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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung, die eine Öffnungs- und Schließzeitabstimmung eines Einlass- oder Auslassventils einer Brennkraftmaschine steuert.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine herkömmliche Vorrichtung dieser Bauart ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP H11- 132 014 A offenbart. Diese Vorrichtung hat einen Rotor, ein Gehäuse, das sich relativ zu dem Rotor drehen kann, einen Vorsprungabschnitt, der an dem Gehäuse ausgebildet ist, so dass er an dem äußeren Umfang des Rotors gleitet, eine Fluidkammer, die zwischen dem Rotor und dem Gehäuse definiert ist, einen Flügel, der innerhalb des Rotors vorgesehen ist und der die Fluidkammer in eine Verzögerungswinkelkammer und eine Vorstellwinkelkammer teilt, und eine Torsionsschraubenfeder zum Vorspannen des Rotors relativ zu dem Gehäuse in die Vorstellwinkelrichtung, in welche das Volumen der Verzögerungswinkelkammer sich verringert und sich das Volumen der Vorstellwinkelkammer vergrößert. Die Torsionsschraubenfeder ist unter Berücksichtigung der Kraft vorgesehen, die den Rotor relativ zu dem Gehäuse in die Verzögerungswinkelrichtung aufgrund des Schwankungsdrehmoments betreibt, das durchgehend an der Nockenwelle während des Betriebs des Verbrennungsmotors wirkt. Die Torsionsschraubenfeder verbessert das Ansprechverhalten der Drehung des Rotors in Richtung auf die Vorstellseite. Ein Ende der Torsionsschraubenfeder ist im Eingriff mit einer ersten Vertiefung, die an einer Platte ausgebildet ist, die mit dem Gehäuse verbunden ist, und das andere Ende von dieser ist im Eingriff mit einer zweiten Vertiefung, die an dem Rotor ausgebildet ist.
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Nach dem vorstehend genannten Stand der Technik ist ein erster Hakenabschnitt, der in die Axialrichtung eines Schraubenabschnitts der Torsionsfeder verlängert beziehungsweise erweitert ist, an einem Ende der Torsionsfeder ausgebildet. Der erste Hakenabschnitt ist in ein erstes Hakeneingriffsloch eingesetzt, das an einem Vertiefungsgrund der ersten Vertiefung ausgebildet ist, und ist im Eingriff mit dem ersten Hakeneingriffsloch. Ein zweiter Hakenabschnitt, der in die Axialrichtung des Schraubenabschnitts der Torsionsfeder erweitert beziehungsweise verlängert ist, ist an dem anderen Ende der Torsionsfeder ausgebildet. Der zweite Hakenabschnitt ist in ein zweites Hakeneingriffsloch eingesetzt, das an einem Vertiefungsgrund der zweiten Vertiefung aufgebildet ist, und ist im Eingriff mit dem zweiten Hakeneingriffsloch.
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Bei der vorstehend genannten Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist zum Halten der Position der Torsionsschraubenfeder der Schraubenabschnitt, der an einem Ende der Torsionsschraubenfeder gelegen ist, im Eingriff mit einem Vorsprung und einer Spiralvertiefung, die an der Platte ausgebildet sind. Daher ändert sich ein innerer und ein äußerer Durchmesser der Schraubenfeder durch die Änderung des Verdrehungswinkels der Torsionsschraubenfeder während des Betriebs der Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung. Als Folge berührt der Schraubenabschnitt den Vorsprung und die Spiralvertiefung reibend und kann daher die Torsionsschraubenfeder das gewünschte Verdrehungsdrehmoment nicht aufbringen.
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Die
DE 198 49 959 A1 offenbart eine Ventilzeitsteuervorrichtung mit einem Rotor, einem Gehäuse, einer Fluidkammer zwischen Rotor und Gehäuse, einem Flügel am Rotor, der die Fluidkammer in eine Verzögerungswinkelkammer und eine Vorstellwinkelkammer teilt, und einer Torsionsfeder. Ein Ende der Torsionsfeder steht mit einer Vertiefung im Eingriff, die an einer Frontplatte in axialer Richtung des Rotors ausgebildet ist. Das andere Ende der Torsionsfeder steht mit einer Vertiefung im Eingriff, die am Rotor in axialer Richtung des Rotors ausgebildet ist. Beide Vertiefungen sind am Boden der jeweiligen Aufnahmevertiefungen angeordnet, um die Torsionsfeder aufzunehmen.
