专利名称：发动机的相位可变装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车用发动机的相位可变装置，该机动车用发动机的相位可变装置是在改变曲柄轴与凸轮轴的组装角(相对相位角)而使阀的开闭时机变化的相位可变机构上，设置了防止由来自阀侧的干扰转矩所导致的组装角偏移的自锁机构的机动车用发动机的相位可变装置。
背景技术：
作为在改变曲柄轴与凸轮轴的组装角(相对相位角)而使阀的开闭时机变化的相位可变机构中，设置了防止由来自阀侧的干扰转矩所导致的组装角偏移的自锁机构的发动机的相位可变装置，具有下述专利文献I所示的发动机的相位可变装置。下述专利文献I的装置，由在绕凸轮轴中心轴的规定位置连续地设置的多个偏心圆构件(偏心圆凸轮110、第一连杆111、第二连杆112)构成使各构件的偏心中心进行四连杆的动作的四连杆机构108， 通过经被第一或第二电磁离合器(105、106)制动的第一或第二控制旋转体(102、103)对此四连杆机构108进行操作，改变凸轮轴与由曲柄轴侧动作的驱动旋转体101的组装角。此四连杆机构108，与凸轮轴成一体的偏心圆凸轮110、由偏心圆凸轮110可偏心转动地支承的第一连杆111、以及由第一连杆111可偏心转动地支承的第二连杆112，当第一或第二控制旋转体(102、103)中的任一个被制动时进行连动，绕各支承轴进行偏心转动，向提前角侧或滞后角侧改变凸轮轴与曲柄轴(驱动旋转体101)的相对相位角。另一方面，在通过来自阀弹簧的反作用，在凸轮轴上发生了相对于驱动旋转体101的相对转动转矩(将该转矩称为干扰转矩。以下相同)的情况下，第一连杆111被推压在设在驱动旋转体101的驱动圆筒115上的第一连杆的导槽113上，据此，偏心圆构件(110 112)被不能偏心转动地保持，凸轮轴与驱动旋转体101 (曲柄轴)的组装角偏移被防止。下述专利文献I的发动机的相位可变装置，如上述那样，具有防止由干扰转矩所产生的凸轮轴与曲柄轴的组装角偏移的自锁机构。现有技术文献专利文献专利文献I: PCT/JP2009/6032
发明内容
发明所要解决的课题在专利文献I的发动机的相位可变装置上设置的自锁机构，经四连杆机构108构成，必须一面保持四连杆机构108的动作精度，一面实现自锁构造。因此，关于实现自锁机构这一观点，可以说构造复杂，制造成本高，所以，希望实现更简单的自锁机构。因此，本申请的发动机的相位可变装置，提供一种具有自锁机构的发动机的相位可变装置，该自锁机构具有比以往简单的结构，容易而且廉价地被实现。为了解决课题的手段
技术方案I的发动机的相位可变装置，具有由曲柄轴驱动的驱动旋转体；控制旋转体；同轴且能相对转动地支承所述驱动旋转体的凸轮轴；对所述控制旋转体施加相对于所述驱动旋转体的相对转动转矩的转动操作力施加机构；与控制旋转体相对于所述驱动旋转体的相对转动相应地改变所述凸轮轴与驱动旋转体的组装角的组装角改变机构；以及设置在该组装角改变机构上，防止由凸轮转矩所产生的驱动旋转体与凸轮轴的组装角的偏移的自锁机构；所述自锁机构具备偏心圆凸轮、锁板、以及圆筒部；该偏心圆凸轮与所述凸轮轴一体化；该锁板具有保持槽和连结机构，该保持槽在从所述凸轮轴的中心轴朝所述偏心圆凸轮的凸轮中心的偏心方向，与所述凸轮轴的中心相比在偏心侧从两侧保持所述偏心圆凸轮的外周；该连结机构从所述控制旋转体向所述偏心圆凸轮传递所述相对转动转矩；该圆筒部与所述驱动旋转体一体地形成，使所述锁板的外周内接。(作用)若干扰转矩从阀被输入到凸轮轴，则与凸轮轴成一体地转动的锁板，经不能偏心转动地保持与凸轮轴一体的偏心圆凸轮的保持槽受到大致径向的力，被推压在驱动旋转体的圆筒部上。其结果，由曲柄轴驱动的驱动旋转体与凸轮轴，由干扰转矩不能相对转 动地保持，所以，驱动旋转体与凸轮轴的组装角，不会由干扰转矩产生偏移地被保持。另外，技术方案2为技术方案I的发动机的相位可变装置，所述保持槽在锁板的径向延伸地形成，具有安装在所述偏心圆凸轮的外周上的锁板衬套，所述锁板衬套在外周具有夹着所述偏心方向设在左右两侧、被所述保持槽夹持的一对平面。(作用)经锁板衬套在保持槽上保持偏心圆凸轮，而且经一对平面使锁板衬套与保持槽进行面接触，据此，相比使偏心圆凸轮直接与保持槽进行线接触的情况，在保持槽发生的接触应力减轻，因此，在接触部位不发生偏磨损，锁板和偏心圆凸轮不晃荡地被保持。所述晃荡被防止的结果，干扰发生时的锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力瞬间而且可靠地发生。