(57)【要約】【課題】改良された位相制御器偏向システムを提供する。【解決手段】改良された位相制御器の組立ての際には、カバー内に取り付けられるか、またはカバー内に形成されたばね保持器によって回転子の偏向ばねが捕えられ、それによって、ばねが予荷重位置に取り付けできるようになり、こうして残りの構成要素に取り付けられるサブアセンブリを形成する。嵌合されるばねの突起部および作用するばねの突起部が、ばね保持器内の別々の細穴に捕えられる。回転子内のポケットが、偏向ばねの作用突起部を受ける。ポケットは、保持器の細穴の壁から作用突起部を持ち上げ、作用突起部をポケット内の遅角方向に配置する、先細の底部傾斜部を有する。偏向ばねの作用突起部を持ち上げることによって、回転子が遅角方向に動くにつれて起こり得るばねと保持器の細穴の壁との間の摩擦が防止される。進む際には、作用突起部が保持器の細穴の端部と接触したときに、ばねの回転が止まる。【選択図】図１
2009062978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼弁の位相を変化させるカムシャフト位相制御器であって、
ａ）固定子と、
ｂ）前記固定子内に配設された回転子であって、該回転子の軸側に形成された環状の窪みおよびポケットを有し、第１完全権限位置、前記第１完全権限位置の反対側の第２完全権限位置、および前記第１完全権限位置と第２完全権限位置との間の中間位置を含む、前記固定子内の回転権限の範囲を有する前記回転子と、
ｃ）前記固定子内の前記回転子を囲み、中央開口部を有するカバープレートと、
ｄ）前記中央開口部内に配設され、前記環状の窪みの中へ延在するばね保持器と、
ｅ）第１および第２の突起部を有し、前記ばね保持器内に配設され、また、前記環状の窪みの中へ延在する偏向ばねとを備え、
前記ばね保持器が、前記第１および第２の突起部をそれぞれ受ける、前記ばね保持器の壁に形成された第１および第２の軸方向に延在する細穴を含み、前記第２の細穴がまた、端壁を有する円周部分を有し、
前記第１の突起部が、前記第１の細穴内に嵌合され、前記第２の突起部が、前記円周部分内で回転可能であり、
前記第２の突起部が、前記回転子のポケット内へと突出し、
前記回転子が前記中間位置と前記第１完全権限位置または第２完全権限位置のうちの一方との間の位置にあるときに前記中間位置に向かって前記回転子を偏向させるように、前記第２の突起部が前記ポケットの軸側の壁と係合し、
前記回転子が前記中間位置と前記第１完全権限位置または第２完全権限位置のうちの他方との間の位置にあるときに、前記第２の突起部が、前記回転子の偏向を防ぐように前記円周部分の前記端壁と係合するカムシャフト位相制御器。
【請求項２】
前記中央開口部の切欠きと前記第１の細穴とが径方向に位置合わせされ、前記第１の突起部が、前記切欠きと係合するように前記第１の細穴から径方向に突出する、請求項１に記載のカムシャフト位相制御器。
【請求項３】
前記偏向ばねが、前記ばね保持器内でねじり的に予荷重を加えられた、請求項１に記載のカムシャフト位相制御器。
【請求項４】
前記固定子に一体化した駆動要素と、底板と、前記底板、固定子およびカバープレートを接合する連結ねじとをさらに備えた、請求項１に記載のカムシャフト位相制御器。
【請求項５】
前記回転子のポケットが底壁を含み、前記底壁の第１の部分が、前記回転子の前記回転権限の少なくとも一部にある間、前記第２の突起部を軸方向に係合および移動する傾斜部を構成する、請求項１に記載のカムシャフト位相制御器。
【請求項６】
前記底壁が、前記回転子の前記回転権限の少なくとも別の部分にある間、前記第２の突起部との接触がない非傾斜の第２の部分を含む、請求項５に記載のカムシャフト位相制御器。
【請求項７】
内燃機関のカムシャフトに配設されたカムシャフト位相制御器を備えた内燃機関であって、
前記カムシャフト位相制御器が、
固定子と、
