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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuervorrichtung.
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HINTERGRUND
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JP 2003-113702 A beschreibt eine Ventilzeitsteuervorrichtung, bei der eine Antriebskraft einer Kurbelwelle (einer Antriebswelle) durch einen Antriebsriemen übertragen wird, damit die Ventilzeitsteuervorrichtung derart gestaltet ist, dass ein Öl in einer Öldruckkammer, die innerhalb eines Gehäuses definiert ist, darin beschränkt wird, zu einer Außenseite der Maschine hin zu lecken. Das Gehäuse hat ein zentrales Loch und ein zentraler Bolzen bzw. eine zentrale Schraube ist durch das zentrale Loch hindurch an einer Nockenwelle (einer Abtriebswelle) befestigt und eine Kappe ist an dem zentralen Loch zum Verhindern des Öllecks von der Öldruckkammer montiert. Darüber hinaus ist ein O-Ring zwischen dem Gehäuse und einer hinteren Platte bzw. einer Rückplatte platziert, um das Ölleck von der Öldruckkammer zu verhindern. Der zentrale Bolzen bzw. die zentrale Schraube wird zum Fixieren eines Flügelrotors, einer Hülse bzw. einer Buchse, die an einen Vertiefungsabschnitt angepasst ist, der in dem Flügelrotor definiert ist, und der Nockenwelle miteinander verwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilzeitsteuervorrichtung zu bieten, wobei eine Zuverlässigkeit der Ventilzeitsteuervorrichtung im Betrieb erhöht wird.
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Eine Ventilzeitsteuervorrichtung hat einen Flügelrotor in einer Öldruckkammer zwischen einer Rückplatte und einem Gehäuse. Ein erster Fasenteil ist an einer Verbindung zwischen der axialen Endfläche des Flügels und der radial äußeren Fläche des Flügels definiert.
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Entsprechend wird dann, wenn eine Last auf den Flügelrotor von der Rückplatte aufgebracht wird, der Kontaktdruck verringert, der auf die radial äußere Seite der axialen Endfläche des Flügels aufgebracht wird. Deshalb ist die axiale Endfläche des Flügelrotors benachbart zu der Rückplatte darin beschränkt, beschädigt zu werden. Daher kann die Zuverlässigkeit der Ventilzeitsteuervorrichtung im Betrieb verbessert werden.
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Ein zweiter Fasenteil ist an einer Verbindung zwischen der axialen Endfläche des Rotors und der radial äußeren Fläche des Rotors definiert.
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Entsprechend kann dann, wenn eine Last von der Rückplatte auf den Flügelrotor hinzugefügt bzw. aufgebracht wird, der Kontaktdruck verringert werden, der auf die radial äußere Seite der axialen Endfläche des Rotors aufgebracht wird, und die axiale Endfläche ist darin beschränkt, beschädigt zu werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorangehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher werden, die mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen gemacht wird.
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1 ist eine Schnittansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
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2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie II-II von 1 genommen ist;
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3 ist eine schematische Ansicht, die einen Leistungs- bzw. Antriebsmechanismus darstellt, der die Ventilzeitsteuervorrichtung aufweist;
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4 ist eine Schnittansicht, die einen Flügelrotor der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform darstellt;
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5 ist eine Seitenansicht, die in einer V-Richtung von 4 gesehen wird;
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6 ist eine vergrößerte Ansicht eines VI-Abschnitts von 4;
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7 ist eine erläuternde schematische Ansicht, die die Ventilzeitsteuervorrichtung zu einer Niedertemperaturzeit darstellt;
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8 ist eine erläuternde schematische Ansicht, die die Ventilzeitsteuervorrichtung zu einer Hochtemperaturzeit darstellt;
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9 ist eine erläuternde schematische Ansicht, die den Flügelrotor und eine Rückplatte der Ventilzeitsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform darstellt;
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10 ist eine erläuternde schematische Ansicht, die einen Flügelrotor und eine Rückplatte eines Vergleichsbeispiels darstellt;
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11 ist eine Schnittansicht, die einen Flügelrotor einer Ventilzeitsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt; und
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12 ist eine Seitenansicht, die in einer XII-Richtung von 11 gesehen wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hiernach mit Bezug auf Zeichnungen beschrieben werden. In den Ausführungsformen kann ein Teil, der einer Sache entspricht, die in einer vorangehenden Ausführungsform beschrieben ist, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und eine redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn lediglich ein Teil einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben ist, kann eine andere vorangehende Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, es gibt keinen Nachteil in der Kombination.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben. Eine Ventilzeitsteuervorrichtung 1 wird in einem Leistungs- bzw. Antriebsmechanismus für eine Brennkraftmaschine 2 verwendet, der in 3 gezeigt ist. Ein Riemen 10 ist um eine Laufrolle 4, die an einer Kurbelwelle 3 (Antriebswelle) der Maschine 2 fixiert ist, eine Laufrolle 8, die an einer Nockenwelle 6 (Abtriebswelle) der Maschine 2 fixiert ist, und eine Laufrolle 9 herumgewickelt, die an eine Nockenwelle 7 (Abtriebswelle) der Maschine 2 fixiert ist. Ein Drehmoment wird von der Kurbelwelle 3 an die Nockenwelle 6, 7 übertragen. Die Nockenwelle 6 treibt ein Abgas- bzw. Auslassventil 11 an und die Nockenwelle 7 treibt ein Einlassventil 12 an. Die Laufrolle 9 ist mit dem Riemen 10 verbunden und ein Flügelrotor 50 ist mit der Nockenwelle 7 verbunden. Die Öffnungs- und Schließzeit des Einlassventils 12 wird durch die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 eingestellt durch ein Drehen der Nockenwelle 3 und der Nockenwelle 7 mit einer vorbestimmten Phasendifferenz. Die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 dreht sich in 3 im Uhrzeigersinn.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 eine Rückplatte 20, die Laufrolle 9, ein Gehäuse 30, den Flügelrotor 50, eine erste Dichtkomponente 60, eine zweite Dichtkomponente 61, einen ersten Fasenteil 71, einen zweiten Fasenteil 72, eine Hülse bzw. Buchse 80, eine zentrale Schraube bzw. einen zentralen Bolzen 81 und eine Kappe 83 auf.
