路分隔結構。

本發明所涉及的流路分隔結構的特徵結構在於，其具有：流路部件和分隔體，上述流路部件具有供流體流通的流路空間，上述分隔體將上述流路空間分隔為第1流路和第2流路；上述分隔體具有：第1板和第2板，上述第1板， 從上述流體部件一方的開口端部插入，並在插入方向的內側中與設於上述第1流路和上述第2流路的邊界的階梯部抵接；上述第2板在接著上述第1板插入上述流路空間，並被壓入上述流路空間的內周面的狀態下與上述第1板重疊並抵接，上述第1板的外周面不抵接於上述流路空間的內周面，並將由上述第1板及上述第2板、上述內周面形成的空間作為異物存積部。

在為了分隔一個流路空間而將分隔體從流路部件一方的開口端部壓入時，分隔體的壓入方向的內側有時會產生異物。在這一點上，在本結構中，由於將由構成分隔體的第1板和第2板、以及流路空間的內周面形成的空間作為異物存積部，因此即使產生異物，也能夠將異物封入異物存積部中。由此，能夠防止異物混入被分隔體分隔的第1流路和第2流路。

本發明的其他特徵結構在於，上述第1板由表面硬度低於上述第2板的材料構成。

在將第2板壓入時產生的異物有時會進入第1板和第2板相對的區域。由於夾有異物，第1板和第2板之間的附著性會受損，並且不能以適當的姿勢配置第2板。

但是，如本結構所述，如果第1板由表面硬度低於第2板的材料構成，則當第2板抵接於第1板時，能夠將被推壓至第1板的異物D埋藏於第1板的表層。由此，能夠保持第1板和第2板的附著性，並以適當的姿勢配置第2板。

本發明的其他特徵結構在於，上述第1板的外周邊緣中上述第2板側的外周邊緣的至少一部分形成為與其他部分的外周邊緣相比直徑更小。

在本結構中，通過使第1板的外周邊緣形成倒角等，能夠擴大異物存積部的區域。由此，易於將異物保持在異物存積部中。

本發明的其他特徵結構在於，上述第2板的外周邊緣中上述第1板側的外周邊緣的至少一部分形成為與其他部分的外周邊緣相比直徑更小。

在本結構中，通過使第2板的外周邊緣形成倒角等，能夠擴大異物存積部的區域，由此，易於將異物保持在異物存積部中。

而且，通過使第2板中與第1板相對的面的直徑較小，能夠減小將第2板壓入時的阻力。因此，可抑制粉屑的產生，並使第2板向流路空間的裝入操作變得容易進行。

本發明所涉及的流體控制閥的特徵結構在於，在閥正時控制裝置中，上述流體控制閥具有上述結構的流路分隔結構，其中，上述閥正時控制裝置具有：

驅動側旋轉體，上述驅動側旋轉體相對內燃機的曲柄軸同步旋轉；

從動側旋轉體，上述從動側旋轉體相對該驅動側旋轉體同軸狀地配置，並相對上述內燃機的凸輪軸同步旋轉；

流體壓室，上述流體壓室形成於上述驅動側旋轉體以及上述從動側旋轉體的至少一方，並被分隔成提前角室和滯后角室；以及

螺栓，上述螺栓與上述從動側旋轉體的旋轉軸芯同軸且插入配置，並連結上述從動側旋轉體和上述凸輪軸，

形成於上述螺栓的上述旋轉軸芯方向的孔部插入有上述第1板以及上述第2板，並設有上述第1流路以及上述第2流路，上述流體控制閥相對上述流體壓室進行工作流體的供給及排出。

本發明的流路分隔結構能適用於作為流路空間的孔部，上述流路空間為形成於閥正時控制裝置的螺栓的OCV(潤滑油調節閥)用的流路空間。通過利用分隔體分隔設於螺栓中心的孔部，能夠有效地形成對提前角室或者滯后角室進行供排的複雜的油路。

附圖說明

圖1為表示閥正時控制裝置的整體結構的截面圖。

圖2為表示圖1中的II-II截面圖。

圖3為流體控制閥的截面圖。

圖4為表示流路分隔結構的截面圖。

圖5為具有流體控制閥的螺栓的分解立體圖。

圖6為表示另一實施方式的流路分隔結構的截面圖。

圖7為表示另一實施方式的流路分隔結構的截面圖。

圖8為表示第2板的變形例的主要部分的截面圖。

圖9為表示另一實施方式的流路分隔結構的截面圖。

具體實施方式

[第一實施方式]

下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。本實施方式為將流路分隔結構應用於閥正時控制裝置所具有的OCV(潤滑油調節閥)的例子。

[閥正時控制裝置的基本結構]

