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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuereinrichtung eines Verbrennungsmotors, die die Ventilöffnungszeit/Ventilschließzeit von zumindest entweder einem Einlassventil oder einem Auslassventil durch eine Nockenwelle mit einer Momentübertragung von einer Kurbelwelle einstellt.
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Stand der Technik
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Eine Ventilzeitsteuereinrichtung hat ein erstes Drehelement, das sich im Ansprechen auf entweder eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle dreht, und ein zweites Drehelement, das sich im Ansprechen auf die andere Welle, d.h. die Nockenwelle oder die Kurbelwelle dreht. Die Steuereinrichtung ändert eine Relativdrehphase zwischen den Drehelementen durch einen Verbindungsmechanismus, um die Ventilzeit einzustellen.
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Insbesondere ist bei einer Vorrichtung, die in der Druckschrift
JP 2005-48 707 A (
US 6 883 482 B2 ) offenbart ist, ein Verbindungsmechanismus, der durch eine Kombination aus einer ersten Verbindung, die mit einem ersten Drehelement verbunden ist, und einer zweiten Verbindung aufgebaut, die mit einem zweiten Drehelement verbunden ist, wobei die erste Verbindung in dem ersten Drehelement vorgesehen ist. Hierbei ist die erste Verbindung mit dem ersten Drehelement durch ein Umlaufpaar über eine darin sitzende Welle verbunden, und die zweite Verbindung ist mit dem zweiten Drehelement und der ersten Verbindung durch ein Umlaufpaar über die darin sitzende Welle verbunden.
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Im Allgemeinen wird eine Ventilzeitsteuereinrichtung im Ansprechen auf sich vorübergehend ändernde Betriebszustände eines Verbrennungsmotors betrieben, und daher ist ihre Betätigungshäufigkeit höher. Daher ist bei der in der Druckschrift
JP 2005-48 707 A offenbarten Vorrichtung, wenn sich jede Verbindung eines Verbindungsmechanismus relativ in Bezug auf die Welle dreht, ein Problem, dass ein Verschleiß an einer Zwischenfläche zwischen jeder Verbindung und der Welle erzeugt wird, so dass sich die Haltbarkeit verschlechtert. Dann kann ein Verfahren zum Einleiten eines Schmierfluids in das erste Drehelement, das den Verbindungsmechanismus aufnimmt, zum Zweck des Verringerns des Verschleißes in Erwägung gezogen werden, jedoch ist es lediglich mit dem Einleiten des Schmierfluids in das Drehelement schwierig, das Schmierfluid zu dem genauen Zielort, d.h. zu der Zwischenfläche zwischen jeder Verbindung und der Welle, bei dem Verbindungsmechanismus zu bringen, bei dem die Betätigungshäufigkeit höher ist.
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DE 10 2004 062 035 A1 offenbart eine Ventilzeitsteuereinrichtung mit einem ersten Drehelement; einem zweiten Drehelement; und einem Verbindungsmechanismus, der eine Verbindung aufweist, in der eine Welle sitzt, und der in dem ersten Drehelement aufgenommen ist, um eine Relativdrehphase zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement zu ändern. Am Verbindungsbereich zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement ist einen Einleitkanal vorgesehen, um ein Schmierfluid zu dem ersten Drehelement einzuleiten. Die Verbindung dreht sich relativ in Bezug auf die Welle und hat einen Förderkanal, der mit dem Einleitkanal in Verbindung steht, um das Schmierfluid von dem Einleitkanal zum Umfang der Welle zu befördern.
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JP 2004-239 231 A offenbart eine Ventilzeitsteuereinrichtung, die Ölförderkanäle am Umfang einer Welle nutzt, die radial ein die Welle umschließendes Wellenelement durchlaufen.
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Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung soll dieses Problem lösen und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilzeitsteuereinrichtung mit einer höheren Haltbarkeit zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist durch eine Ventilzeitsteuereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung steht bei einem Verbindungsmechanismus, der in einem ersten Drehelement aufgenommen ist, ein Förderkanal einer Verbindung, in der eine Welle sitzt, mit einem Einleitkanal in Verbindung, um ein Schmierfluid in das erste Drehelement einzuleiten. Folglich kann selbst dann, wenn der Verbindungsmechanismus eine höhere Betätigungshäufigkeit aufweist, das Schmierfluid von dem Einleitkanal zu dem Umfang der Welle durch den Förderkanal befördert werden, und außerdem kann das Schmierfluid, das zu dem Umfang der Welle befördert worden ist, zu einer Zwischenfläche zwischen der Verbindung und der Welle strömen, um die Zwischenfläche zu schmieren.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Daher kann der Verschleiß bei der Zwischenfläche zwischen der Verbindung und der Welle verringert werden und die Haltbarkeit von dem Verbindungsmechanismus kann verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor, in denen gleiche Teile anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet sind.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie I-I von 2, wobei eine Ventilzeitsteuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III von 2.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV von 2.
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5 zeigt eine Querschnittsansicht von einem Betriebszustand, der sich von demjenigen von 1 unterscheidet.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI von 5.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII von 6.
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8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII von 6.
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9 zeigt eine Querschnittsansicht, die 1 entspricht, wobei eine Ventilzeitsteuereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
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10 zeigt eine Querschnittsansicht von einem Betriebszustand, der sich von demjenigen in 9 unterscheidet.
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11 zeigt eine Querschnittsansicht einer Abwandlung.
