专利名称：发动机的气门控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使对发动机的进气气门或排气气门进行开闭的凸轮轴的旋转相位变化，对进气气门或排气气门的开闭时机进行控制的发动机的气门控制装置。
背景技术：
作为用于对发动机的进气气门或排气气门的开闭时机进行控制的装置，例如，提出了下述相位可变装置，所述相位可变装置以传递发动机的曲轴的驱动力的链轮和构成气 门传动机构的凸轮轴成为一体地转动的方式构成，链轮和凸轮轴同步旋转，但是若制动力通过电磁制动器组件作用于旋转鼓，则对于旋转鼓来说产生相对于链轮的旋转延迟，与此旋转鼓的旋转延迟相关联，凸轮轴相对于链轮的相位改变(参照专利文献I)。在此相位可变装置中，由于在离合器箱的摩擦材料和旋转鼓之间的相对滑动部采用经设置在凸轮轴内的机油通路、设置在离合器箱的半径方向内侧的机油槽及设置在离合器箱的内周壁前缘部的机油导入用的切口导入发动机机油的构造，所以，能够冷却摩擦材料和旋转鼓的相对滑动面。专利文献I :日本特开2002-371814号公报(参照第4页至第6页，图I 图4)
发明内容
发明所要解决的课题在专利文献I记载的相位可变装置中，在使凸轮轴相对于链轮主体的相位变化时，在相位角的初始位置以外，必须抵抗扭转螺旋弹簧(复位弹簧)的弹性力，通过电磁离合器的驱动使制动力作用于旋转鼓，在相位角可变时及使相位角可变后(决定了相位角后)，也通常消耗与电磁离合器的驱动相伴的电力。而且，由于为了与作用于旋转鼓的制动力相应地使中间部件沿凸轮轴的轴向移动，采用了在中间部件上形成螺旋形花键，在链轮主体上形成与中间部件的螺旋形花键啮合的螺旋形花键，在内筒部上形成与中间部件的螺旋形花键啮合的螺旋形花键，将中间部件的轴向的移动距离变换为相位角的相位角变换机构，所以，相位角变换机构复杂，成本升高。本发明是鉴于上述以往技术的课题而做出的发明，其目的在于，提供一种在决定了相位角后，不用消耗电力，能够将相位角保持在决定的相位角的发动机的气门控制装置。为了解决课题的手段为了实现上述目的，在有关第一发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，即，具备传递发动机的曲轴的驱动力的外筒部；可相对旋转地配置在上述外筒部内周侧，呈同轴状地与使上述发动机的进气气门或排气气门开闭的凸轮轴连结的内筒部；形成为筒状，一部分与上述外筒部滑动自由地连结，且沿上述内筒部的轴向移动自由地配置在上述内筒部外周的中间部件；与上述发动机的运转状态相应地控制上述中间部件的轴向上的位置的位置控制机构；与上述中间部件的轴向上的位置相应地对上述外筒部外周的链轮和上述凸轮轴之间的相位可变地进行调整的相位调整机构，上述内筒部和上述中间部件经上述相位调整机构相互连结，上述位置控制机构在通电时使上述中间部件在轴向位移，在非通电时，相对于从上述外筒部外周的链轮或上述凸轮轴向上述中间部件的扭矩输入，阻止与上述扭矩输入相伴的上述中间部件的轴向位移，上述相位调整机构具备销和导向槽，该销被固定在上述中间部件上，一部分从上述中间部件内周向上述内筒部外周突出，该导向槽作为将上述销从与最提前角相位对应的位置向与最滞后角相位对应的位置引导的槽，呈螺旋状地形成在上述内筒部外周，上述销与上述中间部件的轴向位移相应地在上述导向槽内移动，将与上述中间部件的轴向位移相伴的力作为用于上述内筒部的周方向位移的力赋予给上述导向槽，响应上述中间部件的轴向位移，将上述中间部件的轴向位移变换为上述内筒部的周方向位移。(作用)位置调整机构仅在可变地调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位时 为通电状态，使中间部件在轴向位移，在除此以外之时为非通电状态，阻止中间部件的轴向位移。若在来自发动机的旋转力从外筒部经中间部件和内筒部向凸轮轴传递时，中间部件通过通电状态的位置调整机构在轴向位移，则此轴向位移由相位调整机构变换为内筒部的周方向位移，伴随着内筒部的周方向位移，外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位被调整。即，若在中间部件处于最提前角位置和最滞后角位置之间时，中间部件进行轴向位移，则销与中间部件的轴向位移相应地在导向槽内移动，将与中间部件的轴向位移相伴的力作为用于内筒部的周方向位移的力赋予给导向槽，伴随着中间部件的轴向位移，内筒部在周方向位移，能够与中间部件的轴向上的位置相应地可变调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位，同时，能够将中间部件定位在提前角位置或滞后角位置。在决定了外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位后，相对于从外筒部外周的链轮或凸轮轴向中间部件的扭矩输入，非通电状态的位置调整机构阻止与此扭矩输入相伴的中间部件的轴向位移。因此，在决定了外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位后，即使从外筒部外周的链轮或凸轮轴输入扭矩，也没有消耗电力，能够将外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位保持为指定的相位，能够降低消耗电力。在有关第二发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，具备传递发动机的曲轴的驱动力的外筒部；可相对旋转地配置在上述外筒部内周侧，呈同轴状地与使上述发动机的进气气门或排气气门开闭的凸轮轴连结的内筒部；形成为筒状，一部分与上述外筒部滑动自由地连结，且沿上述内筒部的轴向移动自由地配置在上述内筒部外周的中间部件；与上述发动机的运转状态相应地控制上述中间部件的轴向上的位置的位置控制机构；与上述中间部件的轴向上的位置相应地对上述外筒部外周的链轮和上述凸轮轴之间的相位可变地进行调整的相位调整机构，上述内筒部和上述中间部件经上述相位调整机构相互连结，上述位置控制机构在通电时使上述中间部件在轴向位移，在非通电时，相对于从上述外筒部外周的链轮或上述凸轮轴向上述中间部件的扭矩输入，阻止与上述扭矩输入相伴的上述中间部件的轴向位移，上述相位调整机构具备滚珠和导向槽，该滚珠被固定在上述中间部件上，一部分从上述中间部件内周向上述内筒部外周突出，该导向槽作为将上述滚珠从与最提前角相位对应的位置向与最滞后角相位对应的位置引导的槽，呈螺旋状地形成在上述内筒部外周，上述滚珠与上述中间部件的轴向位移相应地在上述导向槽内移动，将与上述中间部件的轴向位移相伴的力作为用于上述内筒部的周方向位移的力赋予给上述导向槽，响应上述中间部件的轴向位移，将上述中间部件的轴向位移变换为上述内筒部的周方向位移。(作用)位置调整机构仅在可变地调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位时为通电状态，使中间部件在轴向位移，在除此以外之时，为非通电状态，阻止中间部件的轴向位移。若在来自发动机的旋转力从外筒部经中间部件和内筒部向凸轮轴传递时，中间部件通过通电状态的位置调整机构在轴向位移，则此轴向位移由相位调整机构变换为内筒部的周方向位移，伴随着内筒部的周方向位移，外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位被调整。即，若在中间部件处于最提前角位置和最滞后角位置之间时，中间部件进行轴向位移，则滚珠与中间部件的轴向位移相应地在导向槽内移动，将与中间部件的轴向位移相伴的力作为用于内筒部的周方向位移的力赋予给导向槽，伴随着中间部件的轴向位移，内筒部在周方向位移，能够与中间部件的轴向上的位置相应地可变调整外筒部和凸轮轴之间的相·位，同时，能够将中间部件定位在提前角位置或滞后角位置。