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Die Rückplatte 20 hat einen Leitungs- bzw. Rohrteil 22 und einen Scheibenteil 23. Der Leitungsteil 22 hat ein Loch 21 und die Nockenwelle 7 ist in der Lage, durch das Loch 21 hindurchzuführen. Der Scheibenteil 23 erstreckt sich in der radialen Richtung von dem axialen Ende des Leitungsteils 22 nach außen. Die Nockenwelle 7 ist mit der Innenwand des Lochs 21 des Leitungsteils 22 in gleitendem Kontakt. Die äußere Wand bzw. die Außenwand des Leitungsteils 22 ist an einer Maschinenabdeckung 14 durch eine ringförmige Öldichtung 13 angebracht bzw. befestigt.
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Die Laufrolle 9 und das Gehäuse 30 sind an der radial äußeren Seite des Scheibenteils 23 durch eine Schraube bzw. einen Bolzen 24 fixiert. Der Riemen 10 ist um die Laufrolle 9 herumgewickelt. Aus diesem Grund wird die Antriebskraft der Kurbelwelle 3 durch den Riemen 10 übertragen, um die Laufrolle 9, die Rückplatte 20 und das Gehäuse 30 zu drehen.
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Das Gehäuse 30 ist an dem Scheibenteil 23 der Rückplatte 20 fixiert. Das Gehäuse 30 befindet sich über die Rückplatte 20 hinweg in einer Dickenrichtung der Rückplatte 20 gegenüber zu der Nockenwelle 7.
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Das Gehäuse 30 hat eine Umfangswand 32 mit einer zylindrischen Form, mehrere Schuhe 33 und eine Vorderplatte 34. Der Schuh 33 erstreckt sich von der Umfangswand 32 in der radialen Richtung einwärts. Die Frontplatte bzw. vordere Platte 34 befindet sich über die Umfangswand 32 hinweg entgegengesetzt zu der Rückplatte 20. Die mehreren Schuhe 33 sind in einer Drehrichtung mit einem vorbestimmten Intervall angeordnet. Eine Öldruckkammer 40 ist zwischen den Schuhen 33 in der Drehrichtung benachbart zueinander definiert.
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Ein O-Ring 35 ist zwischen dem Gehäuse 30 und der Rückplatte 20 angeordnet, um ein Ölleck von der Öldruckkammer 40 zu verhindern. Dadurch wird Öl darin beschränkt, von der Öldruckkammer 40 zu der Außenseite des Gehäuses 30 hin zu lecken.
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Der Flügelrotor 50 weist einen Rotor 51 mit einer zylindrischen Form und mehrere Flügel 52 auf. Der Rotor 51 ist koaxial zu der Nockenwelle 7 angeordnet. Der Flügel 52 erstreckt sich von dem Rotor 51 in der radialen Richtung nach außen. Der Flügelrotor 50 ist zwischen der Rückplatte 20 und dem Gehäuse 30 beherbergt. Der Flügelrotor 50 ist zum Beispiel aus Aluminium hergestellt.
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Der Rotor 51 hat eine axiale Endfläche 511 benachbart zu der Rückplatte 20 und der Flügel 52 hat eine axiale Endfläche 521 benachbart zu der Rückplatte 20. Die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 ragt in einer axialen Richtung als die axiale Endfläche 521 des Flügels 52 zu der Nockenwelle 7 hin vor.
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Der Rotor 51 hat einen Vorsprungsteil 53, der in der radialen Richtung nach außen hin vorragt, und eine radial äußere Fläche 512 des Vorsprungsteils 53 des Rotors 51 berührt den Schuh 33 gleitfähig. Der Flügel 52 hat eine radial äußere Fläche 522, die gleitend die Umfangswand 32 berührt. Dadurch teilt der Flügelrotor 50 die Öldruckkammer 40 des Gehäuses 30 in eine Vorversatzkammer 41 und eine Rückversatzkammer bzw. Verzögerungskammer 42.
