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Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor, der Ventilansteuerausgaben kontinuierlich steuert.
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Ein in einem Automobil eingebauter Hubkolbenmotor (Verbrennungsmotor) ist in seinem Zylinderkopf mit einem variablen Ventiltrieb versehen, der mindestens die Ventileigenschaften eines Einlaßventils zwecks Adressierung von Motorabgas und Verbesserung von Pumpverlust kontinuierlich steuert.
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Als variabler Ventiltrieb dieser Art kommt ein variables Ventilsystem zur Anwendung, bei dem mindestens ein Ventilhubbetrag des Einlaßventils kontinuierlich geändert wird, um eine Einlaßluftmenge zu ermöglichen. Viele der variablen Ventilsysteme haben einen Aufbau, bei dem die Ventilansteuerausgaben (Ventilhubbetrag, Öffnungs-/Schließzeit, Ventilöffnungsdauer usw.) in Übereinstimmung mit einer Schwenkverschiebung kontinuierlich variiert werden, die von einer Steuerwelle eingegeben wird (siehe z. B. die
JP 2005-299536 A ).
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Allgemein werden Eingaben der Steuerwelle des variablen Ventiltriebs über einen Aufbau erreicht, bei dem am Zylinderkopf ein als Drehantriebsquelle dienender Elektromotor und ein Übertragungsmechanismus zum auf die Steuerwelle erfolgenden Übertragen der Steuerdrehung angebaut sind, die von einer Ausgangswelle des Motors ausgegeben wird. Zu Aufbauten variabler Ventiltriebe gehören z. B. ein Aufbau, bei dem eine durch Kombinieren einer Kugelgewindespindel und eines Elektromotors zum Antreiben der Gewindespindel erhaltene Einheit an einem Zylinderkopf befestigt ist und die Steuerdrehung des Motors zu einer Steuerwelle über eine Kugelmutter übertragen wird, die auf die Kugelgewindespindel geschraubt ist (siehe die
JP 2004-332549 A ), ein Aufbau, bei dem eine durch Kombinieren einer Schneckenwelle und eines Elektromotors zum Antreiben der Schneckenwelle erhaltene Einheit an einem Zylinderkopf befestigt ist und die Steuerdrehung des Motors zu einer Steuerwelle über eine Verbindung bzw. ein Gelenk übertragen wird, das auf die Schneckenwelle geschraubt ist (siehe die
JP 2005-42642 A ), usw.
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Ein variabler Ventiltrieb muß leicht reparierbar und austauschbar sein. Bevorzugt ist insbesondere, daß ein Elektromotor als wichtige Komponente des variablen Ventiltriebs schnell repariert oder ausgetauscht werden kann.
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Allerdings ist der Elektromotor des variablen Ventiltriebs in einem Übertragungsmechanismus so eingebaut, daß er zusammen mit der Kugelgewindespindel oder der Schneckenwelle unverwechselbar positioniert ist (siehe die
JP 2004-332549 A und
JP 2005-42642 A ). Sobald der Motor zur Reparatur oder zum Austausch aus dem Übertragungsmechanismus entfernt wurde, ist es aus diesem Grund schwierig, den Motor wieder so einzurichten, daß er zur Achse der Kugelgewindespindel oder Schneckenwelle mit hoher Genauigkeit ausgerichtet ist. Besonders wenn Eingangswellen des Übertragungsmechanismus, u. a. die Kugelgewindespindel und Schneckenwelle, falsch positioniert sind, wenn der Motor nach Reparatur oder Austausch wieder am Zylinderkopf plaziert ist, wird leicht übermäßige Reibung in Gleitabschnitten des Übertragungsmechanismus verursacht. Für einen variablen Ventiltrieb, der die Öffnungs-/Schließzeit und den Ventilhubbetrag eines Einlaß-(oder Auslaß-)Ventils kontinuierlich variiert, ist erforderlich, daß er eine hohe bzw. schnelle Reaktion hat, um variable Steuerung an der Öffnungs-/Schließzeit und am Ventilhubbetrag gemäß einem Motorlastzustand (Betriebszustand eines Automobils) schnell und kontinuierlich zu implementieren. Wird aber die übermäßige Reibung erzeugt, beeinträchtigt sie die Steuerreaktion, und die Motorleistung kann nicht voll ausgeübt werden. Zudem beeinflußt die übermäßige Reibung die Dauerbeständigkeit des variablen Ventiltriebs.
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Ein Gedanke zur Lösung dieses Problems ist, den Motor an einem Zylinderblock als getrennten Körper vom Übertragungsmechanismus abnehmbar zu befestigen, statt eine Einheitskonstruktion zu bilden.
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Allerdings kann die lästige Achsenausrichtung zum Ausrichten der Achse der Ausgangswelle des Motors zu einer Eingangswelle des Übertragungsmechanismus nicht einfach beseitigt werden, indem der Motor abnehmbar gestaltet ist. Dann ist es unmöglich, eine Steuerreaktionsbeeinträchtigung und einen Einfluß auf die Dauerbeständigkeit des variablen Ventiltriebs zu vermeiden.
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Weiterhin liegen die Motoren der variablen Ventiltriebe unterhalb der genutzten Übertragungsmechanismen (siehe die
JP 2004-332549 A und
JP 2005-42642 A ). Daher kommt es beim Abbau der Motoren leicht zu Schmierölaustritt, was Umweltbelastung erzeugt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen variablen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, bei dem eine Drehantriebsquelle angebaut und abgebaut werden kann, ohne einen Übertragungsmechanismus und die Umwelt zu beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird durch einen variablen Ventiltrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Zur Lösung dieser Aufgabe hat der erfindungsgemäße variable Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor insbesondere ein variables Ventilsystem, das an einem Zylinderkopf befestigt ist und eine variable Steuerung an Ventilansteuerausgaben in Übereinstimmung mit Verschiebung implementiert, die in ein Steuereingangsteil eingegeben wird; eine Drehantriebsquelle, die Steuerdrehung zum Einstellen von Ventileigenschaften von einer Ausgangswelle ausgibt; und einen Übertragungsmechanismus, der auf der Seite des variablen Ventilssystems liegt, die von der Ausgangswelle ausgegebene Steuerdrehung mit einer Eingangswelle empfängt und die Steuerdrehung zum Steuereingangsteil überträgt. Die Drehantriebsquelle ist an einem Motorkörper abnehmbar befestigt. Die Ausgangswelle der Drehantriebsquelle ist mit der Eingangswelle durch Verwendung einer Kupplung gekuppelt, die die Ausgangswelle zur Eingangswelle bewegt und die Ausgangswelle mit der Eingangswelle ausrückbar kuppelt. Die Kupplung überträgt die Drehung der Ausgangswelle zur Eingangswelle, während sie Fehlausrichtung zwischen der Ausgangswelle und Eingangswelle zuläßt.
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Auch bei Fehlausrichtung der Ausgangswelle der Drehantriebsquelle zur Eingangswelle des Übertragungsmechanismus, wenn die Drehantriebsquelle nach Abbau zur Reparatur wieder eingebaut oder wenn die abgebaute Drehantriebsquelle durch eine neue Drehantriebsquelle ersetzt wird, ist es aufgrund der Fehlausrichtung zulassenden Funktion der Kupplung erfindungsgemäß möglich, die Ausgangswelle mit der Eingangswelle mit Hilfe der Kupplung zu kuppeln und einen Hauptkörper der Drehantriebsquelle am Motorkörper zu befestigen. Durch die Fehlausrichtung zulassende Funktion der Kupplung kann auch die Steuerdrehung übertragen werden, ohne übermäßige Reibung im Übertragungsmechanismus zu bewirken, auch wenn die Eingangs- und Ausgangswelle zueinander fehlausgerichtet sind.
