CN105332759B - 凸轮轴相位调节器及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种凸轮轴相位调节器及其组装方法，所述调节器包括：定子；可转动地位于所述定子内的转子，所述转子的端面设有收容槽，所述收容槽具有两个沿所述转子的周向间隔设置的端壁、以及两个沿所述转子的径向相对设置的侧壁；位于所述收容槽内的复位弹簧，所述复位弹簧沿伸缩方向的两端分别面向两个所述端壁；端盖，在所述定子的轴向一侧与所述定子固定连接；与所述端盖抗扭连接的销，所述销的端部伸入所述收容槽内，并与所述复位弹簧的一端相连；所述复位弹簧至少有一段为棱柱形弹簧，所述棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一所述侧壁接触、有两条侧棱与另一所述侧壁接触。本发明的技术方案提供了一种组装更容易的凸轮轴相位调节器。

Description

凸轮轴相位调节器及其组装方法

技术领域

本发明涉及可变凸轮正时(Variable Camshaft Timing，简称VCT)技术领域，特别是涉及一种凸轮轴相位调节器及其组装方法。

背景技术

现有凸轮轴相位调节器存在占据空间较大、以及制造和安装比较复杂的问题，为了解决该问题，申请人提出了一种解决方案，如图1所示，该凸轮轴相位调节器包括：定子1；转子2，可转动地位于定子1内并设有收容槽20，收容槽20位于转子2的端面，并具有沿转子2的周向间隔设置的端壁21、端壁22、以及两个沿转子2的径向相对设置的侧壁23；结合图2所示，链轮3，在定子1的轴向一侧与定子1固定连接并设有销孔30；销4，与链轮3抗扭连接，且自链轮3的销孔30伸入收容槽20内；结合图3所示，位于收容槽20内的复位弹簧5，复位弹簧5呈圆柱形，复位弹簧5沿伸缩方向的两端中，一端面向端壁22，另一端面向端壁21并设有弯钩50，弯钩50套设在销4伸入收容槽20的端部外，以实现复位弹簧5与销4相连。

发动机(未图示)开始工作时，凸轮轴相位调节器跟着开始工作，转子2会相对定子1转动。由于链轮3与定子1固定连接、而销4与链轮3抗扭连接，故转子2会相对销4转动。当转子2相对销4沿自端壁22至端壁21的周向方向(图中为顺时针方向)转动时，复位弹簧5的一端被销4限制、另一端被端壁22压缩，使得复位弹簧5被压缩在端壁22和销4之间。被压缩的复位弹簧5能够产生回复力，以使转子2沿相反的方向转动以回位。

由于复位弹簧5呈圆柱形，在凸轮轴相位调节器的组装过程中复位弹簧5很容易在收容槽20内翻转，以致无法实现复位弹簧5与销4相连。具体分析如下：

凸轮轴相位调节器的组装过程包括：首先，将转子2置于定子1内；然后，将复位弹簧5置于转子2的收容槽20内；将销4压入链轮3的销孔30以与链轮3抗扭连接之后，将装配有销4的链轮3盖设于定子1的轴向一侧，并使销4对准复位弹簧5的弯钩50插入，使弯钩50套设于销4外，然后，将链轮3与定子1固定连接。为了保证销4能够对准复位弹簧5的弯钩50插入，将复位弹簧5放入收容槽20内时，应控制复位弹簧5在收容槽20内的方位，使弯钩50的中轴线与转子2的中轴线基本上平行。但是，在销4对准弯钩50插入的步骤中，销4有可能因未对准弯钩50而碰触到复位弹簧5。复位弹簧5在受到销4的触碰时很容易在收容槽20内翻转，造成弯钩50倾斜，进而出现销4无法插入弯钩50内的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种组装更容易的凸轮轴相位调节器。

