DE10156055C2 - Ventileinstellsteuervorrichtung - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinstellsteuervorrichtung, die den Zeitpunkt des Öffnens/Schließens eines Einlassventils oder eines Auslassventils einer Verbrennungskraftmaschine (nachstehend als Motor bezeichnet) modifiziert.

Beschreibung des Standes der Technik

Unterschiedliche Arten von Vorrichtungen sind als herkömmliche Ventileinstellsteuervorrichtungen (nachstehend als VVT bezeichnet) bekannt. Fig. 1 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die den inneren Aufbau der in der JP 10-159515 A offenbarten, herkömmlichen VVT zeigt. Fig. 2 ist eine längliche Querschnittsansicht entlang der Linie A1-A1 der Fig. 1. Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation von zwei Rotationsteilen sperrt. Fig. 4A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund der Freigabe von Hydraulikdruck, der einer Vorder- bzw. Fortschrittsseite der Hydraulikdruckkammer zugeführt ist. Fig. 4B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des in Fig. 4A gezeigten Stufensteuerteils zeigt. Fig. 5A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund einer Freigabe des Hydraulikdruckes, der der Rück- bzw. Verzögerungsseite der Hydraulikdruckkammer zugeführt ist. Fig. 5B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils der Fig. 5A zeigt.

In den Zeichnungen weist das Bezugszeichen 1 auf ein Gehäuse (erster Rotor) hin, das integral mit einem Kettenzahnabschnitt 1a versehen ist, auf den eine Drehantriebskraft einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors wirkt. Das Bezugszeichen 2 weist auf ein Gehäuse (erster Rotor) mit einer Mehrzahl von Schuhen 2a, 2b, 2c und 2d hin, das sich an dem Gehäuse 1 befindet und das nach innen hervorsteht, um eine Mehrzahl von Hydraulikdruckkammern zu bilden. Das Bezugszeichen 3 weist auf einen Rotor (zweiter Rotor) hin, der einen an einem mittleren Teil des Rotors 3 befindlichen Ansatz- bzw. Nabenabschnitt und eine Mehrzahl von Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e umfasst, die an einer äußeren Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3a gebildet sind. Der Nabenabschnitt 3a ist an einem Ende einer Nockenwelle (nicht gezeigt) mit einer Schraube (nicht gezeigt) befestigt. Die Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e unterteilen die Vielzahl der Hydraulikdruckkammern in fortschrittsseitige bzw. vorderseitige Hydraulikdruckkammern 4 und verzögerungsseitige bzw. rückseitige Hydraulikdruckkammern 5. Die vorderseitigen Hydraulikdruckkammern 4 drehen den zweiten Rotor in Bezug auf den ersten Rotor hin zur vorderen Seite, wenn Hydraulikdruck von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) des Motors über ein Ölsteuerventil (nicht gezeigt und anschließend als OCV bezeichnet) zugeführt wird. Die rückseitige Hydraulikdruckkammer 5 dreht den zweiten Rotor in Bezug auf den ersten Rotor hin zur Rückseite, wenn Hydraulikdruck von der Ölpumpe (nicht gezeigt) über das OCV zugeführt wird. Eine Richtung, die durch den Pfeil X1 in Fig. 1 angezeigt ist, zeigt im Übrigen die Drehrichtung der Nockenwelle (nicht gezeigt) an.

Abdichtteile 6 sind an den Enden der Schuhe 2a, 2b, 2c und 2d des Gehäuses 2 bzw. an den Enden der Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e des Rotors 3 angeordnet. Das Abdichtteil 6 erzeugt eine Abdichtung, um den Fluss des Schaltöls zwischen der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zu blockieren, um einen Hydraulikdruck in den entsprechenden Hydraulikdruckkammern 4 und 5 aufrecht zu erhalten. Das Abdichtteil 6 umfasst eine elastische Abdichtung 6a, die aus Harz hergestellt ist, und eine Blattfeder 6b, die die Abdichtung 6a gegen eine zur Abdichtung gerichtete Oberfläche vorspannt. Die zur Abdichtung gerichtete Oberfläche ist gleich dem äußeren Bereich des Rotors 3, wenn die Abdichtung 6 an dem Gehäuse 2 angeordnet ist, und ist gleich einem inneren Bereich des Gehäuses 2, wenn die Abdichtung 6 an dem Rotor 3 z. B. angeordnet ist.

Bezugszeichen 7 deutet auf eine Abdeckung (erster Rotor) hin, die ein Ende des Rotors 3 schließt, das dem Gehäuse 1 gegenübersteht. Die Abdeckung 7 ist integral an dem Gehäuse 1 mittels eines Gewindebolzens 8 angebracht, der durch die Schuhe 2a, 2b, 2c und 2d des Gehäuses 2 hindurchgeführt ist. Das Gehäuse 1, das Gehäuse 2 und die Abdeckung 7 bilden den ersten Rotor, der sich synchron mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) dreht.

Eine örtliche Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Rotor wird aufgrund des geeigneten Hydraulikdruckes gehalten, der der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 oder der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, wenn der Motor auf gewöhnliche Weise betrieben wird. Wenn der Motor allerdings angehalten wird und das Hydraulikfluid in der VVT zu einer Ölwanne (nicht gezeigt) zurückkehrt, wird die örtliche Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Rotor aufgrund des Hydraulikdruckes nicht gehalten. Hier kommt es zu einem Schlaggeräusch (abnormalem Geräusch), wenn beim Wiederstarten des Motors der erste Rotor mehrmals in Kontakt mit dem zweiten Rotor kommt und sich von diesem trennt. Ein Verriegelungsstift (Stufen- bzw. Reihensteuerteil) 9 ist an der VVT angeordnet, um das Auftreten des Schlaggeräusches zu verhindern. Der Verriegelungsstift 9 sperrt eine relative Rotation des ersten und zweiten Rotors, wenn der Motor angehalten oder wieder gestartet wird, und ermöglicht die relative Rotation, wenn der Motor auf normale Weise betrieben wird.

