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    重庆时时彩后二直选复试: 汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置.pdf

    关 键 词:
    汽车 发动机 中的 凸轮轴 相位 可变 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN200880131636.2

    申请日:

    2008.10.22

    公开号:

    CN102197197A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):F01L 1/34申请日:20081022授权公告日:20130213终止日期:20141022|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F01L 1/34申请日:20081022|||公开
    IPC分类号: F01L1/34 主分类号: F01L1/34
    申请人: 日锻汽门株式会社
    发明人: 永洞真康
    地址: 日本神奈川
    优先权:
    专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 史雁鸣
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200880131636.2

    授权公告号:

    |||102197197B||||||

    法律状态公告日:

    2015.12.09|||2013.02.13|||2011.11.23|||2011.09.21

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置,其不会由于干扰扭矩而产生偏移,能可靠地保持曲轴和凸轮轴的组装角。具备驱动旋转体(71)、控制旋转体(74)、偏心圆凸轮(76)、和中间旋转体(84),驱动旋转体具备圆筒部(71b)和缩径的导向槽(79);驱动旋转体与凸轮轴相对转动,而且由曲轴驱动;控制旋转体由转动操作力施加机构(100)与驱动旋转体(71)进行相对转动,而且其外周面(74b)由圆筒部(71b)的内周面(71d)支承;偏心圆凸轮与控制旋转体(74)同步转动;中间旋转体具备在导向槽(79)内位移的可动构件(81)和与中心轴(L1)正交、偏心圆凸轮进行位移的凸轮导向部(77),被支承在上述凸轮轴上,同时向与凸轮导向部(77)正交的方向位移,而且与凸轮轴成为一体地旋转。

    权利要求书

    1.一种汽车用发动机中的相位可变装置,其特征在于,具备驱动旋转体、控制旋转体、偏心圆凸轮、和中间旋转体,上述驱动旋转体具备圆筒部和相对于上述圆筒部的周向缩径的曲线状的导向槽,相对于凸轮轴可相对转动地被支承,而且由曲轴进行旋转驱动;上述控制旋转体通过转动操作力施加机构相对于上述驱动旋转体进行相对转动,而且其外周面由大致内接的上述圆筒部的内周面支承;上述偏心圆凸轮与上述控制旋转体同步地在上述凸轮轴的中心轴周围转动;上述中间旋转体具备沿卡合的上述导向槽位移的可动构件和槽状的凸轮导向部,以在与上述凸轮导向部正交的方向可位移的状态被支承在上述凸轮轴上,而且与凸轮轴成为一体地进行旋转,上述凸轮导向部形成在与上述凸轮轴的中心轴正交的方向,上述偏心圆凸轮一边进行滑动接触一边进行位移。2.如权利要求1记载的汽车用发动机中的相位可变装置,其特征在于,将上述偏心圆凸轮与上述控制旋转体一体化。

    说明书

    汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置

    技术领域

    本发明是一种汽车用发动机中的相位可变装置的技术,其具备使与凸轮轴同轴配置的转鼓向正反任一方向转动的转动操作力施加机构,通过与上述转动方向相应地使曲轴和凸轮轴的旋转相位向超前角方向或者延迟角方向的任一方向变化而使气门的开闭时机变化。

    背景技术

    作为这种现有技术,具有下述专利文献1所示的气门时机控制装置。下述专利文献1的装置具有相对于凸轮轴1可相对转动地组装,传递发动机的曲轴的驱动力的驱动板3;与凸轮轴1一体化,结合在外周上的变换导向部11在与驱动板3的前面保持间隙的同时对峙的从动轴构件9;在变换导向部11的更前方经轴承14转动自由地安装在从动轴构件9上的中间旋转体5。

    驱动板3、从动轴构件9和中间旋转体5,分别具备由槽构成的径向导向部10、相对于周向倾斜的导向孔12和螺旋状导向部15,并具备在与导向部(10、12、15)卡合的同时进行滚动的球16。中间旋转体5和成为一体的磁轭块19将从电磁线圈22a、22b受到磁力的磁力作为驱动源,相对于从动轴构件9进行相对转动。