另外，技术方案3为技术方案2的发动机的相位可变装置，所述锁板由从所述保持槽朝锁板的外周面方向形成的一对狭缝分割成2个部分。(作用)在经锁板衬套使凸轮轴的偏心圆凸轮与锁板的保持槽进行了面接触的情况下，与干扰转矩的发生时将锁板推压在驱动旋转体的圆筒部的大致径向的力相比，使锁板相对于圆筒部相对转动的转矩居支配地位，有时自锁功能难以起作用。在锁板由从保持槽向外周面伸长的狭缝分割成2个部分的情况下，通过切断，使得在一方的锁板产生的相对转动转矩不传递到另一方的锁板。因此，当干扰转矩发生时，在锁板上发生的所述相对转动转矩被减轻，能够提高干扰发生时的锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力。另外，技术方案4为记载于技术方案3的发动机的相位可变装置，在所述狭缝的一方，设置对被分割成2个部分的所述锁板施加使该狭缝的宽度扩张的方向的弹性力的施力机构。(作用)在狭缝的单方施加使狭缝扩张的弹性力，据此，由制造误差等产生的锁板与驱动旋转体的圆筒部之间的间隙以及锁板衬套与保持槽之间的间隙变得更小，因此，自锁发生时的各构件的晃荡减轻。即，能够使干扰发生时的锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力瞬间产生。另外，技术方案5为记载于技术方案2的发动机的相位可变装置，在所述锁板上设置从所述保持槽朝锁板的外周面方向开口的狭缝，并且，将在夹着所述偏心方向的左右两侧的所述锁板的外径形成得比内接的所述圆筒部的内径长度稍大。(作用)锁板，其外径比圆筒部的内径大一些，以受到了从圆筒部朝内的状态内接。其结果，由制造误差等产生的锁板与驱动旋转体的圆筒部之间的间隙以及锁板衬套与保持槽之间的间隙变得更小。即，按照此结构，能够与技术方案4同样地减轻自锁发生时的各构件的晃荡，使干扰发生时的锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力瞬间产生。另外，技术方案6为记载于技术方案4或5的发动机的相位可变装置，由一对狭缝将所述锁板衬套分割成2个部分。(作用)按照技术方案6，在对锁板衬套进行了分割的状态下，从施力机构经锁板对锁板衬套施加弹性力，据此，能够在使在不对锁板衬套进行分割的情况下必然发生的锁板衬套与偏心圆凸轮之间的间隙更小，因此，自锁发生时的各构件的晃荡进一步减轻。即，能够使干扰发生时的锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力进一步在瞬间发生。另外，能够缓和偏心圆凸轮及锁板衬套的尺寸精度，所以，制造成本被抑制。
另外，技术方案7为技术方案2至6中的任一个记载的发动机的相位可变装置，所述锁板衬套的一对平面被做成夹着所述偏心方向朝左右突出的一对台阶面，所述一对台阶面在所述偏心方向与所述偏心圆凸轮的凸轮中心相比被设在偏心侧。(作用)在保持槽与锁板衬套之间，严格地说，发生由制造误差产生的晃荡。在将平面形成为台阶状，将台阶状平面的接触位置，相对于凸轮轴的中心配置在与偏心圆凸轮的凸轮中心相比偏心的位置的情况下，相比使没有台阶的平面直接与保持槽接触的情况，当干扰转矩发生时，到平面与保持槽接触的圆弧状的移动距离变小。换言之，晃荡进一步减轻。即，干扰发生时锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力更能够在瞬间发生。技术方案8为技术方案I至7中的任一个记载的发动机的相位可变装置，所述连结机构由分别设在所述控制旋转体和锁板上的一对连结孔和与该连结孔的双方卡合的连结构件形成，在所述控制旋转体侧或锁板侧中的任一方侧的连结孔与所述连结构件之间形成了微小的空隙。(作用)在牢固地过度约束了控制旋转体与锁板的位置关系的情况下，有时由制造误差使得当干扰发生时锁板变得难以被推压在驱动旋转体的圆筒部上。若在连结孔的一方与连结构件之间设置微小的空隙，则因为锁板朝大致径向的动作变得难以被限制，所以，能够提高干扰发生时锁板对驱动旋转体圆筒部的推压力。发明的效果按照技术方案I的发动机的相位可变装置，通过实现驱动旋转体的圆筒部、圆盘形的锁板及保持槽这些比以往更简单的构造，能够容易而且廉价地提供自锁机构。按照技术方案2的发动机的相位可变装置，自锁机构的耐久性提高，自锁功能更可靠地被发挥。按照技术方案3至8的发动机的相位可变装置，自锁功能更可靠地被发挥。
图I为从装置前方观看发动机的相位可变装置的第I实施例的分解立体图。图2为从装置后方观看图I的分解立体图的图。图3为第I实施例的主视图(去除盖70)。
