CN102459827B - 发动机的相位可变装置 - Google Patents

发动机的相位可变装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102459827B
CN102459827B CN200980159653.1A CN200980159653A CN102459827B CN 102459827 B CN102459827 B CN 102459827B CN 200980159653 A CN200980159653 A CN 200980159653A CN 102459827 B CN102459827 B CN 102459827B
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
rotation
mentioned
solid
camshaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200980159653.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102459827A (zh
Inventor
龟田美千广
永洞真康
石原直哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nittan Corp
Original Assignee
Nittan Valve Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittan Valve Co Ltd filed Critical Nittan Valve Co Ltd
Publication of CN102459827A publication Critical patent/CN102459827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102459827B publication Critical patent/CN102459827B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34409—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by torque-responsive means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F01L2001/3522—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear with electromagnetic brake

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

提供一种发动机的相位可变装置，该发动机的相位可变装置采用由多个圆形构件构成的四连杆机构，进深比以往小，结构简单，制造容易。发动机的相位可变装置按同轴而且能够相互地相对转动的方式配置凸轮轴、与曲柄轴联动的驱动旋转体、由第一及第二转矩施加单元施加转矩的第一及第二控制旋转体，与上述第一及第二转矩施加单元联动的组装角改变机构改变凸轮轴与驱动旋转体的组装角；其中：上述组装角改变机构具备与凸轮轴一体的偏心圆凸轮、大致圆筒形的第一及第二连杆、协同动作而使上述第一或第二连杆的一方朝旋转体的大致径向相对位移的大致径向导向机构及相对位移力施加单元。

Description

发动机的相位可变装置
技术领域
本发明涉及一种汽车用发动机的相位可变装置，该相位可变装置在改变曲柄轴与凸轮轴的相对相位角而使阀的开闭时机变化的机构中采用了由多个大致圆形构件构成的四连杆机构。
背景技术
作为这种现有技术，存在利用下述专利文献1所示的螺旋花键的汽车用发动机中的相位可变装置(参照专利文献1的图1～图2)。下述专利文献1的装置具备传递曲柄轴的驱动力的圆环状外筒部10、与凸轮轴连接成一体的圆环状内筒部20、以及中间构件30；该中间构件30通过进行螺旋花键(17、23、32、33)卡合而夹装在上述外筒部10与内筒部20间，并且在制动鼓44的内侧的阴矩形螺纹部45中螺纹连接阳矩形螺纹部31。如制动鼓44由电磁制动单元40制动，则中间构件30由阳阴矩形螺纹部(31、45)朝凸轮轴轴向(图1的右方向)移动，由螺旋花键(17、23、32、33)使内筒部20(凸轮轴2)相对于外筒部10(链轮12)进行相对转动。其结果，曲柄轴与凸轮轴的旋转相位(组装角)变化，阀的开闭时机变化。
专利文献1：日本特开2002-364314号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的相位可变装置中，在使相位可变化的范围变宽的情况下，只要使内筒部20和螺旋花键(17、23、32、33)的轴向长度变长而扩大中间构件30的可移动范围即可。然而，相位可变装置的进深，通过扩大中间构件30的可移动范围，必然变长，所以，存在难以用于小型的发动机这样的难点。
因此，本发明申请人关于缩短了进深的发动机的相位可变装置(PCT/JP2008/66082，以后称为现有技术文献1)提出了专利申请。现有技术文献1的相位可变装置具有相位可变机构，该相位可变机构包含由曲柄轴进行旋转驱动的驱动旋转体71(链轮71a)、凸轮轴(一体连接的中间轴72)、相对于凸轮轴仅在径向可相对位移地被支承的第一中间旋转体73、使第一中间旋转体73在径向位移的第一控制旋转体74、以及转动操作力施加单元。如通过与第一控制旋转体74一体的偏心圆凸轮76与在第一中间旋转体73的径向延伸的凸轮导向部77卡合，在与凸轮导向部77正交的长方孔80上卡合中间轴72的平坦卡合面72d，第一控制旋转体74进行相对转动，则第一中间旋转体73沿长方孔80滑动。当第一中间旋转体73在径向滑动时，通过设在该旋转体73上的轴状构件81沿驱动旋转体71侧的缩径的大致周向导槽79位移，凸轮轴和驱动旋转体的相位角(组装角)改变。
按照上述相位可变机构，由于在相位角改变时中间旋转体在径向移动，另外，因为由在周向形成的导槽的形状决定相位角的改变范围，所以，能够将相位可变装置的凸轮轴中心轴向的进深构成得短。
另一方面，第一控制旋转体74由转动操作力施加单元相对于驱动旋转体71进行相对转动，该转动操作力施加单元由使旋转体74向一方进行相对转动的第一电磁离合器75和使其向反方向进行相对转动的反转机构构成。在上述反转机构中，包含了第一及第二环构件(83、86)、第二中间旋转体84、轴状构件85、第二控制旋转体87及第二电磁离合器90等。上述反转机构如由第二电磁离合器90对第二控制旋转体87进行制动，则第一及第二环构件(83、86)分别在第一及第二控制旋转体(74、87)侧的偏心圆孔(74d、87b)内转动，连结第一及第二环构件(83、86)的轴状构件85沿第二中间旋转体84的大致径向导槽84b位移，由此使第一控制旋转体74朝反向进行相对转动。
现有技术文献1的相位可变装置因为主要由在与轴向垂直的方向位移或转动的圆形构件构成，所以，在加工容易、不取大的进深的方面优异。然而，在现有技术文献1的装置中，上述相位可变机构和反转机构夹着第一控制旋转体地在轴向独立地设置，存在如第一及第二环构件(83、86)和第二中间旋转体84的那样在轴向上重叠地配置的构件。因此，本专利申请人考虑，在使相位可变机构和第一控制旋转体的反转机构兼用而能够实现了部件个数少的机构的情况下，是否能够获得缩短了进深的相位可变装置，然后发现，这能够通过由多个圆形构件构成了的四连杆机构实现。
本专利申请提供一种发动机的相位可变装置，该发动机的相位可变装置通过采用由多个圆形构件构成的四连杆机构，与以往相比进深短，结构简单，制造容易。
为了解决课题的手段