    下述专利文献1的装置,如果中间旋转体5由磁力相对于从动轴构件9向延迟侧进行相对转动,则通过球16在螺旋状导向部15内滚动同时沿径向导向部10向内侧位移,对变换导向部11给予凸轮作用,将驱动板3和与凸轮轴1一体化的从动轴构件9的组装角向超前角侧改变。另一方面,如果中间旋转体5由磁力相对于从动轴构件9向超前侧进行相对转动,则通过球16在导向部15、10、11内逆向滚动,对变换导向部11给予逆向的凸轮作用,使驱动板3和从动轴构件9的组装角向延迟角侧改变。

    专利文献1:日本特许第3948995号

    发明内容

    在专利文献1的装置中发动机的运转中的凸轮轴,作为干扰扭矩持续受到来自气门弹簧的反力。球16,因为受到上述干扰扭矩,所以在导向孔12内滚动。因此,专利文献1的装置,由于球16因上述干扰扭矩而误动作,驱动板3和凸轮轴1的组装角产生偏移,所以存在在气门的进排气时机上产生失常的问题。

    因此,本申请的发明者,考虑上述的问题,发明了具备在凸轮轴受到上述干扰扭矩的情况下将相当于专利文献1的凸轮轴和驱动板的构件锁定成不可相对转动的状态的自锁机构,两者的组装角不会因干扰而偏移地被维持的汽车用发动机的相位可变装置并进行了专利申请(国际申请号:PCT/JP2008/57857,以后称为“在先申请1”)。

    在在先申请1的相位可变装置中,可相对转动地配置了与凸轮轴30(中心轴32)一体的中间旋转体33、由曲轴旋转的第一旋转体31(相当于专利文献1的驱动板3)及第二旋转体35。在先申请1的相位可变装置,由于如果第二旋转体35通过电磁离合器34(螺旋弹簧59)受到扭矩,则偏心圆凸轮36的第一偏心圆凸轮53在长孔56内滑动,所以凸轮导向板37与滑动销40一起沿两端的导向销(48~51)在与转动中心轴L1正交的方向摆动。中间旋转体33,因为如果滑动销40沿第一旋转体31的缩径的倾斜导向部39位移,则与凸轮轴30一起相对于第一旋转体31(曲轴侧)进行相对转动,所以曲轴和凸轮轴的组装角被改变。

    另一方面,在先申请1的自锁机构为如下所述。首先,中间旋转体33,如果凸轮轴30从气门弹簧受到干扰扭矩,则受到相对于第一旋转体31进行相对转动的扭矩。此时,因为滑动销40从倾斜导向部39受力,所以凸轮导向板37在与转动中心轴L1正交的方向受力。第二旋转体35,由于第一偏心圆凸轮53从长孔56受力,偏心圆孔52从作为与第一偏心圆凸轮53一体的第二偏心圆凸轮54受力,所以受到与转动中心轴L1正交的方向的力。

    因此,第二旋转体35,因为如果在凸轮轴30上产生干扰扭矩,则其外周面35a与大致内接的中间旋转体33的圆筒部的内周面33d局部地接触而产生摩擦力,所以第二旋转体35和中间旋转体33自动地被锁定成不可相对转动的状态(以后称为自锁功能)。

    即,在先申请1的自锁机构是通过在上述干扰扭矩产生时将第二旋转体35和中间旋转体33保持为不可相对转动,将联动的中间旋转体33和第一旋转体31保持为不可相对转动的状态,防止上述干扰扭矩产生时的凸轮轴和曲轴侧的相位角的偏差的机构。

    但是,在先申请1的相位可变装置,第二旋转体35与中间旋转体33的内部大致内接,另一方面,偏心圆凸轮36经圆孔55被相对转动自由地支承在作为与凸轮轴30一体的中心轴32的前端圆筒部32d上。

    因此,在先申请1的相位可变装置,因为在受到了干扰扭矩的情况下,凸轮导向板37在与转动中心轴L1正交的方向受力,如果该力传递到第一偏心圆凸轮53,则因为与在第二旋转体35a的外周面和中间旋转体33的内周面33d之间产生局部的摩擦力相比,第一偏心圆凸轮53的圆孔55先与前端圆筒部32d接触,所以存在在第一偏心圆凸轮53及作为与第一偏心圆凸轮53一体的第二偏心圆凸轮54上产生旋转扭矩的情况。如果在第二偏心圆凸轮54上产生转动扭矩,则第二旋转体35从第二偏心圆凸轮54在转动方向受力。

