Зубчатый венец, механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания и способ производства зубчатого венца
Изобретение относится к механизму передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания. Предложен зубчатый венец, образованный путем соединения формованного корпуса (26), образующего зону стороны дорожки качения, формованного корпуса (28), образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса (30), образующего промежуточную зону. Соответственно, можно осуществлять обработку участка (2b) внутренней дорожки качения формованного корпуса (26), образующего зону стороны дорожки качения, без присутствия как формованного корпуса (28), образующего зону стороны зубчатого колеса, так и формованного корпуса (30), образующего промежуточную зону. Путем вынуждения формованного корпуса (28), образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса (30), образующего промежуточную зону, приспосабливаться к изменениям в конструкции в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно стандартизировать размер и форму формованного корпуса (26), образующего зону стороны дорожки качения, для различных типов двигателей. Благодаря тому, что участок (2b) внутренней дорожки качения, а также поверхность (2d) расположения и поверхность (2е) контакта для уплотнительных колец выполнены на одном формованном корпусе (26), образующем зону стороны дорожки качения, можно обрабатывать указанные поверхности с точным относительным расположением. Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик, а также минимальные изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки без изменения ее точности. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 30 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к зубчатому венцу, который передает выходной пусковой крутящий момент от стартера на боковой элемент коленчатого вала, который вращается вместе с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, через муфту свободного хода, к механизму передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания, в котором используется зубчатый венец, и к способу производства зубчатого венца.
Уровень техники
Для запуска двигателя внутреннего сгорания используется механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания, запускающий двигатель при помощи крутящего момента от стартера через зубчатое зацепление между шестерней и зубчатым венцом. В качестве механизма передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания уже известен механизм, в котором муфта свободного хода расположена на пути, по которому передается пусковой момент от зубчатого венца на коленчатый вал (см., например, публикацию японской выложенной заявки №10-122107 (стр.3, фиг.1), и публикацию японской выложенной заявки №63-18185 (стр.2, фиг.2). При такой конфигурации можно передавать крутящий момент от стартера к двигателю внутреннего сгорания, когда двигатель внутреннего сгорания запускается, и можно остановить вращение стартера после завершения запуска двигателя, при этом зацепление между шестерней и зубчатым венцом сохраняется. То есть можно сконструировать механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания с постоянным зацеплением.
В таком механизме передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания, в котором используется муфта свободного хода, необходимо оборудовать участок одной дорожки качения муфты свободного хода, с которым зацепляются эксцентриковые ролики или подобные элементы, в зубчатом венце, и обработать поверхность дорожки качения с высокой точностью. Дополнительно, для обеспечения герметизации от смазочного масла, подаваемого в муфту свободного хода, необходимо оборудовать поверхность расположения, на которой будет расположено уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой уплотнительное кольцо будет контактировать, и обработать поверхность расположения или поверхность контакта с высокой точностью.
Однако возникает необходимость изменения размера и формы зубчатого венца в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, и, в некоторых случаях, использование одних и тех же аппаратов для обработки и процедур обработки может привести к недостаточной точности. Соответственно, для постоянного осуществления обработки зубчатого венца с высокой точностью независимо от типа двигателя внутреннего сгорания, необходимо выполнить довольно значительные изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, что вызывает проблемы возрастания стоимости производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает зубчатый венец, при котором, даже когда размер и форма зубчатого венца изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки минимизированы, и при этом точность обработки не снижается. Настоящее изобретение также обеспечивает способ производства зубчатого венца и механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания, включающий в себя указанный зубчатый венец.
Зубчатый венец в соответствии с первым объектом настоящего изобретения относится к зубчатому венцу, который передает выходной пусковой крутящий момент от стартера к боковому элементу коленчатого вала, который вращается вместе с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, через муфту свободного хода. Данный зубчатый венец включает в себя: множество зональных формованных корпусов, выполненных отдельно, соответствующих, по меньшей мере, двум зонам, которые включают в себя зону стороны дорожки качения, включающую в себя участок одной дорожки качения муфты свободного хода, и зону стороны зубчатого колеса, к которому передается пусковой момент от стартера через зубчатое зацепление, при этом вся форма зубчатого венца радиально поделена на, по меньшей мере, две зоны; и участок соединения между зонами соединяет зональные формованные корпуса.
Зубчатый венец формируется путем соединения зональных формованных корпусов, которые выполнены отдельно в соответствии с зонами, расположенными вдоль радиального направления, на соответствующих участках соединения между зонами. Соответственно, что касается, по меньшей мере, зонального формованного корпуса, соответствующего зоне стороны дорожки качения, можно обработать участок дорожки качения независимо от других зональных формованных корпусов, которые включают в себя зональный формованный корпус, соответствующий зоне стороны зубчатого колеса. Таким образом, обработка участка дорожки качения осуществляется на зональном формованном корпусе относительно малого размера. По этой причине, даже когда размер и форма зонального формованного корпуса изменяется в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, разница лежит в пределах относительно узкого диапазона, и, таким образом, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки.
В частности, путем вынуждения других зональных формованных корпусов, которые включают в себя зональный формованный корпус, соответствующий зоне стороны зубчатого колеса, приспосабливаться к разнице в зависимости от типа двигателя, можно стандартизировать размер и форму зонального формованного корпуса, соответствующего зоне стороны дорожки качения, для различных типов двигателей.
Таким образом, можно обеспечить зубчатый венец, при помощи которого, даже когда зубчатый венец другого размера и формы используется для соответствия типу двигателя внутреннего сгорания, изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки минимизированы, и при этом не происходит ухудшения точности обработки.
Зональные формованные корпуса могут быть выполнены так, чтобы соответствовать зоне стороны дорожки качения, зоне стороны зубчатого колеса, и промежуточной зоне между зоной стороны дорожки качения и зоной стороны зубчатого колеса, при этом вся форма зубчатого венца делится на три зоны.