技术方案1的发动机的相位可变装置，按同轴而且能够相互地相对转动的方式配置凸轮轴、由曲柄轴驱动的驱动旋转体、夹装在上述凸轮轴与驱动旋转体之间的第一控制旋转体及第二控制旋转体，并且具备第一转矩施加单元及第二转矩施加单元和组装角改变机构；该第一转矩施加单元及第二转矩施加单元对上述第一控制旋转体及第二控制旋转体分别施加相对于上述驱动旋转体的相对转动转矩；该组装角改变机构与上述第一控制旋转体或第二控制旋转体相对于上述驱动旋转体的相对转动相应地改变上述凸轮轴与驱动旋转体的组装角；其特征在于：上述组装角改变机构具有偏心圆凸轮、大致圆筒形的第一连杆、大致圆筒形的第二连杆、大致径向导向机构、相对位移力施加单元，该偏心圆凸轮与凸轮轴一体化；该大致圆筒形的第一连杆由上述偏心圆凸轮按能够绕该偏心圆凸轮的凸轮中心进行偏心转动的方式支承；该大致圆筒形的第二连杆由上述第一连杆按能够绕该第一连杆的第一中心轴进行偏心转动的方式支承，而且由上述第一控制旋转体按能够绕从凸轮轴中心轴偏心了的第二中心轴转动的方式支承；该大致径向导向机构按能够在上述各旋转体的大致径向进行相对位移的方式保持上述第一连杆或第二连杆中的任一方；该相对位移力施加单元与上述大致径向导向机构协同动作，对由上述大致径向导向机构保持的上述第一连杆或第二连杆中的任一方施加上述大致径向的相对位移力。
与凸轮轴一体化了偏心圆凸轮、大致圆筒形的第一连杆及第二连杆经大致径向导向机构构成以凸轮轴的转动中心轴、上述偏心圆凸轮的凸轮中心、第一连杆的中心及第二连杆的中心分别为4个节的、如下的四连杆机构。
如果第一控制旋转体从第一转矩施加单元受到相对转动转矩，则大致圆筒形的第二连杆通过绕作为第一控制旋转体的偏心轴的第二中心轴转动，而且绕凸轮轴中心轴进行偏心转动，对大致圆筒形的第一连杆施加转矩使其绕第二中心轴进行偏心转动。从第二连杆受到了转矩的第一连杆一边绕第一中心轴转动，一边对上述偏心圆凸轮施加转矩，使凸轮轴的偏心圆凸轮绕凸轮轴中心轴进行偏心转动。
此时，大致圆筒形的第一或第二连杆中的任一方因为由大致径向导向机构在各旋转体的大致径向位移，所以，4个节作为四连杆机构进行动作。另外，如果第二控制旋转体从第二转矩施加单元受到相对转动转矩，则第一连杆或第二连杆中的任一方通过从与大致径向导向机构协同动作的相对位移力施加单元受到相对位移力，在各旋转体的大致径向位移，由此使凸轮轴的偏心圆凸轮朝与第一转矩施加单元相反的方向进行偏心转动。
如果使第一转矩施加单元工作，则将凸轮轴相对于驱动旋转体(曲柄轴)的组装角(相位角)朝提前角侧(驱动旋转体的旋转方向，以下相同)或延迟角侧的(与驱动旋转体的旋转相反的方向，以下相同)中的任一个改变，如果使第二转矩施加单元工作，则朝与使第一转矩施加单元工作的情况相反的方向返回。
(作用)四连杆机构因为兼作经第一控制旋转体改变凸轮轴与曲柄轴的组装角的相位可变机构和使第一控制旋转体朝与第一转矩施加单元相反的方向进行相对转动的反转机构，所以，技术方案1的相位可变装置的部件个数少，结构简单，并且轴向的进深变短。
另外，第一连杆因为偏心圆凸轮与第一及第二连杆在轴向上不重叠地配置，而是能够在与凸轮轴中心轴正交的同一平面上重叠地配置，所以，轴向的进深短即可。另外，因为偏心圆凸轮与第一及第二连杆在同一平面内动作，所以，不需要确保轴向的动作空间。另外，构成四连杆机构的偏心圆凸轮、第一及第二连杆因为能够将外形及内形做成简单的圆形，所以，能够容易地进行加工、组装。
另外，技术方案2是在技术方案1的发动机的相位可变装置中，上述大致径向导向机构是第一连杆导槽，该第一连杆导槽是设在上述驱动旋转体上的大致径向槽，在上述大致径向对上述第一连杆进行引导，上述驱动旋转体具有对上述第一控制旋转体的外周面进行支承的圆筒部。
(作用)第一连杆导槽因为是设在驱动旋转体上的简单的大致径向槽，所以，能够容易而且廉价地加工。另外，如果使第一转矩施加单元或第二转矩施加单元工作，则第一连杆一边由第一连杆对两侧进行引导，一边沿第一连杆导槽在驱动旋转体的大致径向位移。其结果，第一及第二连杆和偏心圆凸轮作为四连杆进行动作。另一方面，因为第一及第二转矩施加单元的停止时的凸轮轴受到由从阀弹簧受到的反作用力产生的干扰转矩(相对于驱动旋转体的相对转动转矩，以下相同)，所以，在凸轮轴与驱动旋转体(曲柄轴)之间需要防止由干扰转矩产生的组装角的不预期的偏移的机构。
按照技术方案2的机构，在凸轮轴的偏心圆凸轮受到了干扰转矩的情况下，按从第一连杆导槽到第一连杆、从第一连杆到第二连杆、从第二连杆到第一控制旋转体的顺序作用将第一控制旋转体的外周面推压到驱动旋转体的圆筒部内周面上的力，在第一控制旋转体的外周面与驱动旋转体的圆筒部内周面之间发生局部的摩擦力。该局部的摩擦力通过使第一控制旋转体与驱动旋转体按不能相对转动的方式锁定，并使第二连杆、第一连杆及偏心圆凸轮分别不能相对动作地锁定，使凸轮轴与驱动旋转体不能相对转动地锁定。即，凸轮轴与驱动旋转体之间的组装角即使发生干扰转矩也不会偏移地被保持。
另外，技术方案3是在技术方案2的发动机的相位可变装置中，在上述第一连杆与第一连杆导槽之间夹装具有圆孔和两端的平行切口部的套筒，上述第一连杆按能够滑动旋转的方式内接在上述套筒的圆孔中，并且与上述第一连杆导槽呈非接触状态地被保持，上述套筒，其上述两端的平行切口部由第一连杆导槽引导，按能够与上述第一连杆一起沿上述第一连杆导槽位移的方式被保持。
(作用)第一连杆因为套筒两端的平行切口部由第一连杆导槽的内周引导，所以，第一连杆的外周不会与第一连杆导槽接触地在第一连杆导槽内位移。即，套筒以面与第一连杆导槽进行接触，所以，与第一连杆的外周与第一连杆导槽的内周直接接触的情况(圆与面的线接触)相比，能够减小接触应力，能够防止接触部的磨损。
另外，技术方案4是在技术方案2或3的发动机的相位可变装置中，上述第一连杆导槽从上述驱动旋转体的径向倾斜地形成。
(作用)在这样的情况下，在第一或第二转矩施加单元工作时施加在第一连杆上的第一连杆导槽方向的力变大。另外，因为在第一及第二转矩施加单元停止时从第一连杆导槽施加在第一连杆上的大致径向的反力变大，所以，第一控制旋转体的外周面被更强地推压到驱动旋转体的圆筒部内周面上。
另外，技术方案5是在技术方案1的发动机的相位可变装置中，上述径向导向机构具有滑动构件和滑动构件导槽；该滑动构件突出设置在上述第二连杆上；该滑动构件导槽是形成在上述驱动旋转体上的大致径向槽，对上述滑动构件进行引导，按能够在上述大致径向位移的方式对该滑动构件进行保持；将上述第一连杆的中心轴、上述第二连杆的中心轴、上述滑动构件的中心轴配置在大致同一直线上，上述第一控制旋转体具有使上述第二连杆按能够相对转动的方式内接的偏心圆孔。
(作用)如果使第一或第二转矩施加单元工作，则通过设在该第二连杆上的滑动构件沿形成在驱动旋转体的大致径向的滑动构件导槽位移，第二连杆在驱动旋转体的大致径向位移，并且使第一及第二连杆和偏心圆凸轮作为四连杆动作。
一方，按照技术方案5的机构，如果凸轮轴受到干扰转矩，则滑动构件沿在大致径向延伸的滑动构件导槽被保持，由此，第二连杆经偏心圆凸轮及第一连杆受到大致径向的反力。该反力将第二连杆的外周面推压到第一控制旋转体的偏心圆孔内周面上，使接触的上述内外周面间发生局部的摩擦力。该局部的摩擦力将凸轮轴和驱动旋转体按不能相对转动的方式锁定，即使发生干扰转矩，也按凸轮轴与驱动旋转体之间的组装角不偏移的方式进行保持。按照此结构，在凸轮轴与驱动旋转体之间的组装角可改变范围的中间附近，能够增大局部的摩擦力。
发明的效果
按照技术方案1的发动机的相位可变装置，通过采用由大致圆筒形构件构成的四连杆机构，能够廉价地容易地制造进深短、对小型发动机最适合的结构简单的相位可变装置。
按照技术方案2，能够容易地制造具有自锁机构的发动机的相位可变装置，该自锁机构能够在发生干扰转矩时不使凸轮轴与驱动旋转体之间的组装角偏移地进行保持。
按照技术方案3的发动机的相位可变装置，不存在在第一连杆导槽与第一连杆间发生的偏磨损，耐久性提高。
按照技术方案4的发动机的相位可变装置，凸轮轴相对于驱动旋转体的组装角顺利地改变。另外，防止干扰转矩产生的、凸轮轴相对于驱动旋转体的组装角的偏移自锁功能提高。
按照技术方案5的发动机的相位可变装置，能够制造发动机的相位可变装置，该发动机的相位可变装置具有能够在干扰转矩发生时不使凸轮轴与驱动旋转体之间的组装角偏移地进行保持的自锁机构。另外，在凸轮轴与驱动旋转体之间，在凸轮轴与驱动旋转体的组装角可改变的范围的中间附近，能够使自锁力增大，所以，如果在发动机即将停止前预先将凸轮轴与驱动旋转体的组装角改变到可改变范围的中间附近，则即使在下次发动机起动时不对凸轮轴与驱动旋转体之间施加控制转矩，也能够不会使上述组装角发生偏移地保持在上述中间附近不变地进行起动。即，不用使用特别的追加部件就能够更确实地实现与以往的中间锁定机构相同的功能。