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Die radial äußere Fläche 522 des Flügels 52 hat einen Vertiefungsabschnitt 54, der sich in der axialen Richtung erstreckt. Die radial äußere Fläche 512 des Vorsprungsteils 53 des Rotors 51 hat einen Vertiefungsabschnitt 55, der sich in der axialen Richtung erstreckt. Die erste Dichtkomponente 60 ist in dem Vertiefungsabschnitt 54 des Flügels 52 angeordnet. Die zweite Dichtkomponente 61 ist in dem Vertiefungsabschnitt 55 des Rotors 51 angeordnet.
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Die erste Dichtkomponente 60 in dem Vertiefungsabschnitt 54 des Flügels 52 wird in der radialen Richtung durch eine Feder (nicht gezeigt) nach außen hin mit Druck beaufschlagt und ist flüssigkeitsdicht in Kontakt mit der Umfangswand 32 des Gehäuses 30. Die zweite Dichtkomponente 61 in dem Vertiefungsabschnitt 55 des Rotors 51 ist in der radialen Richtung durch eine Feder 62 nach außen hin mit Druck beaufschlagt und ist flüssigkeitsdicht in Kontakt mit dem Schuh 33 des Gehäuses 30. Dadurch beschränkt die Dichtkomponente 60, 61 Öl darin, sich zwischen der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42 zu bewegen.
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4 und 5 zeigen lediglich den Flügelrotor 50. In 5 repräsentiert der schraffierte Abschnitt den Ausbildungsbereich des Fasenteils 71, 72, zum Beispiel den ersten Fasenteil 71 und den zweiten Fasenteil 72 an dem Flügelrotor 50 zur Erläuterung.
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Der erste Fasenteil 71 ist an der äußeren Seite der axialen Endfläche 521 des Flügels 52 in der radialen Richtung ausgebildet. Der erste Fasenteil 71 verbindet die axiale Endfläche 521 des Flügels 52 und die radial äußere Fläche 522 des Flügels 52 miteinander und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Der Fasenteil 71 hat eine Form eines Konus oder einer gebogenen bzw. gekrümmten Fläche oder kann durch eine Kombination eines Konus und einer gekrümmten Fläche konstruiert sein.
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Der zweite Fasenteil 72 ist an der äußeren Seite der axialen Endfläche 511 des Rotors 51 in der radialen Richtung ausgebildet. Mit anderen Worten ist der zweite Fasenteil 72 an dem Vorsprungsteil 53 des Rotors 51 ausgebildet. Der zweite Fasenteil 72 verbindet die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 und die radial äußere Fläche 512 des Rotors 51 miteinander und erstreckt sich in der Umfangsrichtung.
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Ferner ist der zweite Fasenteil 72 in dem ganzen Umfang der radial äußeren Kante bzw. des radial äußeren Rands des Rotors 51 ausgebildet, der in der axialen Richtung als die axiale Endfläche 521 des Flügels 52 zu der Nockenwelle hin vorragt. Der zweite Fasenteil 72 ist an einer Verbindung zwischen dem Flügel 52 und dem Rotor 51 vorgesehen. Insbesondere verbindet der zweite Fasenteil 72 die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 mit der axialen Endfläche 521 des Flügels 52 und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Der zweite Fasenteil 72 hat eine Form eines Konus oder einer gekrümmten bzw. gebogenen Fläche oder kann durch eine Kombination eines Konus und einer gekrümmten Fläche konstruiert sein.
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Der Fasenteil 71, 72 ist auf der Außenseite der Dichtkomponente 60, 61 in der radialen Richtung ausgebildet. Im Detail ist der erste Fasenteil 71 derart ausgebildet, dass sich eine radial innere Endposition A des ersten Fasenteils 71 auf einer äußeren Seite einer radial inneren Endposition B der Dichtkomponente 60 befindet, die an der radial äußeren Fläche des Flügels 52 angeordnet ist.
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Der zweite Fasenteil 72 ist derart ausgebildet, dass sich eine radial innere Endposition C des zweiten Fasenteils 72 auf einer äußeren Seite einer radial inneren Endposition D der Dichtkomponente 61 befindet, die an der radial äußeren Fläche des Rotors 51 angeordnet ist.
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Die Dichtkomponente 60, 61 kann Öl daran hindern, sich zwischen der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42 durch einen Abstand bzw. einen Spielraum hindurchzubewegen, der zwischen dem Gehäuse 30, der Rückplatte 20 und dem Flügelrotor 50 durch den ersten Fasenteil 71 oder den zweiten Fasenteil 72 definiert ist.
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6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen VI-Abschnitt von 4 darstellt. Wie in 6 gezeigt ist, ist der erste Fasenteil 71 des Flügels 52 des Flügelrotors 50 ein Konusteil, in dem ein radialer Abstand bzw. eine radiale Distanz (Dimension bzw. Abmessung) D1 in der radialen Richtung größer ist als eine axiale Distanz bzw. ein axialer Abstand (Dimension bzw. Abmessung) D2 in der axialen Richtung. Ferner ist der zweite Fasenteil 72 des Rotors 51 des Flügelrotors 50 ein Konusteil, bei dem eine radiale Distanz bzw. ein radialer Abstand D3 in der radialen Richtung größer ist als ein axialer Abstand bzw. eine axiale Distanz D4 in der axialen Richtung.