Когда зональные формованные корпуса, соответствующие указанным трем зонам, на которые делится вся форма, выполняются таким образом, образуются два зональных формованных корпуса помимо зонального формованного корпуса, соответствующего зоне стороны дорожки качения, и эти два зональных формованных корпуса также представляют собой зональные формованные корпуса, имеющие относительно небольшой размер. Соответственно, даже когда размер и форма зубчатого венца изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно минимизировать изменения в соответствующих аппаратах для обработки и процедурах обработки, и, таким образом, минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки в целом. Следовательно, можно обеспечить зубчатый венец, при котором не возникает ухудшения точности обработки.
Поверхность расположения, на которой расположено первое уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой контактирует первое уплотнительное кольцо, может быть выполнена на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, который соответствует зоне стороны дорожки качения, при этом первое уплотнительное кольцо обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала.
Формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, включает в себя участок дорожки качения муфты свободного хода, и поверхность расположения, на которой расположено уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой контактирует уплотнительное кольцо, при этом уплотнительное кольцо обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала. Когда поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца выполняются в зубчатом венце, необходимо выполнить поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца с высокой точностью, как в случае участка дорожки качения муфты свободного хода, и, дополнительно, существует небольшой допуск на отклонение от коаксиального выравнивания поверхности расположения или поверхности контакта с участком дорожки качения.
Из-за того, что участок дорожки качения, и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца выполнены на одном формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, можно обработать участок дорожки качения, и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца отдельно от других зональных формованных корпусов, которые включают в себя зональный формованный корпус, соответствующий зоне стороны зубчатого колеса. Таким образом, участок дорожки качения и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца могут быть обработаны на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, который имеет относительно небольшой размер. Дополнительно, поскольку участок дорожки качения и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца выполнены на одном зональном формованном корпусе, можно обработать указанные поверхности с точным относительным расположением между участком дорожки качения и поверхностью расположения или поверхностью контакта.
Соответственно, когда поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца для обеспечения герметизации от смазки между участком дорожки качения и боковым элементом коленчатого вала обрабатывается, даже если размер и форма зубчатого венца изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки, и обеспечить зубчатый венец, при котором не будет возникать ухудшения точности обработки.
Поверхность расположения, на которой расположено второе уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой контактирует второе уплотнительное кольцо, может быть выполнена на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, соответствующем зоне стороны дорожки качения, при этом второе уплотнительное кольцо обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания.
На формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, выполнены участки дорожки качения муфты свободного хода и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца для обеспечения герметизации от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом двигателя внутреннего сгорания. Также в этом случае, участок дорожки качения и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца выполнены в или на одном формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, и, следовательно, можно обработать участок дорожки качения и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца без присутствия других зональных формованных корпусов, которые включают в себя зональный формованный корпус, соответствующий зоне стороны зубчатого колеса. Соответственно, обработка осуществляется на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, имеющем относительно небольшой размер. Дополнительно, поскольку участок дорожки качения и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца выполнены в или на одном зональном формованном корпусе, можно обработать указанные поверхности с точным относительным расположением между участком дорожки качения и поверхностью расположения или поверхностью контакта для уплотнительного кольца.
Таким образом, даже когда размер и форма зубчатого венца отличаются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки, когда участок дорожки качения, и поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца для обеспечения герметизации от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом двигателя внутреннего сгорания, обрабатываются. В результате, можно обеспечить зубчатый венец, при котором не возникает ухудшения точности обработки.
В частности, когда участок дорожки качения, и поверхность (поверхности) расположения и/или поверхность (поверхности) контакта для уплотнительных колец, одно из которых обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала, и другое из которых обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания, выполнены в или на одном формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, можно дополнительно эффективно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки. В результате можно обеспечить зубчатый венец, при котором не происходит ухудшения точности обработки.
Формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, соответствующий зоне стороны дорожки качения, может иметь цилиндрический участок, проходящий параллельно оси вращения, при этом цилиндрический участок расположен снаружи относительно участка одной дорожки качения муфты свободного хода, и внутренняя окружная поверхность цилиндрического участка может представлять собой поверхность расположения или поверхность контакта для первого уплотнительного кольца, обеспечивающего герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала, и наружная окружная поверхность цилиндрического участка может представлять собой поверхность расположения или поверхность контакта для второго уплотнительного кольца, обеспечивающего герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом двигателя внутреннего сгорания.
Таким образом, формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, оборудован цилиндрическим участком, и каждая из внутренней и наружной окружных поверхностей цилиндрического участка является поверхностью расположения или поверхностью контакта для уплотнительных колец. Также в этом случае, даже когда размер и форма зубчатого венца отличается в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки. В результате, можно обеспечить зубчатый венец, при котором не будет возникать ухудшения точности обработки.
Самый наружный периметр формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, может представлять собой поверхность расположения или поверхность контакта для любого из первого и второго уплотнительных колец, и участок самой внутренней кромки другого зонального формованного корпуса может быть соединен с участком кромки самого наружного периметра при помощи участка соединения между зонами.
Что касается участка соединения между зонами, соединяющего формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, и другой зональный формованный корпус, присоединяемый к формованному корпусу, образующему зону стороны дорожки качения, самый наружный периметр формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, представляет собой поверхность расположения или поверхность контакта для уплотнительного кольца, и участок самой внутренней кромки другого зонального формованного корпуса присоединяется к участку кромки самого наружного периметра при помощи участка соединения между зонами. Соответственно, зубчатый венец, наконец сконструированный таким образом, имеет следующие преимущества. Более подробно, даже когда размер и форма зубчатого венца изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, как описано выше, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процессах обработки, и не возникает ухудшения точности обработки.
По меньшей мере, один участок соединения между зонами может быть образован путем сварки. Таким образом, соединение легко осуществляется при помощи сварки. Даже когда размер и форма зубчатого венца отличаются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, как описано выше, можно минимизировать изменения в аппаратах обработки и процедурах обработки, при осуществлении такого процесса соединения. Таким образом, можно обеспечить зубчатый венец, при помощи которого не возникает ухудшения точности обработки.
Сварка может осуществлять так, что область контакта между зональными формованными корпусами, подлежащими свариванию, остается частично не приваренной. Также, если зубчатый венец сваривается, причем область контакта между зональными формованными корпусами частично не приварена, даже когда зубчатый венец другого размера и формы заменяется для соответствия типу двигателя внутреннего сгорания, как описано выше, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки, при этом не возникает ухудшения точности обработки.
