JPH08232616A - 内燃機関の制御時間を変化させるための制御時間変化装置 - Google Patents

内燃機関の制御時間を変化させるための制御時間変化装置

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JPH08232616A
JPH08232616A JP8011850A JP1185096A JPH08232616A JP H08232616 A JPH08232616 A JP H08232616A JP 8011850 A JP8011850 A JP 8011850A JP 1185096 A JP1185096 A JP 1185096A JP H08232616 A JPH08232616 A JP H08232616A
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control time
camshaft
console
control
changing device
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JP8011850A
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Eduard Golovatai-Schmidt
ゴロヴァタイ−シュミット エドゥアルト
Martin Scheidt
シャイト マルティン
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INA Waelzlager Schaeffler OHG
Original Assignee
INA Waelzlager Schaeffler OHG
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Publication date
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    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御弁と接続コンソールとから成るコンパク
トなユニットが簡単な手段で、スペース節約的に位置決
めされているようにする。 【解決手段】 接続コンソール14が、ハイドロリック
式の制御弁のための弁ハウジング16と一体に結合され
ており、該制御弁の制御により、調節ピストン5によっ
て両側で仕切られた各1つの圧力室12;13に油圧媒
体が選択的に圧送されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御時
間を変化させるための制御時間変化装置であって、該制
御時間変化装置が、シリンダヘッドに支承された少なく
とも1つのカムシャフトの制御駆動装置の内部に、有利
にはカムシャフトに駆動結合された駆動車に配置されて
おり、該駆動車が、引張手段を介してクランクシャフト
に結合されており、前記制御時間変化装置が、油圧媒体
を介して軸方向に移動可能な調節ピストンを有してお
り、該調節ピストンが、有利には互いに逆向きの斜歯を
備えた2つの区分を備えており、両区分のうち第1の区
分が、カムシャフトに駆動結合された駆動車に結合され
た駆動エレメントに設けられた対応する歯列と噛み合っ
ており、第2の区分が、カムシャフトに結合された出力
エレメントに設けられた対応する歯列と噛み合ってお
り、カムシャフトの、前記制御時間変化装置寄りの端範
囲が接続コンソールによって環状に取り囲まれており、
該接続コンソールが、前記調節ピストンを負荷するため
の油圧媒体のための少なくとも1つの圧力媒体接続部を
備えており、前記接続コンソールが、カムシャフトの方
向で見て前記制御時間変化装置の背後に位置決めされて
いる形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような形式の制御時間変化装置は公
知先行技術に基づき公知である。すなわち、ドイツ連邦
共和国特許出願公開第4218082号明細書の第1図
には、接続コンソールを備えた制御時間変化装置が開示
されている。この接続コンソールはカムシャフト方向で
見て制御時間変化装置の背後で、シリンダヘッドの外壁
に固定されている。この公知の装置では、符号6,7で
示された圧力媒体管路に、別個に配置された制御弁から
油圧媒体が供給されなければならない。それと同時に、
特定の組込み事例に関しては、装置全体の軸方向長さを
シリンダヘッドを越えて設定することが必要となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の制御時間変化装置を改良して、上記欠点
が排除されて、しかも制御弁と接続コンソールとから成
るコンパクトなユニットが簡単な手段で、スペース節約
的に位置決めされているような制御時間変化装置を提供
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記接続コンソールが、ハイドロ
リック式の制御弁のための弁ハウジングと一体に結合さ
れており、該制御弁の制御により、前記調節ピストンに
よって両側で仕切られた各1つの圧力室に油圧媒体が選
択的に圧送されるようにした。
【0005】
【発明の効果】本発明によれば、接続コンソールは制御
弁と共にシリンダヘッドの内部に配置されている。これ
によって、極めてコンパクトな構成ユニットが得られ
る。このような構成ユニットにより、シリンダヘッドに
おける既存の外側構成スペース寸法は不必要に増大され
なくなる。それと同時に、前記各構成部分の組付けも容
易となる。なぜならば、従来別個に取り付けられなけれ
ばならなかった個々の構成部分のための別個の組付けス
テップや固定装置を不要にすることができるからであ
る。さらに、このような装置全体は分解された状態にお
いて機能検査を可能にする。
【0006】請求項3および請求項4には、接続コンソ
ールおよびこの接続コンソールに固定された弁ハウジン
グの有利な配置形式が記載されている。存在する構成ス
ペースに応じて、接続コンソールは同じく、一般に2つ