前記固定子内に配設された回転子であって、該回転子の軸側に形成された環状の窪みおよびポケットを有し、第１完全権限位置、前記第１完全権限位置の反対側の第２完全権限位置、および前記第１完全権限位置と第２完全権限位置との間の中間位置を含む、前記固定子内の回転権限の範囲を有する前記回転子と、
前記固定子内の前記回転子を囲み、中央開口部を有するカバープレートと、
前記中央開口部内に配設され、前記環状の窪みの中へと延在するばね保持器と、
第１および第２の突起部を有し、前記ばね保持器内に配設され、また、前記環状の窪みの中へと延在する偏向ばねとを含み、
前記ばね保持器が、前記第１および第２の突起部をそれぞれ受ける、前記ばね保持器の壁に形成された第１および第２の軸方向に延在する細穴を含み、前記第２の細穴がまた、端壁を有する円周部分を有し、
前記第１の突起部が前記第１の細穴内に嵌合され、前記第２の突起部が前記円周部分内で回転可能であり、
前記第２の突起部が、前記回転子のポケット内へと突出し、
前記回転子が前記中間位置と前記第１完全権限位置または第２完全権限位置のうちの一方との間の位置にあるときに、前記第２の突起部が、前記中間位置に向かって前記回転子を偏向させるように前記ポケットの軸側の壁と係合し、
前記回転子が前記中間位置と前記第１完全権限位置または第２完全権限位置のうちの他方との間の位置にあるときに、前記第２の突起部が、前記回転子の偏向を防ぐように前記円周部分の前記端壁と係合する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトに対して弁の位相を変化させる位相制御器に関し、より詳細には、回転子の権限範囲の少なくとも一部を介して、関連の位相制御器の固定子に対する位相制御器の回転子の回転位置を偏向させるのにばねを用いる位相制御器に関し、更に詳細には、予荷重を加えられた偏向ばねが、回転子の回転の権限範囲の一部のみを介して作用する位相制御器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関内の燃焼弁のタイミングを変化させるカムシャフト位相制御器は、クランクシャフトのトルクをエンジンのカムシャフトに伝達し、それによって、クランクシャフトの位置に対するカムシャフトのタイミングを変化させることができる。従来、吸気位相制御器は、このタイミングを吸気位相制御器のロック位置から進める権限のみを有する。制御される位相に不十分な油圧が利用可能であるとき、カムのトルクおよび利用可能な油圧は、回転子のロックピンが固定子の着座部と位置合わせする完全遅角位置へと回転子を駆動するのに使用される。エンジン速度が減少するにつれて、油圧がロックピンの収縮圧よりも低下し、ピンの偏向ばねがピンを付勢し、ピンの着座部と係合するまで動かし、十分な油圧が再び利用可能になるまで、望ましくない位相角の変化を防ぐ。
【０００３】
回転子の完全進角と回転子の完全遅角との間の中間のロックピン位置を要する位相制御器は、ロックピンをその着座部に再び位置合わせするのに、回転子と固定子との間の接触部に頼ることができない。したがって、油圧が低いときには、中間の回転子の位置における着座部にロックピンを位置合わせするように回転子を完全遅角から離れるように進めるために、何らかの形態の補助が必要である。補助が単純なばねアームシステムからのトルクである場合、偏向ばねが、位相制御器に、回転子を回転子の権限の全範囲を介して進めさせ、カムシャフトから位相制御器システムを介する抵抗のトルクが、加えられるばねのトルクより低いときにロックピンがその着座部と位置合わせする点を、通過させることになろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当技術において必要であるのは、回転子の権限範囲の中間に回転子のロック位置を有する最新の位相制御器用の改良された偏向システムであり、このシステムでは、回転子が、すべての遅角位置からロック位置へと向かって偏向されるが、いずれの進角位置からロック位置へと向かっては偏向されない。
