-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine variable Ventilzeitsteuereinrichtung,
welche die Öffnungs-
und Schließzeit
von Ansaugventilen und/oder Auslassventilen eines Verbrennungsmotors gemäß dem Betriebszustand
des Motors ändert.
Die Öffnungs-
und Schließzeit
wird als eine Ventilzeit bezeichnet, wobei die variable Ventilzeitsteuereinrichtung
als die VVT-Steuereinrichtung bezeichnet wird und der Verbrennungsmotor
nachstehend als Motor bezeichnet wird.
-
Die
VVT-Steuereinrichtung ist in einem Momentenübertragungssystem angeordnet,
welches das Moment der Antriebswelle des Motors zu der angetriebenen
Welle überträgt, welche
zumindest ein Element aus dem Ansaugventil oder aus dem Auslassventil öffnet und
schließt.
Die VVT-Steuereinrichtung stellt die Ventilzeit der Ventile durch
Variieren einer Drehphase der angetriebenen Welle zu der Antriebswelle
ein.
-
JP-2002-227616A
zeigt eine VVT-Steuereinrichtung, die ein Kettenrad, welches synchron
mit der Antriebswelle dreht, und einen Drehphaseneinstellmechanismus
hat, welcher Hebel mit der angetriebenen Welle über Verbindungsarme verbindet.
Der Phaseneinstellmechanismus wandelt eine Bewegung des Verbindungsarms
in eine relative Drehbewegung der Hebel zu dem Kettenrad um und
variiert die Drehphase der angetriebenen Welle zu der Antriebswelle.
-
Bei
dieser herkömmlichen
Steuereinrichtung sind Führungskugeln,
die durch ein Betätigungsbauteil
gehalten werden, gleitend mit einer Nut des Kettenrads in Eingriff.
Wenn ein Motormoment variiert wird und einige Kräfte auf den Phaseneinstellmechanismus
aufgebracht werden, kann das Betätigungsbauteil
in der Nut gleiten, so dass die Drehphase der angetriebenen Welle
unnötigerweise
relativ zu der Antriebswelle variiert.
-
Das
Dokument US-6,883,482B2, das am 26. April 2005 veröffentlicht
wurde und kein Stand der Technik der vorliegenden Erfindung ist,
offenbart eine VVT-Steuereinrichtung,
in welcher ein Phaseneinstellmechanismus einen ersten Arm, der mit
einem Kettenrad durch ein Drehkörperpaar
verbunden ist, und einen zweiten Arm hat, der mit dem ersten Arm und
der Nockenwelle durch Drehkörperpaare
verbunden ist. Wenn einige Kräfte
auf die Arme aufgebracht werden, neigen die Arme dazu, in deren
Breitenrichtung gebogen zu werden, so dass die Haltbarkeit der VVT-Steuereinrichtung
verschlechtert wird.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Angelegenheiten
gemacht, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die VVT-Steuereinrichtung
bereitzustellen, welche Drehphasenschwankungen der angetriebenen
Welle beschränkt,
wenn die Kraft auf den Phaseneinstellmechanismus aufgebracht wird,
und der eine hohe Beständigkeit
hat.
-
Gemäß einer
VVT-Steuereinrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Drehkörperpaar,
das durch einen ersten Arm und ein erstes Drehbauteil ausgebildet
ist, als ein erstes Paar definiert, ist ein Drehkörperpaar,
das durch einen zweiten Arm und ein zweites Drehbauteil ausgebildet
ist, als ein zweites Paar definiert, und ein Drehkörperpaar,
das durch den ersten Arm und den zweiten Arm ausgebildet wird, als
ein drittes Paar definiert. Eine Strecke zwischen dem ersten Paar
und dem dritten Paar ist als eine Strecke L1 definiert, eine Strecke
zwischen dem zweiten Paar und dem dritten Paar ist als eine Strecke
L2 definiert. Ein Verhältnis
L1/L2 wird innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 2 hergestellt.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das dritte Paar zwischen
dem ersten Paar und dem zweiten Paar angeordnet.
-
Gemäß dem anderen
Aspekt der Erfindung besteht bei zumindest einem Element aus dem
ersten Arm und dem zweiten Arm eine imaginäre bzw. fiktive Linie, die
das erste Paar oder das zweite Paar mit dem dritten Paar verbindet,
zwischen beiden äußeren Randbereichen
des ersten Arms und/oder des zweiten Arms in der Breitenrichtung
davon.