    即,在先申请1的相位可变装置,如果因上述干扰而在第二旋转体35上产生转动扭矩,则存在在第二旋转体35和中间旋转体33之间不会迅速地产生局部的摩擦力或者局部的摩擦力变小的危险。因此,在先申请1的相位可变装置,存在上述自锁功能不能适当起作用,在凸轮轴30和第一旋转体31之间产生相位的偏移的危险。

    另一方面,通过作用在第二旋转体35上的与转动中心轴L1正交的方向的力将长孔56和第一偏心圆凸轮53的接触点作为力点而作用在第一偏心圆凸轮53的中心轴L3上,进而将第二偏心圆凸轮54的中心轴L2作为力点而作用在第二旋转体35的外周面35a和中间旋转体33的内周面33d的接触点(产生局部摩擦的作用点)上,产生上述自锁机构的局部摩擦力。

    上述局部摩擦力,如果在上述局部摩擦的作用点将从力点(第二偏心圆凸轮54的中心轴L2)向作用点(上述局部摩擦的产生点)方向作用的力作为F,将相对于通过转动中心轴L1和上述作用点的直线的力F的倾斜度作为θ(以后将θ称为摩擦角),将在上述作用点的摩擦系数作为μ,则成为μ×Fcosθ。摩擦角θ变得越小,上述局部摩擦力变得越大。因此,在在先申请1的装置中,通过使第二偏心圆凸轮54的偏心量d1比第一偏心圆凸轮53的偏心量d2小,产生了大的局部摩擦力,使上述自锁功能成为进一步可靠的自锁功能。

    但是,偏心圆凸轮36是将第一及第二偏心圆凸轮(53、54)一体化的复杂一些的形状。另外,在将第二旋转体35和偏心圆凸轮36做成单独的零件的情况下,需要高精度地形成第二偏心圆凸轮54和偏心圆孔52。因此,在先申请1的装置在预计由加工成本和零件个数的增加引起的成本增高的方面存在问题。

    本发明是基于上述的问题进一步改良了在先申请1的发动机的相位可变装置的发明,通过使相对于向凸轮轴传递的干扰扭矩自锁功能更加可靠地作用,提供防止了曲轴和凸轮轴间的相位角(组装角)的偏差的发动机的相位可变装置。

    为了解决课题的手段

    为了实现上述目的,技术方案1的发动机的相位可变装置,具备驱动旋转体、控制旋转体、偏心圆凸轮、和中间旋转体,上述驱动旋转体具备圆筒部和相对于上述圆筒部的周向缩径的曲线状的导向槽,相对于凸轮轴可相对转动地被支承,而且由曲轴进行旋转驱动;上述控制旋转体通过转动操作力施加机构相对于上述驱动旋转体进行相对转动,而且其外周面由大致内接的上述圆筒部的内周面支承;上述偏心圆凸轮与上述控制旋转体同步地在上述凸轮轴的中心轴周围转动;上述中间旋转体具备沿卡合的上述导向槽位移的可动构件和槽状的凸轮导向部,以在与上述凸轮导向部正交的方向可位移的状态被支承在上述凸轮轴上,而且与凸轮轴成为一体地进行旋转,上述凸轮导向部形成在与上述凸轮轴的中心轴正交的方向,上述偏心圆凸轮一边进行滑动接触一边进行位移。

    (作用)在初期状态,控制旋转体与中间旋转体和驱动旋转体成为一体地进行旋转,该驱动旋转体从曲轴受到驱动力,该中间旋转体与凸轮轴被进行了一体化??刂菩逵勺僮髁κ┘踊瓜喽杂谕孤种峤邢喽宰?,凸轮轴(中间旋转体)和曲轴(驱动旋转体)的组装角,基于上述相对转动的方向向超前角方向(驱动旋转体的旋转方向,以下相同)或者延迟角方向(与驱动旋转体的旋转方向相反方向,以下相同)的任一方向改变。