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Die
DE 102 13 825 A1 offenbart eine Ventilzeitsteuervorrichtung mit einer Torsionsfeder. Ein Abschnitt der Torsionsfeder ist an der Seite eines Schuhgehäuses mit einem Federeingriffszapfen, der sich axial nach außen von dem Schuhgehäuse erstreckt, oder mit dem Loch im Eingriff, das an einer Umfangswand einer vorderen Platte angeordnet ist.
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Die
DE 102 12 606 A1 offenbart eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung mit einer Schraubenfeder. Ein Abschnitt der Schraubenfeder an der Seite einer ersten Platte steht in Eingriff mit einer zweiten Vertiefung, die einen zweiten Endabschnitt aufnimmt, der sich in die radiale Richtung der ersten Platte erstreckt.
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Die
US 2001 / 0 003 974 A1 offenbart eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung mit einer Schraubenfeder. Ein Abschnitt der Schraubenfeder steht an der Seite eines Kettenrads in Eingriff mit einem Stift, der innerhalb eines Vertiefungsabschnitts in Eingriff steht, der axial von dem Kettenrad vorsteht.
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Die
US 2002 / 0 050 258 A1 offenbart eine Ventilzeiteinstellvorrichtung, bei der ein Ende einer Torsionsschraubenfeder sich in die radiale Richtung eines Rotors erstreckt. Das andere Ende der Torsionsschraubenfeder ist an einem Flügelrotor fixiert und erstreckt sich in die axiale Richtung. Eine Abdichtungsplatte ist zwischen dem Flügelrotor und einem Kettenrad angeordnet. Der Flügelrotor und das Kettenrad berühren sich nicht direkt. Die Abdichtungsplatte deckt eine Umfangsvertiefung und eine radiale Nut, die mit dem einen Ende der Torsionsschraubenfeder eingreift, ab.
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Die
EP 0 818 609 A2 offenbart eine Ventilzeitsteuervorrichtung mit einem Rotor, einem Gehäuse, einer Fluidkammer zwischen Rotor und Gehäuse, einem Flügel am Rotor, der die Fluidkammer in eine Verzögerungswinkelkammer und eine Vorstellwinkelkammer teilt, und einer Torsionsfeder.
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Die nachveröffentlichte
JP 2003- 286 815 A offenbart eine weitere Ventilzeitsteuervorrichtung mit einem Rotor, einem Gehäuse, einer Fluidkammer zwischen Rotor und Gehäuse, einem Flügel am Rotor, der die Fluidkammer in eine Verzögerungswinkelkammer und eine Vorstellwinkelkammer teilt, und einer Torsionsfeder.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Torsionsschraubenfeder stabil das gewünschte Verdrehungsdrehmoment aufbringen kann.