-
Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich,
die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht ist,
in welchen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind, wovon:
-
1 eine
Querschnittsansicht der VVT-Steuereinrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
Ansicht im Querschnitt ist, der entlang einer Linie II-II von 1 gemacht
ist;
-
3 eine
Ansicht im Querschnitt ist, der entlang einer Linie III-III von 2 gemacht
ist;
-
4 eine
Ansicht im Querschnitt ist, der entlang einer Linie IV-IV von 2 gemacht
ist;
-
5 eine
Ansicht im Querschnitt ist, der entlang einer Linie V-V von 2 gemacht
ist;
-
6 eine
Ansicht im Querschnitt ist, die 1 zum Erläutern eines
Betriebs entspricht;
-
7 eine
Ansicht im Querschnitt ist, der entlang der Linie VII-VII von 1 gemacht
ist;
-
8 eine
schematische Ansicht zum Erläutern
einer Eigenschaft des Ausführungsbeispiels
ist;
-
9 ein
Diagramm ist, das Kenndaten zum Erläutern der Eigenschaft des Ausführungsbeispiels zeigt;
-
10 eine
Ansicht im Querschnitt eines vergleichenden Beispiels ist;
-
11 eine
Ansicht im Querschnitt zum Erläutern
der Eigenschaft des Ausführungsbeispiels
ist;
-
12 eine
Draufsicht zum Erläutern
eines vergleichenden Beispiels ist;
-
13 eine
Draufsicht zum Erläutern
einer Eigenschaft des Ausführungsbeispiels
ist;
-
14 eine
Ansicht im Querschnitt zum Erläutern
einer Eigenschaft des Ausführungsbeispiels ist;
und
-
15 eine
Ansicht im Querschnitt einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist.
-
Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
-
2 zeigt
eine VVT-Steuereinrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die VVT-Steuereinrichtung 1 ist in einem
Momentenübertragungssystem
angeordnet, welches das Moment einer Kurbelwelle (nicht gezeigt)
zu einer Nockenwelle 2 überträgt, welche
zumindest ein Element aus dem Ansaugventil und/oder einem Auslassventil öffnet und
schließt.
Die Kurbelwelle ist eine Antriebswelle und die Nockenwelle ist eine
angetriebene Welle bei diesem Ausführungsbeispiel. Die VVT-Steuereinrichtung 1 stellt
die Ventilzeit des Ansaugventils oder des Auslassventils durch Variieren
der Drehphase der Nockenwelle 2 relativ zu der Kurbelwelle
ein.
-
Die
VVT-Steuereinrichtung 1 hat einen Phaseneinstellmechanismus 10,
einen elektrischen Motor 30 und einen Bewegungsumwandlungsmechanismus 40.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der Phaseneinstellmechanismus 10 ein
Kettenrad 11, eine Ausgangswelle 16, einen ersten
Arm 20 und einen zweiten Arm 21 auf, um eine relative
Drehphase zwischen dem Kettenrad 11 und der Ausgangswelle 16 einzustellen,
das heißt
eine relative Drehphase zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle.
In den 1, 4 und 6 ist eine
Schraffur, die den Querschnitt zeigt, weggelassen.
-
Das
Kettenrad 11 hat einen Stützabschnitt 12, einen
Eingangsabschnitt 13, der einen größeren Durchmesser als der des
Stützabschnitts 12 hat,
und einen ersten Verbindungsabschnitt 14, der den Stützabschnitt 12 mit
dem Eingangsabschnitt 13 verbindet. Der Stützabschnitt 12 ist drehbar
durch die Ausgangswelle 16 um eine Zentrumsachse „O" gestützt. Ein
Kettenband (nicht gezeigt) läuft über eine
Vielzahl von Verzahnungen 13a, die an dem Eingangsabschnitt 13 ausgebildet
sind, und eine Vielzahl von Verzahnungen, die an der Kurbelwelle
ausgebildet sind. Wenn das Moment von der Kurbelwelle zu dem Eingangsabschnitt 13 durch
ein Kettenband übertragen
wird, dreht das Kettenrad 11 im Uhrzeigersinn um die Zentrumsachse „O", wodurch die Drehphase relativ
zu der Kurbelwelle unverändert
gehalten wird. Das Kettenrad 11, welches einem ersten Drehbauteil entspricht,
dreht synchron mit der Kurbelwelle.