    即,如果使控制旋转体进行相对转动,则偏心圆凸轮在凸轮导向部内滑动同时进行位移,中间旋转体和可动构件向与凸轮导向部的延伸方向正交的方向摆动。凸轮轴和曲轴的组装角,通过可动构件沿缩径的曲线状的导向槽位移,中间旋转体和驱动旋转体进行相对转动而被改变。另一方面,可动构件和中间旋转体,如果从气门弹簧向凸轮轴产生干扰扭矩,则经上述曲线状的导向槽在与上述凸轮导向部的延伸方向正交的方向受力。因为该力从凸轮导向部向偏心圆凸轮传递,从偏心圆凸轮传递给控制旋转体,所以控制旋转体在与凸轮导向部的延伸方向正交的方向进行微小距离移动,其外周面压附在驱动旋转体的圆筒的内周面上而产生局部的摩擦力。即,技术方案1的相位可变装置,由于在上述干扰扭矩产生时驱动旋转体和控制旋转体被自动地维持在不可相对转动的状态,所以具备联动的曲轴(驱动旋转体)和凸轮轴(中间旋转体)的组装角不会偏移地被锁定的自锁功能。

    另一方面,因为控制旋转体的外周面由驱动旋转体的圆筒部内周面支承,所以不需要使控制旋转体支承在凸轮轴上。即凸轮轴和控制旋转体,通过张开间隙,能够相互配置成非接触的状态。因此,控制旋转体,因为不从凸轮轴受到由上述干扰扭矩产生的转动方向的力,所以局部的摩擦力不会降低地在与驱动旋转体之间迅速地产生。

    另外,为了实现上述目的,技术方案2,在技术方案1记载的汽车用发动机中的相位可变装置中,将上述偏心圆凸轮与上述控制旋转体一体化。

    (作用)通过将偏心圆凸轮与控制旋转体一体化,从上述凸轮导向部作用在偏心圆凸轮上的与转动中心轴(驱动旋转体、中间旋转体及控制旋转体的转动中心轴)正交的方向的力,不将偏心圆凸轮的中心轴作为力点,而将凸轮导向部和偏心圆凸轮的接触点作为力点作用在产生局部摩擦的控制旋转体的外周面和驱动旋转体的圆筒部的内周面的接触点。在此情况下,由于从偏心圆凸轮的力点到作用点(上述控制旋转体的外周面和驱动旋转体的圆筒部的内周面的接触点)的距离比偏心圆凸轮的中心轴成为力点的情况下长,所以上述摩擦角变小。因此,技术方案2的相位可变装置,即使不像在先申请1那样将大小的偏心圆凸轮在中心轴方向重叠地形成,也能够减小摩擦角,增大自锁功能的局部摩擦力。

    另外,技术方案2的相位可变装置,通过将控制旋转体和偏心圆凸轮一体化,与由单独的零件形成的情况相比,形状变得简单,零件个数更加减少。

    发明的效果

    根据技术方案1的发动机的相位可变装置,因为基于上述干扰扭矩的局部的摩擦力不会降低地迅速地作用,所以防止凸轮轴和曲轴的组装角的偏移的自锁功能可靠地发挥作用。

    根据技术方案2的发动机的相位可变装置,因为摩擦角变得更小,基于上述干扰扭矩的局部的摩擦力增大,所以防止凸轮轴和曲轴的组装角的偏移的自锁功能更加适当地发挥作用。另外,通过零件形状的简单化和零件个数的减少能够实现成本降低。

    具体实施方式

    下面,通过实施例说明本发明的实施方式。

    图1是从前方观看作为本发明的实施例的汽车用发动机中的相位可变装置的分解立体图,图2是该装置的主视图,图3是作为该装置的轴向剖视图的图2的A-A剖视图,图4是相位位移前的该装置的半径方向剖视图,(a)图是图3的B-B剖视图,(b)图是图3的C-C剖视图,(c)图是图3的D-D剖视图,图5是表示图4的各剖视图的相位位移后的状态的图,图6(a)是由第一控制旋转体和驱动旋转体形成自锁结构的说明图,(b)图是在由与第一控制旋转体不同的构件构成偏心圆凸轮的假定的情况下的自锁结构的说明图,图7是相位位移前的该装置的半径方向剖视图,(a)图是图3的E-E剖视图,(b)图是图3的F-F剖视图,(c)图是图3的G-G剖视图,图8是表示图7的各剖视图的相位位移后的状态的图。

