CN113955439A - 换向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改变驱动力的方向的换向装置。该换向装置包括能够沿第一方向运动的驱动侧部分和能够沿第二方向运动的从动侧部分，第一方向与第二方向相互垂直，其中，驱动侧部分包括换向件，从动侧部分包括接合件，换向件具有用于沿第二方向抵接接合件的第一侧表面，在平行于第一方向及第二方向的传动平面中观察，第一侧表面具有关于第一方向非平行地延伸的轮廓，当驱动侧部分驱动换向件沿第一方向运动时，第一侧表面能够通过接合件推动从动侧部分沿第二方向运动。本发明的换向装置结构简单可靠。

Description

换向装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域。具体地，本发明涉及一种用于机动车辆发动机的气门机构的换向装置。

背景技术

当前，在使用内燃机来驱动的机动车辆中，经常设置有可变气门正时(VariableValve Timing，VVT)系统来调节内燃机的配气过程，从而提高内燃机的工作效率，其通过中间件可切换摇臂产品实现。

可切换摇臂的控制需要通过各种致动机构来实现。图1示出了气门正时系统中的一组现有的换向致动机构。电磁致动器11具有驱动杆12，电磁致动器11能够控制驱动杆12沿第一方向V运动。当驱动杆12沿第一方向V向下运动时，驱动杆12的外端将抵接换向件13的顶部。换向件13可转动地安装在致动器11的壳体上，因此在驱动杆12的推动下，换向件13将向下转动。换向件13的底部与滑杆14连接，滑杆14可以沿与第一方向V垂直的第二方向H滑动。换向件13与滑杆14的连接方式允许二者沿第一方向V相对运动而不允许二者沿第二方向H相对运动。因此，当换向件13发生转动时，换向件13的底部将驱动滑杆14沿第二方向H运动。这样，电磁致动器11产生的沿第一方向V的运动就转换为滑杆14沿第二方向H的运动，从而实现了运动方向的转换

上述的现有换向致动机构的缺点在于，其换向部分的结构较为复杂，部件数量多，重量大，可靠性不高，并且驱动杆与换向件之间为滑动接触，容易造成部件表面的快速磨损，因此降低了使用寿命。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种结构简单可靠的换向装置。

上述技术问题通过根据本发明的一种用于改变驱动力的方向的换向装置而得到解决。该换向装置包括能够沿第一方向运动的驱动侧部分和能够沿第二方向运动的从动侧部分，其中，第一方向与第二方向大致相互垂直。驱动侧部分包括换向件，从动侧部分包括接合件，换向件具有用于沿第二方向抵接接合件的第一侧表面。在平行于第一方向及第二方向的传动平面中观察，第一侧表面具有关于第一方向非平行地延伸的轮廓。当驱动侧部分驱动换向件沿第一方向运动时，第一侧表面能够通过接合件推动从动侧部分沿第二方向运动，从而实现了驱动力方向的转换。在这种换向装置的结构设计下，能够通过简化的连接方式来安装换向件，并且部件的数量更少，因此运行可靠性也更高。

根据本发明的一个优选实施例，接合件可以具有用于抵接第一侧表面的第二侧表面，第一侧表面和第二侧表面垂直于传动平面延伸，从而便于第一侧表面和第二侧表面相互贴合地接触。

根据本发明的另一优选实施例，从动侧部分还可以包括能够沿第二方向滑动的滑杆，接合件是可转动地安装在滑杆上的滚子，滚子的转动轴线垂直于传动平面。优选地，从动侧部分还可以包括安装销，滚子通过安装销可转动地安装在滑杆上。因此，换向件与接合件之间的摩擦为滚动摩擦，这大大降低了摩擦力，从而减少了对接合表面的磨损。

根据本发明的另一优选实施例，换向件例如可以形成为在传动平面中延伸的板件。这意味着换向件在垂直于传动平面的方向上具有较小的尺寸，即均一的厚度。

根据本发明的另一优选实施例，驱动侧部分还可以包括用于驱动换向件的驱动杆，换向件与驱动杆固定连接，从而便于通过驱动杆来带动换向件沿第一方向运动。例如，换向件可以与驱动杆一体形成或者通过其他方式固定到驱动杆。

根据本发明的另一优选实施例，在传动平面中观察，第一侧表面可以在从一端向另一端延伸的同时，朝向第二方向上的一侧单调地偏移。例如，在传动平面中观察，第一侧表面可以具有关于第一方向倾斜延伸的直线轮廓，或者，第一侧表面也可以替代地具有弧线轮廓。这种构造使得当换向件沿第一方向运动时，第一侧表面与第二侧表面之间的接触点位置沿第二方向移动，从而推动接合件及滑杆沿第二方向运动。