图4为图3的A — A剖视图。图5为图4的E — E剖视图。图6 (a)为图4的B — B首I]视图。(b)为图4的C — C首I]视图。(C)为图4的D —D剖视图。图7为第I实施例的自锁机构的说明图。图8为表示自锁机构的第2实施例的与图4的E — E相当部位的剖视图。图9为第2实施例的弹簧构件的变形例说明图。 图10为锁板的变形例说明图。
图11为表示自锁机构的第3实施例的图4的与E — E相当部位的剖视图。
具体实施例方式下面，根据图对本发明的实施方式进行说明。各实施例所示的发动机的相位可变装置，是组装在发动机上，用于按与曲柄轴的旋转同步地使进排阀开闭的方式向凸轮轴传递曲柄轴的旋转，并且根据发动机的负荷、转速等运行状态改变发动机的进排阀的开闭时机的装置。根据图I 6对第I实施例的装置的结构进行说明。第I实施例的发动机的相位可变装置1，由被曲柄轴驱动旋转的驱动旋转体2、第一控制旋转体3(技术方案I的控制旋转体)、凸轮轴6(图4)、转动操作力施加机构9、组装角改变机构10、以及自锁机构11构成。另外，以下，将图I中的第二电磁离合器侧设为装置前方，将驱动旋转体2侧设为装置后方。另外，将从装置前方看到的驱动旋转体2的绕凸轮轴中心轴LO的旋转方向设为提前角侧Dl方向(顺时针方向)，将与Dl相反的方向设为滞后角侧D2方向(逆时针方向)进行说明。驱动旋转体2由多个螺栓2a将从曲柄轴接受驱动力的链轮4与具有圆筒部20的驱动圆筒5 —体化而构成。图4所示的凸轮轴6，通过将螺栓37插入中间轴7的中央圆孔7e和凸轮轴前方的阴螺纹孔6a中，与在中间轴7的后端侧同轴而且不能相对转动地一体化。第一控制旋转体3具有前缘的凸缘部3a、向后方连续的圆筒部3b、以及底部3c连续的有底圆筒形状。在底部3c上，具有中心的贯通圆孔3d、一对销孔28、设在从中心轴LO具有规定半径的圆周上的圆周方向槽30、以及从中心轴LO到槽的距离朝提前角侧Dl方向减少的曲线状的缩径导槽31。中间轴7，从后方侧向前方侧(图I的第二控制旋转体侧。以下相同)在轴向连续地形成第一圆筒部7a、凸缘部7b、第二圆筒部7c、具有从凸轮轴中心轴LO偏心的凸轮中心LI的偏心圆凸轮12、以及第三圆筒部7d。驱动旋转体2，在由螺栓2a —体化的链轮4和驱动圆筒5将凸缘部7b夹在中间的状态下，经圆孔(4a、5a)，由第一及第二圆筒部(7a、7c)可转动地支承在中间轴7上，并且，经中间轴7支承在凸轮轴6上。另外，第三圆筒部7d被插入第一控制旋转体3的中央圆孔3d中。另外，驱动旋转体2、第一控制旋转体3、凸轮轴6、中间轴7，被同轴地配置在中心轴LO上。转动操作力施加机构9，由第一电磁离合器21和反转机构22构成，该第一电磁离合器21对第一控制旋转体3进行制动，施加对驱动旋转体2的相对转动转矩，该反转机构22对第一控制旋转体3施加与第一电磁离合器21相反方向的相对转动转矩。
组装角改变机构10是不能相对转动地将凸轮轴6与控制旋转体3 —体化的机构，由可相对转动地对驱动旋转体2进行支承的中间轴7、自锁机构11、以及连结机构16构成。自锁机构11是被夹装在驱动旋转体2与中间轴7之间，防止由凸轮轴6从未图示的阀弹簧受干扰转矩而引起的、驱动旋转体2与凸轮轴6的组装角偏移的发生的机构，由中间轴7的偏心圆凸轮12、锁板衬套13、锁板14、驱动旋转体2的圆筒部20构成。锁板衬套13，如图I和图5所示，在中央具有与中间轴7的偏心圆凸轮12卡合的圆孔13a，在外周两端上具有一对平面(23、24)，以相对于连结凸轮轴中心轴LO与凸轮中心LI的直线L2 (以下相同。以后，简称为直线L2)使平面(23、24)大致平行的方式在偏心圆凸轮12的外周上可转动地安装。锁板14，整体上形成为圆盘状，具有在径向延伸的大致长方形状的保持槽15。另 夕卜，锁板14，由被从保持槽15的短面(15a、15b)朝锁板14的外周以直线状伸长的一对狭缝(25,26)等分割的一对构成构件(14a、14b)构成。另外，锁板衬套13的平面(23、24)，分别与保持槽15的长面(15c、15d)接触地被保持。锁板14，在保持槽15的长面(15c、15d)夹持了锁板衬套13的平面(23、24)的状态下，其外周面(14c、14d)与驱动圆筒5的圆筒部20内接。这时，偏心圆凸轮12的外周，相比在凸轮中心LI与直线L2正交的直线L3 (以下相同，以后简称为直线L3)被更朝偏心侧(从LO超过LI更偏心的方向)配置的部分，经锁板衬套13被保持在锁板14的保持槽15中。