在决定了外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位后，相对于从外筒部外周的链轮或凸轮轴向中间部件的扭矩输入，非通电状态的位置调整机构阻止与此扭矩输入相伴的中间部件的轴向位移。因此，在决定了外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位后，即使从外筒部外周的链轮或凸轮轴输入扭矩，也没有消耗电力，能够将外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位保持为指定的相位，能够降低消耗电力。在有关第三发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第一或第二发明记载的发动机的气门控制装置中，上述位置控制机构具备在相对于与上述中间部件的轴心正交的线倾斜的方向且沿周方向形成在上述中间部件外周的轴向一端侧的第一坡道；在相对于与上述中间部件的轴心正交的线向与上述第一坡道相反方向倾斜的方向且沿周方向形成于上述中间部件外周的轴向另一端侧的第二坡道；将上述第一坡道和上述第二坡道置于中间，相互分开地配置在上述中间部件外周侧，同时，可旋转地配置在上述内筒部的周围的多个旋转鼓；在提前角时和滞后角时产生电磁力，在除此以外之时停止电磁力的产生，在上述提前角时，对上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓赋予旋转力，在滞后角时，对上述多个旋转鼓中的另一方的旋转鼓赋予旋转力的多个电磁离合器；旋转自由地配置在上述中间部件外周中的上述一方的旋转鼓和上述另一方旋转鼓之间的部位，受到来自上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的旋转力而旋转的辊，在上述一方的旋转鼓的与上述另一方的旋转鼓的相向面侧形成能够与上述第一坡道卡合、用于将上述第一坡道向上述凸轮轴侧推压的第三坡道，在上述另一方的旋转鼓的与上述一方的旋转鼓的相向面侧形成能够与上述第二坡道卡合、用于将上述第二坡道向离开上述凸轮轴的方向推压的第四坡道。(作用)在进行提前角控制时，若在中间部件与外筒部一起旋转时，从一方的电磁离合器产生电磁力，对一方的旋转鼓赋予旋转力，则伴随着一方的旋转鼓的旋转，一方的旋转鼓的第三坡道将第一坡道向凸轮轴侧推压，同时使辊旋转。此时，伴随着第三坡道将第一坡道向凸轮轴侧推压，中间部件向凸轮轴侧移动。此后，若使一方的电磁离合器为非通电状态，则一方的旋转鼓的旋转停止，同时，中间部件的移动停止，中间部件被定位在任意的提前角位置。另一方面，若在中间部件处于提前角位置时，从另一方的电磁离合器产生电磁力，对另一方的旋转鼓赋予旋转力，则伴随着另一方的旋转鼓的旋转，另一方的旋转鼓的第四坡道将第二坡道向离开凸轮轴的方向推压，同时，使辊旋转。此时，伴随着第四坡道将第二坡道向离开凸轮轴的方向推压，中间部件向离开凸轮轴的方向移动。此后，若使另一方的电磁离合器为非通电状态，则中间部件被定位在任意的滞后角位置。即，仅在使中间部件向任意的提前角或滞后角位置移动时，使某一电磁离合器为通电状态，在除此以外之时，使各电磁离合器为非通电状态，由此，能够将中间部件设定在任意的提前角或滞后角位置，能够降低消耗电力。在有关第四发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第三发明记载的发动机的气门控制装置中，在设上述第一坡道、第二坡道和第三坡道以及第四坡道的倾斜角为Θ，设从上述辊作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的力，即与上述各旋转鼓的轴心平行的力为P，设作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的周方向的轴颈摩擦为Fr，设上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓和上述中间部件 之间的摩擦系数为μ时，相对于上述中间部件处于任意的提前角位置或滞后角位置、不进行相对于上述中间部件的轴向位移时的从上述外筒部或凸轮轴向上述中间部件的扭矩输入，上述倾斜角Θ满足PX cos Θ-PX μ-Fr〈0的关系。(作用)在中间部件处于任意的提前角位置或滞后角位置，不进行提前角控制或滞后角控制时，即使在从外筒部或凸轮轴向中间部件输入了扭矩的情况下，由于上述算式的值为负，所以，棍处于不动(不旋转)的状态，没有从棍向一方的旋转鼓或另一方的旋转鼓传递扭矩，中间部件被保持在任意的提前角位置或滞后角位置，成为自我保持状态(自锁状态)。在有关第五发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第三或第四发明记载的发动机的气门控制装置中，上述多个旋转鼓被配置于固定在上述内筒部的轴向一端部外周的挡块和上述外筒部之间，在上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓和上述挡块之间安装弹性体，由上述弹性体的弹性力向上述凸轮轴侧推压上述多个旋转鼓。(作用)因为由弹性体的弹性力向凸轮轴侧推压多个旋转鼓，所以，在决定了外筒部和凸轮轴之间的相位角后，即使从外筒部或凸轮轴向中间部件有扭矩输入，也能够阻止中间部件因此扭矩输入而向离开凸轮轴的方向移动。即，在决定了外筒部和凸轮轴之间的相位角后，即使从凸轮轴受到反作用力，也没有消耗电力，能够更确实地使包括外筒部在内的驱动轴侧和包括内筒部在内的从动轴侧成为自我保持状态(自锁状态)，能够更确实地将外筒部和凸轮轴之间的相位角保持在由中间部件的位置所决定的相位角，能够降低消耗电力。在有关第六发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，具备传递发动机的曲轴的驱动力的外筒部；可相对旋转地配置在上述外筒部内周侧，呈同轴状地与使上述发动机的进气气门或排气气门开闭的凸轮轴连结的内筒部；沿上述内筒部的轴向移动自由地配置，将上述外筒部内周侧和上述内筒部外周侧连结的连结销；与上述发动机的运转状态相应地控制上述连结销在上述内筒部的轴向上的位置的位置控制机构；与上述连结销在上述内筒部的轴向上的位置相应地对上述外筒部外周的链轮和上述凸轮轴之间的相位可变地进行调整的相位调整机构，上述位置控制机构在通电时使上述连结销在上述内筒部的轴向位移，在非通电时，相对于从上述外筒部外周的链轮或上述凸轮轴向上述连结销的扭矩输入，阻止与上述扭矩输入相伴的上述连结销在上述内筒部的轴向的位移，上述相位调整机构具备第一导向槽和第二导向槽该第一导向槽作为将上述连结销从与最提前角相位对应的位置向与最滞后角相位对 应的位置引导的槽，呈螺旋状地形成在上述内筒部外周，该第二导向槽沿上述外筒部的轴向形成在上述外筒部内周，上述连结销的两端侧与由上述位置控制机构进行的轴向位移相应地在上述第一导向槽和第二导向槽内移动，将与由上述位置控制机构进行的轴向位移相伴的力作为用于上述内筒部的周方向位移的力赋予给上述第一导向槽，响应上述连结销在上述内筒部的轴向的位移，将上述连结销在上述内筒部的轴向上的位移变换为上述内筒部的周方向位移。(作用)位置调整机构仅在可变地调整外筒部和凸轮轴之间的相位时为通电状态，使连结销沿内筒部的轴向位移，在除此以外之时为非通电状态，阻止连结销在内筒部的轴向的位移。若在来自发动机的旋转力从外筒部经连结销和内筒部向凸轮轴传递时，连结销通过通电状态的位置调整机构沿内筒部的轴向位移，则此轴向位移由相位调整机构变换为内筒部的周方向位移，伴随着内筒部的周方向位移，外筒部和凸轮轴之间的相位被调整。