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Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
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Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diejenigen Bauteile, die bei jedem Ausführungsbeispiel identisch sind, tragen identische Bezugszeichen und deren Erläuterung wird nicht wiederholt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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2 zeigt eine Ventilzeitsteuereinrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ventilzeitsteuereinrichtung ist in einem Übertragungssystem vorgesehen, das ein Moment des Verbrennungsmotors von einer Kurbelwelle zu einer Nockenwelle 2 des Verbrennungsmotors überträgt. Die Ventilzeitsteuereinrichtung 1 ändert eine relative Drehphase zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 2, um die Ventilzeit von einem Einlassventil einzustellen.
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Die Ventilzeitsteuereinrichtung 1 hat ein antreibendes Drehelement 10 (ein erstes Drehelement), ein angetriebenes Drehelement 18 (ein zweites Drehelement), eine Steuereinheit 20, einen Differentialgetriebemechanismus 30 und einen Phasenänderungsmechanismus 50.
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Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist das antreibende Drehelement 10 in einer hohlen Form als Ganzes ausgebildet und nimmt den Differentialgetriebemechanismus 30, den Phasenänderungsmechanismus 50 und dgl. auf. Das antreibende Drehelement 10 hat ein mit zwei Absätzen ausgebildetes zylindrisch geformtes Kettenrad 11 und eine in zwei Absätzen ausgebildete zylindrisch geformte Abdeckung 12. Ein Seitenendabschnitt mit einem größeren Durchmesser von dem in zwei Absätzen ausgebildeten zylindrisch ausgeformten Kettenrad 11 und ein Seitenendabschnitt mit einem größeren Durchmesser von der in zwei Absätzen ausgebildeten zylindrisch geformten Abdeckung 12 sind koaxial feststehend verschraubt.
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Das Kettenrad 11 hat einen Abschnitt 13 mit einem größeren Durchmesser, einen Abschnitt 14 mit einem kleineren Durchmesser, einen Verbindungsabschnitt 15, der eine Verbindung zwischen dem Abschnitt 13 mit dem größeren Durchmesser und dem Abschnitt 14 mit dem kleineren Durchmesser bildet, und eine Vielzahl an Zähnen 16, die an dem Verbindungsabschnitt ausgebildet sind. Die Zähne 16 sind derart ausgebildet, dass die Zähne zu ihrer Außenumfangsseite hin vorragen, und eine kreisartige Steuerkette sitzt zwischen den Zähnen 16 und einer Vielzahl an Zähnen der Kurbelwelle. Somit dreht sich, wenn das von der Kurbelwelle abgegebene Drehmoment des Verbrennungsmotors zu dem Kettenrad 11 durch die Steuerkette übertragen wird, das antreibende Drehelement 10 um eine Drehachse ”O” im Ansprechen auf die Bewegung der Kurbelwelle, während es eine relative Drehphase in Bezug auf die Kurbelwelle beibehält. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehrichtung des antreibenden Drehelements 10 die Richtung des Uhrzeigersinns in den 1 und 3.
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Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, hat das angetriebene Drehelement 18 eine Welle 17 und ein Paar an Verbindungsabschnitten 19. Die Welle 17 hat eine zylindrische Form und ist koaxial zu dem antreibenden Drehelement 10 und der Nockenwelle 2 positioniert. Ein Endabschnitt der Welle 17 ist gleitfähig und drehbar an der Innenumfangsseite des Verbindungsabschnitts 15 des Kettenrads 11 gesetzt und außerdem an einem Endabschnitt der Nockenwelle 2 verschraubt. Aus diesem Grund ist das angetriebene Drehelement 18 um die Drehachse ”O” im Ansprechen auf die Bewegung der Nockenwelle 2 drehbar, während eine relative Drehphase in Bezug auf die Nockenwelle 2 beibehalten wird, und außerdem ist das angetriebene Drehelement 18 in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 relativ drehbar. Eine Relativdrehrichtung, in der das angetriebene Drehelement 18 sich zu einer Voreilseite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 dreht, ist als eine Richtung ”X” bezeichnet und eine Relativdrehrichtung, in der das angetriebene Drehelement 18 sich zu einer Nacheilseite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 dreht, ist als eine Richtung ”Y” bezeichnet.
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Jeder der Verbindungsabschnitte 19 ist in einer flachen Plattenform ausgebildet, die radial nach außen von einem Zwischenabschnitt der Welle 17 vorragt, und ist jeweils bei einer symmetrischen um 180° gedrehten Position relativ zu der Drehachse ”O” angeordnet.
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Wie dies in 2 gezeigt ist, besteht die Steuereinheit 20 aus einem Elektromotor 21, einer Anregungssteuerschaltung 22 und dgl. Der Elektromotor 21 ist bspw. ein bürstenloser Motor oder dgl. und weist ein Motorgehäuse 23, das an dem Verbrennungsmotor durch eine (nicht dargestellte) Befestigung befestigt ist, und eine Motorwelle 24 auf, die in der normalen Richtung und in der Rückwärtsrichtung durch das Motorgehäuse 23 drehbar gestützt ist. Die Anregungssteuerschaltung 22 ist eine elektrische Schaltung, wie bspw. ein Mikrocomputer, und ist außerhalb oder innerhalb des Motorgehäuses 23 so angeordnet, dass sie mit dem Elektromotor 21 elektrisch verbunden ist. Die Anregungssteuerschaltung 22 steuert die Anregung einer Spule (diese ist nicht gezeigt) von dem Elektromotor 21 in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors oder dgl. Mit der Anregungssteuerung bildet der Elektromotor 21 ein sich drehendes Magnetfeld um die Motorwelle 24 und erzeugt ein Drehmoment in der Richtung ”X” oder ”Y” (s. 4) entsprechend einer Richtung des sich drehenden Magnetfelds zu der Motorwelle 24.