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Wird beim Anbau/Abbau der Drehantriebsquelle zur Reparatur oder zum Austausch die Drehantriebsquelle am Zylinderkopf mit fehlausgerichteter Achse angebaut, so wird die Steuerdrehung übertragen, ohne übermäßige Reibung zu verursachen. Als Ergebnis bleibt variable Reaktion gewahrt. Folglich ist kein Einfluß auf den Übertragungsmechanismus zu befürchten. Außerdem ist keine hohe Genauigkeit beim Anbau/Abbau der Drehantriebsquelle erforderlich, so daß die Drehantriebsquelle leicht eingebaut werden kann. Dies verbessert die Montageproduktivität und Wartung auf dem Markt.
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In der Erfindung ist die Kupplung vorzugsweise in einem Innenraum eingesetzt, der von einem Ventildeckel und dem Zylinderkopf umschlossen ist.
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Dies ermöglicht, die Kupplung mit Hilfe eines Ölzufuhrsystems des Motorkörpers zu schmieren. Möglich ist auch, die Kupplung mit zerstäubtem Motorsprühöl zu schmieren, das einem Ventilbetätigungssystem und einem Kettensystem zugeführt wird. Dann ist es unnötig, sich um Nachschmieren der Kupplung zu kümmern, z. B. durch Auftragen von Schmierfett.
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Erfindungsgemäß verfügt die Kupplung über ein erstes Kupplungsteil, das an einer Eingangswelle des Übertragungsmechanismus angebracht ist, und ein zweites Kupplungsteil, das an einer Ausgangswelle der Drehantriebsquelle angebracht ist und mit dem ersten Kupplungsteil im Eingriff steht, wenn die Drehantriebsquelle am Motorkörper befestigt ist. Das erste Kupplungsteil ist so an der Eingangswelle angebracht, daß es entlang einer Radialrichtung bezogen auf die Eingangswelle verschiebbar ist, und das zweite Kupplungsteil entlang einer Radialrichtung bezogen auf die Ausgangswelle. Steht das erste Kupplungsteil mit dem zweiten Kupplungsteil im Eingriff, so stimmt die eine Radialrichtung des ersten Kupplungsteils nicht mit der des zweiten Kupplungsteils überein.
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Tritt bei dieser Konfiguration Außermittigkeit zwischen dem ersten Kupplungsteil und der Eingangswelle sowie zwischen dem zweiten Kupplungsteil und der Ausgangswelle auf, ist die Außermittigkeit zulässig, indem das erste Kupplungsteil in Radialrichtung bezogen auf die Eingangswelle verschoben ist und das zweite Kupplungsteil in Radialrichtung bezogen auf die Ausgangswelle verschoben ist. Weiterhin stehen das erste und zweite Kupplungsteil miteinander im Eingriff, wenn die Drehantriebsquelle am Motorkörper befestigt ist. Somit bietet die Kupplung mit dem ersten und zweiten Kupplungsteil mit einem einfachen Aufbau die Funktion, daß die Eingangs- und Ausgangswelle miteinander im Eingriff stehen und Außermittigkeit zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle zulässig ist.
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Erfindungsgemäß ist das erste Kupplungsteil so an der Eingangswelle angebracht, daß es um die eine Radialrichtung der Eingangswelle kippbar ist, und das zweite Kupplungsteil ist an der Ausgangswelle so angebracht, daß es um die eine Radialrichtung der Ausgangswelle kippbar ist. Steht das erste Kupplungsteil im Eingriff mit dem zweiten Kupplungsteil, so stimmt die eine Radialrichtung des ersten Kupplungsteils nicht mit der des zweiten Kupplungsteils überein.
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Ist bei dieser Konfiguration ein Abweichungswinkel zwischen dem ersten Kupplungsteil und der Eingangswelle sowie zwischen dem zweiten Kupplungsteil und der Ausgangswelle vorhanden, ist der Abweichungswinkel durch Kippbewegung des ersten Kupplungsteils um die Radialrichtung bezogen auf die Eingangswelle und die des zweiten Kupplungsteils um die Radialrichtung bezogen auf die Ausgangswelle zulässig. Somit bietet die Kupplung mit dem ersten und zweiten Kupplungsteil mit einem einfachen Aufbau die Funktion, daß die Eingangs- und Ausgangswelle miteinander im Eingriff stehen, die Funktion, daß die Eingangs- und Ausgangswelle versetzt sind und der Abweichungswinkel der Eingangs- und Ausgangswelle zulässig ist.
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Vorzugsweise hat erfindungsgemäß der Ventildeckel eine Einführöffnung, in die eine Ausgangswellenseite der Drehantriebsquelle von der Außenseite des Ventildeckels eingeführt werden kann. Die Drehantriebsquelle hat einen Einführabschnitt, der durch die Einführöffnung geführt wird, so daß ein Endabschnitt der Ausgangswelle mit einem Endabschnitt der Eingangswelle des Übertragungsmechanismus in Eingriff kommt, wenn die Ausgangswellenseite von der Einführöffnung in den Ventildeckel eingeführt wird.
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Ist bei dieser Konfiguration die Drehantriebsquelle am Motorkörper befestigt, kann der Endabschnitt der Ausgangswelle der Drehantriebsquelle mit der Eingangswelle des Übertragungsmechanismus leicht in Eingriff gebracht werden, indem der Einführabschnitt der Drehantriebsquelle in die Einführöffnung des Ventildeckels eingeführt wird. Anders gesagt ist es möglich, den Eingriff der Eingangs- und Ausgangswelle miteinander sowie die Befestigung eines Hauptkörpers der Drehantriebsquelle am Zylinderkopf von der Außenseite des Ventildeckels gleichzeitig durchzuführen.
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Vorzugsweise hat die Drehantriebsquelle einen festen Abschnitt, der am Zylinderkopf zum Befestigen der Drehantriebsquelle am Motorkörper befestigt ist. Der Einführabschnitt hat ein Dichtungsteil, das eine Innenumfangsfläche der Einführöffnung elastisch kontaktiert.
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Bei dieser Konfiguration ist die Drehantriebsquelle am Zylinderkopf über den festen Abschnitt befestigt, und der Einführabschnitt hat das Dichtungsteil, das die Innenumfangsfläche der Einführöffnung elastisch kontaktiert. Damit verringert sich die Möglichkeit, daß Schwingungen der Drehantriebsquelle zum Ventildeckel übertragen werden, um Geräusche zu verursachen. Die Abdichtbarkeit zwischen dem Ventildeckel und dem Zylinderkopf ist durch diese Konfiguration überhaupt nicht beeinträchtigt. Außerdem tritt Schmieröl kaum aus, wenn die Drehantriebsquelle vom Motorkörper abgebaut wird, so daß die Umweltbelastung verringert ist.