即，若在连结销处于最提前角位置和最滞后角位置之间时，连结销沿内筒部的轴向进行位移，贝1J连结销的长度方向一端侧在第一导向槽内移动，连结销的长度方向另一端侧在第二导向槽内移动，将与连结销在内筒部的轴向上的位移相伴的力作为用于内筒部的周方向位移的力赋予给第一导向槽，伴随着连结销在内筒部的轴向上的位移，内筒部在周方向位移，能够与连结销在内筒部的轴向上的位置相应地可变调整外筒部和凸轮轴之间的相位，同时，能够将连结销定位在提前角位置或滞后角位置。在决定了外筒部和凸轮轴之间的相位后，相对于从外筒部或凸轮轴向中间部件的扭矩输入，非通电状态的位置调整机构阻止与此扭矩输入相伴的连结销在内筒部的轴向上的位移。因此，在决定了外筒部和凸轮轴之间的相位后，即使从外筒部或凸轮轴输入扭矩，也没有消耗电力，能够将外筒部和凸轮轴之间的相位保持为指定的相位，能够降低消耗电力。在有关第七发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第六发明记载的发动机的气门控制装置中，上述位置控制机构具备旋转自由地配置在上述内筒部和上述外筒部之间，且沿外筒部的径向相互邻接地配置的多个旋转鼓；在通电时产生电磁力，在非通电时停止电磁力的产生，在伴随通电的提前角时，对上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓赋予旋转力，在伴随着通电的滞后角时，对上述多个旋转鼓中的另一方的旋转鼓赋予旋转力的多个电磁离合器，在上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓上，在相对于与上述一方的旋转鼓的轴心正交的直线倾斜的方向且沿周方向呈直线状地形成插通上述连结销的第一导向孔，在另一方的旋转鼓上，在相对于与上述另一方的旋转鼓的轴心正交的直线向与上述第一导向孔相反方向倾斜的方向且沿周方向呈直线状地形成插通上述连结销的第二导向孔，上述第一导向孔的沿长度方向的一对缘作为第一坡道形成，上述第二导向孔的沿长度方向的一对缘作为第二坡道形成。(作用)在进行提前角控制时，若在内筒部和外筒部一起旋转时，从一方的电磁离合器产生电磁力，对一方的旋转鼓赋予旋转力，则伴随着一方的旋转鼓的旋转，一方的旋转鼓的第一坡道将连结销向凸轮轴侧推压，则连结销的长度方向两端侧沿第一导向槽和第二导向槽移动，同时，连结销的中间部沿第一导向孔移动，连结销整体向凸轮轴侧移动。此后，若使一方的电磁离合器为非通电状态，则一方的旋转鼓的旋转停止，同时，连结销的移动停止，连结销被定位在任意的提前角位置。另一方面，若在连结销处于提前角位置时，从另一方的电磁离合器产生电磁力，对另一方的旋转鼓赋予旋转力，则伴随着另一方的旋转鼓的旋转，另一方的旋转鼓的第二坡道将连结销向离开凸轮轴的方向推压，连结销的长度方向两端侧沿第一导向槽和第二导向槽移动，同时，连结销的中间部沿第二导向孔移动，连结销整体向离开凸轮轴的方向移动。此后，若使另一方的电磁离合器为非通电状态，则连结销被定位在任意的滞后角位置。即，仅在使连结销向任意的提前角或滞后角位置移动时，使某一电磁离合器为通电状态，在除此以外之时使各电磁离合器为非通电状态，由此,能够将连结销设定在任意的提前角或滞后角位置，能够降低消耗电力。在有关第八发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第七发明记载的发动机的气门控制装置中，在设上述第一坡道和第二坡道的倾斜角为Θ，设从上述连结销作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的力，即与上述各旋转鼓的轴心平行的 力为P，设作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的周方向的轴颈摩擦为Fr，设上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓和上述连结销之间的摩擦系数为μ时，相对于上述连结销处于任意的提前角位置或滞后角位置、不进行相对于上述连结销的沿内筒部的轴向的轴向位移时的从上述外筒部或凸轮轴向上述连结销的扭矩输入，上述倾斜角Θ满足PXcos Θ -PX μ -Fr<0的关系。(作用)在连结销处于任意的提前角位置或滞后角位置，不进行提前角控制或滞后角控制时，即使在从外筒部或凸轮轴向连结销输入了扭矩的情况下，由于上述算式的值为负，所以，没有从连结销向一方的旋转鼓或另一方的旋转鼓传递扭矩，连结销被保持在任意的提前角位置或滞后角位置，成为自我保持状态(自锁状态)。在有关第九发明的发动机的气门控制装置中，做成下述结构，S卩，在第三或第七发明记载的发动机的气门控制装置中，在上述多个旋转鼓中的与上述外筒部邻接的旋转鼓和上述外筒部之间安装环状的护圈，在上述护圈上沿周方向分散地形成多个贯通孔，在上述各贯通孔上旋转自由地安装与上述旋转鼓和上述外筒部接触的旋转体。(作用)由于在与外筒部邻接的旋转鼓和外筒部之间安装环状的护圈，在形成于护圈上的贯通孔上，旋转自由地安装与旋转鼓和外筒部接触的旋转体，所以，即使伴随着与外筒部邻接的旋转鼓的旋转的力经旋转体作用于外筒部，也能够由旋转体的旋转降低与外筒部邻接的旋转鼓和外筒部之间的摩擦阻力，作为结果，能够降低旋转鼓动作时的必要扭矩。发明的效果从上述的说明可知，根据有关第一发明的发动机的气门控制装置，能够与中间部件的轴向上的位置相应地可变调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位，同时，能够将中间部件定位在提前角位置或滞后角位置，进而，能够降低消耗电力。根据有关第二发明的发动机的气门控制装置，能够与中间部件的轴向上的位置相应地可变调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位，同时，能够将中间部件定位在提前角位置或滞后角位置，进而，能够降低消耗电力。根据有关第三发明的发动机的气门控制装置，能够将中间部件设定在任意的提前角或滞后角位置，同时，能够降低消耗电力。根据有关第四发明的发动机的气门控制装置，能够在将中间部件保持在任意的提前角位置或滞后角位置的同时，使之成为自我保持状态(自锁状态)。根据有关第五发明的发动机的气门控制装置，在决定了外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位角后，能够更确实地将外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位角保持在由中间部件的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。根据有关第六发明的发动机的气门控制装置，能够与连结销在内筒部的轴向上的位置相应地可变调整外筒部外周的链轮和凸轮轴之间的相位，同时，能够将连结销定位在提前角位置或滞后角位置，进而，能够降低电力。 根据有关第七发明的发动机的气门控制装置，能够将连结销设定在任意的提前角或滞后角位置，同时，能够降低消耗电力。根据有关第八发明的发动机的气门控制装置，能够将连结销保持在任意的提前角位置或滞后角位置，同时，能够使连结销成为自我保持状态(自锁状态)。根据有关第九发明的发动机的气门控制装置，能够降低旋转鼓动作时的必要扭矩。
图I是表示本发明的第一实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图。图2是外筒部和小径外筒部的主视图。图3 Ca)是外筒部的剖视图，(b)是外筒部的后视图。图4 (a)是内筒部的俯视图，(b)是内筒部外周侧的展开图。图5 Ca)是中间部件的俯视图，(b)是中间部件的主视图，(C)是中间部件外周侧的展开图。图6是表示在中间部件上组装了销和辊的状态的图。图7 Ca)是销的剖视图，(b)是辊的俯视图，(C)是辊的剖视图，Cd)是辊销的俯视图。图8 Ca)是罩的后视图，(b)是沿图8 Ca)的A_A线的剖视图。图9 Ca)是前侧旋转鼓的俯视图，(b)是前侧旋转鼓的主视图，(C)是前侧旋转鼓外周侧的展开图。图10 (a)是后侧旋转鼓的主视图，(b)是后侧旋转鼓的剖视图，(C)是后侧旋转鼓内周侧的展开图。图11 (a)是用于说明前侧旋转鼓和后侧旋转鼓及中间部件的关系的展开图，(b)是用于说明内筒部的旋转方向的图。图12是表示本发明的第二实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图。图13是表示本发明的第三实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图。图14是表示本发明的第四实施例的发动机的气门控制装置的主要部位纵剖视图。
