DE10350696A1

DE10350696A1 - Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE10350696A1
Application number: DE10350696A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Kariya Takenaka; Takayuki Nishio Inohara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2004-06-03
Also published as: US20040084000A1; JP2004150397A; US6805082B2; JP3857215B2

Abstract

Eine Ventilsteuerungseinstellvorrichtung stellt ein Betrag einer Phasenverschiebung einer angetriebenen Welle 4 bezüglich einer Antriebswelle ein. Ein erstes Loch 60 in einem ersten Rotor 11 formt eine erste Spur 62, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie zu verändert. Das erste Loch 60 kommt auf den zwei Seiten des ersten Lochs 60 zu der hin sich das erste Loch 60 (der erste Rotor 11) dreht in Kontakt mit einem Steuerelement 50, das durch die erste Spur 62 hindurchführt. Ein zweites Loch 70 in einem zweiten Rotor 16 formt eine zweite Spur 72, die sich erstreckt. Das zweite Loch 70 kommt in Kontakt mit dem Steuerelement 50, das durch die zweite Spur 72 hindurchführt. Die erste Spur 62 und die zweite Spur 72 neigen sich zueinander in der Drehrichtung des ersten und des zweiten Rotors 16.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung für einen Verbrennungsmotor (nachfolgend „Motor") zum Einstellen der Zeitsteuerung (nachfolgend „Ventilzeitsteuerung") von mindestens einem Luftansaugventil und einem Auslassventil.

Eine herkömmliche Technik ist bekannt, in der eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung in einem Getriebe zum Übertragen eines Antriebsdrehmoments von einer Antriebswelle (z.B. Kurbelwelle) eines Motors zu einer angetriebenen Welle (z.B. Nockenwelle) vorgesehen ist, um ein Luftansaugventil und ein Auslassventil eines Motors zu öffnen und zu schließen, wobei die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung die Zeitsteuerung der Ventile einstellt. Gemäß der herkömmlichen Technik, verändert die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung die Drehphase (nachfolgend einfach „Phase") der Nockenwelle mit Bezug zur Kurbelwelle. Eine Veränderung der Phase auf diese Art und Weise stellt die Ventilzeitsteuerung ein, was die Motorleistungsabgabe, den Kraftstoffverbrauch, usw. verbessern kann.

Patentdokument 1 (Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2001-41013) trägt ein Beispiel einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung vor. Die vorgetragene Vorrichtung hat einen ersten Rotor, der mittels des Nockenwellenantriebdrehmoments gedreht wird und einen zweiten Rotor, der zusammen mit der Nockenwelle in der gleichen Richtung wie der erste Rotor dreht. In diesem Aufbau wird der zweite Rotor relativ zum ersten Rotor gedreht, um die Nockenwellenphase bezüglich der Kurbelwelle zu verändern.

Gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 vorgetragen wurde, wird ein bewegbares Betätigungselement entlang einer Radialrichtung des ersten Rotors und des zweiten Rotors bewegt und eine Verbindung wird verwendet, um die radiale Bewegung des bewegbaren Betätigungselements in Drehbewegungen durch die zwei Rotoren bezüglich einander umzuwandeln. Gemäß dieses Aufbaus, ist der Grad der Phasenverschiebung durch den zweiten Rotor bezüglich des ersten Rotors (und deshalb der Grad der Phasenverschiebung der Nockenwelle bezüglich der Kurbelwelle) abhängig von der Länge des Arms der die Verbindung bildet. Jedoch ist die Länge der Verbindung, welche die Umwandlung der Bewegung ermöglicht, begrenzt. Infolgedessen ist der Grad der Phasenverschiebung, der durch die Nockenwelle bezüglich der Kurbelwelle möglich ist, auch begrenzt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung bereitzustellen, die einen großen Grad an Freiheit ermöglicht, wenn die Phasenverschiebung der angetriebenen Welle bezüglich einer Antriebswelle eingestellt wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung bildet ein erstes Loch in einem ersten Rotor eine erste Spur, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von einer Drehmittellinie verändert und das erste Loch hat Kontakt mit einem Steuerelement, das durch die erste Spur hindurchführt, wobei der Kontakt auf den zwei Seiten des ersten Lochs auftritt, zu denen hin der erste Rotor dreht. Des Weiteren bildet ein zweites Loch in einem zweiten Rotor eine zweite Spur aus, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von einer Drehmittellinie in Umfangsrichtung gesehen verändert und das zweite Loch ist in Kontakt mit dem Steuerelement, das durch die zweite Spur hindurchführt, wobei der Kontakt auf den zwei Seiten des zweiten Lochs auftritt, zu denen hin der zweite Rotor dreht. Zusätzlich ist die erste Spur und die zweite Spur in den Drehrichtungen des ersten Rotors und des zweiten Rotors zueinander geneigt. Wenn deshalb die Steuereinrichtung wirkt, um den radialen Abstand des Steuerelements von der Drehmittellinie zu verändern, presst das Steuerelement gegen mindestens eines des ersten Lochs und des zweiten Lochs, wobei das Steuerelement sowohl durch die erste Spur als auch die zweite Spur hindurchführt und folglich der zweite Rotor dazu veranlasst wird, relativ zum ersten Rotor zu drehen.

In der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung, die auf die vorstehende Weise betrieben wird, ist der Grad der Phasenverschiebung des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors abhängig von der Länge der ersten Spur und der zweiten Spur und dem Grad, in dem die erste Spur und die zweite Spur zueinander neigen. Dadurch, dass sich die erste Spur und die zweite Spur, so erstrecken, dass sie ihre radialen Abstände von der Drehmittellinie verändern, wird eine relative Freiheit durch das Bestimmen der Länge und der gegenseitigen Neigung der Spuren erreicht. Umgekehrt erhöht dies die Freiheit, bei der Einstellung des Grads der Phasenverschiebung des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors und deshalb den Grad der Phasenverschiebung der angetriebenen Welle bezüglich der Antriebswelle.

Jedoch ist zu beachten, dass die gegenseitige Neigung der ersten Spur und der zweiten Spur so ausgebildet sein kann, dass sie einander schneiden oder auch so ausgebildet sein kann, dass sie aneinander nicht schneiden. Gemäß einem zweiten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat der erste Rotor und der zweite Rotor jeweils eine Vielzahl von Paaren erster Löcher und zweiter Löcher, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind, sodass jedes Paar individuell jedem der Vielzahl von Steuerungselementen entspricht. Ein solcher Aufbau verhindert eine ungleiche Gewichtsverteilung um die Drehmittellinie.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorstehend genannten Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung beaufschlagt eine Energiebeaufschlagungseinrichtung den ersten Rotor oder den zweiten Rotor mit Energie, um diesen einen Rotor in seiner Drehrichtung vorzustellen und beaufschlagt den anderen Rotor mit Energie, um seine Bewegung in seiner Drehrichtung zu verzögern. Ein erster Wandabschnitt, der entweder am ersten Rotor oder am zweiten Rotor ausgebildet ist, bildet eine erste Spur aus, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie verändert und der erste Wandungsabschnitt hat Kontakt mit dem Steuerelement, das durch die erste Spur in einer solchen Art und Weise hindurchführt, dass der Kontakt auf der Verzögerungs- bzw. Nacheilseite hinsichtlich der Rotordrehrichtung auftritt.

Des Weiteren bildet ein zweiter Wandabschnitt, der auf dem anderen Rotor ausgebildet ist, eine zweite Spur, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie verändert, wobei die zweite Wand in Kontakt mit dem Steuerelement ist, das durch die zweite Spur in einer solchen Art und Weise hindurchführt, dass der Kontakt auf der Voreilseite hinsichtlich der Drehrichtung des zweiten Rotors auftritt. Hierbei neigen sich die erste Spur und die zweite Spur entlang der Drehrichtungen des ersten Rotors und des zweiten Rotors zueinander. Wenn deshalb die Steuereinrichtung den radialen Abstand von der Drehmittellinie des Steuerelements verändert, treten die folgenden Betätigungen entsprechend der Richtung, in der der radiale Abstand verändert wird, auf.

Als erstes veranlasst die Energiebeaufschlagungseinrichtung, dass die ersten Wandabschnitte und die zweiten Wandabschnitte gegen die Steuerelemente gedrückt werden, wobei die Steuerelemente dazu veranlasst werden, durch die erste Spur und die zweite Spur hindurchzuführen und der zweite Rotor dazu veranlasst wird, hin zur Voreilseite oder hin zur Nacheilseite relativ zum ersten Rotor zu drehen. Als zweites wird mindestens einer des ersten Wandabschnitts und des zweiten Wandabschnitts durch das Steuerelement gedrückt, wobei das Steuerelement dazu veranlasst wird, durch die erste Spur und die zweite Spur hindurchzuführen und der zweite Rotor dazu veranlasst wird, hin zur Voreilseite oder hin zur Nacheilseite relativ zum ersten Rotor zu drehen.

Bei der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung, die in der vorstehenden Art und Weise wirkt, ist der Grad der Phasenverschiebung des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors abhängig von der Länge der ersten Spur und der zweiten Spur und dem Grad, in dem sich die erste Spur und die zweite Spur zueinander neigen. Dadurch, dass sich die erste Spur und die zweite Spur, so erstreckt, dass jede Spur ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie verändert, wird eine relative Freiheit zum Einstellen der Länge und der gegenseitigen Neigung der zwei Spuren erreicht. Umgekehrt erhöht dies den Grad an Freiheit zum Einstellen des Grads der Phasenverschiebung des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors und deshalb den Grad der Phasenverschiebung der angetriebenen Welle bezüglich der Antriebswelle. Jedoch ist zu beachten, dass die erste Spur und die zweite Spur, die sich zueinander neigen, so konfiguriert werden können, dass sie einander schneiden oder so konfiguriert werden können, dass sie einander nicht schneiden.

Gemäß einem vierten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren erstrebenswert, dass der erste Rotor und der zweite Rotor eine Vielzahl von Paaren erster Wandabschnitte und zweiter Wandabschnitte haben, die entlang der Drehrichtung des Rotors angeordnet sind, wobei jedes der Paare an Wandabschnitten individuell jedem der Vielzahl an Steuerelementen entspricht. Ein solcher Aufbau mildert ungewuchtete Gewichtsverteilung um die Drehmittellinie.

Gemäß einem fünften Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind die erste Spur und die zweite Spur als gerade Linien ausgebildet. Dieser Aufbau erleichtert das Bearbeiten der Löcher und der Wandabschnitte, welche die zwei Spuren ausbilden.

Gemäß einem sechsten und siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die erste Spur und die zweite Spur als gekrümmte Linien ausgebildet. Dieser Aufbau erleichtert die Einstellung der Beziehung zwischen dem radialen Abstand des Steuerelements von der Drehmittellinie und der Drehphase des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors (z.B. kann der Vorteil einer einfachen proportionalen Beziehung genutzt werden).

Gemäß einem achten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung schneiden die erste Spur und die zweite Spur einander an Stellen, die durch die Drehphasen des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors bestimmt werden und das stangenförmige Steuerelement führt durch den Schnittpunkt zwischen der ersten Spur und der zweiten Spur hindurch. Diese Konfiguration ist ein vereinfachter Aufbau.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuerelement individuelle Rollelemente an dem Punkt, we es in Kontakt mit dem ersten Rotor ist und an dem Punkt, wo es in Kontakt mit dem zweiten Rotor ist. Wenn aufgrund dieser Konfiguration, das Steuerelement die Richtung umdreht, in der sein radialer Abstand von der Drehmittellinie verändert wird, kann der zweite Rotor ruhig seine Drehrichtung bezüglich des ersten Rotors ändern.

Gemäß einem zehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung bilden die Steuerlöcher in dem Steuerrotor Steuerspuren aus, die sich in einer Neigung, bezüglich der Radiallinie erstreckt, um ihre radialen Abstand von der Drehmittellinie zu verändern, wobei die Steuerlöcher den Kontakt zu den Steuerelementen herstellen, welche durch die Steuerlöcher hindurchführen. Dieser Kontakt tritt sowohl auf der radialen nach innen zugewandten Seite als auch auf der radialen nach außen zugewandten Seite des Steuerlochs auf. Wenn deshalb die Drehmomentanbringeinrichtung das Voreilseitendrehmoment oder das Nacheilseitendrehmoment an den Steuerrotor anlegt und der Steuerrotor bezüglich des ersten Rotors dreht, um durch die Steuerspur hindurchzuführen, drückt das Steuerloch gegen das Steuerelement, wobei folglich der radiale Abstand des Steuerelements von der Drehmittellinie verändert wird.