Der Verriegelungsstift 9 umfasst einen vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a, einen mittleren Flanschbereich 9b und einen hinteren großen Durchmesserbereich 9c und einen hohlförmigen Bereich 9d, wie in den Fig. 2 bis 5b gezeigt ist. Der mittlere Flanschbereich 9b weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der vordere kleine Durchmesserbereich 9a, der hintere große Durchmesserbereich 9c weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der mittlere Flanschbereich 9b. Der hohlförmige Bereich 9d ist an einem mittleren Abschnitt eines Bodens des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c gebildet. Der Verriegelungsstift 9 ist in einem Aufnahmeloch 10 angeordnet, das an der Schaufel 3b des Rotors 3 in axialer Richtung (Richtungen, die durch die Pfeile Y1 und Y2 angezeigt sind) des VVT gebildet ist. Ein zylindrischer Halter 11 ist in das Aufnahmeloch 10 pressgepasst, bevor der Verriegelungsstift 9 untergebracht wird. Der Halter 11 umfasst einen kleinen Durchmesserbereich 11a, einen großen Durchmesserbereich 11b und einen Stufenbereich 11c, der als eine Grenze zwischen dem kleinen und großen Durchmesserbereich 11a und 11b bestimmt ist. Der kleine Durchmesserbereich 11a weist einen Innendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser des mittleren Flanschbereichs 9b des Verriegelungsstiftes 9 auf. Der große Durchmesserbereich 11b weist einen Innendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9 auf. Eine Schraubenfeder (Vorspannteil) 12 ist zwischen dem Boden des Aufnahmeloches 10 und dem hohlförmigen Bereich 9d des Verriegelungsstiftes 9 angeordnet, und spannt den Verriegelungsstift 9 zu dem Gehäuse 1 hin ständig vor. Andererseits ist ein Passloch 13 an einem Ende des Gehäuses 1 angeordnet, das zu dem Rotor hin in axialer Richtung des VVT gerichtet ist und das Einpassen des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9 ermöglicht. Eine erste Hydraulikdruckfreigabekammer 14 ist zwischen dem Passloch 13 und dem vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 bestimmt und steht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung. Die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 steht nicht mit der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 aufgrund des Abdichtteiles 6 in Verbindung. Eine zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16 ist zwischen dem hinteren großen Durchmesserbereich 9c des Verriegelungsstiftes 9 und dem kleinen Durchmesser 11a des Halters 11 innerhalb des Aufnahmeloches 10 bestimmt. Die zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16 steht nur mit der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ständig über eine rückseitige Verbindungsdurchführung 15 in Verbindung.

Wenn der Verriegelungsstift 9 sich nach hinten aufgrund des Freigabehydraulikdruckes bewegt, dient ein hinterer Raum des Verriegelungsstiftes 9, der in dem Aufnahmeloch 10 bestimmt ist, als hintere Druckkammer. Ein Auslassloch 17 ist an einem hinteren Abschnitt des Aufnahmeloches 10, wie in Fig. 2 gezeigt, gebildet und lässt den hinteren Druck zur Außenseite des VVT ab. Eine erste Öldurchführung 18 ist an der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 angeordnet und führt Hydraulikdruck von dem OCV (nicht gezeigt) der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zu. Eine zweite Öldurchführung 19 ist an der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 angeordnet und führt Hydraulikdruck von der OCV (nicht gezeigt) zur rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zu.

Der Betrieb wird anschließend erklärt.

Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der Freigabehydraulikdruck nicht der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach oben in Fig. 3) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, und anschließend passt der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das Passloch 13. Auf diese Weise ist die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors gesperrt.

Der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 oder der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 wird als Freigabehydraulikdruck verwendet, wenn der Motor auf gewöhnliche Weise betrieben wird. Zuerst wird der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 als der Freigabehydraulikdruck verwendet. Hier wird Öl von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 über das OCV (nicht gezeigt) und die erste Öldurchführung 18 zugeführt. Der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 wird der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine Durchführung zugeführt, die an dem Ende des Rotors 3 bestimmt ist, das zum Gehäuse 1 gerichtet ist, wie durch den Pfeil in der Fig. 4A angezeigt ist. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf beide Enden des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a und des mittleren Flanschbereichs 9b des Verriegelungsstiftes 9. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb in das Aufnahmeloch 10, wie in Fig. 4A gezeigt, nach hinten. Der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird letztendlich von dem Passloch 13 getrennt, um die relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu ermöglichen.

Der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 wird als der Freigabehydraulikdruck verwendet. Hier wird Öl von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zur rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über den OCV (nicht gezeigt) und die zweite Öldurchführung 19 zugeführt. Der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 wird zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die rückseitige Verbindungsdurchführung 15, wie durch den Pfeil in Fig. 5A angezeigt ist, zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf das Ende des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb in das Aufnahmeloch 10, wie in Fig. 5B gezeigt, nach hinten. Der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird letztendlich von dem Passloch 13 getrennt, um die relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu ermöglichen.

Der Aufbau des herkömmlichen obigen VVTs reduziert die kraftausübende Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 auf die Hälfte in beiden Fällen, in denen der Freigabehydraulikdruck der vorderen Seite und der Freigabehydraulikdruck der rückwärtigen Seite verwendet wird. In jedem dieser Fälle ist die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 verkleinert. Es ist deshalb notwendig, eine kleine Vorspannkraft auf die Schraubenfeder 12 aufzubringen, um die Freigabe aufgrund eines kleinen Freigabehydraulikdruckes zu ermöglichen, der auf eine kleine Fläche der kraftausübenden Stirnfläche wirkt. Hier sind die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck klein, und der Sperr-/Freigabevorgang ist deshalb empfindlich gegenüber einem Gleitwiderstand des Verriegelungsstiftes 9. Wenn der Verriegelungsstift 9 vergrößert ist, kann der Gleitwiderstand eine geringe Wirkung auf den Sperr-/Freigabevorgang haben, da die Vorspannkraft der Schraubenfeder als auch der Freigabehydraulikdruck groß sind. Das Vergrößern des Verriegelungsstiftes 9 führt zu einer Vergrößerung des VVT. Dies entspricht nicht der Forderung nach Verkleinerung des VVT in den vergangenen Jahren.