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Dadurch kann in der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 der Flächendruck, der auf den Flügelrotor 50 aufgebracht ist, reduziert werden und der Flächendruck, der auf die Rückplatte 20 aufgebracht wird, kann reduziert werden. Die Dichteigenschaft zwischen dem Gehäuse 30, der Rückplatte 20 und dem Flügelrotor 50 kann gewährleistet werden. Außerdem sollte in dem ersten Fasenteil 71 und dem zweiten Fasenteil 72 die Distanz D1 bis D4 gerade nicht weniger als Zig Mikrometer bzw. mehrere zehn Mikrometer in der Größe sein, um den Flächen-(Kontakt-)Druck zu reduzieren, der auf die Rückplatte 20 und den Flügelrotor 50 aufgebracht wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die axiale Endfläche des Rotors 51 benachbart zu der Nockenwelle in Kontakt mit einer axialen Endfläche 15 der Nockenwelle 7 benachbart zu dem Rotor. Andererseits hat die axiale Endfläche des Rotors 51 gegenüber von der Nockenwelle einen Vertiefungsabschnitt 57, der in einer zylindrischen Form vertieft ist. Die Hülse bzw. Buchse 80, die eine zylindrische Form mit einem Boden hat, ist an den Vertiefungsabschnitt 57 angepasst. Die Buchse 80 ist zum Beispiel aus Eisen hergestellt und an der Innenwand des Vertiefungsabschnitts 57 zu einer Zeit einer Herstellung der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 presspassend. Die Buchse 80 ragt von dem Vertiefungsabschnitt 57 vor und die radial äußere Wand des vorspringenden Abschnitts der Buchse 80 ist gleitend in Kontakt mit der Innenwand des zentralen Lochs 36, das in dem Gehäuse 30 definiert ist.
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Die zentrale Schraube bzw. der zentrale Bolzen 81 führt durch ein Loch der Buchse 80, ein Loch des Rotors 51 und ein Loch der Nockenwelle 7. Die zentrale Schraube 81 ist mit einem Innengewinde 82 in Eingriff, das an einer vergleichsweise tiefen Position in dem Loch der Nockenwelle 7 ausgebildet ist. Dadurch sind die Buchse 80, der Flügelrotor 50 und die Nockenwelle 7 miteinander fixiert.
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Die Kappe 83 schließt das zentrale Loch 36 des Gehäuses 30 und deckt den Kopf der zentralen Schraube 81 ab, sodass Öl darin beschränkt wird, von dem zentralen Loch 36 des Gehäuses 30 auszulaufen. Dadurch ist die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 als eine dicht geschlossene Vorrichtung gestaltet bzw. ausgebildet, von der kein Öl von der Öldruckkammer 40 nach außen leckt. Außerdem ist ein Rohr bzw. eine Leitung 84 an der Innenwand des Lochs der Nockenwelle 7 fixiert. Ein Vorversatzöldurchgang 43 und ein Rückversatzöldurchgang 44 sind jeweils an der Außenseite und der Innenseite des Rohrs bzw. der Leitung 84 ausgebildet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Flügelrotor 50 mehrere Vorversatzöldurchgänge 45, die zu der Vorversatzkammer 41 führen, und mehrere Rückversatzöldurchgänge 46, die zu der Rückversatzkammer 42 führen. Der Vorversatzöldurchgang 45 und der Rückversatzöldurchgang 46 sind jeweils mit dem Vorversatzöldurchgang 43 und dem Rückversatzöldurchgang 44 verbunden, die in der Nockenwelle 7 definiert sind. Öl, das von einer Ölwanne (nicht gezeigt) des Fahrzeugs durch eine Ölpumpe (nicht gezeigt) gepumpt wird, strömt von einem Öldrucksteuerventil (nicht gezeigt) entlang des Vorversatzöldurchgangs 43 oder des Rückversatzöldurchgangs 44 der Nockenwelle 7 und des Vorversatzöldurchgangs 45 oder des Rückversatzöldurchgangs 46 des Flügelrotors 50 und wird zu der Vorversatzkammer 41 oder der Rückversatzkammer 42 zugeführt.
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Wenn Öl zu der Vorversatzkammer 41 von dem Vorversatzöldurchgang 43, 45 zugeführt wird, wird Öl in der Rückversatzkammer 42 durch den Rückversatzöldurchgang 44, 46 abgegeben. Dadurch bewegt sich der Flügelrotor 50 in der Vorversatzrichtung relativ zu dem Gehäuse 30.
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Andererseits wird dann, wenn Öl von dem Rückversatzöldurchgang 44, 46 zu der Rückversatzkammer 42 zugeführt wird, Öl in der Vorversatzkammer 41 durch den Vorversatzöldurchgang 43, 45 abgegeben. Dadurch bewegt sich der Flügelrotor 50 in der Rückversatzrichtung relativ zu dem Gehäuse 30.
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Außerdem repräsentieren die Pfeilrichtungen, die in 1 und 3 gezeigt sind, die Vorversatzrichtung und die Rückversatzrichtung des Flügelrotors 50 relativ zu dem Gehäuse 30.
