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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung, die eine relative Drehphase zwischen einem antriebsseitigen Drehkörper und einem abtriebsseitigen Drehkörper unter Verwendung einer Antriebskraft eines elektrischen Aktuators einstellt.
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Hintergrund
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Bei einer Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist ein Sonnenrad in einem antriebsseitigen Drehkörper vorgesehen, ein Planetenträger, der zur Drehung durch einen Elektromotor angetrieben wird, ist vorgesehen, ein Planetenrad, das durch ein Lager von außen an einen exzentrischen Abschnitt des Planetenträgers gepasst ist, ist vorgesehen, und eine Struktur, die das Planetenrad mit dem abtriebsseitigen Drehkörper verbindet, ist vorgesehen. Somit ist eine Technik offenbart, bei der die relative Drehlage zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper und dem abtriebsseitigen Drehkörper mit einem großen Untersetzungsverhältnis eingestellt wird.
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Die Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung des Patentdokuments 1 weist eine Struktur auf, bei der das Planetenrad um eine exzentrische Achse dreht, die bezüglich der Drehachse des Sonnenrads versetzt ist, und daher ist diese Vorrichtung mit einer Getriebestruktur versehen, bei der mehrere Eingriffsvorsprünge in dem Planetenrad ausgebildet sind und Eingriffslöcher, mit denen die Eingriffsvorsprünge in Eingriff kommen, in einem Führungsdrehkörper ausgebildet sind.
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Ferner ist in einer Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung, die in dem Patentdokument 2 offenbart ist, ein inneres Rad, das durch ein Lager drehbar ist, auf der Außenseite eines exzentrischen Rings vorgesehen, ein innenverzahntes Hohlrad, das mit Zähnen eines Teils des inneren Rads in Eingriff kommt, ist in dem abtriebsseitigen Drehkörper vorgesehen, und eine Oldham-Kupplung, die eine Drehung des inneren Rads auf ein vorderes Gehäuse des antriebsseitigen Drehkörpers überträgt, ist vorgesehen.
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Stand der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP 2008-248804 A
- Patentdokument 2: JP 2016-44627 A
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WO 2014/ 016 242 A1 offenbart ein Nockenwellenverstellergetriebe zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Kraftfahrzeugmotors. Dabei ist das Verstellgetriebe über eine Kreuzschieberkupplung drehfest mit der Nockenwelle verbunden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Von der Erfindung zu lösendes Problem
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Es besteht jedoch ein Bedarf, die Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtungen in den Patentdokumenten 1 und 2 kompakter zu machen, da diese Vorrichtungen in einer Richtung entlang einer Drehachse große Abmessungen aufweisen. Das heißt, in den Patentdokumenten 1 und 2 ist in der Ventilöffnungs-IVentilschließzeitsteuervorrichtung ein Teil eines Bauteils (eines Abdeckungsbauteils im Falle des Dokuments 1 und des vorderen Gehäuses im Falle des Dokuments 2), das auf der einer Nockenwelle gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, nach außen hin verlängert, und eine äußere Endseite des exzentrischen Bauteils (des Planetenträgers im Falle des Dokuments 1 und des exzentrischen Rings im Falle des Dokuments 2) wird durch ein Lager an der so verlängerten Stelle getragen. Dies führt zu einer Zunahme der Größe der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung.
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Ferner ist beispielsweise bei der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung des Patentdokuments 2 das Lager auf der Seite des vorderen Gehäuses angeordnet, so dass eine Last, die an dem vorderen Gehäuse wirkt, erhöht ist. Daher ist die Festigkeit des vorderen Gehäuses erhöht, und dies führt ebenfalls zu einer Zunahme der Größe der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung.
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Ferner wirkt bei den Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtungen der Patentdokumente 1 und 2 eine große Last an den Zahnrädern, so dass in Anbetracht einer Unterdrückung eines Verschleißes von Zahnflächen und dergleichen und eines Entfernens von Fremdkörpern im Inneren und dergleichen sowie eines Bereitstellens eines problemlosen Betriebs eine Zufuhr von Schmieröl erwünscht ist.
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Aus diesen Gründen besteht der Bedarf, eine Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung, die eine relative Drehphase zwischen einem antriebsseitigen Drehkörper und einem abtriebsseitigen Drehkörper unter Verwendung einer Antriebskraft eines elektrischen Aktuators einstellt, kompakt auszubilden, während ein problemloser Betrieb der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung gewährleistet ist.
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Mittel zur Lösung des Problems
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Bei einer charakteristischen Konfiguration weist die vorliegende Erfindung auf:
- einen antriebsseitigen Drehkörper, der synchron mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung um eine Drehachse dreht;
- einen abtriebsseitigen Drehkörper, der in dem antriebsseitigen Drehkörper auf derselben Achse wie die Drehachse angeordnet ist, wobei der abtriebsseitige Drehkörper als ein einziger Körper zusammen mit einer Ventilöffnungs-/Ventilschließnockenwelle der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung dreht; und
- einen Phaseneinstellmechanismus, der eine relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper und dem abtriebsseitigen Drehkörper unter Verwendung einer Antriebskraft eines elektrischen Aktuators einstellt;
- bei der der Phaseneinstellmechanismus mit einem Ausgangsrad, das in dem abtriebsseitigen Drehkörper auf derselben Achse wie die Drehachse vorgesehen ist, einem Eingangsrad, das auf einer exzentrischen Achse mit einer Lage parallel zu der Drehachse dreht, weniger Zähne als das Ausgangsrad aufweist und auf derselben Achse wie die exzentrische Achse angeordnet ist, wobei das Eingangsrad zur Verbindung mit dem antriebsseitigen Drehkörper durch eine Oldham-Kupplung ausgebildet ist, und einem zylindrischen exzentrischen Bauteil, das das Eingangsrad im Inneren des Eingangsrads trägt, so dass sich das Eingangsrad um die exzentrische Achse drehen kann, versehen ist, wobei der Phaseneinstellmechanismus dadurch eine Position, an der das Ausgangsrad und das Eingangsrad miteinander in Eingriff sind, ändert, indem bewirkt wird, dass die exzentrische Achse mit einer Drehung des exzentrischen Bauteils aufgrund der Antriebskraft des elektrischen Aktuators umläuft, und
- die charakteristische Konfiguration mit einem ersten Lager, das zwischen einem Innenumfang des abtriebsseitigen Drehkörpers und einem Außenumfang des exzentrischen Bauteils angeordnet ist, einem zweiten Lager, das zwischen dem Außenumfang des exzentrischen Bauteils und dem Innenumfang des Eingangsrads auf einer in einer Richtung entlang der Drehachse von der Nockenwelle entfernten Seite des ersten Lagers angeordnet ist, und einer vorderen Platte, die auf einer in der Richtung entlang der Drehachse von der Nockenwelle entfernten Seite des zweiten Lagers an dem antriebsseitigen Drehkörper befestigt ist, versehen ist, wobei die Oldham-Kupplung auf einer in der Richtung entlang der Drehachse von der Nockenwelle entfernten Seite sowohl des ersten Lagers als auch des zweiten Lagers angeordnet ist.