如圖1、圖2所示，閥正時控制裝置A具有外殼1和內部轉子3，上述外殼1與發動機E的曲柄軸E2同步旋轉，上述內部轉子3在外殼1的內側以可圍繞相同的旋轉軸芯X自由旋轉的方式被支承，並且與吸氣閥開閉用的凸輪軸2一體旋轉。

在本實施方式中，汽車用發動機E相當於「內燃機」，曲柄軸E2相當於「內燃機的驅動軸」，外殼1相當於「驅動側旋轉體」，內部轉子3相當於「從動側旋轉體」。

外殼1為通過連接螺栓1d將設置在凸輪軸2的相反側的前板1a、覆蓋內部轉子3的外部轉子1b、和設置在凸輪軸2側的後板1c一體連接而構成。

外部轉子1b一體地設有定時鏈輪1e。與曲柄軸E2的旋轉聯動的金屬鏈等無端旋轉體E4圍繞於定時鏈輪1e。

如果曲柄軸E2旋轉驅動，則旋轉動力通過無端旋轉體E4而傳遞至外部轉子1b，並且外殼1沿如圖2所示的旋轉方向S旋轉驅動。

隨著外殼1的旋轉驅動，內部轉子3沿轉動方向S從動旋轉，凸輪軸2進行旋轉，凸輪E3將發動機E的吸氣閥E1向下推壓並使其開閥。

內部轉子3的內部設有套筒4、和連結內部轉子3和凸輪軸2的鋼製的螺栓5(流路部件的一個例子)。

如圖3所示，螺栓5形成為具有穿過套筒4的內側的筒軸部5c、與筒軸部5c相連的螺栓頭5b、和不同於螺栓頭5b的筒軸部5c相連的外螺紋部5d的筒狀。在筒軸部5c的內部中旋轉軸芯X方向的孔部形成有流路空間5a，流路空間5a在螺栓頭5b處具有開口部。

如圖2所示，內部轉子3被收容在外殼1內，並在外殼1和內部轉子3之間分隔形成流體壓室7。

在外部轉子1b上沿旋轉方向S隔開間隔而形成多個向直徑方向內側突出的突出部1f，由此分隔流體壓室7。流體壓室7進一步被突出部3a在旋轉方向S 上分隔為提前角室7a和滯后角室7b，上述突出部3a形成於內部轉子3並向直徑方向外側突出。

在內部轉子3上，使與提前角室7a連通的提前角流路8a和與滯后角室7b連通的滯后角流路8b形成於與旋轉軸芯X的方向不同的位置。提前角流路8a與形成於筒軸部5c和內部轉子3之間的提前角環狀流路9a相連通。滯后角流路8b與形成於內轉轉子3的內周面的滯后角環狀流路9b相連通。

通過對提前角室7a和滯后角室7b進行油(工作流體)的供給、排出、或者切斷供排，使油壓作用於突出部3a，並使相對轉動相位向提前角方向或滯后角方向位移，或者保持為任意的相位。對彈簧10進行卡定，上述彈簧10跨越凸輪軸2與後板1c，對內部轉子3相對外殼1沿提前角方向施力。

提前角方向是指圖2中箭頭S1所示的提前角室7a的容積增大的方向。滯后角方向是指圖2中箭頭S2所示的滯后角室7b的容積增大的方向。提前角室7a的容積成為最大時的相對旋轉相位為最提前角相位(most advanced angle phase)，滯后角室7b的容積成為最大時的相對旋轉相位為最滯后角相位(most retarded angle phase)。

具有鎖定機構11(參照圖2)，其通過限制內部轉子3相對外殼1的相對旋轉移動，能夠將內部轉子3相對外殼1的相對旋轉相位限制為最提前角相位與最滯后角相位之間的鎖定相位。

鎖定機構11具有通過油壓操作而沿旋轉軸芯X方向進出移動的鎖定部件11a，通過使該鎖定部件11a與前板1a或後板1c卡合，從而將上述相對旋轉相位限制為鎖定相位。

凸輪軸2為控制發動機E的吸氣閥E1的開閉的凸輪E3的旋轉軸。在凸輪軸2中，與內部轉子3連接的一側以同軸芯的方式形成有螺紋孔2b，上述螺紋孔2b於內側具有內螺紋部2a。螺栓5通過使外螺紋部5d與凸輪軸2的內螺紋部2a螺合，從而將內部轉子3同軸芯地固定於凸輪軸2。

[流體控制閥的結構]

如圖3-6所示，作為「流體控制閥」，在形成於螺栓5的內部的流路空間5a設有OCV12(潤滑油調節閥)。OCV12與凸輪軸2同軸芯地設置。

OCV12以使外殼1與內部轉子3的相對旋轉相位在最提前角相位和最滯後 角相位之間變化的方式，通過提前角流路8a以及滯后角流路8b對油相對提前角室7a和滯后角室7b的供排進行切換。