    实施例所示的发动机的相位可变装置是在组装在发动机中进行了一体化的形态下使用,以进排气气门与曲轴的旋转同步地开闭的方式将曲轴的旋转传递到凸轮轴,同时,根据发动机的负荷、转速等运转状态使发动机的进排气气门的开闭时机变化的装置。

    下面,根据图1~8说明第一实施例的装置的构成,第一实施例的装置(为了说明的方便,将后述的第二电磁离合器90的方向作为前侧,将链轮71a的方向作为后侧),在同一转动中心轴L1上具备从发动机的曲轴(未图示)受到驱动力而旋转的驱动旋转体71、与凸轮轴(未图示)同轴地固定并以可相对转动的状态支承上述驱动旋转体71的中心轴72、在驱动旋转体71的前方以不可相对转动的状态固定在中心轴72上并相对于驱动旋转体71进行相对转动的第一中间旋转体73、由驱动旋转体71支承外周面并以与中心轴72非接触的状态进行相对转动的第一控制旋转体74(权利要求1的控制旋转体)、固定在未图示的发动机壳体上并制动第一控制旋转体74的旋转的第一电磁离合器75。

    第一控制旋转体74在后面上具备与其成为一体地在中心轴L1的周围进行偏心转动的偏心圆凸轮76(参照图3、图4(a))。中间旋转体73在前面上具备偏心圆凸轮76卡合的凸轮导向部77,并在偏心圆凸轮76转动时在与中心轴L1及凸轮导向部77的壁面方向正交的方向往复摆动。

    中心轴72,以孔72a与未图示的凸轮轴的前端不可相对转动的状态被一体化。驱动旋转体71,由多个结合销78结合链轮71a和驱动圆筒71b(权利要求1的圆筒部)而构成。驱动旋转体71,以链轮71a的孔71c可相对转动的状态在设置于中心轴72的凸缘72b的后方的圆筒部72c上被支承。驱动圆筒71b被形成为有底圆筒状,在其底部形成了以转动中心轴L1为中心在大致圆周向设置一对的曲线状的导向槽79。导向槽79,如图4所示,由向驱动旋转体71的旋转方向D1(从装置正面看顺时针方向,以下相同)缩径的导向槽79a和夹着转动中心轴地与导向槽79a对称地形成的导向槽79b构成。另外,导向槽79a缩径的方向也可以作为后述的逆时针D2方向。

    第一中间旋转体73被形成圆盘状,同时,在前面上具备作为与中心轴L1正交的一对壁面的、偏心圆凸轮76卡合的凸轮导向部77。凸轮导向部77的底面具备在与凸轮导向部77的壁面及中心轴L1正交的方向延伸,同时,在中心轴L1方向贯通的长方孔80。第一中间旋转体73,通过长方孔80与平坦卡合面72d卡合,以相对于中心轴72不可相对转动的状态固定,而且由中心轴72在长方孔80的延伸的方向可滑动地支承。

    第一中间旋转体73、第一控制旋转体74及偏心圆凸轮76配置在驱动圆筒71b的内侧。第一控制旋转体74在其中心具备使中心轴72的圆筒部72e以非接触状态穿插的贯通圆孔74a。

    贯通圆孔74a的内径形成得比中心轴72的圆筒部72e的外径大,在与圆筒部72e之间形成环状的间隙96。上述第一控制旋转体74,由后述的自锁功能在与转动中心轴L1正交的方向进行微小距离移动。因此,间隙96通过形成得比由自锁功能产生的第一控制旋转体74的移动距离大,使得圆筒部72e在上述移动时不与贯通圆孔74a的内周接触。通过这样做,第一控制旋转体74在自锁时不会通过与圆筒部72e接触受到转动方向的扭矩。因此,在外周面74b和内周面71d之间上述自锁功能可靠地起作用。