为解决上述问题，本发明提供了一种凸轮轴相位调节器，包括：定子；可转动地位于所述定子内的转子，所述转子的端面设有收容槽，所述收容槽具有两个沿所述转子的周向间隔设置的端壁、以及两个沿所述转子的径向相对设置的侧壁；位于所述收容槽内的复位弹簧，所述复位弹簧沿伸缩方向的两端分别面向两个所述端壁；端盖，在所述定子的轴向一侧与所述定子固定连接；与所述端盖抗扭连接的销，所述销的端部伸入所述收容槽内，并与所述复位弹簧的一端相连；所述复位弹簧至少有一段为棱柱形弹簧，所述棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一所述侧壁接触、有两条侧棱与另一所述侧壁接触。

可选的，所述棱柱形弹簧为长方体弹簧。

可选的，所述复位弹簧至少有一段为圆柱形弹簧。

可选的，所述收容槽的横截面形状与所述棱柱形弹簧沿其中轴线方向投影的形状吻合。

可选的，所述复位弹簧为螺旋弹簧、波形弹簧、或者为螺旋弹簧和波形弹簧的组合。

可选的，所述复位弹簧的一端设有弯钩，所述弯钩套设于所述销外，使得所述复位弹簧与销相连。

可选的，所述收容槽为弧形，并与所述转子同轴。

可选的，所述收容槽的数量为多个，多个所述收容槽沿所述转子的周向均匀间隔排列。

另外，本发明还提供了一种凸轮轴相位调节器的组装方法，包括：提供一定子；提供一转子，所述转子的端面设有收容槽，所述收容槽具有两个沿所述转子的周向间隔设置的端壁、以及两个沿所述转子的径向相对设置的侧壁，将所述转子置于所述定子内，使所述转子可相对所述定子转动；提供一复位弹簧，所述复位弹簧至少有一段为棱柱形弹簧，将所述复位弹簧置于所述收容槽内，使所述复位弹簧沿伸缩方向的两端分别面向两个所述端壁，且所述棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一所述侧壁接触、有两条侧棱与另一所述侧壁接触；提供一端盖；提供一销，将所述销与所述端盖抗扭连接；将装配有所述销的所述端盖盖设于所述定子的轴向一侧，使所述销的端部伸入所述收容槽内，并与所述复位弹簧的一端相连，然后，将所述端盖与所述定子固定连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

由于棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一侧壁接触、有两条侧棱与另一侧壁接触，使得复位弹簧置于收容槽内之后具有良好的稳定性。在销与复位弹簧相连的步骤中，即使复位弹簧有受到销的碰触也不容易翻转，不会出现销无法与复位弹簧相连的问题，使得凸轮轴相位调节器的组装更容易。

附图说明

图1是申请人申请的另一项发明专利中凸轮轴相位调节器的剖面结构示意图；

图2是图1所示凸轮轴相位调节器中链轮的平面结构示意图；

图3是图1所示凸轮轴相位调节器中复位弹簧的立体结构图；

图4是本发明的第一实施例中凸轮轴相位调节器的剖面结构示意图；

图5是图4所示凸轮轴相位调节器中复位弹簧的立体结构图；

图6是图4所示凸轮轴相位调节器中棱柱形弹簧与收容槽的装配示意图；

图7是图4所示凸轮轴相位调节器中端盖的平面结构示意图；

图8是本发明的第二实施例中棱柱形弹簧与收容槽的装配示意图；

图9是本发明的第三实施例中棱柱形弹簧与收容槽的装配示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

如图4所示，本实施例的凸轮轴相位调节器包括：定子10；转子20，可转动地位于定子10内，并设有多个沿转子20的周向均匀间隔排列的收容槽21，收容槽21位于转子20的端面，并沿转子20的轴向贯穿转子20，收容槽21具有沿转子20的周向间隔设置的端壁22、端壁23、以及两个沿转子20的径向相对设置的侧壁24；端盖30，在定子10的轴向一侧与定子10固定连接；销40，与端盖30抗扭连接，且端部伸入收容槽21内；位于收容槽21内的复位弹簧50。

复位弹簧50沿伸缩方向的两端分别面向端壁22、端壁23，复位弹簧50靠近端壁22的一端与销40伸入收容槽21内的端部相连，转子20相对定子10沿自端壁23至端壁22的周向方向(图中为顺时针方向)转动时，复位弹簧50被压缩在端壁23和销40之间。