附图说明
图1为从前方观看发动机的相位可变装置的第一实施例的分解立体图。
图2为从驱动旋转体侧观看图1的分解立体图的图。
图3为第一实施例的正视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为组装角改变前的第一实施例的相位可变装置(延迟角规格)的径向剖视图，(a)图为图4的D-D剖视图，(b)图为图3的C-C剖视图，(c)图为图4的B-B剖视图。
图6为组装角改变后的第一实施例的装置的径向剖视图，(a)图为图4的D-D剖视图，(b)图为图4的C-C剖视图，(c)图为图4的B-B剖视图。
图7为关于第一实施例的相位可变装置的四连杆机构的动作说明图，(a)图为第一电磁离合器工作前的四连杆的配置图，(b)图为第一电磁离合器工作时的动作说明图，(c)图为第二电磁离合器工作时的动作说明图。
图8为第一实施例的自锁机构的说明图，(a)图为干扰转矩作用在延迟角侧的情况下的说明图，(b)图为干扰转矩作用在提前角侧的情况下的说明图。
图9为使套筒夹在了第二连杆与大致径向导槽之间的关于发动机的相位可变装置的第二实施例的径向剖视图。
图10为使大致径向导槽倾斜了的关于发动机的相位可变装置的第三实施例的四连杆机构的说明图。
图11为从前方观看发动机的相位可变装置的第四实施例的分解立体图。
图12为从驱动旋转体侧观看图11的分解立体图的图。
图13为沿转动中心轴切断了的第四实施例的轴向剖视图。
图14为第四实施例的相位可变装置(延迟角规格)的径向剖视图，(a)图为图13的F-F面图，(b)图为图3的E-E剖视图。
图15为第四实施例的相位可变装置(延迟角规格)的径向剖视图，(a)图为图13的H-H面图，(b)图为图3的G-G剖视图。
图16为关于第四实施例的四连杆机构的动作说明图，(a)图为第一电磁离合器工作前的四连杆的配置图，(b)图为第一电磁离合器工作时的动作说明图，(c)图为第二电磁离合器工作时的动作说明图。
图17为第四实施例的自锁机构的说明图。
图18为关于第四实施例的自锁力的接触摩擦角的说明图。
符号说明：
100、140：发动机的相位可变装置
101、141：驱动旋转体
102、142：第一控制旋转体
143、143：第二控制旋转体
105、145：第一电磁离合器(第一转矩施加单元)
106、146：第二电磁离合器(第二转矩施加单元)
107、147：组装角改变机构
110、150：偏心圆凸轮
111、151：第一连杆
112、152：第二连杆
113、113′：第一连杆导槽(大致径向导向机构)
115：驱动旋转体的驱动圆筒
115d：圆筒部
130、149：相对位移力施加单元
130a：弯月形状的导向壁
130b：半圆形状的导向壁
132：套筒
132a、132b：套筒两端的切口部
133：圆孔
153：滑动构件导槽(大致径向导向机构)
155：滑动构件(大致径向导向机构)
166：大致径向导向机构
174：第一插入口(大致径向导向机构)
175：第三连杆(相对位移力施加单元)
177：第五偏心圆孔(相对位移力施加单元)
178：第二插通孔(相对位移力施加单元)
D1：驱动旋转体的旋转方向(提前角方向)
D2：相对于D1的反方向(延迟角方向)
D3、D4：驱动旋转体的大致径向
L0：凸轮轴的(转动)中心轴
L1、L1′：偏心圆凸轮的凸轮中心
L2、L2′：第一连杆的中心轴
L3、L3′：第二连杆的中心轴
L10：滑动构件的中心轴
具体实施方式
为了实施发明的优选方式
下面，根据附图说明本发明的实施方式。各实施例所示的发动机的相位可变装置为这样的装置，该装置组装在发动机上，用于按进排气门与曲柄轴的旋转同步地开闭的方式将曲柄轴的旋转传递到凸轮轴，并且根据发动机的负荷、转速等运转状态使发动机的进排气门的开闭时机变化。
下面根据图1～8说明第一实施例的装置的结构。第一实施例的发动机的相位可变装置100由以曲柄轴进行驱动旋转的驱动旋转体101、第一控制旋转体102、第二控制旋转体103、与图中未表示的凸轮轴一体连结的中间轴104、第一电磁离合器(第一转矩施加单元)105、第二电磁离合器(第二转矩施加单元)106、组装角改变机构107构成。
组装角改变机构107改变凸轮轴(中间轴104)与驱动旋转体101(曲柄轴)的组装角，由四连杆机构108和相对位移力施加单元130构成。四连杆机构108由与中间轴104一体化的偏心圆凸轮110、具有大致圆筒形状的第一连杆111及第二连杆112、以及形成在驱动旋转体101上的第一连杆导槽113(权利要求1～4的大致径向导向机构)构成。相对位移力施加单元130由形成在第二控制旋转体103上的弯月形状的导向壁130a和半圆形状的导向壁130b构成。而且，在以后的说明中，设图1中的第二电磁离合器106侧为装置前方，驱动旋转体101侧为装置后方，从装置正面观看到的驱动旋转体101的旋转方向为提前角侧D1方向(顺时针)，与D1相反的方向为延迟角侧D2方向(逆时针)。
驱动旋转体101的链轮114和驱动圆筒115经分别设置在它们上的多个安装孔(114a、115a)和结合销116一体结合。链轮114具有贯通圆孔117和阶梯圆孔118。驱动圆筒115形成为具有圆筒部115b和底部115c的有底圆筒状，在底部115c的中央，设有作为在大致径向延伸的贯通孔的第一连杆导槽113。
中间轴104具有偏心圆凸轮110、中央的贯通圆孔119、大圆筒部120、大圆筒部后方的阶梯圆孔121、凸缘部122、小圆筒部123。偏心圆凸轮110和大圆筒部120夹着凸缘部122地在前后一体形成，偏心圆凸轮110具有从中间轴的转动中心轴L0偏心的凸轮中心L1，在其前方具有以L0为中心轴的小圆筒部123。
图中未表示的凸轮轴按与中间轴104的转动中心轴L0同轴的方式安装在中间轴后端部的阶梯圆孔121中，与中间轴104一体地连结。通过将中间轴104的大圆筒部120和凸缘部分别插入到贯通圆孔117和阶梯圆孔118中，驱动旋转体101由中间轴104按能够绕转动中心轴L0相对转动的方式支承。偏心圆凸轮110从第一连杆导槽113向前方突出，与图中未表示的凸轮轴一起绕转动中心轴L0进行偏心转动。
第一连杆111形成为大致圆筒形状，在从第一连杆的第一中心轴L2偏心了的位置具有贯通的第一偏心圆孔124。第一偏心圆孔124将内径形成为与偏心圆凸轮110的外形大致相同，使插入了的偏心圆凸轮110按能够相对转动的方式内接。第一连杆111通过将偏心圆凸轮110插入到第一偏心圆孔124中，由偏心圆凸轮110支承，绕凸轮中心L1进行偏心转动。
另外，第一连杆111将内径形成为与第一连杆导槽113的宽度大致相同，插入到第一连杆导槽113中。第一连杆111通过与形成在第一连杆导槽113的左右两侧的平坦保持面(113a、113b)抵接，按能够在大致径向导槽113延伸的方向位移的方式被保持。
第二连杆112与第一连杆111同样地形成为大致圆筒形状，在从第二连杆的第二中心轴L3偏心了的位置具有贯通的第二偏心圆孔125。第二偏心圆孔125将内径形成为与第一连杆111的外形大致相同，使插入了的第一连杆111按能够相对转动的方式内接。通过将第一连杆111插入到第二偏心圆孔125中，第二连杆112由第一连杆111支承，绕第一连杆111的第一中心轴L2进行偏心转动。
第一控制旋转体102具有将后方的小圆筒部126和前方的大圆筒部127在前后一体化了的形状。第一控制旋转体102，通过小圆筒部126的外周面按能够相对转动的状态与驱动圆筒115的圆筒部内周面115d内接，由驱动圆筒115支承。其结果，第一控制旋转体102配置成与驱动旋转体101同轴，绕转动中心轴L0转动。
另外，第一控制旋转体102在小圆筒部126上具有在从转动中心轴L0偏心了的位置贯通的第三偏心圆孔128。第三偏心圆孔128将内径形成为与第二连杆112的外径大致相同，使插入了的第二连杆112按能够相对转动的方式内接。第二连杆112经第二偏心圆孔125支承在第一连杆111上，另一方面，由第三偏心圆孔128保持其外周面。第二连杆112在绕第一连杆111的第一中心轴L2进行偏心转动的同时，绕第一控制旋转体102的转动中心轴L0进行偏心转动。