附图说明

以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：

图1示出根据现有技术的换向装置的立体图；

图2示出根据本发明的实施例的换向装置的立体图；

图3示出根据本发明的实施例的换向装置的驱动侧部分的主视图；

图4示出根据本发明的实施例的换向装置的从动侧部分的主视图；和

图5示出根据本发明的实施例的换向装置的从动侧部分的分解图。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本发明的换向装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。

根据本发明的实施例，提供了一种能够将驱动运动转换为与之垂直的方向上的从动运动的换向装置，其特别是适用于机动车辆发动机的可变气门机构。图2至图5示出了根据本发明的换向装置的一个实施例。

该换向装置的结构可以划分为驱动侧部分和从动侧部分。驱动侧部分可以随着驱动机构一起沿第一方向V运动，而从动侧部分可以带动从动机构一起沿与第一方向V大致垂直的第二方向H运动。换向装置的作用在于，通过驱动侧部分与从动侧部分的配合，使得驱动机构沿第一方向V的运动转换为从动机构沿第二方向H的运动。在图2至图5所示的实施例中，示意性地将第一方向V表示为竖直方向，而将第二方向H表示为水平方向，但这并非对本发明的限制，两个方向也可以是沿着其他相互垂直的方向。这里，将第一方向V和第二方向H所共同限定的平面——即同时平行于这两个方向延伸的平面称为传动平面。

如图2所示，在本实施例中，驱动机构为致动器21，其例如形成为电磁致动器；从动机构为滑杆24，其可滑动地安装在车辆发动机的汽缸盖(未示出)上，用于驱动可变气门机构。换向装置包括与致动器21连接的换向件23以及与滑杆24连接的接合件。广义上而言，也可以将驱动机构和滑杆等相关部件视为换换向装置的一部分。在这里，致动器21和换向件23属于驱动侧部分，而滑杆24和接合件属于从动侧部分。

图3示出了驱动侧部分的示意图。如图所示，驱动侧部分的致动器21具有驱动杆22，致动器21能够使驱动杆22沿第一方向V相对于致动器21的壳体滑动。换向件23与驱动杆22的外端固定连接，二者可以通过例如焊接的方式连接在一起或者直接一体形成。驱动杆22因此能够带动换向件23一起沿第一方向V运动。图3中的左侧示出的是驱动杆22缩回到致动器21的壳体中时的状态，而右侧示出的是驱动杆22沿第一方向V向下运动从而推动换向件23远离致动器21时的状态。

如图2和图3所示，换向件23形成为平行于传动平面延伸的板件。这意味着换向件23在第一方向V和第二方向H上具有较大的尺寸，而在垂直于二者的方向上具有均一且较小的尺寸(即均一的厚度)。在传动平面中观察，换向件23具有沿第二方向H相对的两个侧表面，其中一个侧表面具有关于第一方向V非平行地延伸的轮廓，该侧表面称为第一侧表面27。第一侧表面27优选地垂直于传动平面延伸。在传动平面中观察，第一侧表面27的延伸方向与第一方向V不平行。优选地，如图3所示，这种延伸方式使得第一侧表面27在从一端向另一端延伸的同时，朝向第二方向H上的一侧单调地偏移。换句话说，从第一侧表面27的一端开始，其在传动平面中总是朝向第二方向H上的同一侧偏移(但不能平行于第二方向H)。在本实施例中，这种非平行的轮廓形成为弧线形。在替代的实施例中，这种非平行的轮廓也可以形成为倾斜的直线或其他形状。与第一侧表面27相对的另一侧表面可以形成为各种不同的轮廓，在图中示意性地示出为与第一方向V大致平行的直线轮廓，但这并不构成对本发明的限制，其也可以具有曲线或倾斜直线等其他形状的轮廓。

图4和图5分别示出了从动侧部分的主视图和分解图。如图所示，在本实施例中，接合件是通过安装销26可转动地安装在滑杆24上的滚子25。滚子25是中空的圆筒形结构，而安装销26是实心的圆柱形结构。安装销26通过铆压固定在滑杆24上的安装孔中，而滚子25形状配合地套设在安装销26的外端部分的径向外侧。滚子25具有光滑的外周表面，称为第二侧表面28，用于滚动地接合换向件23的第一侧表面27。滚子25和安装销26的中心轴线分别垂直于传动平面延伸，因此滚子25的第二侧表面28也垂直于传动平面延伸。这使得滚子25能够围绕垂直于传动平面的转动轴线来相对于滑杆24转动。从动侧部分还包括作用于滑杆24的弹性复位件(例如簧片或弹簧)，其产生的弹性力促使滑杆24具有沿着第二方向H朝向使滚子25抵接换向件23的一侧运动的趋势。