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Die Aufgabe ist durch eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Anspruch 2 angegeben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1;
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in 1;
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4 zeigt eine Endansicht einer Torsionsschraubenfeder eines Ausführungsbeispiels einer Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung;
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5 zeigt eine Seitenansicht einer Torsionsschraubenfeder eines Ausführungsbeispiels einer Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung;
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6 zeigt eine Endansicht einer Torsionsschraubenfeder eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ventilzeitabstimmungsvorrichtung;
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7 zeigt eine Seitenansicht einer Torsionsschraubenfeder eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung; und
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8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Torsionswinkel und der Torsionsschraubenfeder und einem Reibungswiderstand (Reibungsdrehmoment) zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung konkret unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung, die in 1 und in 2 gezeigt ist, hat eine Nockenwelle 10, die drehbar an einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors gestützt ist und die Nocken (nicht gezeigt) zum Öffnen und Schließen von Ventilen hat, einen Rotor 20, der einstückig an einem oberen Ende der Nockenwelle 10 montiert ist, ein Rotationsübertragungselement mit einem Gehäuse 30, das an dem Rotor 20 montiert ist, so dass es relativ zu dem Rotor 20 innerhalb eines vorbestimmten Winkels drehbar ist, eine Frontplatte (Platte) 40, eine Rückplatte 50 und Zeitabstimmungskettenrad 31, das einstückig an dem Gehäuse 30 ausgebildet ist, eine Torsionsfeder (Torsionsschraubenfeder), die zwischen dem Rotor 20 und der Frontplatte 40 angeordnet ist, vier Flügel 70, die an dem Rotor 20 montiert sind, und einen Sperrstift 80, der in dem Gehäuse 30 angeordnet ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das Gehäuse 30 an dem äußeren Umfang des Rotors 20 montiert, so dass es relativ zu dem Rotor 20 innerhalb eines vorbestimmten Winkels drehbar ist. Die Frontplatte 40 und die Rückplatte 50 sind an beide Enden des Gehäuses 30 durch vier Schrauben 100 befestigt. Das Zeitabstimmungskettenrad 31 ist einstückig an dem der hinteren Seite des äußeren Umfangs des Gehäuses 30 ausgebildet, an der die Rückplatte 50 befestigt ist. Ein Übertragungselement, wie zum Beispiel eine Zeitabstimmungskette oder ein Zeitabstimmungsriemen (nicht gezeigt) ist zwischen dem Zeitabstimmungskettenrad 31 und einem Kettenrad einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors angeordnet. Wenn die Kurbelwelle gedreht wird, dreht sich das Zeitabstimmungskettenrad 31 durch das Übertragungselement und dreht sich das Gehäuse 30 mit der Frontplatte 40 und der Rückplatte 50. Dann dreht sich der Rotor 20 und die Nockenwelle 10, die einstückig an dem Rotor 20 montiert ist dreht sich, und die Nocken der Nockenwelle 10 öffnen und schließen die Ventile des Verbrennungsmotors.
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Vier Vorsprungabschnitte 33 sind an dem inneren Umfang des Gehäuses 30 mit einem vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung ausgebildet, so dass sie nach innen in die radiale Richtung vorstehen. Die innere Umfangsfläche der Vorsprungabschnitte 33 berührt die äußere Umfangsfläche des Rotors 20, so dass sie in die Umfangsrichtung gleitfähig ist. Dadurch wird das Gehäuse 30 drehbar an dem Gehäuse 30 gestützt. Fluidkammern R0 sind zwischen den angrenzenden Vorsprungabschnitten 33 des Gehäuses 30 und der äußeren Umfangsfläche des Rotors 20 ausgebildet. In einem Vorsprungabschnitt 33A von den Vorsprungabschnitten 33 ist ein Aufnahmeloch 34, in dem der Sperrstift 80 sowie eine Aufnahmefeder 81 zum Vorspannen des Sperrstifts 80 angeordnet sind, und eine Vertiefung 35, in der ein Halter 82 zum Eingreifen von einem Ende der Feder 81 vorgesehen ist, ausgebildet. Die Umfangsbreite des Vorsprungabschnitts 33A ist größer ausgelegt als diejenige der anderen Vorsprungabschnitte, um die Steifigkeit des Gehäuses 30 sicherzustellen.