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Der weitere Bereich der Anwendbarkeit der Erfindung geht aus der folgenden näheren Beschreibung hervor.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden näheren Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen deutlicher, die nur zur Veranschaulichung dienen und somit die Erfindung nicht einschränken. Es zeigen:
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1 eine Perspektivansicht eines Hauptkörpers eines Verbrennungsmotors, z. B. eines Reihen-Vierzylinder-Hubkolben-Ottomotors;
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2 eine Schnittansicht an der Linie A-A der 1;
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3 eine Perspektivansicht des Motors, von dem ein Ventildeckel und ein Steuerkettendeckel gemäß 1 entfernt sind;
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4 eine auseinander gezogene Perspektivansicht des Motors, von dem ein Ventilbetätigungssystem von 3 entfernt ist;
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5 eine Schnittansicht eines variablen Ventiltriebs an der Linie B-B von 3;
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6 eine Schnittansicht eines variablen Ventiltriebs an der Linie C-C von 3;
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7 eine auseinander gezogene Perspektivansicht des Motors, von dem eine Drehantriebsquelle entfernt ist;
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8 eine Perspektivansicht der Drehantriebsquelle in einem vergrößerten Maßstab; und
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9 und 10 Schnittansichten einer Kupplung.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand einer in 1 bis 10 gezeigten Ausführungsform beschrieben.
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Die Bezugszahl 1 in 1 bezeichnet einen Zylinderblock. Die Bezugszahlen 2, 3 und 4 repräsentieren einen Zylinderkopf, der auf der Oberseite des Zylinderblocks 1 angeordnet ist, einen Ventildeckel, der einen oberen Abschnitt des Zylinderkopfs 2 abdeckt, bzw. eine Ölwanne, die unter dem Zylinderblock 1 angeordnet ist. Die Bezugszahl 1a ist ein Steuerkettendeckel, der in einem vorderen Abschnitt des Zylinderblocks 1 eingesetzt ist.
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Im Zylinderblock 1 sind vier teilweise gezeigte Zylinder 6 so gebildet, daß sie in Motorrichtung von vorn nach hinten gemäß 5 angeordnet sind. Kolben 7 sind in den jeweiligen Zylindern 6 so aufgenommen, daß sie hin und her beweglich sind. Die Kolben 7 sind mit Kurbelwellen 9, die im Zylinderblock 1 in Richtung von vorn nach hinten angeordnet sind, mittels Kurbelzapfen 9a gekoppelt. Die von den Kolben 7 übertragene Hin- und Herbewegung wird zu den Kurbelwellen 9 ausgegeben, während sie in Drehbewegung umgewandelt wird.
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Unter dem Zylinderkopf 2 sind Brennräume 11 in Entsprechung zu den vier Zylindern 6 gemäß 5 gebildet. Auf beiden Seiten jedes der Brennräume 11 sind ein Paar Einlaßkanäle 12 und ein Paar Auslaßkanäle 13 gebildet (nur einer aus jedem Paar ist gezeigt). In der Mitte der Oberseite des Zylinderkopfs 2 befindet sich eine Vertiefung, die sich in Richtung von vorn nach hinten erstreckt. Beide Seiten eines vertieften Abschnitts 2a stehen in Seitenrichtungen vor. Auf beiden Seiten jedes der Brennräume 11 sind ein Einlaßventil 14 zum Öffnen und Schließen des Einlaßkanals 12 und ein Auslaßventil 15 zum Öffnen und Schließen des Auslaßkanals 13 für jeden der Zylinder 6 vorgesehen. Sowohl das Einlaßventil 14 als auch das Auslaßventil 15 sind normal-geschlossene Ventile, die durch eine nur in 5 gezeigte Ventilfeder 16 in Schließrichtung vorgespannt sind.
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Ein variabler Ventiltrieb 20, der zu einem SOHC-Ventiltrieb gemäß 2 bis 6 aufgebaut ist, ist auf dem vertieften Abschnitt 2a angeordnet, der in der Oberseite des Zylinderkopfs 2 gebildet ist. Der variable Ventiltrieb 20 ist in einem Ventildeckel 3 untergebracht. Der variable Ventiltrieb 20 hat einen Aufbau, bei dem die Nockenwelle 26, ein variables Ventilsystem 21, das die Ventileigenschaften des Einlaßventils 14 kontinuierlich variiert, und ein Kipphebelsystem 22, das das Auslaßventil 15 öffnet und schließt, zu einer Einheit mit fester Zeitsteuerung integriert sind.
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Zur Erläuterung des variablen Ventiltriebs 20 anhand von 1 bis 6 repräsentieren die Bezugszahlen 25, 26, 27, 28 und 29 ein Halteteil, die Nockenwelle, eine Auslaßkipphebelwelle, eine Steuerwelle, die zugleich als Einlaßkipphebelwelle wirkt, bzw. eine Stützwelle. Die Wellen 26 bis 29 sind aus Wellenteilen hergestellt, die sich in Motorrichtung von vorn nach hinten erstrecken. In der Nockenwelle 26 ist eine Nockengruppe mit drei Nocken gebildet, z. B. einem Einlaßnocken 26a und einem Paar Auslaßnocken 26b, teilweise in 5 gezeigt, die auf beiden Seiten des Einlaßnockens 26a im Hinblick auf jeden Zylinder gemäß 5 plaziert sind.
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Die Halteteile 25 sind an jeweiligen Stellen auf der Oberseite des Zylinderkopfs 2 angeordnet und insbesondere z. B. an vorderster Position einer Zylinderlinie zwischen den Zylindern und an hinterster Position der Zylinderlinie. Das Halteteil 25 ist durch Kombinieren einer Halterung 32 und einer Kappe 33 aufgebaut, die auf ein unteres Ende der Halterung 32 gemäß 6 aufgepaßt ist. Die Nockenwelle 26 ist in einer Position drehbar gelagert, die zwischen einer Lagerfläche, die in einer unteren Endfläche der Halterung 32 gebildet ist, und einer Lagerfläche eingefügt ist, die in einer Oberseite der Kappe 33 gebildet ist. Die Steuerwelle 28 ist auf der Einlaßseite (eine Seite in Breitenrichtung) einer Mitte der Halterung 32 drehbar gelagert. Die Auslaßkipphebelwelle 27 ist auf der Auslaßseite (der anderen Seite in Breitenrichtung) befestigt, die entgegengesetzt zur Steuerwelle 28 ist, die in der Mitte der Halterung 32 liegt. Die Stützwelle 29 ist in einer Oberseite der Halterung 32 befestigt. Auf beiden Seiten der Halterung 32 ist ein Paar Befestigungssitze 34 so gebildet, daß sie nahe der Auslaßkipphebelwelle 27 und der Steuerwelle 28 gemäß 6 positioniert sind. Mit diesem Aufbau erhält man einen Rahmen, der am Zylinderkopf 2 angeordnet werden kann.
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Der Rahmen wird mit dem variablen Ventilsystem 21 und dem Kipphebelsystem 22 im Hinblick auf jeden Zylinder versehen. Das variable Ventilsystem 21 hat einen Aufbau, bei dem ein Kipphebel 40, ein Schwingnocken 50 und ein Mittelkipphebel 60 miteinander kombiniert sind, z. B. gemäß 5.
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Gemäß 3 und 4 wird ein Zweiwege-Hebelteil als Kipphebel 40 verwendet. Ein Mittelabschnitt des Hebelteils ist durch die Steuerwelle 28 gemäß 5 schwenkbar gelagert.
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Eine Stellschraube 41, die in einem Endabschnitt des Hebelteils angeordnet ist, steht in Seitenrichtung des Rahmens vor. Ein Nadellager 42, das in einem Basisendabschnitt des Hebelteils angeordnet ist, liegt auf der Seite der Stützwelle 29.