形成於螺栓5的內部的流路空間5a配置有分隔體18。通過該分隔體18，在螺栓5的同軸芯上形成油供給側的第1流路13b與油排出側的第2流路14c。分隔體18從螺栓5一方的開口端部(在本實施方式中為第2流路14c側)插入。在分隔體18插入方向的內側中，在第1流路13b與第2流路14c的邊界設有階梯部14d。第2流路14c形成為直徑大於第1流路13b。

分隔體18由第1板20和第2板30構成。第1板20的直徑小於第2板30，並且第1板20不抵接於流路空間5a的內周面。

當將分隔體18安裝於流路空間5a時，從螺栓5中的第2流路14c側的開口端部依次插入第1板20、第2板30。在第1板20於插入方向的內側與階梯部14d抵接並封閉第1流路13b後，插入第2板30。

第2板30被壓入螺栓5的流路空間5a，與第1板20重疊並抵接。由此，存在第2板30及螺栓5的內表面中的任一方產生異物D的情況。異物D大部分產生於第2板30的插入方向的內側。

另一方面，由於第1板20不與流路空間50a的內周面抵接，因此由第1板20的外周邊緣25、第2板30和流路空間5a的內周面形成的空間構成異物存積部F。通過該異物存積部F，能夠存積將第2板30壓入流路空間5a時產生的異物D。此外，由於異物存積部F為封閉空間，因此能夠將異物D存積於異物存積部F。由此，能夠防止異物D混入第1流路13b和第2流路14c中。

第1板20和第2板30例如由鋼材構成。第1板20可以由表面硬度低於第2板30的材料(鋼材)構成。異物D有時會進入與第1板20和第2板30相對的區域。在這種情況下，由於夾有異物D，有時會導致第1板20和第2板30的附著性受損，不能以適當的姿勢配置第2板30。

在此，如果第1板20由表面硬度低於第2板30的材料(鋼材)構成，則當第2板30抵接於第1板20時，能夠使被推壓於第1板20的異物D埋藏於第1板20的表層。由此，能夠保持第1板20和第2板30的附著性，並以適當的姿勢配置第2板30。

如圖1所示，OVC12具有筒狀的捲軸12a、從第2板30沿旋轉軸芯X方向 對捲軸12a施力的彈簧12b、和抵抗彈簧12b的施力並驅動捲軸12a移動的電磁螺線管12c。在第2板30上設有決定彈簧12b位置的凸狀的卡定部31。

捲軸12a以沿旋轉軸芯X的方向往復滑動的方式收容於螺栓5的流路空間5a的第2流路14c。捲軸12a通過彈簧12b而時常對從流路空間5a向外方突出的一側施力。螺栓5的內側設有捲軸12的防脫用的制動片12e。

如果向電磁螺線管12c供電，則捲軸12a被推桿12d推壓並向凸輪軸2側滑動。OCV12能夠通過調節向電磁螺線管12c供給的電力的負荷率，來調節捲軸12a的位置。對電磁螺線管12c的供電量由未圖示的ECU(電子控制單元)控制。

通過供給流路13和OCV12，向提前角流路8a或者滯后角流路8b擇一供給通過油泵P從外部供給來的油。供給流路13具有螺栓1的外周流路13a、第1流路13b、導入路13c、第1連通路13d、第2連通路14a和第3連通路14b。

外周流路13a形成於凸輪軸2的螺紋孔2b。第1流路13b形成於螺栓5的內部。導入路13c設於螺栓5和套筒4之間，並使第1流路13b的油沿旋轉軸芯X的方向流通。第1連通路13d貫穿並形成於筒軸部5c，使導入路13c的油在筒軸部5c的內側流通。第2連通路14a在與旋轉軸芯X交叉的方向上貫穿筒軸部5c。第3連通路14b在與旋轉軸芯X交叉的方向上貫穿筒軸部5c和套筒4。

第2連通路14a和第3連通路14b設於沿旋轉軸芯X的圓周方向與導入路13c不同的位置，且設於沿旋轉軸芯X的方向互不相同的位置，以使螺栓5內側的油分別在提前角流路8a和滯后角流路8b中流通。

套筒4上形成有用於連通滯后角環狀流路9b和第3連通路14b的套筒側連通路4a。套筒側連通路4a設於旋轉軸芯X的周圍並形成長孔。

捲軸12a外周面設有形成為圓環狀的閥體周向槽15，其在導入路13c既不與第2連通路14a連通也不與第3連通路14b連通的中立狀態、導入路13c僅與第2連通路14a連通的提前角控制狀態(圖3)和導入路13c僅與第3連通路14b連通的滯后角控制狀態之間切換。