按照以上的结构，偏心圆凸轮110、第一连杆111及第二连杆112通过经使第二连杆112按能够滑动旋转的方式内接的第三偏心圆孔128和按在大致径向能够位移的方式保持第一连杆111的第一连杆导槽113(大致径向导向机构)，构成以作为各自的中心的凸轮中心L1、第一中心轴L2及第二中心轴L3和转动中心轴L0为4个节的四连杆机构108。
在第一控制旋转体102的前方，配置被固定在图中未表示的发动机的内部的第一电磁离合器105。第一控制旋转体102通过使前面102a吸附在电磁离合器105的摩擦件105a上，相对于驱动旋转体101进行相对转动，使凸轮轴相对于驱动旋转体101的组装角朝规定方向改变。
在第一控制旋转体102的大圆筒部的内侧配置第二控制旋转体103，在第二控制旋转体103的前方配置被固定在图中未表示的发动机的内部的第二电磁离合器106。第二控制旋转体103在中央具有插入中间轴104而使其按能够相对转动的方式内接的贯通圆孔129。在第二控制旋转体103的外周缘部，设有向后方突出的大致弯月状的导向壁130a和从夹着第二控制旋转体的转动中心轴L0的相反侧向后方突出的半圆形状的导向壁130b，由导向壁(130a、130b)构成权利要求1～4的相对位移力施加单元130。
第二控制旋转体通过将小圆筒部123插入在贯通圆孔129中，由中间轴104按能够相对转动的方式支承。导向壁130a和导向壁130b从两侧保持从第二连杆112的第二偏心圆孔125向前方突出的第一连杆111的外周。第二控制旋转体103通过将前面103a吸附在第二电磁离合器106的摩擦件106a上，相对于驱动旋转体101进行相对转动，将凸轮轴相对于驱动旋转体101的组装角朝与第一电磁离合器的工作时相反的方向改变。
另外，在从贯通圆孔129向前方突出的中间轴104的小圆筒部123的前端，配置保持架132。保持架132及中间轴104通过从前方将图中未表示的螺栓插入到形成在各自的中央的孔中，将该螺栓螺纹连接在图中未表示的凸轮轴的前端部，被保持在凸轮轴上。
下面，根据图5～图7说明第一实施例的相位可变装置的动作。凸轮轴(中间轴104)、第一控制旋转体102、第二控制旋转体103、第一连杆111及第二连杆112，在使第一及第二电磁离合器(105、106)断开了的初期状态下，分别与从图中未表示的曲柄轴接受驱动转矩的链轮114(驱动旋转体101)成为一体，向图1的顺时针D1方向(以后将顺时针D1方向称为提前角方向，将逆时针D2方向称为延迟角方向)转动。
如果使第一电磁离合器105工作，则上述四连杆机构108的成为节的中心轴L3绕转动中心轴L0朝逆时针D2方向转动，使成为节的中心轴L2沿第一连杆导槽113朝D3方向上升，由此使成为节的中心轴L1朝顺时针D1方向进行相对转动。其结果，图5(a)～(c)分别转移到图6(a)～(c)的状态，图7(a)转移到图7(b)的状态，将中间轴104(凸轮轴)相对于驱动旋转体101的组装角朝提前角侧D1方向改变。
即，图5(b)的第一控制旋转体102如果由第一电磁离合器105接受制动转矩，则相对于驱动旋转体101产生旋转延迟，朝延迟角侧D2方向进行相对转动。此时，构成四连杆的节之一的第二连杆的中心轴L3与第三偏心圆孔128一起绕转动中心轴L0朝逆时针D2方向进行相对转动。由于第一连杆111与第二偏心圆孔125内接而且由图5(c)的第一连杆导槽113保持左右，所以，如果中心轴L3朝D2方向转动，则构成四连杆的节之一的第一连杆的中心轴L2沿着在驱动旋转体101的大致径向延伸的第一连杆导槽113朝D3方向上升。与第二控制旋转体103一体化了的图5(a)的导向壁(130a、130b)从朝D3方向上升的第一连杆111接受D1方向的转矩，由此相对于驱动旋转体101向顺时针D1方向进行相对转动。
构成四连杆的节之一的偏心圆凸轮110的凸轮中心L1，通过中心轴L2上升，与第一偏心圆孔124一起绕转动中心轴L0朝顺时针D1方向进行相对转动，图5(b)的偏心圆凸轮110相对于驱动旋转体101(具有第一连杆导槽113的驱动圆筒115)绕转动中心轴L0朝D1方向进行偏心转动。其结果，与偏心圆凸轮110一体化了的中间轴104(图中未表示的凸轮轴)相对于驱动旋转体101(图中未表示的曲柄轴)朝提前角侧D1方向进行相对转动，将凸轮轴相对于驱动旋转体的组装角朝提前角侧D1方向改变。
另一方面，如果使第二电磁离合器106工作，则朝D2方向转动的弯月状的导向壁130a和半圆形状的导向壁130b沿第一连杆导槽113朝D4方向将成为节的中心轴L2推下，因此使成为节的中心轴L3朝顺时针D1方向转动，并且使成为节的中心轴L1朝逆时针D2方向进行相对转动。其结果，图6返回到图5的状态，图7(b)转移到图7(c)的状态，将中间轴104(凸轮轴)相对于驱动旋转体101的组装角朝延迟角侧D2方向返回。
即，如果使第二电磁离合器106工作，则第二控制旋转体103受到制动转矩，相对于驱动旋转体101产生旋转延迟，与导向壁(130a、130b)一起绕转动中心轴L0朝延迟角侧D2方向进行相对转动。此时，导向壁(130a、130b)对第一连杆111施加朝下的D4方向的力，使将两侧被保持在第一连杆导槽113中的第一连杆111沿第一连杆导槽113朝下方D4方向下降。
如果第一中心轴L2与第一连杆111一起下降，则第二连杆112的第三中心轴L3朝顺时针D1方向转动，偏心圆凸轮110的凸轮中心L1朝逆时针D2方向转动。其结果，与偏心圆凸轮110一体化了的中间轴104(图中未表示的凸轮轴)相对于驱动旋转体101(图中未表示的曲柄轴)朝延迟角侧D2方向进行相对转动，将凸轮轴相对于驱动旋转体的组装角朝延迟角侧D1方向返回。
下面，根据图8(a)(b)说明防止图中未表示的凸轮轴从阀弹簧受到了干扰转矩时发生在中间轴104(凸轮轴)与驱动旋转体101(曲柄轴)之间的组装角的偏移的自锁机构。所谓干扰转矩表示以来自阀弹簧的反作用力为原因发生在旋转中的凸轮轴(中间轴104)上的相对于驱动旋转体101的相对转动转矩(以下相同)。图8(a)表示在凸轮轴上发生了逆时针D2方向的干扰转矩的状态，图8(b)表示在凸轮轴上发生了顺时针D1方向的干扰转矩的状态。
如果与凸轮轴成一体的偏心圆凸轮110受到D2或D1方向的干扰转矩，则第二连杆112从由第一连杆导槽113在大致径向进行引导的第一连杆111在连结第一连杆的中心轴L2与第二连杆的中心轴L3的直线L4延伸的方向受到力F1或F2。由D2方向的干扰转矩产生的力F1如图8(a)所示作用在从L2到L3的方向，由D1方向的干扰转矩产生的力F2如图8(b)所示作用在从L3到L2的方向。另外，力F1和F2分别在直线L4与小圆筒部126(第一控制旋转体102)的外周线的交点P1及P2作用在小圆筒部126(第一控制旋转体102)的外周面与驱动圆筒115(驱动旋转体101)的内周面115d之间。其结果，在小圆筒部126的外周面与驱动圆筒内周面115d之间发生妨碍相对转动的局部的摩擦力。
上述局部的摩擦力如以下那样表示。首先，设通过交点P1及P2、在小圆筒部126的切线方向延伸的直线为L5，与L5正交的直线为L6，直线L4和L6的倾角分别为θ1、θ2，摩擦面的摩擦系数为μ，则在驱动旋转体101与凸轮轴之间引起组装角的偏移的力分别由在小圆筒部126的交点P1和P2的切线方向的力F1·sinθ1及F2·sinθ2表示。另外，妨碍小圆筒部126的外周面与驱动圆筒圆筒部内周面115d的滑动的反方向的局部的摩擦力分别由μ·F1·cosθ1及μ·F2·cosθ2表示。
因为如果上述摩擦力比引起组装角的偏移的力大，则驱动圆筒101和第一控制旋转体102不能相互地相对转动，所以，第一控制旋转体102与中间轴104不能相互相对转动地被锁定。因此，按照F1·sinθ1＜μ·F1·cosθ1及F2·sinθ2＜μ·F2·cosθ2的条件，在满足θ1＜tan-1μ、θ2＜tan-1μ地设定了角度θ1和θ2的情况下，因为当发生干扰时在驱动旋转体141(曲柄轴)与中间轴144(凸轮轴)之间自锁功能起作用，所以，由干扰产生的组装角的偏移不会发生地被防止。