-
Die
Ausgangswelle 16, welche die angetriebene Welle ist, hat
einen fixierten Abschnitt 17 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 18.
Ein Ende der Nockenwelle 2 ist konzentrisch mit dem fixierten
Abschnitt 17 durch einen Bolzen gekoppelt, wobei die Ausgangswelle 16 um
die Zentrumsachse „O" dreht, wodurch die
Drehphase der Nockenwelle 2 gehalten wird. Das heißt, dass
die Ausgangswelle 16 dem zweiten Drehbauteil entspricht,
welches synchron mit der Nockenwelle 2 dreht.
-
Der
erste und der zweite Arm 20, 21 sind zwischen
einer Abdeckung 15 und dem ersten Verbindungsabschnitt 14 zusammen
mit den Elementen 41, 44, 45, 47, 49 des
Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 zwischengelegt. Die
Abdeckung 15 ist an dem Eingangsabschnitt 13 fixiert.
Der erste Arm 20 ist mit dem ersten Verbindungsabschnitt 14 verbunden,
wodurch ein Drehkörperpaar
dazwischen ausbildet wird. Der zweite Arm 21 ist mit dem
zweiten Verbindungsabschnitt 18 und dem ersten Arm 20 verbunden,
wodurch jeweils Drehkörperpaare
ausgebildet werden. Dadurch dreht die Ausgangswelle 16 in die
gleiche Richtung wie das Kettenrad 11. Die Ausgangswelle 16 kann
in einer Vorsetzrichtung X und in einer Verzögerungsrichtung Y relativ zu
dem Kettenrad 11 drehen. Der erste Arm 20 und
der zweite Arm 21 sind mit einem beweglichen Bauteil 44 des
Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 verbunden, wodurch jeweils
Drehkörperpaare
ausgebildet werden. Dadurch ist bei dem Phaseneinstellmechanismus 10 ein
Drehkörperpaar 22,
das durch den ersten Arm 20 und den zweiten Arm 21 ausgebildet
wird, mit dem beweglichen Bauteil 44 verbunden, so dass
die Bewegung des Drehkörperpaars 22 in
eine relative Drehbewegung zwischen dem Kettenrad 11 und
der Ausgangswelle 16 umgewandelt wird.
-
Der
elektrische Motor 30 ist ein bürstenloser Motor, welcher ein
Gehäuse 31,
Lagerungen 32, eine Motorwelle 33 und einen Stator 34 hat.
Das Gehäuse 31 ist
an dem Verbrennungsmotor mittels einer Stütze 35 fixiert. Das
Gehäuse
bringt zwei Lagerungen 32 und den Stator 34 unter.
-
Die
Motorwelle 33 ist an der gleichen Achse wie das Kettenrad 11 und
die Ausgangswelle 16 angeordnet und wird durch die Lagerungen 32 gestützt. Die
Motorwelle 33 ist mit der Eingangswelle 46 des Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 durch eine
Verbindung 36 verbunden, so dass die Motorwelle 33 um
die Zentrumsachse „O" mit der Eingangswelle 46 dreht.
Die Motorwelle 33 hat einen Wellenkörper 33a und einen
scheibenförmigen
Rotor 33b. Verschiedene Magneten 37 sind in dem
Rotor 33b nahe des äußeren Randbereichs
angeordnet. Die Magneten 37 sind aus Magneten aus seltenen Erden
hergestellt und sind um die Zentrumsachse „O" in regelmäßigen Intervallen angeordnet.
-
Der
Stator 34 ist um den Rotor 33b herum angeordnet
und hat einen Kern 38 und eine Spule 39. Der Kern 38 wird
durch Stapeln einer Vielzahl von Eisenplatten ausgebildet und steht
in Richtung der Motorwelle 33 hervor. Der Kern 38 hat Vorsprünge im gleichen
Abstand, wobei die Spule 39 um jeden der Vorsprünge gewunden
ist. Der Stator 34 erzeugt ein magnetisches Feld um die
Motorwelle 33 basierend auf dem elektrischen Strom, der
der Spule 39 zugeführt
wird. Der elektrische Strom wird durch einen elektrischen Kreis
(nicht gezeigt) gesteuert, um ein Moment auf die Motorwelle 33 in
einer Verzögerungsrichtung
Y oder einer Vorsetzrichtung X aufzubringen.