Der Verriegelungsstift 9 des herkömmlichen VVT ist verkleinert und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 lässt ihn los. In diesem Fall wird die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, der dem Freigabehydraulikdruck ausgesetzt ist, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, klein im Verhältnis zum Quadrat des Radius des Verriegelungsstiftes 9. Der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt Freigabehydraulikdruck wird gering im Vergleich zur Vorspannkraft der Schraubenfeder 12. Auf diese Weise widersetzt sich der Verriegelungsstift 9 dem Trennen von dem Passloch 13, wenn der zweite Rotor sich an einer Vorderseite in Bezug auf den ersten Rotor befindet, und der Betrieb des VVT wird instabil.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinstellsteuervorrichtung vorzusehen, die eine vergrößerte kraftausübende Stirnfläche des als Verriegelungsstift dienenden Stufen- bzw. Stufensteuerteils besitzt, um eine hohe Stabilität des Betriebs zu gewährleisten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise kann eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils vergrößert sein, und sowohl eine Vorspannkraft des Vorspannteils als auch ein Freigabehydraulikdruck kann groß sein. Ein Sperr-/Freigabevorgang des Stufensteuerteils kann deshalb zuverlässig ausgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs zu gewährleisten. Selbst wenn das Stufensteuerteil verkleinert ist ohne Ändern der Vorspannkraft des Vorspannteils, so kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils groß werden. Sie kann die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der zwischen dem Stufensteuerteil und dem Aufnahmeloch erzeugt wird.

Die erste Freigabehydraulikdruckkammer oder die zweite Freigabehydraulikdruckkammer können mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer ständig in Verbindung stehen. Auf diese Weise, wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer angewendet wird, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer mit der Freigabehydraulikdruckkammer in Verbindung, die in gewöhnlichen Fällen nicht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht. Der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, kann auf einfache Weise sowohl der ersten als auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer zugeführt werden, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils kann erhöht sein, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.

Sie kann ferner ein Absperrventil umfassen, das den höheren Hydraulikdruck der vorderseitigen und rückseitigen Hydraulikdruckkammer dem Stufensteuerteil als Freigabehydraulikdruck zum Freigeben der Sperre des Stufensteuerteils zuführt, und zumindest eine der ersten und zweiten Freigabehydraulikdruckkammern kann sowohl mit der vorderseitigen als auch mit der rückseitigen Hydraulikdruckkammer über das Absperrventil in Verbindung stehen. Auf diese Weise vereinfacht das Absperrventil das Zuführen des Freigabehydraulikdruckes, der von der vorderseitigen oder rückseitigen Hydraulikdruckkammer sowohl an die erste als auch an die zweite Freigabehydraulikdruckkammer zugeführt wird. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils kann erhöht sein, um die hohe Stabilität des Betriebs zu gewährleisten.

Eine kraftausübende Stirnfläche des Stufensteuerteils, das in der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer untergebracht ist, an die der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil zugeführt wird, kann ein ringförmiger Bereich sein, der an der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs in axialer Richtung der Vorrichtung bestimmt ist. Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen oder rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, dem Stufensteuerteil zuverlässig unterliegen, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.

Eine kraftausübende Stirnfläche des Stufensteuerteils, das in der ersten Freigabehydraulikdruckkammer untergebracht ist, an die der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil zugeführt wird, kann ein kreisförmiger Bereich des vorderen kleinen Durchmesserbereichs sein. Auf diese Weise kann der von der vorderseitigen oder rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführte Freigabehydraulikdruck dem Stufensteuerteil mit Zuverlässigkeit unterliegen, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.

Eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt, kann gleich oder größer sein als eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt. Auf diese Weise, selbst wenn der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, nahezu gleich dem Freigabehydraulikdruck ist, der von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, so kann die Sperre des Stufensteuerteils zuverlässig freigegeben werden gegen die Vorspannkraft des Vorspannteils. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn die Sperre des Stufensteuerteils nicht vollständig freigegeben ist bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, so kann eine Zeit zum Zurückbewegen des Stufensteuerteils verkürzt sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Wenn die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors beginnt, so kann die Sperre des Stufensteuerteils zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

Sie kann des Weiteren ein Abdichtteil umfassen, das zwischen dem Passloch und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer angeordnet ist, und erzeugt so eine Abdichtung, um den Fluss von Schaltöl zwischen der vorderseitigen und rückseitigen Hydraulikdruckkammer zu blockieren. Auf diese Weise kann die vorderseitige Hydraulikdruckkammer mit sowohl der ersten als auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer in Verbindung stehen, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils kann deshalb vergrößert sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Sowohl eine Vorspannkraft des Vorspannteils als auch ein Freigabehydraulikdruck kann groß sein. Ein Sperr-/Freigabevorgang des Stufensteuerteils kann deshalb mit Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen. Selbst wenn das Stufensteuerteil verkleinert ist ohne Ändern der Vorspannkraft des Vorspannteils, so kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils groß werden. Sie kann die hohe Stabilität des Betriebs ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand sicherstellen, der zwischen dem Stufensteuerteil und dem Aufnahmeloch erzeugt wird.

Das Passloch kann an einer ungefähren Zwischenposition beabstandet von einer maximal vorderseitigen Position und einer maximal rückseitigen Position angeordnet sein, und ein Abdichtteil kann zwischen dem Passloch und der rückwärtigen Hydraulikdruckkammer angeordnet sein und eine Abdichtung erzeugen, um den Fluss von Schaltöl zwischen der vorderseitigen und rückseitigen Hydraulikdruckkammer zu blockieren. Auf diese Weise besitzt die Art von VVT, die den ersten und zweiten Rotor an der nahezu Zwischenposition sperrt, die gleiche Wirkung als die andere Art von VVT. Kurz gesagt, die vorderseitige Hydraulikdruckkammer kann sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer in Verbindung stehen, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils kann deshalb groß sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Sowohl eine Vorspannkraft des Vorspannteils als auch ein Freigabehydraulikdruck kann groß sein. Ein Sperr-/Fteigabevorgang des Stufensteuerteils kann deshalb mit Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der herkömmlichen VVT zeigt.

Fig. 2 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A1-A1 der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die ein Stufensteuerteil zeigt, das eine freie Rotation der zwei Rotationsteile sperrt.

Fig. 4A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 4B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in Fig. 4A, zeigt.