Gemäß einem elften Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung beaufschlagt eine zusätzliche Energiebeaufschlagungseinrichtung das Steuerelement in einer Richtung entlang dem Radius des Steuerrotors mit Energie. Des Weiteren bilden die Steuerlöcher in dem Steuerrotor die Steuerspuren aus, welche sich in einer Neigung bezüglich der Radiallinie erstrecken, sodass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie verändern, wobei das Steuerloch einen Kontakt mit dem Steuerelement herstellt, der durch die Steuerspur hindurchführt und wobei dieser Kontakt entweder auf der radialen nach innen zugewandten Seite oder der radialen nach außen zugewandten Seite des Steuerlochs auftritt. Wenn deshalb die Drehmomentanbringeinrichtung entweder das Voreilseitendrehmoment oder das Nacheilseitendrehmoment an den Steuerrotor anlegt und der Steuerrotor relativ zum ersten Rotor dreht, wird das Steuerelement durch die zusätzliche Energiebeaufschlagungseinrichtung hin zum Steuerwandabschnitt gedrückt und führt folglich durch die Steuerspur hindurch, dabei wird der radiale Abstand des Steuerelements von der Drehmittellinie verändert. Wenn des Weiteren die Drehmomentanbringeinrichtung das entgegengesetzte Drehmoment an den Steuerrotor anlegt, und der Steuerrotor relativ zum ersten Rotor dreht, empfängt das Steuerelement Druck von dem Steuerwandabschnitt und führt folglich durch die Steuerspur, wodurch der radiale Abstand des Steuerelements von der Drehmittellinie verändert wird.

Gemäß einem zwölften Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerspur als Bogen ausgebildet, der außermittig von der Drehmittellinie angeordnet ist. Dieser Aufbau verringert das Kräftepaar, welches auf das Steuerelement aufgrund der Reaktionskraft des ersten Rotors, des zweiten Rotors und des Steuerrotors wirkt.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerspur in einem spiralförmigen Muster ausgebildet. Dieser Aufbau verringert das Kräftepaar, welches auf das Steuerelement aufgrund der Reaktionskraft des ersten Rotors, des zweiten Rotors und des Steuerrotors wirkt.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung der Erfindung, ist die Steuerspur als gerade Linie ausgebildet. Dieser Aufbau vereinfacht das Bearbeiten des Steuerlochs und des Steuerwandabschnitts, welcher die Steuerspur ausbildet.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung sind die Enden der Steuerspur bezüglich der Radiallinie des Steuerrotors ungefähr in rechten Winkeln ausgebildet. Dieser Aufbau verringert die Veränderungsrate des radialen Abstandes des Steuerelements von der Drehmittellinie während es durch das Ende der Steuerspur hindurchführt. Dies verhindert, dass das Steuerelement einen kraftvollen Aufprall mit dem Steuerloch oder dem Steuerwandabschnitt an den Enden des Steuerpfads machen muss. Infolgedessen kann lautes Geräusch, Beschädigung und dergleichen, welche durch einen Aufprall verursacht werden, verhindert werden.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung ist die Steuereinrichtung mit einer Halteeinrichtung versehen, welche die Drehstellung des Steuerrotors bezüglich eines ersten Rotors beibehält und zwar zu einem Zeitpunkt, wenn die Drehmomentanbringeinrichtung kein Drehmoment an den Steuerrotor anlegt. Dieser Aufbau ermöglicht die Beibehaltung der Drehphase des Steuerrotors bezüglich eines ersten Rotors in einer gewünschten Phase ohne von der Drehmomentanbringeinrichtung abzuhängen und zwar zu Zeitpunkten, wie zum Beispiel sofort nachdem der Motor gestartet wird oder wenn der Motor aus ist. Des Weiteren kann durch Beibehaltung der Drehphase des ersten Rotors die Drehphase der angetriebenen Welle bezüglich der Antriebswelle auch wie gewünscht beibehalten werden.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung hat die Drehmomentanbringeinrichtung einen Elektromotor zum Erzeugen des Drehmoments, welches an den Steuerrotor angelegt wird. Diese Konfiguration vereinfacht den Aufbau der Drehmomentanbringeinrichtung und garantiert die Erzeugung von Drehmoment, welches an den Steuerrotor anzulegen ist.

Weitere Einsatzbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung, die nachfolgend bereitgestellt wird, ersichtlich. Es verstehen sich, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung kennzeichnen, nur zum Zwecke der Veranschaulichung beabsichtigt sind und nicht dazu beabsichtigt sind, den Rahmen der Erfindung zu beschränken.