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Der Rotor 20 ist an der Nockenwelle 10 durch eine einzelne Schraube 93 befestigt und hat Flügelvertiefungen 21 zum Montieren der Flügel 70 jeweils beweglich in die radiale Richtung. Des weiteren hat der Rotor 20 ein Aufnahmeloch 22, in das ein zylindrischer Kopfabschnitt des Sperrstifts 80 mit einem vorbestimmten Betrag gepasst ist, wenn die Relativposition zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 eine vorbestimmte Relativphase (am weitesten vorgestellter Winkel) wird, ein Verbindungsloch 26 und einen Durchgang 23, die das Betriebsfluid zu dem Aufnahmeloch 22 durch eine axiale Vertiefung 32 zuführen oder von diesem ausstoßen, das an dem äußeren Umfang des Gehäuses 30 in die axiale Richtung ausgebildet ist, Durchgänge 25, die das Betriebsfluid den Verzögerungswinkeldruckkammern R2 zuführen oder von diesen ausstoßen (außer einer Kammer R2, die an dem Unterteil in 2 gelegen ist), die in die Fluidkammern R0 durch die Flügel 70 geteilt sind, und Durchgänge 24, die das Betriebsfluid den Vorstellwinkelkammern R1 zuführen oder von diesen ausstoßen, die in die Fluidkammern R0 durch die Flügel 70 geteilt sind. Das Betriebsfluid wird der Verzögerungswinkelkammer R2 zugeführt oder von dieser ausgestoßen, die an dem Unterteil in 2 gelegen ist, durch eine Umfangsvertiefung 27, die an dem äußeren Umfang des Rotors 20 ausgebildet ist und mit der das äußere Ende des Durchgangs 23 in Verbindung steht. Mit einem solchen Aufbau wird das Betriebsfluid dem Aufnahmeloch 22 nur dann zugeführt oder nur dann von diesem ausgestoßen, wenn die Relativposition zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 die am weitesten vorgestellte Winkelposition wird. Die Flügel 70 werden nach außen in die radiale Richtung durch die Flügelfedern 71 vorgespannt, die jeweils in den Grundabschnitten der Flügelvertiefungen 21 angeordnet sind. Des weiteren ist der Innendurchmesser des Aufnahmelochs 22 um einen geringen Betrag größer als der Außendurchmesser des Sperrstifts 80 ausgelegt.
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Wenn der Motor anhält, wie in 2 gezeigt ist, ist die Relativposition zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 die am weitesten vorgestellte Position und berührt der Flügel 70a die Endfläche 33a des Vorsprungabschnitts 33 und funktioniert als ein Anschlag, der verhindert, dass sich der Rotor 20 in Richtung auf die Vorstellwinkelseite dreht. Wenn des weiteren die Relativposition zwischen dem Rotor 20 und dem Gehäuse 30 die am weitesten vorgestellte Winkelposition ist, ist der Kopfabschnitt des Sperrstifts 80 in das Aufnahmeloch 22 des Rotors 20 gepasst und gesperrt. Da daher der Sperrstift 80 als ein Anschlag funktioniert, der verhindert, dass sich der Rotor 20 in Richtung auf die Verzögerungswinkelseite dreht, und der Flügel 70a als ein Anschlag funktioniert, der verhindert, dass sich der Rotor 20 in Richtung auf die Vorstellwinkelseite dreht, kann sich der Rotor 20 nicht relativ zu dem Gehäuse in die Vorstellwinkel- und die Verzögerungswinkelrichtung drehen und wird reguliert. Es ist wünschenswert, dass der Verbrennungsmotor unter der regulierten Bedingung des Rotors 20 auf dieser Art gestartet wird. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, bewegen sich die Flügel 70 in die Umfangsrichtung und kippen, da der Druck des Betriebsfluids des Verbrennungsmotors nicht stabil genug ist. Da der Vorstellwinkelrichtungsanschlag und der Verzögerungswinkelrichtungsanschlag funktioniert, wie vorstehend erwähnt ist, wird die Bewegung der Flügel 70 gerade nach dem Start des Verbrennungsmotors verhindert. Wenn die Zeit nach dem Start des Verbrennungsmotors fortschreitet und der Druck des Betriebsfluids des Verbrennungsmotors stabil ist, wird das Betriebsfluid dem Aufnahmeloch 22 durch den Durchgang 23 und das Verbindungsloch 26, das an dem Rotor 20 ausgebildet ist, und die axiale Vertiefung 32, die an dem Gehäuse 30 ausgebildet ist, zugeführt und wird der Sperrstift 80 nach außen in die Radialrichtung bewegt und losgelassen beziehungsweise gelöst. Wenn der Sperrstift 30 gelöst wird, wird die Drehung des Rotors 20 relativ zu dem Gehäuse 30 gestattet und ist er folglich in der Lage, die Drehphase der Nockenwelle 10 relativ zu der Drehphase der Kurbelwelle in die Vorstellwinkelrichtung oder die Verzögerungswinkelrichtung einzustellen.
