汽车用发动机的相位可变装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能平滑地进行凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角的变更的汽车用发动机的相位可变装置。其具有被支承在凸轮轴上，由曲柄轴旋转的驱动旋转体；与凸轮轴一体化了的第一控制旋转体；对第一控制旋转体赋予一方向的相对转动转矩的第一转动操作力赋予组件；和对第一控制旋转体赋予相反方向的相对转动转矩的逆旋转机构，在汽车用发动机的相位可变装置中，逆旋转机构由第一动作机构和第二动作机构构成，该第一动作机构具备第一控制旋转体的第一缩径导向槽；在从驱动旋转体的转动中心轴离开了的位置转动的曲柄构件；及安装在曲柄构件上，在第一缩径导向槽内移动的第一销机构；该第二动作机构使第一及第二控制旋转体向相反的方向相对转动。
【专利说明】汽车用发动机的相位可变装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车用发动机的相位可变装置，该相位可变装置变更曲柄轴与凸轮轴的相对相位角(组装角)而使阀的开闭时机时机变化。
【背景技术】
[0002]在变更曲柄轴与凸轮轴的相对相位角而使阀的开闭时机变化的汽车用发动机的相位可变机构中，存在下述专利文献I所示的相位可变机构。下述专利文献I的装置，在同一的中心轴上具备凸轮轴；由与凸轮轴一体的中间轴可转动地保持并且由曲柄轴旋转的驱动旋转体；由中间轴可转动地保持的第一控制旋转体及第二控制旋转体；和分别对第一及第二控制旋转体进行制动的第一电磁离合器及第二电磁离合器。
[0003]第一控制旋转体，通过由第一电磁离合器进行制动，相对于凸轮轴向延迟角侧相对转动。其结果，被保持在了中间轴上的第一中间旋转体和轴状构件在第二中间旋转体的径向移动。第一中间旋转体，由中间轴在与该中心轴正交的方向可移动地保持，而且相对于中间轴不可转动地被保持。在第二中间旋转体的径向移动的轴状构件沿着驱动圆筒的缩径的导向槽移动，使中间旋转体和中间轴相对于驱动旋转体相对转动。其结果，凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角，向提前角侧Dl方向或延迟角侧D2方向的任一个变更。
[0004]另一方面，在第一控制旋转体的前面与第二控制旋转体之间设置第二中间旋转体，第二中间旋转体具有大致径向导向槽，而且不可转动地被固定在中间轴上。在第一控制旋转体的前面和第二控制旋转体的后面上分别设置偏心圆孔，在各偏心圆孔中夹着第二中间旋转体地分别卡合了第二及第一环构件。第二及第一环构件，以可转动的状态与被穿插在了大致径向导向槽中的轴状构件的两端连结。第二控制旋转体，由第二电磁离合器制动，并通过使第二环构件在偏心圆孔内转动，使轴状构件沿着大致径向导向槽位移。位移了的轴状构件，通过使第一环构件在偏心圆孔内转动，使第一控制旋转体相对于驱动旋转体向提前角方向相对转动。其结果，凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角，通过使第二电磁离合器工作，向与第一电磁离合器的工作时相反的方向变更。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:W02010/026645 号
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在专利文献I的汽车用发动机的相位可变装置中，成为以下的结构，即，如果对第一及第二控制旋转体中的一方进行制动，贝1J 一方的环构件在偏心圆孔内转动，通过一面与大致径向导向槽卡合一面位移的轴状构件使另一方的环构件转动，第一及第二控制旋转体的另一方朝与被制动了的一侧的控制旋转体相反的方向相对转动。
[0010]然而，作为与各环构件连接的力点的轴状构件的两端，将第二中间旋转体夹在中间向前后离开。另外，轴状构件不进行相对于凸轮轴的中心轴方向不倾斜的那样的定位。因此，如果一方的环构件在偏心圆孔内转动，则大致径向导向槽内的轴状构件相对于中心轴方向倾斜。其结果，因为倒下了的(倾斜了的)轴状构件在与卡合的大致径向导向槽之间产生摩擦力，所以在专利文献I的相位可变装置中，存在因为前述摩擦力，凸轮轴相对于驱动旋转体(曲柄轴)的凸轮轴的相对相位角不平滑地变更的可能性。
[0011]本申请的汽车用发动机的相位可变装置，鉴于上述课题，提供一种能更平滑地进行凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角的变更的汽车用发动机的相位可变装置。
[0012]为了解决课题的手段
[0013]技术方案I的汽车用发动机的相位可变装置，具有凸轮轴、驱动旋转体、第一控制旋转体、第二控制旋转体、第一转动操作力赋予组件、第二转动操作力赋予组件和逆旋转机构，该驱动旋转体，由前述凸轮轴同轴而且可相对转动地支承，由从曲柄轴受到的旋转转矩绕第一转动中心轴旋转；该第一控制旋转体，与前述凸轮轴同轴而且一体化；该第二控制旋转体，由前述凸轮轴同轴而且可相对转动地支承；该第一转动操作力赋予组件，相对于前述驱动旋转体使前述第一控制旋转体相对转动；该第二转动操作力赋予组件，相对于前述第一控制旋转体使前述第二控制旋转体相对转动；该逆旋转机构，与前述第二转动操作力赋予组件联动，相对于前述驱动旋转体向与前述第一转动操作力赋予组件的工作时相反的方向使前述第一控制旋转体相对转动，其中，前述逆旋转机构具有第一动作机构和第二动作机构，该第一动作机构，具备以沿着绕前述第一转动中心轴的圆周方向缩径的方式形成在了前述第一控制旋转体上的曲线状的第一缩径导向槽；在从前述转动中心轴离开了的位置绕第二转动中心轴可转动地安装在了前述驱动旋转体上的曲柄构件；和安装在前述曲柄构件上，一面与前述第一缩径导向槽卡合，一面在前述第一相对转动操作力赋予组件的工作时沿着第一缩径导向槽向一方可移动地构成了的第一销机构；该第二动作机构，通过在前述第二相对转动操作力赋予组件的工作时沿着第一缩径导向槽向另一方使前述第一销机构移动，相对于前述驱动旋转体使前述第一控制旋转体向与前述第一相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向相对转动。