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Gemäß 3 bis 5 ist ein Endabschnitt des Schwingnockens 50 durch die Stützwelle 29 schwenkbar gelagert, und der andere Endabschnitt ist aus einem Schwingnockenteil gebildet, das zum Nadellager 42 des Kipphebels 40 vorsteht. Eine Nockenfläche 51, die in einer Oberfläche des anderen Endabschnitts gebildet ist, kommt in Drehkontakt mit dem Nadellager 42. Eine Gleitrolle 52 ist in einem unteren Abschnitt des Schwingnockenteils drehbar eingebaut.
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Der Mittelkipphebel 60 ist an einer Stelle angeordnet, die vom Einlaßnocken 26a, der Steuerwelle 28 und der Gleitrolle 52 gemäß 5 umgeben ist. Der Mittelkipphebel 60 hat eine Buchstabenform L, wobei sich ein Hebelabschnitt 61 zur darüber liegenden Gleitrolle 52 erstreckt und sich ein Hebelabschnitt 62 unter der Steuerwelle 28 erstreckt, die auf der Seite des Mittelkipphebels 60 liegt. Eine geneigte Oberfläche 61a (z. B. ist eine Steuerwellenseite niedrig und eine Stützwellenseite hoch), die in einer Endfläche des Hebelabschnitts 61 gebildet ist, kommt mit der Gleitrolle 52 des Schwingnockens 50 in Drehkontakt. Die Gleitrolle 63, die durch ein schneidendes Teil der Hebelabschnitte 61 und 62 gelagert ist, wird mit einer Nockenfläche des Einlaßnockens 26a in Drehkontakt gebracht, so daß Nockenverschiebung des Einlaßnockens 26a, die als Ventilansteuerausgaben wirkt, über den Hebelabschnitt 61 zum Schwingnocken 50 ausgegeben wird. Ein Stift 64, der durch ein Ende des Hebelabschnitts 62 schwenkbar gelagert ist, ist in ein Durchgangsloch 65 schwenkbar eingesetzt, das in der Steuerwelle 28 gebildet ist. Als Ergebnis dieses Einsetzens ist der Mittelkipphebel 60 schwingfähig gelagert, indem ein am Ende des Hebelabschnitts 62 liegender Schwenkpunkt als Auflagepunkt verwendet wird. Vollführt die Steuerwelle 28 eine Schwenkverschiebung, wird aufgrund dieses integralen Aufbaus des Mittelkipphebels 60 der Mittelkipphebel 60 in einer die Nockenwelle 26 schneidenden Richtung (Früh- oder Spätverstellungsrichtung) verschoben, während ein Drehkontaktpunkt mit dem Einlaßnocken 26a geändert wird.
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Als Ergebnis dieser Verschiebung werden die Ventilansteuerausgaben, die vom Mittelkipphebel 60 ausgegeben werden, darunter ein Ventilhubbetrag und eine Öffnungs-/Schließzeit des Einlaßventils 14, gleichzeitig kontinuierlich variiert. Ein oberer Abschnitt der Nockenfläche 51 ist eine Grundkreiszone in Entsprechung zu einem Grundkreis des Einlaßnockens 26a, und ein unterer Abschnitt der Nockenfläche 51 ist eine Hubzone (in Entsprechung zu einer Nockenform eines Hubbereichs des Einlaßnockens 26a), die sich zur Grundkreiszone fortsetzt. Bei Verschiebung der Gleitrolle 63 des Mittelkipphebels 60 in Früh- oder Spätverstellungsrichtung des Einlaßnockens 26a wird daher die Position des Schwingnockens 50 geändert. Ein Bereich der Nockenfläche 51, in dem die Nadelrolle 42 schwingt, wird entsprechend geändert. Kurz gesagt wird ein Verhältnis zwischen der Grundzone und der Hubzone, in der das Nadellager 42 geschwungen wird, geändert. Durch Verwendung einer Änderung des Verhältnisses zwischen der Grund- und Hubzone, was mit Phasenänderungen in Früh- und Spätverstellungsrichtung einher geht, wird der Ventilhubbetrag des Einlaßventils 14 von einem niedrigen Ventilhubbetrag als Ergebnis der Nockenform der Oberseite des Einlaßnockens 26a zu einem hohen Ventilhubbetrag als Ergebnis der Nockenform eines sich von der Oberseite zum Basisende des Einlaßnockens 26a erstreckenden Bereichs kontinuierlich variiert. Zugleich wird die Öffnungs-/Schließzeit des Einlaßventils 14 stärker in der Ventilschließzeit als in der Ventilöffnungszeit variiert.
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Ein Schraubenteil 66 zum Einstellen eines Vorstehbetrags des Stifts 64 ist in das Durchgangsloch 65 eingeschraubt, um in Früh- und Spätverstellungsrichtung beweglich zu sein (zur Einstellung der Ventilöffnungs-/-schließzeit und des Ventilhubbetrags im Hinblick auf jeden Zylinder).
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Das Kipphebelsystem 22 (Auslaßseite) hat ein Paar Kipphebel 67 gemäß 5 (nur einer aus dem Paar ist gezeigt). Die Kipphebel 67 liegen auf beiden Seiten des Mittelkipphebels 60 und sind durch die Auslaßkipphebelwelle 27 schwenkbar gelagert. Ein nicht gezeigtes Rollenteil, das in einem Ende liegt, wird mit der Nockenfläche des Auslaßnockens 26b in Drehkontakt gebracht. Ein im anderen Ende liegender Stellschraubenabschnitt 67a steht in Seitenrichtung des Rahmens vor.
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Aufgrund der zuvor beschriebenen Konfiguration sind die Nockenwelle 26, das variable Ventilsystem 21 und das Kipphebelsystem 22 zu einem Gebilde integriert. Jeder der Befestigungssitze 34 des vereinheitlichten variablen Ventiltriebs 20 ist in einem Vorsprungabschnitt 17 angeordnet, der von einer Bodenfläche des vertieften Abschnitts 2a (Zylinderkopf 2) gemäß 4 und 6 vorsteht. Jeder der Befestigungssitze 34 ist zusammen mit dem Zylinderkopf 2 mit einer Zylinderkopfschraube 18 befestigt, die durch den Befestigungssitz 34 und den Zylinderkopf 2 in den Zylinderblock 1 gemäß 3 und 6 geschraubt ist. Das heißt, der variable Ventiltrieb 20 ist mit Hilfe der Zylinderkopfschraube 18 befestigt, die hohe Tragkraft hat (da die Zylinderkopfschraube 18 eine Qualität haben muß, die auf den Zylinderkopf 2 ausgeübten Explosionsdruck aushalten kann, hat die Zylinderkopfschraube 18 höhere Steifigkeit als andere Schrauben). Insbesondere ist der variable Ventiltrieb 20 an Punkten nahe der Auslaßkipphebelwelle 27 und der Steuerwelle 28 so befestigt, daß er sicher befestigt ist. Die Halteteile 25, die an vorderster und hinterster Position liegen, sind auch am Zylinderkopf 2 mit zusätzlichen Befestigungsschrauben 18a befestigt.
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Durch Anordnen des variablen Ventiltriebs auf die zuvor beschriebene Weise liegt die Stellschraube 41 des Kipphebels 40 (zum Einlaß) am Ende eines Schafts des Einlaßventils 14, das am Zylinderkopf 2 befestigt ist, und die Stellschraube 67a des Auslaßkipphebels 67 liegt am Ende eines Schafts des Auslaßventils 15, das am Zylinderkopf 2 befestigt ist, was 5 zeigt. Die Bezugszahl 68 ist ein Drücker, der mit dem Schwingnocken 50 kombiniert ist. Der Drücker 68 ist eine Komponente zum Drücken des Mittelkipphebels 60 an den Einlaßnocken 26a über den Schwingnocken 50.