另外，连结机构16，由一对连结销(27、27)、设在控制旋转体3的底部3b上的一对第一销孔(28、28)、以及分别被构成在锁板14的构成构件(14a、14b)上的第二销孔(29、29)构成。连结销27，以被嵌合固定在第一销孔28和第二销孔29中的任一方，在与另一方之间形成微小间隙的状态插入到另一方中。由后述的自锁机构11，在发生干扰转矩时锁板14被推压在驱动圆筒5的圆筒部20的内周面20a上，不能相对转动地被保持。在插入连结销27的第一及第二销孔(27、28)中的任一方设置的微小间隙，为了缓和被固定在第一控制旋转体3上的锁板14因制造误差而变得难以被推压在内周面20a上的现象而设置。一面夹持锁板衬套13，一面与驱动圆筒5的圆筒部20内接的锁板14，通过连结销27被插入到第一及第二销孔(28、29)中，与控制旋转体3不能相对转动地一体化。其结果，中间轴7 (凸轮轴6)，经偏心圆凸轮12、锁板衬套13及锁板14，与控制旋转体3不能相对转动地一体化。凸轮轴6，与从转动操作力施加机构9接受了转矩的控制旋转体3成一体，相对于驱动旋转体2，朝提前角侧Dl方向或滞后角侧D2方向的任一个方向相对转动。其结果，凸轮轴6与驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的组装角被改变，阀的开闭时机被改变。在这里，对转动操作力施加机构9进行说明。第一电磁离合器21被固定在未图示的发动机的内部，配置在第一控制旋转体3的前方。第一控制旋转体3，通过将凸缘部3a的前面3e吸附在第一电磁离合器21的摩擦材料21a上，相对于朝Dl方向旋转的驱动旋转体2产生旋转滞后。另外，反转机构22，由第一控制旋转体3的圆周方向槽30和缩径导槽31、第二控制旋转体32、圆盘状的销导向板33、对第二控制旋转体32进行制动的第二电磁离合器38、第一及第二连接销(34、35)、以及环构件36构成。
第二控制旋转体32，配置在第一控制旋转体3的圆筒部3b的内侧，经以中心轴LO为中心设置的贯通圆孔32a可转动地支承在中间轴7的第三圆筒部7d上。另外，第二控制旋转体32，在后方具有中心01从凸轮轴中心轴LO偏心的台阶状的偏心圆孔32b，环构件36可滑动转动地内接在偏心圆孔32b中。圆盘状的销导向板33，在第一控制旋转体3的圆筒部3b的内侧被配置在底部3c与第二控制旋转体32之间，经中心部的贯通圆孔33a可转动地被支承在中间轴7的第三圆筒部7d上。另外，销导向板33具有从与贯通圆孔33a不连接的位置在大致径向延伸的大致径向槽33b和大致径向导槽33c。大致径向槽33b，在与圆周方向槽30对应的位置从贯通圆孔33a的附近到外周缘穿过地形成，大致径向导槽33c，在与缩径导槽31对应的位置以长圆状形成到外周缘部附近。另外，第一连接销34,由细圆轴34a和与细圆轴34a的前端卡合一体化的空心粗圆轴34b形成。空心粗圆轴34b,由大致径向槽33b从两侧夹持,细圆轴34a的后端,被插通在圆周方向槽30及保持槽15，固定在驱动圆筒5的安装孔5b中。另外，细圆轴34a，沿槽方向在圆周方向槽30的两端移动。 第二连接销35,由在细圆轴35a的后端上一体形成粗圆轴35b而构成的第一构件35c、空心第一轴35d、空心第二轴35e及空心第三轴35f形成。空心第一轴 空心第三轴(35d 35f)，朝粗圆轴35b侧依次被插装在细圆轴35a上，防止朝后方脱落。粗圆轴35b，插入在保持槽15中。另外，空心第一轴35d，外周形状具有沿缩径导槽31的圆弧形状，在缩径导槽31被保持上下，并且沿缩径导槽31移动。空心第二轴35e，具有圆筒形状，在大致径向导槽33c中被保持两侧，并且沿大致径向导槽33c移动。空心第三轴35f，具有圆筒形状，与环构件36的圆孔36a可转动地连结。另外，在中间轴7的第三圆筒部7d的前端，从前方配置在中央具有圆孔(39a、40a)的保持架39和垫圈40，保持架39、垫圈40及中间轴7，通过将插入了圆孔(39a、40a)和圆孔7e中的螺栓37安装在阴螺纹孔6a中，不能相对转动地被固定在凸轮轴6上。其结果，从被配置在中间轴7的外周上的图4的驱动旋转体2到第二控制旋转体2的部件，被防脱固定在凸轮轴6的凸缘部6b与保持架39之间，通过对垫圈40的厚度进行调整，这些部件的轴向的空隙被适当化。另外，在螺栓和第一及第二电磁离合器(21、38)的前方配置盖70。在这里，对由转动操作力施加机构9进行的凸轮轴6与驱动旋转体2(未图示的曲柄轴)的组装角的改变动作进行说明。通常，第一控制旋转体3与驱动旋转体2成一体，朝Dl方向旋转(参照图6 (C))。