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Ein Anschlagstift 90 ist in einem Unterbringungsloch 91 untergebracht, das in dem Flügelrotor 50 definiert ist, und ist in der Lage, eine Zweiwegebewegung in der axialen Richtung zu haben. Ein Passloch 92 ist in der Frontplatte bzw. der vorderen Platte 34 definiert und ein Ring 95 ist in dem Passloch 92 angeordnet. Der Anschlagstift 90 ist in der Lage, zu dem Ring 95 zu passen. Wenn der Flügelrotor 50 an der maximal zurückversetzten Position relativ zu dem Gehäuse 30 ist, ist der Anschlagstift 90 in der Lage, aufgrund einer Vorspannkraft einer Feder 94 zu dem bzw. in den Ring 95 in dem Passloch 92 zu passen. Wenn der Anschlagstift 90 an den Ring 95 gepasst ist, wird eine relative Drehung zwischen dem Flügelrotor 50 und dem Gehäuse 30 reguliert.
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Das Passloch 92 der Frontplatte 34 kommuniziert durch den Öldurchgang mit einer von der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42. Eine Druckkammer 96, die auf der Außenseite des Anschlagstifts 90 in der radialen Richtung definiert ist, kommuniziert durch den Öldurchgang mit der anderen von der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42.
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Der Öldruck in dem Passloch 92 und der Öldruck in der Druckkammer 96 wirkt in einer Art und Weise, dass sich der Anschlagstift 90 von dem Ring 95 trennt. Deshalb, wenn die Summe der Kraft, die auf den Anschlagstift 90 von dem Öldruck des Passlochs 92 aufgebracht wird, und der Kraft, die von dem Öldruck der Druckkammer 96 auf den Anschlagstift 90 aufgebracht wird, größer als die Vorspannkraft der Feder 94 wird, bewegt sich der Anschlagstift 90 aus dem Ring 95 heraus.
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Ein Betrieb bzw. eine Betätigung der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 wird erläutert.
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(Maschinenstartzeit)
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Nach einer Zeit eines Startens der Maschine wird die Phase bzw. Drehphase des Flügelrotors 50 zu der maximal verzögerten Position hin gesteuert, wie in 2 gezeigt ist. Das heißt, Öl, das von der Ölwanne des Fahrzeugs durch die Ölpumpe gepumpt wird, wird durch den Verzögerungsöldurchgang 46 von dem Öldrucksteuerventil zu der Rückversatzkammer 42 zugeführt. Bis Öl vollständig zu der Rückversatzkammer 42 zugeführt ist, bleibt der Anschlagstift 90 passend zu dem Ring 95.
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Nachdem die Maschine gestartet ist, wenn Öl vollständig zu dem Passloch 92 oder der Druckkammer 96 von der Rückversatzkammer 42 zugeführt ist, trennt sich der Anschlagstift 90 von dem Ring 95. Dadurch wird die Drehung des Flügelrotors 50 relativ zu dem Gehäuse 30 möglich.
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(Vorversatzbetrieb)
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Wenn die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 einen Vorversatzbetrieb ausführt, führt durch die Ölpumpe gepumptes Öl entlang des Vorversatzöldurchgangs 45 von dem Öldrucksteuerventil und wird zu der Vorversatzkammer 41 zugeführt. Andererseits wird Öl von der Rückversatzkammer 42 durch den Rückversatzöldurchgang 46 zu der Ölwanne hin abgegeben. Dadurch wirkt der Öldruck der Vorversatzkammer 41 auf die Flügel 52 und der Flügelrotor 50 bewegt sich relativ zu dem Gehäuse 30 in der Vorversatzrichtung.
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(Rückversatzbetrieb)
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Wenn die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 einen Rückversatzbetrieb ausführt, führt durch die Ölpumpe gepumptes Öl entlang des Rückversatzöldurchgangs 46 von dem Öldrucksteuerventil und wird zu der Rückversatzkammer 42 zugeführt. Andererseits wird Öl von der Vorversatzkammer 41 durch den Vorversatzöldurchgang 45 zu der Ölwanne hin abgegeben. Dadurch wirkt der Öldruck der Rückversatzkammer 42 auf den Flügel 52 und der Flügelrotor 50 bewegt sich relativ zu dem Gehäuse 30 in der Rückversatzrichtung.
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Ein Vergleichsbeispiel wird beschrieben. Im Allgemeinen wird dann, wenn eine Ventilzeitsteuervorrichtung eine dicht schließende Vorrichtung ist, ein Raum zwischen der Kappe und der Buchse bzw. Hülse ebenfalls mit Öl gefüllt. Dadurch nehmen die Kappe und die Buchse einen Druck des Öls auf, das zwischen der Kappe und der Buchse verbleibt. Deshalb ist die Summe der "Druckaufnahmefläche der Buchse" und der "Druckaufnahmefläche der axialen Endfläche des Flügelrotors, die nicht der Nockenfläche gegenüberliegt" um den Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche der Nockenwelle größer als "die Druckaufnahmefläche des Flügelrotors, die der Nockenwelle gegenüberliegt". Daher werden das Gehäuse und die Rückplatte relativ zu dem Flügelrotor und der Nockenwelle von der Nockenwelle weg bewegt. Als ein Ergebnis wird eine Last von der Rückplatte auf die axiale Endfläche des Flügelrotors benachbart zu der Nockenwelle aufgebracht.