Дополнительно, когда области контакта между зональными формованными корпусами включают в себя не сваренные участки, шум, такой как звук зубчатого зацепления, создаваемый в зоне стороны зубчатого колеса, когда пусковой момент передается от стартера, трансформируется в тепловую энергию в несоединенной области контакта, посредством чего шум поглощается. Таким образом, можно снизить шум во время запуска двигателя.
Боковой элемент коленчатого вала может включать в себя участок другой дорожки качения муфты свободного хода, и муфта свободного хода может быть сформирована так, что участок другой дорожки качения радиально обращен к участку одной дорожки качения муфты свободного хода в зоне стороны дорожки качения.
Примеры участков двух дорожек качения муфты свободного хода включают в себя случай, когда участки двух дорожек качения радиально обращены друг к другу таким образом.
Участок одной дорожки качения может быть расположен радиально внутри участка другой дорожки качения.
Участки двух дорожек качения муфты свободного хода могут иметь такую конфигурацию, чтобы участок дорожки качения на стороне зубчатого венца был расположен радиально внутри относительно участка дорожки качения бокового элемента коленчатого вала.
Если зубчатый венец установлен в двигателе внутреннего сгорания, зубчатый венец будет постоянно зацеплен с шестерней стартера.
Из-за того, что муфта свободного хода расположена между боковым элементом коленчатого вала и зубчатым венцом, можно остановить зубчатый венец и стартер после завершения запуска двигателя внутреннего сгорания, несмотря на постоянное зацепление шестерни и зубчатого венца.
Второй объект настоящего изобретения относится к механизму для передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания для передачи пускового момента от стартера к коленчатому валу двигателя внутреннего сгорания. При этом в механизме используется любой из зубчатых венцов в соответствии с первым объектом настоящего изобретения.
При такой конфигурации, можно добиться того, чтобы механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания имел такой же принцип работы и преимущества, что и у первого объекта изобретения, описанного выше.
Способ изготовления зубчатого венца в соответствии с третьим объектом настоящего изобретения представляет собой способ изготовления зубчатого венца в соответствии с первым объектом настоящего изобретения, при этом способ включает в себя: формование всех зональных формованных корпусов, при этом, по меньшей мере, формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, соответствующий зоне стороны дорожки качения, имеет общую форму, независящую от типа двигателя внутреннего сгорания, и, по меньшей мере, один из зональных формованных корпусов, отличный от формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, имеет форму, приспособленную к определенному типу двигателя внутреннего сгорания; и соединение зональных формованных корпусов при помощи процесса соединения.
В зубчатом венце, описанном выше, все зональные формованные корпуса выполнены так, что, по меньшей мере, формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, имеет общую форму, независящую от типа двигателя внутреннего сгорания, и, по меньшей мере, один из других зональных формованных корпусов имеет форму, приспособленную к двигателю внутреннего сгорания определенного типа. Затем зональные формованные корпуса соединяются при помощи процесса или процессов соединения.
Зубчатый венец, изготовленный при помощи указанного способа, обладает следующими преимуществами. Более подробно, даже когда размер и форма зубчатого венца изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки, не вызывая при этом ухудшения точности обработки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и прочие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из следующего описания иллюстративных вариантов воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых элементов. На чертежах:
Фиг.1 - продольный разрез механизма передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, в котором используется зубчатый венец в соответствии с изобретением;
Фиг.2 - вид сечения по линии I-I с Фиг.1;
Фиг.3А-3С - схемы, поясняющие конфигурацию зубчатого венца в соответствии с изобретением;
Фиг.4А-4С - схемы, поясняющие конфигурацию зубчатого венца в соответствии с изобретением;
Фиг.5 - вид в перспективе с разнесением деталей зубчатого венца в соответствии с изобретением;
Фиг.6А-6Е - схемы, поясняющие конфигурацию формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, в соответствии с изобретением;
Фиг.7А-7D - схемы, поясняющие конфигурацию формованного корпуса, образующего промежуточную зону, в соответствии с изобретением;
Фиг.8А и 8В - схемы, поясняющие конфигурацию в сечении формованного корпуса, образующего промежуточную зону, в соответствии с изобретением;
Фиг.9А и 9В - схемы, объясняющие процесс соединения формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, и формованного корпуса, образующего промежуточную зону, в соответствии с изобретением;
Фиг.10 - вид в перспективе промежуточной части зубчатого венца в соответствии с изобретением;
Фиг.11А и 11В - схемы, поясняющие процесс соединения промежуточной части зубчатого венца с формованным корпусом, образующим зону стороны зубчатого колеса, в соответствии с изобретением; и
Фиг.12А-12Е - схемы, поясняющие конфигурацию элемента наружной дорожки качения в соответствии с изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ примеров вариантов осуществления изобретения
На Фиг.1 показан продольный разрез механизма передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя зубчатый венец 2 в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания оборудован около заднего концевого участка 4а коленчатого вала 4. Задний концевой участок 4а коленчатого вала 4 расположен на стороне, от которой вращательная движущая сила от двигателя внутреннего сгорания передается к муфте или преобразователю крутящего момента. То есть термины «передний» и «задний» здесь указывают направления вдоль оси коленчатого вала относительно двигателя внутреннего сгорания. На Фиг.2 показан вид в разрезе по вертикальной плоскости I-I, показанной на Фиг.1, демонстрирующий конфигурацию участка с правой стороны плоскости I-I (задней стороны относительно двигателя внутреннего сгорания).
Блок 6 цилиндров и ступень 8 подшипника составляют участок шейки подшипника. Коленчатый вал 4 с возможностью вращения поддерживается блоком 6 цилиндров в шейке 4b. Таким образом, коленчатый вал 4 расположен в положении, когда часть коленчатого вала 4 на стороне заднего концевого участка 4а горизонтально проходит от заднего участка блока 6 цилиндров. Зубчатый венец 2 помещен на окружную поверхность участка 10 большего диаметра, образованного между задним концевым участком 4а и шейкой 4b коленчатого вала 4 с подшипником качения, который здесь представляет собой шариковый подшипник 12, помещенным между окружной поверхностью участка 10 большего диаметра и зубчатым венцом 2. Элемент 14 наружной дорожки качения, который может быть расценен как боковой элемент коленчатого вала, и маховик (или пластина привода) 16, закреплены на задней боковой поверхности участка 10 большего диаметра болтами 18. Элемент 14 наружной дорожки качения вращается заодно с коленчатым валом 4 вместе с маховиком 16.