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Gemäß dieser charakteristischen Konfiguration kann, da das erste Lager an dem abtriebsseitigen Drehkörper mit hoher Festigkeit vorgesehen ist, die Dicke der vorderen Platte verringert werden, und die Abmessungen in der Richtung entlang der Drehachse können verkürzt werden. Ferner kann, da das erste Lager, das zweite Lager, die Oldham-Kupplung und die vordere Platte in der Richtung entlang der Drehachse vergleichsweise nahe aneinander angeordnet werden können, das Drehmoment effektiv durch das erste Lager und das zweite Lager aufgenommen werden. Demzufolge wird die Drehlage des exzentrischen Bauteils und des Eingangsrads stabilisiert, und ein problemloser Betrieb kann erhalten werden. Ferner muss, da die Oldham-Kupplung an einer Position, an der ein Kontakt mit der Innenfläche der vorderen Platte auf der von der Nockenwelle entfernten Seite des zweiten Lagers möglich ist, angeordnet ist, keine Konfiguration zum Lagern des zweiten Lagers an der vorderen Platte verwendet werden. Demzufolge können die Abmessungen in der Richtung entlang der Drehachse weiter verkürzt werden.
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Dementsprechend ist eine Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung, die die relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper und dem abtriebsseitigen Drehkörper unter Verwendung der Antriebskraft des elektrischen Aktuators einstellt, in einem Zustand, der einen problemlosen Betrieb der Ventilöffnungs-IVentilschließzeitsteuervorrichtung erlaubt, kompakt ausgebildet.
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Es kann eine andere Konfiguration verwendet werden, bei der die Oldham-Kupplung zwischen der vorderen Platte und dem zweiten Lager angeordnet ist und in dem exzentrischen Bauteil eine Schmierölnut, die Schmieröl, das einem Innenraum zugeführt wird, in der radialen Richtung nach außen führt, bezüglich der vorderen Platte innen ausgebildet ist, an einem Ende auf der Seite, die in der Richtung entlang der Drehachse von der Nockenwelle entfernt ist.
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Gemäß dieser Konfiguration wird das dem Innenraum des exzentrischen Bauteils zugeführte Schmieröl aus der Schmierölnut des exzentrischen Bauteils durch Zentrifugalkraft, die mit der Drehung der Ventilöffnung-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung einhergeht, nach außen gesandt, und das Schmieröl wird schließlich ausgelassen. Daher können beispielsweise Staub und Fremdkörper und dergleichen, die im Inneren erzeugt werden, zusammen mit dem Schmieröl ausgelassen werden. Ferner kann die Oldham-Kupplung in Kontakt mit der vorderen Platte angeordnet werden, und die Schmierölnut ist bezüglich der vorderen Platte des exzentrischen Bauteils im Inneren ausgebildet, so dass, auch wenn die Oldham-Kupplung und die vordere Platte mit einer Positionsbeziehung, bei der sie in Kontakt miteinander sind, angeordnet sind, Schmieröl zum Erhalten eines problemlosen Betriebs der Oldham-Kupplung zwischen der Oldham-Kupplung und der vorderen Platte zugeführt wird.
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Es kann eine andere Konfiguration verwendet werden, bei der die Oldham-Kupplung zwischen der vorderen Platte und dem zweiten Lager angeordnet ist und ein kerbenartiger Auslasskanal, der ermöglicht, dass Schmieröl zu der Seite des Außenumfangs an der Position, an der die Oldham-Kupplung in Eingriff ist, durchströmen kann, in dem antriebsseitigen Drehkörper ausgebildet ist.
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Auch wenn die Oldham-Kupplung und die vordere Platte mit einer Positionsbeziehung, bei der sie in Kontakt miteinander sind, angeordnet sind, wird Schmieröl zum Erhalten eines problemlosen Betriebs der Oldham-Kupplung zwischen der Oldham-Kupplung und der vorderen Platte zugeführt. Ferner kann, da der kerbenartige Auslasspfad in dem antriebsseitigen Drehkörper ausgebildet ist, der Auslasspfad problemlos ausgebildet werden. Bei dieser Konfiguration kann Schmieröl, das in der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung verbleibt, durch den Auslasskanal ausgelassen werden, wenn die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gestartet wird. Beispielsweise wird das Schmieröl auch dann, wenn die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung in einem Niedertemperaturzustand ist und die Viskosität des Schmieröls hoch ist, rasch ausgelassen, was einen problemlosen Betrieb des Phaseneinstellmechanismus ermöglicht.
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Es kann eine andere Konfiguration verwendet werden, bei der ein erstes Vorspannbauteil, das bewirkt, dass eine Vorspannkraft an dem Eingangsrad wirkt, so dass ein Teil des Eingangsrads in Eingriff mit einem Teil des Ausgangsrads kommt, zwischen der Außenumfangsseite des exzentrischen Bauteils und der Innenumfangsseite des zweiten Lagers vorgesehen ist, die Oldham-Kupplung zwischen der vorderen Platte und dem zweiten Lager angeordnet ist und ein zweites Vorspannbauteil, das das zweite Lager in Richtung des ersten Lagers vorspannt, zwischen der Oldham-Kupplung und dem zweiten Lager vorgesehen ist.
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Bei dieser Konfiguration ist das erste Vorspannbauteil, das bewirkt, dass eine Vorspannkraft derart an dem Eingangsrad wirkt, dass ein Teil des Eingangsrads auf der Seite des antriebsseitigen Drehkörpers mit einem Teil des Ausgangsrads auf der Seite des abtriebsseitigen Drehkörpers in Eingriff kommt, zwischen der Außenumfangsseite des exzentrischen Bauteils und der Innenumfangsseite des zweiten Lagers vorgesehen. Ferner ist die Oldham-Kupplung zwischen der vorderen Platte und dem zweiten Lager angeordnet. Bei der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung werden für gewöhnlich in Anbetracht eines problemlosen Zusammenbaus der Bauteile das Eingangsrad und das zweite Lager, die der Oldham-Kupplung gegenüberliegen, mit einem Spalt angeordnet, wobei eine Bewegung in der Richtung der Drehachse erlaubt ist. Bei solch einer Konfiguration wird beispielsweise, wenn eine äußere Kraft an dem abtriebsseitigen Drehkörper, der mit der Nockenwelle verbunden ist, wirkt, wenn während eines Betriebs der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung eine Drehmomentschwankung aufgebracht wird, die äußere Kraft von den inneren Zähnen des Ausgangsrads auf die äußeren Zähne des Eingangsrads übertragen. In diesem Fall bewegt sich das Eingangsrad, auf das die äußere Kraft übertragen worden ist, in dem Bereich des Spalts in der Richtung entlang der Drehachse, und es bewegt sich ebenfalls in einer Richtung (einer Richtung hin zu der Drehachse), die der Vorspannkraft des ersten Vorspannbauteils entgegenwirkt. Ferner bewegt sich das zweite Lager ebenfalls in dem Bereich des Spalts in der Richtung entlang der Drehachse und in der Richtung (der Richtung hin zu der Drehachse), die der Vorspannkraft des ersten Vorspannbauteils entgegenwirkt. Auf diese Weise können, da sich das Eingangsrad und das zweite Lager im Inneren des abtriebsseitigen Drehkörpers in zwei Richtungen bewegen, diese eine Lage aufweisen, in der sie bezüglich der Richtung entlang der Drehachse geneigt sind. Wenn dies auftritt, kommen Eckabschnitte des Eingangsrads und des zweiten Lagers in Kontakt mit peripheren Bauteilen, und daher besteht eine Gefahr eines Verschleißes des Eingangsrads und des zweiten Lagers und der peripheren Bauteile.