[0014](作用)第一销机构，通过安装在曲柄构件上，以相对于沿着凸轮轴的中心轴的方向不倾斜的方式被约束。因此，在第一销机构与第一缩径导向槽之间，不发生通过第一销机构倾斜产生的局部性的摩擦力，摩擦力降低。其结果，第一销机构在第一或第二相对转动操作力赋予组件工作了时一面与第一缩径导向槽卡合，一面在第一缩径导向槽的内侧平滑地移动。
[0015]另外，技术方案2，是记载于技术方案I的汽车用发动机的相位可变装置，其中，前述第二动作机构具有曲线状的第二缩径导向槽和第二销机构，该第二缩径导向槽，以沿着绕前述转动中心轴的圆周方向向与前述第一缩径导向槽相反的方向缩径的方式，形成在了前述第二控制旋转体上；该第二销机构，安装在前述曲柄构件上，一面与前述第二缩径导向槽卡合，一面沿着前述第二缩径导向槽可移动地构成。
[0016](作用)第二销机构，通过与第一销机构同样地安装在曲柄构件上，以相对于沿着凸轮轴的中心轴的方向不倾斜的方式被约束。因此，在第二销机构与第二缩径导向槽之间，不发生通过第二销倾斜产生的局部性的摩擦力，所以摩擦力降低。其结果，第二销机构在第一或第二相对转动操作力赋予组件工作时一面与第二缩径导向槽卡合，一面在第二缩径导向槽的内侧平滑地移动。
[0017]另外，技术方案3，是记载于技术方案2的汽车用发动机的相位可变装置，其中，前述第一销机构和第二销机构一体地形成，是一面与前述第一及第二缩径导向槽的双方卡合，一面沿着前述第一及第二缩径导向槽的双方可移动地构成了的一个销机构。
[0018](作用)一个销机构，通过安装在曲柄构件上，以相对于沿着凸轮轴的中心轴的方向不倾斜的方式被约束。因此，一个销机构，不会在第一及第二缩径导向槽中发生局部性的摩擦力，一面与第一及第二缩径导向槽的双方卡合一面在双方的槽的内侧平滑地移动。另夕卜，在技术方案3中，通过使销机构单一化，部件个数减少，并且逆旋转机构的结构被简化。
[0019]另外，技术方案4，是记载于技术方案I的汽车用发动机的相位可变装置，其中，前述第二动作机构，具有将一端可转动地安装在了前述曲柄构件上，将另一端可转动地安装在了前述第二控制旋转体上的连杆构件。
[0020](作用)连杆构件，通过将一端可转动地安装在曲柄构件上，将另一端可转动地安装第二控制旋转体上，以相对于沿着凸轮轴的中心轴的方向不倾斜的方式被约束。
[0021]另一方面，通过第一相对转动操作力赋予组件使前述第一销机构沿着第一缩径导向槽向一方移动，前述曲柄构件绕第二转动中心轴转动。这时，安装在了第二控制旋转体上的连杆构件，相对于前述第一控制旋转体使前述第二控制旋转体向与前述第二相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向相对转动。
[0022]另外，连杆构件，通过第二转动操作力赋予组件相对于前述第一控制旋转体使第二控制旋转体相对转动，绕第二转动中心轴使前述曲柄构件向与第一相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向转动。这时，安装在了曲柄构件上的第一销机构沿着第一缩径导向槽向另一方(与第一相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向)移动。其结果，第一控制旋转体，相对于驱动旋转体，向与第一相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向相对转动。
[0023]另外，技术方案5，是技术方案I至4中的任一项记载的汽车用发动机的相位可变装置，其中，前述曲柄构件的重心被设置在了从连结前述第一转动中心轴和第二转动中心轴的直线上向左右任一方离开了的位置。
[0024](作用)在将曲柄构件的重心位置从连结了第一转动中心轴和第二转动中心轴的直线上向左侧错开地设置了的情况下，曲柄构件因为自重而绕其转动中心轴受逆时针方向的旋转转矩，在将曲柄构件的重心位置从连结第一转动中心轴和第二转动中心轴的直线上向右侧错开地设置了的情况下，曲柄构件因为自重而绕其转动中心轴受逆时针方向的旋转转矩。
[0025]通过使曲柄构件的重心位置从连结第一转动中心轴和第二转动中心轴的直线上向左右任一个错开，使由自重产生的旋转力矩发生在曲柄构件上，第一转动操作力赋予组件或前述逆旋转机构中的一方补足用于相对于驱动旋转体(曲柄轴)使第一控制旋转体(凸轮轴)相对转动的相对转动转矩。即，在发动机的驱动时，曲柄构件由离心力辅助向特定的旋转方向的工作。
[0026]发明的效果
[0027]根据技术方案I及2的汽车用发动机的相位可变装置，凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角被平滑地变更。[0028]根据技术方案3的汽车用发动机的相位可变装置，凸轮轴相对于驱动旋转体的相对相位角被平滑地变更。另外，除了制造成本变得廉价外，还变得容易制造。
[0029]根据技术方案4的相位可变装置，与技术方案I的沿着第二缩径导向槽的内侧使销机构移动的情况相比，第二控制旋转体的绕安装轴转动的连杆构件更平滑地动作。因此，凸轮轴相对于驱动旋转体(曲柄轴)的相对相位角的变更动作更确实地进行。