-
Wie
in den 2 und 4 gezeigt ist, weist der Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 ein Führungsbauteil 41,
das bewegliche Bauteil 44, ein Ringzahnrad 45,
die Eingangswelle 46, ein Planetenrad 47, eine
Lagerung 48 und ein Übertragungsbauteil 49 auf.
-
Das
Führungsbauteil 41 ist
eine kreisförmige Platte,
die die gleiche Achse wie die Ausgangswelle 16 hat, so
dass das Führungsbauteil 41 um
die Zentrumsachse „O" in beiden Richtungen
X und Y relativ zu dem Kettenrad 11 drehen kann. Das Führungsbauteil 41 ist
mit zwei Ellipsenführungsdurchgängen 42 vorgesehen,
welche symmetrisch zueinander bezüglich der Zentrumsachse „O" angeordnet sind.
Jeder Führungsdurchgang 42 geht
durch das Führungsbauteil 41 in
dessen Dickenrichtung hindurch und ist punktsymmetrisch um 180° bezüglich der Zentrumsachse „O" angeordnet. Jeder
Führungsdurchgang 42 ist
relativ zur Radialrichtung des Führungsbauteils 41 geneigt
und erstreckt sich linear auf solch eine Weise, dass eine Strecke
von der Zentrumsachse „O" variiert.
-
Das
bewegliche Bauteil 44 ist in jedem Führungsdurchgang 42 vorgesehen.
Das bewegliche Bauteil 44 ist zylinderförmig und ist zwischen dem ersten
Verbindungsabschnitt 14 und dem Übertragungsbauteil 49 auf
solch eine Weise zwischengelegt, dass es exzentrisch relativ zu
der Zentrumsachse „O" ist.
-
Ein
Endabschnitt des beweglichen Bauteils 44 ist jeweils mit
dem entsprechenden Führungsdurchgang 42 in
Eingriff, wodurch ein Drehkörperpaar
dazwischen ausgebildet wird. Der andere Endabschnitt des beweglichen
Bauteils 44 ist mit dem ersten und dem zweiten Arm 20, 21 in
Eingriff, wodurch ein Drehkörperpaar
dazwischen ausgebildet wird.
-
Wie
in den 2 und 5 gezeigt ist, ist das Ringzahnrad 45 ein
Hohlrad, dessen Kopfkreis innerhalb eines Fußkreises ist, und ist axial
an der Innenwand des Eingangsabschnitts 13 fixiert. Das
Ringrad 45 kann um die Zentrumsachse „O" mit dem Kettenrad 11 drehen.
-
Die
Eingangswelle 46 ist mit der Motorwelle 33 des
elektrischen Motors 30 auf solch eine Weise verbunden,
dass sie bezüglich
der Zentrumsachse „O" exzentrisch ist.
In 5 repräsentiert
ein Punkt „P" einen Zentrumspunkt
der Eingangswelle 46.
-
Das
Planetenrad 47 ist ein Außenzahnrad (außenverzahntes
Zahnrad), dessen Kopfkreis außerhalb
eines Fußkreises
ist.
-
Ein
Krümmungsradius
des Kopfkreises des Planetenrads 47 ist kleiner als ein
Krümmungsradius des
Fußkreises
des Ringrads 45. Die Anzahl der Zähne des Planetenrads 47 ist
um einen Zahn geringer als die des Ringrads 45. Das Planetenrad 47 ist innerhalb
des Ringrads 45 derart angeordnet, dass es mit dem Ringrad 45 in
Eingriff steht. Das Planetenrad 47 ist dazu im Stande,
die Sonnen- und Planetenbewegung bezüglich des Ringrads 45 als
das Sonnenrad auszuführen.
Die Eingangswelle 46 ist mit einem inneren Randbereich
des Planetenrads 47 durch die Lagerung 48 im Eingriff,
so dass die Motorwelle 33, die mit der Eingangswelle 46 verbunden
ist, dazu im Stande ist, in den Richtungen X, Y relativ zu dem Kettenrad 11 zu
drehen.