    在第一控制旋转体74的后面上一体形成的偏心圆凸轮76,其中心轴L2从转动中心轴L1仅偏心距离d0。第一控制旋转体74形成为圆盘形状,其外周面74b由大致内接的驱动圆筒71b的台阶内周面71d支承。

    下面,对在第一控制旋转体74和驱动旋转体71之间产生的自锁功能进行说明。第一控制旋转体74,由其外周面74b进行滑动接触的驱动旋转体71的驱动圆筒71b的内周面71d支承。上述自锁功能由在第一控制旋转体74的外周面74b和驱动旋转体71的内周面71d之间产生的局部摩擦产生。即,偏心圆凸轮76,如果未图示的凸轮轴受到由干扰产生的相对转动扭矩,则如图6(a)所示,在力点P1(偏心圆凸轮76和凸轮导向部77的接点),受到分别与凸轮导向部77的延伸方向和转动中心轴L1正交的方向的力F0。

    作为与偏心圆凸轮76一体的第一控制旋转体74,由力F0移动,外周面74b与转动筒体71b的内周面71d在点P2(作用点)接触。在作用点P2,从力点P1向作用点P2的方向作用力F。如果将力F相对于通过转动中心轴L1和作用点P2的直线L4的倾斜度作为θ(以后将θ称为摩擦角),则使驱动旋转体71和第一控制旋转体74相对转动,使凸轮轴和曲轴的组装角产生偏移的力成为图6(a)所示的Fsinθ。另一方面,第一控制旋转体74因力F而从驱动圆筒71b受到的反力成为Fcosθ。因此,如果将上述外周面74b和内周面71d之间的摩擦系数作为μ,则在作用点P2产生μFcosθ的局部的摩擦力,该摩擦力作为自锁功能发挥作用。另外,上述自锁功能,如果上述局部的摩擦力不比产生组装角的偏移的力大,则不起作用。即,本申请的各实施例中的自锁功能,在满足Fsinθ<μFcosθ的条件、摩擦角θ成为θ<tan-1μ时适当地发挥。

    另外,图6(b)表示假定由与第一控制旋转体74不同的构件构成偏心圆凸轮76的情况。在偏心圆凸轮76由设置在第一控制旋转体74上的圆孔74e以可滑动接触的状态支承的情况下,偏心圆凸轮76,由上述干扰扭矩从凸轮导向部77以偏心圆凸轮76的中心轴L0为力点受到力F0。该情况下的摩擦角θ1,因为从力点L0至作用点P2的距离比连结力点P1和作用点P2的距离短,比一体地形成偏心圆凸轮76和第一控制旋转体74的情况下的摩擦角θ大,所以局部的摩擦力即自锁功能降低(μFcosθ1<μFcosθ),这是不希望的。因此,偏心圆凸轮76和第一控制旋转体74,进行了一体化的一方能够使摩擦角θ更小,能够强化自锁功能,这是所希望的。

    即,第一实施例的相位可变装置,因为将偏心圆凸轮76和第一控制旋转体74一体化,使力点P1不是偏心圆凸轮76的中心轴L0而是凸轮导向部77和偏心圆凸轮76的接点P1,所以与上述的在先申请1的相位可变装置相比强化了自锁功能。另外,偏心圆凸轮76的外形不限于本实施例那样的圆形,也可以做成具有特殊的周缘的凸轮形状。

    第一中间旋转体73具备从一对卡合孔73a向后方突出的一对可动构件81??啥辜?1是向空心粗圆轴81b的内侧插入细圆轴81a而形成的。前端的细圆轴81a与上述卡合孔73a卡合,后端的空心粗圆轴81b与作为形成在驱动圆筒71b上的大致圆周槽的一对导向槽(79a、79b)以可位移的状态卡合。

    第一控制旋转体74,在其前方具备转动操作力施加机构100。转动操作力施加机构100,由使第一控制旋转体74相对于中间旋转体73和驱动旋转体71向一方相对转动的第一电磁离合器75和使第一控制旋转体74向相反方向相对转动的逆旋转机构构成。第一电磁离合器75以具备摩擦材料82的后面与第一控制旋转体74的前面相向的方式配置。电磁离合器75,通过向线圈75a通电,使第一控制旋转体74的吸附面74c与摩擦材料82滑动接触,制动第一控制旋转体74的转动。