Fig. 5A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 5B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 5A zeigt.

Fig. 6 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als erste Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 7 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A3-A3 der Fig. 6.

Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die frei Rotation sperrt.

Fig. 9A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 9B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des in Fig. 9A gezeigten Stufensteuerteils zeigt.

Fig. 10A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 10B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 10A zeigt.

Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als zweite Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A5-A5 der Fig. 11.

Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation sperrt.

Fig. 14A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 14B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des in Fig. 14A gezeigten Stufensteuerteils zeigt.

Fig. 15A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.

Fig. 15B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 15A zeigt.

Fig. 16 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als dritte Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 17 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A7-A7 der Fig. 16.

Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation in der in Fig. 17 gezeigten VVT sperrt.

Fig. 19A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht, die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer, gezeigt in Fig. 16, zeigt.

Fig. 19B ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht, die in Fig. 19A gezeigt ist.

Fig. 19C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 19A und 19B, zeigt.

Fig. 20A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht, die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer, gezeigt in Fig. 16, zuführt.

Fig. 20B ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht, die in Fig. 20A gezeigt ist.

Fig. 20C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 20A und 20B, zeigt.

Fig. 21 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als vierte Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Anschluss erklärt.

Erste Ausführungsform

Fig. 6 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als erste Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 7 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A3-A3 der Fig. 6. Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation sperrt. Fig. 9A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 er Fig. 6, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 9B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in Fig. 9A, zeigt. Fig. 10A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 10B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 10A zeigt. Komponenten der ersten Ausführungsform, die gleich den herkömmlichen Komponenten sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung derselben ist weggelassen.

In den Zeichnungen weist das Bezugszeichen 20 auf ein Absperrventil hin, das an einem Ende der Schaufel 3b des Rotors 3, das hin zur Abdeckung gerichtet ist, angeordnet ist. Das Absperrventil 20 ist ein Ventil, welches vom höheren Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 bewegt wird. Der höhere Hydraulikdruck verbindet die zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16 mit einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammerdurchführung 21 oder rückseitigen Hydraulikdruckkammerdurchführung 22 über eine Freigabehydraulikdurchführung 23. Die Durchführung 21 steht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung, und die Durchführung 22 steht mit der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 in Verbindung. Das Absperrventil 20 umfasst eine Ventilkammer 20a und einen Ventilkörper 20b, der bewegbar in der Ventilkammer 20a aufgrund des Hydraulikdruckes ist. Die Durchführungen 21 und 22 sind entlang einer Grenzoberfläche zwischen der Schaufel 3b des Rotors 3 und der Abdeckung 7 gebildet. In der ersten Ausführungsform steht die erste Freigabehydraulikdruckkammer 14 mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 über eine Durchführung in Verbindung, wie in dem Fall der in den Fig. 1 bis 5B gezeigten herkömmlichen VVT. Die Durchführung ist entlang der Grenzoberfläche zwischen dem Ende des Gehäuses 1, das zu dem Gehäuse 2 hin gerichtet ist, und dem Ende des Rotors 3, das zu dem Gehäuse 1 hin gerichtet ist, gebildet.

Ein Betrieb wird im Anschluss erklärt.

Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl der VVT zur Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird kein Freigabehydraulikdruck der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach oben in Fig. 3) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, und anschließend wird der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das Passloch 13 eingepasst. Auf diese Weise wird der zweite Rotor an der maximal rückseitigen Position in Bezug auf den ersten Rotor angehalten, und die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors ist gesperrt.

Wenn der Motor gestartet wird, wird ein Hydraulikdruck, der von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zugeführt wird, zuerst zur rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht gezeigt) zugeführt. Hier dient, die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 als Ablass, und der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. In solch einem Fall wird Hydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die rückseitige Hydraulikdruckkammerdurchführung 22, das Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23, wie durch den Pfeil in Fig. 9A angedeutet ist, zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt lediglich auf eine vordere Stirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, wie in Fig. 9B gezeigt ist. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 übertrifft deshalb den Freigabehydraulikdruck, und die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig freigegeben (nicht in Fig. 9A gezeichnet), obwohl der Verriegelungsstift 9 geringfügig nach hinten bewegt wird. Die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors ist noch gesperrt, und entsprechend wird ein Schlaggeräusch (abnormales Geräusch), das aufgrund einer Nockenlast auftritt, verhindert.

Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um einen Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zur ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine Durchführung zugeführt, die an dem Ende des Rotors 3, das zum Gehäuse 1 hin gerichtet ist, wie durch den Pfeil in Fig. 10A angedeutet ist, bestimmt ist. Gleichzeitig wird Hydraulikdruck ebenfalls der zweiten Hydraulikdruckkammer 16 über die vorderseitige Hydraulikdruckkammerdurchführung 21, das Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a, den mittleren Flanschbereich 9b und die vordere Stirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, und kurz gesagt, den gesamten wie in Fig. 10B gezeigten Verriegelungsstift 9. Auf diese Weise wird der Verriegelungsstift 9 nach hinten in dem Aufnahmeloch 10 bewegt, und der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird letztendlich von dem Passloch 13 getrennt, um die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors zu ermöglichen.

Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den Verriegelungsstift 9 zurück, ohne die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese Weise, wenn eine Öldurchführung während der nächsten Phase umgeschaltet wird, kann eine Zeit zum Zurückbewegen des Verriegelungsstiftes 9 verkürzt sein, um die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Zum Zeitpunkt des Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

Wie oben beschrieben entsprechend der ersten Ausführungsform steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb groß sein, und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck kann des Weiteren groß sein. Der Sperr-/Freigäbevorgang des Verriegelungsstiftes 9 kann mit Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen. Selbst falls der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 vergrößert sein. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der zwischen den Verriegelungsstiften 9 und dem Halter 11, der in dem Aufnahmeloch 10 angeordnet ist, erzeugt wird.

In der ersten Ausführungsform steht die erste Freigabehydraulikdruckkammer 14 in Verbindung mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. Wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 angewendet wird, so steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16, die gewöhnlich nicht in Verbindung steht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4, aufgrund z. B. des Absperrventils 20. Der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, kann auf einfache Weise sowohl der ersten als auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann vergrößert sein. Auf diese Weise kann die hohe Stabilität des Betriebs sichergestellt werden.