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Demzufolge ist bei dieser Konfiguration das zweite Vorspannbauteil, das das zweite Lager in Richtung des ersten Lagers vorspannt, zwischen der Oldham-Kupplung und dem zweiten Lager vorgesehen. Das zweite Lager wird durch das Vorspannbauteil in Richtung des ersten Lagers vorgespannt und auf der Seite des ersten Lagers gehalten, und daher ist es schwierig für das zweite Lager, sich in der Richtung entlang der Drehachse zu bewegen. Demzufolge sind die Position des zweiten Lagers in der Richtung entlang der Drehachse und die Lage des zweiten Lagers stabil. Da das Eingangsrad durch das zweite Lager, dessen Position und Lage beibehalten werden, gelagert ist, ist die Lage des Eingangsrads stabil. Ferner wird durch Stabilisieren der Position und der Lage des zweiten Lagers die Reibungskraft zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagers und der Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils erhöht. Demzufolge kommen, wenn sich das Eingangsrad und das zweite Lager in der Richtung (der Richtung hin zu der Drehachse), die der Vorspannkraft des ersten Vorspannbauteils entgegenwirkt, bewegt haben, die Innenumfangsseite des zweiten Lagers und die Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils in Flächenkontakt. Somit wird durch Stabilisieren der Position und der Lage des zweiten Lagers die Lage anderer Bauteile, die in Kontakt mit dem zweiten Lager sind, stabilisiert. Demzufolge kommen das Eingangsrad und das zweite Lager in Flächenkontakt mit peripheren Bauteilen, was eine Wahrscheinlichkeit eines Verschleißes verringert und somit eine Haltbarkeit verbessert.
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Es kann eine andere Konfiguration verwendet werden, bei der ein erstes Vorspannbauteil, das bewirkt, dass eine Vorspannkraft derart an dem Eingangsrad wirkt, dass ein Teil des Eingangsrads in Eingriff mit einem Teil des Ausgangsrads kommt, zwischen der Außenumfangsseite des exzentrischen Bauteils und der Innenumfangsseite des zweiten Lagers vorgesehen ist, die Oldham-Kupplung zwischen der vorderen Platte und dem zweiten Lager angeordnet ist und ein Abstandshalter, der eine Länge eines Spalts, in dem sich das zweite Lager in der Richtung entlang der Drehachse bewegen kann, auf nicht mehr als einen vorbestimmten Einstellwert einstellt, zwischen der Oldham-Kupplung und dem zweiten Lager vorgesehen ist.
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Bei dieser Konfiguration ist eine Bewegung des zweiten Lagers in der Richtung entlang der Drehachse auf nicht mehr als den vorbestimmten Einstellwert durch den Abstandshalter, der zwischen der Oldham-Kupplung und dem zweiten Lager vorgesehen ist, begrenzt. Demzufolge werden die Position des zweiten Lagers in der Richtung entlang der Drehachse und die Lage des zweiten Lagers stabilisiert. Da das Eingangsrad durch das zweite Lager getragen wird, das geringe Änderungen der Position in der Richtung entlang der Drehachse und geringe Änderungen der Lage aufweist, wird die Lage des Eingangsrads stabilisiert. Ferner wird durch Stabilisieren der Position und der Lage des zweiten Lagers die Reibungskraft zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagers und der Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils erhöht. Demzufolge kommen auch bei dieser Ausführungsform das Eingangsrad und das zweite Lager in Flächenkontakt mit peripheren Bauteilen, was eine Wahrscheinlichkeit eines Verschleißes verringert und so eine Haltbarkeit verbessert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Line III-III in 1.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1.
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung.
- 6 ist eine Querschnittsansicht einer Ventilöffnungs-IVentilschließzeitsteuervorrichtung einer anderen Ausführungsform.
- 7 ist eine Vorderansicht eines zweiten Vorspannbauteils.
- 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7.
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer Ventilöffnungs-IVentilschließzeitsteuervorrichtung einer anderen Ausführungsform.
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Weise zum Ausführen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Grundkonfiguration
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 so aufgebaut, dass sie einen antriebsseitigen Drehkörper A, der synchron mit einer Kurbelwelle 1 einer Brennkraftmaschine E, die als eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung dient, dreht, einen abtriebsseitigen Drehkörper B, der als ein einziger Körper zusammen mit einer Einlassnockenwelle 2 um eine Drehachse X dreht, und einen Phaseneinstellmechanismus C, der die relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper A und dem abtriebsseitigen Drehkörper B unter Verwendung einer Antriebskraft eines Phasensteuermotors M (ein Beispiel für einen elektrischen Aktuator) einstellt, aufweist.
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Die Brennkraftmaschine E ist als Viertaktmotor ausgebildet, bei dem Kolben 4 in mehreren Zylindern 3, die in einem Zylinderblock ausgebildet sind, aufgenommen sind und jeder Kolben 4 durch eine Verbindungsstange 5 mit der Kurbelwelle 1 verbunden ist. Eine Steuerkette 6 (oder ein Steuerriemen oder dergleichen) ist um einen Ausgangszahnkranz 1S der Kurbelwelle 1 der Brennkraftmaschine E und einen Antriebszahnkranz 11S des antriebsseitigen Drehkörpers A gewickelt.
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Somit dreht sich, wenn die Brennkraftmaschine E in Betrieb ist, die gesamte Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 um die Drehachse X. Ferner kann durch Betätigen des Phaseneinstellmechanismus C unter Verwendung der Antriebskraft des Phasensteuermotors M der abtriebsseitige Drehkörper B in derselben Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung wie die Drehrichtung des antriebsseitigen Drehkörpers A verschoben werden. Die relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper A und dem abtriebsseitigen Drehkörper B wird durch die Verschiebung des Phaseneinstellmechanismus C eingestellt, und somit wird eine Steuerung der Öffnungs-/Schließdauer (des Öffnungs-/Schließzeitpunkts) eines Einlassventils 2B durch einen Nockenabschnitt 2A der Einlassnockenwelle 2 realisiert.
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Eine Betätigung, bei der der abtriebsseitige Drehkörper B in derselben Richtung wie die Drehrichtung des antriebsseitigen Drehkörpers A verschoben wird, wird als Frühverstellbetätigung bezeichnet, und ein Einlassverdichtungsverhältnis wird durch diese Frühverstellbetätigung erhöht. Eine Betätigung, bei der der abtriebsseitige Drehkörper B in der entgegengesetzten Richtung wie der antriebsseitige Drehkörper A verschoben wird (eine Betätigung in der zu der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung), wird als eine Spätverstellbetätigung bezeichnet, und das Einlassverdichtungsverhältnis wird durch diese Spätverstellbetätigung erhöht.