在第一控制旋转体3被第一电磁离合器21吸附而被制动的情况下，中间轴7 (凸轮轴6)，与被一体化的第一控制旋转体3 —起，相对于朝Dl方向旋转的驱动旋转体2向D2方向产生旋转滞后。其结果，凸轮轴6的相对于驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的组装角，被朝滞后角侧D2方向改变，未图示的阀的开闭时机变化。这时，图6 (C)所示的第二连接销35的空心第一轴35d，在缩径导槽31内朝成为大致顺时针方向的D3方向移动，图6 (b)的空心第二轴35e在大致径向导槽33c中朝中心轴LO沿D4方向移动，图6 (a)的空心第三轴35f，对环构件36施加在圆孔32b内的滑动转动转矩。另外，第一连接销34的细圆轴34a，在圆周方向槽30内朝顺时针方向Dl方向移动。另外，圆周方向槽30的两端(30a、30b)，作为移动的细圆轴34a抵接的止挡起作用。另一方面，第二控制旋转体32，通常与驱动旋转体2 —起朝Dl方向旋转(图6(a))。若使第二电磁离合器38动作，则第二控制旋转体32的前面32c被吸附在摩擦材料38a，相对于第一控制旋转体3朝D2方向产生旋转滞后。图6 (a)的环构件36，通过内接的偏心圆孔32b朝D2方向进行偏心转动，在偏心圆孔32b内进行滑动转动。图6 (b)的空心第二轴35e，通过环构件36的动作，与空心第三轴35f及空心第一轴35d—起沿大致径向导槽33c朝外周方向D5方向移动。这时，图6 (c)的第一控制旋转体3,与第一电磁离合器21的动作时相反，从在缩径槽31内朝大致半时针方向D6方向移动的空心第一轴35d经缩径槽31受到提前角侧Dl方向的相对转动转矩,相对于朝Dl方向旋转的驱动旋转体2进一步朝提前角侧Dl方向相对转动。其结果，凸轮轴6的相对于驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的凸轮轴6的组装角，被朝提前角侧Dl方向返回，未图示的阀的开闭时机变化。下面，对自锁机构11的动作进行说明。中间轴7 (凸轮轴6)与驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的组装角，如上述那样，通过由转动操作力施加机构9使控制旋转体3相对于驱动旋转体2朝提前角侧Dl方向或滞后角侧D2方向的任一个方向相对转动而决定。然 而，从未图示的阀弹簧由反作用所产生的干扰转矩被输入到凸轮轴6，所以，在通过干扰转矩在凸轮轴6与驱动旋转体2之间发生了组装角偏移的情况下，在阀的开闭时机产生意外的紊乱。本实施例的自锁机构11，反过来利用该干扰转矩的发生，防止所述组装角偏移。图7表示在凸轮轴6 (中间轴7)朝顺时针方向Dl方向或逆时针方向D2方向的任一个方向发生了干扰转矩的时候作用在锁板14的外周面(14c、14d)与驱动圆筒5的圆筒部20的内周面之间的力和自锁作用。若凸轮轴6与中间轴7朝滞后角侧D2方向或提前角侧Dl方向受到干扰转矩，则偏心圆凸轮12朝D2或Dl方向受到凸轮中心LI要绕凸轮轴中心轴LO进行偏心转动的偏心转动转矩。凸轮中心轴LI，是从凸轮轴中心轴LO偏心距离s的量的轴，设连结LO与LI的直线为L2，通过LI并与L2正交的直线为L3，导向板衬套13，若偏心圆凸轮12受到D2方向的干扰转矩，则在直线L3与偏心圆凸轮12的交点Pl，从偏心圆凸轮12沿直线L3受到从LI到Pl方向的力Fl。另外，导向板衬套13，若偏心圆凸轮12受到Dl方向的干扰转矩，则在直线L3与偏心圆凸轮12的交点P2，从偏心圆凸轮12沿直线L3受到从LI到P2方向的力F2。另外，力(FI、F2)，在直线L3，经相互面接触的平面(23、24)和保持槽15的长面(15c、15d)从锁板衬套13向锁板14传递。另外，力(FI、F2)在直线L3与锁板构成构件(14a、14b)的外周面(14c、14d)的交点(P3、P4)，从锁板14向驱动圆筒5的圆筒部内周面20a传递。在驱动圆筒5的圆筒部内周面20a与锁板14的外周面(14c、14d)之间，由于力(F1、F2)的原因，在交点P3及P4发生妨碍驱动圆筒5与锁板14的相对转动的局部的摩擦力。所述局部的摩擦力，如以下那样被表示。首先，将通过交点P3及P4、在锁板构成构件外周面(14c、14d)的切线方向延伸的直线分别设为L4，与L3正交的直线设为L5，与直线L4正交的直线设为L6，将直线L4和L5的倾斜度及直线L3和L6的倾斜度在交点P3设为9 1，在交点P4设为0 2 (此0 1和0 2以后称为摩擦角。)