In der ersten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck, der der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über das Absperrventil 20 zugeführt wird, auf einen ringförmigen Bereich, der an der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9 in axialer Richtung bestimmt ist. Auf diese Weise wirkt der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den Verriegelungsstift 9 auf zuverlässige Weise. Er kann die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.

In der ersten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck auf einen kreisförmigen Bereich des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9 in der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14, die ständig mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht. Auf diese Weise wirkt der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf zuverlässige Weise auf den Verriegelungsstift 9. Er kann die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen.

In der ersten Ausführungsform ist die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 unterliegt, wie in den Fig. 9B und 10B gezeigt ist. Selbst wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist, so kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 auf zuverlässige Weise gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Er kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht vollständig aufgrund des Hydraulikdruckes von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 freigegeben ist, so kann eine Zeit zum Zurückbewegen des Verriegelungsstiftes 9 in der nächsten Phase verkürzt sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt des Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

In der ersten Ausführungsform steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16. Alternativ kann die rückseitige Hydraulikdruckkammer 5 in Verbindung sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 stehen.

In der ersten Ausführungsform ist die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 unterliegt. Alternativ kann die erstere gleich der letzteren sein.

Zweite Ausführungsform

Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als zweite Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 12 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A5-A5 der Fig. 11. Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation sperrt. Fig. 14A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 14B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in Fig. 14A, zeigt. Fig. 15A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund eines Hydraulikdruckes, der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 15B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 15A zeigt. Komponenten der zweiten Ausführungsform, die gleich der vorherigen Ausführungsform sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung wird hier weggelassen.

Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil 20 an der Endstirnfläche der Schaufel 3b des Rotors 3 angeordnet ist, die zum Gehäuse 1 gerichtet ist. Die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23, die mit dem Absperrventil 20 in Verbindung steht, ist des Weiteren mit der ersten Hydraulikdruckkammer 14 verbunden, und die zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16 steht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 über eine vorderseitige Verbindungsdurchführung 24 ständig in Verbindung.

Der Betrieb wird im Anschluss erklärt.

Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 13 gezeigt, wird kein Freigabehydraulikdruck zu der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach oben in Fig. 13) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, und anschließend fährt der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das Passloch 13 ein. Auf diese Weise wird der zweite Rotor an der maximal rückseitigen Position in Bezug auf den ersten Rotor fixiert, und die relative Drehung des ersten und zweiten Rotors ist gesperrt.

Wenn der Motor wieder gestartet wird, wird ein Hydraulikdruck von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zuerst zur rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht gezeigt) zugeführt. Hier dient die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 als Ablass, und der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. In dem Fall wird ein Hydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zur ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine rückseitige Verbindungsdurchführung (nicht gezeigt), das Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdurchführung 23, wie durch den Pfeil der Fig. 14A angezeigt, zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt lediglich auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a und eine vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des mittleren Flanschbereichs 9b des Verriegelungsstiftes 9, wie in Fig. 14B gezeigt ist. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 übertrifft deshalb den Freigabehydraulikdruck, und die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig freigegeben, obwohl der Verriegelungsstift 9 sich geringfügig nach hinten bewegt. Die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors ist immer noch gesperrt, und entsprechend wird das Schlaggeräusch (abnormales Geräusch), das aufgrund einer Nockenlast auftritt, vermieden.

Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zur ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine vorderseitige Freigabehydraulikdruckdurchführung (nicht gezeigt) und das Absperrventil 20, wie durch den Pfeil in Fig. 15A angezeigt ist, zugeführt. Gleichzeitig wird Hydraulikdruck ebenfalls zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die vorderseitige Verbindungsdurchführung 24 zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a, den mittleren Flanschbereich 9b und die vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, und kurz gesagt, auf den gesamten Verriegelungsstift 9, wie in Fig. 15B gezeigt ist. Auf diese Weise bewegt sich der Verriegelungsstift 9 in das Aufnahmeloch 10 nach hinten, und der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird schließlich von dem Passloch 13 getrennt, um die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors zu ermöglichen.

Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den Verriegelungsstift 9 zurück, ohne die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese Weise, wenn eine Öldurchführung während der nächsten Phase geschaltet wird, kann eine Zeit zum Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 nach hinten verkürzt sein, um die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Zum Zeitpunkt des Beginns der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem geeigneten Zeitpunkt freigegeben werden.

Wie oben beschrieben, entsprechend der zweiten Ausführungsform, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 mit sowohl dem ersten als auch der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb vergrößert sein, und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck kann des Weiteren erhöht sein. Der Verriegelungs-/Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 9 kann zuverlässig durchgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen. Selbst wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 vergrößert sein. Er kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen, ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und dem Halter 11, der in dem Aufnahmeloch 10 angeordnet ist, erzeugt wird.

Mit der zweiten Ausführungsform steht die zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16 mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 über die vorderseitige Verbindungsdurchführung 24 ständig in Verbindung. Wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 mit der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 in Verbindung, die normalerweise nicht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht, z. B. unter Verwendung des Absperrventils 20. Der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, kann auf einfache Weise der ersten als auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes kann vergrößert sein. Auf diese Weise kann die hohe Stabilität des Betriebs gewährleistet werden.

Mit der zweiten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck, der der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über das Absperrventil 20 zugeführt wird, auf einen kreisförmigen Bereich des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9. Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.

Mit der zweiten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck auf einen ringförmigen Bereich, der an der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9 bestimmt ist, in axialer Richtung in der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16, die mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung steht.

Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.

In der zweiten Ausführungsform ist die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 unterliegt, wie in den Fig. 14B und 15B gezeigt ist. Selbst wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist, kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zuverlässig gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht vollständig freigegeben ist aufgrund des Hydraulikdruckes von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5, kann eine Zeit zum Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 zurück in die nächste Phase verkürzt sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt des Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

Dritte Ausführungsform

Fig. 16 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als dritte Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 17 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A7-A7 der Fig. 16. Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation in der in Fig. 17 gezeigten VVT sperrt. Fig. 19A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht, die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes, der von einer in Fig. 16 gezeigten rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 19B ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht, gezeigt in Fig. 19A. Fig. 19C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 19A und 19B, zeigt. Fig. 20A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht, die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer, gezeigt in Fig. 16, freigibt. Fig. 20B ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht, gezeigt in Fig. 20A. Fig. 20C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 20A, 20B, zeigt. Komponenten der dritten Ausführungsform, die gleich der vorherigen Ausführungsformen sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung wird hier weggelassen.