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Wie dies in den 2 und 4 gezeigt ist, ist der Differentialgetriebemechanismus 30 aus einem Außenzahnrad 31, einem Planetenträger 32, einem Innenzahnrad 33 und einem Führungsdrehelement 34 ausgebildet.
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Das Außenzahnrad 31 hat einen Kopfkreis und einen Fußkreis, der an der Außenumfangsseite des Kopfkreises ausgebildet ist. Das Außenzahnrad 31 ist koaxial zu der Abdeckung 12 vernietet, um sich möglicherweise einstückig mit dem antreibenden Drehelement 10 zu drehen.
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Der Planetenträger 32 ist in einer röhrenartigen Form als Ganzes ausgebildet und hat eine Innenumfangsfläche 35, die in einer zylindrischen Flächenform koaxial zu dem antreibenden Drehelement 10 ausgebildet ist. An der Innenumfangsfläche 35 des Planetenträgers 32 ist eine Nut 36 offen. Durch eine Verbindung 37, die in der Nut 36 sitzt, ist die Motorwelle 24 an dem Planetenträger 32 koaxial zu der Innenumfangsfläche 35 befestigt. Durch eine derartige Befestigung kann der Planetenträger 32 sich um die Drehachse ”O” im Ansprechen auf die Bewegung der Motorwelle 24 drehen und er kann sich außerdem relativ in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 drehen. Der Planetenträger 32 hat des Weiteren einen Exzenternockenabschnitt 38, der an der anderen Seite der Motorwelle 24 vorgesehen ist, und der Exzenternockenabschnitt 38 hat eine Außenumfangsfläche mit einer zylindrischen Flächenform, die in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 außerzentrisch ist.
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Das Innenzahnrad 33 ist in einer zylindrischen mit einem Boden versehenen Form ausgebildet und ist mit einem Verzahnungsabschnitt 39 versehen. Der Verzahnungsabschnitt 39 hat einen Kopfkreis und einen Fußkreis, der an der Innenumfangsseite des Kopfkreises ausgebildet ist. Der Fußkreis von dem Verzahnungsabschnitt 39 ist größer als der Kopfkreis des Außenzahnrads 31. Darüber hinaus ist die Zähnezahl von dem Verzahnungsabschnitt 39 um einen Zahn größer als die Zähnezahl des Außenzahnrads 31. Der Verzahnungsabschnitt 39 ist an der Außenumfangsseite des Außenzahnrads 31 in Bezug auf die Drehachse ”O” außermittig angeordnet und steht mit dem Außenzahnrad 31 an der anderen Seite der exzentrischen Seite in Zahneingriff.
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Ein Mittelloch 41 des Innenzahnrads 33 hat eine Form einer zylindrischen Bohrung, die zu dem Verzahnungsabschnitt 39 koaxial ist, und sitzt an der Außenumfangsseite des Exzenternockenabschnitts 38 über ein Lager 40. Das Innenzahnrad 33 ist durch den Planetenträger 32 gestützt und kann eine Planetenbewegung derart ausführen, dass es in der Drehrichtung des Exzenternockenabschnitts 38 umläuft, wobei es eine Drehung um eine exzentrische Mittellinie ”P” der Außenumfangsfläche des Exzenternockenabschnitts 38 ausführt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Aufnahmeloch 42 zu der Außenumfangsfläche des Exzenternockenabschnitts 38 offen, und in ihm ist eine U-förmige Blattfeder 43 aufgenommen. Die Blattfeder 43 drückt eine Innenumfangsfläche des Mittellochs 41 des Innenzahnrads 33 über das Lager 40. Somit steht das Innenzahnrad 33 fest in Zahneingriff mit dem Außenzahnrad 31.
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Wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das Führungsdrehelement 34 mit einer ringartigen Ringplattenform koaxial zu dem antreibenden Drehelement 10 ausgebildet. Das Führungsdrehelement 34 sitzt gleitfähig und drehbar an einer Außenumfangsseite eines Endabschnitts der Welle 17 des angetriebenen Drehelements 18 an der zu der Nockenwelle 2 entgegengesetzten Seite. Das Führungsdrehelement 34 ist um die Drehachse ”O” drehbar und außerdem in Bezug auf die Drehelemente 10 und 18 relativ drehbar. Wie dies in den 2 und 4 gezeigt ist, hat das Führungsdrehelement 34 Eingriffslöcher 48, die an neun Punkten gleichmäßig beabstandet in der Drehrichtung ausgebildet sind. Außerdem hat entsprechend zu den vorstehend beschriebenen Löchern das Innenzahnrad 33 Eingriffsvorsprünge 49. Jeder säulenartige Eingriffsvorsprung 49 ragt in jeweils ein entsprechendes Eingriffsloch 48 hinein und steht mit diesem im Eingriff.