Die vorliegende Erfindung wird genauer verstanden werden aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen Folgendes dargestellt ist:
1 ist eine schematische Ansicht, entlang der Linie I-I aus 2 einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung in einem Betriebszustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Linie II-II in 1;
3 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Linie III-III in 1;
4 ist eine Querschnittsdarstellung entlang einer Linie IV-IV aus 2;
5 ist eine schematische Ansicht entlang einer Linie I-I aus 2 eines anderen Betriebszustandes der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Ansicht entlang einer Linie I-I aus 2 eines anderen Betriebszustandes der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Abschnittes aus 2;
8 ist eine schematische Ansicht entlang einer Linie VIII-VIII aus 2, die ein Drehelement der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9 ist eine schematische Ansicht entlang einer Linie IX-IX aus 2;
10 ist eine schematische Ansicht eines modifizierten Beispiels der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 8;
11 ist eine schematische Ansicht eines anderen modifizierten Beispiels der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 8;
12 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung noch eines anderen modifizierten Beispiels der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 7;
13 ist eine vergrößerte Querschnittserstellung noch eines anderen modifizierten Beispiels der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 7;
14 ist eine schematische Ansicht einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 1;
15A-15C sind Graphen, welche die Beziehungen der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
16A-16C sind Graphen, welche die Beziehungen eines modifizierten Beispiels der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
17 ist eine schematische Darstellung einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, entsprechend zu 1;
18 ist eine schematische Darstellung der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 9;
19 ist eine schematische Darstellung eines Drehelements einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 8;
20 ist eine schematische Darstellung einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 9;
21 ist eine schematische Darstellung einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 9; und
22 ist eine schematische Darstellung einer Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, entsprechend zu 9.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist lediglich beispielhafter Natur und sie wird nicht als ein Weg betrachtet, um die Erfindung, seine Ausführungen oder Verwendungen zu beschränken.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die 1-9 veranschaulichen eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung zur Verwendung in einem Motor entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels steuert eine Ventilzeitsteuerung eines Luftansaugventils eines Motors.
Die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 ist in einem Getriebe zur Übertragung eines Antriebdrehmoments von einer Motorkurbelwelle (nicht in dem Schaubild dargestellt) an eine Motornockenwelle 4 vorgesehen. Die Nockenwelle 4 dreht um eine Drehmittellinie 0, um die Öffnung und Schließung der Luftansaugventile des Motors anzutreiben. Die Kurbelwelle bildet eine Antriebswelle und die Nockenwelle 4 bildet eine angetriebene Welle.
Ein Kettenrad 11, das als erster Rotor dient, hat einen Unterstützungszylinder 12, einen Eingabezylinder 13, der einen größeren Radius als der Unterstützungszylinder 12 hat und einen Umwandler 14 zum Verbinden des Unterstützungszylinders 12 und des Eingabezylinders 13, sodass die Zylinder eine Serie von Stufen ausbilden. Der Unterstützungszylinder 12 wird durch die Außenwand einer Abgabewelle 16 und der Nockenwelle 4 auf eine solche Art und Weise unterstützt, dass der Unterstützungszylinder 12 um die Drehmittellinie 0 drehen kann. Eine Kette (nicht in dem Schaubild dargestellt) umschlingt eine Vielzahl von Kettenradzähnen 13a, die auf dem Eingabezylinder 13 vorgesehen sind und eine Vielzahl von Zähnen, die auf der Kurbelwelle vorgesehen sind. Wenn das Antriebsdrehmoment von der Kurbelwelle über die Kette in den Eingabezylinder 13 eingegeben wird, behält das Kettenrad 11 seine Phasenbeziehung zur Kurbelwelle bei während es um die Drehmittellinie 0 in der Uhrzeigersinnrichtung, wie in 1 dargestellt, dreht.
Die Abgabewelle 16, die als zweiter Rotor dient, hat einen fixierten Abschnitt 17 und einen Umwandlungsabschnitt 18. Der fixierte Abschnitt 17 ist konzentrisch um die Außenseite von einem Ende der Nockenwelle 4 an die Nockenwelle 4 gepasst und ist in einer festen Art und Weise mit der Nockenwelle 4 mittels Schrauben verbunden. Der Umwandlungsabschnitt 18 wird durch ein Planetenzahnrad 23 und ein Drehelement 24 zwischen einem Deckel 15, der am Eingabezylinder 13 befestigt ist und einem Umwandlungsabschnitt 14 gehalten und ist in Kontakt mit einer Innenwand 14a des Umwandlungsabschnitts 14, die einer Außenwand 24a des Drehelements 24 gegenüberliegt. Ein Steuerstift 50 verbindet den Umwandlungsabschnitt 18 und den Umwandlungsabschnitt 14. Diese Verbindung veranlasst die Abgabewelle 16 dazu, um die Drehmittellinie 0 zu drehen, damit die Nockenwelle 4 simultan zusammen mit der Drehung des Kettenrades 11 dreht. Nun dreht die Abgabewelle 16 in der gleichen Richtung wie das Kettenrad 11 (z.B. im Uhrzeigersinn wie in 1 dargestellt). Des Weiteren ermöglicht die Verbindung, dass sich die Abgabewelle 16 in beide Richtungen relativ zum Kettenrad 11 dreht (d.h. zur Voreilseite X oder zur Nacheilseite Y). Dabei ist zu beachten, dass 1, 5 und 6 die Abgabewelle 16 jeweils in ihrem am meisten verzögerten Zustand, ihrem am meisten vorgestellten Zustand und in einem mittleren Zustand hinsichtlich ihrer Drehphase bezüglich des Kettenrades 11 darstellen. Der Aufbau der Verbindung zwischen den Umwandlungsabschnitten 18, 14 und der Steuerstift 50 wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Ein Elektromotor 30, wie zum Beispiel in 2 und 3 dargestellt, hat ein Gehäuse 32, eine Arbeitswelle 33, einen Elektromagnetabschnitt 34, usw. Das Gehäuse 32 wird durch eine Strebe 35 am Motor befestigt. Lager 36, 37 in dem Elektromagnetabschnitt 34 befestigen die Arbeitswelle 33 am Gehäuse 32 auf eine solche Art und Weise, dass sie um die Drehmittellinie 0 drehen kann.
Die Arbeitswelle 33 ist mit einer Drehwelle 25 über eine Wellenkupplung 38 verbunden. Diese Wellenkupplung 38 ermöglicht es der Arbeitswelle 33 als eine Einheit mit der Drehwelle 25 um die Drehmittellinie 0 in einer Uhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt, zu drehen. Die Arbeitswelle 33 ist mit Elektromagnetabschnitten 39 versehen, die entlang der radialen Richtung nach außen hervorstehen, wobei sie einen magnetischen Pol am Ende des Überstands ausbilden. Die magnetischen Abschnitte 39 können aus einem Magnet aus seltenen Erden hergestellt werden, die zum Beispiel hervorstehende Magnetpole an zwei Punkten ausbilden, die einander um die Drehmittellinie 0 gegenüberliegen.
Der Elektromagnetabschnitt 34 ist durch das Gehäuse 32 und die Strebe 35 an dem Motor befestigt, sodass er nicht versetzt werden kann. Des Weiteren ist der Elektromagnetabschnitt 34 in einem Abstand von der Mittellinie 0 der Arbeitswelle 33 angeordnet. Der Elektromagnetabschnitt 34 hat eine zylindrische Haupteinheit 40, vier Kernabschnitte 41, vier Spulen 42 und die vorstehend genannten Lager 36, 37. Jeder der Kernabschnitte 41 ist aus beschichteten Eisenstückchen ausgebildet und sie sind an der Innenwand der Haupteinheit 40 an gleich weit entfernten Punkten um die Drehmittellinie 0 angeordnet, wobei sie nach innen zur Arbeitswelle 33 hin hervorstehen. Die Spulen 42 sind in den Kernabschnitten 41 gewickelt. Die Richtungen in denen jede der Spulen 42 gewickelt wird, wird wie folgt festgelegt: Wenn von dem hervorstehenden Ende des gegenüberliegenden Kernabschnitts 41 aus betrachtet wird, werden gegenüberliegende Spulen 42 in entgegengesetzten Richtungen gewickelt. Der Elektromagnetabschnitt 34 bildet ein Magnetfeld an der Außenseite der Arbeitswelle 33 aus, wenn Elektrizität von einem Steuerschaltkreis (nicht dargestellt) durch die Spulen 42 fließt.
Die Leitung von Elektrizität in die Spule 42 durch den Steuerschaltkreis wird so durchgeführt, dass das Magnetfeld, das durch die Spulen 42 ausgebildet wird, an die Arbeitswelle 33 ein Drehmoment TX zur Voreilseite X (nachfolgend „Voreilseitendrehmoment TX") und ein Drehmoment TY zur Nacheilseite (nachfolgend „Nacheilseitendrehmoment TY") anlegt. Genauer wird gleichphasige Wechselspannung an die Spulen 42, die einander zugewandt sind, zugeführt und eine Wechselspannung, die um –90° phasenverschoben ist, wird an die Spulen 42, die nebeneinander sind, zugeführt. Dies veranlasst jede Spule 42 dazu, ein Drehmagnetfeld auszubilden, das um die Außenseite der Arbeitswelle 33 in der Uhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt, dreht.
Wenn der Elektromagnetabschnitt 39 der Arbeitswelle 33 die Anziehkraft und die Abstoßkraft des Magnetfelds empfängt, erzeugt dies das Voreilseitendrehmoment TX auf der Arbeitswelle 33, das dann zur Drehwelle 25 übertragen wird. Andererseits, wenn die gleichphasige Wechselspannung zu den Spulen 42, die einander zugewandt sind, zugeführt wird und eine Wechselspannung, die um +90° phasenverschoben ist, zu den Spulen 42, die nebeneinander sind, zugeführt wird, bildet dies ein Drehmagnetfeld aus, das um die Außenseite der Arbeitswelle 33 in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt, dreht. Wenn der Elektromagnetabschnitt 39 der Arbeitswelle 33 die Anziehkraft und die Abstoß kraft des Magnetfelds empfängt, erzeugt dies das Nacheilseitendrehmoment TY auf der Arbeitswelle 33, das dann zur Drehwelle 25 übertragen wird. Zu beachten ist, dass der Aufbau des Elektromotors 30, der das Voreilseitendrehmoment TX und das Nacheilseitendrehmoment TY erzeugt, auch entsprechend mit einem allgemein bekannten Elektromotor gemacht werden kann, anstatt den vorstehend beschriebenen Aufbau zu verwenden.
Wie in 2 und 4 dargestellt, ist ein Geschwindigkeitsverringerer 20 aufgebaut mit einem Hohlrad 22, der Drehwelle 25, dem Planetenzahnrad 23, dem Drehelement 24, usw. Das Hohlrad 22 ist an der Innenwand des Eingabezylinders 13 konzentrisch zum Eingabezylinder 13 befestigt. Das Hohlrad 22 ist mit einem Innenzahnrad (d.h. der Innenumfang, der an den Spitzen der Zahnradzähne gemessen wird, ist kleiner, als der Innenumfang, der in den Mulden zwischen den Zahnradzähnen gemessen wird) aufgebaut. Das Hohlrad 22 dreht als eine Einheit mit dem Kettenrad 11 um die Drehmittellinie 0 in einer Uhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt.
Die Drehwelle 25 ist mit der Arbeitswelle 33 des Elektromotors 30 verbunden, wobei sie außermittig von der Drehmittellinie 0 angeordnet ist. In 4 kennzeichnet P die Mittellinie der Drehwelle 25 und e kennzeichnet den Grad der Exzentrizität der Drehwelle 25 bezüglich der Drehmittellinie 0.
Das Planetenzahnrad 23 ist so angeordnet, dass die Planetenbewegung innerhalb des Hohlrads 22 möglich ist. Das Planetenzahnrad 23 ist aus einem Außenzahnrad (d.h. der Zahnradumfang wie um die Spitzen der Zahnradzähne gemessen, ist größer als der Umfang, der in den Mulden zwischen den Zahnradzähnen gemessen wird) aufgebaut. Der Krümmungsradius des Außenumfangs um das Planetenzahnrad 23, ist kleiner als der Krümmungsradius des Innenumfangs des Hohlrades 22 und die Anzahl der Zähne des Planetenzahnrads 23 ist um Eins kleiner als die Anzahl der Zähne des Hohlrades 22. Das Planetenzahnrad 23 ist mit einem Passloch 21 ausgebildet, das einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Mittellinie des Passlochs 21 ist mit der Mittellinie des Planetenzahnrads 23 in einer Linie ausgerichtet. Ein Ende der Drehwelle 25 führt durch ein Lager (nicht in dem Schaubild dargestellt) hindurch und ist in das Passloch 21 gepasst. Das Planetenzahnrad 23 wird durch die Außenwand der Drehwelle 25 in einer solchen Art und Weise unterstützt, dass es ihr möglich ist, relativ um die Mittellinie P der Drehwelle 25 zu drehen, und in dieser Beziehung greift ein Abschnitt der Zähne des Planetenzahnrads 23 mit einem Abschnitt der Zähne des Hohlrades 22 ineinander.
Das Drehelement 24, das als Steuerrotor dient, ist als runde Platte ausgebildet und wird auf der Innenwand des Eingabezylinders 13 und des Kettenrades 11 in einer solchen Art und Weise unterstützt, dass es in der Lage ist, relativ um die Drehmittellinie 0 zu drehen. Neun Eingriffslöcher 26 sind in dem Drehelement 24 gleich weit voneinander entfernt angeordnet. Jedes der Eingriffslöcher 26 ist so ausgebildet, dass es einen kreisförmigen Querschnitt hat und zu einer Außenwand 24b des Drehelements 24 hin offen ist, der in Kontakt mit dem Planetenzahnrad 23 ist. Eine Außenwand 23a des Planetenzahnrads 23, die in Kontakt mit dem Drehelement 24 ist, ist mit Eingriffsvorsprüngen 27 an neun Stellen ausgebildet, die so angeordnet sind, dass sie jedem der Eingriffslöcher 26 gegenüberliegen. Die Eingriffsvorsprünge 27 sind gleichweit voneinander entfernt um die Mittellinie P der Drehwelle 25 angeordnet, die von der Drehmittellinie 0 um einen Exzentrizitätsbetrag e versetzt ist. Jeder Eingriffsvorsprung 27 weist eine zylindrische Form auf, die hin zum Drehelement 24 hervorsteht und sich in sein entsprechendes Eingriffsloch 26 erstreckt. Der Radius von jedem Eingriffsvorsprung 27 ist kleiner als der Radius der Eingriffslöcher 26. Der Steuerstift 50 ist mit der Außenwand 24a auf der Planetenzahnradrückseite des Drehelements 24 (d.h. die Seite, auf der der Umwandlungsabschnitt 18 angeordnet ist) verbunden. Der Aufbau der Verbindung zwischen dem Drehelement 24 und dem Steuerstift 50 wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Wenn kein Drehmoment von der Arbeitswelle 33 des Elektromotors 30 zur Drehwelle 25 übertragen wird, tritt keine Drehbewegung des Planetenzahnrads 23 relativ zur Drehwelle 25 auf und das Planetenzahnrad 23 dreht als eine Einheit in Eingriff mit dem Kettenrad 11 und der Drehwelle 25, ohne seine relative Beziehung zum Hohlrad 22 zu verlieren. Wenn dies geschieht, drücken die Eingriffsvorsprünge 27 gegen die Innenwände der Eingriffslöcher 26 hin zur Voreilseite X. Diese Eingriffswirkung ermöglicht es dem Drehelement 24 seine Phasenbeziehung bezüglich dem Kettenrad 11 beizubehalten während es um die Drehmittellinie 0 in der Uhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt, dreht.