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Wenn für diesen Fall das Betriebsfluid in den Vorstellwinkelkammern R3 von den Vorstellwinkeldurchgängen 24 ausgestoßen wird und das Betriebsfluid den Verzögerungswinkelkammern R2 von den Verzögerungswinkeldurchgängen 25 zugeführt wird, dreht sich der Rotor 20 mit den Flügeln 70 relativ zu dem Gehäuse 30 in Richtung auf die Verzögerungswinkelrichtung, um das Volumen von jeder der Verzögerungswinkelkammern R2 zu erhöhen und das Volumen von jeder der Vorstellwinkelkammern R1 zu verringern. In der am weitesten verzögerten Winkelposition berührt der Flügel 70b die Endfläche 33b des Vorsprungabschnitts 33 und funktioniert als ein Anschlag, der verhindert, dass sich der Rotor 20 in Richtung auf die Verzögerungswinkelseite dreht.
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Wenn andererseits das Betriebsfluid in den Verzögerungswinkelkammern R2 von den Verzögerungswinkeldurchgängen 25 ausgestoßen wird und das Betriebsfluid den Vorstellwinkelkammern R1 von den Vorstellwinkeldurchgängen 24 unter der gelösten Bedingung des Sperrstifts 80 zugeführt wird, dreht sich der Rotor 20 mit den Flügeln 70 relativ zu dem Gehäuse 30 in Richtung auf die Vorstellwinkelrichtung, um das Volumen von jeder der Vorstellwinkelkammern R1 zu vergrößern und das Volumen von jeder der Verzögerungswinkelkammern R2 zu verringern.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in 1 gezeigt ist, eine kreisförmige Aufnahmekammer 90, in der die Torsionsfeder 60 angeordnet ist, koaxial durch die Frontplatte 40 und den Rotor 20 angeordnet. Die Aufnahmekammer 90 ist durch eine erste kreisförmige Aufnahmevertiefung 91, die von der Fläche der Frontplatte 40 geöffnet ist, die mit dem Rotor 20 verbunden ist, und eine zweite kreisförmige Aufnahmevertiefung 92 ausgebildet, die von der Fläche des Rotors 20 geöffnet ist, die mit der Frontplatte 40 verbunden ist.
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Die erste Aufnahmevertiefung 91 der Frontplatte 40 hat eine innere Umfangsfläche 91a, die eine kreisförmige Wandfläche ist, eine äußere Umfangsfläche 91b, die eine kreisförmige Wandfläche ist, und einen ersten Eingriffsabschnitt 91c, der teilweise von der Aufnahmevertiefung 91 nach außen in die Radialrichtung ausgenommen ist. Der zweite Eingriffsabschnitt 92c ist teilweise von der äußeren Umfangsfläche 92b nach außen in die radiale Richtung, nämlich in Richtung auf die Verlängerungsrichtung eines zweiten Hakenabschnitts 62 der Torsionsfeder 60 ausgenommen.
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Da dadurch der erste Eingriffsabschnitt 91c, der an der Fläche der Frontplatte 40 geöffnet ist, die mit dem Rotor 20 verbunden ist, und der zweite Eingriffsabschnitt 92c, der an der Fläche des Rotors 20 geöffnet ist, der mit der Frontplatte 40 verbunden ist, ausgebildet sind, wenn die Torsionsfeder 60 im Eingriff mit der Frontplatte 40 und dem Rotor 20 ist, kann der erste Hakenabschnitt 61 entlang der Öffnung des ersten Eingriffsabschnitts 91c der Frontplatte 40 eingreifen und kann der zweite Hakenabschnitt 62 entlang der Öffnung des zweiten Eingriffsabschnitts 62c des Rotors 20 eingreifen, und ist es möglich die Torsionsfeder einfach einzubauen.