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Bei dem Differentialgetriebemechanismus 30 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau dreht sich, wenn sich der Planetenträger 32 nicht relativ zu dem antreibenden Drehelement 10 dreht, das Innenzahnrad 33 mit dem antreibenden Drehelement 10 ohne jegliche Planetenbewegung. Jeder Eingriffsvorsprung 49 drückt ein jeweiliges Eingriffsloch 48 zu der Drehseite hin. Als ein Ergebnis davon dreht sich das Führungsdrehelement 34 im Uhrzeigersinn von 4, während eine Relativdrehphase zwischen dem Führungsdrehelement 34 und dem antreibenden Drehelement 10 beibehalten wird.
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Wenn der Planetenträger 32 sich relativ in der Richtung ”X” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 durch den Elektromotor 21 dreht, führt das Innenzahnrad 33 eine Planetenbewegung aus, während die im Zahneingriff befindlichen Zähne zwischen dem Innenzahnrad 33 und dem Außenzahnrad 31 wechseln. Daher nimmt die Kraft, mit der jeder Eingriffsvorsprung 49 ein jeweiliges Eingriffsloch 48 zu der Drehseite hin drückt, erhöht. Als eine Folge davon dreht sich das Führungsdrehelement 34 relativ in der Richtung ”X” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10.
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Wenn der Planetenträger 32 sich relativ in der Richtung ”Y” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 durch den Elektromotor 21 dreht oder ein anormales Anhalten des Elektromotors 21 während des Betriebs des Verbrennungsmotors auftritt, führt das Innenzahnrad 33 eine Planetenbewegung aus, während die im Zahneingriff befindlichen Zähne zwischen dem Innenzahnrad 33 und dem Außenzahnrad 31 wechseln. Dadurch drückt jeder Eingriffsvorsprung 49 ein jeweiliges Eingriffsloch 48 zu der rückwärtigen Drehseite hin. Als ein Ergebnis davon dreht sich das Führungsdrehelement 34 relativ in der Richtung ”Y” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, führt aufgrund der Relativdrehbewegung des Planetenträgers 32 in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 das Innenzahnrad 33 eine Planetenbewegung aus, und die Planetenbewegung wird zu dem Führungsdrehelement 34 übertragen. Somit dreht sich das Führungsdrehelement 34 relativ in Bezug auf das antreibende Drehelement 10.
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Wie dies in den 1 bis 3 und in den 5 und 6 gezeigt ist, hat der Phasenänderungsmechanismus 50 zwei Gruppen an Verbindungsmechanismen 51, einen Nutenausbildungsabschnitt 54 und ein Paar an beweglichen Wellen 55. Jeweils in den 1 bis 3 ist ein Zustand von dem Phasenänderungsmechanismus 50 gezeigt, bei dem das angetriebene Drehelement 18 sich zu der am weitesten nacheilenden Seite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 gedreht hat, und die 5 und 6 zeigen jeweils einen Zustand des Phasenänderungsmechanismus 50, bei dem das angetriebene Drehelement 18 sich zu der am weitesten voreilenden Seite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 gedreht hat. Des Weiteren ist jeweils in den 1, 3 und 5 die Schraffur zur Darstellung des Querschnitts weggelassen worden.
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Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, besteht jede Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 aus einer Kombination an zwei Arten an Verbindungen 52 und 53 und ist jeweils an einer um 180° gedrehten symmetrischen Position relativ zu der Drehachse ”O” angeordnet.
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Die erste Verbindung 52 von dem Verbindungsmechanismusabschnitt 51 bei jeder Gruppe ist mit einer flachen Plattenform so ausgebildet ist, dass sie sich in einer Bogenform erstreckt, und sie hat Paarungselemente 60 und 61 an ihren beiden Endabschnitten. Hierbei sitzt in dem Paarungselement 61 eine bewegliche Welle 55 (eine zweite Welle), die an der zweiten Verbindung 53 des Verbindungsmechanismusabschnittes 51 in der gleichen Gruppe im Presssitz sitzt und befestigt ist, relativ drehbar. Somit ist die erste Verbindung 52 mit der zweiten Verbindung 53 von dem Verbindungsmechanismusabschnitt 51 in der gleichen Gruppe durch ein Umlaufpaar über die bewegliche Welle 55 verbunden. Darüber hinaus sitzt, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, in dem Paarungselement 60 eine Welle 62 (eine erste Welle), die sich an dem Verbindungsabschnitt 15 im Presssitz befindet und befestigt ist und durch das antreibende Drehelement 10 gestützt ist, relativ drehbar. Somit ist die erste Verbindung 52 mit dem antreibende Drehelement 10 durch ein Umlaufpaar über die Welle 62 verbunden. Die Bewegung des Umlaufpaars wird in einer Art und Weise erzielt, bei der eine Fläche 52a der ersten Verbindung 52 in einem Gleitkontakt mit einer Innenwandfläche 15a des Verbindungsabschnitts 15 steht.
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Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die zweite Verbindung 53 von dem Verbindungsmechanismusabschnitt 51 bei jeder Gruppe in einer flachen Plattenform so ausgebildet, dass sie sich in der Form des Buchstabens ω erstreckt und Paarungselemente 64 und 65 an dem Zwischenabschnitt aufweist. Hierbei ist in dem Paarungselement 65 die bewegliche Welle 55 zum Ausbilden des Umlaufpaars zwischen der Verbindung 52 und der Verbindung 53 von dem Verbindungsmechanismusabschnitt 51 in der gleichen Gruppe, wie dies vorstehend erwähnt ist, pressgepasst und befestigt. Wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, sitzt in dem Paarungselement 64 relativ drehbar eine Welle 66, die an dem entsprechenden Verbindungsabschnitt 19 pressgepasst und befestigt ist und durch das angetriebene Drehelement 18 gestützt ist. Somit ist die zweite Verbindung 52 mit dem angetriebenen Drehelement 18 durch ein Umlaufpaar über die Welle 66 verbunden. Die Bewegung des Umlaufpaars wird derart erreicht, dass eine Seitenwandfläche 53a von der zweiten Verbindung 53 im Gleitkontakt mit einer Seitenwandfläche 19a des Verbindungsabschnitts 19 steht.