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Ein Endabschnitt der Nockenwelle 26 steht nach vorn durch einen Durchgangsabschnitt 1b vor, der in einer Endwand gebildet ist, die den vertieften Abschnitt 2a des Zylinderkopfs 2 z. B. gemäß 4 umgibt. Ein Nockenwellenrad 70, das eine Steuerkomponente ist, ist mit diesem vorstehenden Endabschnitt der Nockenwelle 26 gemäß 1 bis 3 versehen. Eine Steuerkette 72 hängt zwischen dem Nockenwellenrad 70 und einem Kurbelwellenrad 71, das in einem Endabschnitt einer Kurbelwelle 9 eingesetzt ist, wodurch die Nockenwelle 26 durch Kurbelausgabe gedreht wird.
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Gemäß 3 ist an vorderster Stelle des Zylinderkopfs 1 eine Antriebseinheit 80 zum Antreiben der Steuerwelle 28 angeordnet. Die Antriebseinheit 80 hat einen Aufbau, bei dem ein Elektromotor 81, der z. B. als Drehantriebsquelle dient, und ein Übertragungsmechanismus, der ein getrennter Körper vom Elektromotor 81 ist, z. B. ein Schneckenreduziermechanismus 82, miteinander kombiniert sind. Der Schneckenreduziermechanismus 82 ist zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Ventildeckel 3 zusammen mit dem variablen Triebsystem 21 eingesetzt. Gebildet ist der Schneckenreduziermechanismus 82 z. B. durch Kombinieren eines fächerförmigen Schneckenrads 83 und einer Schneckenwelle 84, um einen Eingriff mit dem Schneckenrad 83 herzustellen. Ein Abschnitt mit der Schneckenwelle 84 ist als Schneckenwelleneinheit 85 vereinheitlicht, die ein getrennter Körper vom Schneckenrad 83 ist.
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Das fächerförmige Schneckenrad 83 ist aus einer plattenartigen Komponente hergestellt, die eine große Anzahl von Radabschnitten 87 in einer Außenumfangskante eines fächerartigen Plattenkörpers 86 und einen Montagesitz 88 in einer Schwenkmitte gemäß 3 und 4 hat. Der Montagesitz 88 der fächerartigen Komponente ist an einem Wellenende der Steuerwelle 28 befestigt, die als Steuereingangsteil dient, das von der Halterung 32 (Halteteil 25) nach vorn vorsteht, die an vorderster Position liegt, und die Radabschnitte 87 sind über dem Zylinderkopf 2 angeordnet.
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Die Schneckenwelleneinheit 85 hat einen Rahmen 90 z. B. gemäß 2 und 4. Der Rahmen 90 verfügt über eine Basis 90a, die sich in Breitenrichtung des Zylinderkopfs 2 erstreckt, und ein Paar Arme 90b, die sich von beiden Endabschnitten der Basis 90a in Richtung des Zylinderkopfs 2 von vorn nach hinten erstrecken. In Endabschnitten der Arme 90b sind Lagerflächen 90c gemäß 2 gebildet. Als Schneckenwelle 84, die als Eingangswelle des Schneckenreduziermechanismus 82 funktioniert, kommt ein Wellenabschnitt 84b mit einem Schneckenabschnitt 84a in der Mitte zum Einsatz. Beide Endabschnitte des Wellenabschnitts 84b sind durch die jeweiligen Lagerflächen 90c drehbar gelagert, und der Schneckenabschnitt 84a liegt zwischen den Lagerflächen 90c. Ein Ende des Wellenabschnitts 84b steht vom Arm 90b vor. Ein erstes Kupplungsteil 91a baut eine Kupplung 91 mit einer Oldham-Kupplungsfunktion auf, die Fehlausrichtung zwischen den Wellen zuläßt, ohne zu verhindern, daß die Drehung einer der Wellen zur anderen Welle übertragen wird, was in 8 bis 10 gezeigt ist. Das erste Kupplungsteil 91a ist an einem Wellenendabschnitt des vorstehenden Wellenabschnitts 84b mit einem Stift 101a senkrecht zur Achse des Wellenabschnitts 84b so angebracht, daß es eine Versatzbewegung σ und Schwingung θ im Hinblick auf eine Achse des Wellenabschnitts 84b vollführen kann. Die Kupplung 91 hat das erste Kupplungsteil 91a und ein zweites Kupplungsteil 91b, das mit dem ersten Kupplungsteil 91a in Eingriff gebracht werden kann. Die Beziehung zwischen dem ersten Kupplungsteil 91a, dem Stift 101a und der Eingangswelle 84b ist die gleiche wie die Beziehung zwischen dem zweiten Kupplungsteil 91b, dem Stift 101b und der Eingangswelle 81c, was später anhand von 9 und 10 näher beschrieben wird. Das erste Kupplungsteil 91a und das zweite Kupplungsteil 91b können in Axialrichtung relativ und geringfügig verschoben sein, auch wenn das erste und zweite Kupplungsteil 91a und 91b miteinander gekuppelt sind. In beiden Endabschnitten der Basis 90a sind Einbausitze 92 zum Anordnen des variablen Triebsystems 21 auf dem Zylinderkopf 2 über die das variable Triebsystem 21 haltende Halterung 32 (Halteteil 25) gebildet, die an vorderster Position liegt.
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Die Einbausitze 92 sind auf einem Aufnahmesitz 94 angeordnet, der in der Oberseite der an vorderster Position liegenden Halterung 32 (Halteteil 25) gebildet ist, d. h. einem über der Steuerwelle 28 liegenden Abschnitt, indem eine Befestigungsschraube 93 gemäß 4 verwendet wird. Auf diese Weise ist die Schneckenwelleneinheit 85 so auf dem Zylinderkopf 2 angeordnet, daß sie zur Seite weist. Gleichzeitig mit der Anordnung wird die Schneckenwelle 84 mit dem Schneckenrad 83 gemäß 2 in Eingriff gebracht. Insbesondere wird die Schneckenwelleneinheit 85 in einer Position eingebaut, die zum Zylinderkopf 2 so geneigt ist, daß die Seite der Kupplung 91 niedriger als ein Eingriffsabschnitt 95 liegt, in dem die Schneckenwelle 84 und das Schneckenrad 83 im Eingriff miteinander stehen. Eine Steuerdrehung, die vom ersten Kupplungsteil 91a der Kupplung 91 eingegeben wird (Drehung, die erforderliche Ventileigenschaften bestimmt, z. B. einen Ventilhubbetrag und eine Öffnungs-/Schließzeit), wird über den Eingriffsabschnitt 95 der Teile 83 und 84 zur Steuerwelle 28 übertragen. Vollführt z. B. das Schneckenrad 83 eine Schwenkverschiebung zur Auslaßkipphebelwelle 27, was durch einen Pfeil in 2 gezeigt ist, wird Steuerdrehung zum Führen des Teils 83 zu einer hohen Ventilhubseite zur Steuerwelle 28 übertragen. Vollführt dagegen das Schneckenrad 83 eine Schwenkverschiebung zur Kupplung 91, wird Steuerdrehung zum Führen des Teils 83 zu einer niedrigen Ventilhubseite zur Steuerwelle 28 übertragen.