【０００５】
本発明の主要な目的は、改良された位相制御器偏向システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡単に説明すると、本発明は、固定子／スプロケットに取り付けられた位相制御器のカバープレートと、回転子の権限範囲の中間位置において固定子の着座部にロックピンを位置合わせするのを助ける位相制御器の回転子との間の、加えられるトルクを使用する。位相制御器の組立ての際、偏向ばねが、カバーに取り付けられるかまたは形成されるばね保持器によって捕えられ、導かれる。嵌合脚部と作用脚部の両方が、ばね保持器内の別々の細穴構成内に捕獲されるので、ばね保持器は、偏向ばねをカバー内の偏向ばねの予荷重位置に取り付け、カバー内に都合よく保持できるようになる。こうして、このサブアセンブリ（カバー、保持器、偏向ばね）が、完全な組立体を完成させるように、残りの位相制御器の構成要素に容易に取り付けられる。
【０００７】
回転子内のポケットが、ばね保持器から延在する偏向ばねの作用脚部を受ける。回転子のポケットは、好ましくは、回転子がロック位置から遅角方向に動くときに、偏向ばねの作用脚部をばね保持器の軸方向の細穴の壁から離れるように持ち上げ、回転子ポケットの壁に対してこの作用脚部を配置する、先細の底部面（傾斜部）を有する。偏向ばねの作用突起部を持ち上げることによって、回転子がその中間ロック位置から遅角方向に動く際に起こり得る、偏向ばねと保持器の細穴の壁との間のすべての摩擦が除去される。
【０００８】
回転子が進角方向に動き、ロックが発生し得る角度に位相角が近づくと、作用突起部がばね保持器の細穴の端部に接触したときに、偏向ばねの回転が止まる。偏向ばねの作用突起部とばね保持器の細穴の端部との間の接触によって、そうでなければ回転子をさらに進ませるように偏向させ得る、ばねのトルクが除去される。これによって、エンジンの停止または失速の際に油圧が除去されたときに、回転子がそのロック位置に自ら位置合わせできるようになる。
【０００９】
進角方向のさらなる回転子の動きによって、回転子のポケットの底部の先細面と偏向ばねの突起部との接触が失なわれ、偏向ばねの作用脚部と回転子のポケットの底面との間の軸方向のすべての接触が除去され、したがって、そうでなければ回転子が進む際に偏向ばねの作用突起部と回転子との間に起こり得る摩擦が防止される。
【００１０】
ばね保持器の細穴の壁が偏向ばねの作用突起部を捕えない場合、ばねが位相制御器内の軸方向の位置合わせから傾き、回転子のポケットの底部と接触し続けて、回転子がロック位置から進むにつれて、回転子に摩擦抵抗をもたらすであろう。
【００１１】
したがって、本発明の特徴は、位相制御器の組立てを容易にし、それによってコストを減らし、安全性を改善することと、偏向ばねと回転子との間の不要な摩擦を排除し、それによって性能および耐久性を改善することという、２つの目的にかなう。
【００１２】
ここで、本発明は、添付の図面を参照して、例を用いて説明される。
【００１３】
対応する参照符号は、複数の図にわたって対応する部品を示す。本明細書に述べられる例は、１つの形式における、本発明のある好ましい実施形態を示し、そのような例は、本発明の範囲をいかなる形でも限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１から図８を参照すると、本発明による羽根タイプのカムシャフト位相制御器１０は、複数の内向きに延在する突出部１６を有する固定子１４に一体化したスプロケットの形態の駆動要素１２を備える。当然ながら、駆動要素１２は、当技術で知られているように、タイミングギアとかみ合う歯付きタイミングベルトまたはギアを受ける、切欠き付き車輪の形態をとってよい。底板１８は、固定子１４内の突出部１６同士の間に形成されるチャンバの第１の壁を形成する。４つの羽根２２ａ〜２２ｄを有する回転子２０が、既知のやり方で、固定子１４内で回転するように配置されている。