Wenn das Nacheilseitendrehmoment TY von der Arbeitswelle 33 zur Drehwelle 25 in diesem Zustand übertragen wird, dreht die Drehwelle 25 relativ zum Kettenrad 11 um die Drehmittellinie 0 in der Richtung hin zur Nacheilseite Y. Dann drückt die Außenwand der Drehwelle 25 gegen das Planetenzahnrad 23 und dabei dreht das Planetenzahnrad 23 relativ zur Drehwelle 25 um die Mittellinie P hin zur Voreilseite X unter Bewegung des Hohlrades 22, das damit in Kämmeingriff ist. Des Weiteren dreht in diesem Fall das Planetenzahnrad 23 relativ zum Kettenrad 11 hin zur Voreilseite X während es teilweise in Eingriff mit dem Hohlrad 22 ist. Dies erhöht das Drehmoment TY mit seiner veränderten Richtung, in Richtung zur Voreilseite X. Dann drücken die entsprechenden Eingriffsvorsprünge 27 gegen die entsprechenden Eingriffslöcher 26 hin zur Voreilseite X, um das Drehmoment TY zum Drehelement 24 zu übertragen. Infolgedessen dreht das Drehelement 24 relativ zum Kettenrad 11, um die Drehmittellinie 0 hin zur Voreilseite X.
Wenn andererseits das Voreilseitendrehmoment TX von der Arbeitswelle 33 zur Drehwelle 25 übertragen wird, dreht die Drehwelle 25 um die Drehmittellinie 0 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11. Deshalb drückt die Außenwand der Drehwelle 25 gegen das Planetenzahnrad 23 und dabei dreht das Planetenzahnrad 23 relativ zur Drehwelle 25 um die Mittellinie P hin zur Nacheilseite Y mit der Wirkung des Hohlrades 22. Des Weiteren dreht das Planetenzahnrad 23 relativ zum Kettenrad 11 hin zur Nacheilseite Y während es teilweise mit dem Hohlrad 22 in Eingriff ist. Dementsprechend erhöht dies das Drehmoment TX mit seiner veränderten Richtung in Richtung der Nacheilseite Y. Dann drücken die entsprechenden Eingriffsvorsprünge 27 gegen die entsprechenden Eingriffslöcher 26 hin zur Nacheilseite X, um das Drehmoment TX zum Drehelement 24 zu übertragen.
Jedoch ist zu beachten, dass der Geschwindigkeitsverringerer 20 nicht den Aufbau, wie vorstehend beschrieben, haben muss. Ein allgemein bekannter Aufbau für einen Geschwindigkeitsverringerer kann auch verwendet werden. Des Weiteren muss der Geschwindigkeitsverringerer 20 nicht vorgesehen werden. Das Drehmoment, welches durch den Elektromotor 30 erzeugt wird, kann direkt zum Drehelement 24 übertragen werden.
Wie beschrieben bilden der Elektromotor 30 und der Geschwindigkeitsverringerer 20 die Drehmomentanbringeinrichtung.
Als Nächstes wird auf die 1, 2 und 5 bis 9 verwiesen, um den Aufbau zu beschreiben, der den Umwandlungsabschnitt 14 des Kettenrades 11, den Umwandlungsabschnitt 18 der Abgabewelle 16 und das Drehelement 24 verbindet und um den Steuerstift 50 zu beschreiben, der als Steuerelement fungiert. (Jedoch ist zu beachten, dass eine Schraffierung zur Kennzeichnung der Querschnittsdarstellung in 1, 5, 6 und 9 weggelassen wurde).
Wie in 1 dargestellt, ist der Umwandlungsabschnitt 14 als eine runde Scheibe geformt, die senkrecht zur Drehmittellinie 0 angeordnet ist und die Löcher 60 hat, die an drei Punkten vorgesehen sind. Die Löcher 60 sind so ausgebildet, dass wenn eines um 120° um die Drehmittellinie 0 gedreht werden würde, es sich mit einem anderen überlappen würde. Wie in 1 und 7 dargestellt, öffnen die Löcher 60 hin zur Innenwand 14a des Umwandlungsabschnitts 14, der in Kontakt mit dem Umwandlungsabschnitt 18 ist. Jedes der Löcher 60 ist so ausgebildet, dass seine Innenwand eine Spur 62 ausbildet, durch welche der Steuerstift 50 hindurchführt. Die Spuren 62, die durch jedes der Löcher 60 ausgebildet sind, neigen sich hin zur Radiallinie des Umwandlungsabschnittes 14, folglich verändern sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spuren 62, die durch jedes der Löcher 60 ausgebildet werden, in einer geraden Linie und neigen sich hin zur Voreilseite X relativ zur Radiallinie während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen.
Wie in 1 dargestellt, ist der Umwandlungsabschnitt 18 ungefähr in der Form einer dreieckigen Platte, die senkrecht zur Drehmittellinie 0 angeordnet ist, ausgebildet und Löcher 70 sind an drei Punkten vorgesehen, um den Löchern 60 in dem entsprechenden Umwandlungsabschnitt 14 gegenüberzuliegen. Die Löcher 70 sind an den drei Spitzen des Umwandlungsabschnitts 18 so ausgebildet, dass wenn eines der Löcher 70 um 120° um die Drehmittellinie 0 rotiert werden würde, es sich mit einem anderen überlappen würde. Wie in 1 und 7 dargestellt, führen die Löcher 70 durch die Breite des Umwandlungsabschnitts 18 und öffnen von seiner Außenwand 18a, die in Kontakt mit dem Umwandlungsabschnitt 14 ist und von seiner Außenwand 18b, die dem Drehelement 24 zugewandt ist. Jedes der Löcher 70 ist so ausgebildet, sodass seine Innenwand eine Spur 72 ausbildet, durch welche der Steuerstift 50 hindurchführt. Die Spur 72, welche durch jedes der Löcher 70 ausgebildet wird, neigt sich bezüglich der Radiallinie des Umwandlungsabschnitts 18, folglich verändert sie ihren Abstand von der Drehmittellinie 0.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spuren 72, die durch die Löcher 70 ausgebildet werden, in geraden Linien, sodass sie sich hin zur Nacheilseite Y bezüglich der Radiallinie neigen, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen. Gemäß diesem Aufbau schneiden die Spuren 72, die durch die Löcher 70 ausgebildet werden und die Spuren 62, die durch die Löcher 60 ausgebildet werden, welche den Löchern 70 gegenüberliegen, einander an Stellen, die durch die Drehphase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrades 11 bestimmt wird und neigen sich in der Drehrichtung zueinander.
Jedoch ist zu beachten, dass es auch möglich ist, entweder die Spuren 62 (durch die Löcher 60 ausgebildet) oder die Spuren 72 (durch die Löcher 70 ausgebildet) so auszubilden, dass sie sich bezüglich der Radiallinie nicht neigen. Des Weiteren ist es auch möglich die Spuren 62 (durch die Löcher 60 ausgebildet) so auszubilden, dass sie sich hin zur Nacheilseite Y bezüglich der Radiallinie neigen während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen und möglich die Spuren 72 (durch die Löcher 70 ausgebildet) so auszubilden, dass sie sich hin zur Voreilseite X bezüglich der Radiallinie neigen, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen.
Wie in 1 dargestellt, sind drei Steuerstifte 50 einzeln vorgesehen und angeordnet, sodass jeder einem von den drei Paar Löchern 60 und Löchern 70 zugehörig ist. Wie in 2 dargestellt, ist jeder Steuerstift 50 als Stange geformt, die sich parallel zur Drehmittellinie 0 erstreckt und wird zwischen dem Umwandlungsabschnitt 14 und dem Drehelement 24 gehalten, sodass er durch den Punkt hindurchführt, an dem sich die Spuren 62, 72 (durch die Löcher 60, 70 ausgebildet) einander schneiden. Wie in 1 und in den 5-7 dargestellt, sind die Löcher 60 entlang der Seitenwände 60a, 60b der Spuren 62 in Kontakt mit den Steuerstiften 50 und die Löcher 70 sind entlang der Seitenwände 70a, 70b der Spuren 72 in Kontakt mit den Steuerstiften 50. Diese Seitenwände sind die Seitenwände auf beiden Seiten der zwei Drehrichtungen. Die Steuerstifte 50 haben ein Rollelement 52 an einer Stelle, die in Kontakt mit dem Loch 60 ist und ein Rollelement 53 an einer Stelle, die in Kontakt mit dem Loch 70 ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sind die Rollelemente 52, 53 als zweischichtige Zylinder aufgebaut, die den zylindrischen Hauptkörper 51 des Steuerstifts 50 bedecken, mit einem kleinen zylindrischen Element und einem großen zylindrischen Element entlang der gleichen Achse, wie in 7 dargestellt. Jedoch kann ein anderer Aufbau für die Rollelemente 52, 53 verwendet werden. Ein Ende des Steuerstifts 50 ist außerdem mit einem Kugelelement 54 versehen, das in Kontakt mit einer Bodenwand 60c des entsprechenden Lochs 60 ist.
Wie in 8 und 9 dargestellt, sind Löcher 80 an drei Stellen des Drehelements 24 vorgesehen. Jedes Loch 80 ist so ausgebildet, dass wenn eines der Löcher 80 um 120° um die Drehmittellinie 0 gedreht werden würde, es sich mit einem anderen überlappen würde. Jedes Loch 80 öffnet hin zur Außenseite 24a (des Drehelements 24), die dem Umwandlungsabschnitt 18 zugewandt ist. Jedes Loch 80 ist so ausgebildet, dass seine Innenwand eine Spur 82 ausbildet, durch welche der Steuerstift 50 hindurchführt. Diese Spuren 82, welche durch die Löcher 80 ausgebildet werden, neigen sich bezüglich der Radiallinie des Drehelements 24, sodass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 verändern. In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spuren 82, welche durch die Löcher 80 ausgebildet werden, in einer Bogenform, die außermittig von der Drehmittellinie 0 angeordnet ist und sind hin zur Voreilseite X bezüglich der Radiallinie geneigt, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen. Im Besonderen, wie in 9 dargestellt, ist jede der Spuren 82, welche durch die Löcher 80 ausgebildet werden, so konfiguriert, dass sie sich mit einer der Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, schneiden. Des Weiteren in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sind beide Enden der Spuren 82, welche durch die Löcher 80 ausgebildet werden, ungefähr in rechten Winkel bezüglich der Radiallinie des Drehelements 24. Jedoch ist zu beachten, dass die Spuren 82, welche durch die Löcher 80 ausgebildet werden, sich auch hin zur Nacheilseite Y bezüglich der Radiallinie neigen können, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen.
Wie in den 7 und 9 dargestellt, führt ein Kugelelement 56 (welches an einem Ende des Steuerstifts 50 vorgesehen ist, welches dem Ende, auf dem das Kugelelemente 54 vorgesehen ist, gegenüberliegt) durch jede Spur 82, welche durch das Loch 80 ausgebildet wird, hindurch. Jedes Loch 80 ist entlang der Seitenwände 80a, 80b der Spuren 82 in der Radialrichtung in Kontakt mit dem Kugelelement 56 der Steuerstifte 50. Jedes Loch 80 ist mit einem Kugelelement 56 an einer Bodenwand 80c in Kontakt, das glatt mit den Seitenwänden 80a, 80b in Kontakt ist.
Wenn das Drehelement 24 seine Phasenbeziehung bezüglich des Kettenrads 11 beibehält, dreht jeder Steuerstift 50 als eine Einheit mit dem Drehelement 24, sodass die Steuerstifte 50 sich nicht in den Spuren 82, welche durch die entsprechenden Löcher 80 ausgebildet sind, bewegen. Dementsprechend wird das Antriebsdrehmoment, welches in das Kettenrad 11 eingegeben wird, zur Abgabewelle 16 ohne die Steuerstifte 50 übertragen, welche sich in den Spuren 62, 72 bewegen, welche durch die entsprechenden Löcher 60, 70 ausgebildet sind. Dementsprechend dreht die Abgabewelle 16 synchronisiert zur Nockenwelle 4 während sie ihre Phase bezüglich des Kettenrads 11 beibehält.
Wenn das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11 dreht, drückt die Seitenwand 80b der Innenwand von jedem Loch 80 seinen zugehörigen Steuerstift 50 hin zur Außenseite der Spur 82. Dieser Druck veranlasst jeden Steuerstift 50 dazu, durch die Spur 82 relativ hin zur Nacheilseite Y hindurchzuführen und sich ungefähr hin zum Zentrum des Drehelements 24 zu bewegen, folglich verringert er seinen radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 (nachfolgend wird hierauf einfach mit „radialer Abstand" Bezug genommen). Wenn dies auftritt, drückt jeder Steuerstift 50 hin zur Voreilseite X gegen die Seitenwand 60a, die sich entlang der Voreilseite X in dem entsprechenden Loch 60 erstreckt und drückt auch hin zur Nacheilseite Y gegen die Seitenwand 70b, die sich entlang der Nacheilseite Y in dem entsprechenden Loch 70 erstreckt. Dies veranlasst jeden Steuerstift 50 dazu, durch beide Spuren 62, 72, hindurchzuführen welche durch die entsprechenden Löcher 60, 70 ausgebildet werden, wobei sich die Abgabewelle 60 relativ zum Kettenrad 11 hin zur Nacheilseite Y dreht.
Andererseits in dem Fall, bei dem das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11 dreht, wird jeder der Steuerstifte 50 von der die Seitenwand 80a gedrückt, welche sich entlang der Innenseite der Spur 82 erstreckt, welche durch die Innenwand der entsprechenden Löcher 80 ausgebildet werden. Dieser Druck veranlasst jeden Steuerstift 50 dazu, durch die Spur 82 relativ hin zur Voreilseite X hindurchzuführen und sich ungefähr hin zur Außenseite des Drehelements 24 zu bewegen, folglich vergrößert er seinen radialen Abstand. Wenn dies geschieht, drückt jeder Steuerstift 50 hin zur Nacheilseite Y gegen die Seitenwand 60b, welche sich entlang der Nacheilseite Y in den entsprechenden Löchern 60 erstreckt und drückt auch gegen die Voreilseite X gegen die Seitenwand 70a, welche sich entlang der Spur 72 erstreckt, welche in den entsprechenden Löchern 70 ausgebildet ist. Dementsprechend führt jeder Steuerstift 50 durch beide Spuren 62, 72 hindurch, welche durch die entsprechenden Löchern 60, 70 ausgebildet werden und die Abgabewelle 16 dreht hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11.
Wenn das Drehelement 24 und die Abgabewelle 16 relativ zum Kettenrad 11 wie vorstehend beschrieben drehen, ist je kleiner das Kräftepaar, welches durch die Steuerstifte 50 aufgrund der Reaktionskraft von den Löchern 60, 70 und 80 erzeugt wird, desto besser. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zur Ausbildung der Spuren 82, welche durch die Löcher 80 in der Form von exzentrischen Bögen ausgebildet werden, der Grad an Neigung der Spuren 62, 72 und 82, welche durch die Löcher 60, 70 und 80 ausgebildet werden, bezüglich der Radiallinie eingestellt werden, sodass das Kräftepaar nahe an 0 in einer ausgewählten relativen Drehstellung gebracht werden kann. Des Weiteren ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Richtung, die jeder Steuerstift 50 zurücklegt ungefähr eine radiale Richtung hin und weg vom Drehelement 24, um die Einstellung der vorstehend genannten Kräftepaare zu erleichtern. Jedoch kann die Axiallinie, die durch den Steuerstift 50 zurückgelegt wird auch in einer Neigung bezüglich seiner radialen Richtung eingestellt werden, die sich hin zum und weg vom Drehelement 24 erstreckt.
Wie vorstehend beschrieben bildet jedes der Löcher 60 ein erstes Loch und jede Spur 62, welche durch jedes Loch 60 ausgebildet wird, bildet eine erste Spur. Des Weiteren bildet jedes der Löcher 70 ein zweites Loch und jede Spur 72, welche durch jedes Loch 70 ausgebildet wird, bildet eine zweite Spur. Des Weiteren bildet jedes der Löcher 80 ein Steuerloch und jede Spur 82, welche durch jedes Loch 80 gebildet wird, bildet eine Steuerspur. Des Weiteren bilden der Elektromotor 30 und der Geschwindigkeitsverringerer 20 die Drehmomentanbringeinrichtung und die Steuerstifte 50 und das Drehelement 24 bilden die Steuereinrichtung.
Als Nächstes wird eine allgemeine Erklärung bezüglich des gesamten Betriebs der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 geliefert.
(1) Wenn die Elektrizität zur Spule 42 während der Drehung des Kettenrades 11 durch das Antriebsdrehmoment unterbrochen wird, hört der Elektromagnetabschnitt 34 auf, ein Drehmoment an die Antriebswelle 33 anzulegen und das Drehelement 24 hört auf, relativ zum Kettenrad 11 zu drehen. Deshalb hört die Abgabewelle 16 auf, relativ zum Kettenrad 11 zu drehen und folglich behalten das Kettenrad 11 und die Abgabewelle 16 ihre Phasenbeziehung bei. Dies erhält die Phase der Nockenwelle 4 (welche in Synchronisation mit der Abgabewelle 16 dreht) bezüglich der Kurbelwelle.