[0030]根据技术方案5的相位可变装置，因为被附加在第一控制旋转体上的第一或第二相对转动转矩中的一方由曲柄构件的自重补足，所以凸轮轴相对于驱动旋转体(曲柄轴)的相对相位角的变更动作在提前角方向或延迟角方向中的一方比另一方更容易变更。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是从装置前方观看汽车用发动机的相位可变装置的第一实施例的分解立体图。
[0032]图2是从装置后方观看图1的分解立体图的图。
[0033]图3是第一实施例的汽车用发动机的相位可变装置的正面图。
[0034]图4是图3的A-A剖视图。
[0035]图5 Ca)是图4的B-B剖视图，(b)是图4的C-C剖视图，(C)是图4的D-D剖视图。
[0036]图6 Ca)是图4的E-E剖视图，(b)是图4的F-F剖视图。
[0037]图7是从装置前方观看汽车用发动机的相位可变装置的第二实施例的分解立体图。
[0038]图8是从装置后方观看图8的分解立体图的图。
[0039]图9是与图4同样地将第二实施例的汽车用发动机的相位可变装置沿着凸轮轴中心轴LO切断了的剖视图。
[0040]图10是图9的G-G剖视图。
[0041]图11是从装置前方观看汽车用发动机的相位可变装置的第三实施例的分解立体图。
[0042]图12是在装配了第三实施例的相位可变装置的状态下从前方观看的垂直剖视图，(a)图是第二控制旋转体的垂直剖视图，(b)图是第一控制旋转体的底部的垂直剖视图，(C)图是第二动作机构的垂直剖视图。
【具体实施方式】
[0043]为了实施发明的方式
[0044]接下来，根据图对本发明的实施方式进行说明。各实施例所示的汽车用发动机的相位可变装置，是被组装在发动机上，用于以吸排气阀与曲柄轴的旋转同步地开闭的方式将曲柄轴的旋转向凸轮轴传递，并且根据发动机的负荷、转速等的运转状态使发动机的吸排气阀的开闭时机变化的装置。
[0045]根据图1?6对第一实施例的汽车用发动机的相位可变装置的结构进行说明。第一实施例中的汽车用发动机的相位可变装置1，具有由凸轮轴(未图示)和曲柄轴(未图示)驱动旋转的驱动旋转体2 ;第一控制旋转体3 ;第二控制旋转体4 ;逆旋转机构5。另外，以下将第二控制旋转体4侧作为装置前方(符号F方向)，将驱动旋转体2侧作为装置后方(符号R方向)进行说明。另外，将从装置前方观看的驱动旋转体2的绕第一转动中心轴LO的旋转方向作为提前角侧Dl方向(顺时针方向)，将与Dl相反方向作为延迟角侧D2方向(逆时针方向)进行说明。
[0046]凸轮轴(未图示)，与中间轴10配置在相同轴(第一转动中心轴L0)上，而且不可转动地固定在中间轴10上。驱动旋转体2,由从曲柄轴接受驱动力的链轮6、链轮保持构件7及驱动圆筒8构成。另外，驱动旋转体2由中间轴10绕第一转动中心轴LO可转动地支承。
[0047]如图4所示，中间轴10以从装置后方向前方连续的方式形成了第一圆筒部10a、法兰部10b、第二圆筒部10c、具有从凸轮轴中心轴LO偏心了的凸轮中心LI的偏心圆凸轮
11、第三圆筒部10d。在中间轴的内侧，设置从前方向后方贯通的螺栓插入口 10e。在螺栓插入口 IOe的基端部，设置连续地形成了多个直径比螺栓插入口 IOe大的圆孔的凸轮轴固定部10f。
[0048]驱动旋转体2,由链轮6、链轮保持构件7及驱动圆筒8构成。链轮保持构件7,具有法兰部7a和圆筒部7b在前后连续的形状。另外，在链轮保持构件7的中央部，在前后连续地设置阶梯圆孔7c和圆孔7d，在法兰部7a设置多个销孔7e。链轮6，通过圆筒部7b与中央的圆孔6a卡合，被保持在链轮保持构件7上。
[0049]另外，驱动圆筒8具有由圆筒部8a和底部8b构成的有底圆筒形状。驱动圆筒8，分别具有中央的圆孔8c、多个销孔8d、形成在以图6 (b)所示的驱动圆筒8的中心轴LO为中心的假定的圆周上的多个圆周方向槽Se及安装后述的轴状构件37的销孔8f。链轮保持构件7和驱动圆筒8，通过第一圆筒部10a、法兰部IOb及第二圆筒部IOc分别与圆孔8c、阶梯圆孔7c及圆孔7d卡合，被支承在中间轴10上。
[0050]链轮保持构件7的法兰部7a，由驱动圆筒8和链轮6对前后进行夹持。链轮6、链轮保持构件7及驱动圆筒8，由分别插入多个被设置在了链轮6上的销孔6b、销孔7e及销孔8d中的未图示的销等不可转动地一体化。其结果，驱动旋转体2被配置在与中间轴10及未图示的凸轮轴相同的轴上(第一转动中心轴LO上)，而且由中间轴10 (未图示的凸轮轴)可转动地支承。
[0051]另外，第一控制旋转体3具有有底圆筒形状，其前缘的法兰部3a、向后方连续的圆筒部3b和底部3c连续。在底部3c，具有中心的贯通圆孔3d 对销孔(12、12);配置在以中心轴LO为中心的假定的圆周上的圆周方向槽13 ;和从装置前方观看从中心轴LO至槽的距离向提前角侧Dl方向减少的曲线状的第一缩径导向槽14。第一控制旋转体3，通过将中间轴10的第三圆筒部IOd插入贯通圆孔3d中，由中间轴10支承。
[0052]另外，在偏心圆凸轮11的外周，安装锁板衬套(16、17)。锁板衬套(16、17)，如图1和图6 (a)所示具有将环形状的构件由狭缝(16c、17c)分割成了两部分的形状，分别具有与偏心圆凸轮11卡合的圆弧状的内周面(16a、17a)和将外周面的两端切去一部分而构成的平面(16b、17b)。
[0053]另外，锁板衬套(16、17 )的外周分别由锁板(18、19 )保持。锁板(18、19 )，具有将圆盘形状的构件由狭缝(18a、19a)在左右分割成了两部分的形状，在内侧具有在径向延伸的大致长方形状的保持槽21。锁板(18、19)，通过使保持槽21的长面(21a、21b)与平面(16b、17b)接触，保持锁板衬套(16、17)。狭缝19a，与狭缝18a相比宽度形成得宽，在狭缝19a中设置向推开狭缝19a的方向加载的弹簧机构22。锁板(18、19)的圆弧状的外周面(18b、19b)，与设置在了驱动圆筒8的前端的圆筒部8a的内周面8g内接。