回転子２０は、所望のように回転子を固定子に回転的にロックするように、カバープレート２８の着座部２６と係合する、油圧的に伸張可能な少なくとも１つ、好ましくは２つのロックピン組立体２４を有する。カバープレート２８は、固定子１４の部屋の第２の壁を構成する。接合ねじ３０は、底板１８および固定子１４を介して延在し、カバープレート２８内にねじ式に受け取られる。スラストワッシャ３１は、エンジン３３の組立ての際に、カムシャフト取り付けボルト（図示せず）を受ける回転子２０のハブに対して配設される。ばね保持器３２は、径方向に延在する第１および第２の突起部３６、３８を有する螺旋形の偏向ばね３４を受ける。第１突起部３６は、ばね保持器３２の壁に形成される第１軸方向細穴４０内に嵌合され、本明細書では「非作用」突起部と定義される。第２突起部３８は、ばね保持器３２の壁に形成される第２細穴４２内に嵌合され、本明細書では「作用」突起部と定義される。第２細穴４２は、好ましくは、軸方向入口部分と位相制御器の作動時に第２突起部３８が回転できるようにする円周部分とを含む。ばね保持器３２は、カバープレート２８の開口部４４を介して延在し、組立ての際にカバープレート２８の外面４８に対して嵌合するつば４６を含む。好ましくは、ばね保持器３２の壁を越えて延在する第１突起部３６を受ける開口部４４の縁部に、切欠き５０が設けられる。代替として、保持器３２は、たとえば鋳造によるなどしてカバーの中へ形成されてもよい。
【００１５】
位相制御器１０の組立ての際には、第１細穴４０が切欠き５０と位置合わせされた状態でカバープレート２８に圧入されるか、またはカバープレート２８内に形成されるばね保持器３２によって、偏向ばね３４が捕えられ、導かれる。図２から図４を参照すると、カバープレートサブアセンブリ５２を形成する際に、第２突起部３８がばね保持器３２の端部に係合する深さまで、第１突起部３６が細穴４０の中に挿入される。次に、第２突起部３８が第２細穴４２と位置合わせするまで、偏向ばね３４が巻かれ、次に、ばねがばね保持器３２の中へとさらに押され、次に解除され、こうして、ばねが予荷重位置に捕えられて、サブアセンブリ５２を作る。非作用突起部および作用突起部の両方が、ばね保持器の別々の細穴構成の中に捕えられるので、ばね保持器は、偏向ばねを、カバー内の偏向ばねの予荷重位置に取り付け、都合よくカバー内に保持できるようにする。
【００１６】
次に、サブアセンブリ５２が、接合ねじ３０によって位相制御器の残りの構成要素に取り付けられ、完全な位相制御器組立体１０が完成する。回転子２０の環状の窪み５４は、カバープレート２８を越えて延在するサブアセンブリ５２の部分を受ける。回転子内および窪み５４の側部にあるポケット５６は、作用突起部３８を受け、好ましくは、傾斜部５８を構成する先細の底面を有する。傾斜部５８は、第２細穴４２の下壁６０を越えて斜めに延在し、ばね３４が回転子２０の回転によってねじり的に作動される際に作用突起部３８を受ける。
【００１７】
作動時には、回転子をロックすることが可能な中間位置から回転子が遅角方向に動くと（図５）、回転子の傾斜部５８が、作用突起部３８を細穴の下壁６０（図５では隠れている）から持ち上げ、回転子のポケット５６の第１端壁６２に対して突起部３８を配置する。偏向ばねの作用突起部を持ち上げることで、そうでなければ回転子がその中間位置から完全遅角権限位置へと向かって遅角方向に動くにつれて起こり得る、ばね突起部と細穴の壁との間のすべての摩擦が除去される。
【００１８】
回転子２０が遅角位置から進角位置に動き、ロックが起こり得る位相角に近づくと（図６および７）、作用突起部３８がばね保持器の細穴４２の端壁６４（図２および３）と接触したとき、偏向ばね３４のねじり的回転が停止する。偏向ばねの作用脚部とばね保持器の細穴の端部との間の接触によって、ばねがさらに解けないように捕えられ、こうして、ばねのトルクが、ロック点を越えて進角方向に回転子を進めるように偏向するのを防ぐ。これによって、エンジンの停止または失速の際に油圧が除去されたときに、回転子がそのロック位置に自ら位置合わせできるようになる。