-
Das Übertragungsbauteil 49 ist
eine kreisförmige
Platte, welche koaxial zu dem Führungsbauteil 41 ist
und an der gegenüberliegenden
Seite des Arms 20, 21 jenseits des Führungsbauteils 41 angeordnet
ist. Das Übertragungsbauteil 49 ist
mit dem Führungsbauteil 41 in
Eingriff und daran fixiert, so dass das Übertragungsbauteil 49 um
die Zentrumsachse „O" mit dem Führungsbauteil 41 in
den Richtungen X, Y relativ zu dem Kettenrad 11 drehen
kann. Das Übertragungsbauteil 49 ist
mit einer Vielzahl von zylindrischen Eingriffsbohrungen 49a vorgesehen, welche
durch das Übertragungsbauteil 49 in
dessen Dickenrichtung hindurch gehen. Jede der Eingriffsbohrungen 49a ist
um die Zentrumsachse „O" herum in regelmäßigen Intervallen
angeordnet. Das Planetenrad 47 ist mit einer Vielzahl von
Eingriffsvorsprüngen 47a vorgesehen,
welche um den Zentrumspunkt „P" herum in regelmäßigen Intervallen
angeordnet sind, so dass diese mit den Eingriffsbohrungen 49a eingreifen.
-
Wenn
die Motorwelle 33 nicht relativ zu dem Kettenrad 11 dreht,
dreht das Planetenrad 47 mit dem Kettenrad 11 und
der Eingangswelle 46, das mit dem Ringrad 45 in
Eingriff steht. Die Eingriffsvorsprünge 47a drücken den
inneren Randbereich der Eingriffsbohrung 49 in Richtung
der Drehrichtung, so dass das Übertragungsbauteil 49 und
das Führungsbauteil 41 drehen,
wodurch die Drehphase relativ zu dem Kettenrad 11 gehalten
wird. Zu diesem Zeitpunkt gleitet keines der beweglichen Bauteile 44 in
den Führungsdurchgängen 42 und
dreht mit dem Führungsbauteil 41,
wodurch eine Strecke von der Achse „O" gehalten wird.
-
Wenn
die Motorwelle 33 in der Verzögerungsrichtung Y relativ zu
dem Kettenrad 11 dreht, dreht das Planetenrad 47 im
Uhrzeigersinn in 5 relativ zu der Eingangswelle 46, um
die Eingriffsposition mit dem Ringrad 45 zu ändern. Da
sich die Druckkraft, mit welcher die Eingriffsvorsprünge 47a den
inneren Randbereich der Eingriffsbohrungen 49a in der Drehrichtung
drücken,
erhöht,
drehen das Übertragungsbauteil 49 und
das Führungsbauteil 41 in
der Vorsetzrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11. Zu diesem
Zeitpunkt gleiten die beweglichen Bauteile 44 in den Führungsdurchgängen 42 auf
solch eine Weise, dass sie von der Zentrumsachse „O" abseits sind.
-
Wenn
die Motorwelle in der Vorsetzrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11 dreht,
dreht das Planetenrad 47 im Gegenuhrzeigersinn in 5 relativ
zu der Eingangswelle 46 zum Ändern der Eingriffsposition.
Da die Eingriffsvorsprünge 47a den
inneren Randbereich der Eingriffsbohrungen 49 in der Gegenrichtung
der Drehrichtung drücken,
drehen das Übertragungsbauteil 49 und
das Führungsbauteil 41 in
der Verzögerungsrichtung
Y relativ zu dem Kettenrad 11. Zu diesem Zeitpunkt gleiten
die beweglichen Bauteile 44 in den Führungsdurchgängen 42 auf solch
eine Weise, dass sie nahe der Zentrumsachse „O" sind.
-
Wie
oben beschrieben ist, wandelt der Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 die
Drehbewegung des elektrischen Motors 30 in die Gleitbewegung
des beweglichen Bauteils 44 um. Der elektrische Motor 30 und
der Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 entsprechen einer
Steuerungseinrichtung, welche die Bewegung des Drehkörperpaars 22 steuert.
Das Drehkörperpaar 22 hat
das bewegliche Bauteil 44.