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Infolge der Konfiguration von Komponenten des variablen Triebsystems 21 ist die Steuerwelle 28 so eingestellt, daß eine vom variablen Triebsystem 21 übertragene Ventilreaktionskraft (Federkraft) nur in einer Drehrichtung wirkt, z. B. in Richtung des niedrigen Ventilhubs. Daher wirkt die Ventilreaktionskraft auf die Schneckenwelle 84 nur in einer Axialrichtung. Um die Ventilreaktionskraft aufzunehmen, ist ein Schubaufnahmeabschnitt 96 in einem Wellenabschnitt angeordnet, der auf der Seite der Kupplung 91 liegt. Konkreter ist der Schubaufnahmeabschnitt 96 in einer flanschartigen Form ausgebildet und benachbart zum Arm 90b angeordnet, der auf der Seite der Kupplung 91 liegt. Der Schubaufnahmeabschnitt 96 ist durch eine Schubfläche 97 (in 2 gezeigt) gleitfähig aufgenommen, die im Arm 90b gebildet ist. Dadurch wird eine durch die Ventilreaktionskraft erzeugte Schubkraft nicht zur Seite der Kupplung 91 übertragen.
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Richtungen von Getriebezähnen, in denen das Schneckenrad 83 und die Schneckenwelle 84 miteinander im Eingriff stehen, sind als Schrägrichtung eingestellt, die eine Kraft erzeugt, die so wirkt, daß sie das Schneckenrad 83 mit Hilfe der Ventilreaktionskraft zum Halteteil 25 bewegt. Somit wirkt der Schub auf die Steuerwelle 28 nur in einer Axialrichtung. Die auf die Steuerwelle 28 wirkende Schubkraft (eine Richtung) wird durch einen Aufnahmeaufbau aufgenommen, der – obwohl nicht gezeigt – aus einem Ende der Steuerwelle 28, z. B. einer Schubfläche, die in einem Ende gebildet ist, das auf der Seite des Schneckenrads 83 liegt, und einem Schubaufnahmeabschnitt aufgebaut ist, der in einer Vorderfläche der Halterung 32 (des Halteteils 25) gebildet ist, die an vorderster Position angeordnet ist.
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Das Schneckenrad 83 ist mit einem nicht gezeigten Spielfederteil zum Unterdrücken von Spiel eingebaut, das im Eingriffsabschnitt 95 verursacht wird, in dem das Schneckenrad 83 und die Schneckenwelle 84 im Eingriff miteinander stehen. Das Federteil ist so eingebaut, daß eine Kraft darauf wirkt, um Zahnflächen der Radabschnitte 87 des Schneckenrads 83 an Zahnflächen des Schneckenabschnitts 84a der Schneckenwelle 84 zu drücken, z. B. nur in einem Bereich einer Zone des hohen Ventilhubbetrags mit Ausnahme des niedrigen Ventilhubbetrags in einem Bereich, in dem der Ventilhubbetrag des Einlaßventils 14 kontinuierlich variiert wird. Durch Verwendung des Spielfederteils wird Spiel in Übereinstimmung mit Bedingungen in einer Periode mit hohem Ventilhub, in der es leicht zu starkem Teileklappern kommt, und in einer Periode mit niedrigem Ventilhub unterdrückt, in der starkes Teileklappern nicht so leicht verursacht wird.
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Anders als die Schneckenwelleneinheit 85, die wie zuvor beschrieben vereinheitlicht ist, ist der Elektromotor 81 aus einem Elektromotorkörper 81a hergestellt, der durch Kombinieren eines herkömmlichen Läufers und eines herkömmlichen Ständers, die nicht gezeigt sind, gemäß 2 und 3 aufgebaut ist. Anders gesagt, als Elektromotor 81, der Elektromotorkörper 81a, der einen säulenartigen Einführabschnitt 81d in einem Ausgangsseitenende hat und mit einer Befestigungsklammer 81b (die einem festen Abschnitt der Erfindung entspricht) in einem Körperabschnitt angebracht ist. Eine Motorwelle 81c des Elektromotorkörpers 81a erstreckt sich nach vorn, wobei sie die Mitte des Einführabschnitts 81d durchdringt. Dieser sich nach vorn erstreckende Motorwellenabschnitt wird als Ausgangswelle 81c verwendet. Das zweite Kupplungsteil 91b der Kupplung 91 ist an einem Ende der Ausgangswelle 81c mit einem Stift 101b senkrecht zu einer Achse der Ausgangswelle 81c gemäß 8 bis 10 so angebracht, daß sie eine Versatzbewegung σ und Schwingung θ im Hinblick auf die Achse der Ausgangswelle 81c vollführen kann. Durch Anordnen des Stifts 101a und des Stifts 101b an Positionen, die im wesentlichen senkrecht zueinander sind, sind auch Richtungen der Versatzbewegung σ und Schwingung θ im wesentlichen senkrecht zueinander. Dies ermöglicht, Versatzfehlausrichtung und/oder Winkelfehlausrichtung zwischen den Achsen der Ausgangswelle 81c und der Eingangswelle 84b zuzulassen. Ferner können Fehlausrichtungen zulässig sein, wenn die Eingriffsrichtung zwischen dem ersten und zweiten Kupplungsteil 91a und 91b der Kupplung 91 in einem Winkel zu den Richtungen der Stifte 101a und 101b eingestellt ist.
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Der Einführabschnitt 81d hat eine solche Form, daß der Einführabschnitt 81d in eine zylindrische Einführöffnung 3a eingeführt werden kann, die in einer Seitenwand des Ventildeckels 3 gemäß 1 und 2 gebildet ist. Kurz gesagt kann der Einführabschnitt 81d in die Einführöffnung 3a von der Außenseite des Ventildeckels 3 eingeführt werden. Die Einführöffnung 3a liegt in einem vorderen Teil des ersten Kupplungsteils 91a der Schneckenwelleneinheit 85 und ist entsprechend der Neigung der Schneckenwelle 84 nach unten geneigt. Wird folglich der Einführabschnitt 81d von der Einführöffnung 3a eingeführt, so wird das im vorderen Teil liegende zweite Kupplungsteil 91b zu einem Punkt geleitet, an dem das zweite Kupplungsteil 91b einen Eingriff mit dem ersten Kupplungsteil 91a herstellt, das im Ende der Schneckenwelle (Ende der Eingangswelle) liegt, indem die Einführöffnung 3a als Führung verwendet wird. Anders gesagt wird die Kupplung 91 durch Einführen des Einführabschnitts 81b in die Einführöffnung 3a verbunden. Ein Bereich, in dem das zweite Kupplungsteil 91b die Versatzbewegung σ und die Schwingung θ bezogen auf die Achse der Ausgangswelle 81c vollführt, ist infolge der Konfiguration eingeschränkt. Daher kann das Einführen problemlos durchgeführt werden. Auch das erste Kupplungsteil 91a wird auf die gleiche Weise bezogen auf die Achse der Schneckenwelle angebracht.
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Da der Kupplungsabschnitt mit den Funktionen von Versatzbewegung und Schwingung versehen ist, wird auch bei Fehlausrichtung der Achse der Ausgangswelle 81c zu der der Schneckenwelle oder bei Anordnung der Achsen in einem Winkel der Einbau ohne Schwierigkeit durchgeführt, und die Drehung wird zuverlässig übertragen. Liegt eine Fehlausrichtung vor, wird ein geringer Schlupf im Kupplungsabschnitt verursacht. Obwohl keine spezielle Ölzufuhrfunktion vorhanden ist, wird dem Kupplungsabschnitt Sprühöl von der Steuerkette 72 und dem Ventiltrieb kontinuierlich zugeführt, da der Kupplungsabschnitt innerhalb des Ventildeckels 3 liegt. Dies verhindert Reibung und Abrieb, die durch den Schlupf verursacht sind.