Зубчатый венец 2 имеет большое отверстие по центру, как показано на Фиг.3А-3С и Фиг.4А-4С, и изогнут под прямым углом в радиальном положении на протяжении всего периметра. Загнутый участок выполнен в форме цилиндрического участка 2а, который параллелен оси вращения зубчатого венца 2. На Фиг.3А показан вид спереди в перспективе, на Фиг.3В - вид спереди и на Фиг.3С - вид справа. На Фиг.4А показан вид сзади в перспективе, на Фиг.4В - вид сзади и на Фиг.4С - вид слева.
Цилиндрический участок 2b внутренней дорожки качения, который может рассматриваться как участок дорожки качения для муфты 20 свободного хода (Фиг.1), выполнен на внутренней кромке вокруг отверстия в центре зубчатого венца 2. Кольцеобразный участок 2с зубчатого колеса оборудован на наружной стороне зубчатого венца 2. Зубчатый венец 2, на поверхности участка 2b внутренней дорожки качения на стороне, противоположной поверхности, на которой сооружена муфта 20 свободного хода, то есть на центральной стороне (на стороне оси вращения С), помещен на периметр участка 10 большего диаметра коленчатого вала 4, при этом между периметром участка 10 большего диаметра коленчатого вала и зубчатым венцом 2 размещен шариковый подшипник 12, как описано выше. Когда муфта 20 свободного хода находится в расцепленном состоянии, зубчатый венец 2 свободно вращается независимо от вращения коленчатого вала 4.
Как показано на Фиг.2, зубчатый участок 2с зубчатого венца 2 всегда зацепляется с шестерней 24, которая приводится во вращение стартером 22. Зубчатый участок 2с зубчатого венца 2 принимает крутящий момент от стартера 22 через шестерню 24, которая вращается в направлении, указанном стрелкой Ах, как показано на Фиг.2, когда двигатель внутреннего сгорания запускается. В результате, зубчатый венец 2 вращается в направлении, указанном стрелкой Ay.
Как показано на виде в перспективе (виде сзади) на Фиг.5, зубчатый венец 2 представляет собой комбинацию трех формованных корпусов, соответствующих трем зонам, которые выполнены в соответствии с тремя зонами, на которые радиально делится вся форма зубчатого венца 2. Более подробно, зубчатый венец 2 состоит из формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, который соответствует самой внутренней зоне стороны дорожки качения, формованного корпуса 28, образующим зону стороны зубчатого колеса, который соответствует самой наружной зоне стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, который соответствует промежуточной зоне, соединяющей формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса.
Формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, показан на Фиг.6А и 6Е, и включает в себя плоский кольцевой участок 26а, соединяющий одну кромку цилиндрического участка 2а и одну кромку участка 2b внутренней дорожки качения по всей окружности, при этом участок 2b внутренней дорожки качения, имеющий меньший диаметр, расположен внутри цилиндрического участка 2а, имеющего больший диаметр. На Фиг.6А показан вид спереди, на Фиг.6В - вид сзади, на Фиг.6С - вид в перспективе, на Фиг.6D - вид справа и на Фиг.6Е - разрез по линии II-II. Отверстия 26b для возврата масла, которые проходят сквозь плоский кольцевой участок 26а, выполнены через равномерные угловые интервалы вокруг оси. В настоящем варианте воплощения выполнено шесть отверстий 26b для возврата масла. Кромка цилиндрического участка 2а, противоположная кромке, оборудованной плоским кольцевым участком 26а, представляет собой участок, соединяющийся с формованным корпусом 30, образующим промежуточную зону. Поверхности контакта 26а и 26d, которые контактируют с формованным корпусом 30, образующим промежуточную зону, выполнены на этом участке. Поверхность контакта 26с представляет собой окружную поверхность на конце цилиндрического участка 2а, и поверхность контакта 26d представляет собой боковую поверхность выступа 26е, образованного вдоль окружности, соседствующую с контактной поверхностью 26с.
Формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, имеет кольцеобразную форму, и на его наружной стороне, как показано на Фиг.5, выполнены зубья зубчатого колеса. Когда формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, включается в зубчатый венец 2, формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, обеспечивает зубчатый участок 2с. Следует отметить, что внутренняя окружная поверхность формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, представляет собой поверхность контакта 28а, которая приводится в контакт и соединяется с формованным корпусом 30, образующим промежуточную зону.
Формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, который, как показано на Фиг.7А-7D, 8А и 8В, представляет собой формованный корпус, соответствующий промежуточной зоне, соединяющей формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса. На Фиг.7А показан вид спереди, на Фиг.7В - вид сзади, на Фиг.7С - вид в перспективе и на Фиг.7D - вид справа. На Фиг.8А показан разрез по линии III-III с Фиг.7А и на Фиг.8В - вид в перспективе в разрезе по той же линии. Наружная кромка формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, формирует кольцеобразный участок 30а наружной кромки, проходящий параллельно оси, и внутренняя кромка формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, формирует кольцеобразный участок 30b внутренней кромки, проходящий перпендикулярно оси. Для соединения кольцеобразного участка 30а наружной кромки и кольцеобразного участка 30b внутренней кромки оборудованы спицы 30с. В настоящем варианте воплощения оборудовано шесть спиц 30с, и отверстия 30d образованы между спицами 30с.
Наружная окружная поверхность участка 30а кольцеобразной наружной кромки служит поверхностью контакта 30е для соединения с формованным корпусом 28, образующим зону стороны зубчатого колеса. Внутренняя окружная поверхность и передняя поверхность участка 30b кольцеобразной внутренней кромки служат поверхностями контакта 30f и 30g, соответственно, для соединения с формованным корпусом 26, образующим зону стороны дорожки качения.