    上述逆旋转机构由配置在第一控制旋转体74的前方的第一环构件83、第二中间旋转体84、可动构件85、第二环构件86、第二控制旋转体87、垫片88、保持架89及第二电磁离合器90构成,与第一电磁离合器75一起构成本申请权利要求1的转动操作力施加机构100。

    第一控制旋转体74被形成为有底圆筒状,在其底部的前面上具备中心轴L2从转动中心轴L1仅偏心距离d1的台阶状的第一偏心圆孔74d。在偏心圆孔74d上,第一环构件83以可滑动的状态卡合。第一环构件83在前面上具备开口的第一卡合孔83a。

    第二中间旋转体84在中央具备方孔84a,在其外侧具备在第二中间旋转体84的半径方向延伸的大致径向导向槽84b。第二中间旋转体84,通过方孔84a分别与中心轴72的第二平坦卡合面(72f、72g)卡合,以不可转动的状态固定在中心轴72上。

    第二控制旋转体87在形成于中央的圆孔87a中被穿插了中心轴72的前端的小圆筒部72h,并以相对于中心轴72可转动的状态被支承。第二控制旋转体87在后面上具备中心轴L3与第一偏心圆孔74d同样地从转动中心轴L1仅偏心距离d1的台阶状的偏心圆孔87b。在偏心圆孔87b上,第二环构件86以可滑动的状态卡合。第二环构件86在后面上具备开口的第二卡合孔86a。

    可动构件85是在细圆轴85a的中央插入空心粗圆轴85b而构成的。细圆轴85a的两端与第一及第二卡合孔(83a、86a)以可滑动的状态卡合,空心粗圆轴85b以沿大致径向导向槽84b在第二中间旋转体84的半径方向可位移的状态卡合。

    上述第一及第二环构件(83、86),各自的中心轴(L2、L3)将与第一及第二控制旋转体(74、87)的转动中心轴L1正交的大致径向导向槽84b的延伸线L4夹在中间,而且以将上述延伸线L4作为中心大致对称地配置的方式配置第一及第二偏心圆孔(74d,87b)。

    在第二控制旋转体87前面的台阶圆孔87c上配置垫片88,在从圆孔87a向前方突出的中心轴72的小圆筒部72h上插装保持架89。从保持架89至驱动圆筒71b的结构零件,在它们的中央孔中从前方插入未图示的螺栓,通过螺纹连接固定在凸轮轴(未图示)上。第二电磁离合器90在固定在未图示的发动机壳体上的状态下以与第二控制旋转体87的前面相向的方式配置。第二电磁离合器90,通过向线圈90a通电,吸附第二控制旋转体87的前面的吸附面87d而使之与摩擦材料91滑动接触,制动第二控制旋转体87的转动。

    另外,第二控制旋转体的吸附面87d,因为如果将第二控制旋转体87配置在线圈75a的内侧,则在第一电磁离合器75动作时被磁化,动作变得不稳定,所以希望如图3所示那样配置成与第一控制旋转体74的吸附面74c共面。

    另外,可动构件(81、85),例如可以做成具有轴承的形态,在分别在导向槽79和大致径向导向槽84b内位移时在槽的内部滚动,可动构件(81、85)也可以置换成滚珠。在该情况下,可动构件(81、85),在位移时的摩擦阻力降低,位移变得容易,能降低各电磁离合器的消耗电力。

    另外,第二中间旋转体84希望由非磁性体形成。如果由非磁性体形成第二中间旋转体84,则可以消除用于吸附控制旋转体(74、87)的一方的磁力经第二中间旋转体84传递给另一方的控制旋转体、一起被吸引的不良状况。

    以下基于图1、图4~8说明改变凸轮轴(未图示)和驱动旋转体71的相位角时的动作。如果在相位角没有改变的初期状态下,驱动旋转体71由曲轴(未图示)从装置正面看向顺时针D1方向旋转,则第一中间旋转体73、第一控制旋转体74(偏心圆凸轮76)、第二中间旋转体84及第二控制旋转体87,与驱动旋转体71成为一体地向顺时针D1方向转动。