(2) Wenn die Elektrizität während der Drehung des Kettenrades 11 zur Spule 42 geleitet wird und das Magnetfeld um die Arbeitsachse 33 in der Gegenuhrzeigersinnrichtung, wie in 4 dargestellt, dreht, erzeugt dies das Nacheilseitendrehmoment TY auf der Arbeitswelle 33, welches dann an die Drehwelle 25 übertragen wird. Des Weiteren erhöht der Geschwindigkeitsverringerer 20 dieses Nacheilseitendrehmoment TY und verändert seine Ausrichtung hin zur Voreilseite X und es wird dann zum Drehelement 24 übertragen, wobei das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11 dreht.
Deshalb verringert sich der radiale Abstand der Steuerstifte 50 und wenn dies auftritt dreht die Abgabewelle 16 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11. Mit anderen Worten, da sich die Phase der Abgabewelle 16 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11 verschiebt, verschiebt sich die Phase der Nockenwelle 4 auch hin zur Nacheilseite Y relativ zur Kurbelwelle.
(3) Wenn die Elektrizität während der Drehung des Kettenrades 11 in die Spule 42 geleitet wird, um das Magnetfeld zu erzeugen, welches um die Arbeitswelle 33 in der Uhrzeigersinnrichtung dreht, wie in 4 dargestellt, wird das Voreilseitendrehmoment TX bezüglich der Arbeitswelle 33 erzeugt und wird dann an die Drehwelle 25 übertragen. Des Weiteren erhöht der Geschwindigkeitsverringerer 20 das Voreilseitendrehmoment TX und verändert seine Ausrichtung hin zur Nacheilseite X und überträgt es dann zum Drehelement 24, wobei das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11 dreht. Deshalb erhöht sich der radiale Abstand der Steuerstifte 50 und während dies auftritt, dreht die Abgabewelle 16 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11. Mit anderen Worten, da sich die Phase der Abgabewelle 16 relativ zum Kettenrad 11 hin zur Voreilseite X verschiebt, verschiebt sich auch die Phase der Nockenwelle 4 relativ zur Kurbelwelle hin zur Voreilseite X.
Gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10, die vorstehend beschrieben wurde, hängt der Grad der Phasenverschiebung der Abgabewelle 16 relativ zum Kettenrad 11 von der Länge der Spuren 62, 72 (durch die Löcher 60, 70 ausgebildet) ab und der Grad, um den die Spuren 62, 72 relativ zueinander geneigt sind (d.h. der „Neigungswinkel" in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Die Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, neigen sich bezüglich der Radiallinien, sodass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 verändern. Deshalb kann, abhängig vom Grad, bis zu dem jede Spur geneigt ist, die Länge der Spuren entlang der Drehrichtung verlängert oder verkürzt werden und der Grad bis zu dem sie sich zueinander neigen kann verändert werden. Mit anderen Worten kann die Länge und der relative Neigungswinkel der Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, mit relativer Freiheit eingestellt werden. Deshalb erhöht die vorliegende Erfindung den Grad an Freiheit bei der Einstellung des Grads der Phasenverschiebung der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrades 11 und deshalb auch den Grad der Phasenverschiebung durch die Nockenwelle 4 bezüglich der Kurbelwelle.
Des Weiteren sind in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 die Löcher 60, 70, welche die linearen Spuren 62, 72 ausbilden, leichter auszubilden, als Löcher, welche nicht lineare Spuren bilden. Des Weiteren wird durch das Hindurchführen der stangenförmigen Steuerstifte 50 durch die Punkte, an denen die Spuren 62, 72 einander schneiden, der Aufbau der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 vereinfacht. In der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 sind die Rollelemente 52, 53 getrennt zur Stelle vorgesehen, an welcher der Steuerstift 50 und das Loch 60 in der Spur 62 miteinander in Kontakt sind und an der Stelle, an der Steuerstift 50 und das Loch 70 in der Spur 72 miteinander in Kontakt sind. Deshalb wenn entweder das Voreilseitendrehmoment TX oder das Nacheilseitendrehmoment TY, welches an die Arbeitswelle 30 angelegt wird, so verändert wird, dass es in die entgegengesetzte Richtung wirkt und die Richtung, in welcher der radiale Abstand des Steuerstifts 50 sich bewegt umgekehrt wird, kehrt sich die relative Drehrichtung der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrades 11 auch um. Jedoch ist zu beachten, dass der Hauptkörper 51 des Steuerstiftes 50 so konfiguriert werden kann, dass er mit den Innenwänden der Löcher 60, 70 in Kontakt ist.
Des Weiteren ist in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 die Spur 82, welche durch das Loch 80 ausgebildet wird, wie ein Bogen geformt und beide Enden der Spur 82 sind ungefähr senkrecht bezüglich der Radiallinie des Drehelements 24. Da es deshalb nur eine kleine Veränderungsrate des radialen Abstands gibt, wenn der Steuerstift 50 die zwei Enden der Spur 82 passiert, ist der Aufprall, der auftritt, wenn der Steuerstift 50 das Ende des Lochs 80 erreicht, leicht und folglich wird Geräusch, Beschädigung und dergleichen verhindert.
Zu beachten ist, dass wie in dem alternativen Beispiel, welches in 10 dargestellt ist, die Spur 82, welche durch das Loch ausgebildet wird, sich um die Drehmittellinie in einem spiralförmigen Muster erstrecken kann, wobei sich ihre Krümmungsrate verändert. Wenn ein solches Muster verwendet wird, können beide Enden der Spur 82 senkrecht bezüglich der Radiallinie des Drehelements 24 ausgerichtet werden. Wenn die Spur 82 (durch das Loch 80 ausgebildet) in dem spiralförmigen Muster geformt wird, kann das Kräftepaar, welches den Steuerstift 50 unterstützt, beinahe auf Null gebracht werden. Des Weiteren, wie in dem in 11 gezeigten modifizierten Beispiel dargestellt ist, kann sich die Spur 82, welche durch das Loch 80 ausgebildet wird, linear erstrecken, was folglich die Löcher 80 leichter zu bearbeiten macht. In einem solchen Fall, kann eines der Enden der Spur 82 senkrecht zur Radiallinie des Drehelements 24 ausgerichtet werden.
Zusätzlich werden in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 die Steuerstifte 50 zwischen dem Kettenrad 11 und dem Drehelement 24 gehalten und die Kugelelemente 54, 56 ermöglichen den Steuerstiften 50 zu rollen und stellen den Kontakt mit der Bodenwand 60c des Lochs 60 und der Bodenwand 80c des Lochs 80 her. Deshalb geschieht die relative Drehung des Drehelements relativ zum Kettenrad 11 gleichmäßig. Wie jedoch in den modifizierten Beispielen in 12 und 13 dargestellt, kann der Stifthauptkörper 51 des Steuerstifts 50 so konfiguriert werden, dass er in direktem Kontakt mit den Bodenwänden 60c, 80c der Löcher 60, 80 ist. In solch einem Fall, sollte der Abschnitt des Stifthauptkörpers 51, welcher in Kontakt mit dem Loch 80 ist, als Querschnittsform ausgebildet werden, so dass die Formen der Seitenwände 80a, 80b ergänzt werden, zum Beispiel als Querschnittsfünfecken wie in 12 dargestellt oder als Querschnittsquadrate wie in 13 dargestellt oder ähnliches.
Zusätzlich nutzt die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 10 die Vielzahl an Steuerstiften 50 während eine Vielzahl von Paar Löchern 60, 70 entlang der Drehrichtung vorgesehen sind, sodass jedes einzeln einem der Steuerstifte 50 entspricht. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Löchern 80 entlang der Drehrichtung so vorgesehen, dass jedes einzeln zu einem der Steuerstifte 50 zugehörig ist. Dieser Aufbau mildert eine ungleichmäßige Konzentration von Gewicht um die Drehmittellinie 0.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
14 veranschaulicht eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugsnummern bezeichnen solche Bauteile, die im Wesentlichen identisch zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind. Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet werden, unterscheiden sich von denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Genauer erstreckt sich die Spur 62, welche durch das Loch 60 ausgebildet wird, in der Form einer nach außen gebauchten Kurve entlang der radialen Richtung des Umwandlungsabschnitts 14 und neigt sich bezüglich der Radiallinie hin zur Voreilseite X während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegt. Die Spur 72, welche durch das Loch 70 ausgebildet wird, erstreckt sich in der Form einer nach außen gebauchten Kurve, entlang der radialen Richtung des Umwandlungsabschnittes 18 und neigt sich bezüglich der Radiallinie hin zur Nacheilseite Y während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegt.
Jedoch ist zu beachten, dass es auch möglich ist, die gekrümmten Spuren 62 so zu formen, dass sie sich hin zur Nacheilseite Y neigen, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen und die gekrümmten Spuren 72 so zu formen, dass sie sich hin zur Voreilseite X neigen, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen. Außerdem können die Spuren 62, 72 als gebauchte Kurven geformt werden, welche sich in einer radialen Innenrichtung hin zur Mitte der Umwandlungsabschnitte 14, 18 ausgebauchten und sie können auch als Wellenlinien auf beiden Seiten der radialen Richtung geformt werden oder als Kombination von gekrümmten Linien und geraden Linien.
In dem Fall, in dem die Spur 82, welche durch das Loch 80 ausgebildet wird, als ein außermittiger Bogen ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel geformt wird, ist die Beziehung zwischen der Phase des Drehelements 24 relativ zum Kettenrad 11 und der radiale Abstand der Steuerstifte 50, wie in 15(A) dargestellt. Wenn dies bei dem zweiten Ausführungsbeispiel übernommen wird, wird die Krümmung der Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, so eingestellt, dass die Beziehung zwischen dem radialen Abstand des Steuerstifts 50 und der Phase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 so wird, wie in 15(B) dargestellt. Durch Einstellen der Krümmungen auf diese Art und Weise, kann die Beziehung der Phase des Drehelements 24 bezüglich des Kettenrads 11 und die Phase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 eine proportionale Beziehung, so wie zum Beispiel in 15(C) dargestellt, sein. Diese proportionale Beziehung ermöglicht eine genaue und einfache Steuerung der Drehphase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 einfach durch die Steuerung des Drehmomentbetriebs des Elektromotors 30.
Wenn des Weiteren das spiralförmige Muster ähnlich dem modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels, welches in 10 dargestellt ist, bei der Spur 82 verwendet wird, welche durch das Loch 80 ausgebildet wird, wird die Beziehung zwischen der Phase des Drehelements 24 bezüglich des Kettenrads 11 und der radiale Abstand der Steuerstifte 50 zu einer proportionalen Beziehung, so wie zum Beispiel in 16(A) beispielhaft dargestellt. Wenn dieses Muster in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wird die Krümmung der Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, so eingestellt, dass die Beziehung zwischen dem radialen Abstand der Steuerstifte 50 und die Phase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 eine proportionale Beziehung werden, wie in 16(B) dargestellt. Durch Übernehmen dieser Einstellung, kann die Beziehung zwischen der Phase des Drehelements 24 bezüglich des Kettenrads 11 und die Phase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 eine proportionale Beziehung sein, wie in 16(C) dargestellt. Diese proportionale Beziehung ermöglicht genaue und leichte Steuerung der Drehphase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 was einfach durch die Steuerung des Drehmomentbetriebs des Elektromotors 30 erreicht wird.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
17 und 18 zeigen eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugsnummern werden Bauteilen zugeordnet, die im Wesentlichen gleich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Zusätzlich zum Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels hat eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Weiteren eine Feder 130 und anstatt der Löcher 60, 70 des ersten Ausführungsbeispiels hat die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 Wandabschnitte 160, 170. Diese Wandabschnitte 160, 170 sind jeweils an Umwandlungsabschnitten 140, 180 vorgesehen, die den Umwandlungsabschnitten 14, 18 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen.
Genauer ist der Umwandlungsabschnitt 140 als runde Scheibe ähnlich zum Umwandlungsabschnitt 14 des ersten Ausführungsbeispiels geformt. Die Wandabschnitte 160 sind an drei Stellen auf dem Umwandlungsabschnitt 140 vorgesehen und sind so geformt, dass wenn einer der Wandabschnitte 160 um 120° um die Drehmittellinie 0 gedreht werden würde, er sich mit einem anderen überlappen würde. Jeder der Wandabschnitte 160 ist senkrecht zur Innenwand 140a des Umwandlungsabschnitts 140 vorgesehen und ist dem Umwandlungsabschnitt 180 gegenüberliegt zugewandt. Wie durch die gepunkteten Linien gekennzeichnet, formt jeder Wandabschnitt 160 eine Spur 62 entlang einer Seitenwand 160a aus, welche hin zur Voreilseite X gewandt ist. Diese Spuren 162 entsprechen den Spuren 62 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Spuren 162, welche durch die Wandabschnitte 160 ausgebildet werden, neigen sich bezüglich der Radiallinie des Umwandlungsabschnitts 140 in einer solchen Art und Weise, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 verändern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Spur 160, welche durch jede Wand 160 ausgebildet wird, in einer geraden Linie entlang der ebenen Seitenwand 160a und neigt sich relativ zur Radiallinie während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegt.
Bei dem Umwandlungsabschnitt 180 ist der Abschnitt, welcher die Seitenwand 70b eines jeden Lochs 70 in dem Umwandlungsabschnitt 18 des ersten Ausführungsbeispiels ausbildet, entfernt. Die Löcher 70 öffnen hin zur Außenkante des Umwandlungsabschnitts 18. Bei dem Umwandlungsabschnitt 180, sind drei Wandabschnitte 170 an den jeweiligen Stellen, welche die Außenwände 70a der Löcher 70 in dem ersten Ausführungsbeispiel ausbilden, ausgebildet. Mit anderen Worten, bei dem Umwandlungsabschnitt 180, sind die Wandabschnitte 170 an drei Stellen vorgesehen, welche den Wandabschnitten 160 auf eine solche Art und Weise zugewandt sind, dass wenn einer der Wandabschnitte 170 um 120° um die Drehmittellinie 0 gedreht werden würde, er sich mit einem anderen überlappen würde. Jeder Wandabschnitt 170 ist senkrecht zur Außenwand des Umwandlungsabschnitts 180 ausgebildet und ist dem Umwandlungsabschnitt 140 und dem Drehelement 24 gegenüberliegt zugewandt. Wie durch die Doppelstrichlinie in 17 und 18 dargestellt, formt jeder Wandabschnitt 170 eine Spur 172 entlang der Seitenwand 170a aus, welche der Nacheilseite Y zugewandt ist. Diese Spuren 172 entsprechend den Spuren 72 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Spuren 172, welche durch die Wandabschnitte 170 ausgebildet werden, neigen sich bezüglich der Radiallinie des Umwandlungsabschnittes 180, sodass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 verändern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spuren 172, welche durch die Wandabschnitte 170 ausgebildet werden, linear entlang der ebenen Seitenwände 170a und neigen sich hin zur Nacheilseite Y bezüglich der Radiallinie während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen. Gemäß diesem Aufbau, schneiden sich die Spuren 172, welche durch die Wandabschnitte 170 ausgebildet werden und die Spuren 160, welche durch ihre gegenüberliegenden Wandabschnitte 160 ausgebildet werden, einander an Stellen, welche durch die Drehphase der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrades 11 bestimmt wird und neigen sich zueinander hin zur Drehrichtung, wie in 17 dargestellt.