[0054]另外，中间轴10的偏心圆凸轮11、锁板衬套(16、17)、锁板(18、19)及驱动圆筒8的圆筒部8a,构成自锁机构15。自锁机构15,是防止在从阀簧向凸轮轴输入干扰转矩时发生的中间轴10 (凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴侧)的相对相位角的偏移的机构。因为锁板(18、19)中的一方与被输入了中间轴10的干扰转矩的方向相应地被推压到圆筒部8a的内周面Sg上，所以干扰转矩发生时的中间轴10相对于驱动旋转体2不能相对转动地被锁定。其结果，中间轴10 (凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴侧)的中间轴10 (凸轮轴)的相对相位角，即使发生干扰转矩，也不会产生偏移地被保持。
[0055]另外，在锁板(18、19)上，设置安装连结销(23、24)的安装孔(18c、19c)。连结销(23、24)，以向前后突出的方式被固定在安装孔(18c、19c)中。通过固定在了锁板(18、19)上的连结销(23、24)的前端被插入销孔(12、12)中，第一控制旋转体3与中间轴10 (凸轮轴)不能相对转动地一体化。另外，连结销(23、24)的后端，与图6 (b)所示的驱动圆筒8的圆周方向槽(8e、8e)卡合。
[0056]另一方面，第二控制旋转体4具有圆盘形状，具有贯通圆孔4a及从装置前方观看从中心轴LO至槽的距离向延迟角侧D2方向减少的曲线状的多个第二缩径导向槽25。第二控制旋转体4，通过将中间轴10的第三圆筒部IOd插入贯通圆孔4a中，可转动地支承在第三圆筒部10d。第二控制旋转体4，被配置在法兰部3a的内侧。第一及第二控制旋转体(3、4)的前面(3e、4b)，如图4所示以相互成为同一面的方式配置。另外，第一及第二控制旋转体(3、4)由安装在了第三圆筒部IOd的前端的保持架42防止向前方脱落。
[0057]另一方面，在第一及第二控制旋转体(3、4)的前方，分别配置图3所示的第一电磁离合器26 (第一转动操作力赋予组件)及第二电磁离合器27 (第二转动操作力赋予组件)(在除了图3以外的各图中，各电磁离合器被省略)。与中间轴10 —起旋转的第一及第二控制旋转体(3、4)，通过使前面(3e、4b)被吸附在第一及第二电磁离合器(26、27)上与未图示的摩擦材料接触，分别相对于驱动旋转体2在D2方向产生旋转延迟。
[0058]另一方面，由与第二电磁离合器27联动的逆旋转机构5,第一控制旋转体3相对于驱动旋转体2向提前角方向(Dl方向)相对转动。逆旋转机构5，由第一动作机构5A和第二动作机构5B构成。第一动作机构5A，具有曲柄构件28、第一控制旋转体3的第一缩径导向槽14及安装在了曲柄构件28上的第一销机构29，第二动作机构5B具有第二控制旋转体4的第二缩径导向槽25、安装在了曲柄构件28上的第二销机构30。
[0059]第一实施例的曲柄构件28，具有在半径方向成为厚壁的环部主体31 ;从环部主体31向半径方向外侧突出的突出部32 ;和将环部主体31的外周的一部分切掉成薄壁状而形成了的切口部33。切口部33，在图5 (b)中，大体形成在从突出部32到提前角方向(Dl方向)的区域上。在突出部32，形成向前后贯通的销孔34。环部主体31，分别具有向前后贯通的第一及第二销孔(35、36)。第一及第二销孔(35、36)，在图5 (b)中，形成在从突出部32到延迟角方向(D2方向)的区域上。
[0060]轴状构件37的前端与曲柄构件28的销孔34卡合。轴状构件37，具有细圆轴37a和直径比细圆轴37a大的粗圆轴37b在前后连续的形状。粗圆轴37b与驱动圆筒8的销孔8f卡合，细圆轴37a从第一控制旋转体3的圆周方向槽13向前方突出，与配置在了第一控制旋转体3的前方的曲柄构件28的销孔34卡合。曲柄构件28，以轴状构件37的第二转动中心轴L2为中心可转动地被支承。
[0061]另外，第一销机构29由轴状构件38和第一空心长圆轴39构成。轴状构件38，具有细圆轴38a、中圆轴38b及粗圆轴38c从直径细的轴顺序地连续的形状。第一空心长圆轴39，具有沿着第一缩径导向槽14的曲线的外形，轴状构件38的中圆轴38b与设置在了中央的圆孔39a卡合,而且,通过由粗圆轴38c防止向后方脱落,可转动地被支承在轴状构件38上。另外，轴状构件38从后方穿插在第一控制旋转体3的第一缩径导向槽14中。细圆轴38a，向第一空心长圆轴39的前方突出，从后方固定在曲柄构件28的第一销孔35中。另外，第一空心长圆轴39具有沿着第一缩径导向槽14的曲率的曲面形状，与第一缩径导向槽14卡合。第一空心长圆轴39，沿着第一缩径导向槽14可位移地被保持。
[0062]进而，第二销机构30由轴状构件40和第二空心长圆轴41构成。轴状构件40，具有粗圆轴40a及细圆轴40b从直径粗的轴顺序地连续的形状。第二空心长圆轴41，具有沿着第二缩径导向槽25的曲线的外形，通过轴状构件40的粗圆轴40a与设置在了中央的圆孔41a卡合，可转动地支承在轴状构件40上。轴状构件40，从后方插入第二控制旋转体4的第二缩径导向槽25中。细圆轴40b从前方固定在曲柄构件28的第二销孔36中。另外，第二空心长圆轴41通过与第二缩径导向槽25卡合，沿着第二缩径导向槽25可位移地被保持。
[0063]接下来，对由第一及第二电磁离合器(26、27)进行的中间轴10 (未图示的凸轮轴)与驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的相对相位角的变更动作进行说明。通常，第一及第二控制旋转体(3、4)与驱动旋转体2成为一体地向Dl方向旋转(参照图1及图5 (C))。在第一控制旋转体3由第一电磁离合器26吸附前面3e而被制动了的情况下，第一控制旋转体3及中间轴10相对于驱动旋转体2在D2方向产生旋转延迟。其结果，中间轴(凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴)的相对相位角被向延迟角侧D2方向变更，未图示的阀的开闭时机变化。