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Die Befestigungsklammer 81b ist aus einem L-förmigen Klammerteil hergestellt, das an einer Motormontagefläche 2b angebaut und davon abgebaut werden kann, die in einem Seitenabschnitt des Zylinderkopfs 2 gemäß 2 gebildet ist. Nachdem die Verbindung der Kupplung 91 fertiggestellt ist, wird der Elektromotor 81 am Zylinderkopf 2 abnehmbar befestigt, indem das Klammerteil am Zylinderkopf 2 an der Außenseite des Ventildeckels 3 befestigt, z. B. angeschraubt, wird.
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Damit insbesondere der Elektromotor 81 leicht mit dem Zylinderkopf 2 kombiniert werden kann, ist die Einführöffnung 3a in Seitenrichtung im Seitenabschnitt des Zylinderkopfs 2 gebildet, besonders an einem hintersten Punkt, und der Elektromotor 81 wird im Seitenabschnitt des Zylinderkopfs 2 mit der Befestigungsklammer 81b plaziert, besonders am hintersten Punkt. Der Elektromotor 81 wird am Seitenabschnitt des Zylinderkopfs 2 unter Berücksichtigung der Position des in einem Fahrzeug eingebauten Motors angeordnet.
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Eine Außenumfangsfläche des Einführabschnitts 81d, die zu einer Innenumfangsfläche der Einführöffnung 3a weist, ist mit einem kreisförmigen Öldichtungsteil 98 (entspricht dem Dichtungsteil der Erfindung) so versehen, daß das Öldichtungsteil 98 von der Außenumfangsfläche nach außen vorsteht. Aufgrund des Öldichtungsteils 98 kontaktiert der in der Einführöffnung 3a gemäß 2 untergebrachte Einführabschnitt 81d elastisch die Innenumfangsfläche der Einführöffnung 3a nur mit dem Öldichtungsteil 98. Der andere Teil der Außenumfangsfläche des Einführabschnitts 81d ist von der Innenfläche der Einführöffnung 3a beabstandet. Infolge dieser Konfiguration werden Schwingungen blockiert, die vom Elektromotor 81 zum Ventildeckel 3 übertragen werden, und der Ventildeckel erzeugt keine Motorantriebsgeräusche. Auf den Ventildeckel 3 wird keine große Last ausgeübt, wenn der Elektromotor 81 eingebaut wird. Somit wird der Oberflächendruck eines Dichtungsabschnitts zwischen dem Ventildeckel 3 und dem Zylinderkopf 2 nicht beeinträchtigt, so daß kein Öl austritt.
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Im folgenden wird der Betrieb des so aufgebauten variablen Ventiltriebs 20 beschrieben.
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Angenommen sei, daß die Nockenwelle 26 gerade durch Wellenausgabe der Kurbelwelle 9 angetrieben (gedreht) wird, die von der Steuerkette 72 gemäß der Pfeildarstellung in 1 und 2 übertragen wird.
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In diesem Moment empfängt die Gleitrolle 63 des Mittelkipphebels 60 eine Nockenverschiebung des Einlaßnockens 26a gemäß 5. Als Ergebnis werden die Ventilansteuerausgaben vom Mittelkipphebel 60 ausgegeben. Konkret schwingt der Mittelkipphebel 60 in Auf- und Abwärtsrichtung zusammen mit der Nockenverschiebung, wobei der Stift 64 als Auflagepunkt dient.
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Die Gleitrolle 52 des Schwingnockens 50 empfängt eine Schwingungsverschiebung des Mittelkipphebels 60 über die geneigte Oberfläche 61a, die mit der Gleitrolle 52 in Drehkontakt gebracht wird. Daher wiederholt der Schwingnocken 50 eine Schwingbewegung, bei der der Schwingnocken 50 durch die geneigte Oberfläche 61a nach oben und unten gedrückt wird, während er entlang der geneigten Oberfläche 61a rollt. Infolge der Schwingung des Schwingnockens 50 bewegt sich die Nockenfläche 51 des Schwingnockens 50 in Auf- und Abwärtsrichtung hin und her.
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Da die Nockenfläche 51 in Drehkontakt mit dem Nadellager 42 des Kipphebels 40 an diesem Punkt steht, drückt die Nockenfläche 51 periodisch das Nadellager 42 mit der Nockenfläche 51. Als Reaktion auf das Drücken des Nadellagers 42 schwingt der Kipphebel 40 mit der als Auflagepunkt dienenden Steuerwelle 28, um dadurch ein Paar Einlaßventile 14 zu öffnen/zu schließen.
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Die Auslaßkipphebel 67 nehmen die jeweiligen Auslaßnocken 26b auf und werden gemäß der Nockenform der Nocken 26b angesteuert. Dann werden die Auslaßkipphebel 67 in Schwingung versetzt, wobei die jeweiligen Auslaßkipphebelwellen 27 als Auflagepunkte verwendet werden, um dadurch die Auslaßventile 15 zu öffnen/zu schließen.
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Angenommen sei, daß der Elektromotor 81 betrieben wird, um einen hohen Ventilhubbetrag gemäß einem Befehl von einer nicht gezeigten Steuerung zu erhalten. Als Ergebnis wird die Drehung des Elektromotors 81 zur Schneckenwelle 84 über die Kupplung 91 übertragen und bewirkt, daß das mit der Schneckenwelle 84 im Eingriff stehende fächerförmige Schneckenrad 83 eine Schwenkverschiebung (in Richtung des hohen Hubs in 2) vollführt. Dann wird die Drehung des Elektromotors 81 zur Steuerwelle 28 unter Drehzahlreduzierung übertragen und schwenkt die Steuerwelle 28 bis zum Punkt der erforderlichen Ventileigenschaften. Infolge der Schwenkverschiebung wird ein Biegepunkt des Mittelkipphebels 60 verschoben. Die Gleitrolle 63 des Mittelkipphebels 60 wird auf dem Einlaßnocken 26a in Drehrichtung verschoben, bis sich die Nockenfläche 51 des Schwingnockens 50 in eine fast aufrechte Position gemäß 5 bewegt.
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Eine solche Position der Nockenfläche 51 stellt einen Bereich (Verhältnis), in dem sich das Nadellager 42 der Nockenfläche 51 hin und her bewegt, auf einen Bereich ein, in dem der hohe Ventilhubbetrag erhalten wird. Beispielsweise wird das Verhältnis auf ein solches Verhältnis eingestellt, das für die kürzeste Grundkreiszone und die längste Hubzone sorgt. Dadurch wird z. B. das Einlaßventil 14 so angesteuert, daß ein maximaler Ventilhubbetrag gewährleistet wird. Anders gesagt wird das Einlaßventil 14 mit Hilfe des gesamten Bereichs (von oben nach unten) der Hubzone des Einlaßnockens 26a angesteuert.
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Angenommen sei, daß zur Annahme eines niedrigen Ventilhubbetrags der Elektromotor 81 in Gegenrichtung zu der betrieben wird, wenn der Ventilhub hoch ist. Als Ergebnis wird die Drehung des Elektromotors 81 zur Schneckenwelle 84 über die Kupplung 91 übertragen und bewirkt, daß das fächerförmige Schneckenrad 83 eine Schwenkverschiebung in Gegenrichtung vollführt (in niedrige Hubrichtung gemäß 2). Dann wird die Drehung des Elektromotors 81 zur Steuerwelle 28 unter Drehzahlreduzierung übertragen und schwenkt die Steuerwelle 28 bis zum Punkt der erforderlichen Ventileigenschaften.