При производстве зубчатого венца 2 формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, описанные выше, изготавливаются путем литья под давлением. Затем особенно на формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения, поверхность 26f, удерживающая эксцентриковые ролики, участка 2b внутренней дорожки качения и установочная поверхность 26g, предназначенная для установки на шариковый подшипник 12, обрабатываются с высокой точностью. Дополнительно, поверхность 2d для размещения уплотнительного кольца на внутренней стороне цилиндрического участка 2а и поверхность контакта 2е с уплотнительным кольцом на наружной стороне цилиндрического участка 2а обрабатываются с высокой точностью.
Как показано на Фиг.9А, кольцеобразный участок 30b внутренней кромки формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, помещен на цилиндрический участок 2а формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, с тем, чтобы приводиться в контакт с выступом 26е (несмотря на то, что в данном варианте воплощения предусмотрена посадка с натягом, посадка с зазором также не является проблематичной). Как показано на Фиг.9В, поверхности контакта 30f и 30g участка 30b кольцеобразной внутренней кромки, таким образом, приводятся в контакт с поверхностями 26с и 26d контакта цилиндрического участка 2а. Как показано на Фиг.9В, область контакта сваривается по всему периметру при помощи электронно-лучевой сварки при помощи аппарата для электронно-лучевой сварки ЕВ для формирования сварочного шва m1, посредством чего формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, соединяется с формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения. Таким образом, формируется промежуточная часть 32 зубчатого венца, как показано на Фиг.10. Следует отметить, что, несмотря на то, что электронно-лучевая сварка осуществляется по всему периметру между поверхностью 30f контакта участка 30b кольцеобразной внутренней кромки и поверхностью 26c контакта цилиндрического корпуса 2а, не все области контакта между формованным корпусом 26, образующим зону стороны дорожки качения, и формованным корпусом 30, образующим промежуточную зону, свариваются. Более точно, поверхность 30g контакта на передней стороне участка 30b кольцеобразной внутренней кромки и поверхность 26d контакта выступа 26е просто контактируют друг с другом, то есть они не приварены.
Как показано на Фиг.11А, формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, помещен на участок 30а кольцеобразной наружной кромки промежуточной части 32 зубчатого венца. Затем, как показано на Фиг.11В, соединяются поверхность 28а контакта на внутренней стороне формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и поверхность 30е контакта участка 30а кольцеобразной наружной кромки промежуточной части 32 зубчатого венца, контактирующие друг с другом после посадки. В данном варианте воплощения сварка осуществляется во множестве точек, разнесенных в окружном направлении, при помощи аппарата для точечной сварки SP для формирования сварных швов m2, посредством чего промежуточная часть 32 зубчатого венца и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, соединяются друг с другом. Таким образом, завершается зубчатый венец 2, изображенный на Фиг.3А-3С и 4А-4С. За исключением участков точечной сварки область контакта, по которой поверхность 28а контакта формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и поверхность 30е контакта участка 30а кольцеобразной наружной кромки контактируют друг с другом, не сварена, то есть находится просто в состоянии контакта.
Зубчатый венец 2, изготовленный таким образом, крепится к шариковому подшипнику 12 при помощи обжимного кольца 33, как показано на Фиг.1, посредством чего зубчатый венец 2 устанавливается на участок 10 большого диаметра коленчатого вала 4 при помощи шарикового подшипника 12. Следует отметить, что несмотря на то, что участок 2b внутренней дорожки качения зубчатого венца 2 зацепляется с выступом шарикового подшипника 12 на стороне, противоположной обжимному кольцу 33, обжимное кольцо может быть расположено также на этой стороне.
Центральный участок элемента 14 наружной дорожки качения ограничивает отверстие 14а, как показано на Фиг.12А-12Е, и элемент 14 наружной дорожки качения имеет дискообразную форму, в которой участок 34 наружной дорожки качения, который может называться участком дорожки качения, для муфты 20 свободного хода, выполнен в форме прямоугольного обода на самом наружном периметре. Множество сквозных отверстий 14b под болты, количество которых равно восьми в настоящем варианте воплощения, для крепления элемента 14 наружной дорожки качения к участку 10 большого диаметра коленчатого вала 4 при помощи болтов, выполнены вокруг отверстия 14а. На Фиг.12А показан вид спереди, на Фиг.12В - вид сзади, на Фиг.12С - вид справа, на Фиг.12D - вид спереди в перспективе и на Фиг.12Е - вид сзади в перспективе.
Элемент 14 наружной дорожки качения сообщается с зубчатым венцом 2, который предварительно прикрепляется к участку 10 большего диаметра при помощи шарикового подшипника 12, расположенного между ними, путем крепления элемента 14 наружной дорожки качения к задней боковой поверхности участка 10 большего диаметра коленчатого вала 4, как показано на Фиг.1. В таком случае, участок 34 наружной дорожки качения, расположенный на наружной кромке элемента 14 наружной дорожки качения, располагается так, чтобы радиально быть обращенным к участку 2b внутренней дорожки качения, при этом участок 2b внутренней дорожки качения расположен на внутренней кромке зубчатого венца 2. После того, как участок 34 наружной дорожки качения занял свое положение, или предварительно, ролики 20а и сепараторы 20b располагаются на поверхности 26f, удерживающей ролики, участка 2b внутренней дорожки качения, и ролики 20а и сепараторы 20b удерживаются между участком 2b внутренней дорожки качения и участком 34 наружной дорожки качения. Таким образом, конструируется муфта 20 свободного хода.
В ходе вращения в одном направлении (в направлении, указанном стрелкой Ау на Фиг.2), в котором крутящий момент от стартера 22 передается от зубчатого венца 2 к элементу 14 наружной дорожки качения, муфта 20 свободного хода такой конструкции вынуждает элемент 14 наружной дорожки качения и зубчатый венец 12 зацепляться друг с другом. Таким образом, можно осуществить запуск двигателя путем вращения коленчатого вала 4 при помощи эффективной мощности стартера 22. Когда двигатель внутреннего сгорания начинает работать, эффективная мощность двигателя внутреннего сгорания создает скорость вращения элемента 14 наружной дорожки качения, который вращается вместе с коленчатым валом 4, большую, чем скорость вращения зубчатого венца 2, которая создается выходной мощностью стартера 22, причем направление вращения зубчатого венца 2 относительно элемента 14 наружной дорожки качения изменяется. В результате, муфта свободного хода 20 приводится в расцепленное состояние, и становиться возможным остановить стартер 22 после запуска двигателя внутреннего сгорания, даже когда шестерня 24 и зубчатый венец 2 постоянно находятся в зацеплении.