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Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist der antriebsseitige Drehkörper A durch Befestigen eines äußeren Gehäuses 11, welches den Antriebszahnkranz 11 S, der an seinem Außenumfang ausgebildet ist, aufweist, an einer vorderen Platte 12 mit mehreren Befestigungsbolzen 13 ausgebildet. Das äußere Gehäuse 11 ist ein zylindrisches Gehäuse mit einem Boden und einer Öffnung in dem Boden.
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Ein Zwischenbauteil 20, das als der abtriebsseitige Drehkörper B dient, und der Phaseneinstellmechanismus C mit einem Hypozykloid-Untersetzungsmechanismus sind in dem Innenraum des äußeren Gehäuses 11 aufgenommen. Zusätzlich dazu weist der Phaseneinstellmechanismus C eine Oldham-Kupplung Cx auf, die eine Phasenänderung des antriebsseitigen Drehkörpers A und des abtriebsseitigen Drehkörpers B wiederspiegelt.
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In dem Zwischenbauteil 20, das den abtriebsseitigen Drehkörper B bildet, sind eine Tragwand 21, die mit der Einlassnockenwelle 2 in einer Lage orthogonal zu der Drehachse X verbunden ist, und eine zylindrische Wand 22, die eine um die Drehachse X zentrierte Zylinderform aufweist und in einer Richtung, in der sie sich von der Einlassnockenwelle 2 entfernt, vorsteht, als ein einziger Körper ausgebildet.
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Das Zwischenbauteil 20 ist auf eine Weise, auf die es sich in einem Zustand, in dem die Außenfläche der zylindrischen Wand 22 die Innenfläche des äußeren Gehäuses 11 kontaktiert, relativ drehen kann, in Eingriff und durch einen Verbindungsbolzen 23, der durch ein Durchgangsloch in dem Zentrum der Tragwand 21 eingeführt ist, an einem Ende der Einlassnockenwelle 2 fixiert. Das Zwischenbauteil 20 ist derart ausgebildet, dass, in einem Zustand, in dem es auf diese Weise fixiert ist, ein Ende des zylindrischen Wandabschnitts 22 auf der äußeren Seite (der Seite entfernt von der Einlassnockenwelle 2) bezüglich der vorderen Platte 12 im Inneren positioniert ist.
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Der Phasensteuermotor M (ein Elektromotor) wird durch einen Tragrahmen 7 derart an der Brennkraftmaschine E getragen, dass eine Ausgangswelle Ma des Phasensteuermotors M auf derselben Achse wie die Drehachse X angeordnet ist. Ein Paar von Eingriffsstiften 8 mit einer Lage orthogonal zu der Drehachse X ist in der Ausgangswelle Ma des Phasensteuermotors M ausgebildet.
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Phaseneinstellmechanismus
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Wie in 1 bis 5 gezeigt, weist der Phaseneinstellmechanismus C das Zwischenbauteil 20, ein Ausgangsrad 25, das an der Innenumfangsfläche der zylindrischen Wand 22 des Zwischenbauteils 20 ausgebildet ist, ein exzentrisches Bauteil 26, einen Federkörper 27, der als ein erstes Vorspannbauteil dient, ein erstes Lager 28, ein zweites Lager 29, ein Eingangsrad 30, einen Befestigungsring 31 und die Oldham-Kupplung Cx auf. Es sei bemerkt, dass, auch wenn Kugellager für das erste Lager 28 und das zweite Lager 29 verwendet werden, auch eine Buchse verwendet werden kann.
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An dem Innenumfang der zylindrischen Wand 22 des Zwischenbauteils 20 ist eine um die Drehachse X zentrierte Tragfläche 22S in einer Richtung entlang der Drehachse X im Inneren (an einer Position benachbart zu der Tragwand 21) ausgebildet, und das um die Drehachse X zentrierte Ausgangsrad 25 ist bezüglich der Tragfläche 22S außen (auf der von der Einlassnockenwelle 2 entfernten Seite) ausgebildet, wobei die Tragfläche 22S und das Ausgangsrad 25 als ein einziger Körper ausgebildet sind.
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Das exzentrische Bauteil 26 weist eine Zylinderform auf, und in dem exzentrischen Bauteil 26 ist eine Umfangswandfläche 26S einer Außenumfangsfläche, die um die Drehachse X zentriert ist, in der Richtung entlang der Drehachse X innen (auf der Seite in der Nähe der Einlassnockenwelle 2) ausgebildet, und eine exzentrische Tragfläche 26E einer Außenumfangsfläche, die um eine exzentrische Achse Y zentriert ist, die mit einer Lage parallel zu der Drehachse X exzentrisch ist, ist außen (auf der Seite entfernt von der Einlassnockenwelle 2) ausgebildet. Der Federkörper 27 ist in einen vertieften Abschnitt 26F, der bei dem Außenumfang der exzentrischen Tragfläche 26E ausgebildet ist, gepasst.
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An dem Innenumfang des exzentrischen Bauteils 26 ist ein Paar von Eingriffsnuten 26T, das mit einem Paar von Eingriffsstiften 8 des Phasensteuermotors M in Eingriff kommen kann, mit einer Lage parallel zu der Drehachse X ausgebildet. Ferner sind mehrere erste Schmierölnuten 26a mit einer Lage entlang der radialen Richtung auf der Innenseite (der Seite der Tragwand 21) des exzentrischen Bauteils 26 ausgebildet, und mehrere zweite Schmierölnuten 26b mit einer Lage entlang der radialen Richtung sind auf der Außenseite (der Seite entfernt von der Nockenwelle 2) ausgebildet. Es sei bemerkt, dass ebenfalls eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der lediglich die erste Schmierölnut 26a oder die zweite Schmierölnut 26b in dem exzentrischen Bauteil 26 ausgebildet ist. Die Anzahl der ersten Schmierölnuten 26a und der zweiten Schmierölnuten 26b kann beliebig eingestellt werden.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das exzentrische Bauteil 26 das erste Lager 28 auf, das von außen an die Umfangstragfläche 26S gepasst ist, und das erste Lager 28 ist an die Tragfläche 22S der zylindrischen Wand 22 gepasst. Somit wird das Zwischenbauteil 20 um die Drehachse X zentriert drehbar getragen. Ferner wird, wie in 1 und 3 gezeigt, das Eingangsrad 30 durch das zweite Lager 29 zentriert um die exzentrische Achse Y auf der exzentrischen Tragfläche 26E des exzentrischen Bauteils 26 drehbar getragen.
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In dem Phaseneinstellmechanismus C ist die Anzahl von Zähnen eines Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 so eingestellt, dass sie um eins weniger als die Anzahl von Zähnen eines Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25 ist. Ein Teil des Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 ist in Eingriff mit einem Teil des Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25.
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Der Federkörper 27 weist eine Form auf, bei der ein Blattfedermaterial U-förmig gebogen ist, und bringt eine Vorspannkraft derart auf das Eingangsrad 30 auf, dass bewirkt wird, dass ein Teil des Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 in Eingriff mit einem Teil des Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25 kommt. Ferner verhindert der Befestigungsring 31, dass sich das zweite Lager 29 löst, indem er in einem an den Außenumfang des exzentrischen Bauteils 26 gepassten Zustand getragen wird.