，若设摩擦面的摩擦系数为U，则在驱动旋转体2与凸轮轴6之间引起组装角偏移的力，由在交点P3和P4的切线方向的力FlXsin 0 I及F2 X sin 0 2分别表示。另外，妨碍圆筒部内周面20a与锁板14的外周面(14c、14d)的滑动的反方向的局部的摩擦力，分别由ii XFIXcos 0 I及U XF2Xcos 0 2表/Jn o在所述摩擦力比引起组装角偏移的力更大的情况下，驱动圆筒5与锁板14之间，相互不能相对转动地被保持。在该情况下，锁板衬套13和偏心圆凸轮12 (中间轴7)也相对于驱动圆筒5不能相对转动地被保持。其结果，驱动旋转体2与凸轮轴6，由干扰转矩的发生，不能相对转动地被锁定，在凸轮轴6与控制旋转体2 (曲柄轴)之间，不发生组装角偏移。在满足FlXsin 0 I < U XFIXcos 0 I 及 F2Xsin 0 2 < U XF2Xcos 0 2 的条件的情况下，妨碍锁板14与驱动圆筒5的滑动的局部的摩擦力变得比产生组装角偏移的力更大，所以，在两者之间发生自锁作用。因此，在以满足QKtarr1i^ezstarT1il的方式设定了摩擦角9 1和9 2的情况下，在驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)与凸轮轴6之间当发生干扰时自锁功能起作用，所以，由干扰产生的组装角偏移不发生地被防止。另外，在偏心圆凸轮12与保持槽15之间夹装了具有平面(23、24)的锁板衬套13 的情况下，通过与长面(15c、15d)的面接触，在自锁时在保持槽15上发生的接触应力变小。然而，即使以通过中心(L0、L1)的直线L2与长面(15c、15d)变得大致平行的方式直接将偏心圆凸轮12保持在保持槽15，自锁功能也起作用，所以，也可省略锁板衬套13。下面，根据图8对涉及发动机的相位可变装置的自锁机构的第2实施例进行说明。第2实施例的自锁机构41，除了锁板衬套42及锁板43的形状不同，包括弹簧构件44 (技术方案4的施力机构)以外，其它具有与第I实施例的自锁机构11相同的结构。具体地说，第2实施例的锁板衬套42的形状，除了具有未设置平面(23、24)的环形状以外，其它与第I实施例的锁板衬套13相同。另外，第2实施例的锁板43，除了用于弹簧构件44的安装而将狭缝47形成得比狭缝46大以外，形状与实施例的锁板14相同。环状的锁板衬套42，经圆孔42a被安装在偏心圆凸轮12上。另外，圆盘状的锁板衬套42，具有在径向延伸的大致长方形状的保持槽45。另外，锁板衬套42，由被从保持槽45的短面(45a、45b)朝锁板43的外周以直线状伸长的一对狭缝(46、47)等分割的一对构成构件(43a、43b)构成。狭缝46，虽然具有与第I实施例的锁板14的狭缝25相同的形状，但狭缝47与狭缝46相比宽度大，所以，与第I实施例的狭缝26不同。另外，在狭缝47上，安装弹簧构件44。弹簧构件44，具有在圆弧状凸部44a的两端部设置了向外侧折曲的返回部(44b、44c)的形状，圆弧状凸部44a的宽度形成得比狭缝47的宽度大。弹簧构件44，通过在狭缝47中嵌入圆弧状凸部44a，在返回部(44b、44c)上对构成构件(43a、43b)的外周面(43c、43d)进行保持，对构成构件(43a、43b)施加在宽度方向扩张狭缝47那样的弹性力。其结果，在自锁机构41中，形成在锁板构成构件(43a、43b)的外周面(43c、43d)与驱动圆筒5的圆筒部内周面20a之间的由制造误差等所产生的间隙、形成在锁板衬套42与保持槽45之间的间隙变小，自锁发生时的各构件的晃荡减轻，据此，自锁时的锁板43对圆筒部20的推压力增大，所以，发生可靠的自锁作用。另外，由干扰转矩从偏心圆凸轮12的凸轮中心LI沿直线L3传递到驱动圆筒5的圆筒部内周面20a的力(F1、F2)，通过直线L3与锁板衬套42的外周的交点(P5、P6)的线接触，分别从锁板衬套42向锁板构成构件(43a、43b)传递，再在直线L3与外周面(43c、43d)的交点(P7、P8 )，作用在驱动圆筒5的圆筒部内周面20a上。这时，通过将在从交点(P7、P8 )在切线方向延伸的线和与直线L3正交的线之间形成的、与第I实施例的(0 I、6 2)相当的摩擦角设定在与第I实施例同样的范围(Θ I < tarT1 μ、Θ 2 < tarT1 μ )，在锁板43与驱动圆筒5的圆筒部20之间建立由干扰转矩产生的自锁功能。另外，在宽度方向扩张狭缝47的施カ机构，除了如图8那样设置弹簧构件44以夕卜，也可为图9 (a)、(b)所示的施力机构。S卩，在图9 (a)中，在狭缝47的外周端部设置朝凸轮轴中心轴LO方向被切成细头状的切ロ部(47a、47b)，在切ロ部(47a、47b)配置梯形构件48a。