Как показано на Фиг.1, для обеспечения смазывания шарикового подшипника 12 и муфты 20 свободного хода, смазка Oj разбрызгивается на шариковый подшипник 12 через проход 6а для смазки в блоке 6 цилиндров, как показано стрелкой на Фиг.1. Дополнительно, смазка Or подается на поверхность скольжения шейки 4b коленчатого вала 4 через проход для смазки в блоке 6 цилиндров и коленчатом вале 4, и часть смазки Or протекает к шариковому подшипнику 12. Смазка Oj и Or, подаваемая к шариковому подшипнику 12, проходит через шариковый подшипник 12 и протекает в муфту 20 свободного хода. Смазка, вытекающая из муфты 20 свободного хода, проходит через отверстие 26b для возврата масла, выполненное в формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения, и возвращается в масляный поддон 36.
Первое уплотнительное кольцо 38 и второе уплотнительное кольцо 40 используются для предотвращения вытекания смазки Oj и Or. Первое уплотнительное кольцо 38 помещается в поверхность 2d расположения на стороне внутренней окружной боковой поверхности цилиндрического участка 2а, выполненного в формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения, посредством чего первое уплотнительное кольцо 38 крепится к зубчатому венцу 2. Уплотняющий выступ 38, выполненный на внутренней стороне первого уплотнительного кольца 38, с возможностью скольжения контактирует с поверхностью 34а скольжения уплотнения, которая представляет собой наружную поверхность участка 34 наружной дорожки качения. Таким образом, первое уплотнительное кольцо 38 обеспечивает герметизацию от смазки между элементом 14 наружной дорожки качения и зубчатым венцом 2.
Второе уплотнительное кольцо 40 расположено на стороне (наружной стороне) цилиндрического участка 2а, противоположной стороне первого уплотнительного кольца 38. Следует отметить, что второе уплотнительное кольцо 40 размещается на стороне двигателя внутреннего сгорания до того, как будет установлен зубчатый венец 2. Над коленчатым валом 4 второе уплотнительное кольцо 40, в основном, помещено во внутреннюю поверхность аркообразного участка 6b под уплотнение в блоке цилиндров 6, который может называться боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания. С другой стороны, под коленчатым валом 4, второе уплотнительное кольцо 40, главным образом, помещено во внутреннюю поверхность аркообразного участка под уплотнения 36а на заднем концевом участке масляного поддона 36, который может рассматриваться как боковой элемент корпуса двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, второе уплотнительное кольцо 40 фиксируется в показанном положении. Когда на участок 10 большого диаметра помещается зубчатый венец 2, уплотняющий выступ 40а, выполненный на внутренней стороне второго уплотнительного кольца 40, входит в скользящий контакт с поверхностью 2е контакта, которая представляет собой наружную окружную поверхность цилиндрического участка 2а, выполненного в формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения. Таким образом, обеспечивается уплотнение от смазки между зубчатым венцом 2 и двигателем внутреннего сгорания.
Что касается механизма передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания, имеющего вышеописанную конструкцию, стартер 22 и шестерня 24, которые уже были включены в сборку стартера, расположены на двигателе внутреннего сгорания, так что шестерня 24 зацепляется с зубьями, выполненными на периметре зубчатого участка 2с, как показано на Фиг.2. Таким образом, механизм передачи пускового момента двигателю внутреннего сгорания с постоянным зацеплением укомплектован.
Когда настоящее изобретение применяется к двигателю внутреннего сгорания, который требует, чтобы зубчатый венец имел диаметр больший, чем у зубчатого венца 2, описанного выше, тот же формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, может быть использован, при этом формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, имеет увеличенный наружный диаметр, и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, имеет увеличенные внутренний и наружный диаметры. Таким образом, можно использовать общую часть для формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, даже в двигателях, требующих, чтобы зубчатый венец имел больший диаметр, без изменения конфигурации формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения. Другими словами, другой тип двигателя может быть рассмотрен с использованием общих частей для формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, и формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, большего наружного диаметра.
Подобным образом, если двигатель внутреннего сгорания требует, чтобы зубчатый венец имел диаметр меньший, чем диаметр зубчатого венца 2, описанного выше, может быть использован тот же формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, при этом формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, имеет меньший наружный диаметр, и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, имеет меньшие внутренний и наружный диаметры. Таким образом, можно использовать общую часть для формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, в двигателе, для которого требуется зубчатый венец меньшего диаметра, без изменения конфигурации формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения.
Подобным образом, что касается спиц 30с, выполненных в формованном корпусе 30, образующем промежуточную зону, если двигатель внутреннего сгорания требует другой конфигурации спиц 30с, можно использовать те же части для формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, тот же формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, при этом изменен будет лишь формованный корпус 30, образующий промежуточную зону.
В соответствии с вышеописанным вариантом воплощения можно достичь следующих преимуществ. (1) Зубчатый венец 2 формируется путем соединения зональных формованных корпусов (формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону), которые выполнены отдельно в соответствии с зонами, следующими вдоль радиального направления, на соответствующих участках соединения между зонами. Сварка m1 (Фиг.1, 9А, 9В, 11А и 11В) на областях контакта между поверхностями 26с и 26d контакта и поверхностями 30f и 30g контакта может быть рассмотрена как участок соединения между зонами, на котором соединяются формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону. Сварка m2 (Фиг.1, 11А и 11В) в области контакта между поверхностями контакта 28а и 30е может быть рассмотрена как участок соединения между зонами, на котором соединяются формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону.
Соответственно, возможно выполнить обработку участка дорожки качения (участка 2b внутренней дорожки качения) формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, без присутствия другого зонального формованного корпуса (формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону). Таким образом, обработка осуществляется на зональном формованном корпусе (формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения) относительно малого размера. По этой причине, даже когда размер и форма формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, отличаются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, разница находится в пределах относительно узкого диапазона, и, таким образом, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки (прессах, фрезерных и шлифовальных станках, и т.д.) и процедурах обработки.