下面根据图9说明与本申请权利要求3对应的发动机的相位可变装置的第二实施例。第二实施例的相位可变装置与使第一连杆导槽113直接接触在第一连杆111的左右的第一实施例的相位可变装置不同，通过在第一连杆111与第一连杆导槽113之间夹装套筒132，在不与第一连杆导槽113接触的状态下保持第一连杆111(其它的结构与第一实施例相同)。
套筒132具有使第一连杆111按能够相对转动的方式内接的圆孔133和处在左右两端的平行切口部(132a、132b)。平行切口部(132a、132b)的间隔形成为与第一连杆导槽113的平坦保持面(113a、113b)的间隔大致相同。套筒132在使第一连杆111与圆孔133内接的状态下，配置在第一连杆导槽113的内侧。
如果使第一或第二电磁离合器(105、106)的任一个接通，则套筒132通过从与圆孔133内接的第一连杆111受到力，与第一连杆111一起沿第一连杆导槽113位移。位移时的套筒132，第一连杆111不与第一连杆导槽113接触，而是平行切口部(132a、132b)一边以面与平坦保持面(113a、113b)进行接触一边滑动。因此，第二实施例的相位可变装置不同于第一连杆111与第一连杆导槽113直接接触(圆与面以线进行接触)的第一实施例的结构，能够减小接触应力，能够防止偏磨损的发生。
下面根据图10说明与本申请权利要求4对应的发动机的相位可变装置的第三实施例。第三实施例的相位可变装置是将第一或第二实施例中的第一连杆导槽113置换为从大致径向朝逆时针D2方向仅倾斜角度θ3形成的第一连杆导槽113′的相位可变装置(其它结构与第一或第二实施例相同)。
设第一连杆导槽113′的槽方向为L7，通过偏心圆凸轮110的中心轴L1和第一连杆111的中心轴L2的直线为L8，通过第二连杆112的中心轴L3和中心轴L2的直线为L9，如果偏心圆凸轮110受到绕转动中心轴L0的偏心转动转矩(在图10中为D1方向)，则第一连杆导槽113′从第一连杆111(在第二实施例中为套筒132)在直线L8的方向受到力F3。另一方面，如果第一控制旋转体102由第一电磁离合器105制动，第二连杆112受到绕转动中心轴L0的偏心转动转矩(D2方向)，则第一连杆导槽113′从第一连杆111(在第二实施例中为套筒132)在直线L8的方向受到力F4。
在将力F3及F4分成作用在第一连杆导槽113′的槽方向的力(使第一连杆111沿槽位移的力)和作用在相对于槽113′垂直的方向的力(在第一连杆111与第一连杆导槽113′之间产生摩擦力的力)考虑的情况下，第一连杆导槽113′受力的方向与槽方向之间的角度越小，力在沿槽的直线L7方向变得越大，相反，摩擦力(垂直方向的力)变得越小，因此，第一连杆111变得容易沿导槽113′位移。
在第三实施例中，使导槽113′从大致径向朝逆时针D2方向仅倾斜角度θ3，增大直线L7与L8的角度θ4，而且减小了直线L7与L9的角度θ5。其结果，在使第一电磁离合器105工作而向第二连杆112输入了偏心转动转矩时，因为与导槽113之间的摩擦力小，所以，第一连杆111变得容易沿第一连杆导槽113位移，中间轴104与驱动旋转体101的组装角的改变动作变得顺利。相反，在由干扰转矩向偏心圆凸轮110输入了偏心转动转矩的情况下，因为与导槽113′之间的摩擦力大，第一连杆111难以沿导槽113′位移，所以，中间轴104与驱动旋转体101的组装角不易偏移。而且，导槽113′也可由通常与F3或F4的力的方向保持一定角度那样的曲线构成。
下面根据图11～图16说明与本申请权利要求5对应的发动机的相位可变装置的第四实施例。第四实施例的发动机的相位可变装置140由以曲柄轴进行驱动旋转的驱动旋转体141、第一控制旋转体142、第二控制旋转体143、与图中未表示的凸轮轴一体连结的中间轴144、第一电磁离合器(第一转矩施加单元)145、第二电磁离合器(第二转矩施加单元)146、以及组装角改变机构147构成。
组装角改变机构147由四连杆机构148和后述的相对位移力施加单元149构成。四连杆机构148由与中间轴144一体化了的偏心圆凸轮150、具有大致圆筒形状的第一连杆151及第二连杆152、以及后述的大致径向导向机构166构成。
驱动旋转体141由插入到多个安装孔(156a、157a)中的结合销158一体结合链轮156和驱动圆板157构成。链轮156在中央具有贯通圆孔159和阶梯圆孔160。在驱动圆板157上设置中央的贯通圆孔161和与贯通圆孔161的内周连续的滑动构件导槽153。滑动构件导槽153为直线状的大致径向导槽，相对于驱动旋转体141的径向倾斜一些地形成，并且沿槽对滑动构件155进行引导。滑动构件155是在细圆轴155a的一端安装空心圆轴155b而形成。滑动构件导槽153的槽宽形成为与构成滑动构件155的空心粗圆轴155b的外径大致相同，滑动构件导槽153按能够沿槽153位移的方式对插入到槽153中的空心粗圆轴155b进行引导。
第一控制旋转体142形成为具有底部162的有底圆筒状，在底部162上设置作为阶梯孔的第三偏心圆孔163、中央的贯通圆孔164及滑动构件155的插通槽154。第三偏心圆孔163，其内径形成为与第二连杆152的外径大致相同，按能够相对转动的方式内接第二连杆152。
插通槽154为避让槽，以使在滑动构件导槽153的内侧位移的滑动构件155不与底部162接触的方式设置，其槽宽形成得比细圆轴155a的外径宽。插通槽154为随着向图11的驱动旋转体的旋转方向D1方向去而在第一控制旋转体的径向缩径的(从中心轴L0到插通槽154的距离减小的)大致周向槽。而且，插通槽154的两端(154a、154b)作为止动部起作用，通过细圆轴155a与插通槽154的两端接触确定滑动构件155的位移界限。
中间轴144具有偏心圆凸轮150、中央的贯通圆孔167、大圆筒部168、大圆筒部168后方的阶梯圆孔169、凸缘部170、中圆筒部171及小圆筒部165。大圆筒部168、凸缘部170、中圆筒部171及小圆筒部165具有共同的转动中心轴L0，并从后方朝前方依次被一体化。偏心圆凸轮150被夹在中圆筒部171与小圆筒部126之间，按凸轮中心L1′从转动中心轴L0偏心的状态被一体化，并且绕转动中心轴L0进行偏心转动。
图中未表示的凸轮轴经阶梯圆孔169一体连结在中间轴144上，与中间轴144一起绕转动中心轴L0转动。中间轴144的大圆筒部168按能够滑动转动的方式与链轮156的贯通圆孔159内接而且中圆筒部172插通在驱动圆板157的贯通圆孔161中，由此，驱动旋转体141由中间轴144按能够绕转动中心轴L0相对转动的方式支承。另外，通过贯通圆孔164按能够滑动转动的方式与中圆筒部171内接，第一控制旋转体142由中间轴144按能够绕转动中心轴L0相对转动的方式支承。
第一连杆151形成为大致圆筒形状，在从第一连杆的第一中心轴L2′偏心的位置具有贯通的第一偏心圆孔172。第一偏心圆孔172，其内径形成为与偏心圆凸轮150的外形大致相同，插入了的偏心圆凸轮150按能够相对转动的方式内接。第一连杆151由插入到第一偏心圆孔172中的偏心圆凸轮150支承，绕凸轮中心L1′进行偏心转动。
大致圆筒形状的第二连杆152具有并列设置的第二偏心圆孔173和小的第一插入口174。第二偏心圆孔173，在从第二连杆的第二中心轴L3′偏心的位置贯通，内径形成为与第一连杆151的外形大致相同，使插入了的第一连杆151按能够相对转动的方式内接。第二连杆152由插入到第二偏心圆孔173中的第一连杆151支承，并且绕第一连杆151的第一中心轴L2′进行偏心转动。另外，第二连杆152一边在第一控制旋转体142的第三偏心圆孔163内滑动，一边与该偏心圆孔163一起绕转动中心轴L0进行偏心转动。
第三连杆175形成为大致圆筒形状，具有在从第三连杆的第三中心轴L4′偏心的位置贯通的第四偏心圆孔176和与其并列设置的小的第二插入口178。在第四偏心圆孔176中按非接触状态插通朝前方突出的偏心圆凸轮150。
第二及第三连杆(152、175)的第一及第二插入孔(174、178)为各自的内径形成为与细圆轴155a的外径大致相同大小的贯通孔。滑动构件155的细圆轴155a插入到第一及第二插入孔(174、178)中转动自如地内接。