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Wenn die Frontplatte 40, das Gehäuse 30 und die Rückplatte 50 einstückig zusammengebaut werden, stört der erste Eingriffsabschnitt 91c, der an der Fläche der Frontplatte 40 geöffnet ist, die mit dem Rotor 20 verbunden ist, die Fluidkammer R0 aufgrund der Neigung von allen axialen Mitten, und besteht die Gefahr, dass das Betriebsfluid aus der Fluidkammer R0 austritt. Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt ist, der erste Eingriffsabschnitt 91c der Frontplatte 40 an der im Wesentlichen gleichen Position mit Bezug auf den näherungsweisen Umfangsmittenabschnitt des Vorsprungabschnitts 33A angeordnet ist, der eine maximale Umfangsbreite hat, und zusammengebaut ist, wobei nämlich der erste Eingriffsabschnitt 91c an der Position getrennt von der Fluidkammer R0 angeordnet ist, ist es möglich, zu verhindern, dass das Betriebsfluid von der Fluidkammer R0 zu der Aufnahmekammer 90 austritt.
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Für diesen Fall ist es wünschenswert, eine Punktmarkierung 36 an dem Gehäuse 30 vorzusehen, um den ersten Eingriffsabschnitt 91c der Frontplatte 40 an der im Wesentlichen gleichen Position mit Bezug auf den Vorsprungabschnitt 33A anzuordnen und zusammenzubauen.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Torsionsfeder 60 in der Aufnahmekammer 90 im Wesentlichen koaxial zu dem Rotor 20 angeordnet. Die Torsionsfeder 60 ist durch Biegen eines Metalldrahtstabes mit einem kreisförmigen Querschnitt in eine Schraubengestalt ausgebildet. Die Torsionsfeder 60 hat einen Schraubenabschnitt 63 mit einer axialen Mitte, die sich entlang der axialen Mitte des Rotors 20 erstreckt, den ersten Hakenabschnitt 61, der von einem Ende der Axialrichtung des Schraubenabschnitts 63 in Richtung auf die Radialrichtung erstreckt und den zweiten Hakenabschnitt 62, der sich von dem anderen Ende der Axialrichtung des Schraubenabschnitts 63 in Richtung auf die Radialrichtung erstreckt. In 4 und in 5 ist der Erstreckungsbetrag des ersten Hakenabschnitts 61 als E1 gezeigt und ist der Erstreckungswinkel des ersten Hakenabschnitts 61 als A1 gezeigt. Der Erstreckungsbetrag des zweiten Hakenabschnitts 62 ist als E2 gezeigt und der Erstreckungswinkel des zweiten Hakenabschnitts 62 ist als A2 gezeigt. Es ist wünschenswert, dass 2B ≤ E1, E2 ≤ 3B gilt (wobei B: Durchmesser der Torsionsfeder 60). Des weiteren ist es wünschenswert, dass 0 ≤ A1, A2 ≤ 30° gilt.
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In diesem Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt ist, ist ein Abstand C1 zwischen der inneren und der äußeren Umfangsfläche 91a, 91b der ersten Aufnahmevertiefung 91 der Aufnahmekammer 90 und dem Schraubenabschnitt 63 der Torsionsfeder 60 ausgebildet. In ähnlicher Weise ist ein Zwischenraum C2 zwischen der inneren und der äußeren Umfangsfläche 92a, 92b der zweiten Aufnahmevertiefung 92 der Aufnahmekammer 90 und dem Schraubenabschnitt 63 der Torsionsfeder 60 ausgebildet.
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Wenn sich der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 dreht, wird eine Federkraft der Torsionsfeder 60 gebildet. Da zu diesem Zeitpunkt die Zwischenräume C1, C2 ausgebildet sind, ist es möglich, die Erzeugung eines übermäßigen Reibungswiderstands durch den Kontakt zwischen dem Schraubenabschnitt 63 der Torsionsfeder 60 und der inneren und der äußeren Umfangsfläche 91a, 92b der ersten Aufnahmevertiefung 91, der inneren und der äußeren Umfangsfläche 92a, 92b der zweiten Aufnahmevertiefung 92 zu verhindern. Das ist vorteilhaft zum Bilden der beabsichtigten Federkraft der Torsionsfeder 60. Es ist wünschenswert, dass C1, C2 ≥ 0,3 gilt.