В частности, путем вынуждения других зональных формованных корпусов (формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону) приспосабливаться к разнице в зависимости от типа двигателя, можно стандартизировать размер и форму формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, для различных типов двигателей, как описано выше. Таким образом, можно обеспечить зубчатый венец 2, при помощи которого, даже когда размер и форма зубчатого венца 2 изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки минимизируются, и при этом не происходит ухудшения точности обработки.
(2) Помимо участка дорожки качения (участка 2b внутренней дорожки качения), на формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения, выполнены поверхность 2d расположения, на которой расположено первое уплотнительное кольцо 38 для обеспечения герметизации от смазки между формованным корпусом 26, образующим зону стороны дорожки качения, и элементом 14 наружной дорожки качения, и поверхность 2е контакта, с которой контактируют второе уплотнительное кольцо 40, обеспечивающее герметизацию от смазки между формованным корпусом 26, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания (блоком 6 цилиндров и масляным поддоном 36). Таким образом, возможно осуществить обработку участка 2b внутренней дорожки качения, а также поверхности 2d расположения и поверхности 2е контакта для уплотнительных колец 38 и 40, без присутствия другого зонального формованного корпуса (формованного корпуса 28, образующего зону стороны дорожки качения, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону).
Таким образом, обработка участка 2b внутренней дорожки качения, а также поверхности 2d расположения и поверхности 2е контакта для уплотнительных колец 38 и 40, осуществляется на зональном формованном корпусе (формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения) относительно малого размера. По этой причине, даже когда размер и форма формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, разница находится в пределах относительно узкого диапазона, и, таким образом, можно минимизировать изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки. В частности, путем вынуждения других зональных формованных корпусов (формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону) приспосабливаться к разнице в зависимости от типа двигателя, можно стандартизировать размер и форму формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, для различных типов двигателей.
Дополнительно, из-за того, что участок 2b внутренней дорожки качения, а также поверхность 2d расположения и поверхность 2е контакта для уплотнительных колец 38 и 40 выполнены на одном зональном формованном корпусе, можно обработать указанные поверхности с точным относительным расположением между участком 2b внутренней дорожки качения, поверхностью 2d расположения и поверхностью 2е контакта. Таким образом, можно обеспечить зубчатый венец 2, при помощи которого, даже когда размер и форма зубчатого венца 2 изменяются в зависимости от типа двигателя внутреннего сгорания, изменения в аппаратах для обработки и процедурах обработки минимизируются, и при этом не происходит ухудшения точности обработки.
(3) В формованном корпусе 26, образующем зону стороны дорожки качения, поверхность 2е контакта второго уплотнительного кольца 40 представляет собой самый наружный периметр, и участок кромки поверхности 2е контакта является участком соединения между зонами (сварка m1), на котором присоединяется формованный корпус 30, образующий промежуточную зону. Участок соединения между зонами может быть легко выполнен путем электронно-лучевой сварки после размещения участка 30b кольцеобразной внутренней кромки, которая представляет собой самую внутреннюю кромку формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, на участке кромки поверхности 2е контакта.
Наружная поверхность (поверхность 30е контакта) промежуточной части 32 зубчатого венца, имеющего такую конфигурацию, используется для формирования участков соединения между зонами (сварка m2), на которых промежуточная часть 32 зубчатого венца соединяется с формованным корпусом 28, образующим зону стороны зубчатого колеса. Участок соединения между зонами может быть легко выполнен путем точечной сварки после размещения формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, на поверхности 30е контакта. Таким образом, зубчатый венец 2 укомплектовывается. Как описано выше, множество зональных формованных корпусов 26, 28 и 30 с легкостью собираются в зубчатый венец 2.
(4) На участке соединения между зонами, на котором соединяются формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, и на участке соединения между зонами, на котором соединяются формованный корпус 30, образующий промежуточную зону (или промежуточная часть 32 зубчатого венца) и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, соединение осуществляется так, что зональные формованные корпуса 26, 28 и 30 соединяются, при этом часть поверхностей 26c, 26d, 30f, 30g, 30e и 28а контакта, остается несоединенной.
Таким образом, существуют участки поверхностей 26c, 26d, 30f, 30g, 30e и 28а контакта в областях соединения между зональными формованными корпусами 26, 28 и 30, которые в действительности не соединены. Соответственно, шум, такой как звук зубчатого зацепления, создаваемый зубчатым венцом 2, когда пусковой момент передается от стартера 22 через шестерню 24, переходит в тепловую энергию на несоединенном участке области контакта, посредством чего шум поглощается. В частности, участки соединений, на которых соединяются формованный корпус 30, образующий промежуточную зону (или промежуточная часть 32 зубчатого венца) и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, являются участками частичного соединения, которые расположены очень близко к области, в которой шестерня 24 и зубчатый участок 2с зацепляются друг с другом. Таким образом, звук зубчатого зацепления, создаваемый на зубчатом участке 2с, немедленно превращается в теплоту трения в области контакта между формованным корпусом 20, образующим промежуточную зону, и формованным корпусом 28, образующим зону стороны зубчатого колеса. Соответственно, передача звука зубчатого зацепления к формованному корпусу 30, образующему промежуточную зону, и формованному корпусу 26, образующему зону стороны дорожки качения, сдерживается, и создаваемый звук заглушается, посредством чего можно эффективно уменьшить шум во время запуска двигателя.
(а) В вышеописанном воплощении зубчатый венец 2 изготавливается путем соединения трех корпусов: формованного корпуса 26, образующего зону стороны дорожки качения, формованного корпуса 28, образующего зону стороны зубчатого колеса, и формованного корпуса 30, образующего промежуточную зону, - после отдельного изготовления указанных корпусов. Другими словами, два зональных формованных корпуса: формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и другой зональный формованный корпус (формованный корпус, в который объединяются формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону) могут быть выполнены по отдельности, и затем зубчатый венец может быть изготовлен путем соединения двух указанных корпусов. Альтернативно, два зональных формованных корпуса: формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, и другой зональный формованный корпус (формованный корпус, в который объединены формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону) могут быть выполнены по отдельности, и затем зубчатый венец может быть изготовлен путем соединения указанных двух корпусов.