In der dritten Ausführungsform ist das Aufnahmeloch 10, das sich in radialer Richtung der Vorrichtung erstreckt, in dem Schuh 2a des Gehäuses 2 gebildet. Das Passloch 13 ist an dem Nabenabschnitt 3a des Rotors 3 gebildet. Das Absperrventil 20 ist an der Endstirnfläche des Gehäuses 1, die zum Gehäuse 2 gerichtet ist, gebildet. Die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 ist innerhalb des Schuhs 2a des Gehäuses 2 gebildet. Ein Halter 25 ist an der Außenseite des Aufnahmeloches 10 (ein äußerster Bereich der Vorrichtung) angebracht und verhindert das Trennen des Verriegelungsstiftes 9 und der Schraubenfeder 12 von dem Aufnahmeloch 10. Der Halter 25 ist mit einem Stift 26 in dem Aufnahmeloch 10 angebracht. Das Auslassloch 17 ist an einem mittleren Abschnitt des Halters 25 gebildet. Der Verriegelungsstift 9 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten und zweiten Ausführungsform. Er weist keinen mittleren Flanschbereich 9b auf, und umfasst den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a, den hinteren großen Durchmesserbereich 9c und den hohlförmigen Bereich 9d. Ein Betrieb wird im Anschluss erklärt.

Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 18 gezeigt, wird kein Freigabehydraulikdruck der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach oben in der Fig. 18) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, und anschließend passt der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das Passloch 13. Auf diese Weise wird der zweite Rotor an der maximalen rückseitigen Position in Bezug auf den ersten Rotor fixiert, und die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors ist gesperrt.

Wenn der Motor gestartet wird, wird ein von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zugeführter Hydraulikdruck zuerst zur rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht gezeigt) zugeführt. Hier dient die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 als ein Ablass, und der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. In dem Fall wird ein Hydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über die rückseitige Verbindungsdurchführung (nicht gezeigt), das Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23, wie durch den Pfeil in den Fig. 19A und 19B angezeigt ist. Der Freigabehydraulikdruck wirkt lediglich auf die vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren kleinen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, wie in Fig. 19C gezeigt ist. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 übertrifft deshalb den Freigabehydraulikdruck, und die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig freigegeben, obwohl der Verriegelungsstift 9 geringfügig sich nach hinten bewegt. Die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors ist immer noch gesperrt, und entsprechend wird Schlaggeräusch (abnormales Geräusch), das aufgrund einer Nockenlast auftritt, vermieden.

Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um einen Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über die vorderseitige Freigabehydraulikdruckdurchführung (nicht gezeigt) und das Absperrventil 20, wie durch den Pfeil und den Fig. 20A und 20B angezeigt ist. Gleichzeitig wird ebenfalls der Hydraulikdruck der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 über einen Spalt zugeführt, der zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3a des Rotors 3 und einer inneren Umfangsoberfläche des Schuhs 2a des Gehäuses 2 bestimmt ist. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a und die vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, und kurz gesagt auf den gesamten in Fig. 20c gezeigten Verriegelungsstift 9. Auf diese Weise bewegt sich der Verriegelungsstift 9 in das Aufnahmeloch 10 nach hinten, und der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird schließlich von dem Passloch 13 getrennt, um die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors zu ermöglichen.

Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den Verriegelungsstift 9 nach hinten, ohne die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese Weise, wenn eine Öldurchführung bei der nächsten Phase geschaltet wird, kann eine Zeit zum Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 nach hinten verkürzt sein, um die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Zum Zeitpunkt des. Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

Wie oben beschrieben, entsprechend der dritten Ausführungsform, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb groß sein, und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck können des Weiteren groß sein. Der Verriegelungs-/Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 9 kann zuverlässig durchgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs zu gewährleisten. Selbst wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist, ohne Ändern der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 vergrößert sein. Er kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten, ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und einer Innenwand des Aufnahmeloches 10 erzeugt wird.

In der dritten Ausführungsform steht die erste Freigabehydraulikdruckkammer 14 mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung. Wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 angewendet wird, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 in Verbindung, die normalerweise nicht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht, z. B. unter Verwendung des Absperrventils 20. Der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, kann auf einfache Weise sowohl der ersten als auch zweiten Hydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann vergrößert sein. Auf diese Weise kann sie die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen.

In der dritten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck, der von der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über das Absperrventil 20 zugeführt wird, auf einen ringförmigen Bereich, der an der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9 bestimmt ist, in axialer Richtung. Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.

In der dritten Ausführungsform wirkt der Freigabehydraulikdruck auf einen kreisförmigen Abschnitt des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9 in der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14, die mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung steht. Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.

In der dritten Ausführungsform ist die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 unterliegt, wie in den Fig. 19C und 20C gezeigt ist. Selbst wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist, kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zuverlässig gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht vollständig freigegeben ist aufgrund des Freigabehydraulikdruckes von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5, kann eine Zeit zum Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 nach hinten während der nächsten Phase verkürzt sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt des Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.

Vierte Ausführungsform

Fig. 21 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Innenaufbau der VVT als vierte Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Komponenten der vierten Ausführungsform, die gleich der vorherigen Ausführungsform sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung wird weggelassen.

Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten bis dritten Ausführungsform, und bezieht sich auf eine VVT des Zwischenpositionsperrtyps.