结合图5所示，复位弹簧50由两段组成，一段为靠近端壁23的棱柱形弹簧51、另一段为靠近端壁22的圆柱形弹簧52。具体地，棱柱形弹簧51为长方体弹簧，棱柱形弹簧51的外直径大于圆柱形弹簧52的外直径。在本实施例的变换例中，也可以是整个复位弹簧50均为棱柱形弹簧。

在本发明中，圆柱形弹簧52是指：弹簧的外轮廓呈圆柱形，该弹簧沿其中轴线方向的投影为圆形。

在本发明中，棱柱形弹簧51是指：弹簧的外轮廓呈棱柱形，该弹簧沿其中轴线方向的投影为多边形。

棱柱形弹簧51具有多个沿弹簧伸缩方向排列的弹簧圈510，每个弹簧圈510由多条边框512围成，并基本上呈多边形。每个弹簧圈510的相邻两条边框512相交形成棱角511。棱柱形弹簧51的所有棱角511排列构成多条侧棱513，每条侧棱513上的所有棱角511沿弹簧伸缩方向排列，侧棱513的数量与多边形的边数相等。在本实施例中，侧棱513的数量为四条。

结合图4至图6所示，棱柱形弹簧51的两条侧棱513与其中一个侧壁24接触，另外两条侧棱513与另一个侧壁24接触，且弹簧圈510中与侧壁24接触的边框512均与侧壁24平行，使得边框512与各个侧壁24无缝隙贴合在一起。

需说明的是，实际制造加工出的棱柱形弹簧51的棱角511往往是带有一定弧度的圆角，并非尖锐的棱角。

圆柱形弹簧52靠近端壁22的一端设有弯钩53，弯钩53套设于销40外，以实现复位弹簧50与销40相连。在其他实施例中，复位弹簧50也可以通过其他方式与销40相连，只要使得销40能够限制复位弹簧50靠近端壁22的一端在转子20周向方向上的位置不变即可。

下面结合图4至图6对本实施例的凸轮轴相位调节器的组装方法进行介绍，该方法包括：

首先，将转子20置于定子10内，使转子20可相对定子10转动；

第二，将复位弹簧50置于收容槽21内，使复位弹簧50沿伸缩方向的两端分别面向端壁22、端壁23，且棱柱形弹簧51的其中两条侧棱513与其中一侧壁24接触、另外两条侧棱513与另一侧壁24接触；

第三，将销40与端盖30抗扭连接；

第四，将装配有销40的端盖30盖设于定子10的轴向一侧，使销40的端部伸入收容槽21内，并对准复位弹簧50的弯钩53插入，使弯钩53套设于销40外，实现销40与复位弹簧50靠近端壁22的端部相连；

最后，将端盖30与定子10固定连接。

由于棱柱形弹簧51至少有一条侧棱513与其中一侧壁24接触、有两条侧棱513与另一侧壁24接触，使得复位弹簧50置于收容槽21内之后具有良好的稳定性。在销40对准弯钩53插入的步骤中，即使复位弹簧50有受到销40的碰触也不容易翻转，保证了弯钩53不会倾斜，不会出现销40无法插入弯钩53内的问题，使得凸轮轴相位调节器的组装更容易。

如图5所示，复位弹簧50为螺旋弹簧。在其他实施例中，复位弹簧50也可以为波形弹簧；或者为螺旋弹簧和波形弹簧的组合。

结合图4和图7所示，端盖30为链轮并设有销孔31，销40与销孔31过盈配合，以实现销40与端盖30抗扭连接。在其他实施例中，端盖30也可以为皮带轮。

如图4所示，收容槽21为弧形，并与转子20同轴，使收容槽21的侧壁24与轴孔25的孔壁平行，在转子20相对定子10转动时，复位弹簧50的伸缩方向与转子20的转动方向能够保持一致。这样一来，不仅可以使转子20能够快速回位，而且，还能够避免转子20与定子10之间的多个接触部位的径向受力不均衡，减少了某些接触部位过度磨损的可能。