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Infolge der Schwenkverschiebung wird der Auflagepunkt (Stift 64) des Mittelkipphebels 60 geschwenkt und in einer Richtung verschoben, die sich näher zum Einlaßnocken 26a bewegt. Die Gleitrolle 63 des Mittelkipphebels 60 wird auf dem Einlaßnocken 26a in Gegenrichtung zur Drehrichtung des Einlaßnockens 26a verschoben. Ein Drehkontaktpunkt des Mittelkipphebels 60 und des Einlaßnockens 26a bewegt sich auf dem Einlaßnocken 26a so, daß er in Frühverstellungsrichtung abweicht. Infolge dieser Variablen des Drehkontaktpunkts wird eine TOP-(Spitzen-)Position einer Ventilhubkurve in Frühverstellungsrichtung verschoben. Als Reaktion auf die Verschiebung des Mittelkipphebels 60 wird auch die geneigte Oberfläche 61a in Frühverstellungsrichtung verschoben. Als Ergebnis der Verschiebung des Mittelkipphebels 60 bewegt sich der Schwingnocken 50 so, daß die Nockenfläche 51 in eine nach unten geneigte Position gebracht wird. Wird die Neigung größer, ändert sich der Bereich der Nockenfläche 51, in dem sich das Nadellager 42 hin und her bewegt, zu einem solchen Verhältnis, daß die Grundkreiszone länger und die Hubzone kürzer wird. Infolge der Änderung des Verhältnisses vollführt das Einlaßventil 14 einen allmählichen Übergang von dem Zustand, in dem es mit Hilfe des gesamten Bereichs der Hubzone des Einlaßnockens 26a angesteuert wird, zu dem Zustand, in dem es auf begrenzte Weise durch Verwendung eines Teils der Hubzone angesteuert wird, der nach oben verschoben ist.
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Gemäß der Schwenkverschiebung, die von der Steuerwelle 28 eingegeben wird, werden die Öffnungs-/Schließzeit und der Ventilhubbetrag des Einlaßventils 14, die zu den Ventilansteuerausgaben gehören, kontinuierlich variiert, während die Zeit des Schließens des Ventils von der Ventilöffnungszeit zurückgehalten wird, die im wesentlichen die gleiche wie die maximale Ventilhubzeit ist, und die Ventilschließzeit stark geändert wird.
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Während der vorstehende Betrieb wiederholt wird, bedarf der Elektromotor 81 des variablen Ventiltriebs 20 der Wartung. Muß z. B. der Elektromotor 81 repariert oder ausgetauscht werden, wird die Befestigungsklammer 81b des Elektromotors 81 gelöst, und der Einführabschnitt 81d wird aus der Einführöffnung 3a des Ventildeckels 3 in schräger Abwärtsrichtung gezogen. Gemäß 7 wird der Einführabschnitt 81d aus dem Ventildeckel 3 zusammen mit dem zweiten Kupplungsteil 91b gezogen. Danach wird der Elektromotor 81 vom Zylinderkopf 2 entfernt. Anschließend wird der entfernte Elektromotor 81 repariert oder gegen einen neuen Elektromotor 81 ausgetauscht.
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Der reparierte Elektromotor 81 oder der neue Elektromotor 81 wird am Zylinderkopf 2 montiert.
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Nachdem das zweite Kupplungsteil 91b so positioniert ist, daß es mit dem ersten Kupplungsteil 91a ungestört verbunden wird, wird der Elektromotor 81 in die Einführöffnung 3a des Ventildeckels 3 vom zweiten Kupplungsteil 91b gemäß 7 eingeführt. Danach tritt das zweite Kupplungsteil 91b in den Ventildeckel 3 ein. Erreicht anschließend der Einführabschnitt 81d die Einführöffnung 3a, wird der Einführabschnitt 81d durch die Innenumfangsfläche der Einführöffnung 3a geführt, und der Elektromotor 81 wird so geleitet, daß er sich zum ersten Kupplungsteil 91a bewegt, das am Ende der Schneckenwelle 84 liegt. Danach wird das zweite Kupplungsteil 91b zu dem Punkt geführt, an dem das zweite Kupplungsteil 91b einen Eingriff mit dem ersten Kupplungsteil 91a herstellt. Wird der Elektromotor 81 eingeführt, bis die Befestigungsklammer 81b die Motormontagefläche 2b des Zylinderkopfs 2 erreicht, kommen das zweite Kupplungsteil 91b und das erste Kupplungsteil 91a im Eingriff miteinander. Kurz gesagt wird die Verbindung der Kupplung 91 durchgeführt. Wird danach die Befestigungsklammer 81b an die Motormontagefläche 2b angeschraubt, ist die Montage des Elektromotors 81 abgeschlossen.
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Auch wenn der Elektromotor 81 am Zylinderkopf 2 in einer fehlausgerichteten Position angeordnet ist, wird aufgrund der Tatsache, daß die Kupplung 91 die Übertragungsfunktion der Drehung hat, während sie die Fehlausrichtung zuläßt, die Steuerdrehung des Elektromotors 81 von der Schneckenwelle 84 zur Steuerwelle 28 über das Schneckenrad 84 ungestört eingegeben, ohne einen Stoß zu verursachen, der die Position der Schneckenwelle 84 zwangsweise abweichen läßt (übermäßige Reibung erzeugender Stoß).
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Dadurch entfällt mühsames Ausrichten der Achse der Schneckenwelle 84 (Eingangswelle) des Schneckenreduziermechanismus 82 (Übertragungsmechanismus) im Hinblick auf die der Ausgangswelle 81c des Elektromotors 81 beim Montieren des Elektromotors 81.
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Der An- und Abbau des Elektromotors 81 läßt sich leicht durchführen, ohne eine Beeinträchtigung des Schneckenreduziermechanismus 82 (Übertragungsmechanismus) zu befürchten. Da die Einführöffnung 3a zum Einsatz kommt, kann einfach durch Durchführen der Verbindung der Kupplung 91 durch Einführen des Elektromotors 81 in den Ventildeckel 3 und das Befestigen des Elektromotors 81 am Zylinderkopf 2 von der Außenseite des Ventildeckels 3 mit der Befestigungsklammer 81b der Elektromotor 81 am Zylinderkopf 2 ohne die mühsame Ausrichtung leicht angeordnet werden. Wird insbesondere der Elektromotor 81 auf dem Seitenabschnitt des Zylinderkopfs 2 angeordnet, kann das Montieren des Elektromotors 81 ohne Schwierigkeit auch in einer im Fahrzeug eingebauten Position durchgeführt werden.
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Der Einführabschnitt 81d des Elektromotors 81, dessen Montage beendet wurde, hat einen Aufbau, bei dem nur das Öldichtungsteil 98 mit Elastizität in Kontakt mit der Innenumfangsfläche der Einführöffnung 3a bleibt. Daher läßt sich verhindern, daß die Antriebsgeräusche des Elektromotors 81 und die Schwingungen der Ventilansteuerung zum Ventildeckel übertragen und davon abgestrahlt werden. Weiterhin liegt keine Beeinträchtigung der Abdichtbarkeit zwischen dem Ventildeckel 3 und dem Zylinderkopf 2 vor, und Motoröl tritt kaum aus der Einführöffnung 3a beim Entfernen des Elektromotors 81 aus. Folglich läßt sich die Umweltbelastung verringern.
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Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene eine Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann die Erfindung auf einen variablen Ventiltrieb angewendet sein, der die Ventileigenschaften eines Auslaßventils kontinuierlich variiert.