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Ferner wird zu einer Niedertemperaturzeit (siehe 7) die radial äußere Seite des Flügelrotors zu der Nockenwelle hin deformiert bzw. verdreht, wenn die Hülse zu dem Vertiefungsabschnitt presspassend ist, der in dem Flügelrotor definiert ist. In diesem Fall ist die radial äußere Seite des Flügelrotors in Kontakt mit der Rückplatte.
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Im Gegensatz dazu wird zu einer Hochtemperaturzeit (siehe 8) die radial äußere Seite des Flügelrotors durch die axiale Zugkraft der zentralen Schraube und der Reaktionskraft der Nockenwelle von der Nockenwelle weg deformiert bzw. verdreht. In diesem Fall ist die radial innere Seite des Flügelrotors in Kontakt mit der Rückplatte.
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Als ein Ergebnis wird zu einer Niedertemperaturzeit, wenn die radial äußere Seite des Flügelrotors zu der Nockenwelle hin deformiert wird, der Kontaktdruck groß, der von der Rückplatte auf die radial äußere Seite der axialen Endfläche des Flügelrotors aufgebracht wird.
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Zu einer Hochtemperaturzeit, wenn die radial äußere Seite des Flügelrotors von der Nockenwelle weg deformiert wird, wird der Kontaktdruck groß, der von der Rückplatte auf die radial innere Seite der axialen Endfläche des Flügelrotors aufgebracht wird.
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In diesen Fällen, falls die radial äußere Seite oder die radial innere Seite der axialen Endfläche des Flügelrotors beschädigt oder gebrochen ist, kann die Ventilzeitsteuervorrichtung einen abnormalen Betrieb haben.
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Im Gegensatz dazu hat gemäß der ersten Ausführungsform die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 den ersten Fasenteil 71. Der Zustand des Flügelrotors 50 bei einer geringen Temperatur wird mit Bezug auf 7 erläutert und der Zustand des Flügelrotors 50 bei einer hohen Temperatur wird mit Bezug auf 8 erläutert.
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Wie in 7 und 8 gezeigt ist, wird in der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 ein Raum zwischen der Kappe 83 und der Buchse 80 ebenfalls mit Öl gefüllt, wenn ein Öldruck zu der Öldruckkammer 40 zugeführt wird. Deshalb nimmt die Kappe 83 und die Buchse 80 einen Öldruck von dem Öl zwischen der Kappe 83 und der Buchse 80 auf. Darüber hinaus nimmt eine axiale Endfläche 501 des Flügelrotors 50, die der Nockenwelle nicht zugewandt ist, und die Innenwand des Gehäuses 30, die der axialen Endfläche 501 zugewandt ist, einen Öldruck von dem Öl zwischen der axialen Endfläche 501 und dem Gehäuse 30 auf.
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Andererseits nimmt die axiale Endfläche 511, 521 des Flügelrotors 50, die der Rückplatte zugewandt ist, und die Innenwand der Rückplatte 20, die der axialen Endfläche 511, 521 zugewandt ist, einen Öldruck von dem Öl zwischen der axialen Endfläche 511, 521 und der Rückplatte 20 auf. Zu dieser Zeit ist die Summe der Druckaufnahmefläche der axialen Endfläche 501 des Flügelrotors 50 und der Druckaufnahmefläche der Buchse 80 um die Querschnittsfläche der Nockenwelle 7 größer als die Druckaufnahmefläche der axialen Endfläche 511, 521 des Flügelrotors 50.
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Deshalb werden das Gehäuse 30 und die Rückplatte 20 relativ zu dem Flügelrotor 50 und der Nockenwelle 7 von der Nockenwelle wegbewegt. Daher wird zu der Betriebszeit, in der der Öldruck zu der Öldruckkammer 40 zugeführt wird, eine Last auf die axiale Endfläche 511, 521 des Flügelrotors 50 von der Rückplatte 20 als Charakteristik bzw. Eigenschaft der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 aufgebracht.
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Wie in der Pfeilrichtung F1 von 7 gezeigt ist, wird in einem Fall, in dem die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 in einer Niedertemperatursituation ist, wenn die Buchse 80 zu einer Zeit eines Zusammenbaus der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 an dem Vertiefungsabschnitt 57 des Flügelrotors 50 presspassend ist, der Vertiefungsabschnitt 57 des Flügelrotors 50 in der radialen Richtung nach außen hin mit Druck beaufschlagt. Als ein Ergebnis wird die radial äußere Seite des Flügelrotors 50 zu der Nockenwelle hin deformiert bzw. verdreht. In diesem Fall ist die radial äußere Seite des Flügelrotors 50 in Kontakt mit der Rückplatte. Deshalb ist die radial äußere Seite der axialen Endfläche 521 des Flügelrotors 50 einem Hochdruckzustand ausgesetzt, wenn die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 in einer Niedertemperatursituation ist.