图15是第四实施例中的外筒部的后视图。图16 Ca)是用于说明第四实施例中的前侧旋转鼓和后侧旋转鼓的关系的图，(b)是第四实施例中的前侧旋转鼓外周侧的展开图，(C)是第四实施例中的后侧旋转鼓外周侧的展开图。图17是表示本发明的第五实施例的发动机的气门控制装置的主要部位纵剖视图。图18是第五实施例中的护圈的主视图。图19是用于说明第五实施例中的后侧旋转鼓和辊及外筒部的关系的展开图。符号说明10 :外筒部；12 :内筒部；14 :中间部件;16、16A :位置控制机构;18、18A :相位调 整机构；30 :小径外筒部;48、50 :导向槽；74 :销；76 :辊;84、86 :旋转鼓;88、90、92、94、96、98,100,102:坡道;104、106 :电磁离合器;108、110 :螺线管;134、136、142、144:坡道；146 滚珠；148 :盘簧；150 :外筒部；152、154 :旋转鼓；156、158 :电磁离合器；160 :连结销；166 导向孔;168、170 :螺线管；192 :护圈；196 :辊。
具体实施例方式为了实施发明的优选方式下面，基于附图，说明本发明的实施方式。图I是表示本发明的第一实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图，图2是外筒部和小径外筒部的主视图，图3 (a)是外筒部的剖视图，图3 (b)是外筒部的后视图，图4 (a)是内筒部的俯视图，图4 (b)是内筒部外周侧的展开图，图5 (a)是中间部件的俯视图，图5 (b)是中间部件的主视图，图5 (c)是中间部件外周侧的展开图，图6是表示将销和辊组装到了中间部件上的状态的图，图7 (a)是销的剖视图，图7 (b)是辊的俯视图，图7 (c)是辊的剖视图，图7 Cd)是辊销的俯视图，图8(a)是罩的后视图，图8 (b)是沿图8 (a)的A-A线的剖视图，图9 (a)是前侧旋转鼓的俯视图，图9 (b)是前侧旋转鼓的主视图，图9 (c)是前侧旋转鼓外周侧的展开图，图10 (a)是后侧旋转鼓的主视图，图10 (b)是后侧旋转鼓的剖视图，图10 (c)是后侧旋转鼓内周侧的展开图，图11 (a)是用于说明前侧旋转鼓和后侧旋转鼓以及中间部件的关系的展开图，图11 (b)是用于说明内筒部的旋转方向的图，图12是表示本发明的第二实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图，图13是表示本发明的第三实施例的发动机的气门控制装置的纵剖视图，图14是表示本发明的第四实施例的发动机的气门控制装置的主要部位纵剖视图，图15是第四实施例的外筒部的后视图，图16 (a)是用于说明第四实施例的前侧旋转鼓和后侧旋转鼓的关系的图，图16 (b)是第四实施例的前侧旋转鼓外周侧的展开图，图16(c)是第四实施例的后侧旋转鼓外周侧的展开图，图17是表示本发明的第五实施例的发动机的气门控制装置的主要部位纵剖视图，图18是第五实施例的护圈的主视图，图19是用于说明第五实施例的后侧旋转鼓和辊以及外筒部的关系的展开图。在这些图中，有关本发明的发动机的气门控制装置，例如作为如下的装置被构成，即以组装在汽车用发动机上的形态在发动机机油环境下使用，用于以进排气气门与曲轴的旋转同步开闭的方式将曲轴的旋转向凸轮轴传递，同时，根据发动机的负荷、转速等运转状态使发动机的进气气门或排气气门的开闭时机变化。
具体地说，发动机的气门控制装置，如图I所示，具备下述部件而构成，S卩，传递发动机的曲轴的驱动力的圆环状外筒部10 ;与外筒部10同轴且相对于外筒部10可相对转动地配置在外筒部10内周侧，与使发动机的进气气门或排气气门开闭的凸轮轴2呈同轴状地连结的圆环状内筒部12 ;形成为圆筒状,沿内筒部12的轴向移动自由地配置在内筒部12外周的中间部件14 ;与发动机的运转状态相应地控制中间部件14的轴向上的位置的位置控制机构16 ;与中间部件14的轴向上的位置相应地可变调整外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位的相位调整机构18。在内筒部12的内周侧嵌合了凸轮轴2的轴向一端侧，在此凸轮轴2的轴向一端侧紧固连接了凸轮螺栓20。凸轮螺栓20经挡块22固定在内筒部12的轴向一端侧。挡块22固定在内筒部12的轴向一端侧外周面。外筒部10，如图2及图3所示，作为驱动轴侧的筒体在外周侧排列着多个链轮24， 发动机的曲轴的驱动力经链条向链轮24传递。外筒部10在发动机的曲轴的驱动力经链条向链轮24传递时与曲轴同步旋转，将与此旋转相伴的驱动力经相位调整机构18向内筒部12传递。在外筒部10的内周侧形成了用于插通内筒部12的贯通孔26，同时，作为相位调整机构18的一个要素，沿外筒部10的轴向相对向地形成了与贯通孔26的缘相连的一对连结槽28。各连结槽28作为与中间部件14的连结部，截面被形成为大致矩形形状。在外筒部10的头部H侧与外筒部10邻接地并列设置了小径外筒部30，小径外筒部30配置在内筒部12外周，由螺栓32固定在外筒部10。此小径外筒部30在其外周侧具备多个链轮34，在发动机的曲轴的驱动力经链条向链轮34传递时，与曲轴同步旋转。内筒部12作为与凸轮轴2连结的筒体被构成，如图4所示，在内筒部12的外周侦牝从头部H侧形成了连结部36、凸缘部38、大径部40、小径部42，在内周侧形成了凸轮螺栓插通孔44、凸轮轴嵌合孔46(参照图I)。连结部36与凸轮轴2的轴向端部侧连结，凸缘部38被插入小径外筒部30的内周侧阶梯部。在大径部40外周，作为相位调整机构18的一个要素，呈螺旋状地形成了一对导向槽48、50。导向槽48、50遍及从与最提前角相位对应的位置至与最滞后角相位对应的位置地形成。中间部件14，如图5所示，作为具有小径部52、大径部54的筒体被构成，沿内筒部12的轴向移动自由地配置在内筒部12的大径部40外周侧(参照图I及图4)。在中间部件14的小径部52的轴向一端侧，成为一体地形成了一对突起56。各突起56，作为能够与外筒部10的连结槽28连结的连结部，形成为大致矩形形状(长方形形状)。各突起56沿外筒部10的轴向滑动自由地被插入外筒部10的连结槽28内。S卩，中间部件14，其一部分(突起56)沿外筒部10的轴向滑动自由地与外筒部10连结，与外筒部10 —起旋转。中间部件14的大径部54具备沿周方向被形成为大致三角形形状的导向部58、60、62、64，各导向部58 64以将小径部52的外周侧的区域分成大致四份的方式配置，在导向部60、64的一部分上形成了凹部66、68。在各凹部66、68上形成了销插通孔70、72。如图6及图7所示，形成为圆筒状的销74被插入销插通孔70、72。各销74以其如2而部向中间部件14的内周侧关出的方式被插入销插通孔70、72，突出的前端部分别被安装在内筒部12外周侧的导向槽48、50内。此时，各销74与中间部件14的轴向位移相应地在导向槽48、50内移动，将与中间部件14的轴向位移相伴的力作为用于内筒部12的周方向位移的力赋予给导向槽48、50。在各凹部66、68上安装形成为大致碗形状的辊76。在辊76的底部形成贯通孔78，可插入销74内的辊销80被插入贯通孔78。若辊销80被插入安装在各凹部66、68上的辊76的贯通孔78，则辊销80剩下头部82地被插入销74内，头部82被安装在辊76的底部。在此情况下，辊76以辊销80为旋转中心旋转自由地被安装在各凹部66、68上。各导向部58 64作为对前侧旋转鼓84和后侧旋转鼓86的移动进行导向的凸部被构成，各导向部58 64的一方的侧壁，作为定位用坡道(第一坡道)88、90、92、94，在相对于与中间部件14的轴心正交的线倾斜的方向呈直线状地形成，而另一方的侧壁，与坡道88、90、92、94相比作为在周方向上的相位不同的定位用(第二坡道)坡道96、98、100、102，在相对于与中间部件14的轴心正交的线倾斜的方向呈直线状地形成(参照图5 (C))。坡道88,90和坡道92、94形成为每180度地倾斜逐渐变化的形状，坡道96、98和坡道100、102形成为每180度地倾斜逐渐变化的形状。但是，导向部58中的坡道88和坡道90，其相位相互错开90度。