Jedoch ist zu beachten, dass es auch möglich ist, einen Aufbau zu übernehmen, in dem entweder die Spuren 162, welche durch die Wandabschnitte entlang der Seitenwände 160a ausgebildet werden, oder die Spuren 172, welche durch die Wandabschnitte 170 entlang der Seitenwände 170a ausgebildet werden, mit keiner Neigung bezüglich der Radiallinie ausgebildet werden. Des Weiteren können die Spuren 162, welche durch die Wandabschnitte 160 ausgebildet werden, bezüglich der Radiallinie hin zu Nacheilseite Y geneigt sein, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen und die Spuren 172, welche durch die Wandabschnitte 170 ausgebildet werden, können so ausgebildet sein, dass sie sich bezüglich der Radiallinie hin zur Voreilseite X neigen, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen.
Die drei Steuerstifte 50 sind so angeordnet, dass sie jedem der drei Paar Wände 160, 170, welche einander zugewandt sind, entsprechen. Jeder der Steuerstifte 50 wird zwischen dem Umwandlungsabschnitt 140 und dem Drehelement 24 so gehalten, dass der Steuerstift 50 durch den Punkt hindurchführen kann, an dem die Spuren 162, 172, welche durch die entsprechenden Wände 160, 170 ausgebildet werden, einander schneiden. Die Wandabschnitte 160 stellen den Kontakt mit den Steuerstiften 50 in den Spuren 162 an den Seitenwänden 160a her, welche auf der Nacheilseite Y der Spuren 162 sind. Die Wandabschnitte 170 stellen den Kontakt mit den Steuerstiften 50 in den Spuren 172 an den Wandabschnitten 170a her, welche auf der Voreilseite X der Spuren 172 sind. Jeder der Steuerstifte 50 hat das Rollelement 52 an dem Punkt, an dem der Steuerstift 50 in Kontakt mit dem Wandabschnitt 160 ist und hat auch das Rollelement 53 an dem Punkt, an dem der Steuerstift 50 in Kontakt mit dem Wandabschnitt 170 ist. Jeder Steuerstift 50 stellt des Weiteren den Kontakt mit der Seitenwand 140a des Umwandlungsabschnittes 140 mittels eines Kugelabschnittes 54 her.
Wie vorstehend beschrieben, bildet jeder Wandabschnitt 140 einen ersten Wandabschnitt und jede Spur 162, welche durch den Wandabschnitt 160 ausgebildet wird, bildet eine erste Spur. Des Weiteren bildet jeder Wandabschnitt 170 einen zweiten Wandabschnitt und jede Spur 172, welche durch den Wandabschnitt 170 ausgebildet wird, bildet eine zweite Spur.
Die Feder 130, welche als Energiebeaufschlagungseinrichtung dient, wird gebildet durch eine Dehnungsspiralfeder und drei dieser Federn 130 sind vorgesehen, um sich von dem Umwandlungsabschnitt 140 und dem Umwandlungsabschnitt 180 auszustrecken. Ein Ende jeder Feder 130 ist an den Umwandlungsabschnitt 140 an gleich weiten Stellen um die Drehmittellinie 0 montiert. Das andere Ende der Feder 130 ist an den Umwandlungsabschnitt 180 an gleichweit entfernten Stellen um die Drehmittellinie 0 entsprechend zu den Stellen nahe der drei Spitzen des ungefähr dreieckigen Umwandlungsabschnitts 180 montiert. Jede Feder 130 beaufschlagt das Kettenrad 130 hin zur Voreilseite X mit Energie und beaufschlagt die Abgabewelle hin zur Nacheilseite Y mit Energie. Diese Energiebeaufschlagung hält jeden der Steuerstifte 50 an ihren entsprechenden Wandabschnitten 160, 170.
Jedoch ist zu beachten, dass zusätzlich zu der vorstehend genannten Dehnungsspiralfeder die Feder 130 auch eine Spiraldruckfeder oder eine Torsionsfeder oder dergleichen sein kann. Des Weiteren kann die Spur 162 und die Spur 172 auch durch den Wandabschnitt 160b des Wandabschnitts 160 ausgebildet werden, welcher der Nacheilseite Y zugewandt ist und durch den Wandabschnitt 170b des Wandabschnitts 170, welcher der Nacheilseite X zugewandt ist. In diesem Fall, werden die Abschnitte, welche den Kontakt mit dem Steuerstift 50 herstellen, der Wandabschnitt 160b auf der Voreilseite X der Spur 162 und der Wandabschnitt 170b auf der Nacheilseite Y der Spur 172 sein. In solch einem Fall, wird das Kettenrad 11 hin zur Nacheilseite Y energiebeaufschlagt und die Abgabewelle 16 wird hin zur Voreilseite X energiebeaufschlagt.
Wenn in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120, der Elektromagnetabschnitt 34 das Nacheilseitendrehmoment TY an die Arbeitswelle 33 anlegt, trifft das gleiche Prinzip wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu. Deshalb dreht das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11 und der radiale Abstand von jedem der Steuerstifte 50 verringert sich. Wenn dies in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auftritt, veranlasst die Energiebeaufschlagung durch die Feder 130 die Seitenwand 160a von jedem der Wandabschnitte 160 dazu, dass sie auf der Voreilseite X hin zum Steuerstift 50 gedrückt wird und die Seitenwand 170a von jedem Wandabschnitt 170 dazu, dass sie auf der Nacheilseite Y hin zum Steuerstift 50 gedrückt wird. Infolgedessen führt jeder der Steuerstifte 50 durch beide Spuren 162, 172, welche durch die entsprechenden Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden und die Abgabewelle 16 dreht hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11.
Andererseits, wenn der Elektromagnetabschnitt 34 das Voreilseitendrehmoment TX an die Arbeitswelle 33 anlegt, trifft das gleiche Prinzip wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu. Deshalb dreht das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11 und die radialen Abstände der Steuerstifte 50 vergrößern sich. Wenn dies geschieht drücken die Steuerstifte 50 die Seitenwände 160a der entsprechenden Wandabschnitte 160 hin zur Nacheilseite Y und drücken die Seitenabschnitte 170a der entsprechenden Wandabschnitte 170 hin zur Voreilseite X.
Infolgedessen führen die Steuerstifte 50 durch beide Spuren 162, 172 hindurch, welche durch die entsprechenden Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden und die Abgabewelle 16 dreht hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11.
Gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120, die vorstehend beschrieben wurde, ist der Grad der Phasenverschiebung durch die Abgabewelle 16 relativ zum Kettenrad 11 abhängig von der Länge der Spuren 162, 172, welche durch die Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden und dem Grad, in dem sie bezüglich einander geneigt sind (der „Neigungswinkel" in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Die Spuren 162, 172, welche durch die Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden, sind mit Neigungswinkeln bezüglich der Radiallinie so ausgebildet, dass sich die radialen Abstände von jeder Spur 162, 172 von der Drehmittellinie 0 verändern.
Deshalb kann die Länge der Spuren 162, 172 entlang der Drehrichtung abhängig von dem individuellen Neigungswinkel jeder Spur verlängert oder verkürzt werden. Ihre relativen Neigungswinkel können auch verändert werden. Mit anderen Worten, können die Längen und die relativen Neigungswinkel der Spuren 162, 172, welche durch die Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden, mit relativer Freiheit eingestellt werden. Dieser Aufbau erhöht den Grad an Freiheit bei der Einstellung des Grads der Phasenverschiebung, den die Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 aufweist und somit den Grad der Phasenverschiebung, den die Nockenwelle 5 bezüglich der Kurbelwelle aufweist.
Des Weiteren können die Wandabschnitte 160, 170, welche die linear geformten Spuren 162, 172 in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 ausbilden, leichter bearbeitet werden, als Wandabschnitte, welche nicht lineare Spuren ausbilden. Jedoch ist zu beachten, dass die Seitenwände 160a, 170a der Wandabschnitte 160, 170 gekrümmt sein können. Deshalb ist es möglich, die Spuren 162 in einer gebauchten Kurvenform hin zur Außenseite oder hin zur Innenseite entlang der radialen Richtung des Umwandlungsabschnittes 140 und entlang der gekrümmten Seitenwände 160a auszubilden, und die Spuren 172 in einer gebauchten Kurvenform hin zur Außenseite oder der Innenseite entlang der radialen Richtung des Umwandlungsabschnitts 180 und entlang der gekrümmten Seitenwand 170a auszubilden. Wenn die gebauchten, gekrümmten Spuren 162, 172, die vorstehend erwähnt wurden, verwendet werden, können die gleichen Wirkungen wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Zusätzlich können die Spuren 162, 172 auch als Wellenlinien auf beiden Seiten entlang der radialen Richtung geformt werden oder als eine Kombination aus gekrümmten und geraden Linien.
Des Weiteren verwendet die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 einen einfachen Aufbau, in dem die stangenförmigen Steuerstifte 50 durch die Punkte hindurchführen, an denen die Spuren 162, 172, welche durch die Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden, einander schneiden. Des Weiteren ist die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 mit Rollelementen 52, 53 versehen, welche einzeln an den Punkten vorgesehen sind, an denen die Steuerstifte 50 in den Spuren 162 den Kontakt mit den Wandabschnitten 160 herstellen und die Steuerstifte 50 in den Spuren 172 den Kontakt mit den Wandabschnitten 170 herstellen. Deshalb wenn deshalb die Richtung, entlang der die Steuerstifte 50 ihre radialen Abstände verändern, umgekehrt wird, wird die relative Drehbewegung der Abgabewelle 16 bezüglich des Kettenrads 11 ruhig umgekehrt.
Außerdem ermöglichen in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 die Kugelelemente 54, 56 es den Steuerstiften 50, zu rollen und den Kontakt mit der Innenwand 140a des Umwandlungsabschnitts 140 und der Bodenwand 80c des Lochabschnittes 80 herzustellen. Dementsprechend kann das Drehelement 24 ruhig relativ zum Kettenrad 11 drehen. Jedoch ist zu beachten, dass der Stifthauptkörper 51 von jedem Steuerstift 50 auch so konstruiert sein kann, dass er direkten Kontakt mit der Innenwand 140a des Umwandlungsabschnitts 140 herstellt.
Die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 120 verwendet eine Vielzahl von Steuerstiften 50 und eine Vielzahl von Paar Wandabschnitten 160, 170, die jeweils zu jedem der Steuerstifte 50 zugehörig sind, sind entlang der Drehrichtung angeordnet, wobei ungleichmäßige Verteilung von Gewicht um die Drehmittellinie 0 vermindert wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
19 und 20 zeigen eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugsnummern sind Bauteilen zugeordnet, welche im Wesentlichen ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Zusätzlich zum Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels hat die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 200 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel auch eine Feder 210 und anstatt des Loches 80 des ersten Ausführungsbeispiels sind Wandabschnitte 280 am Drehelement 240 vorgesehen. (Dieses Drehelement 240 entspricht dem Drehelement 24 des ersten Ausführungsbeispiels.)
Genauer ist außer dem Vorhandensein der Wandabschnitte 280 das Drehelement 240 ähnlich zum Drehelement 24 aufgebaut. Die Wandabschnitte 280 sind an drei Stellen auf dem Drehelement 240 vorgesehen und so geformt, dass wenn sie um 120° um die Drehmittellinie 0 gedreht werden würden, sie sich mit einem anderen überlappen würden. Jeder Wandabschnitt 280 ist senkrecht zur Außenwand 240a des Drehelements 240 vorgesehen und ist dem Umwandlungsabschnitt 18 zugewandt. Wie durch die Doppelstrichlinie in 19 und 20 veranschaulicht, ist jeder Wandabschnitt 280 so ausgebildet, dass er entlang der Seitenwand 280a verläuft und radial nach außen gewandt ist, folglich werden Spuren 282 ausgebildet, welche den Spuren 82 aus dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen. Die Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, neigen sich bezüglich der Radiallinie des Drehelements 240, sodass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie 0 verändern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, entlang der gekrümmten bogenförmigen Seitenwände 280a, welche außenmittig von der Drehmittellinie 0 sind und die Spuren 282 neigen sich bezüglich der Radiallinie hin zur Voreilseite X während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen. Im Besonderen, wie in 20 dargestellt, sind die Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, so angeordnet, dass sie sich mit einem der Paar Spuren 62, 72, welche durch die Löcher 60, 70 ausgebildet werden, schneiden.
Jedoch ist zu beachten, dass die Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, sich auch bezüglich der Radiallinie hin zur Nacheilseite Y neigen können, während sie sich weg von der Drehmittellinie 0 bewegen.
Das Kugelelement 56 von einem der Steuerstifte 50 führt durch jede der Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden. Die Wandabschnitte 280 stellen den Kontakt mit den Steuerstiften 50 in den Spuren 282 an den Seitenwänden 280a her, welche auf der Innenseite entlang der radialen Richtung der Spuren 282 sind. Die Kugelelemente 56 ermöglichen es den Steuerstiften 50 auch Kontakt mit der Außenwand 240a des Drehelements 240 herzustellen.
Jedoch ist zu beachten, dass die Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, sich nicht in dem außermittigen bogenförmigen Muster erstrecken müssen. Sie können sich auch in einem spiralförmigen Muster erstrecken, oder können sich auch als gerade Linien erstrecken, sodass die Bearbeitbarkeit der Wandabschnitte 280 erhöht wird. In dem Fall, in dem die Spuren 282, welche durch die Wände 280 ausgebildet werden, in dem außermittigen bogenförmigen Muster oder in dem spiralförmigen Muster geformt sind, kann das Kräftepaar, welches auf die Steuerstifte 50 wirkt, nahe Null gebracht werden, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie vorstehend beschrieben, bilden die jeweiligen Wandabschnitte 280 Steuerwandabschnitte und die jeweiligen Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 gebildet werden, bilden Steuerspuren.
Wie in 20 dargestellt, sind die Federn 210 aus Dehnungsspiralfedern aufgebaut und drei von diesen sind vorgesehen und erstrecken sich über den Umwandlungsabschnitt 14 zum Umwandlungsabschnitt 18. Ein Ende von jeder der Federn 210 ist an gleichweit entfernten Stellen auf dem Umwandlungsabschnitt 14 um die Drehmittellinie 0 montiert. Die anderen Enden der Federn 210 sind an gleichweit entfernten Stellen um die Drehmittellinie 0 montiert, welche den drei Spitzen des ungefähr dreieckigen Umwandlungsabschnitts 18 entsprechen. Jede Feder 210 beaufschlagt das Kettenrad 11 hin zur Voreilseite X und die Abgabewelle 16 hin zur Nacheilseite Y mit Energie. Eine solche Energiebeaufschlagung verursacht, dass die Steuerstifte 50 zwischen den Seitenwänden 60b der entsprechenden Löcher 60 und den Seitenwänden 70a der entsprechenden Löcher 70 gedrückt werden und folglich hin zur radialen Innenseite mit Energie beaufschlagt werden.