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Phaseneinstellmechanismus: Oldham-Kupplung
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Wie in 1, 4 und 5 gezeigt, ist die Oldham-Kupplung Cx mit einem plattenartigen Verbindungsbauteil 40 ausgebildet, in dem ein zentraler ringförmiger Abschnitt 41, ein Paar von äußeren Eingriffsarmen 42, die in der radialen Richtung entlang einer ersten Richtung (der Richtung von links nach rechts in 4) von dem ringförmigen Abschnitt 41 nach außen vorstehen, und innere Eingriffsarme 43, die in der radialen Richtung entlang einer Richtung (der Richtung von oben nach unten in 4) orthogonal zu der ersten Richtung von dem ringförmigen Abschnitt 41 nach außen vorstehen, zusammen als ein einziger Körper ausgebildet sind. Ein Eingriffsvertiefungsabschnitt 43a, der sich zu einer Öffnung des ringförmigen Abschnitts 41 erstreckt, ist in jedem der inneren Eingriffsarme 43 ausgebildet.
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In dem äußeren Gehäuse 11 sind zwei Führungsnutabschnitte 11a, die sich zentriert um die Drehachse X in der radialen Richtung erstrecken, als Durchgangsnuten bei einem Öffnungsrandabschnitt, an dem die vordere Platte 12 in Kontakt kommt, ausgebildet und erstrecken sich von dem Innenraum zu dem Außenraum des äußeren Gehäuses 11. Die Nutbreite der Führungsnutabschnitte 11a ist so eingestellt, dass sie geringfügig größer ist als die Breite der äußeren Eingriffsarme 42, und zwei Auslasskanäle 11b sind als Auskerbungen jedes der Führungsnutabschnitte 11a ausgebildet. Es sei bemerkt, dass die Auslasskanäle 11b derart ausgebildet sein können, dass Schmieröl bezüglich der vorderen Platte 12 in der radialen Richtung strömt.
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Ferner ist in dem Eingangsrad 30 ein Paar von Eingriffsvorsprüngen 30T zusammen mit der Endfläche, die der vorderen Platte 12 gegenüberliegt, integriert als ein einziger Körper ausgebildet. Die Eingriffsbreite der Eingriffsvorsprünge 30T ist so eingestellt, dass sie geringfügig kleiner ist als die Eingriffsbreite der Eingriffsvertiefungsabschnitte 43a der inneren Eingriffsarme 43.
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Mit solch einer Konfiguration kann durch Eingriff des Paars von äußeren Eingriffsarmen 42 des Verbindungsbauteils 40 mit dem Paar von Führungsnutabschnitten 11a des äußeren Gehäuses 11 und Eingriff des Paars von Eingriffsvorsprüngen 30T des Eingangsrads 30 mit den Eingriffsvertiefungsabschnitten 43a des Paars von inneren Eingriffsarmen 43 des Verbindungsbauteils 40 ermöglicht werden, dass das plattenartige Verbindungsbauteil 40 als die Oldham-Kupplung Cx funktioniert.
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Es sei bemerkt, dass das Verbindungsbauteil 40 in der ersten Richtung (der Richtung von links nach rechts in 4), in der sich die äußeren Eingriffsarme 42 erstrecken, bezüglich des äußeren Gehäuses 11 verschoben werden kann und das Eingangsrad 30 in einer zweiten Richtung (der Richtung von oben nach unten in 4) entlang der Richtung einer Ausbildung der Eingriffsvertiefungsabschnitte 43a der inneren Eingriffsarme 43 bezüglich des Verbindungsbauteils 40 verschoben werden kann.
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Anordnung jedes Teils der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung
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Wie in 1 gezeigt, ist in der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 in einem zusammengebauten Zustand die Tragwand 21 des Zwischenbauteils 20 durch den Verbindungsbolzen 23 mit dem Ende der Einlassnockenwelle 2 verbunden, und diese drehen zusammen als ein einziger Körper. Das exzentrische Bauteil 26 wird durch das erste Lager 28 getragen, so dass es sich bezüglich des Zwischenbauteils 20 um die Drehachse X drehen kann. Wie in 1 und 2 gezeigt, wird das Eingangsrad 30 auf der exzentrischen Tragfläche 26E des exzentrischen Bauteils 26 durch das zweite Lager 29 getragen, und ein Teil des Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 ist in Eingriff mit einem Teil des Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25.
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Ferner sind, wie in 4 gezeigt, die äußeren Eingriffsarme 42 der Oldham-Kupplung Cx mit dem Paar von Führungsnutabschnitten 11a des äußeren Gehäuses 11 in Eingriff, und die Eingriffsvorsprünge 30T des Eingangsrads 30 sind in Eingriff mit den Eingriffsvertiefungsabschnitten 43a der inneren Eingriffsarme 43 der Oldham-Kupplung Cx. Wie in 1 gezeigt, ist die vordere Platte 12 auf der Außenseite des Verbindungsbauteils 40 der Oldham-Kupplung Cx angeordnet, so dass sich das Verbindungsbauteil 40 in einem Zustand, in dem es in Kontakt mit der Innenfläche der vorderen Platte 12 ist, in der Richtung orthogonal zu der Drehachse X bewegen kann. Mit dieser Anordnung ist die Oldham-Kupplung Cx bezüglich sowohl des ersten Lagers 28 als auch des zweiten Lagers 29 außen (auf der Seite entfernt von der Einlassnockenwelle 2) angeordnet und bezüglich der vorderen Platte 12 innen (auf der Seite in der Nähe der Einlassnockenwelle 2) angeordnet.
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Ferner sind, wie in 1 bis 3 gezeigt, die beiden Eingriffsstifte 8, die in der Ausgangswelle Ma des Phasensteuermotors M ausgebildet sind, in Eingriff mit den Eingriffsnuten 26T des exzentrischen Bauteils 26.
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Betriebsmodus des Phaseneinstellmechanismus
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Wenngleich dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, wird der Phasensteuermotor M durch eine als eine ECU konfigurierte Steuervorrichtung gesteuert. Die Brennkraftmaschine E ist mit Sensoren versehen, die dazu in der Lage sind, die Drehzahl (Drehungen pro Zeiteinheit) der Kurbelwelle 1 und der Einlassnockenwelle 2 sowie deren jeweilige Drehphasen zu detektieren, und Detektionssignale dieser Sensoren werden in die Steuervorrichtung eingegeben.
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Die Steuervorrichtung behält die relative Drehphase bei, indem der Phasensteuermotor M mit derselben Geschwindigkeit wie die Drehzahl der Einlassnockenwelle 2 angetrieben wird, wenn die Brennkraftmaschine E betrieben wird. Auf der anderen Seite wird die Frühverstellbetätigung durch Verringern der Drehzahl des Phasensteuermotors M bezüglich der Drehzahl der Einlassnockenwelle 2 durchgeführt, und umgekehrt wird die Spätverstellbetätigung durch Erhöhen der Drehzahl durchgeführt. Wie oben beschrieben, wird das Einlassverdichtungsverhältnis durch die Frühverstellbetätigung erhöht, und das Einlassverdichtungsverhältnis wird durch die Spätverstellbetätigung verringert.
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Wenn sich der Phasensteuermotor M mit derselben Geschwindigkeit wie das äußere Gehäuse 11 (mit derselben Geschwindigkeit wie die Einlassnockenwelle 2) dreht, ändert sich die Position, an der der Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30 in Eingriff mit dem Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 ist, nicht. Daher wird die relative Drehphase des abtriebsseitigen Drehkörpers B bezüglich des antriebsseitigen Drehkörpers A beibehalten.