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Wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Nutenausbildungsabschnitt 54 durch einen Abschnitt ausgebildet, der eine Wandfläche an der von dem Innenzahnrad 33 entgegengesetzten Seite in dem Führungsdrehelement 34 aufweist. Bei dem Nutenausbildungsabschnitt 54 ist jede der Führungsnuten 58 an einer um 180° gedrehten symmetrischen Position relativ zu der Drehachse ”O” ausgebildet. Jede Führungsnut 58 erstreckt sich bei einer vorbestimmten Breite an der Außenumfangsseite der Drehachse ”O” und hat eine Kurvenform, die relativ zu einer radialen Achse des Führungsdrehelements 34 derart geneigt ist, dass ihr Abstand von der Drehachse ”O” sich in der Erstreckungsrichtung ändert. Jede Führungsnut 58 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie dies in 3 gezeigt ist, so geneigt, dass, je weiter jede Führungsnut 58 sich in der Richtung ”X” bewegt, desto weiter jede Führungsnut 58 von der Drehachse ”O” getrennt wird. Alternativ kann jede Führungsnut 58 derart geneigt sein, dass, je weiter jede Führungsnut 58 sich in der Richtung ”Y” bewegt, desto weiter jede Führungsnut 58 von der Drehachse ”O” getrennt wird. Außerdem kann jede Führungsnut 58 in beliebigen anderen Formen ausgebildet sein, wie bspw. eine lineare Form, außer der in 3 gezeigten gekrümmten Form (Kurvenform).
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Wie dies in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist jede bewegliche Welle 55 zu einer zylindrischen Welle ausgebildet, die in Bezug zu der Drehachse ”O” außermittig ist. Ein Endabschnitt jeder beweglichen Welle 55 sitzt gleitfähig in jeder entsprechenden Führungsnut 58. Der andere Endabschnitt jeder beweglichen Welle 55 sitzt relativ drehbar in dem Paarungselement 61 der ersten Verbindung 52, die die entsprechend Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 bildet. Der Zwischenabschnitt von jeder beweglichen Welle 55 ist an dem Paarungselement 65 der zweiten Verbindung 53 pressgepasst und befestigt, die die entsprechende Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 bildet.
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Wenn bei dem Phasenänderungsmechanismus 50, der den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, das Führungsdrehelement 34 die relative Drehphase zwischen dem Führungsdrehelement 34 und dem antreibenden Drehelement 10 beibehält, wird jede bewegliche Welle 55 nicht in der Führungsnut 58 geführt, sondern dreht sich mit dem Führungsdrehelement 34. Zu diesem Zeitpunkt wird bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 eine Relativpositionsbeziehung zwischen der Verbindung 52 und der Verbindung 53 nicht geändert. Daher dreht sich das angetriebene Drehelement 18 im Uhrzeigersinn in 3, während eine Relativdrehphase zwischen dem angetriebenen Drehelement 18 und dem antreibenden Drehelement 10 beibehalten wird. Die relative Drehphase der Nockenwelle 2 in Bezug auf die Kurbelwelle, d.h. die Ventilzeit, wird beibehalten.
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Wenn das Führungsdrehelement 34 sich relativ in der Richtung ”X” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 dreht, gleitet jede bewegliche Welle 55 derart, dass jede bewegliche Welle 55 sich der Drehachse ”O” in jeder Führungsnut 58 nähert. Zu diesem Zeitpunkt treibt jede bewegliche Welle 55 in drehbarer Weise die erste Verbindung 52 von der entsprechenden Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 an, wobei die Welle 62 als ein Drehpunkt dient, und gleichzeitig wird sie so versetzt, dass sich der Abstand zwischen jeder beweglichen Welle 55 und der Drehachse ”O” verringert. Als ein Ergebnis davon wird die zweite Verbindung 53 von jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 durch jede bewegliche Welle 55 so gedrückt, dass sie mit jedem Verbindungsabschnitt 19 in der Richtung ”X” angetrieben wird. Daher dreht sich das angetriebene Drehelement 18 zu der Voreilseite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10, und gleichzeitig wird die Ventilzeit zu einem Voreilen gebracht.
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Wenn das Führungsdrehelement 34 sich relativ in der Richtung ”Y” in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 dreht, gleitet jede bewegliche Welle 55 derart, dass jede bewegliche Welle 55 von der Drehachse ”O” in jeder Führungsnut 58 entfernt ist. Gleichzeitig treibt jede bewegliche Welle 55 in drehbarer Weise die erste Verbindung 52 von der entsprechenden Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 an, wobei die Welle 62 als ein Drehpunkt dient, und gleichzeitig wird sie so versetzt, dass der Abstand zwischen jeder beweglichen Welle 55 und der Drehachse ”O” zunimmt. Als ein Ergebnis davon wird die zweite Verbindung 52 von jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 durch jede bewegliche Welle 55 so gezogen, dass sie mit jedem Verbindungsabschnitt 19 in der Richtung ”Y” angetrieben wird. Daher dreht das angetriebene Drehelement 18 sich zu der Nacheilseite in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 und gleichzeitig wird die Ventilzeit zu einem Nacheilen gebracht.