(b) Несмотря на то, что в вышеописанном варианте воплощения формованный корпус 26, образующий зону стороны дорожки качения, и формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, соединяются при помощи электронно-лучевой сварки, указанные корпуса могут быть соединены при помощи другого метода соединения. В качестве методов сварки плавлением, отличных от электронно-лучевой сварки, лазерная сварка или термическое напыление, например, могут подходить для осуществления сварки. Пайка также может быть использована для осуществления соединения.
Формованный корпус 30, образующий промежуточную зону, и формованный корпус 28, образующий зону стороны зубчатого колеса, могут быть сварены при помощи электронно-лучевой сварки, лазерной сварки или термического напыления, вместо точечной сварки. Для осуществления соединения может быть использована пайка. В таком случае, вместо частичного соединения может быть соединен весь периметр.
(с) В вышеописанном воплощении вместо индивидуального выполнения элемента 14 наружной дорожки качения, маховик (или пластина привода) 16 может быть использован в качестве элемента 14 наружной дорожки качения. Более подробно, допустима конфигурация, в которой маховик (или пластина привода) 16 и элемент 14 наружной дорожки качения выполнены за одно целое путем обеспечения маховика (или пластины привода) 16 участком 34 наружной дорожки качения муфты 20 свободного хода. В таком случае, маховик (или пластина привода) может рассматриваться как элемент наружной дорожки качения.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на его иллюстративные варианты воплощения, следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными воплощениями или конструкциями. Напротив, настоящее изобретение должно включать в себя различные модификации и эквивалентные конструкции. Дополнительно, несмотря на то, что различные элементы описанных вариантов воплощения изображены в разных иллюстративных комбинациях и конфигурациях, в пределах настоящего изобретения допустимы другие комбинации и конфигурации, включающие большее или меньшее количество элементов, либо один единственный элемент.
1. Зубчатый венец, передающий выходной пусковой момент от стартера на боковой элемент коленчатого вала, который вращается вместе с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, через муфту свободного хода, отличающийся тем, что он содержит
множество зональных формованных корпусов, выполненных по отдельности в соответствии с, по меньшей мере, двумя зонами, включающими в себя зону стороны дорожки качения, включающую в себя участок одной дорожки качения муфты свободного хода, и зону стороны зубчатого колеса, на которую при помощи зубчатого зацепления передается пусковой момент от стартера, при этом вся форма зубчатого венца радиально разделена на, по меньшей мере, две зоны;
и участок соединения между зонами, соединяющий зональные формованные корпуса.
2. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что зональные формованные корпуса выполнены по отдельности в соответствии с тремя зонами: зоной стороны дорожки качения, зоной стороны зубчатого колеса и промежуточной зоной, которая представляет собой зону между зоной стороны дорожки качения и зоной стороны зубчатого колеса, при этом вся форма зубчатого венца разделена на три зоны.
3. Зубчатый венец по п.1 или 2, отличающийся тем, что поверхность расположения, на которой расположено первое уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой первое уплотнительное кольцо контактирует, выполнена на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, соответствующем зоне стороны дорожки качения, при этом первое уплотнительное кольцо обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала.
4. Зубчатый венец по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что поверхность расположения, на которой расположено второе уплотнительное кольцо, или поверхность контакта, с которой контактирует второе уплотнительное кольцо, выполнена на формованном корпусе, образующем зону стороны дорожки качения, соответствующем зоне стороны дорожки качения, при этом второе уплотнительное кольцо обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания.
5. Зубчатый венец по п.3, отличающийся тем, что формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, соответствующий зоне стороны дорожки качения, имеет цилиндрический участок, проходящий параллельно оси вращения зубчатого венца, при этом цилиндрический участок расположен снаружи относительно участка одной дорожки качения муфты свободного хода;
внутренняя окружная поверхность цилиндрического участка представляет собой поверхность расположения или поверхность контакта для первого уплотнительного кольца, обеспечивающего герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом коленчатого вала;
и наружная окружная поверхность цилиндрического участка представляет собой поверхность расположения или поверхность контакта для второго уплотнительного кольца, которое обеспечивает герметизацию от смазки между формованным корпусом, образующим зону стороны дорожки качения, и боковым элементом корпуса двигателя внутреннего сгорания.
6. Зубчатый венец по п.3, отличающийся тем, что самый наружный периметр формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, представляет собой поверхность расположения или контактную поверхность для любого из первого и второго уплотнительных колец, и участок самой внутренней кромки одного зонального формованного корпуса из множества зональных формованных корпусов, за исключением формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, соединен с участком кромки самого наружного периметра формованного корпуса, образующего зону, стороны дорожки качения, при помощи участка соединения между зонами.
7. Зубчатый венец по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один участок соединения между зонами образован при помощи сварки.
8. Зубчатый венец по п.7, отличающийся тем, что сварка осуществляется так, что область контакта между зональными формованными корпусами, подлежащими сварке, частично остается не сваренной.
9. Зубчатый венец по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковой элемент коленчатого вала включает в себя участок другой дорожки качения муфты свободного хода, а муфта свободного хода выполнена так, что участок другой дорожки качения радиально обращен к участку одной дорожки качения муфты свободного хода в зоне стороны дорожки качения.
10. Зубчатый венец по п.9, отличающийся тем, что участок одной дорожки качения расположен радиально внутри участка другой дорожки качения.
11. Зубчатый венец по п.1 или 2, отличающийся тем, что зубчатый венец всегда зацеплен с шестерней стартера после установки на двигатель внутреннего сгорания.
12. Механизм передачи пускового крутящего момента двигателю внутреннего сгорания для передачи пускового момента от стартера на коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий зубчатый венец по п.1 или 2.
13. Способ производства зубчатого венца по п.1 или 2, при котором
формируют все зональные формованные корпуса, при этом, по меньшей мере, формованный корпус, образующий зону стороны дорожки качения, имеет общую форму, независящую от типа двигателя внутреннего сгорания, причем, по меньшей мере, один из зональных формованных корпусов, отличных от формованного корпуса, образующего зону стороны дорожки качения, имеет форму, приспособленную к двигателю внутреннего сгорания определенного типа; и соединяют зональные формованные корпуса при помощи процесса соединения.