再次参照图2，当换向件23与接合件(滚子25)接合时，换向件23的第一侧表面27沿第二方向H抵接接合件的第二侧表面28。当换向件23在驱动杆22的驱动下沿第一方向V向下运动时，滚子25将沿着第一侧表面27围绕其转动轴线进行滚动。如前所述，换向件23的第一侧表面27的不平行延伸方式，使得当滚子25沿着第一侧表面27滚动时，第一侧表面27与滚子25的接合点将会不断地沿第二方向H向右侧移动，因此换向件23将推动滚子25连同滑杆24克服弹性复位件的弹性力而沿第二方向H向右侧运动。当驱动杆22沿第一方向V向上缩回时，换向件23也向上运动，滚子25在滑杆24受到的弹性力作用下保持与第一侧表面27抵接，因此沿第二方向H向左运动。这样，驱动杆22的沿第一方向V的运动就转换为滑杆24沿第二方向H的运动。由于仅利用换向件23和接合件两个部件之间的轮廓配合就能够实现运动方向的转换，因此大大简化了系统结构，降低了结构重量，并提高了运行的可靠性。另外，在采用滚子25作为接合件的情况下，换向件23与接合件之间仅存在滚动摩擦，摩擦力相对较小，因此结构的磨损也相对较小。

在另外的替代实施例中，接合件也可以是直接固定在滑杆24上的部件，接合件与换向件23之间为滑动摩擦。在这种情况下，接合件也可以是非圆柱形的结构，例如具有椭圆形横截面的突出的柱体。此外，上述实施例中示出的第一侧表面27的轮廓形状和偏移方向仅是示意性的，其也可以具有例如波浪形等其他形状或者向相反的方向偏移。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记表

11 致动器

12 驱动杆

13 换向件

14 滑杆

21 致动器

22 驱动杆

23 换向件

24 滑杆

25 滚子

26 安装销

27 第一侧表面

28 第二侧表面

V 第一方向

H 第二方向

Claims (10)

1.一种用于改变驱动力的方向的换向装置，包括能够沿第一方向(V)运动的驱动侧部分和能够沿第二方向(H)运动的从动侧部分，所述第一方向(V)与所述第二方向(H)相互垂直，

其特征在于，

所述驱动侧部分包括换向件(23)，所述从动侧部分包括接合件，所述换向件(23)具有用于沿所述第二方向(H)抵接所述接合件的第一侧表面(27)，在平行于所述第一方向(V)及所述第二方向(H)的传动平面中观察，所述第一侧表面(27)具有关于所述第一方向(V)非平行地延伸的轮廓，当所述驱动侧部分驱动所述换向件(23)沿所述第一方向(V)运动时，所述第一侧表面(27)能够通过所述接合件推动所述从动侧部分沿所述第二方向(H)运动。

2.根据权利要求1所述的换向装置，其特征在于，所述接合件具有用于抵接所述第一侧表面(27)的第二侧表面(28)，所述第一侧表面(27)和所述第二侧表面(28)垂直于所述传动平面延伸。

3.根据权利要求1所述的换向装置，其特征在于，所述从动侧部分还包括能够沿所述第二方向(H)滑动的滑杆(24)，所述接合件是可转动地安装在所述滑杆(24)上的滚子(25)，所述滚子(25)的转动轴线垂直于所述传动平面。

4.根据权利要求3所述的换向装置，其特征在于，所述从动侧部分还包括安装销(26)，所述滚子(25)通过所述安装销(26)可转动地安装在所述滑杆(24)上。

5.根据权利要求1所述的换向装置，其特征在于，所述换向件(23)形成为在所述传动平面中延伸的板件。

6.根据权利要求1所述的换向装置，其特征在于，所述驱动侧部分还包括用于驱动所述换向件(23)的驱动杆(22)，所述换向件(23)与所述驱动杆(22)固定连接。

7.根据权利要求6所述的换向装置，其特征在于，所述换向件(23)与所述驱动杆(22)一体形成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的换向装置，其特征在于，在所述传动平面中观察，所述第一侧表面(27)在从一端向另一端延伸的同时，朝向所述第二方向(H)上的一侧单调地偏移。

9.根据权利要求8所述的换向装置，其特征在于，在所述传动平面中观察，所述第一侧表面(27)具有关于所述第一方向(V)倾斜延伸的直线轮廓。

10.根据权利要求8所述的换向装置，其特征在于，在所述传动平面中观察，所述第一侧表面(27)具有弧线轮廓。

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