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Auf der anderen Seite läuft die exzentrische Achse Y durch Antreiben der Ausgangswelle Ma des Phasensteuermotors M zur Drehung mit einer Geschwindigkeit, die höher oder niedriger als die Drehzahl des äußeren Gehäuses 11 ist, in dem Phaseneinstellmechanismus C um die Drehachse X um. Durch dieses Umlaufen wird die Position, an der der Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30 in Eingriff mit dem Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 ist, entlang des Innenumfangs des Ausgangsrads 25 verschoben, und eine Drehkraft wirkt zwischen dem Eingangsrad 30 und dem Ausgangsrad 25. Das heißt, eine um die Drehachse X zentrierte Drehkraft wirkt an dem Ausgangsrad 25, und eine Drehkraft wirkt an dem Eingangsrad 30, so dass sich das Eingangsrad 30 um die exzentrische Achse Y drehen kann.
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Wie oben beschrieben, dreht sich das Eingangsrad 30 nicht bezüglich des äußeren Gehäuses 11, da die Eingriffsvorsprünge 30T des Eingangsrads 30 in Eingriff mit den Eingriffsvertiefungsabschnitten 43a der inneren Eingriffsarme 43 des Verbindungsbauteils 40 sind, und die Drehkraft wirkt an dem Ausgangsrad 25. Aufgrund der Wirkung dieser Drehkraft dreht sich das Zwischenbauteil 20 zusammen mit dem Ausgangsrad 25 bezüglich des äußeren Gehäuses 11 um die Drehachse X. Demzufolge wird die relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehkörper A und dem abtriebsseitigen Drehkörper B eingestellt, und somit wird eine Einstellung der Öffnungs-/Schließzeit durch die Einlassnockenwelle 2 realisiert.
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Ferner wird, wenn die exzentrische Achse X des Eingangsrads 30 um die Drehachse X umläuft, gemäß der Verschiebung des Eingangsrads 30 das Verbindungsbauteil 40 der Oldham-Kupplung Cx in der Richtung (der ersten Richtung), in der sich die äußeren Eingriffsarme 42 erstrecken, bezüglich des äußeren Gehäuses 11 verschoben, und das Eingangsrad 30 wird in der Richtung (der zweiten Richtung), in der sich die inneren Eingriffsarme 43 erstrecken, verschoben.
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Wie oben beschrieben, ist die Anzahl von Zähnen des Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 so eingestellt, dass sie eins kleiner als die Anzahl von Zähnen des Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25 ist, so dass sich, wenn die exzentrische Achse Y des Eingangsrads 30 einmal um die Drehachse X umläuft, das Ausgangsrad 25 lediglich um einen Zahn dreht, wodurch eine große Untersetzung erzielt wird.
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Schmierung des Phaseneinstellmechanismus
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Wie in 1 gezeigt, ist ein Schmierölpfad 15, in dem Schmieröl von einer äußeren Ölpumpe P durch ein Ölpfadausbildungsbauteil 9 zugeführt wird, in der Einlassnockenwelle 2 ausgebildet. Ein Öffnungsabschnitt 21a, der Öl zu dem Inneren des exzentrischen Bauteils 26 führt, ist in einem Teil der Fläche der Tragwand 21 des Zwischenbauteils 20, der in Kontakt mit der Einlassnockenwelle 2 ist, ausgebildet.
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Wie oben beschrieben, sind die mehreren ersten Schmierölnuten 26a und die mehreren zweiten Schmierölnuten 26b in dem exzentrischen Bauteil 26 (siehe 1 und 5) ausgebildet. Ferner ist in der Fläche der vorderen Platte 12, die dem Verbindungsbauteil 40 gegenüberliegt, ein Schmiervertiefungsabschnitt 12a zwischen dieser Fläche und der Fläche des Verbindungsbauteils 40 ausgebildet, der einen leichten Spalt entlang der radialen Richtung ausbildet. Es sei bemerkt, dass, auch wenn der Schmiervertiefungsabschnitt 12a auf der Seite des Innenumfangs der vorderen Platte 12 ausgebildet ist, der Schmiervertiefungsabschnitt 12a in einem Bereich, der den Außenumfang der vorderen Platte 12 erreicht, ausgebildet sein kann und eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der der Schmiervertiefungsabschnitt 12a weggelassen wird und Schmieröl in dem Spalt zwischen der vorderen Platte 12 und dem Verbindungsbauteil 40 zugeführt wird.
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Wie oben beschrieben, sind die beiden Auslasskanäle 11b in den Führungsnutabschnitten 11a (siehe 4 und 5) ausgebildet. Ferner wird durch Verwenden eines Öffnungsdurchmessers der Öffnung 12b der vorderen Platte 12, der ausreichend größer als der Innendurchmesser des exzentrischen Bauteils 26 ist, eine Stufe G zwischen der Öffnungskante der vorderen Platte 12 und dem Innenumfang des exzentrischen Bauteils 26 ausgebildet.
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Mit dieser Konfiguration wird das Schmieröl, das von der Ölpumpe P zugeführt wird, von dem Schmierölpfad 15 der Einlassnockenwelle 2 durch den Öffnungsabschnitt 21a der Tragwand 21 des Zwischenbauteils 20 dem Innenraum des exzentrischen Bauteils 26 zugeführt. Das auf diese Weise zugeführte Schmieröl wird von den ersten Schmierölnuten 26a des exzentrischen Bauteils 26 durch Zentrifugalkraft zum problemlosen Betreiben des ersten Lagers 28 dem ersten Lager 28 zugeführt.
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Zur selben Zeit wird das Schmieröl in dem Innenraum des exzentrischen Bauteils 26 durch Zentrifugalkraft von den zweiten Schmierölnuten 26b dem Verbindungsbauteil 40 zugeführt, und es wird ferner dem zweiten Lager 29 zugeführt und zwischen dem Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 und dem Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30 zugeführt.
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Ferner wird, wie in 1 gezeigt, das Schmieröl von den zweiten Schmierölnuten 26b durch den Schmiervertiefungsabschnitt 12a zwischen der vorderen Platte 12 und dem Verbindungsbauteil 40 zugeführt, und es wird dem Spalt zwischen den äußeren Eingriffsarmen 42 des Verbindungsbauteils 40 und den Führungsnutabschnitten 11a des äußeren Gehäuses 11 zugeführt. Somit kann das Verbindungsbauteil 40 problemlos arbeiten. Dann wird das dem Verbindungsbauteil 40 zugeführte Schmieröl aus dem Spalt zwischen den äußeren Eingriffsarmen 42 des Verbindungsbauteils 40 und den Führungsnutabschnitten 11a des äußeren Gehäuses 11 nach außen abgelassen.