第二控制旋转体143具有在中央贯通的圆孔179和形成在从转动中心轴L0偏心的位置而使第三连杆175转动自如地内接的阶梯状的第五偏心圆孔177。第二控制旋转体143，通过在圆孔179中插入中间轴143的小圆筒部165，由中间轴144支承，绕转动中心轴L0进行转动。第三连杆175一边在第五偏心圆孔177内滑动，一边与该偏心圆孔177一起绕转动中心轴L0进行偏心转动。相对位移力施加单元149由第三连杆175、第五偏心圆孔177及连结滑动构件的细圆轴155a的第二插入口178构成，对第二连杆152施加大致径向的力。
滑动构件155的一端的细圆轴155a依次插入在第一控制旋转体142的插通槽154、第二连杆152的第一插入口174及第三连杆175的第二插入口178中，另一端的空心粗圆轴155b插入在插通槽154中。细圆轴155a按能够绕第一及第二插入孔(174、178)自如转动的方式连结第二及第三连杆(152、175)，而且由插通槽154按能够在该槽方向位移的方式保持。同时，空心粗圆轴155b按能够沿滑动构件导槽153在大致径向位移的方式被保持。
与权利要求5对应的大致径向导向机构166由滑动构件导槽153、第一插入孔174及插入到它们中的滑动构件155构成。而且，第一连杆151、第二连杆152及滑动构件155在将大致径向导向机构166组装在中间轴144上时，中心轴L2′、中心轴L3′及滑动构件155的中心轴L10被配置在大致同一直线上。大致径向导向机构166与相对位移力施加单元149协同动作，使第二连杆152沿第二滑动构件153在大致径向位移。
偏心圆凸轮150、第一连杆151及第二连杆152由大致径向导向机构166和使第二连杆152按能够滑动旋转的方式内接的第三偏心圆孔162，构成以作为各自的中心的凸轮中心L1′、第一中心轴L2′及第二中心轴L3′和转动中心轴L0为4个节的四连杆机构148。
在第一及第二控制旋转体(142、143)的前方，分别配置被固定在图中未表示的发动机上的第一及第二电磁离合器(145、146)，通过将前面(142a、143a)分别吸附在摩擦件(145a、146a)上，其相对于驱动旋转体141进行相对转动，将凸轮轴相对于驱动旋转体141的组装角朝规定方向改变。
另外，在从贯通圆孔179向前方突出的中间轴144的小圆筒部165的前端，配置在中心具有螺栓插入用的圆孔180a的保持架180。保持架180及中间轴144，通过在分别形成在各自的中央的孔中从前方插入图中未表示的螺栓，并将该螺栓螺纹连接在图中未表示的凸轮轴的前端部，被保持在凸轮轴上。
下面，根据图14～图16说明第四实施例的相位可变装置的动作。凸轮轴(中间轴144)、第一控制旋转体142、第二控制旋转体143、第一连杆151、第二连杆152及第三连杆175在使第一及第二电磁离合器(145、146)断开了的初期状态下，分别与从图中未表示的曲柄轴受到驱动转矩的链轮156(驱动旋转体141)成为一体地朝图11的顺时针D1方向转动。
如果使第一电磁离合器145工作，则四连杆机构148如图16(b)所示，成为节的中心轴L3′绕转动中心轴L0朝逆时针D2方向转动。成为节的中心轴L2′和滑动构件155的中心轴L10一边保持与中心轴L3′配置在一直线上的状态位移，一边使成为节的中心轴L1′朝顺时针D1方向进行相对转动。其结果，中间轴144(凸轮轴)相对于驱动旋转体141的组装角朝提前角侧D1方向被改变。另一方面，如果使第二电磁离合器146工作，则四连杆机构148如图16(c)所示，成为节的中心轴L1′与第一电磁离合器145的工作时相反地朝逆时针D2方向进行相对转动，将中间轴144(凸轮轴)相对于驱动旋转体141的组装角朝延迟角侧D2方向返回。
具体地说，第一控制旋转体142如果从电磁离合器145受到制动转矩，则如图15(a)所示相对于驱动旋转体141产生旋转延迟，与插通槽154一起朝延迟角侧D2方向进行相对转动。如果在延迟角侧D2方向缩径的插通槽154朝D2方向转动，则通过空心粗圆轴155b如图15(b)所示由沿大致径向形成的滑动构件导槽153引导，滑动构件155沿导槽153向朝内的D5方向位移。
与此同时，第二连杆152的中心轴L3′如图14(b)所示与第三偏心圆孔163一起朝延迟角侧D2方向转动。因为第二连杆152与沿滑动构件导槽153朝D5方向位移的滑动构件155连结，所以，第一连杆151从第二偏心圆孔173受到力，一边保持中心轴L2′与第二连杆的中心轴L3′及滑动构件155的中心轴L5′配置在一直线上的状态，一边从图16(b)的虚线移动到实线的位置。而且，如果细圆轴155a朝图15(b)的D5方向位移，则与细圆轴155a连结的第三连杆175如图14(a)所示与中心轴L4′一起朝顺时针D1方向转动。
此时，偏心圆凸轮150的中心轴L1′与第一偏心圆孔172一起绕转动中心轴L0朝提前角侧D1方向进行偏心转动，内接在第一偏心圆孔172中的偏心圆凸轮150一边在第一偏心圆孔172内滑动，一边绕转动中心轴L0朝提前角侧D1方向进行偏心转动。其结果，将中间轴144(凸轮轴)相对于驱动旋转体141的组装角朝提前角侧D1方向改变。
另一方面，如果使第二电磁离合器146工作，则如图14(a)所示，第二控制旋转体143朝延迟角侧D2方向转动。第三连杆175与第四偏心圆孔177及其中心轴L4′一起绕转动中心轴L0朝D2方向进行偏心转动，对被连结的滑动构件155施加第二控制旋转体143的大致径向的朝外的力。滑动构件155沿滑动构件导槽153向图15(c)的朝外的D6方向位移。
此时，被连结到滑动构件155上的第二连杆152的中心轴L3′朝提前角侧D1方向转动。第一连杆151从第二偏心圆孔173受到力，一边保持中心轴L2′与第二连杆的中心轴L3′及滑动构件155的中心轴L9配置在一直线上的状态，一边从图16(c)的虚线移动到实线的位置。此时，偏心圆凸轮150的中心轴L1′与第一偏心圆孔172一起绕转动中心轴L0朝延迟角侧D2方向进行偏心转动，内接在第一偏心圆孔172中的偏心圆凸轮150一边在第一偏心圆孔172内滑动，一边绕转动中心轴L0朝延迟角侧D2方向进行偏心转动。其结果，凸轮轴相对于驱动旋转体的组装角朝延迟角侧D2方向返回。
下面，根据图17说明防止在凸轮轴受到了干扰转矩时在中间轴144(凸轮轴)与驱动旋转体141(曲柄轴)之间发生的组装角的偏移的自锁机构。
如果在与凸轮轴(图中未表示)成一体的偏心圆凸轮150上发生提前角侧D1方向的干扰转矩，则因为滑动构件155由滑动构件导槽153保持，所以，经第一偏心圆孔172、第一连杆151及第二偏心圆孔173，第二连杆152在通过第一连杆151的中心轴L2′的作为第一连杆151的运动轨迹的切线的直线L11延伸的方向受到力F6。力F6在第三偏心圆孔163与直线L11的交点P6作用在第一控制旋转体142上。另一方面，如果在偏心圆凸轮150上发生延迟角侧D2方向的干扰转矩，则第二连杆152在通过第一连杆151的中心轴L2′的作为第一连杆151的运动轨迹的切线的直线L11延伸的方向受到与力F6相反方向的力F7。力F7在第三偏心圆孔163与直线L11的交点P7作用在第一控制旋转体142上。力F6及F7使第二连杆152的外周面与第一控制旋转体142的第三偏心圆孔之间发生妨碍相对转动的局部的摩擦力。
上述局部的摩擦力如以下的那样表示。在这里，设通过点P6并在第二连杆152的切线方向延伸的直线为L12，通过点P6并与直线L12正交的直线为L13，通过点P7并在第二连杆152的切线方向延伸的直线为L14，通过点P7并与直线L14正交的直线为L15，直线L11与L13的倾角为θ6，直线L11与L15的倾角为θ7，摩擦面的摩擦系数为μ′。
使驱动旋转体141与凸轮轴之间引起组装角的偏移的力在点P6由切线方向的力F6·sinθ6表示，在点P7由切线方向的力F7·sinθ7表示。另外，妨碍第二连杆152的外周面与第三偏心圆孔163的内周面的滑动的局部的摩擦力在点P6由μ′·F6·cosθ6表示，在点P7由μ′·F7·cosθ7表示。因为驱动圆筒111与第一控制旋转体142在上述摩擦力比引起组装角的偏移的力大的情况下，不能相互地相对转动，所以，第一控制旋转体142与中间轴144按不能相对转动的方式被锁定。其结果，在驱动旋转体141(曲柄轴)与中间轴144(凸轮轴)之间，不发生组装角的偏移。因此，根据F6·sinθ6＜μ′·F6·cosθ6、F7·sinθ7＜μ′·F7·cosθ7，在成为θ6＜tan-1μ′、θ7＜tan-1μ′地设定θ6和θ7的情况下，因为在驱动旋转体141(曲柄轴)与中间轴144(凸轮轴)之间，当干扰发生时自锁功能起作用，所以，由干扰导致的组装角的偏移不会发生地被防止。