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Wenn sich der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 gegen die Federkraft der Torsionsfeder 60 dreht, gibt es eine Neigung, dass sich der Schraubenabschnitt 63 elastisch verformt, so dass sich der Durchmesser des Schraubenabschnitts 63 verringert. Da des weiteren der Zwischenraum C1, C2 um die Torsionsfeder 60 vorgesehen ist, wenn sich der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 gegen die Federkraft der Torsionsfeder 60 dreht, verformt sich der Schraubenabschnitt 63 der Torsionsfeder 60 einfach elastisch, so dass sich der Durchmesser des Schraubenabschnitts 63 verringert. Zu diesem Zeitpunkt gibt es eine Neigung, dass der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 63 der Torsionsfeder 60 möglicherweise außer Eingriff gelangt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 62 von dem Schraubenabschnitt 63 nach außen in die Radialrichtung erweitert beziehungsweise verlängert, wobei verhindert wird, dass der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 62 von den ersten und zweiten Eingriffsabschnitten 91c, 92c außer Eingriff gelangen.
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Da des weiteren die Erweiterungsbeträge E1, E2 der ersten und zweiten Hakenabschnitte 61, 62 so gesetzt sind, dass 2B ≤ E1, E2 ≤ 3B gilt, und die Erweiterungswinkel A1, A2 der ersten und zweiten Hakenabschnitte 61, 62 so gesetzt sind, dass 0 ≤ A1, A2 ≤ 30° gilt, werden der Eingriffsbetrag zwischen dem ersten Hakenabschnitt 61 und dem ersten Eingriffsabschnitt 91c sowie der Eingriffsbetrag zwischen dem zweiten Hakenabschnitt 62 und dem zweiten Eingriffsabschnitt 92c sichergestellt. Daher wird wirksam verhindert, dass der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 62 von dem ersten und dem zweiten Eingriffsabschnitt 91c, 92c außer Eingriff gelangen.
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Wie des weiteren in 6 und 7 gezeigt ist, sind der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 62 R-förmig ausgebildet und sind Stifte in der Aufnahmevertiefung 91 der Frontplatte 40 und der Aufnahmevertiefung 42 des Rotors 20 zum Einhängen des ersten Hakenabschnitts 61 und des zweiten Hakenabschnitts 62 ausgebildet. Dadurch wird wirksam verhindert, dass der erste Hakenabschnitt 61 und der zweite Hakenabschnitt 62 außer Eingriff von dem ersten und dem zweiten Eingriffsabschnitt 91c, 92 gelangen.
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Die Torsionsfeder 60 hat eine Vorspannkraft, die ständig den Rotor 20, der die Flügel 70 hält, relativ zu dem Gehäuse 30 in Uhrzeigerrichtung in 2 vorspannt. Die Torsionsfeder 60 ist unter der Berücksichtigung der Kraft vorgesehen, die an dem Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 in die Verzögerungswinkelrichtung aufgrund des Schwankungsdrehmoments wirkt, das konstant an der Nockenwelle 10 aufgrund des Betriebs des Verbrennungsmotors wirkt. Die Torsionsfeder 60 spannt den Rotor 20 ständig relativ zu dem Gehäuse 30 in die Vorstellwinkelrichtung vor, und dadurch wird das Ansprechverhalten der Drehung des Rotors 20 in Richtung auf die Vorstellseite verbessert.
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Die Torsionsfeder 60 wird unter der verdrehten Bedingung zusammengebaut, so dass sie den Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse ständig vorspannt. Die Frontplatte 40, an der der erste Hakenabschnitt 61 im Eingriff ist, und der Rotor 20, an dem der zweite Hakenabschnitt 62 im Eingriff ist, werden relativ zueinander gedreht und so zusammengebaut, dass die Torsionsfeder 60 verdreht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist für den Fall, dass der Verdrehwinkel (Torsionswinkel) groß ist, nämlich für den Fall, dass der Rotationswinkel groß ist, gibt es die Gefahr, dass sich die Zeit für den Zusammenbau vergrößert und dass sich der Zusammenbau aufgrund der Verringerung der Winkelgenauigkeit des Rotationswinkels der Frontplatte 40 und des Rotors 20 verschlechtert. Da gemäß dem Ausführungsbeispiel der maximale Verdrehwinkel (Torsionswinkel) innerhalb von 360° liegt, ist es möglich, die Zeit zum Zusammenbauen zu verringern, und ist es möglich, die Winkelgenauigkeit des Drehwinkels der Frontplatte 40 und des Rotors 20 zu verbessern, und kann der Zusammenbau sicher durchgeführt werden.