向提前角控制狀態的切換通過停止向電磁螺線管12c供電而進行。與此相對，向中立狀態或滯后角狀態的切換通過控制向電磁螺線管12c的供電量而進行。

在筒軸部5c的內部，第1流路13b的中途位置中，設有球式的逆止閥16。 該逆止閥16通過彈簧22而對關閉側施力。在第1板20上形成有對該彈簧22進行定位的凸狀的卡定部21。如果油的供給壓力在設定壓力以下，則逆止閥16切斷油嚮導入路13c的流入，並且阻止油從導入路13c逆流。另一方面，如果油的供給壓力超過設定壓力，則容許油嚮導入路13c流入。

在中立狀態下，捲軸12a移動至僅第1連通路13d與閥體周向槽15連通、且第2連通路14a和第3連通路14b中的任一個均不與閥體周向槽15連通的位置。在該中立狀態下，停止對提前角室7a及滯后角室7b的油的供排，並且相對旋轉相位不變。

在提前角控制狀態(圖3)下，捲軸12a移動至第1連通路13d和第2連通路14a通過閥體周向槽15而連通、且第3連通路14b與流路空間5a連通的位置。在該提前角控制狀態下，通過提前角流路8a向提前角室7a供給油，同時，通過滯后角流路8b將滯后角室7b的油從第3連通路14b排出至外部，並且相對旋轉相位向提前角方向變化。

在滯后角控制狀態下，捲軸12a移動至第1連通路13d和第3連通路14b通過閥體周向槽15連通、且第2連通路14a與流路空間5a連通的位置。在該滯后角控制狀態下，通過滯后角流路8b向滯后角室7b供給油，同時，通過提前角流路8a將提前角室7a的油排出至外部，並且相對旋轉相位向滯后角方向變化。

[第二實施方式]

如圖6所示，在本實施方式中，在第1板20中，第1板20的外周邊緣25中第2板30側的外周邊緣的至少一部分形成為與其他部分的外周邊緣相比直徑更小。在圖6中，第1板20的外周邊緣25中與第2板30側的面24交叉的角部被削去，從而形成倒角26。由於倒角26，異物存積部F被擴大，因此易於將異物D保持在異物存積部F中。

[第三實施方式]

如圖7所示，本實施方式中，在第2板30中，第2板30的外周邊緣35中第1板20側的外周邊緣的至少一部分形成為與其他部分的外周邊緣相比直徑更小。在圖7中，第2板30的外周邊緣35中與第1板20側的面34交叉的角部被削去，從而形成倒角36。由於倒角36，異物存積部F被擴大，因此易於將異物D保持在異物存積部F中。而且，在將第2板30插入螺栓5的流路空間5a 時，直徑小於其他外周邊緣的倒角36能夠起引導作用。由此，可抑制將第2板30插入時粉屑的產生，並且第2板30向流路空間5a的裝入操作變得容易進行。

[第三實施方式的變形例]

如圖8所示，在本實施方式中，在第2板30的外周邊緣35中，與第1板20側的面34交叉的角部、以及與第1板20的相反側的面33交叉的角部均形成倒角36。如此，如果在第2板30的兩個面33、34上形成倒角36，則第2板30不具有彈簧12b的卡定部31，在這種情況下，能夠將第2板30的兩個面33、34設為相同形狀。由此，能夠對面33、34不加區分地將第2板30插入螺栓5的流路空間5a。因此，可使第2板30向流路空間5a的裝入操作變得更簡單。

[第四實施方式]

如圖9所示，本實施方式中，第1板20在第2板30側的面24處設有凸部27，第2板30在第1板20側的面34處設有凹部37。通過組合第1板20的凸部27與第2板30的凹部37，能夠形成被凸部27的外周側與凹部37的內周側包圍的異物存積部F。在圖9所示的例子中，雖然第1板20的外周部28和第2板30的外周部38分開，但也可為第1板20的外周部28和第2板30的外周部38相接的結構。這樣的話，由於第1板20的凸部27與第2板30的凹部37之間的異物存積部F被封閉，因此能夠將異物D完全封入第2板30的內周側。

[其他實施方式]

在上述各實施方式中，對本發明適用於發動機E的閥正時控制裝置中設有OCV12的螺栓5的流路空間5a的例子進行了說明。但是，本發明的適用範圍並不限於此，其可應用在用於控制各種油壓機器的流路空間，進一步地，也可應用於油壓以外的各種流體的流路空間。

產業上的可利用性

本發明所涉及的流路分隔結構可以廣泛用於形成於流路部件的流路空間。

符號說明

1b：外部轉子(驅動側旋轉體)

2：凸輪軸

3：內部轉子(從動側旋轉體)

5：螺栓(流路部件)

5a：孔部(流路空間)

7：流體壓室

7a：提前角室

7b：滯后角室

13b：第1流路

14c：第2流路

14d：階梯部

18：分隔體

20：第1板

30：第2板

E2：曲柄軸

F：異物存積部

X：旋轉軸芯。