用于控制中间部件14的位置(内筒部12的轴向上的位置)的位置控制机构16具备形成为环状的旋转鼓84、86和形成为环状的电磁离合器104、106,旋转鼓84和旋转鼓86将中间部件14置于中间地分开配置在中间部件14的两侧(参照图I)。电磁离合器104、106，如图8所示，将螺线管108、110经导线112、114与控制回路(未图示)连接，将销116、118插入罩120的孔122、124内，被进行止转固定。控制回路检测发动机的运转状态，并向电磁离合器104、106等输出与发动机的运转状态相应的控制信号,对电磁离合器104、106的接通断开进行控制。另外，罩120被固定在发动机链条箱126上。旋转鼓84，如图9所示，具备形成为大致圆筒状的小径部130和大径部132，旋转自由地配置在内筒部12的外周侧。在小径部130的头部H侧，因切掉而产生的坡道134、136在相对于与旋转鼓84的轴心正交的线倾斜的方向呈直线状地形成，坡道134、136形成为每180度地倾斜逐渐变化的形状。此小径部130安装在中间部件14的小径部52的曲轴皮带轮CP侧，以坡道134、136 (第三坡道)与中间部件14的坡道(第一坡道)88、90、92、94卡合的方式配置，同时，以与辊76抵接的方式配置。大径部132配置在与挡块22抵接的位置，通过大径部132和挡块22的抵接，来阻止旋转鼓84向曲轴皮带轮CP侧的移动。旋转鼓86，如图10所示，具备形成为大致圆筒状的小径部138和大径部140，旋转自由地配置在中间部件14的外周侧。在小径部138和大径部140的内周侧，作为导向槽的坡道142、144在相对于与旋转鼓86的轴心正交的线倾斜的方向呈直线状地形成，坡道142、144形成为每180度地倾斜逐渐变化的形状。此小径部138安装在外筒部10的圆环状凹部IOa内，通过与圆环状凹部IOa的抵接，阻止旋转鼓86向头部H的移动。大径部140安装在中间部件14的小径部52的头部H侧，以坡道(第四坡道)142、144与中间部件14的坡道(第二坡道)96、98、100、102卡合的方式配置，同时，以与辊76抵接的方式配置。旋转鼓84、86的轴向上的位置由电磁离合器104、106的接通断开状态控制，电磁离合器104，在提前角控制时，在螺线管108通电了时为接通，在除此以外之时为断开。电磁离合器106，在滞后角控制时，在螺线管110通电了时为接通，在除此以外之时为断开。若螺线管108或110通电，则伴随着旋转鼓84或86向轴向的移动，中间部件14向提前角位置或滞后角位置移动。
具体地说，在螺线管108和螺线管110处于非通电状态时，旋转鼓84、86没有对中间部件14赋予旋转力，与中间部件14 一起旋转，例如，在控制进气气门的开闭时机的情况下，在怠速时，中间部件14处于最滞后角位置。此后，若为了进行提前角控制而仅对螺线管108通电，则如图11 (a)所示，旋转鼓84在箭头X方向旋转，旋转鼓84的旋转力从旋转鼓84的坡道134、136赋予给中间部件14的坡道88、90、92、94和辊76。由此，安装在中间部件14上的销74沿内筒部12的导向槽48、50移动，同时，中间部件14的突起56沿外筒部10的连结槽28移动，与此相伴，内筒部12在箭头Y方向旋转(参照图11 (b))，中间部件14沿内筒部12的轴向向头部H侧(凸轮轴侧或提前角侧)移动。若在中间部件14从最滞后角位置移动到最提前角位置的过程中，在任意的时机使螺线管108为非通电状态，则电磁离合器104为断开，中间部件14被定位在任意的提前角位置。此时，伴随着中间部件14的移动，对于外筒部10和内筒部12，作为相互反方向的周方向位移，与中间部件14的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周 方向位移，外筒部10从曲轴皮带轮CP侧看逆时针旋转，内筒部12从曲轴皮带轮CP侧看顺时针(箭头Y方向)旋转，外筒部10和凸轮轴2之间的相位被调整到提前角侧。另一方面，在中间部件14处于最提前角位置时，若为了进行滞后角控制而仅对螺线管110通电，将电磁离合器106接通，则旋转鼓86在箭头X方向旋转(参照图11 Ca ,将旋转鼓86的旋转力从旋转鼓86的坡道142、144赋予给中间部件14的坡道96、98、100、102和辊76。由此，中间部件14的销74沿内筒部12的导向槽48、50移动，同时，中间部件14的突起56沿外筒部10的连结槽28移动，与此相伴，内筒部12在箭头Z方向旋转(参照图11 (b))，中间部件14沿内筒部12的轴向向曲轴皮带轮CP侧(滞后角侧)移动。若在中间部件14从最提前角位置移动到最滞后角位置的过程中，在任意的时机使螺线管110为非通电状态，则电磁离合器106为断开，中间部件14被定位在任意的滞后角位置。此时，伴随着中间部件14的移动，对于外筒部10和内筒部12，作为相互反方向的周方向位移，与中间部件14的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周方向位移，外筒部10从曲轴皮带轮CP侧看顺时针旋转，内筒部12从曲轴皮带轮CP侧看逆时针(箭头Z方向)旋转，外筒部10和凸轮轴2之间的相位被调整到滞后角侧。若在中间部件14处于任意的提前角位置或滞后角位置时，分别使螺线管108、110为非通电状态，则旋转鼓84、86没有对中间部件14赋予旋转力，而是与中间部件14 一起旋转。此后，在进行提前角控制时，通过对螺线管108通电，能够将中间部件14定位在其它的提前角位置，另外，在进行滞后角控制时，通过对螺线管110通电，能够将中间部件14定位在其它的滞后角位置。另一方面，在螺线管108、110分别为非通电状态，中间部件14被定位到了任意的提前角位置或滞后角位置时，中间部件14自我保持在该位置。即，旋转鼓84的坡道134、136和中间部件14的坡道88、90、92、94，如图11所示，倾斜角(相对于与旋转鼓84的轴心正交的线倾斜的角度)Θ是在摩擦角以下且超过O度的角度，被设定为满足下述算式(I)的值。PXcos Θ-PX μ-Fr〈0...... (I)这里，P是从辊76作用于旋转鼓84、86的力，是与旋转鼓84、86的轴心平行的力，Fr是作用于旋转鼓84、86的周方向的轴颈摩擦，μ是旋转鼓84或旋转鼓86和中间部件14之间的摩擦系数。另外，旋转鼓86的坡道142、144和中间部件14的坡道96、98、100、102的倾斜角Θ也被设定为满足算式(I)的值。若将旋转鼓84的坡道134、136和中间部件14的坡道88、90、92、94的倾斜角Θ设定为满足算式(I)的值，则在中间部件14处于任意的提前角位置或滞后角位置，不进行提前角控制或滞后角控制时，即使是在从外筒部10或凸轮轴2向中间部件14输入了扭矩的情况下，由于算式(I)的值为负，所以，辊76处于不动(不旋转)的状态，不从辊76向旋转鼓84、86传递扭矩，中间部件14被保持在任意的提前角位置或滞后角位置，成为自我保持状态(自锁状态)。在本实施例中，伴随着螺线管108或螺线管110的通电，在中间部件14移动到提前角位置或滞后角位置的过程中，突起56响应与中间部件14的移动相伴的轴向位移，沿外筒部10的连结槽28移动，同时，销74沿内筒部12的导向槽48、50移动，对于内筒部12赋予与中间部件14的轴向上的位置相应的周方向位移，外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位与内筒部12的周方向位移(内筒部12的旋转)相伴地可变地被调整。