    在使凸轮轴相对于驱动旋转体71的相位角向超前角方向(从装置正面看为顺时针D1方向,以下相同)改变的情况下,由第二电磁离合器90制动第二控制旋转体87。如果使第二电磁离合器动作,则第一及第二环构件(83、86)从图7向图8的状态位移。即,第二控制旋转体87相对于第二中间旋转体84和第一控制旋转体74产生旋转延迟,向延迟角方向(从装置正面看为逆时针D2方向,以下相同)相对转动。此时,可动构件85,与第二环构件86在第二偏心圆孔87b的内部向D1方向滑动相伴,沿大致径向导向槽84b向半径方向内侧(图7(b)的D3方向)移动。第一环构件83,如果可动构件85沿大致径向导向槽84b向内侧移动,则在第一偏心圆孔74d的内部向D2方向滑动同时对第一控制旋转体74赋予D1方向的相对转动扭矩。第一控制旋转体74相对于第二中间旋转体84和第二控制旋转体87向超前角方向(D1方向)相对转动。

    同时,第一控制旋转体74相对于第一中间旋转体73和驱动旋转体71向超前角方向D1方向相对转动,和图4所示的第一控制旋转体74一体的偏心圆凸轮76,以中心轴L1为中心向顺时针D1方向进行偏心转动。第一中间旋转体73和可动构件81,如果偏心圆凸轮76与凸轮导向部77的内周面滑动同时进行偏心旋转,则沿长方孔80的延伸方向向图4的D3方向下降。

    第一中间旋转体73,通过在可动构件81下降时沿导向槽(79a、79b)向D1方向位移,相对于驱动旋转体71向D1方向相对转动,从图4向图5的状态位移。其结果,和第一中间旋转体73同步转动的凸轮轴(未图示)的相位角,相对于由曲轴驱动的驱动旋转体71的相位角,向超前角方向(D1方向)改变。

    另一方面,在使凸轮轴(未图示)相对于驱动旋转体71的相位角向延迟角方向(D2方向)返回的情况下,由第一电磁离合器75制动第一控制旋转体74。和被制动的第一控制旋转体74一体的偏心圆凸轮76,如图5所示,相对于驱动旋转体71和第一中间旋转体73向逆时针D2方向相对转动,使第一中间旋转体73和可动构件81向图5的D4方向上升。第一中间旋转体73,通过在可动构件81上升时沿导向槽79向D2方向位移,相对于驱动旋转体71向D2方向相对转动,从图5返回图4的状态。其结果,和第一中间旋转体73同步转动的凸轮轴(未图示)的相位角,相对于由曲轴驱动的驱动旋转体71的相位角,向延迟角方向(D2方向)返回。

    附图说明

    图1是从前方观看作为本发明的实施例的汽车用发动机中的相位可变装置的分解立体图。

    图2是该装置的主视图。

    图3是作为该装置的轴向剖视图的图2的A-A剖视图。

    图4是相位位移前的该装置的半径方向剖视图,(a)图是图3的B-B剖视图,(b)图是图3的C-C剖视图,(c)图是图3的D-D剖视图。

    图5是表示图4的各剖视图的相位位移后的状态的图。

    图6(a)是由第一控制旋转体和驱动旋转体形成的自锁结构的说明图,(b)图是在假定为由与第一控制旋转体不同的构件构成偏心圆凸轮的情况下的自锁结构的说明图。

    图7是相位位移前的该装置的半径方向剖视图,(a)图是图3的E-E剖视图,(b)图是图3的F-F剖视图,(c)图是图3的G-G剖视图。

    图8是表示图6的各剖视图的相位位移后的状态的图。

    符号说明:

    71:驱动旋转体

    71b:驱动圆筒(圆筒部)

    71d:驱动圆筒的内周面

    72:中心轴(与凸轮轴一体的构件)

    73:第一中间旋转体

    74:第一控制旋转体

    74b:第一控制旋转体的外周面

    76:偏心圆凸轮

    77:凸轮导向部

    79a、79b:缩径的曲线状的导向槽

    81:可动构件

    100:转动操作力施加机构

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