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Wenn des weiteren, wie vorstehend erwähnt ist, sich der Rotor 20 relativ zu dem Gehäuse 30 gegen die Federkraft der Torsionsfeder 60 dreht, gibt es eine Neigung, dass sich der Schraubenabschnitt 63 elastisch verformt, so dass sich der Durchmesser des Schraubenabschnitts 63 verringert. Zu diesem Zeitpunkt berührt für den Fall, dass der Verdrehwinkel (Torsionswinkel) der Torsionsfeder 60 groß ist, wie in 8 gezeigt ist, der Schraubenabschnitt 63 die inneren und äußeren Umfangsflächen 91a, 91b der ersten Aufnahmevertiefung 91 und die inneren und äußeren Umfangsflächen 92a, 92b der zweiten Aufnahmevertiefung 92, und gibt es die Gefahr, dass ein übermäßiger Reibungswiderstand erzeugt wird. Da gemäß dem Ausführungsbeispiel der maximale Verdrehwinkel (Torsionswinkel) innerhalb von 360° liegt, wird der Reibungskontakt verhindert und wird das stabile Verdrehungsmoment erzeugt, und kann der geeignete Betrieb erhalten werden.
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Bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung angewendet, die an einer Auslassnockenwelle montiert ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung angewendet werden, die an einer Einlassnockenwelle montiert ist.
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Des weiteren ist bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel die Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung so aufgebaut, dass der Kopfabschnitt des Sperrstifts 80, der an dem Gehäuse 30 eingebaut ist, in das Aufnahmeloch 22 des Rotors 20 unter der Bedingung eingesetzt ist, bei dem die Verzögerungswinkelkammer R2 ein minimales Volumen hat (am weitesten vorgestellte Winkelbedingung). Jedoch kann die Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung auch so aufgebaut sein, dass der Kopfabschnitt des Sperrstifts 80, der an dem Gehäuse 30 eingebaut ist, in das Aufnahmeloch 20 des Rotors 20 unter der Bedingung eingesetzt ist, bei der die Vorstellwinkelkammer R2 ein minimales Volumen hat (am weitesten verzögerte Winkelbedingung).
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Reibung durch den Kontakt zwischen der Torsionsfeder und dem Rotor zu verhindern, kann das Gehäuse und das Verdrehdrehmoment stabilisiert werden und kann die Zeitspanne zum Zusammenbauen verringert werden. Des weiteren ist es möglich, die Winkelgenauigkeit des Rotationswinkels der Platte und des Rotors zu verbessern, und ist es möglich, diese sicher und einfach zusammenzubauen.
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Somit hat die Ventilzeitabstimmungssteuerungsvorrichtung den Rotor, das Gehäuse, das relativ zu dem Rotor drehbar ist, den Vorsprungabschnitt, der an dem Gehäuse ausgebildet ist, um an dem äußeren Umfang des Rotors gleitfähig zu sein, die Fluidkammer, die zwischen dem Rotor und dem Gehäuse definiert ist, einen Flügel, der an dem Rotor vorgesehen ist, und der die Fluidkammer in eine Verzögerungswinkelkammer und eine Vorstellwinkelkammer teilt, und eine Torsionsschraubenfeder zum Vorspannen des Rotors relativ zu dem Gehäuse in die Vorstellwinkelrichtung, in die das Volumen der Verzögerungswinkelkammer sich verringert und sich das Volumen der Vorstellwinkelkammer vergrößert und die in der verdrehten Bedingung mit einem vorbestimmten Winkel angeordnet ist, um den Rotor und das Gehäuse nicht reibend zu berühren.