[0064]这时，图5 (C)所示的第一空心长圆轴39 —面由第一缩径导向槽14导向，一面在第一缩径导向槽14内向成为大致顺时针方向的D3方向移动。另外，因为图5 (b)所不的细圆轴38a沿着第一缩径导向槽14向D3方向移动，所以与曲柄构件28连结了的轴状构件40向第一控制旋转体3的半径方向内侧移动。这时，通过图5 (a)所示的第二空心长圆轴41在第二缩径导向槽25内向成为大致逆时针方向的D4方向移动，对第二缩径导向槽25的内周面赋予朝半径方向内侧的力，第二控制旋转体4相对于第一控制旋转体3及中间轴10向提前角侧Dl方向相对转动。另外，图5 (b) (c)所示的细圆轴37a，在圆周方向槽13内向顺时针方向Dl方向移动，圆周方向槽13的两端(13a、13b)作为移动了的细圆轴37a抵接的止动器发挥作用。
[0065]另一方面，如果使第二电磁离合器27工作，则图5 Ca)的第二控制旋转体4，通过前面4b被吸附，相对于第一控制旋转体3及中间轴10在D2方向产生旋转延迟。第二空心长圆轴41 一面从第二缩径导向槽25的内周面受力，一面在第二缩径导向槽25内向成为大致顺时针方向的D5方向移动，与曲柄构件28连结了的轴状构件38向第一控制旋转体3的半径方向外侧移动。这时，图5 (c)所不的第一空心长圆轴39在第一缩径导向槽14内向成为大致逆时针方向的D6方向移动，对第一缩径导向槽14的内周面赋予朝半径方向外侧的力。其结果，第一控制旋转体3及中间轴10相对于驱动旋转体2向提前角侧Dl方向相对转动。其结果，中间轴(凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴)的相对相位角，向提前角侧Dl方向返回，未图示的阀的开闭时机再次变化。
[0066]另外，轴状构件(38、40)因为被安装在曲柄构件28上，所以以相对于轴状构件(38、40)的轴方向不倾斜的方式被约束。因此，安装在了轴状构件(38、40)上的第一及第二长圆轴构件(39、41)，不会受通过轴状构件(38、40)相对于轴方向倾斜产生的局部性的摩擦力，在第一及第二缩径导向槽(14、25)内平滑地移动。
[0067]另外，第一实施例的曲柄构件28，因为具有切口部33，所以环部主体31的提前角方向区域(Dl方向区域)的重量比延迟角方向区域(D2方向区域)的重量形成得轻。因此，在图5 (b)中，在将通过第一转动中心轴LO及轴状构件37的第二转动中心轴L2的直线作为L3，将图的左侧(箭头Up方向)作为铅直上方，将右侧(符号LO方向)作为铅直下方的情况下，曲柄构件28的重心被形成在环部主体31中的从突出部32至延迟角方向的区域(D2方向区域)上。S卩，曲柄构件28的重心因为形成在直线L3的左侧(图的符号Lf方向)，所以曲柄构件28因为自重而在D2方向受以第二转动中心轴L2为中心的旋转转矩。因此，图5(b)的第一空心长圆轴39，通过曲柄构件28受D2方向的旋转转矩，容易在第一缩径导向槽14内向成为大致顺时针方向的D3方向移动。其结果，中间轴(凸轮轴)相对于驱动旋转体
2(曲柄轴)的组装角，与提前角侧Dl方向相比容易向延迟角侧D2方向变更(在后述的第二及第三实施例(第三实施例中，第二转动中心轴成为L4)中也同样)。
[0068]接下来，根据图7至图10对汽车用发动机的相位可变装置的第二实施例进行说明。第二实施例的汽车用发动机的相位可变装置50，除了曲柄构件51的形状和配置与第一实施例的曲柄构件28不同，而且第二动作机构5C的结构与第一实施例中的第二动作机构5B不同以外，具有与第一实施例的汽车用发动机的相位可变装置通用的结构。第二动作机构5C，具有第二缩径导向槽25和一个销机构52。一个销机构52，是将在第一实施例中设置在了曲柄构件28的前后的二个销机构(29、30)置换成了一个销机构52的销机构。
[0069]第二实施例的逆旋转机构53，具有曲柄构件51、第一控制旋转体3的第一缩径导向槽14、第二控制旋转体4的第二缩径导向槽25、安装在了曲柄构件51上的一个销机构52。第二实施例的曲柄构件51，具有在半径方向成为厚壁的环部主体54、从环部主体54向半径方向外侧突出的突出部55和将环部主体54的外周的大约一半在其半径方向切掉而形成了薄壁状的切口部56。在突出部55，形成向前后贯通的销孔57。另外，在环部主体54上，从突出部55至延迟角方向(图7、图10所示的D2方向)的区域形成向前后贯通的销孔58。
[0070]图9的曲柄构件51，与邻接地配置在第一控制旋转体3的前方的图4的第一实施例的曲柄构件28不同，邻接地配置在第一控制旋转体3的后方。与第一实施例同样，被固定在了驱动旋转体2的驱动圆筒8上的轴状构件37的细圆轴37a与曲柄构件51的销孔57卡合，曲柄构件51以轴状构件37的第二转动中心轴L2为中心由轴状构件37可偏心转动地支承。
[0071]另外，一个销机构52由轴状构件60和第一空心长圆轴61及第二空心长圆轴62构成。轴状构件60，具有粗圆轴60a及细圆轴60b从直径粗的轴顺序地连续的形状。轴状构件60,通过使细圆轴60b从前方与销孔58卡合,被固定在曲柄构件51上。第一空心长圆轴61和第二空心长圆轴62，分别具有沿着第一缩径导向槽14和第二缩径导向槽25的曲线的外形，通过使轴状构件60的粗圆轴60a与设置在了中央的圆孔61a和62a卡合，同轴而且可转动地支承在被固定在了销孔58中的轴状构件60上。轴状构件60，从后方顺序地被插入第一控制旋转体3的第一缩径导向槽14和第二控制旋转体4的第二缩径导向槽25中。另外，第一空心长圆轴61，通过与第一缩径导向槽14卡合，沿着第一缩径导向槽可位移地被保持。另外，第二空心长圆轴62，通过与第二缩径导向槽25卡合，沿着第二缩径导向槽25可位移地被保持。