梯形构件48a是在外周侧具有与弹簧构件44相当的形状的弹簧构件48b的安装部48c，从安装的弹簧构件48b朝中心轴LO受到D7方向的弹性力，对切ロ部(47a、47b)的面施加垂直的力，扩张狭缝47的构件。另外，在图9 (b)中，通过沿锁板构成构件(43a、43b)的外周配置C字型的板簧构件49，在宽度方向扩张狭缝47，在缩小狭缝46的宽度的方向对锁板构成构件(43a、43b)施力。板簧构件49，相对于锁板构成构件(43a、43b)，C字的开ロ部与狭缝46对应地配置。另 的构成构件43b相对于构成构件43a受到大致D2方向的施カ转矩(付勢トルク)即可。锁板构成构件(43a、43b)的外周面(43c、43d)，由板簧构件49朝驱动圆筒5的圆筒部内周面20a施力。其结果，通过板簧构件49的弾性力，形成在驱动圆筒5的圆筒部内周面20a与锁板43的外周面(43c、43d)之间以及锁板衬套50与保持槽45之间的由制造误差等产生的间隙变小，晃荡减轻，所以，发生可靠的自锁作用。另外，锁板衬套，也可以如图9 (b)的符号50所示那样，由被配置在直线L2的延长线上的狭缝(50c、50d)等分割的锁板衬套构成构件(50a、50b)构成。在分割了锁板衬套的情况下，在锁板衬套50的内周面50e与偏心圆凸轮12的外周之间形成的、由制造误差等产生的间隙进ー步变小，所以，晃荡减轻，发生更可靠的自锁作用。在设置了图8、9所示的弹簧构件44等施カ机构的情况下，通过其弹性力减轻由制造误差产生的晃荡，所以，能够缓和偏心圆凸轮12、锁板衬套(42、50)、锁板43的尺寸精度，廉价地进行制造。另外，锁板，也可以如图10所示那样，形成为仅在ー个部位设置了从保持槽52向锁板51的外周面51a开ロ的狭缝53的大致C型(符号51)，使例如锁板51的左右方向(沿直线L3的方向)的外径比圆筒部20的内周面20a的内径还大ー些等，对内周面20a (图10的左右d2、d3方向)总是施加力地进行组装。在该情况下，能够一面省略图8及图9各图那样的弹簧构件，一面获得相同效果。下面，根据图11对与发动机的相位可变装置相关的自锁机构的第3实施例进行说明。第3实施例的自锁机构61，除了从第2实施例的自锁机构40省略弹簧构件44，将锁板衬套42的形状改变成了符号62的形状以外，其它具有与第2实施例的自锁机构41共同的结构。锁板衬套62，在左右具有ー对平坦面(62a、62b)，具有在从平坦面(62a、62b)向左右外侧突出的ー对台阶部(62c、62d)上设置的ー对平行的台阶面(63、64 )。锁板衬套62，以台阶面(63、64)与从凸轮轴中心轴LO朝凸轮中心LI方向延伸的直线L2平行的方式，经圆孔62e安装在偏心圆凸轮12上。另ー方面，台阶面(63、64)，通过在偏心圆凸轮12上的安装，被配置在相对于直线L2左右对称而且从凸轮中心LI偏心的位置地形成。即，台阶面(63、64)，在从直线L3与平坦面(62a、62b)的交点(Cl、C2)更偏心的方向(从LO朝LI的dl方向)的区域，被设置在从平坦面(62a、62b)向左右外侧突出设置的位置。另外，连结平面63、64的中央的直线L7，与直线L3大致平行，在与凸轮中心LI相比从凸轮轴中心轴LO偏心的交点C3与直线L2正交。台阶面(63、64)，分别由保持槽45的长面(45a、45b)保持。若偏心圆凸轮12受到D2或Dl方向的干扰转矩作用，则保持槽45的长面(45a、45b)经在从偏心圆凸轮12的凸轮中心LI偏心的位置进行面接触的台阶面(63、64)受到沿直线L7的朝左右外方向的力(F3、F4)。并且，力(F3、F4)，在直线L7与锁板构成构件(43a、43b)的外周面(43c、43d)的交点(P9、P10)，从锁板43被传递到驱动圆筒5的圆筒部内周面20a，作用在锁板43与驱动圆筒5的圆筒部20之间。这时，通过将在从交点(P9、P10)在切线方向延伸的线和与直线L7正交的线之间形成的、与第I实施例的(Θ I、Θ 2)相当的摩擦角设定在与第I实施例同样的范围(Θ I < tarT1 μ、Θ 2 < tarT1 μ )，在锁板43与驱动圆筒5的圆筒部20之间建立由干扰转矩产生的自锁功能。另外，在台阶面(63、64)与保持面45之间，发生由制造误差等产生的微小间隙。如第3实施例那样在比偏心圆凸轮12的凸轮中心轴LI更偏心的位置与保持面45接触地设置 的台阶面(63、64)，与第I实施例那样的没有台阶的平面(23、24)被保持在保持槽15中的情况相比，由微小间隙导致的晃荡变少。