-
Unter
Bezugnahme auf die 1, 2, 6 und 7 wird
eine Anordnung des Phaseneinstellmechanismus 10 nachstehend
beschrieben. 1 zeigt eine Situation, bei
welcher die Ausgangswelle 16 am meisten verzögert relativ
zu dem Kettenrad 11 ist, wobei 6 eine Situation
zeigt, bei welcher die Ausgangswelle 16 am meisten relativ
zu dem Kettenrad 11 vorgesetzt ist.
-
Bei
dem Phaseneinstellmechanismus 10 ist der erste Arm 20 eine
bogenförmige
Platte, welche entsprechend beiden Seiten jenseits der Zentrumsachse „O" vorgesehen ist.
Der erste Verbindungsabschnitt 14 ist eine kreisförmige Platte,
welche die gleiche Achse wie die Ausgangswelle 16 hat.
Der erste Arm 20 ist mit dem ersten Verbindungsabschnitt 14 bei
zwei Positionen jenseits der Zentrumsachse „O" durch ein erstes Wellenbauteil 23 verbunden.
Das erste Wellenbauteil 23 ist eine zylindrische Säule, welche
zu der Zentrumsachse „O" exzentrisch ist. Der
erste Verbindungsabschnitt 14 und der erste Arm 20 bilden
ein Drehkörperpaar 24 aus,
welches als ein erstes Paar 24 nachstehend bezeichnet wird.
-
Der
zweite Arm 21 ist eine bogenförmige Platte, welche entsprechend
beiden Seiten jenseits die Zentrumsachse „O" vorgesehen ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 18 weist
zwei Platten auf, welche in einer Radialrichtung von dem fixierten
Abschnitt 17 hervorstehen. Ein Ende des zweiten Arms 21 ist
mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 18 durch ein zweites
Wellenbauteil 25 verbunden. Das zweite Wellenbauteil ist
eine zylindrische Säule,
welche zu der Zentrumsachse „O" exzentrisch ist.
Der zweite Verbindungsabschnitt 18 und der zweite Arm 21 bilden
ein Drehkörperpaar 26 aus,
welches nachstehend als zweites Paar 26 bezeichnet wird.
Die Strecken von der Zentrumsachse „O" zu jedem zweiten Paar 26 sind
einander gleich.
-
Das
andere Ende des ersten Arms 20 und das andere Ende des
zweiten Arms 21 sind miteinander durch das bewegliche Bauteil 44 verbunden,
wodurch ein Drehkörperpaar 22 ausgebildet
wird. Das Drehkörperpaar 22 wird
als ein drittes Paar 22 nachstehend bezeichnet.
-
Bei
dem Phaseneinstellmechanismus 10 ändern sich die Positionen des
ersten bis dritten Paars 24, 26, 22 nicht,
wenn die Strecke zwischen der Zentrumsachse „O" und dem beweglichen Bauteil 44 konstant
ist. Bei Halten der Drehphase relativ zu dem Kettenrad 11 dreht
die Ausgangswelle 16 mit der Nockenwelle 2 derart,
dass die Drehphase der Nockenwelle 2 relativ zu der Kurbelwelle
konstant gehalten wird.
-
Wenn
die Strecke zwischen der Zentrumsachse „O" und dem beweglichen Bauteil 44 länger gemacht
wird, wenn beispielsweise der Phaseneinstellmechanismus 10 von
einem Modus, der in 6 gezeigt ist, zu einem Modus,
der in 1 gezeigt ist, variiert wird, dreht der erste
Arm 20 um das erste Wellenbauteil 23 und das bewegliche
Bauteil 24 relativ zu dem ersten Verbindungsabschnitt 14 und
dem zweiten Arm 21. Zur gleichen Zeit dreht der zweite Arm 21 um
das zweite Wellenbauteil 25 relativ zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 18 derart,
dass sich das zweite Paar 26 in die Verzögerungsrichtung Y
bewegt. Daher dreht die Ausgangswelle 16 in der Verzögerungsrichtung
Y relativ zu dem Kettenrad 11, um die Drehphase der Nockenwelle 22 relativ
zur Kurbelwelle zu verzögern.
-
Wenn
die Strecke zwischen der Zentrumsachse „O" und dem beweglichen Bauteil 44 kürzer gemacht
wird, wenn beispielsweise der Phaseneinstellmechanismus 10 von
dem Modus, der in 1 gezeigt ist, zu dem Modus,
der in 6 gezeigt ist, variiert wird, dreht der erste
Arm 20 um das erste Wellenbauteil 23 und das bewegliche
Bauteil 44 relativ zu dem ersten Verbindungsabschnitt 14 und
dem zweiten Arm 21. Zur gleichen Zeit dreht der zweite Arm 21 um
das zweite Wellenbauteil 25 relativ zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 18 derart,
dass das zweite Paar 26 sich in die Vorsetzrichtung X bewegt.