另一方面，在伴随着螺线管108及螺线管110的非通电，中间部件14被设定在提前角位置或滞后角位置，在决定了外筒部10和凸轮轴2之间的相位角时，由于相对于来自外筒部10外周的链轮24或凸轮轴2的扭矩输入，辊76处于不旋转的状态，中间部件14的轴向的移动被停止，从中间部件14向旋转鼓84或86的扭矩输入的传递被阻止，所以，包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧，扭矩传递为非可逆，成为自我保持状态(自锁状态)。根据本实施例，因为伴随着螺线管108或螺线管110的通电，在中间部件14移动到提前角位置或滞后角位置的过程中，使突起56响应与中间部件14的移动相伴的轴向位移地沿外筒部10的连结槽28移动，同时，使销74沿内筒部12的导向槽48、50移动，将中间部件14的轴向位移变换为内筒部12的周方向位移，所以，能够与中间部件14的位置相应地可变调整外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位。另外，根据本实施例，在决定了外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角保持在由中间部件14的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。进而，根据本实施例，能够以少的零件构成位置控制机构16、相位调整机构18，能够有助于成本降低。另外，根据本实施例，由于没有必要抵抗复位弹簧的弹性力，使中间部件14移动，仅通过对螺线管108或螺线管110通电，就能够使中间部件14移动，所以，与使用复位弹簧的结构相比，能够降低消耗电力。接着，根据图12，说明本发明的第二实施例。在本实施例中，替代销74，使用滚珠(钢球)146，将滚珠146插入在中间部件14的销插通孔70、72内固定，使滚珠146的一部分从中间部件14内周向内筒部12外周突出，滚珠146与中间部件14的轴向位移相应地在导向槽48、50内移动，将与中间部件14的轴向位移相伴的力作为用于内筒部12的周方向位移的力，赋予给导向槽48、50,其它的结构与第一实施例同样。此时，若在中间部件14处于最提前角位置和最滞后角位置之间时，中间部件14进行轴向位移，则滚珠146与中间部件14的轴向位移相应地在导向槽48、50内移动，同时，中间部件14的突起56沿外筒部10的连结槽28移动，将与中间部件14的轴向位移相伴的力作为用于内筒部12的周方向位移的力赋予给导向槽48、50。若伴随着中间部件14的轴向位移，内筒部12在周方向位移，则能够与中间部件14的轴向上的位置相应地可变调整外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位，同时，能够将中间部件14定位在提前角位置或滞后角位置。根据本实施例，因为伴随着螺线管108或螺线管110的通电，在中间部件14移动到提前角位置或滞后角位置的过程中，滚珠146响应与中间部件14的移动相伴的轴向位移，沿内筒部12的导向槽48、50移动,对于外筒部10和内筒部12,作为相互反方向的周方向位移，与中间部件14的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周方向位移，夕卜筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位可变地被调整。另一方面，在伴随着螺线管108及螺线管110的非通电，中间部件14被设定在提前角位置或滞后角位置，决定了外筒部10和凸轮轴2之间的相位角时，由于相对于来自外筒部10或凸轮轴2的扭矩输入，中间部件14的轴向的移动被停止，从中间部件14向旋转·鼓84或86的扭矩输入的传递被阻止，所以，包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧,扭矩传递为非可逆,成为自我保持状态(自锁状态)。S卩，在决定了外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角保持在由中间部件14的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。接着，根据图13说明本发明的第三实施例。在本实施例中，在内筒部12的外周侧中的挡块22和旋转鼓84之间安装作为圆环状的弹性体的盘簧148，将盘簧148的弹性力赋予给旋转鼓84、86，其它的结构与第一实施例或第二实施例相同。盘簧148的弹性力是沿着内筒部12的轴向的力，以将旋转鼓84、86向头部H (凸轮轴侧)推压的方式发挥作用。因此，在伴随着螺线管108及螺线管110的非通电，中间部件14被设定在提前角位置或滞后角位置，决定了外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角后，即使从外筒部10外周的链轮24或凸轮轴2到中间部件14有扭矩输入，也能够阻止中间部件14因此扭矩输入而向曲轴皮带轮CP移动。S卩，在决定了外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，能够使包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧更确实地成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角更确实地保持在由中间部件14的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。根据本实施例，能够发挥与第一实施例或第二实施例同样的效果，同时，在决定了外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，能够使包括外筒部10在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧更确实地成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部10外周的链轮24和凸轮轴2之间的相位角更确实地保持在由中间部件14的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。接着，根据图14至图16，说明本发明的第四实施例。在本实施例中，替代外筒部10，使用外筒部150，替代旋转鼓84、86，使用旋转鼓152、154，替代电磁离合器104、106，使用电磁离合器156、158，替代中间部件14，使用连结销160，替代位置控制机构16，使用位置控制机构16A，替代相位调整机构18，使用相位调整机构18A，其它的结构与第一实施例相同。具体地说，外筒部150，如图14及图15所示，作为驱动轴侧的筒体，轴向的长度形成得比外筒部10长，在外周侧中央部排列多个链轮162，发动机的曲轴的驱动力经链条向链轮162传递。外筒部150在发动机的曲轴的驱动力经链条传递到了链轮162时与曲轴同步旋转，将与此旋转相伴的驱动力经相位调整机构18A向内筒部12传递。