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Wie vorstehend beschrieben, treibt jede bewegliche Welle 55 die Verbindungen 52 und 53 von jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 an, während sie gemäß der relativen Drehbewegung von dem Führungsdrehelement 34 in Bezug auf das antreibende Drehelement 10 versetzt wird. Dadurch wird die Relativdrehphase zwischen dem Drehelement 10 und dem Drehelement 18, d.h. die Ventilzeit, geändert.
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Nachstehend sind die Eigenschaften der Drehkörper 10 und 18 und der Verbindungsmechanismen 51 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 1 und 2 und auf die 5 bis 8 erläutert. In den 7 und 8 ist, wie auch in den 1 und 5, die Schraffur zur Darstellung eines Querschnitts weggelassen worden.
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Wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist, hat das Kettenrad 11 von dem antreibenden Drehelement 10 einen ersten Einführkanal 70, um ein Schmieröl zu dem antreibenden Drehelement 10 einzuleiten. Genauer gesagt ist in dem Kettenrad 11 jeder der ersten Einführkanäle oder Einleitkanäle 70 bei einer um 180° gedrehten symmetrischen Position relativ zu der Drehachse ”O” vorgesehen. Der erste Einleitkanal 70 ist im Inneren eines Einleitlochs 72 und einer Einleitnut 73 ausgebildet. Jeder Kanal 70 steht mit einem Lieferkanal 6 in Verbindung, durch den das Schmieröl von einer Pumpe 4 für den Verbrennungsmotor geliefert wird. Hierbei durchdringt das Einleitloch 72 den Abschnitt 14 mit dem kleineren Durchmesser und den Verbindungsabschnitt 15 von dem Kettenrad 11 schräg relativ zu der Drehachse ”O”. Darüber hinaus ist die Einleitnut 73, die mit dem Einleitloch 72 verbunden ist, zu der Innenwandfläche 15a des Verbindungsabschnitts 15 offen und erstreckt sich von der Verbindungsseite mit dem Einleitloch 72 zu dem Umfang der Welle 62. Wie dies in den 1, 5 und 6 gezeigt ist, ist in einem beliebigen Betriebszustand der Verbindungsmechanismen 51 (nachstehend ist dies der Einfachheit halber als ein beliebiger Betriebszustand bezeichnet) ein Teil der Öffnung der Einleitnut 73 durch die Seitenwandfläche 52a der entsprechenden ersten Verbindung 52 bedeckt.
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Wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist, hat das angetriebene Drehelement 18 einen zweiten Einleitkanal 71, der das Schmieröl zu dem antreibenden Drehelement 10 einleitet. Genauer gesagt ist jeder der zweiten Einleitkanäle 71 an einer unter 180° gedrehten symmetrischen Position relativ zu der Drehachse ”O” in dem angetriebenen Drehelement 18 vorgesehen. Jeder zweite Einleitkanal 71 ist im Inneren eines Einleitlochs 74 ausgebildet und steht mit dem Lieferkanal oder Zuführkanal 6 der Nockenwelle 2 in Verbindung. Hierbei durchdringt das Einleitloch 74 die Welle 17 von dem angetriebenen Drehelement 18 und den entsprechenden Verbindungsabschnitt 19 schräg relativ zu der Drehachse ”O”. Ein Endabschnitt des Einleitlochs 74 ist zu der Seitenwandfläche 19a des Verbindungsabschnitts 19 hin offen. Wie dies in den 1, 5 und 6 gezeigt ist, ist in einer beliebigen Betriebsposition ein Teil der Öffnung von dem Einleitloch 74 durch die Seitenwandfläche 53a von der entsprechenden zweiten Verbindung 53 bedeckt.
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Wie dies in den 2, 6 und 8 gezeigt ist, hat die erste Verbindung 52 von jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 einen ersten Lieferkanal oder Zuführkanal 80, der das Schmieröl zu dem Umfang sowohl der Welle 62 als auch der beweglichen Welle 55 befördert, die in dieser sitzen. Genauer gesagt ist der erste Förderkanal oder Lieferkanal 80 im Inneren der Fördervertiefungen 82, 83 und einer Fördernut 84 ausgebildet. Der Kanal 80 steht mit dem entsprechenden ersten Einleitkanal 70 in Verbindung. Hierbei ist die Fördervertiefung 82 zu einer ringartigen Form so ausgebildet, dass die den Umfang der Welle 62 bei dem Paarungselement der ersten Verbindung 52 umgibt und zu der Seitenwandfläche 52a der ersten Verbindung 52 offen ist. Des Weiteren ist die Fördervertiefung 83 in einer ringartigen Form so ausgebildet, dass sie den Umfang der beweglichen Welle 55 bei dem Paarungselement 61 der ersten Verbindung 52 umgibt und zu der Seitenwandfläche 52a hin offen ist.