即，若在具有微小间隙的状态下发生干扰转矩，则平面绕中心轴LO移动直到与保持面接触，但因为与凸轮中心LI相比处于偏心位置的台阶面(63、64)与保持槽45接触的点到旋转中心的距离，比没有台阶的平面(23、24)与保持槽15接触的点到旋转中心的距离长，所以，即使为相同间隙量，也能够减小由间隙量导致的组装角度的偏差量。其結果，即使从狭缝47将弹簧构件44去掉，通过使晃荡减轻，也能够提高在干扰发生时锁板43对圆筒部20的推压力，可靠地实现自锁功能。符号的说明I发动机的相位可变装置2驱动旋转体3第一控制旋转体(技术方案I的控制旋转体)6凸轮轴9转动操作力施加机构10组装角改变机构11自锁机构12偏心圆凸轮13锁板衬套14锁板14a、14b 锁板构成构件15保持槽16连结机构20圆筒部23、24 —对平面25、26 —对狭缝27连结构件28控制旋转体的连结孔
29锁板的连结孔44施カ机构(弹簧构件)50锁板衬套51C字型锁板
53狭缝63、64 台阶面LO凸轮轴中心轴LI偏心圆凸轮的凸轮中心
权利要求
1.一种发动机的相位可变装置，其具有由曲柄轴驱动的驱动旋转体；控制旋转体；同轴且能相对转动地支承所述驱动旋转体的凸轮轴；对所述控制旋转体施加相对于所述驱动旋转体的相对转动转矩的转动操作力施加机构；与控制旋转体相对于所述驱动旋转体的相对转动相应地改变所述凸轮轴与驱动旋转体的组装角的组装角改变机构；以及设置在该组装角改变机构上，防止由凸轮转矩所产生的驱动旋转体与凸轮轴的组装角的偏移的自锁机构； 其特征在于 所述自锁机构具备偏心圆凸轮、锁板、以及圆筒部； 该偏心圆凸轮与所述凸轮轴一体化； 该锁板具有保持槽和连结机构，该保持槽在从所述凸轮轴的中心轴朝所述偏心圆凸轮的凸轮中心的偏心方向，与所述凸轮轴的中心相比在偏心侧从两侧保持所述偏心圆凸轮的外周；该连结机构从所述控制旋转体向所述偏心圆凸轮传递所述相对转动转矩； 该圆筒部与所述驱动旋转体一体地形成，使所述锁板的外周内接。
2.根据权利要求I所述的发动机的相位可变装置，其特征在于所述保持槽在锁板的径向延伸形成， 具有安装在所述偏心圆凸轮的外周上的锁板衬套， 所述锁板衬套在外周具有夹着所述偏心方向设在左右两侧、被所述保持槽夹持的一对平面。
3.根据权利要求2所述的发动机的相位可变装置，其特征在于所述锁板由从所述保持槽朝锁板的外周面方向形成的一对狭缝被分割成2个部分。
4.根据权利要求3所述的发动机的相位可变装置，其特征在于在所述狭缝的一方，设置对被分割成2个部分的所述锁板施加使该狭缝的宽度扩张的方向的弹性力的施力机构。
5.根据权利要求2所述的发动机的相位可变装置，其特征在于所述锁板具有从所述保持槽朝锁板的外周面方向开口的狭缝，并且将夹着所述偏心方向的左右两侧的所述锁板的外径形成得比内接的所述圆筒部的内径长度稍大。
6.根据权利要求4或5所述的发动机的相位可变装置，其特征在于由一对狭缝将所述锁板衬套分割成2个部分。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的发动机的相位可变装置，其特征在于所述锁板衬套的一对平面为夹着所述偏心方向朝左右突出的一对台阶面，所述一对台阶面在所述偏心方向与所述偏心圆凸轮的凸轮中心相比设置在偏心侧。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的发动机的相位可变装置，其特征在于所述连结机构由分别设在所述控制旋转体和锁板上的一对连结孔和与该连结孔的双方卡合的连结构件形成， 在所述控制旋转体侧或锁板侧中的任一方侧的连结孔与所述连结构件之间形成微小的空隙。
全文摘要
本发明提供一种由比以往简单的结构，容易而且廉价地实现的具有自锁机构的发动机的相位可变装置。发动机的相位可变装置具有由曲柄轴驱动的驱动旋转体；改变凸轮轴的组装角的组装角改变机构；以及防止由凸轮转矩产生的驱动旋转体与凸轮轴的组装角偏移的自锁机构，在该发动机的相位可变装置中，所述自锁机构具有偏心圆凸轮、锁板、以及所述驱动旋转体的圆筒部；该偏心圆凸轮与所述凸轮轴一体化；该锁板具有与所述凸轮轴中心轴相比在偏心侧从两侧保持所述偏心圆凸轮的外周的保持槽，由连结机构与所述控制旋转体一体保持；所述驱动旋转体的圆筒部使所述锁板的外周内接。
文档编号F01L1/34GK102859126SQ20108006640
公开日2013年1月2日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者龟田美千广, 永洞真康, 新纳正昭 申请人:日锻汽门株式会社