在外筒部150的内周侧形成了用于插通内筒部12及旋转鼓152、154的贯通孔164，同时，作为相位调整机构18A的一个要素，相对向地形成了与贯通孔164的缘相连的一对导向槽166。各导向槽166，作为与连结销160的连结部，截面形成为大致矩形形状，同时，为了对连结销160的移动进行导向，沿外筒部150的轴向，遍及从与最提前角相位对应的位置到与最滞后角相位对应的位置形成。在外筒部150的头部H侧，与外筒部150邻接 地并列设置了小径外筒部30，小径外筒部30配置在内筒部12外周，由螺栓32固定在外筒部150上。一对连结销160，作为用于将外筒部150和内筒部12连结的连结部件形成为大致圆柱状，长度方向(轴向)的一端侧贯通旋转鼓152、154，被安装在内筒部12的导向槽(第一导向槽)48、50内，另一端侧贯通旋转鼓152、154,被安装在外筒部150的导向槽(第二导向槽)166内。各连结销160由位置控制机构16A控制在内筒部12的轴向上的位置，若各连结销160因位置控制机构16A而沿内筒部12的轴向位移，则各连结销160的一端侧沿内筒部12的导向槽48、50移动，各连结销160的另一端侧沿外筒部150的导向槽166移动。此时，各连结销160将与内筒部12的沿轴向的轴向位移相伴的力作为用于内筒部12的周方向位移的力赋予给导向槽48、50。用于控制各连结销160的位置的位置控制机构16A具备形成为环状的旋转鼓152、154和形成为环状的电磁离合器156、158，旋转鼓152和旋转鼓154以旋转鼓152为内侧，重叠地配置在内筒部12和外筒部150之间。电磁离合器156、158，其螺线管168、170与控制回路连接(未图示)，由来自控制回路的控制信号进行接通断开控制。旋转鼓152形成为大致圆筒状，旋转自由地配置在内筒部12的外周侧。在此旋转鼓152上，如图16所示，插通连结销160，同时，在相对于与旋转鼓152的轴心正交的线倾斜的方向，且沿周方向形成了用于对连结销160的移动进行导向的导向孔(第一导向孔)172。在导向孔172的长度方向两端侧形成了半圆形部174、176，在半圆形部174和半圆形部176之间，相对向地呈直线状地形成了一对坡道(第一坡道)178、180。坡道178、180作为沿着导向孔172的长度方向的一对缘，在相对于与旋转鼓152的轴心正交的线倾斜的方向呈直线状地形成。旋转鼓154形成为大致圆筒状，旋转自由地配置在旋转鼓152的外周侧。在此旋转鼓154上，如图16所示，插通连结销160，同时，相对于与旋转鼓154的轴心正交的线，在与导向孔172呈反方向倾斜的方向，且沿周方向形成了用于对连结销160的移动进行导向的导向孔(第二导向孔)182。在导向孔182的长度方向两端侧形成了半圆形部184、186，在半圆形部184和半圆形部186之间，相对向地呈直线状地形成了坡道(第二坡道)188、190。坡道188、190，作为沿着导向孔182的长度方向的一对缘，在相对于与旋转鼓154的轴心正交的线倾斜的方向，沿周方向呈直线状地形成。旋转鼓152、154的轴向上的位置由电磁离合器156、158的接通断开状态控制，电磁离合器156在进行提前角控制时，在螺线管168被通电了时为接通，在除此以外之时为断开。电磁离合器158在进行滞后角控制时，在螺线管170被通电了时为接通，在除此以外之时为断开。若螺线管168或170被通电，则与向旋转鼓152或154的轴向(内筒部12的轴向)的移动相伴，各连结销160向提前角位置或滞后角位置移动。具体地说，在螺线管168和螺线管170为非通电状态时，旋转鼓152、154没有对各连结销160赋予旋转力，与外筒部150、内筒部12 —起旋转，由此时的旋转鼓152、154的位 置决定各连结销160的位置。例如，在控制进气气门的开闭时机的情况下，在怠速时，各连结销160处于最滞后角位置。此后，若为了进行提前角控制而仅对螺线管168通电，则旋转鼓152在箭头X方向旋转，将旋转鼓152的旋转力从旋转鼓152的坡道178赋予给各连结销160。由此，各连结销160沿旋转鼓152的导向孔172和内筒部12的导向槽48、50移动，同时，沿内筒部12的轴向向头部H侧(凸轮轴侧或提前角侧)移动。若在各连结销160从最滞后角位置向最提前角位置移动的过程中，在任意的时机使螺线管168为非通电状态，则电磁离合器156为断开，各连结销160被定位在任意的提前角位置。此时，伴随着各连结销160的移动，对于外筒部150和内筒部12，作为相互反方向的周方向位移，与各连结销160的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周方向位移，外筒部150从曲轴皮带轮CP侧看逆时针旋转，内筒部12从曲轴皮带轮CP侧看顺时针旋转，外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位被调整到提前角侧。另一方面，在各连结销160处于最提前角位置时，若为了进行滞后角控制而仅对螺线管170通电，将电磁离合器158接通，则旋转鼓154在箭头X方向旋转，将旋转鼓154的旋转力从旋转鼓154的坡道190赋予给各连结销160。由此，各连结销160沿旋转鼓154的导向孔182和内筒部12的导向槽48、50移动，同时，沿内筒部12的轴向向曲轴皮带轮CP侦仪离开凸轮轴的方向或滞后角侧)移动。若在各连结销160从最提前角位置向最滞后角位置移动的过程中，在任意的时机使螺线管170为非通电状态，则电磁离合器158为断开，各连结销160被定位在任意的滞后角位置。此时，伴随着各连结销160的移动，对于外筒部150和内筒部12，作为相互反方向的周方向位移，与各连结销160在内筒部12的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周方向位移，外筒部150从曲轴皮带轮CP侧看顺时针旋转，内筒部12从曲轴皮带轮CP侧看逆时针旋转，外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位被调整到滞后角侧。在各连结销160被定位在任意的提前角位置或滞后角位置后，在进行提前角控制时，通过对螺线管168通电，能够将各连结销160定位在其它的提前角位置，另外，在进行滞后角控制时，通过对螺线管170通电，能够将各连结销160定位在其它的滞后角位置。另一方面，在螺线管168、170分别为非通电状态，各连结销160被定位到了任意的提前角位置或滞后角位置时，各连结销160自我保持在该位置。即，旋转鼓152的坡道178、180和旋转鼓154的坡道188、190，如图16 (a)所示，倾斜角(相对于与旋转鼓152、154的轴心正交的线倾斜的角度)Θ是在摩擦角以下且超过O度的角度，被设定为满足下述算式(2)的值。
PXcos Θ-PX μ-Fr〈0...... (2)这里，P是从各连结销160作用于旋转鼓152、154的力，是与旋转鼓152、154的轴心平行的力，Fr是作用于旋转鼓152、154的周方向的轴颈摩擦，μ是旋转鼓152或旋转鼓154和各连结销160之间的摩擦系数。若将旋转鼓152的坡道178、180和旋转鼓154的坡道188、190的倾斜角Θ设定为满足算式(2)的值，则在各连结销160处于任意的提前角位置或滞后角位置，不进行提前角控制或滞后角控制时，即使是在从外筒部150外周的链轮162或凸轮轴2向各连结销160输入了扭矩的情况下，由于算式(2)的值为负，所以，不从各连结销160向旋转鼓152、154传递扭矩，各连结销160被保持在任意的提前角位置或滞后角位置，成为自我保持状态(自锁状态)。进而，因为在各旋转鼓152、154的轴向中央部，经外筒部150作用有与链轮162连结的链条的张力，由链条张力向内筒部12侧推压各旋转鼓152、154，所以，在伴随着螺线管 168及170的非通电，各连结销160被设定在提前角位置或滞后角位置，外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位角被决定后，即使从外筒部150外周的链轮162或凸轮轴2向各连结销160有扭矩输入，也能够阻止各连结销160因此扭矩输入而向曲轴皮带轮CP移动。