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Insbesondere wird, da die Stufe G zwischen der Öffnungskante der vorderen Platte 12 und dem Innenumfang des exzentrischen Bauteils 26 ausgebildet ist, wenn die Brennkraftmaschine E gestoppt wird, das Schmieröl in dem Innenraum des exzentrischen Bauteils 26 aus der Öffnung 12b der vorderen Platte 12 ausgelassen, und somit kann die Menge an im Inneren verbleibenden Schmieröl verringert werden. Es sei bemerkt, dass, wenn eine große Menge an Schmieröl in der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 verbleibt, nachdem die Brennkraftmaschine E in einer kalten Umgebung gestartet worden ist, ein Betrieb des Phaseneinstellmechanismus C durch die Auswirkungen der Viskosität des Schmieröls unterdrückt wird. Durch Auslassen des Schmieröls, wenn die Brennkraftmaschine E gestoppt wird, kann ein solcher Nachteil jedoch eliminiert werden.
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Ferner kann, da der Auslasskanal 11b in den Führungsnutabschnitten 11a ausgebildet ist, wenn die Brennkraftmaschine E in einem gestoppten Zustand in einer kalten Umgebung gestartet wird, das Schmieröl im Inneren durch Zentrifugalkraft rasch durch den Auslasskanal 11b ausgelassen werden. Daher kann das hochviskose Schmieröl innerhalb kurzer Zeit ausgelassen werden, so dass der Einfluss der Viskosität des Schmieröls eliminiert werden kann und der Phasensteuermechanismus C rasch arbeiten kann.
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Betrieb und Wirkungen der Ausführungsform
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Bei dieser Konfiguration können das erste Lager 28 und das zweite Lager 29 relativ nahe aneinander in dem Zwischenbauteil 20 angeordnet sein, und da das Verbindungsbauteil 40 der Oldham-Kupplung Cx mit einem Plattenmaterial ausgebildet ist, kann in der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 eine kompaktere Größe in der Richtung entlang der Drehachse X erhalten werden.
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Ferner ist das exzentrische Bauteil 26 durch das erste Lager 28 auf der Tragfläche 22S an dem Innenumfang des Zwischenbauteils 20 gelagert, und das Eingangsrad 30 ist durch das zweite Lager 29 auf der exzentrischen Tragfläche 26E des exzentrischen Bauteils 26 gelagert. Daher wird auch dann, wenn die Vorspannkraft des Federkörpers 27 in einer Richtung wirkt, die die Lage des exzentrischen Bauteils 26 ändert, der gesamte Umfang der äußeren Fläche der Umfangstragfläche 26S des exzentrischen Bauteils 26 durch das erste Lager 28 von dem Innenumfang des Zwischenbauteils 20 umgeben gehalten, so dass die Positionsbeziehung zwischen dem exzentrischen Bauteil 26 und dem Zwischenbauteil 20 beibehalten werden kann.
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Insbesondere wirkt bei dieser Konfiguration die Vorspannkraft des Federkörpers 27 lediglich zwischen dem exzentrischen Bauteil 26 und dem Zwischenbauteil 20, und sie wirkt nicht an einem externen Bauteil. Daher ist es beispielsweise nicht notwendig, die Verformung oder Verschiebung des externen Bauteils bezüglich der Vorspannkraft des Federkörpers 27 zu berücksichtigen, und die Lage des exzentrischen Bauteils 26 kann noch präziser beibehalten werden.
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Ferner wird durch Ausbilden der ersten Schmierölnuten 26a und der zweiten Schmierölnuten 26b für den Strom des Schmieröls an dem Ende des exzentrischen Bauteils 26 die Oldham-Kupplung Cx problemlos betrieben, das erste Lager 28 und das zweite Lager 29 werden problemlos betrieben, der Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 und der Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30 werden problemlos in Eingriff gebracht, und die Last, die an dem Phasensteuermotor M wirkt, wird verringert. Durch Ausbilden der ersten Schmierölnuten 26a und der zweiten Schmierölnuten 26b auf diese Weise wird das Schmieröl den Stellen, an denen Schmieröl benötigt wird, zugeführt, so dass kein Schmieröl verschwendet wird und die Menge an Schmieröl verringert werden kann.
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Insbesondere kann durch die Zufuhr von Schmieröl zwischen dem Verbindungsbauteil 40, das die Oldham-Kupplung Cx bildet, und der vorderen Platte 12 das Verbindungsbauteil 40 problemlos arbeiten, und die Last, die an dem Phasensteuermotor M wirkt, kann weiter verringert werden.
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Bei dem Phaseneinstellmechanismus C wirkt eine starke Kraft an dem Abschnitt, an dem der Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 und der Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30 miteinander in Eingriff sind, so dass an dieser Stelle Staub erzeugt werden kann. Ein Lager ist jedoch in der Richtung, in der das Schmieröl strömt, nicht stromabwärts des Eingriffsabschnitts angeordnet, so dass der Einfluss von Staub und dergleichen eliminiert werden kann und eine Beschädigung des Lagers unterdrückt werden kann.
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Insbesondere können mit dieser Konfiguration, da das Schmieröl durch Zentrifugalkraft ausgelassen werden kann, nicht nur Staub und Fremdkörper und dergleichen ausgelassen werden, sondern das Schmieröl wird sogar dann positiv ausgelassen, wenn die Brennkraftmaschine E gestoppt wird. Daher können Staub und Fremdkörper und dergleichen nicht im Inneren bleiben.
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Andere Ausführungsformen
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(1) Bei der obigen Ausführungsform ist der Federkörper 27, der bewirkt, dass eine Vorspannkraft an dem Eingangsrad 30 derart wirkt, dass ein Teil des Außenverzahnungsabschnitts 30A des Eingangsrads 30 in Eingriff mit einem Teil des Innenverzahnungsabschnitts 25A des Ausgangsrads 25 kommt, zwischen der Außenumfangsseite des exzentrischen Bauteils 26 und der Innenumfangsseite des zweiten Lagers 29 vorgesehen. Ferner ist die Oldham-Kupplung Cx zwischen der vorderen Platte 12 und dem zweiten Lager 29 angeordnet. Bei der Ventilöffnungs-/Ventilschließzeitsteuervorrichtung 100 sind für gewöhnlich in Anbetracht eines problemlosen Zusammenbaus der Bauteile, wie in 6 gezeigt, Spalte (L1 und L2), in denen sich das Eingangsrad 30 in der Richtung entlang der Drehachse X bewegen kann, angeordnet. Der Spalt L1 ist zwischen dem Eingangsrad 30 und dem ersten Lager 28 ausgebildet, und der Spalt L2 ist zwischen dem Eingangsrad 30 und der Oldham-Kupplung Cx ausgebildet. Ferner ist ein Spalt, in dem sich das zweite Lager 29 in der Richtung entlang der Drehachse X bewegen kann, zwischen dem zweiten Lager 29 und dem Befestigungsring 31 auf der Seite der Oldham-Kupplung Cx ausgebildet.