另外，在本第四实施例中，进行不规则的四连杆运动。因此，作为第一连杆151的运动轨迹的切线的直线L11的角度，因为与组装角的改变位置相应地进行变化，所以，用于产生摩擦力的接触摩擦角θ6及θ7与组装角的改变位置相应进行变化。按照此特性，接触摩擦角θ6及θ7能够如图18所示在凸轮轴与驱动旋转体的组装角可改变范围的中间附近设定为角度0°(此时，μ′·F6·cosθ6和μ′·F7·cosθ7最大，F6·sinθ6和F7·sinθ7成为0)。因此，在第四实施例中，能够在凸轮轴与驱动旋转体的组装角可改变范围的中间附近增大局部的摩擦力。
另外，在本申请各实施例中，做成了“提前角规格”，即，如果使第一电磁离合器工作，则将驱动旋转体与中间轴的组装角朝提前角侧D1方向改变，由第二电磁离合器朝延迟角侧返回，但也可通过改变四连杆机构的配置，做成在第一电磁离合器工作时使上述组装角朝延迟角侧D2方向改变的“延迟角规格”，或做成这样的结构，即在此结构中，电磁离合器改变了的上述组装角不是由第二电磁离合器返回，而是由扭转弹簧的那样的弹性构件返回，或也可做成这样的结构，即，使用1个电动马达代替第一电磁离合器及第二电磁离合器朝提前延迟角侧双方改变上述组装角。另外，如果对四连杆的旋转角未设置限制，则也可做成仅由第一电磁离合器的工作朝提前角和延迟角侧的双方使上述组装角改变的“提前延迟角规格”。

Claims (5)

1.一种发动机的相位可变装置，按同轴而且能够相互地相对转动的方式配置凸轮轴、由曲柄轴驱动的驱动旋转体、夹装在上述凸轮轴与驱动旋转体之间的第一控制旋转体及第二控制旋转体，并且具备第一转矩施加单元及第二转矩施加单元和组装角改变机构；该第一转矩施加单元及第二转矩施加单元对上述第一控制旋转体及第二控制旋转体分别施加相对于上述驱动旋转体的相对转动转矩；该组装角改变机构与上述第一控制旋转体或第二控制旋转体相对于上述驱动旋转体的相对转动相应地改变上述凸轮轴与驱动旋转体的组装角；
其特征在于：上述组装角改变机构具有偏心圆凸轮、大致圆筒形的第一连杆、大致圆筒形的第二连杆、大致径向导向机构、相对位移力施加单元，该偏心圆凸轮与凸轮轴一体化；该大致圆筒形的第一连杆由上述偏心圆凸轮按能够绕该偏心圆凸轮的凸轮中心进行偏心转动的方式支承；该大致圆筒形的第二连杆由上述第一连杆按能够绕该第一连杆的第一中心轴进行偏心转动的方式支承，而且由上述第一控制旋转体按能够绕从凸轮轴中心轴偏心了的第二中心轴转动的方式支承；该大致径向导向机构按能够在上述驱动旋转体、上述第一控制旋转体及上述第二控制旋转体的大致径向进行相对位移的方式保持上述第一连杆或第二连杆中的任一方；该相对位移力施加单元与上述大致径向导向机构协同动作，对由上述大致径向导向机构保持的上述第一连杆或第二连杆中的任一方施加上述大致径向的相对位移力。
2.根据权利要求1所述的发动机的相位可变装置，其特征在于：
上述大致径向导向机构是第一连杆导槽，该第一连杆导槽是设在上述驱动旋转体上的大致径向槽，在上述大致径向对上述第一连杆进行引导，
上述驱动旋转体具有对上述第一控制旋转体的外周面进行支承的圆筒部。
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：
在上述第一连杆与第一连杆导槽之间夹装具有圆孔和两端的平行切口部的套筒，
上述第一连杆按能够滑动旋转的方式内接在上述套筒的圆孔中，并且与上述第一连杆导槽呈非接触状态地被保持，
上述套筒，其上述两端的平行切口部由第一连杆导槽引导，按能够与上述第一连杆一起沿上述第一连杆导槽位移的方式被保持。
4.根据权利要求2或3所述的发动机的相位可变装置，其特征在于：上述第一连杆导槽从上述驱动旋转体的径向倾斜地形成。
5.根据权利要求1所述的发动机的相位可变装置，其特征在于：
上述径向导向机构具有滑动构件和滑动构件导槽；
该滑动构件突出设置在上述第二连杆上；
该滑动构件导槽是形成在上述驱动旋转体上的大致径向槽，对上述滑动构件进行引导，按能够在上述大致径向位移的方式对该滑动构件进行保持；
将上述第一连杆的中心轴、上述第二连杆的中心轴、上述滑动构件的中心轴配置在大致同一直线上，
上述第一控制旋转体具有使上述第二连杆按能够相对转动的方式内接的偏心圆孔。
CN200980159653.1A 2009-06-05 2009-06-05 发动机的相位可变装置 Expired - Fee Related CN102459827B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/060327 WO2010140250A1 (ja) 2009-06-05 2009-06-05 エンジンの位相可変装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102459827A CN102459827A (zh) 2012-05-16
CN102459827B true CN102459827B (zh) 2014-01-22

Family

ID=43297396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980159653.1A Expired - Fee Related CN102459827B (zh) 2009-06-05 2009-06-05 发动机的相位可变装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8505508B2 (zh)
EP (1) EP2439382B1 (zh)
JP (1) JP5260741B2 (zh)
KR (1) KR20140073595A (zh)
CN (1) CN102459827B (zh)
BR (1) BRPI0924577A2 (zh)
HK (1) HK1166834A1 (zh)
WO (1) WO2010140250A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102144077B (zh) * 2008-09-05 2013-02-13 日锻汽门株式会社 汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置
EP2341222A4 (en) * 2008-10-22 2012-08-15 Nittan Valva DEVICE FOR VARIABLE PHASE OF CAMSHAFT IN MOTOR FOR AUTOMOBILE
CN102859126A (zh) * 2010-05-18 2013-01-02 日锻汽门株式会社 发动机的相位可变装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6561149B1 (en) * 2001-06-19 2003-05-13 Unisia Jecs Corporation Rotary phase controller, and valve timing controller of internal combustion engine

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2644408B2 (ja) 1991-03-29 1997-08-25 アーウィン コロステンスキー 内燃機関の連続可変バルブタイミング機構
DE4143153A1 (de) * 1991-12-28 1993-07-01 Bosch Gmbh Robert Hydraulische steuereinrichtung
JPH0960509A (ja) * 1995-08-23 1997-03-04 Ofic Co 可変バルブタイミング装置