Daher dreht die Ausgangswelle 16 in der Vorsetzrichtung
X relativ zu dem Kettenrad 11, um die Drehphase der Nockenwelle 22 relativ
zur Kurbelwelle vorzusetzen.
-
Die
Anordnung des Phaseneinstellmechanismus 10 wird im Detail
nachstehend beschrieben.
-
(Erste Eigenschaft)
-
Wie
in 8 gezeigt ist, bilden eine Radiallinie, die das
erste Paar 24 und die Zentrumsachse „O" verbindet, und die andere Radiallinie,
die das zweite Paar 26 und die Zentrumsachse „O" verbindet, einen Winkel θ aus. Wenn
die Position des dritten Paars 22 (das bewegliche Bauteil 44)
um Δγ bewegt wird,
wird der Winkel θ um Δθ erhöht. Der
Winkel θ entspricht einer
relativen Drehphase zwischen dem Kettenrad 11 und der Ausgangswelle 16.
Der Änderungsbetrag Δθ entspricht
dem Änderungsbetrag
der relativen Drehphase bezüglich
dem Änderungsbetrag Δγ des dritten
Paars 22. Daher wird, sowie der Änderungsbetrag Δθ pro Einheit Änderungsbetrag Δγ kleiner wird,
die Änderung
der relativen Drehphase zwischen dem Kettenrad 11 und der
Ausgangswelle 16 kleiner.
-
Mit
solch einem Wissen wird es ersichtlich, dass sowie der Unterschied
der Länge
zwischen einer Strecke L1 und einer Strecke L2 kleiner wird, der Änderungsbetrag Δθ pro Einheit Änderungsbetrag Δγ klein wird.
Die Strecke L1 repräsentiert
eine Strecke zwischen dem ersten Paar 24 und dem dritten Paar 22 bei
dem ersten Arm 20, wobei die Strecke L2 eine Strecke zwischen
dem zweiten Paar 26 und dem dritten Paar 22 bei
dem zweiten Arm 21 repräsentiert. Wie
in 9 gezeigt ist, ist bei dem Fall, bei welchem das
Verhältnis
zwischen der Strecke L1 und der Strecke L2 innerhalb von 0,5 bis
2 liegt, der Änderungsbetrag Δθ relativ
klein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
haben der erste Arm 20 und der zweite Arm 21 im
Wesentlichen die gleiche Gestalt, so dass das Verhältnis L1/L2
zu 1 bestimmt wird.
-
(Zweite Eigenschaft)
-
10 zeigt
ein vergleichendes Beispiel, bei welchem der erste Arm 20 und
der zweiten Arm 21 derart angeordnet sind, dass das erste
Paar 24 zwischen dem zweiten Paar 26 und dem dritten
Paar 22 angeordnet ist. Die Kraft, die auf das bewegliche Bauteil 44 aufgebracht
wird, ist entlang des ersten Arms 20 und dem zweiten Arm 21 geteilt.
Insbesondere nimmt der zweite Arm 21 eine große Kraft
auf. Gemäß dem Studium
des Erfinders wird die Kraft, die auf jeden Arm 20, 21 aufgebracht
wird, klein, wenn das dritte Paar 22 zwischen dem ersten
Paar 24 und dem zweiten Paar 26 positioniert ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das dritte Paar 22 zwischen dem ersten Paar 24 und
dem zweiten Paar 26 positioniert, wie in 11 gezeigt
ist, so dass die Kraft, die auf das bewegliche Bauteil 44 aufgebracht wird,
entlang dem ersten Arm 20 und dem zweiten Arm 21 geteilt
wird, welche relativ klein sind.
-
(Dritte Eigenschaft)
-
12 zeigt
ein vergleichendes Beispiel, bei welchem der erste Arm 20 und
der zweite Arm 21 jeweils auf solch eine Weise gekrümmt sind,
dass ein Abstand an einer Linie S besteht, die das erste und das
zweite Paar 24, 26 mit dem dritten Paar 22 verbindet.