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Mit solch einer Konfiguration wirkt beispielsweise, wenn eine äußere Kraft an dem abtriebsseitigen Drehkörper B, der mit der Einlassnockenwelle 2 verbunden ist, wirkt, wenn während eines Betriebs der Brennkraftmaschine E eine Drehmomentschwankung aufgebracht wird, die äußere Kraft von dem Innenverzahnungsabschnitt 25A des Ausgangsrads 25 auf den Außenverzahnungsabschnitt 30A des Eingangsrads 30. In diesem Fall bewegt sich das Eingangsrad 30, auf das die äußere Kraft übertragen worden ist, in dem Bereich der Spalte L1 und L2 in der Richtung entlang der Drehachse X und ferner in einer Richtung (einer Richtung hin zu der Drehachse X), die der Vorspannkraft des Federkörpers 27 entgegenwirkt. Zusätzlich dazu bewegt sich das zweite Lager 29 ebenfalls in dem Bereich der Spalte in der Richtung entlang der Drehachse X und in der Richtung (der Richtung hin zu der Drehachse X), die der Vorspannkraft des Federkörpers 27 entgegenwirkt. Auf diese Weise können, da sich das Eingangsrad 30 und das zweite Lager 29 im Inneren des abtriebsseitigen Drehkörpers B in zwei Richtungen bewegen, diese eine Lage aufweisen, in der sie bezüglich der Richtung entlang der Drehachse X geneigt sind. Wenn dies auftritt, kommen Eckabschnitte des Eingangsrads 30 und des zweiten Lagers 29 in Kontakt mit den peripheren Bauteilen (dem Federkörper 27, dem exzentrischen Bauteil 26, dem Ausgangsrad 25 und dergleichen), und daher besteht ein Risiko eines Verschleißes des Eingangsrads 30 und des zweiten Lagers 29 sowie der peripheren Bauteile.
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Daher ist bei der in 6 gezeigten Ausführungsform ein zweites Vorspannbauteil 51, das das zweite Lager 29 in Richtung des ersten Lagers 28 vorspannt, zwischen der Oldham-Kupplung Cx und dem zweiten Lager 29 vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Vorspannbauteil 51 zwischen dem Befestigungsring 31 und dem inneren Ring des zweiten Lagers 29 vorgesehen. Das zweite Vorspannbauteil 51 weist eine Ringform auf und ist beispielsweise mit einer wellenförmigen Scheibe konfiguriert, wie in 7 und 8 gezeigt ist. Das zweite Vorspannbauteil 51 ist an einer Position getrennt von dem Außenumfang des Federkörpers 27 angeordnet, so dass es die Bewegung des Federkörpers 27 nicht beschränkt. Es sei bemerkt, dass die wellenförmige Scheibe lediglich ein Beispiel für das zweite Vorspannbauteil 51 ist. Das zweite Vorspannbauteil 51 kann eine andere Form aufweisen, solange das zweite Vorspannbauteil 51 das zweite Lager 29 in Richtung des ersten Lagers 28 vorspannt.
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Mit dem zweiten Vorspannbauteil 51, das zwischen der Oldham-Kupplung Cx und dem zweiten Lager 29 vorgesehen ist, wird das zweite Lager 29 in Richtung des ersten Lagers 28 vorgespannt und auf der Seite des ersten Lagers 28 gehalten, und daher ist es für das zweite Lager 29 schwierig, sich in der Richtung entlang der Drehachse X zu bewegen. Demzufolge sind die Position des zweiten Lagers 29 in der Richtung entlang der Drehachse X und die Lage des zweiten Lagers 29 stabil. Da das Eingangsrad 30 durch das zweite Lager 29 getragen wird, dessen Position und Lage beibehalten werden, ist die Lage des Eingangsrads 30 stabil. Ferner nimmt durch die Stabilisierung der Position und der Lage des zweiten Lagers 29 die Reibungskraft zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagers 29 und der Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils 26 zu. Demzufolge kommen, wenn das Eingangsrad 30 und das zweite Lager 29 sich in der Richtung (der Richtung hin zu der Drehachse X), die der Vorspannkraft des Federkörpers 27 entgegenwirkt, bewegt haben, die Innenumfangsseite des zweiten Lagers 29 und die Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils 26 in Flächenkontakt. Somit ist durch die Stabilisierung der Position und der Lage des zweiten Lagers 29 die Lage anderer Bauteile, die in Kontakt mit dem zweiten Lager 29 sind, stabil. Demzufolge kommen das Eingangsrad 30 und das zweite Lager 29 mit peripheren Bauteilen in Flächenkontakt, was eine Wahrscheinlichkeit eines Verschleißes verringert und so eine Haltbarkeit verbessert.
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(2) Wie in 9 gezeigt, kann anstelle des zweiten Vorspannbauteils 51 ein Abstandshalter 52 zwischen der Oldham-Kupplung Cx und dem zweiten Lager 29 vorgesehen sein. In diesem Fall stellt der Abstandshalter 52 die Länge des Spalts, in dem sich das zweite Lager 29 in der Richtung entlang der Drehachse X bewegen kann, auf nicht mehr als einen vorbestimmten Einstellwert ein. Durch Vorsehen des Abstandshalters 52 zwischen der Oldham-Kupplung Cx und dem zweiten Lager 29 wird eine Bewegung des zweiten Lagers 29 in der Richtung entlang der Drehachse X auf nicht mehr als den vorbestimmten Einstellwert beschränkt. Demzufolge werden die Position und die Lage des zweiten Lagers 29 in der Richtung entlang der Drehachse X stabil. Dabei ist die Länge, die nicht mehr als ein vorbestimmter Einstellwert ist, bevorzugt beispielsweise eine Länge, die kürzer ist als die Gesamtlänge der Spalte L1 und L2, die auf beiden Seiten des Eingangsrads 30 ausgebildet sind, so dass die Position und die Lage des zweiten Lagers 29 in der Richtung entlang der Drehachse X stabilisiert werden.
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Da das Eingangsrad 30 durch das zweite Lager 29 getragen wird, welches geringe Positionsänderungen in der Richtung entlang der Drehachse X und geringe Lageänderungen aufweist, wird die Lage des Eingangsrads 30 stabilisiert. Ferner wird durch Stabilisieren der Position und der Lage des zweiten Lagers 29 die Reibungskraft zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagers 29 und der Außenumfangsfläche des exzentrischen Bauteils 26 erhöht. Demzufolge kommen das Eingangsrad 30 und das zweite Lager 29 in Flächenkontakt mit peripheren Bauteilen, was eine Wahrscheinlichkeit eines Verschleißes verringert und so die Haltbarkeit verbessert.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf eine Ventilöffnungs-IVentilschließzeitsteuervorrichtung, die eine relative Drehphase zwischen einem antriebsseitigen Drehkörper und einem abtriebsseitigen Drehkörper unter Verwendung einer Antriebskraft eines elektrischen Aktuators einstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurbelwelle
- 2
- Einlassnockenwelle (Nockenwelle)
- 11b
- Auslasskanal
- 12
- vordere Platte
- 21
- Tragwand
- 22
- zylindrische Wand
- 25
- Ausgangsrad
- 26
- exzentrisches Bauteil
- 26b
- zweite Schmierölnut (Schmierölnut)
- 27
- Federkörper (erstes Vorspannbauteil)
- 28
- erstes Lager
- 29
- zweites Lager
- 30
- Eingangsrad
- 51
- zweites Vorspannbauteil
- 52
- Abstandshalter
- A
- antriebsseitiger Drehkörper
- B
- abtriebsseitiger Drehkörper
- C
- Phaseneinstellmechanismus
- Cx
- Oldham-Kupplung
- E
- Brennkraftmaschine (Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung)
- M
- Phasensteuermotor (elektrischer Aktuator)
- X
- Drehachse
- Y
- exzentrische Achse