Mit der VVT des Zwischenpositionsperrtyps wird der Rotor 3, der als der zweite Rotor dient, an einer Zwischenposition gesperrt, die zwischen der maximal rückseitigen Position und der maximal vorderseitigen Position in Bezug auf das Gehäuse 2, das einen Teil des ersten Rotors bildet, bestimmt ist. Die maximal vorderseitige Position bedeutet eine Position des zweiten Rotors, die bis zur maximalen Position in Bezug auf den ersten Rotor fortschreitet. Konkret ist das Passloch 13 an der Zwischenposition gebildet, die an der äußeren Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3a des Rotors 3 bestimmt ist. Das Aufnahmeloch 10, das sich in radialer Richtung der Vorrichtung erstreckt, ist an dem Schuh 2a des Gehäuses 2 wie in dem Fall der dritten Ausführungsform gebildet. Der Halter 25 ist an der Außenseite des Aufnahmeloches 10 (der äußerste Bereich der Vorrichtung) angebracht und verhindert das Trennen des Verriegelungsstiftes 9 und der Schraubenfeder 12 von dem Aufnahmeloch 10. Der Halter 25 ist mit dem Stift 26 in dem Aufnahmeloch 10 angebracht. Das Auslassloch 17 ist an einem mittleren Abschnitt des Halters 25 gebildet. Der Verriegelungsstift 9 der vierten Ausführungsform weist keinen mittleren Flanschbereich 9b auf, und dient als das Stufensteuerteil, das den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a, den hinteren großen Durchmesserbereich 9c und den hohlförmigen Bereich 9d wie in dem Fall der dritten Ausführungsform umfasst.

Hilfsfedern 28 sind, zwischen den Schuhen 2a, 2b, 2c und 2d des Gehäuses 2 bzw. den Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e des Rotors 3 angeordnet. Die entsprechenden Hilfsfedern 28 werden durch den Halter 27 gehalten und spannen den Rotor 3 zum Gehäuse in die vorderseitige Richtung (Richtung, die durch den Pfeil X1 in der Fig. 21 angezeigt ist) vor.

Die Abdichtteile sind zwischen einem Sperrsystem angeordnet, das von dem Verriegelungsstift 9 und dem Passloch 13 und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 gebildet wird. Wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 als der Freigabehydraulikdruck verwendet wird, wird der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 auf den hinteren großen Durchmesserbereich 9c des Verriegelungsstiftes 9 angewendet über das Absperrventil 20, die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 und die zweite Freigabehydraulikdruckkammer 16. Gleichzeitig wird der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 ebenfalls auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9, der in das Passloch 13 eingepasst ist, über einen kleinen Spalt angewendet, der zwischen einer vorderen Endstirnfläche des Schuhs 2a des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3 des Rotors 3 bestimmt ist.

Wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 als ein Freigabehydraulikdruck verwendet wird, wird der Freigabehydraulikdruck der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über das Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23. Hier wirkt der Freigabehydraulikdruck lediglich auf den hinteren großen Durchmesserbereich 9c des Verriegelungsstiftes 9.

Wie oben beschrieben, entsprechend der vierten Ausführungsform, ist das Abdichtteil 6 zwischen dem Passloch 13 und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 angeordnet. Die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 kann deshalb mit sowohl der ersten als auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung stehen. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 kann bei Anwendung des Freigabehydraulikdruckes von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 vergrößert sein, und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck kann deshalb groß sein. Der Verriegelungs-/Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb zuverlässig ausgeführt werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen. Überdies, entsprechend der vierten Ausführungsform, selbst wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 vergrößert sein. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und dem Aufnahmeloch 10 erzeugt wird.

Nebenbei besitzt die VVT des Zwischenpositionsperrtyps typische Probleme, die sich aus dem typischen Aufbau ableiten, der sich von den herkömmlichen Ventileinstellsteuervorrichtungen, wie z. B. des maximal vorderseitigen Positionssperrtyps oder des maximal rückseitigen Positionssperrtyps, unterscheidet.

In der Ventileinstellsteuervorrichtung des maximal vorderseitigen Positionssperrtyps oder des maximal rückseitigen Positionssperrtyps, wenn der Verriegelungsstift in das Passloch eingepasst ist, wird zuerst ein Hydraulikdruck auf den Rotor angewendet, um den Rotor zur Sperrposition hin zu drücken. Hier wird ein Kontakt der Schaufeln des Rotors mit den Schuhen des Gehäuses an der maximal vorderseitigen Position oder der maximal rückseitigen Position sichergestellt. Deshalb, da keine Kraft auf den Verriegelungsstift angewendet wird, wirkt der Verriegelungsstift nicht mit den anderen Teilen zusammen. Ferner, selbst wenn ein Hydraulikdruck in der VVT reduziert ist, wenn Betriebsöl durch den Betrieb der Vorrichtung verbraucht wird oder wenn eine Hydraulikdurchführung in der OCV-Seite schmäler wird in einem Hydraulikdruckversorgungsmodus der OCV-Seite (anschließend als OCV-Zwischenhaltemodus bezeichnet) zum Halten des Rotors in Bezug auf das Gehäuse an der Zwischenposition bei normalem Betrieb, so passt der Verriegelungsstift oder wirkt zusammen oder tritt in Eingriff zwischen der maximal vorderseitigen Position und der maximal rückseitigen Position, da das Passloch an einer Position, die von der Sperrposition unterschiedlich ist, angeordnet ist. Da der Verriegelungsstift nicht zusammenwirkt oder in Eingriff tritt mit dem Passloch, ist die Ventileinstellsteuervorrichtung während des normalen Betriebs oder in einem Zwischenhaltezustand gesperrt bzw. funktionsuntüchtig.

Andererseits ist in der Ventileinstellsteuervorrichtung des Zwischenpositionsperrtyps das Passloch an der ungefähren Zwischenposition angeordnet, die von der maximal vorderseitigen Position und der maximal rückseitigen Position beabstandet ist. Wenn der Rotor in Bezug auf das Gehäuse an der ungefähren Zwischenposition gehalten wird aufgrund des von dem OCV zugeführten Hydraulikdruckes, so wird zuerst die Hydraulikdruckdurchführung in dem OCV schmäler im OCV- Zwischenhaltemodus. Ein Hydraulikdruck in der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer oder der rückseitigen Hydraulikdruckkammer ist deshalb im Wesentlichen auf die Hälfte des Hydraulikdruckes in dem OCV reduziert, und der Freigabehydraulikdruck reicht nicht aus. Folglich berührt der Verriegelungsstift gelegentlich das Passloch oder wird in dieses eingepasst. In diesem Fall gibt es ein kleineres Problem, dass der Verriegelungsstift und das Passloch einen Verschleiß erleiden, der ihre Haltbarkeit reduziert, und dass die Ventileinstellsteuervorrichtung betriebsunfähig wird in dem Zwischenhaltezustand. Zweitens, wenn der Verriegelungsstift jenseits des Passloches als die Zwischensperrposition betrieben wird, und der Freigabehydraulikdruck reduziert ist im Zusammenhang mit der Reduzierung des Hydraulikdrucks in der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer oder der rückseitigen Hydraulikdruckkammer, der durch Verbrauch des Betriebsöls erzeugt wird, das für den Betrieb der Vorrichtung verwendet wird, so springt der Verriegelungsstift aufgrund der Druckkraft des Druckteiles unter der Betriebsbedingung nach oben und berührt das Passloch, um den Betrieb zu verhindern.