[0072]在这里，对第二实施例中的中间轴10 (凸轮轴一侧)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴侦D的相对相位角的变更动作进行说明。通常，在与驱动旋转体2成为一体地向Dl方向旋转的(参照图7、8)第一及第二控制旋转体(3、4)中的第一控制旋转体3由与图3同样的第一电磁离合器26制动了的情况下，与第一控制旋转体3—体的中间轴10(凸轮轴)，相对于驱动旋转体2在D2方向产生旋转延迟，中间轴(凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴)的组装角被向延迟角侧D2方向变更，未图示的阀的开闭时机变化。
[0073]这时，图7、8所示的第一空心长圆轴61 —面由第一缩径导向槽14导向，一面在第一缩径导向槽14内向成为大致顺时针方向的D3方向(与图5 (c)相同的方向)移动。通过第一空心长圆轴61在第一缩径导向槽14内向D3方向(与图5 (a)相同的方向)移动,第二空心长圆轴62在第二缩径导向槽25内向成为大致逆时针方向的D4方向移动，通过在第二缩径导向槽25的内周面赋予朝半径方向内侧的力，使第二控制旋转体4相对于第一控制旋转体3及中间轴10向提前角侧Dl方向相对转动。
[0074]另一方面，在第二控制旋转体4由与图3同样的第二电磁离合器27制动了的情况下，图7及图8的第二控制旋转体4相对于第一控制旋转体3及中间轴10在D2方向产生旋转延迟。第二空心长圆轴62，一面从第二缩径导向槽25的内周面受力，一面在第二缩径导向槽25内向成为大致顺时针方向的D5方向(与图5 (a)相同的方向)移动，被安装在了同一的轴状构件60上的第一空心长圆轴61向半径方向外侧移动。
[0075]这时,第一空心长圆轴61在第一缩径导向槽14内向成为大致顺时针方向的D6方向(与图5 (C)相同的方向)移动，对第一缩径导向槽14的内周面赋予朝半径方向外侧的力。其结果，与中间轴10 (凸轮轴)一体的第一控制旋转体3，相对于驱动旋转体2向提前角侧Dl方向相对转动。其结果，中间轴(凸轮轴)相对于驱动旋转体2 (曲柄轴)的相对相位角向提前角侧Dl方向返回，未图示的阀的开闭时机再次变化。
[0076]另外，轴状构件60因为被安装在曲柄构件51上，所以以相对于轴状构件60的轴方向不倾斜的方式被约束。安装在了轴状构件60上的第一及第二长圆轴构件(61、62)，与第一实施例同样地不会受通过轴状构件60相对于轴方向倾斜产生的局部性的摩擦力，在第一及第二缩径导向槽(14、25)内平滑地移动。
[0077]接下来，根据图11和图12对汽车用发动机的相位可变装置的第三实施例进行说明。第三实施例的汽车用发动机的相位可变装置70，是将第一实施例的第二动作机构5B置换成了第二动作机构的相位可变装置。第二动作机构5D，具有使用了连杆构件71的机构，代替一面在第二缩径导向槽25内滑动一面移动的第二销机构30。
[0078]第三实施例的汽车用发动机的相位可变装置70，除了驱动旋转体72、中间轴73、连结销(23'、24')、第一控制旋转体75、第二控制旋转体76及第二动作机构的结构与第一实施例不同以外，具有与第一实施例的汽车用发动机的相位可变装置通用的结构。
[0079]驱动旋转体72，由链轮6、链轮保持构件7、驱动圆筒74及中间旋转体77构成。驱动圆筒74，除了没有设置销孔8f和轴状构件37 (参照图1、图6 (b))以及设置了中间旋转体77的固定用的多个螺纹孔74a以外，具有与第一实施例的驱动圆筒8通用的形状。螺纹孔74a在驱动圆筒74的前面74b设置了多个。
[0080]中间轴73，具有在图1、图4所示的第一实施例的中间轴10中的偏心圆凸轮11的前方连续地设置了直径比第三圆筒部IOd大的第四圆筒部的形状。另外，中间轴73由第一轴部79和第二轴部80构成，该第一轴部79由与第一实施例相同形状的第一圆筒部(未图示)、法兰部(未图示)及偏心圆凸轮11'构成，第二轴部80由直径与第一实施例相等的第三圆筒部10' d和设置在了第三圆筒部10' d的基端侧的第四圆筒部81构成。第二轴部80，通过使作为基端部的安装部80a与设置在了第一轴部79的前端的安装孔79a嵌合，被固定在相同的轴(第一转动中心轴L0)上。
[0081]链轮6、链轮保持构件7及驱动圆筒74，与第一实施例同样地在偏心圆凸轮11'的后方配置在第一圆筒部(未图示)和法兰部(未图示)的周围，由中间轴73绕第一转动中心轴LO可转动地支承。另外，在配置在驱动圆筒74的内侧的偏心圆凸轮11的外周，由与第一实施例相同的结构设置锁板衬套(16、17)、锁板(18、19)及弹簧机构22。
[0082]中间旋转体77，通过使中央圆孔77a与第四圆筒部81卡合，可转动地支承在中间轴73上。中间旋转体77，通过将多个螺钉77b安装在对应的多个螺纹孔74a中，固定在驱动圆筒74的前面74b上。其结果，驱动旋转体72由中间轴73绕第一转动中心轴LO可转动地安装。
[0083]另外，在锁板(18、19)的安装孔(18c、19c)中，固定与第一实施例的连结销(23、24)相比向前方突出得长的连结销(23'、24')。连结销(23'、24')，通过在中间旋转体77中设置在与连结销(23'、24')对应的位置的一对圆周方向槽(退让槽77c、77d)，向前方突出。