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Im vorliegenden Fall repräsentiert 10 ein Vergleichsbeispiel relativ zu der Ventilzeitsteuervorrichtung 1. In dem Vergleichsbeispiel ist die radial äußere Seite einer axialen Endfläche eines Flügelrotors benachbart zu einer Rückplatte nicht abgefast (siehe eine rechtwinklige Ecke in einem Bereich P von 10). Deshalb wird der Kontaktdruck hoch, der auf die rechtwinklige Ecke bzw. Kante des Flügelrotors 50 ausgeübt wird. Falls ein Bruch an der rechtwinkligen Kante auftritt, gerät Öl zwischen der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42 ins Strömen und die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 kann einen abnormalen Betrieb aufweisen.
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Im Gegensatz dazu, wie in 9 gezeigt ist, hat die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform den ersten Fasenteil 71 auf der radial äußeren Seite der axialen Endfläche 521 des Flügels 52 des Flügelrotors 50. Der erste Fasenteil 71 ist durch eine Kombination eines Konuswinkels bzw. Verjüngungswinkels α und einer gekrümmten bzw. gebogenen Fläche R ausgebildet. Ferner ist der erste Fasenteil 71 derart ausgebildet, dass die radiale Distanz D1 in der radialen Richtung größer ist als die axiale Distanz D2 in der axialen Richtung an dem Konusteil.
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Dadurch ist der Kontaktdruck, der auf die radial äußere Seite der axialen Endfläche 521 des Flügels 52 aufgebracht wird, in einem Bereich Q von 9 reduziert. Deshalb kann die axiale Endfläche 521 des Flügelrotors 50 darin beschränkt werden, beschädigt zu werden. Ferner ist es möglich, die Dichteigenschaft zwischen dem Gehäuse 30, der Rückplatte 20 und dem Flügelrotor 50 zu gewährleisten. Daher kann eine Zuverlässigkeit im Betrieb der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 verbessert werden.
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In einem Fall, in dem die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 in einem Hochtemperaturzustand ist, wie in 8 gezeigt ist, hat Aluminium, das den Flügelrotor 50 ausbildet, einen linearen Expansionskoeffizienten, der größer ist als ein linearer Expansionskoeffizient von Eisen, das die Buchse 80 ausbildet. Deshalb wirkt die Kraft einer Presspassung der Buchse 80 nicht auf den Vertiefungsabschnitt 57 des Flügelrotors 50, wenn die Buchse 80 in dem Vertiefungsabschnitt 57 des Flügelrotors 50 presspassend ist. In diesem Zustand, wie in der Pfeilrichtung F2 von 8 gezeigt ist, nimmt der Flügelrotor 50 die axiale Zugspannung, die durch ein Festziehen der zentralen Schraube 81 an dem Innengewinde 82 der Nockenwelle 7 erzeugt wird, und die Reaktionskraft der Endfläche der Nockenwelle auf. Dadurch wird die radial äußere Seite des Flügelrotors 50 von der Nockenwelle weg verdreht bzw. deformiert. Deshalb ist der radial innere Teil S des Flügelrotors 50 in Kontakt mit der Rückplatte 20. Daher ist die axiale Endfläche 511 des Flügelrotors 50 einem Hochdruckzustand ausgesetzt, wenn die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 in einem Hochtemperaturzustand ist.
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Ferner, wie in 4 bis 6 gezeigt ist, hat die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 dieser Ausführungsform den zweiten Fasenteil 72 auf der radial äußeren Seite der axialen Endfläche 511 des Rotors 51 des Flügelrotors 50. Der zweite Fasenteil 72 ist außerdem in einer Kombination eines Konuswinkels bzw. Verjüngungswinkels und einer gebogenen bzw. gekrümmten Fläche geformt. Des Weiteren ist, wie in 6 gezeigt ist, die radiale Distanz bzw. der Radialabstand D3 in der radialen Richtung größer als die axiale Distanz bzw. der Axialabstand D4 in der axialen Richtung an dem zweiten Fasenteil 72.
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Deshalb ist der Kontaktdruck verringert, der auf die radial äußere Seite der axialen Endfläche 511 des Rotors 51 aufgebracht wird. Die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 ist darin beschränkt, beschädigt zu werden. Ferner ist es möglich, die Dichteigenschaft zwischen dem Gehäuse 30, der Rückplatte 20 und dem Flügelrotor 50 zu gewährleisten. Daher kann die Zuverlässigkeit in dem Betrieb der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 verbessert werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform hat die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 den ersten Fasenteil 71 auf der radial äußeren Seite der axialen Endfläche 521 des Flügels 52. In einem Fall, in dem eine Last von der Rückplatte 20 zu dem Flügelrotor 50 hin aufgedrückt bzw. eingedrückt wird, wird der Kontaktdruck reduziert, der auf den radial äußeren Teil Q des Flügels 52 ausgeübt wird. Deshalb kann die axiale Endfläche 521 benachbart zu der Rückplatte darin beschränkt werden, beschädigt zu werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform hat die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 den zweiten Fasenteil 72 auf der radial äußeren Seite der axialen Endfläche 511 des Rotors 51. In einem Fall, in dem eine Last von der Rückplatte 20 auf den Flügelrotor 50 eingedrückt bzw. aufgedrückt wird, wird der Kontaktdruck reduziert, der auf den radial äußeren Teil S des Rotors 51 ausgeübt wird. Deshalb kann die axiale Endfläche 511 benachbart zu der Rückplatte darin beschränkt werden, beschädigt zu werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform befindet sich der erste Fasenteil 71 auf der radial weiter außen liegenden bzw. äußeren Seite als die radial innere Kante bzw. der radial innere Rand B der Dichtkomponente 60. Öl verbleibt zwischen dem Gehäuse 30 und der Rückplatte 20 und dem ersten Fasenteil 71. Die Dichtkomponente 60 hindert das Öl daran, sich zwischen der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42 zu bewegen. Deshalb kann die Zuverlässigkeit in dem Betrieb der Ventilzeitsteuervorrichtung 1 verbessert werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform befindet sich der zweite Fasenteil 72 auf der radial weiter außen liegenden Seite als die radial innere Kante bzw. der radial innere Rand D der Dichtkomponente 61. Öl verbleibt zwischen dem Gehäuse 30 und der Rückplatte 20 und dem zweiten Fasenteil 72. Die Dichtkomponente 61 hindert das Öl daran, sich zwischen der Vorversatzkammer 41 und der Rückversatzkammer 42 zu bewegen.