Das oben beschriebene kleinere Problem kann gelöst werden aufgrund der VVT des Zwischenpositionsperrtyps entsprechend der vierten Ausführungsform. In Kürze, entsprechend der vierten Ausführungsform, ist das Abdichtteil 6 zwischen dem Sperrsystem und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 angeordnet. Es ist möglich, den Freigabehydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zuzuführen, und den Freigabehydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 der ersten und zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zuzuführen. Zum Beispiel, in dem OCV-Zwischenhaltemodus, kann der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 als ein Verriegelungsstiftfreigabehydraulikdruck verwendet werden. Hier, in dem OCV-Zwischenhaltemodus, wird ein größerer Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt, um gegen die Nockenlast zu wirken. Wenn der Verriegelungsstift deshalb aufgrund des Hydraulikdruckes der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in dem OCV-Zwischenhaltemodus freigegeben wird, ist es schwierig, einen effektiven Freigabehydraulikdruck zu reduzieren. Der Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, wirkt auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig, um einen Freigabezustand aufrecht zu erhalten, und verhindert ein zufälliges Eingreifen des Verriegelungsstiftes, um die hohe Stabilität des Betriebs zu gewährleisten.

Die vorliegende Erfindung kann durch andere spezifische Formen verkörpert sein, ohne von den wesentlichen Charakteristiken abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform wird deshalb als rein darstellend und nicht beschränkend angesehen, der Bereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche angezeigt, eher als durch die vorangegangene Beschreibung, und sämtliche Änderungen, die innerhalb des Äquivalenzbereichs der Ansprüche enthalten sind, sind beabsichtigt, hierin enthalten zu sein.

Claims (8)

1. Eine Ventileinstellsteuervorrichtung, umfassend:
einen ersten Rotor (1, 2), der sich synchron mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine dreht und eine Mehrzahl von Schuhen aufweist, die nach innen vorstehen, um eine Mehrzahl von Hydraulikdruckkammern zu bestimmen;
einen zweiten Rotor (3), der an einem Ende einer Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine angebracht ist und eine Mehrzahl von Schaufeln aufweist, die die Mehrzahl der Hydraulikdruckkammern des ersten Rotors in eine fortschrittseitige Hydraulikdruckkammer (4) und eine verzögerungsseitige Hydraulikdruckkammer (5) unterteilen;
ein Passloch (13), das an einem der beiden ersten und zweiten Rotoren angeordnet ist;
ein Stufensteuerteil (Verriegelungsstift 9), das in das Passloch passt, um eine relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu steuern, und einen vorderen kleinen Durchmesserbereich und einen hinteren großen Durchmesserbereich aufweist;
ein Aufnahmeloch (10), das an dem anderen der beiden Rotoren angeordnet ist, um das Stufensteuerteil aufzunehmen;
ein Vorspannteil (Feder 12), das das Stufensteuerteil in eine Passrichtung des Stufensteuerteils in das Passloch vorspannt;
eine erste Freigabehydraulikdruckkammer (14), die zwischen dem vorderen kleinen Durchmesserbereich des Stufensteuerteils und dem Passloch bestimmt ist; und
eine zweite Freigabehydraulikdruckkammer (16), die zwischen einer Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs des Stufensteuerteils in einer axialen Richtung der Vorrichtung und dem Aufnahmeloch bestimmt ist,
wobei die erste und/oder die zweite Freigabehydraulikdruckkammer sowohl mit der fortschrittseitigen als auch mit der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht (Fig. 10A, B).

2. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Freigabehydraulikdruckkammer oder die zweite Freigabehydraulikdruckkammer ständig mit der fortschrittseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht.

3. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Absperrventil (20), das den höheren Hydraulikdruck der fortschrittseitigen und verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer dem Stufensteuerteil als ein Freigabehydraulikdruck zum Freigeben der Sperre des Stufensteuerteils zuführt, wobei zumindest eine der ersteh und zweiten Freigabehydraulikdruckkammern mit sowohl der fortschrittseitigen als auch verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer über das Absperrventil in Verbindung steht.

4. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine kraftausübende Stirnfläche des in der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer untergebrachten Stufensteuerteils, dem der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil zugeführt wird, ein ringförmiger Bereich ist, der an der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs in der axialen Richtung der Vorrichtung bestimmt ist.

5. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine kraftausübende Stirnfläche des in der ersten Freigabehydraulikdruckkammer untergebrachten Stufensteuerteils, dem der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil zugeführt wird, ein kreisförmiger Bereich des vorderen kleinen Durchmesserbereichs ist.

6. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck der fortschrittseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt, gleich oder größer als eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils ist, die einem Hydraulikdruck der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt.

7. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Abdichtteil, das zwischen dem Passloch und der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer angeordnet ist und eine Abdichtung erzeugt, um den Fluss von Betriebsöl zwischen der fortschrittseitigen und verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer zu blockieren.

8. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Passloch an einer ungefähren Zwischenposition angeordnet ist, die von der maximal fortschrittseitigen Position und der maximal verzögerungsseitigen Position beabstandet ist, und wobei ein Abdichtteil zwischen dem Passloch und der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer angeordnet ist, und eine Abdichtung erzeugt, um den Fluss von Betriebsöl zwischen der fortschrittseitigen und verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer zu blockieren (Fig. 21).