[0084]另外，第一控制旋转体75具有圆筒部75a与底部75b在前后连续了的有底圆筒形状。在底部75b，具有中心的贯通圆孔75c、一对销孔(75d、75e)、被配置在以第一转动中心轴LO为中心的假定的圆周上的圆周方向槽75f和从装置前方观看从中心轴LO至槽的距离向延迟角侧D2方向减少的曲线状的第一缩径导向槽82。
[0085]第一控制旋转体75，经安装在了贯通圆孔75c中的一对衬套(83、84)，以成为与中间轴73同轴(第一转动中心轴L0)的方式安装在中间轴73的第三圆筒部IOd上。另外，第一控制旋转体75，通过将向中间旋转体77的前方突出了的连结销(23'、24')插入一对销孔(75d、75e)中，与中间轴73不可转动地一体化。
[0086]第二控制旋转体76，具有向前后贯通的贯通圆孔76a。第二控制旋转体76，经安装在了设置在中心的贯通圆孔76c中的一对衬套(85、86 )，与中间轴73同轴(第一转动中心轴L0)而且可转动地安装在中间轴73的第三圆筒部10' d上。第二控制旋转体76，以前面76b成为与第一控制旋转体75的前面75g同一面的方式被配置在圆筒部75a的内侧。第一及第二控制旋转体(75、76)，由安装在了第三圆筒部10' d的前端的保持架87防止向前方脱落。
[0087]在第一及第二控制旋转体(75、76)的前方，与第一实施例同样地分别配置第一及第二电磁离合器(26、27)(在图11、12中，电磁离合器被省略)。与中间轴73 —起旋转的第一及第二控制旋转体(75、76 )，通过使前面(75g、76b )被第一及第二电磁离合器(26、27 )吸附而与未图示的摩擦材料接触，分别相对于驱动旋转体72在D2方向产生旋转延迟。
[0088]另一方面，在中间旋转体77与第一控制旋转体75之间，设置由第一动作机构91和第二动作机构构成的逆旋转机构90。第一动作机构91，具有第一控制旋转体75的第一缩径导向槽82、设置在了中间旋转体77上的圆孔92、轴状构件93、棒状的曲柄构件94、第一销机构95。另外，第二动作机构具有连杆构件71、轴状构件(96、97)及第二控制旋转体的贯通圆孔76a。
[0089]圆孔92，在中间旋转体77的外周缘部近旁以向前方开口的方式设置。棒状的曲柄构件94在一端具有贯通圆孔94a，在另一端具有向曲柄构件的长度方向内侧凹陷了的凹部94c。在凹部94c，设置向前后贯通的一对贯通圆孔94b。在曲柄构件94的长度方向的中间部，设置贯通圆孔94d。另外，连杆构件71在一端具有与凹部94c卡合的凸部71a，在另一端具有贯通圆孔71b。在凸部71a，设置贯通圆孔71c。
[0090]在中间旋转体77的圆孔92中，以向前方突出的方式安装轴状构件93。曲柄构件94，通过使贯通圆孔94a与轴状构件93卡合，支承在中间旋转体77上，而且，绕轴状构件93的中心L4可转动地被支承。
[0091]在第二控制旋转体76的贯通圆孔76a中，以通过第一控制旋转体75的圆周方向槽75f，而且向其后方突出的方式安装轴状构件97。连杆构件71，通过使凸部71a与凹部94c卡合,而且使轴状构件96与贯通圆孔(71c、94c)卡合,将其一端支承在曲柄构件94上，而且绕轴状构件96的中心L5可转动地被支承。另一方面，连杆构件71的另一端，通过使贯通圆孔71b与轴状构件97卡合，支承在第二控制旋转体76上，而且绕轴状构件97的中心L6可转动地被支承。
[0092]第一销机构95，由轴状构件95a和空心长圆轴95b形成。在曲柄构件94的贯通圆孔94d中，以向前方突出的方式安装轴状构件95a。空心长圆轴95b，通过使中央的贯通圆孔95c与轴状构件95a卡合，支承在曲柄构件94上，而且绕轴状构件95a的中心L7可转动地被支承。空心长圆轴95b,通过与第一控制旋转体的第一缩径导向槽82卡合,沿着第一缩径导向槽82可位移地被保持。
[0093]接下来，对使第一及第二电磁离合器(26、27)工作了时的中间轴73 (未图示的凸轮轴)和驱动旋转体72 (未图示的曲柄轴)的相对相位角的变更动作进行说明。通常，第一及第二控制旋转体(75、76)与驱动旋转体72成为一体地向Dl方向旋转(参照图12 (a)
(C))。
[0094]在第一控制旋转体75由未图示的第一电磁离合器26吸附前面75g而制动了的情况下，第一控制旋转体75相对于驱动旋转体72在D2方向产生旋转延迟。因为第一控制旋转体75和中间轴73被一体地固定，所以中间轴73 (凸轮轴)相对于驱动旋转体72 (曲柄轴)的相对相位角被向延迟角侧D2方向变更，未图示的阀的开闭时机变化。
[0095]这时，图12 (b)所示的第一控制旋转体75，相对于与驱动旋转体72 —体化了的中间旋转体77在D2方向产生旋转延迟，第一缩径导向槽82也相对于中间旋转体77向D2方向相对转动。这时，空心长圆轴95b —面由第一缩径导向槽82导向，一面在第一缩径导向槽82内向成为大致顺时针方向的D7方向移动，而且，使轴状构件95a向第一控制旋转体75的半径方向外侧移动。其结果，图12 (c)所示的曲柄构件94，与轴状构件96—起以L4为中心向顺时针方向D8方向转动。与曲柄构件94进行连杆结合的连杆构件71，因为将其一端由轴状构件96向D8方向拉伸，所以使经轴状构件97安装在了另一端的图12 Ca)的第二控制旋转体76向提前角侧Dl方向转动。
[0096]另一方面，如果使未图示的第二电磁离合器27工作，则图12 (a)的第二控制旋转体76通过前面76b被吸附，相对于第一控制旋转体75在D2方向产生旋转延迟。这时，连杆构件71，通过轴状构件97绕第一转动中心轴LO转动，被轴状构件97拉伸，使安装在了另一端的图12 (c)的轴状构件96向中间旋转体77的半径方向内侧移动。这时，曲柄构件94与轴状构件96—起以L4为中心向逆时针方向D9方向转动。这时，图12 (b)所示的空心长圆轴95b在第一缩径导向槽82内向成为大致逆时针方向的DlO方向移动，对第一缩径导向槽82的内周面赋予朝半径方向内侧的力。其结果，第一控制旋转体75及中间轴73相对于驱动旋转体2向提前角侧Dl方向相对转动。其结果，中间轴73 (凸轮轴)相对于驱动旋转体72 (曲柄轴)的相对相位角，向提前角侧Dl方向返回，未图示的阀的开闭时机再次变化。