DE19706855A1 (de) * 1997-02-21 1998-08-27 Bauss Hans Werner Vorrichtung zur Winkelverstellung einer Welle gegenüber ihrem Antriebsrad
JP3344921B2 (ja) * 1997-03-22 2002-11-18 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE19910210A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-14 Gkn Sinter Metals Holding Gmbh Anordnung zur Veränderung der Phasenlage eines Abtriebrades gegenüber einem Antriebsrad
JP3961237B2 (ja) * 2001-05-23 2007-08-22 株式会社日立製作所 可変バルブタイミング装置の制御装置
JP4374151B2 (ja) 2001-06-04 2009-12-02 日鍛バルブ株式会社 自動車用エンジンにおける位相可変装置
US6732688B2 (en) * 2001-08-10 2004-05-11 Unisia Jecs Corporation Valve timing control system for internal combustion engine
JP3917833B2 (ja) * 2001-08-15 2007-05-23 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2003129805A (ja) 2001-10-22 2003-05-08 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4072346B2 (ja) * 2002-01-16 2008-04-09 株式会社日立製作所 可変バルブタイミング機構の制御装置
DE102004007052A1 (de) * 2004-02-13 2005-09-08 Daimlerchrysler Ag Verstelleinrichtung für eine Welle
JP4226591B2 (ja) * 2005-12-07 2009-02-18 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4676405B2 (ja) 2006-09-06 2011-04-27 富士電機機器制御株式会社 切換スイッチ
JP2008208731A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Honda Motor Co Ltd 可変バルブタイミング機構
US7913657B2 (en) 2007-02-23 2011-03-29 Honda Motor Co., Ltd. Variable valve timing mechanism
EP2249000B1 (en) * 2008-02-04 2012-10-03 Nittan Valve Co., Ltd. Phase variable device in car engine
JP5102071B2 (ja) * 2008-03-03 2012-12-19 日鍛バルブ株式会社 自動車用エンジンにおける位相可変装置
WO2009130770A1 (ja) * 2008-04-23 2009-10-29 日鍛バルブ株式会社 自動車用エンジンにおける位相可変装置
CN102144077B (zh) * 2008-09-05 2013-02-13 日锻汽门株式会社 汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置
EP2341222A4 (en) * 2008-10-22 2012-08-15 Nittan Valva DEVICE FOR VARIABLE PHASE OF CAMSHAFT IN MOTOR FOR AUTOMOBILE

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6561149B1 (en) * 2001-06-19 2003-05-13 Unisia Jecs Corporation Rotary phase controller, and valve timing controller of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0924577A2 (pt) 2019-08-27
JPWO2010140250A1 (ja) 2012-11-15
WO2010140250A1 (ja) 2010-12-09
JP5260741B2 (ja) 2013-08-14
HK1166834A1 (en) 2012-11-09
US8505508B2 (en) 2013-08-13
US20120073532A1 (en) 2012-03-29
KR20140073595A (ko) 2014-06-17
EP2439382A4 (en) 2012-12-05
CN102459827A (zh) 2012-05-16
EP2439382A1 (en) 2012-04-11
EP2439382B1 (en) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102197197B (zh) 汽车用发动机中的凸轮轴相位可变装置
EP2320036B1 (en) Cam shaft phase variable device in engine for automobile
KR101264915B1 (ko) 크랭크축에 연결된 비틀림 진동 댐퍼 및 상기 비틀림 진동댐퍼와 클러치의 결합체
JP4735720B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP2008095549A (ja) バルブタイミング調整装置
WO2009130770A1 (ja) 自動車用エンジンにおける位相可変装置
US20200182331A1 (en) Gear transmission device
CN102459827B (zh) 发动机的相位可变装置
CN107109972A (zh) 连接在双凸轮轴上的凸轮轴调整装置
CN102859126A (zh) 发动机的相位可变装置
JP5494547B2 (ja) バルブタイミング調整装置
CN103140653A (zh) 发动机的相位可变装置
KR20030069883A (ko) 웜 기어 구동식 가변 캠 이상기
CN113550806B (zh) 一种用于具有双顶置凸轮轴的摩托车发动机可变配气机构
JP5240309B2 (ja) バルブタイミング調整装置
CN102325968A (zh) 发动机的相位可变装置
JP2020070880A (ja) 車両用駆動伝達装置
CN102656342B (zh) 发动机的相位可变装置中的电磁离合器的止转结构
JP2005030424A (ja) ２方向ローラクラッチ
CN103748324A (zh) 汽车用发动机的相位可变装置
JP5659984B2 (ja) 可変動弁装置
JP2007247633A (ja) バルブタイミング調整装置
WO2019054377A1 (ja) 減速装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1166834

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140122

Termination date: 20150605

EXPY Termination of patent right or utility model