Wie vorstehend beschrieben bilden die Federn 210 und die Löcher 60, 70 zusätzliche Energiebeaufschlagungseinrichtungen. Die zusätzlichen Energiebeaufschlagungseinrichtungen zusammen mit dem Elektromotor 30 und dem Geschwindigkeitsverringerer 20 bilden eine Drehmomentanbringeinrichtung. Die Drehmomentanbringeinrichtung zusammen mit den Steuerstiften 50 und dem Drehelement 240 bilden eine Steuereinrichtung.
Jedoch ist zu beachten, dass die Federn nicht die vorstehend genannten Dehnungsspiralfedern sein müssen. Zum Beispiel ist es auch möglich, eine Spiraldruckfeder oder eine Torsionsfeder oder dergleichen zu verwenden. Des Weiteren können die Wandabschnitte 280 die Spuren 282 mit ihren Seitenwänden 280b ausbilden, welche radial nach innen gewandt sind und können so konfiguriert sein, dass die Seitenwände 280b welche radial nach außen gewandt sind den Kontakt mit dem Steuerstift 50 in der Spur 282 herstellen. Ein solcher Aufbau bildet eine Vorrichtung 200 zum Energiebeaufschlagen der Steuerstifte 50 hin zur radialen Richtung nach außen.
In der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 200, wenn der Elektromagnetabschnitt 34 ein Nacheilseitendrehmoment TY an die Arbeitswelle 33 anlegt, gilt das gleiche Prinzip wie in dem ersten Ausführungsbeispiel; demnach dreht das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11. Daher drückt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Energiebeaufschlagung der Federn 210 die Steuerstifte 50 entsprechend jeder der Seitenwände 60b, 70b von jedem der Löcher 60, 70 und beaufschlagt folglich die Steuerstifte 50 hin zur radialen Richtung nach innen mit Energie. Diese nach innen gerichtete Energiebeaufschlagung verursacht, dass die Steuerstifte 50 hin zu den Seitenwänden 280a der entsprechenden Wandabschnitte 280 gedrückt werden. Dies veranlasst die Steuerstifte 50 auch dazu, relativ hin zur Nacheilseite Y durch die Spuren 282 hindurchzuführen, welche durch die entsprechenden Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, sodass sie sich hin zur Mitte des Drehelements 240 bewegen, folglich werden die radialen Abstände der Steuerstifte 50 verringert. Wenn dies geschieht, drückt jeder der Steuerstifte 50 die Seitenwände 60a, 70b der entsprechenden Löcher 60, 70 jeweils hin zu der Voreilseite X und der Nacheilseite Y wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Dies veranlasst die Abgabewelle 16, hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11, zu drehen.
Wenn andererseits der Elektromagnetabschnitt 34 das Voreilseitendrehmoment TX an die Arbeitswelle 33 anlegt, gilt das gleiche Prinzip wie in dem ersten Ausführungsbeispiel; deshalb dreht das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite Y relativ zum Kettenrad 11. Deshalb drücken in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Seitenwände 280a der entsprechenden Wandabschnitte 280 an die Steuerstifte 50. Dieser Druck auf die Steuerstifte 50 führt dazu, dass die Steuerstifte 50 durch die Spuren 282, die durch die entsprechenden Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, relativ hin zur Voreilseite X hindurchführen, so dass sie sich ungefähr weg von der Mitte des Drehelements 240 bewegen, und folglich den radialen Abstand der Steuerstifte 50 erhöhen. Wenn dies auftritt drücken die Steuerstifte 50 an die Seitenwände 60b, 70a der entsprechenden Lochabschnitte 60, 70 jeweils hin zur Nacheilseite Y und zur Voreilseite X, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb dreht die Abgabewelle 16 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11.
Gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 200, die vorstehend beschrieben wurde, ermöglichen es Kugelelemente 54, 56 den Steuerstiften 50, zu rollen und stellen den Kontakt mit den Bodenwänden 60c der Löcher 60 und den Außenwänden 240a des Drehelements 240 her. Deshalb findet die relative Drehung des Drehelements 240 bezüglich des Kettenrads 11 ruhig statt. Jedoch ist zu beachten, das der Stifthauptkörper 51 von jedem Steuerstift 50 auch so konfiguriert sein kann, das er direkten Kontakt mit der Außenwand 240a des Drehelements 240 herstellt.
Des Weiteren ist gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 200 eine Vielzahl von Wandabschnitten 280 um die Drehrichtung herum vorgesehen, die der Vielzahl von Steuerstiften 50 entsprechen. Dieser Aufbau mildert eine unwuchtige Gewichtsverteilung um die Drehmittellinie 0.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
21 zeigt eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Bezugsnummern beziehen sich auf solche Teile, die im wesentlichen ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind.
Die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 300 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist aufgebaut durch Kombination erstrebenswerter Elemente des dritten Ausführungsbeispiels mit erstrebenswerten Elementen des vierten Ausführungsbeispiels. Im Besonderen sind in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 300, die Umwandlungsabschnitte 140, 180, welche die Wandabschnitte 160, 170 des dritten Ausführungsbeispiels haben, jeweils für das Kettenrad 11 und die Abgabewelle 16 bereitgestellt und außerdem wird das Drehelement 240 verwendet, das den Wandabschnitt 280 des vierten Ausführungsbeispiels hat. Jedoch wird die Neigung der Spuren 282, welche durch die Wandabschnitte 280 ausgebildet werden, relativ zur Radiallinie so eingestellt, dass sie sich mit jedem der Paar Spuren 162, 172, welche durch die Wandabschnitte 160, 170 ausgebildet werden, schneiden.
Zusätzlich werden in der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 300 auch drei Federn 310 entsprechend zu den Federn 130 aus dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet und diese drei Federn 310 fungieren ähnlich der Federn 210 des vierten Ausführungsbeispiels. Jedoch beaufschlagen die Federn 210 das Kettenrad 11 und die Abgabewelle 16 jeweils hin zur Voreilseite X und hin zur Nacheilseite Y mit Energie. Diese Energiebeaufschlagung führt dazu, dass die Stifte 50 zwischen den Seitenwänden 160a der entsprechenden Wandabschnitte 160 und den Seitenwänden 170a der entsprechenden Wandabschnitte 170 gehalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, bilden die Federn 310 die Energiebeaufschlagungseinrichtung. Die Federn 310 und die Wandabschnitte 160, 170 bilden die Unterstützungsenergiebeaufschlagungseinrichtung. Die Unterstützungsenergiebeaufschlagungseinrichtung bildet zusammen mit dem Elektromotor 30 und dem Geschwindigkeitsverringerer 20 die Drehmomentanbringeinrichtung und die Drehmomentanbringeinrichtung bildet zusammen mit den Steuerstiften 50 und dem Drehelement 20 die Steuereinrichtung.
Wenn gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 200 wie vorstehend beschrieben, der Elektromagnetabschnitt 34 das Nacheilseitendrehmoment TY an die Arbeitsachse 33 anlegt, gilt das gleiche Prinzip wie in dem ersten Ausführungsbeispiel; deshalb dreht das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11. Wenn dies auftritt, drückt die Energiebeaufschlagung durch die Federn 310 die Steuerstifte 50 gegen die Seitenwände 160a, 170a der entsprechenden Wandabschnitte 160, 170 und beaufschlagt die Steuerstifte 50 radial nach innen mit Energie. Diese Energiebeaufschlagung verursacht, dass die Steuerstifte 50 gegen die Seitenwände 280a der entsprechenden Seitenwände 280 gedrückt werden, wodurch sich die radialen Abstände der Steuerstifte 50 verringern. Wenn dies auftritt, führt die Energiebeaufschlagung durch die Federn 310 dazu, dass die Seitenwände 160a der Wandabschnitte 160 auf der Voreilseite X gegen die Steuerstifte 50 gedrückt werden und führt auch dazu, dass die Seitenwände 170a der Wandabschnitte 170 auf der Nacheilseite X gegen die Steuerstifte 50 gedrückt werden. Infolgedessen dreht die Abgabewelle 16 hin zur Nacheilseite X relativ zum Kettenrad 11.
Wenn andererseits der Elektromagnetabschnitt 34 das Voreilseitendrehmoment TX an die Arbeitswelle 33 anlegt, gilt das gleiche Prinzip, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel; deshalb dreht das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite X relativ zum Kettenrad 11. Deshalb wird jeder Steuerstift 50 durch die Seitenwände 280a der entsprechenden Wandabschnitte 280 ähnlich zum vierten Ausführungsbeispiel gedrückt und folglich vergrößern sich ihre radialen Abstände. Wenn dies auftritt, werden die Seitenwände 160a, 170a der entsprechenden Wandabschnitte 160, 170 durch die Steuerstifte 50 jeweils hin zur Nacheilseite Y und hin zur Voreilseite X gedrückt, einfach wie in dem dritten Ausführungsbeispiel. Deshalb dreht die Abgabewelle 16 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11.
Gemäß der Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 300 die vorstehend erklärt wurde, können ähnliche Effekte wie in beiden, dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel, erzielt werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
22 stellt eine Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Die gleichen Bezugsnummern werden für solche Teile verwendet, die im wesentlichen ähnlich zu denen des ersten Ausführungsbeispiels sind. Zusätzlich zum Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels hat die Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 350 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel des Weiteren Federn 360.
Die Federn 360 sind Torsionsfedern. Ein Ende 360a von jeder Feder 360 ist an dem Eingabezylinder 13 des Kettenrads 11 befestigt und das andere Ende 360b ist am Drehelement 24 befestigt. Die Federn 360 beaufschlagen das Kettenrad 11 hin zur Voreilseite X mit Energie und beaufschlagen das Drehelement 24 hin zur Nacheilseite Y mit Energie. Während des Weiteren das Drehelement 24 hin zur Voreilseite X relativ zum Kettenrad 11 dreht, erhöht sich die Kraft der Energiebeaufschlagung, die durch die Federn 260 an das Kettenrad 11 und das Drehelement 24 angelegt wird. Zu beachten ist jedoch, dass die Federn 260 keine Torsionsfedern sein müssen. Zum Beispiel können auch Dehnungsspiralfedern und Druckspiralfedern und dergleichen verwendet werden.
Gemäß der vorstehend genannten Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung 350, führt die Energiebeaufschlagung durch die Federn 360, zum Beispiel sofort nachdem der Motor angelassen oder angehalten wurde oder zu anderen Zeitpunkten, wenn der Elektromagnetabschnitt 34 kein Drehmoment an die Arbeitswelle 33 anlegt, dazu, dass das Drehelement 24 seine Phase relativ zum Kettenrad 11 beibehält. Deshalb wird durch Ausdehnung auch die Phase der Nockenwelle 4 bezüglich der Kurbelwelle beibehalten. Deshalb kann sofort nachdem der Motor gestartet wird oder wenn er angehalten wird, die Phase der Nockenwelle 4 bezüglich der Kurbelwelle schnell in seine optimale Phase gebracht werden.
Wie vorstehend beschrieben, bildet die Feder 360 eine Halteeinrichtung. Die Halteeinrichtung bildet zusammen mit dem Elektromotor 30 und dem Geschwindigkeitsverringerter 20 die Drehmomentanbringeinrichtung. Die Drehmomentanbringeinrichtung bildet zusammen mit dem Steuerstift 50 und dem Drehelement 24 die Steuereinrichtung. Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird ausgebildet, indem es drei Gruppen von Spuren hat, mit den Spuren 62 oder 162, die als erste Spuren dienen, den Spuren 72 oder 172, die als zweite Spuren dienen und den Spuren 82 oder 282, die als Steuerspuren dienen. Jedoch muss die numerische Quantität der ersten Spuren, der zweiten Spuren und der Steuerspuren einzeln wie erforderlich bestimmt werden.
Des weiteren ist jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele so konfiguriert, dass die Spur 62 oder 162 (die als erste Spur dient) und die Spur 72 oder 172 (die als zweite Spur dient) sich einander an frei bestimmten relativen Drehpositionen der Abgabewelle 16 (die als zweiter Rotor dient) bezüglich des Kettenrads 11 (der als erster Rotor dient) schneiden und der stangenförmige Steuerstift 50 (der als Steuerelement dient) führt durch den Schnittpunkt hindurch. Jedoch können die Ausführungsbeispiele auch so konfiguriert werden, dass die erste Spur und die zweite Spur sich einander nicht an gegebenen Drehpositionen oder einer frei bestimmten Drehpositionen des zweiten Rotors bezüglich des ersten Rotors schneiden. In solch einem Fall werden die Steuerstifte an solchen Abschnitten platziert, die durch die erste Spur und die zweite Spur getrennt hindurchführen.
In jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele ist das Drehelement 24 oder 240 (das als Steuerrotor dient) so konfiguriert, dass es um die gleiche Drehmittellinie 0 wie das Kettenrad 11 (das als erster Rotor dient) und die Abgabewelle 16 (die als zweiter Rotor dient) dreht. Jedoch ist es auch möglich, das Drehelement 24 oder 240 so zu konfigurieren, das es um die Mittelachse dreht, die außermittig von der Drehmittellinie des ersten Rotors und zweiten Rotors angeordnet ist.
Letztlich ist in jedem der Ausführungsbeispiele, die vorstehend beschrieben wurden, die Drehmomentanbringeinrichtung so konfiguriert, dass das Drehmoment, welches an das Drehmoment 24 oder 240 (das als Steuerrotor dient) angelegt wird, durch den Elektromotor 30 erzeugt wird. Jedoch ist es auch möglich, die Drehmomentanbringeinrichtung so zu konfigurieren, dass das Drehmoment, welches an den Steuerrotor angelegt wird, beispielsweise durch Anbringen einer Bremskraft an ein Drehelement erzeugt wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und folglich ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, innerhalb des Rahmens der Erfindung betrachtet werden. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Gedanken oder dem Rahmen der Erfindung zu betrachten.
Eine Ventilsteuerungseinstellvorrichtung stellt ein Betrag einer Phasenverschiebung einer angetriebenen Welle 4 bezüglich einer Antriebswelle ein. Ein erstes Loch 60 in einem ersten Rotor 11 formt eine erste Spur 62, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie zu verändert. Das erste Loch 60 kommt auf den zwei Seiten des ersten Lochs 60 zu der hin sich das erste Loch 60 (der erste Rotor 11) dreht in Kontakt mit einem Steuerelement 50, das durch die erste Spur 62 hindurchführt. Ein zweites Loch 70 in einem zweiten Rotor 16 formt eine zweite Spur 72, die sich erstreckt. Das zweite Loch 70 kommt in Kontakt mit dem Steuerelement 50 das durch die zweite Spur 72 hindurchführt. Die erste Spur 62 und die zweite Spur 72 neigen sich zueinander in der Drehrichtung des ersten und des zweiten Rotors 16.