[0097]第三实施例的汽车用发动机的相位可变装置70，省略第一及第二实施例中的在第二缩径导向槽25内滑动的销机构(30、52)，将曲柄构件94和第二控制旋转体76由连杆构件71进行连杆结合。因此，在第三实施例中，与第一及第二实施例相比，在使凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角变化时在第二动作机构中发生的摩擦阻力大幅地降低。因此，第三实施例的汽车用发动机的相位可变装置70，与第一及第二实施例的汽车用发动机的相位可变装置(1、50)相比，使凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角变化时的反应性提高。
[0098]符号的说明:
[0099]1:汽车用发动机的相位可变装置
[0100]2:驱动旋转体
[0101]3:第一控制旋转体
[0102]4:第二控制旋转体
[0103]5:逆旋转机构
[0104]5A:第一动作机构
[0105]10:与凸轮轴一体化了的中间轴
[0106]14:第一缩径导向槽
[0107]25:第二缩径导向槽
[0108]26:第一转动操作力赋予组件
[0109]27:第二转动操作力赋予组件
[0110]28:曲柄构件
[0111]29:第一销机构
[0112]30:第二销机构
[0113]50:汽车用发动机的相位可变装置
[0114]51:曲柄构件
[0115]52:—个销机构
[0116]53:逆旋转机构[0117]5C:第二动作机构
[0118]70:汽车用发动机的相位可变装置
[0119]71:连杆构件
[0120]72:驱动旋转体
[0121]73:与凸轮轴一体化了的中间轴
[0122]75:第一控制旋转体
[0123]76:第二控制旋转体
[0124]90:逆旋转机构
[0125]5D:第二动作机构
[0126]82:第一缩径导向槽
[0127]94:曲柄构件
[0128]95:第一销机构
[0129]LO:凸轮轴中心轴(第一转动中心轴)
[0130]L2、L4:曲柄构件的驱动旋转体上的转动中心轴(第二转动中心轴)
[0131]L3:通过转动中心轴L2向铅直上下方向延伸的直线
[0132]Up:转动中心轴L2的铅直上方
[0133]Lw:转动中心轴L2的铅直下方
[0134]Lf:从直线L3向左的方向。
【权利要求】
1.一种汽车用发动机的相位可变装置，具有凸轮轴、驱动旋转体、第一控制旋转体、第二控制旋转体、第一转动操作力赋予组件、第二转动操作力赋予组件和逆旋转机构，该驱动旋转体，由前述凸轮轴同轴而且可相对转动地支承，由从曲柄轴受到的旋转转矩绕第一转动中心轴旋转；该第一控制旋转体，与前述凸轮轴同轴而且一体化；该第二控制旋转体，由前述凸轮轴同轴而且可相对转动地支承；该第一转动操作力赋予组件，相对于前述驱动旋转体使前述第一控制旋转体相对转动；该第二转动操作力赋予组件，相对于前述第一控制旋转体使前述第二控制旋转体相对转动；该逆旋转机构，与前述第二转动操作力赋予组件联动，相对于前述驱动旋转体向与前述第一转动操作力赋予组件的工作时相反的方向使前述第一控制旋转体相对转动，前述汽车用发动机的相位可变装置的特征在于， 前述逆旋转机构具有第一动作机构和第二动作机构， 该第一动作机构，具备以沿着绕前述第一转动中心轴的圆周方向缩径的方式形成在了前述第一控制旋转体上的曲线状的第一缩径导向槽；在从前述转动中心轴离开了的位置绕第二转动中心轴可转动地安装在了前述驱动旋转体上的曲柄构件；和安装在前述曲柄构件上，一面与前述第一缩径导向槽卡合，一面在前述第一相对转动操作力赋予组件的工作时沿着第一缩径导向槽向一方可移动地构成了的第一销机构； 该第二动作机构，通过在前述第二相对转动操作力赋予组件的工作时沿着第一缩径导向槽向另一方使前述第一销机构移动，相对于前述驱动旋转体使前述第一控制旋转体向与前述第一相对转动操作力赋予组件的工作时相反的方向相对转动。
2.一种汽车用发动机的相位可变装置，其特征在于， 前述第二动作机构具有曲线状的第二缩径导向槽和第二销机构， 该第二缩径导向槽，以沿着绕前述转动中心轴的圆周方向向与前述第一缩径导向槽相反的方向缩径的方式，形成在了前述第二控制旋转体上； 该第二销机构，安装在前述曲柄构件上，一面与前述第二缩径导向槽卡合，一面沿着前述第二缩径导向槽可移动地构成。
3.根据权利要求2所述的汽车用发动机的相位可变装置，其特征在于，前述第一销机构和第二销机构一体地形成，是一面与前述第一及第二缩径导向槽的双方卡合，一面沿着前述第一及第二缩径导向槽的双方可移动地构成了的一个销机构。
4.根据权利要求1所述的汽车用发动机的相位可变装置，其特征在于，前述第二动作机构，具有将一端可转动地安装在了前述曲柄构件上，将另一端可转动地安装在了前述第二控制旋转体上的连杆构件。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的汽车用发动机的相位可变装置，其特征在于，前述曲柄构件的重心被设置在了从连结前述第一转动中心轴和第二转动中心轴的直线上向左右任一方离开了的位置。
【文档编号】F01L1/34GK103748324SQ201180072318
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2011年8月12日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】龟田美千广, 新纳正昭, 本间弘一 申请人:日锻汽门株式会社