Wenn eine Kraft auf die Arme 20, 21 durch die Paare 24, 26, 22 aufgebracht
wird, entsteht eine Biegespannung in dem mittleren Abschnitt davon
entlang dem äußeren Randbereich 20a, 21a.
Gemäß dem Studium
des Erfinders wird bei dem Fall, bei welchem die Arme 20, 21 auf
solch eine Weise ausgebildet sind, dass die Linie S innerhalb des äußeren Randbereichs 20a, 21a besteht,
wie in 13 gezeigt ist, die Biegespannung
klein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Arme 20, 21 entsprechend auf solch eine
Weise ausgebildet, dass die Linie S innerhalb des äußeren Randbereichs 20a, 21a besteht,
wie in 14 gezeigt ist.
-
Gemäß dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist der Änderungsbetrag Δθ klein genug
relativ zu der Einheit Änderungsbetrag Δγ, so dass
selbst wenn die Position des dritten Paars 22 wegen der
Momentenänderung
des Verbrennungsmotors variiert wird, die Änderung der relativen Drehphase
zwischen dem Kettenrad 11 und der Ausgangswelle 16 günstig beschränkt wird.
-
Darüber hinaus
wird die Kraft, die auf die Arme 20, 21 aufgebracht
wird, verringert, so dass die Arme 20, 21 eine
hohe Haltbarkeit haben.
-
(Abwandlungen)
-
Das
Verhältnis
L1/L2 kann anders als 1 innerhalb des Bereichs 0,5 bis 2 bestimmt
werden. Alternativ kann bei dem Fall, bei welchem das Verhältnis L1/L2
innerhalb des Bereichs 0,5 bis 2 liegt, das erste Paar 24 zwischen
dem zweiten Paar 26 und dem dritten Paar 22 positioniert
sein, wie in 15 gezeigt ist. Ein Abstand
kann an der Linie S ausgebildet sein.
-
Bei
dem Fall, bei welchem das dritte Paar 22 zwischen dem ersten
Paar 24 und dem zweiten Paar 26 positioniert ist,
wird das Verhältnis
L1/L2 außerhalb
des Bereichs von 0,5 bis 2 bestimmt. Zumindest einer der Arme 20, 21 kann
auf solch eine Weise ausgebildet sein, dass der Abstand an der Linie
S ausgebildet ist.
-
Bei
dem Fall, bei welchem die Linie S innerhalb des äußeren Randbereichs 20a, 21a liegt,
wird das Verhältnis
L1/L2 außerhalb
des Bereichs von 0,5 bis 2 bestimmt. Das erste Paar 24 kann
zwischen dem zweiten Paar 26 und dem dritten Paar 22 positioniert
sein.
-
Der
Führungsdurchgang 42 kann
bogenförmig,
spiralförmig
oder eine polygonale Kurve sein. Die Anzahl der Führungsdurchgänge 42,
der beweglichen Bauteil 44 und der Arme 20, 21 kann
geändert werden.
-
Der
elektrische Motor 30 kann ein Bürstenmotor oder ein bürstenloser
Motor einer anderen Bauart sein. Bei dem Bewegungsumwandlungsmechanismus 40 kann
die Motorwelle 33 direkt mit dem Führungsbauteil 41 verbunden
sein.
-
Eine
variable Ventilzeitsteuereinrichtung hat einen Phaseneinstellmechanismus
(10). Der Phaseneinstellmechanismus (10) hat ein
erstes Drehbauteil (11) und ein zweites Drehbauteil (16),
welche jeweils synchron mit einer Antriebswelle und einer angetriebenen
Welle eines Verbrennungsmotors drehen, einen ersten Arm (20),
der drehbar mit dem ersten Drehbauteil (11) verbunden ist,
und einen zweiten Arm (21), der drehbar mit dem zweiten
Drehbauteil (16) und dem ersten Arm (20) verbunden
ist. Bei dem ersten Arm (20) ist eine Strecke zwischen
Verbindungspunkten als eine Strecke L1 definiert. Bei dem zweiten
Arm (21) ist eine Strecke zwischen Verbindungspunkten als
eine Strecke L2 definiert. Ein Verhältnis L1/L2 ist innerhalb eines
Bereichs von 0,5 bis 2 definiert.