Claims

Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10), die in einem Übertragungssystem zum Übertragen eines Antriebdrehmoments von einer Antriebswelle eines Verbrennungsmotors zu einer angetriebenen Welle (4) vorgesehen ist, um zumindest ein Luftansaugventil oder ein Auslassventil zu öffnen und zu schließen, und um die Zeitsteuerung einzustellen, zu der zumindest das Luftansaugventil oder das Auslassventil öffnet oder schließt, dabei hat die Vorrichtung: einen ersten Rotor (11), der durch das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle, um eine Drehmittellinie (0) dreht; einen zweiten Rotor (16), der zusammen mit der Drehung des ersten Rotors (11) und in der gleichen Richtung wie der erste Rotor (11) um die Drehmittellinie (0) dreht, so dass die angetriebene Welle (4) zum synchronen Drehen veranlasst wird, wobei der zweite Rotor (16) in der Lage ist, relativ zum ersten Rotor (11) zu drehen; und eine Steuereinrichtung, die ein Steuerelement (50) hat, wobei die Steuereinrichtung den radialen Abstand des Steuerelements (50) von der Drehmittellinie (0) verändert, wobei der erste Rotor (11) ein erstes Loch (60) definiert, welches eine erste Spur (62) formt, die sich so erstreckt, das sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert und das erste Loch (60) in Kontakt mit dem Steuerelement (50) kommt, welches durch die erste Spur (62) hindurchführt, wobei der Kontakt zwischen dem ersten Loch (60) und dem Steuerelement (50) an den zwei Seiten des ersten Lochs (60) auftritt, zu denen hin sich der erste Rotor (11) dreht; der zweite Rotor (16) ein zweites Loch (70) definiert, welches eine zweite Spur (72) formt, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert und in Kontakt mit dem Steuerelement (50) kommt, der durch die zweite Spur (72) hindurchführt, wobei der Kontakt zwischen dem zweiten Loch (70) und dem Steuerelement (50) an den zwei Seiten des zweiten Lochs (70) auftritt, zu denen hin sich der zweite Rotor (16) dreht; und die erste Spur (62) und die zweite Spur (72) sich zueinander entlang der Drehrichtung des ersten Rotors (11) und der Drehrichtung des zweiten Rotors (16) neigen.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, des weiteren mit: einer Vielzahl von Steuerelementen (50), wobei der erste Rotor (11) und der zweite Rotor (16) jeweils eine Vielzahl von Paaren erster Löcher (60) und zweiter Löcher (70) haben, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind und jedes Paar jedem der Vielzahl an Steuerelementen (50) entspricht.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10), die in einem Übertragungssystem zum Übertragen eines Antriebsdrehmoments von einer Antriebswelle eines Verbrennungsmotors zu einer angetriebenen Welle (4) vorgesehen ist, um zumindest ein Luftansaugventil oder Auslassventil zu öffnen oder zu schließen, und um die Zeitsteuerung einzustellen, bei der zumindest das Luftansaugventil oder das Auslassventil öffnet oder schließt, dabei hat die Vorrichtung: einen ersten Rotor (11), der durch das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle um die Drehmittellinie (0) dreht; einen zweiten Rotor (16), der zusammen mit der Drehung des ersten Rotors (11) und in der gleichen Richtung wie der erste Rotor (11) um die Drehmittellinie (0) dreht, um die angetriebene Welle (4) zum synchronen Drehen zu veranlassen, wobei er in der Lage ist relativ zum ersten Rotor (11) zu drehen; eine Steuereinrichtung, die ein Steuerelement (50) hat und den radialen Abstand des Steuerelements (50) von der Drehmittellinie (0) verändert; und eine Energiebeaufschlagungseinrichtung (130) um den ersten Rotor (11) und den zweiten Rotor (16) mit Energie zu beaufschlagen, um einen Rotor bezüglich der Drehrichtung vorzustellen und den anderen Rotor bezüglich der Drehrichtung zu verzögern, wobei entweder der erste Rotor (11) oder der zweite Rotor (16) einen ersten Wandabschnitt hat, der eine erste Spur (62) formt, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert, dabei kommt der erste Wandabschnitt in Kontakt mit dem Steuerelement (50), das durch die erste Spur (62) hindurchführt, wobei der Kontakt auf der Nacheilseite der ersten Spur (62) bezüglich der Drehrichtung auftritt; der andere Rotor einen zweiten Wandabschnitt hat, der eine zweite Spur (72) ausbildet, die sich so erstreckt, dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert, dabei kommt der zweite Wandabschnitt in Kontakt mit dem Steuerelement (50), welches durch die zweite Spur (72) hindurchführt, wobei der Kontakt auf der Voreilseite der zweiten Spur (72) bezüglich der Drehrichtung seines Rotors auftritt; und die erste Spur (62) und die zweite Spur (72) sich entlang der Drehrichtung des ersten Rotors (11) und der Drehrichtung des zweiten Rotors (16) zueinander neigen.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, des weiteren mit: einer Vielzahl von Steuerelementen (50), wobei der erste Rotor (11) und der zweite Rotor (16) jeweils eine Vielzahl von Paaren erster Wandabschnitte und zweiter Wandabschnitte haben, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind, wobei jedes Paar jedem der Vielzahl von Steuerelementen (50) entspricht.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spur (62) und die zweite Spur (72) gerade sind.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spur (62) und die zweite Spur (72) gekrümmt sind.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 6, wobei die erste Spur (62) als eine ausgebauchte gekrümmte Linie ausgebildet ist, die sich nach außen weg von der radialen Mitte des ersten Rotors (11) erstreckt und die zweite Spur (72) als eine ausgebauchte gekrümmte Linie ausgebildet ist, die sich nach außen weg von der radialen Mitte des zweiten Rotors (16) erstreckt.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Spur (62) und die zweite Spur (72) sich einander an einem Punkt schneiden, der durch die Drehphase des zweiten Rotors (16) bezüglich des ersten Rotors (11) bestimmt wird, und das Steuerelement (50) als eine Stange ausgebildet ist und durch den Schnittpunkt der ersten Spur (62) und der zweiten Spur (72) hindurchführt.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 8, wobei das Steuerelement (50) an sowohl der Stelle, wo das Steuerelement (50) in Kontakt mit dem ersten Rotor (11) kommt und auch an der Stelle, wo das Steuerelement (50) in Kontakt mit dem zweiten Rotor (16) kommt, ein Rollelement hat.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung folgende Elemente aufweist: ein Steuerelement (50); einen Steuerrotor, der in der gleichen Richtung wie der erste Rotor (11) zusammen mit der Drehung des ersten Rotors (11) dreht und in der Lage ist, relativ zum ersten Rotor (11) zu drehen; eine Drehmomentanbringeinrichtung zum Anlegen eines Voreilseitendrehmoments und eines Nacheilseitendrehmoments an den Steuerrotor; und wobei der Steuerrotor ein Steuerloch definiert, welches eine Steuerspur ausbildet, die sich in einer Neigung bezüglich der Radiallinie erstreckt, so dass sie ihren radialen Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert, dabei kommt das Steuerloch in Kontakt mit dem Steuerelement (50), welches durch die Steuerspur hindurch führt, wobei der Kontakt sowohl auf einer radial nach innen zugewandten Seite als auch auf einer radial nach außen zugewandten Seite des Steuerlochs auftritt.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung folgende Elemente aufweist: ein Steuerelement (50), ein Steuerrotor, der in der gleichen Richtung wie der erste Rotor (11) zusammen mit der Drehung des ersten Rotors (11) dreht und in der Lage ist relativ zum ersten Rotor (11) zu drehen; eine Drehmomentanbringeinrichtung zum Anlegen eines Voreilseitendrehmoments und eines Nacheilzeitendrehmoments auf den Steuerrotor und eine Unterstützungsenergiebeaufschlagungseinrichtung (130) zum Beaufschlagen des Steuerelements (50) in einer Radialrichtung des Steuerrotors mit Energie, und eine Steuerwand des Steuerrotors, wobei die Steuerwand eine Steuerspur hat, die sich in einer Neigung bezüglich einer Radiallinie streckt, so dass der radiale Abstand von der Drehmittellinie (0) verändert wird, wobei die Steuerwand in Kontakt mit dem Steuerelement (50) kommt, das durch die Steuerspur hindurchführt, wobei der Kontakt auf entweder einer radialen nach innen zugewandten Seite oder einer radialen nach außen zugewandten Seite der Steuerspur auftritt.
Ventilzeitsteuerungseinstellzeitvorrichtung (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuerspur als ein Bogen ausgebildet ist, der außenmittig von der Drehmittellinie (0) angeordnet ist.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuerspur in einem spiralförmigen Muster ausgebildet ist.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuerspur gerade ausgebildet ist.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 14, wobei Enden der Steuerspur ungefähr senkrecht zur Radiallinie ausgebildet sind.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Steuereinrichtung aufweist: eine Halteeinrichtung zum Halten einer Drehphase der Steuerrotors bezüglich des ersten Rotors (11) zu einem Zeitpunkt, wenn die Drehmomentanbringeinrichtung kein Drehmoment an den Steuerrotor anlegt.
Ventilzeitsteuerungseinstellvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 16, wobei die Drehmomentanbringeinrichtung einen Elektromotor hat, um ein Drehmoment zu erzeugen, das an den Steuerrotor anzulegen ist.