即，在决定了外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，能够使包括外筒部150在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧更确实地成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位角更确实地保持在由各连结销160的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。根据本实施例，因为若伴随着螺线管168或螺线管170的通电，在各连结销160移动到提前角位置或滞后角位置的过程中，各连结销160沿内筒部12的导向槽48、50和旋转鼓152的导向孔172及旋转鼓154的导向孔182移动，各连结销160沿内筒部12的轴向位移，则对于外筒部150和内筒部12,作为相互反方向的周方向位移,与各连结销160在内筒部12的轴向上的位置相应地赋予大小不同的周方向位移，外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位可变地被调整。另外，根据本实施例，因为在决定了外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位角后，即使从凸轮轴2受到反作用力，也没有消耗电力，能够使包括外筒部150在内的驱动轴侧和包括内筒部12在内的从动轴侧更确实地成为自我保持状态(自锁状态)，能够将外筒部150外周的链轮162和凸轮轴2之间的相位角更确实地保持在由各连结销160的位置决定的相位角，能够降低消耗电力。进而，根据本实施例，能够以少的零件构成位置控制机构16Α、相位调整机构18Α，能够有助于成本降低。另外，根据本实施例，由于没有必要抵抗复位弹簧的弹性力，使各连结销160移动，仅通过对螺线管168或螺线管170通电，就能够使各连结销160移动，所以，与使用复位弹簧的结构相比，能够降低消耗电力。接着，根据图17至图19，说明本发明的第五实施例。在本实施例中，在与外筒部10邻接的旋转鼓86和外筒部10之间安装环状的护圈192，在护圈192上沿周方向分散地形成多个贯通孔194，在各贯通孔194上旋转自由地安装与旋转鼓86和外筒部10侧面接触的作为旋转体的辊196，其它的结构与第一实施例同样。另外，作为旋转体，也可以替代辊196，使用滚珠。根据本实施例，由于在旋转鼓86和外筒部10之间安装环状的护圈192，在形成于护圈192上的各贯通孔194上，旋转自由地安装与旋转鼓86和外筒部10接触的辊196，所以，即使与旋转鼓86的旋转相伴的力经辊196作用于外筒部10，也能够通过辊196的旋转降低旋转鼓86和外筒部10之间的摩擦阻力，作为结果，能够降低旋转鼓86动作时的必要扭矩。另外，对将有关本实施例的结构适用于第一 实施例的结构进行了叙述，但是，也能够将有关本实施例的结构适用于第二实施例至第四实施例。
权利要求
1.一种发动机的气门控制装置，其特征在于，具备传递发动机的曲轴的驱动カ的外筒部；可相对旋转地配置在上述外筒部内周侧，呈同轴状地与使上述发动机的进气气门或排气气门开闭的凸轮轴连结的内筒部；沿上述内筒部的轴向移动自由地配置，将上述外筒部内周侧和上述内筒部外周侧连结的连结销；与上述发动机的运转状态相应地控制上述连结销在上述内筒部的轴向上的位置的位置控制机构；与上述连结销在上述内筒部的轴向上的位置相应地对上述外筒部外周的链轮和上述凸轮轴之间的相位可变地进行调整的相位调整机构，上述位置控制机构在通电时使上述连结销在上述内筒部的轴向位移，在非通电时，相对于从上述外筒部外周的链轮或上述凸轮轴向上述连结销的扭矩输入，阻止与上述扭矩输入相伴的上述连结销在上述内筒部的轴向的位移，上述相位调整机构具备第一导向槽和第二导向槽该第一导向槽作为将上述连结销从与最提前角相位对应的位置向与最滞后角相位对应的位置引导的槽，呈螺旋状地形成在上述内筒部外周，该第二导向槽沿上述外筒部的轴向形成在上述外筒部内周，上述连结销的两端侧与由上述位置控制机构进行的轴向位移相应地在上述第一导向槽和第二导向槽内移动，将与由上述位置控制机构进行的轴向位移相伴的力作为用于上述内筒部的周方向位移的力赋予给上述第一导向槽，响应上述连结销在上述内筒部的轴向的位移，将上述连结销在上述内筒部的轴向上的位移变换为上述内筒部的周方向位移。
2.根据权利要求I所述的发动机的气门控制装置，其特征在于，上述位置控制机构具备旋转自由地配置在上述内筒部和上述外筒部之间，且沿外筒部的径向相互邻接地配置的多个旋转鼓；在通电时产生电磁力，在非通电时停止电磁力的产生，在伴随通电的提前角时，对上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓赋予旋转カ，在伴随着通电的滞后角时，对上述多个旋转鼓中的另一方的旋转鼓赋予旋转カ的多个电磁离合器，在上述多个旋转鼓中的一方的旋转鼓上，在相对于与上述一方的旋转鼓的轴心正交的直线倾斜的方向且沿周方向呈直线状地形成插通上述连结销的第一导向孔，在另一方的旋转鼓上，在相对于与上述另一方的旋转鼓的轴心正交的直线向与上述第一导向孔相反方向倾斜的方向且沿周方向呈直线状地形成插通上述连结销的第二导向孔，上述第一导向孔的沿长度方向的ー对缘作为第一坡道形成，上述第二导向孔的沿长度方向的ー对缘作为第二坡道形成。
3.根据权利要求2所述的发动机的气门控制装置，其特征在干，在设上述第一坡道和第二坡道的倾斜角为Θ，设从上述连结销作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的力，即与上述各旋转鼓的轴心平行的カ为P，设作用于上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓的周方向的轴颈摩擦为Fr，设上述一方的旋转鼓或上述另一方的旋转鼓和上述连结销之间的摩擦系数为μ时，相对于上述连结销处于任意的提前角位置或滞后角位置、不进行相对于上述连结销的沿内筒部的轴向的轴向位移时的从上述外筒部或凸轮轴向上述连结销的扭矩输入，上述倾斜角Θ满足PXcos Θ -PX μ -Fr<0 的关系。
4.根据权利要求2所述的发动机的气门控制装置，其特征在干，在上述多个旋转鼓中的与上述外筒部邻接的旋转鼓和上述外筒部之间安装环状的护圈，在上述护圈上沿周方向分散地形成多个贯通孔，在上述各贯通孔上旋转自由地安装与上述旋转鼓和上述外筒部接触的旋转体。
全文摘要
发动机的气门控制装置。在决定了相位角后，不用消耗电力，将相位角保持在决定的相位角。将外筒部(10)和中间部件(14)连结，经销(76)将中间部件(14)和内筒部(12)连结，将旋转鼓(84、86)配置于安装在中间部件(14)上的辊(76)的两侧，若通过一方的旋转鼓的旋转，一方的旋转鼓的旋转力经中间部件(14)和辊(76)向另一方的旋转鼓传递，则一方的旋转鼓向另一方的旋转鼓侧移动，同时，销(74)沿内筒部(12)的导向槽(48、50)移动，内筒部(12)和外筒部(10)沿周方向在相互反方向旋转。中间部件(14)伴随着销(74)的移动沿内筒部(12)的轴向移动，在旋转鼓(84、86)的旋转停止了时，被定位在该位置。此时，由于相对于来自外筒部(10)或凸轮轴(2)的扭矩输入，辊(76)不旋转，所以，中间部件(14)成为自锁状态。
文档编号F01L1/344GK102817662SQ20121031440
公开日2012年12月12日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者新纳正昭 申请人:日锻汽门株式会社