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Darüber hinaus ist die Fördernut 84 in einer bogenartigen Form so ausgebildet, dass sie die Fördervertiefung 82 und die Fördervertiefung 83 bei der ersten Verbindung 52 verbindet und zu der Seitenwandfläche 52a hin offen ist. Wie dies in den 1, 5 und 6 gezeigt ist, ist in jedem Betriebszustand ein Teil der Öffnung von der Fördervertiefung 82 einem Teil der Öffnung der entsprechenden Einleitnut 73 zugewandt. In jedem Betriebszustand ist der restliche Teil der Öffnung von der Fördervertiefung 82 durch die Innenwandfläche 15a von dem Verbindungsabschnitt 15 bedeckt. Andererseits ist, wie dies in den 1, 2 und 5 gezeigt ist, in jedem beliebigen Betriebszustand die Öffnung von der Fördervertiefung 83 vollständig durch die Innenwandfläche 15a des Verbindungsabschnitts 15 bedeckt. Darüber hinaus ist mit Ausnahme eines spezifischen Betriebszustandes von dem Verbindungsmechanismusteil 51, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, die Öffnung von der Fördernut 84 vollständig durch die Innenwandfläche 15a des Verbindungsabschnitts 15 bedeckt. Außerdem ist bei dem spezifischen Betriebszustand, der in den 5 und 6 gezeigt ist, die Öffnung von der Fördernut 84 teilweise der Öffnung von jedem entsprechenden Einleitloch 72 und entsprechender Einleitnut 73 zugewandt.
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Wie dies in den 6 und 8 gezeigt ist, hat die zweite Verbindung 53 von jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 einen zweiten Förderkanal 81, der das Schmieröl zu dem Umfang der Welle 66 befördert, die in der zweiten Verbindung 53 sitzt. Insbesondere ist der zweite Förderkanal 81 im Inneren einer Fördervertiefung 86 ausgebildet und steht mit dem entsprechenden zweiten Einleitkanal 71 in Verbindung. Hierbei ist die Fördervertiefung 86 in einer ringartigen Form so ausgebildet, dass sie den Umfang der Welle 66 bei dem Paarungselement 64 der zweiten Verbindung 53 umgibt, und sie ist zu der Seitenwandfläche 53a der zweiten Verbindung 53 hin offen. Wie dies in den 1, 5 und 6 gezeigt ist, ist in jedem beliebigen Betriebszustand ein Teil der Öffnung von der Fördervertiefung 86 dem entsprechenden Einleitloch 74 zugewandt und darüber hinaus ist in jedem beliebigen Betriebszustand der restliche Teil der Öffnung von der Fördervertiefung 86 durch die Seitenwandfläche 19a des entsprechenden Verbindungsabschnitts 19 bedeckt.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist in jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 die Öffnung der Fördervertiefung 82 der Öffnung der entsprechenden Einleitnut 73 in jedem beliebigen Betriebszustand zugewandt. Der erste Förderkanal 80 in der Fördervertiefung 82 steht stets mit dem ersten Einleitkanal 70 in der entsprechenden Nut 73 in Verbindung. Anders ausgedrückt steht der erste Förderkanal 80 stets mit dem ersten Einleitkanal 70 an dem Umfang der Welle 62 in Verbindung, an der die Fördervertiefung 82 vorgesehen ist. Bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 wird das Schmieröl, das zu dem ersten Einleitkanal 70 durch den Lieferkanal 6 geliefert wird, zu dem Umfang der Welle 62 durch den ersten Förderkanal 80 in der Fördervertiefung 82 befördert. Des Weiteren wird bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 das Schmieröl von dem Umfang der Welle 62 zu dem Umfang der beweglichen Welle 55 durch den ersten Förderkanal 80 in der Fördernut 84 und der Fördervertiefung 83 befördert. Das Schmieröl, das zu dem Umfang sowohl der Welle 62 als auch der beweglichen Welle 55 befördert wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, strömt in einer Zwischenfläche (Grenzfläche) zwischen jedem der Wellenkörper 62 und 55 und der ersten Verbindung 52, um so einen möglichen Verschleiß der Zwischenfläche zu verringern und daher kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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Außerdem ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 die Öffnung der Fördervertiefung 86 der Öffnung von dem entsprechenden Einleitloch 74 in jedem beliebigen Betriebszustand zugewandt. Daher steht der zweite Förderkanal 81 in der Fördervertiefung 86 stets mit dem zweiten Einleitkanal 71 in dem entsprechenden Loch 74 in Verbindung. D. h., der zweite Förderkanal 81 steht stets mit dem zweiten Einleitkanal 71 an dem Umfang der Welle 66 in Verbindung, an dem die Fördervertiefung 86 vorgesehen ist. Folglich wird bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 das Schmieröl, das zu dem zweiten Einleitkanal 71 geliefert wird, zu dem Umfang der Welle 66 durch den zweiten Förderkanal 81 in der Fördervertiefung 86 befördert. Das Schmieröl, das zu dem Umfang der Welle 66 befördert worden ist, strömt in einer Zwischenfläche (Grenzfläche) zwischen der Welle 66 und der zweiten Verbindung 53, um einen möglichen Verschleiß bei der Zwischenfläche zu verringern, und daher kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Eine Ventilzeitsteuereinrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den 9 und 10 gezeigt. In den 9 und 10 ist die Schraffur zur Darstellung des Querschnitts weggelassen worden.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Öffnung von jeder Einleitnut 112, die jeden ersten Einleitkanal 110 ausbildet, so vorgesehen, dass er einem Teil der Öffnung der Fördernut 84 der entsprechenden Verbindung 52 einander im Betriebszustand zugewandt ist. Bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 steht der erste Förderkanal 80 in der Fördernut 84 stets mit dem ersten Einleitkanal 110 in der entsprechenden Einleitnut 112 in Verbindung. Anders ausgedrückt steht der erste Förderkanal 80 stets mit dem ersten Einleitkanal 110 zwischen der Fördervertiefung 82 an dem Umfang der Welle 62 und der Fördervertiefung 83 an dem Umfang der beweglichen Welle 55 in Verbindung. Dadurch wird bei jeder Gruppe der Verbindungsmechanismen 51 das Schmieröl, das zu dem ersten Einleitkanal 110 geliefert worden ist, verteilt und durch den ersten Förderkanal 80 zu dem Umfang von sowohl der Welle 62 als auch der beweglichen Welle 55 befördert. Daher kann sauberes Schmieröl, das von dem ersten Einleitkanal 110 eingeleitet worden ist, an einer Zwischenfläche (Grenzfläche) zwischen der ersten Verbindung 52 und der Welle 62 und gleichzeitig an einer Zwischenfläche (Grenzfläche) zwischen der ersten Verbindung 52 und der beweglichen Welle 55 strömen, wobei daher verhindert werden kann, dass der Schmierzustand zwischen den Zwischenflächen unterschiedlich wird.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist eine Vielzahl an Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erläutert, jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele alleine beschränkt sein und kann auf verschiedene Arten an Ausführungsbeispielen angewendet werden, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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Bspw. kann die Gestaltung derart sein, dass bei der ersten Verbindung 52 in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Welle 62 und der Welle 55 die Fördernut 84, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, nicht vorgesehen ist, und die Fördervertiefung 82 und die Fördervertiefung 83 können direkt miteinander verbunden sein.