第二实施例

第二实施例与第一实施例之间的区别在于：在第二实施例中，如图8所示，棱柱形弹簧为三棱柱，每个弹簧圈510基本上呈三角形，收容槽21未沿转子的轴向贯穿转子，收容槽21的横截面形状与棱柱形弹簧沿其中轴线方向投影的形状吻合，为三角形，所述横截面为利用转子的轴向剖面剖切收容槽21所得的截面。

通过使收容槽21的横截面形状与棱柱形弹簧沿其中轴线方向投影的形状吻合，将棱柱形弹簧置于收容槽21之后，能够使棱柱形弹簧的每条侧棱513均与收容槽21的侧壁24接触，弹簧圈510中与侧壁24接触的边框512均与侧壁24平行，边框512与各个侧壁24无缝隙贴合在一起。

第三实施例

第三实施例与第二实施例之间的区别在于：在第二实施例中，如图9所示，收容槽21的横截面形状与棱柱形弹簧沿其中轴线方向投影的形状不吻合，前者为矩形，后者为三角形；收容槽21的两个侧壁24中，其中一个侧壁24与弹簧圈510的边框512平行，两者无缝隙贴合在一起，另一个侧壁24与棱柱形弹簧的侧棱513接触。

需说明的是，所述棱柱形弹簧的形状并不应仅局限于所给实施例，也可以为形状。例如，棱柱形弹簧沿其中轴线的投影可以为梯形、六边形等。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种凸轮轴相位调节器，包括：

定子；

可转动地位于所述定子内的转子，所述转子的端面设有收容槽，所述收容槽具有两个沿所述转子的周向间隔设置的端壁、以及两个沿所述转子的径向相对设置的侧壁；

位于所述收容槽内的复位弹簧，所述复位弹簧沿伸缩方向的两端分别面向两个所述端壁；

端盖，在所述定子的轴向一侧与所述定子固定连接；

与所述端盖抗扭连接的销，所述销的端部伸入所述收容槽内，并与所述复位弹簧的一端相连；

其特征在于，所述复位弹簧至少有一段为棱柱形弹簧，所述棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一所述侧壁接触、有两条侧棱与另一所述侧壁接触。

2.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述棱柱形弹簧为长方体弹簧。

3.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述复位弹簧至少有一段为圆柱形弹簧。

4.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述收容槽的横截面形状与所述棱柱形弹簧沿其中轴线方向投影的形状吻合。

5.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述复位弹簧为螺旋弹簧、波形弹簧、或者为螺旋弹簧和波形弹簧的组合。

6.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述复位弹簧的一端设有弯钩，所述弯钩套设于所述销外，使得所述复位弹簧与销相连。

7.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述收容槽为弧形，并与所述转子同轴。

8.如权利要求1所述的凸轮轴相位调节器，其特征在于，所述收容槽的数量为多个，多个所述收容槽沿所述转子的周向均匀间隔排列。

9.一种凸轮轴相位调节器的组装方法，其特征在于，包括：

提供一定子；

提供一转子，所述转子的端面设有收容槽，所述收容槽具有两个沿所述转子的周向间隔设置的端壁、以及两个沿所述转子的径向相对设置的侧壁，将所述转子置于所述定子内，使所述转子可相对所述定子转动；

提供一复位弹簧，所述复位弹簧至少有一段为棱柱形弹簧，将所述复位弹簧置于所述收容槽内，使所述复位弹簧沿伸缩方向的两端分别面向两个所述端壁，且所述棱柱形弹簧至少有一条侧棱与其中一所述侧壁接触、有两条侧棱与另一所述侧壁接触；

提供一端盖；

提供一销，将所述销与所述端盖抗扭连接；

将装配有所述销的所述端盖盖设于所述定子的轴向一侧，使所述销的端部伸入所述收容槽内，并与所述复位弹簧的一端相连，然后，将所述端盖与所述定子固定连接。