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Gemäß der ersten Ausführungsform hat die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 den zweiten Fasenteil 72 und ist ausgebildet, um in der radialen Richtung als die axiale Endfläche 521 des Flügels 52 vorzuragen. Der zweite Fasenteil 72 ist leicht durch ein Abschneiden und Abschaben ausgebildet, während eines Drehens des Flügelrotors 50 durch eine Drehmaschinenverarbeitung.
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Gemäß der ersten Ausführungsform hat jeder von dem ersten Fasenteil 71 und dem zweiten Fasenteil 72 eine Form von zumindest einem von einem Konus und einer gekrümmten Fläche. Dadurch kann der Felddruck reduziert werden, der von der Rückplatte 20 auf den ersten Fasenteil 71 und den zweiten Fasenteil 72 aufgebracht wird.
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Gemäß der ersten Ausführungsform weist die Ventilzeitsteuervorrichtung 1 die Buchse 80, die zentrale Schraube 81 und die Kappe 83 auf, um die Struktur fest zu verschließen. Der erste Fasenteil 71 und der zweite Fasenteil 72 sind an Positionen ausgebildet, die über den Flügelrotor 50 hinweg zu der Kappe 83 entgegengesetzt sind.
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Deshalb können der erste Fasenteil 71 und der zweite Fasenteil 72 den auf den Flügelrotor 50 aufgebrachten Druck in einem Fall reduzieren, in dem die Last, die von der Rückplatte 20 auf den Flügelrotor 50 aufgebracht ist, aufgrund des Öldrucks zwischen der Buchse 80 und der Kappe 83 groß ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 11 und 12 beschrieben.
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In der zweiten Ausführungsform sind die axiale Endfläche 511 des Rotors 51 und die axiale Endfläche 521 des Flügels 52 auf der gleichen Ebene, wie in 11 gezeigt ist. Deshalb ist der zweite Fasenteil 72 lediglich an dem Vorsprungsteil 53 des Rotors 51 ausgebildet, wie in 12 gezeigt ist. In der zweiten Ausführungsform können die gleiche Wirkung und Effekt wie in der ersten Ausführungsform erlangt werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die vorliegende Offenbarung kann auf das Abgas- bzw. Auslassventil anstelle des Einlassventils angewendet werden.
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Der Flügelrotor kann lediglich einen von dem ersten Fasenteil und dem zweiten Fasenteil, nicht beide von dem ersten Fasenteil und dem zweiten Fasenteil haben.
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Die Vorteile des ersten Fasenteils und des zweiten Fasenteils sind nicht auf die vorangehende Situation begrenzt, in der die Umgebungstemperatur hoch oder niedrig ist. Zum Beispiel sind die Vorteile wirksam, wenn der Druck, der auf die radial äußere Seite eines Flügelrotors aufgebracht wird, durch einen axialen Spalt zwischen dem Flügelrotor und dem Gehäuse erhöht wird.
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Solche Änderungen und Modifikationen sollen als im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung enthalten verstanden werden, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
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Eine Ventilzeitsteuervorrichtung weist eine Rückplatte (20); ein Gehäuse (30), das an der Rückplatte fixiert ist; und einen Flügelrotor (50) auf, der in der Lage ist, sich relativ zu dem Gehäuse zu drehen. Der Flügelrotor weist einen Rotor (51) und einen Flügel (52) auf, der sich von dem Rotor aus in einer radialen Richtung nach außen erstreckt, um eine Öldruckkammer des Gehäuses in eine Vorversatzkammer (41) und eine Rückversatzkammer (42) aufzuteilen. Der Flügel hat eine axiale Endfläche (521) benachbart zu der Rückplatte und eine radial äußere Fläche (522). Ein erster Fasenteil (71) ist an einer Verbindung zwischen der axialen Endfläche und der radial äußeren Fläche des Flügels definiert, um einen Flächendruck zu reduzieren, der von der Rückplatte auf den Flügel ausgeübt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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