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Des Weiteren kann ähnlich wie bei der Fördernut 84 bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Fördernut, die mit der Fördervertiefung 86 verbunden ist, bei der zweiten Verbindung 53 vorgesehen sein, und die Öffnung der Fördernut bei der zweiten Verbindung 53 kann dem Einleitloch 74 von dem angetriebenen Drehelement 18 zugewandt sein.
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Darüber hinaus kann, ähnlich wie bei der Einleitnut 73, bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Einleitnut, die mit dem Einleitloch 74 verbunden ist, bei dem angetriebenen Drehelement 18 vorgesehen sein, und die Öffnung von der Einleitnut bei dem Drehelement 18 kann der Fördervertiefung 86 von der zweiten Verbindung 53 oder der Fördernut der zweiten Verbindung 53 zugewandt sein, wie dies vorstehend als eine Abwandlung beschrieben ist.
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Darüber hinaus können die Förderkanäle 80 und 81 bspw. im Inneren eines Lochs ausgebildet sein, das jede der Verbindungen 52 und 53 durchdringt, außer dass sie jeweils bei jeder der Vertiefungen 82, 83 und 86 und der Nut 84 ausgebildet sind, die durch jeweils die Wandflächen 15a und 19a, wie dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, bedeckt sind.
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Außerdem kann im Gegensatz zu dem Fall des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels das Drehelement 10 im Ansprechen der Bewegung auf die Nockenwelle 2 gedreht werden, und das Drehelement 18 kann im Ansprechen auf die Bewegung der Kurbelwelle gedreht werden.
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Außerdem kann, wie dies in 11 gezeigt ist, ein Außenzahnrad 200, das den Eingriffsvorsprung 49 aufweist und durch den Planetenträger 32 gestützt ist, anstelle des Innenzahnrades 33 gemäß dem ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Gleichzeitig kann ein Innenzahnrad 202, das mit dem Außenzahnrad 200 in Zahneingriff gelangen soll, an dem Drehelement 10 anstelle des Außenzahnrades 33 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
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Darüber hinaus können anstelle des Elektromotors 21 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eine elektromagnetische Bremsvorrichtung, ein Hydraulikmotor oder dgl. angewendet werden, der ein Bremselement zum Drehen durch die Übertragung des Kurbelwellenantriebsmomentes und ein Solenoid zum magnetischen Anziehen des Bremselements hat, und ein Bremsmoment, das bei dem Bremselement erzeugt wird, das durch den Solenoid magnetisch angezogen wird, als ein Drehelement erzeugt.
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Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei einer Vorrichtung angewendet werden, die die Ventilzeit von einem Auslassventil einstellt, oder sie kann bei einer Vorrichtung angewendet werden, die die Ventilzeit von sowohl dem Einlassventil als auch dem Auslassventil einstellt.
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Die Ventilzeitsteuereinrichtung ist mit dem ersten Drehelement 10, das sich im Ansprechen auf die Bewegung der Kurbelwelle dreht, und dem zweiten Drehelement 18 versehen, das sich im Ansprechen auf die Bewegung der Nockenwelle dreht. Der Verbindungsmechanismus 51 ändert die Relativdrehphase zwischen dem ersten und dem zweiten Drehelement 10, 18. Das erste und das zweite Drehelement 10, 18 haben Einleitkanäle 70, 71, die ein Schmierfluid in das erste Drehelement 10 einleiten. Bei dem Verbindungsmechanismus 51 sind Wellen 55, 62, 66 in den Verbindungen 52, 53 eingepasst. Die Verbindungen 52, 53 drehen sich relativ in Bezug auf die Welle 55, 62, 66 und haben Förderkanäle 80, 81, die mit den Einleitkanälen 70, 71 in Verbindung stehen und das Schmierfluid von den Einleitkanälen 70, 71 zu dem Umfang der Welle 55, 62, 66 befördern.