【００１９】
ロック位置を越えて完全進角権限位置に向かって進角方向に回転子２０がさらに動くこと（図８）で、傾斜部５８が作用突起部３８から解放され、偏向ばねの作用突起部とポケット５６の非傾斜底部６６との間の軸方向のすべての接触が除去され、したがって、そうでない場合には回転子が進む際に偏向ばねの作用突起部と回転子との間に起こり得る、摩擦抵抗を防止する。
【００２０】
細穴の壁６４が作用突起部３８を捕えない場合、回転子が中間位置から進むにつれて、ばねが位相制御器内の軸方向の位置合わせから傾き、底面６６と接触し続けることになろう。
【００２１】
本発明は、吸気弁のカムシャフトに適用され、遅角位置から進角方向に回転子を偏向する、新規なカムシャフト位相制御器に関して上述された。しかしながら、開示された発明はそのような例に限定されず、所望され得るように、排気弁のカムシャフト、ならびに進角位置から遅角方向へと回転子を偏向させるように適用されてもよいことを、当業者は理解するであろう。
【００２２】
本発明は様々な特定の実施形態を参照して説明されてきたが、述べられた本発明の概念の精神および範囲内で、多くの変更が行われてよいことを理解されたい。したがって、本発明は、述べられた実施形態には限定されず、添付の特許請求の範囲の内容によって構成される完全な範囲を有することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による羽根タイプのカムシャフト位相制御器の分解等角図である。
【図２】本発明によるカバープレートサブアセンブリの分解等角図である。
【図３】第１細穴とカバープレートの切欠きとが位置合わせされた状態でカバープレート内に取り付けられるばね保持器を示す、図２から派生する分解図である。
【図４】カバープレートサブアセンブリの等角図である。
【図５】回転子がロック位置から完全に遅れているのを示す、回転子のポケットを介する軸から見た断面図を含む、組み立てられたカムシャフト位相制御器の等角図である。
【図６】回転子がロック位置にあるのを示す、回転子のポケットを介する軸から見た断面図を含む、組み立てられたカムシャフト位相制御器の等角図である。
【図７】回転子がロック位置にあるのをやはり示す、軸方向の断面図を含む、組み立てられたカムシャフト位相制御器の等角図である。
【図８】回転子が進角位置にあるのを示す、回転子のポケットを介する軸から見た断面図を含む、組み立てられたカムシャフト位相制御器の等角図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  カムシャフト位相制御器
１２  駆動要素
１４  固定子
１６  突出部
１８  底板
２０  回転子
２２ａ〜２２ｄ  羽根
２４  ロックピン組立体
２６  着座部
２８  カバープレート
３０  接合ねじ
３１  スラストワッシャ
３２  ばね保持器
３３  エンジン
３４  偏向ばね
３６  第１突起部
３８  第２突起部
４０  第１細穴
４２  第２細穴
４４  開口部
４６  つば
４８  外面
５０  切欠き
５２  カバープレートサブアセンブリ
５４  環状の窪み
５６  ポケット
５８  傾斜部
６０  下壁
６２  第１端壁
６４  端壁
６６  非傾斜底部
【図１】
2009062978.tif 000003
【図２】
2009062978.tif 000004
【図３】
2009062978.tif 000005
【図４】
2009062978.tif 000006
【図５】
2009062978.tif 000007
【図６】
2009062978.tif 000008
【図７】
2009062978.tif 000009
【図８】
2009062978.tif 000010