のカムシャフトによって形成される間隙の外側に配置す
ることもできる。
【0007】オイル供給のための簡単な手段は、請求項
5に記載されている。この場合、シリンダヘッドの外側
の端面壁が接続コンソールへのオイル供給のために利用
されると有利である。この端面壁には、ねじ込み手段の
ための孔が設けられており、このねじ込み手段は接続コ
ンソールに設けられた対応する収容孔に係合する。この
手段は特に組付けのために好都合である。しかし、ねじ
込み手段を接続コンソールから出発させることも可能で
ある。またさらに、当業者にとっては自体公知の、接続
コンソールの固定形式も考えられる。いずれにせよ、こ
れに関連して重要となるのは単に、解離可能な結合が提
供されることだけである。このためには、前記端面壁と
接続コンソールとの互いに向かい合った端面がシールリ
ング(詳しく説明しない)を備えている。
【0008】本発明のさらに別の有利な構成では、接続
コンソールの端面に位置決め突起が設けられている。こ
の位置決め突起は前記端面壁の方向に向けられている。
この位置決め突起は組付けプロセスを容易にし、しかも
カムシャフトにおける前組付けされたユニットの離脱旋
回を阻止している。
【0009】接続コンソールから、固有の制御時間変化
装置にオイルを取り出すための有利な構成は、請求項9
に記載されている。スリット状のジオメトリに基づき、
第1には十分に大きなオイル取出しが保証されており、
第2にはこのスリットが、接続コンソールの軸方向の構
成寸法の減少を可能にする。なぜならば、相応して広幅
のオイル出口を不要にすることができるからである。
【0010】したがって、請求項10に記載の別個の環
状部材は、外側のカムシャフトベアリングの一部を形成
する。このためには、この環状部材が接続コンソールの
外側で制御時間変化装置の方向に環状凹部を有してお
り、この環状凹部の端面を介して、前記環状部材はシリ
ンダヘッドの外側の端面壁に位置決めされている。
【0011】さらに請求項11に記載したように、オイ
ル取出し部をシールするためには、複数の鋼シールリン
グが設けられている。これらの鋼シールリングの間に存
在する、端範囲における合口部は極めて小さく形成され
ている。
【0012】制御弁としては、4ポート3位置比例弁が
弁ハウジングに挿入されると有利である。したがって、
この弁のゼロ位置では、オイル供給またはオイル導出が
確実に行われないようになっている。それと同時に、両
圧力室のうちの一方の圧力室からの油圧媒体の導出時に
おける圧力降下が、それぞれ他方の圧力室への油圧媒体
の供給時における圧力降下よりも大となるように制御時
間変化装置が制御弁と相まってハイドロリック的に設計
されていることも保証されている。このことは弁側にお
いて実現することができ、この場合、各導出路が既に遮
断されている場合に、制御弁に設けられたスプール(詳
しく説明しない)を介して供給路がまだ少しだけ開かれ
ている。このような手段により、両圧力室が常に油圧媒
体で充填されていて、両圧力室において、機能を損なう
不必要な空気溜まりが生じないことが保証される。それ
と同時に、各調節ピストンの摺動運動も容易となる。
【0013】さらに請求項15には、前記環状部材に対
する接続コンソールの簡単な位置決め手段が記載されて
いる。この接続コンソールは有利には「軟質の」アルミ
ニウム材料から製造されているので、最初の運転時では
環状部材の鋼外周壁から張り出した突起が自動的に研削
除去され、これにより内燃機関における不必要な摩擦損
失は生じなくなる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【0015】図1には、シリンダヘッド1の平面図が示
されている。このシリンダヘッド1には、カムシャフト
2が支承されている。このカムシャフト2の一方の端部
は、自体公知の構造の、制御時間を変化させるための制
御時間変化装置3を備えている。この制御時間変化装置
3は、引張手段(図示しない)を介してクランクシャフ
トに結合された駆動車4と、カムシャフト2との間に伝
動手段として配置されている。制御時間変化装置3は、
油圧媒体を介して軸方向に移動可能な調節ピストン5を
有している。この調節ピストン5は外側に位置する、斜
歯を備えた区分6を有しており、この区分6は、駆動車
4に結合された駆動エレメント8に設けられた、内側に
位置する、斜歯を備えた区分7と噛み合っている。それ
と同時に、調節ピストン5は内歯列を備えた区分9をも
有している。この区分9は、カムシャフト2に結合され
た出力エレメント11に設けられた、外歯列を備えた区
分10と噛み合っている。調節ピストン5によって、両
側で圧力室12,13が仕切られている。油圧媒体を圧
力室12または圧力室13に選択的に供給することによ
り、調節ピストン5の軸方向の移動が行われ、ひいては
カムシャフト2を駆動する駆動車4に関するカムシャフ
ト2の自体公知の相対的な移動調節が行われる。
【0016】カムシャフト2は制御時間変化装置3寄り
の端範囲で、接続コンソール14によって取り囲まれて
いる。この接続コンソール14はシリンダヘッド1の内
部で、しかもシリンダヘッド1の、制御時間変化装置3
に面した端面壁15のすぐ背後に固定されていると有利
である。接続コンソール14の長手方向延びは、それぞ
れ他方のカムシャフト46の方向に向けられている(図
4参照)。この接続コンソール14には、4ポート3位
置比例弁のための弁ハウジング16が一体に結合されて
いる。この弁ハウジング16はシリンダヘッド1の横方
向中心平面に対して直角に延びている。
【0017】接続コンソール14は端面17を有してお
り、この端面17は端面壁15に密に固定されている。
弁ハウジング16内に位置決めされた制御弁に油圧媒体
を供給することは、端面壁15からオイル出口18を介
して接続コンソール14に設けられたオイル入口19
(図2参照)へ行われる。端面壁15における接続コン
ソール14の簡単な固定は、ねじ込み手段20(詳しく
図示しない)を介して行われる。このねじ込み手段20
はオイル入口19の両側に配置されていて、端面壁15
から出発していると有利である。
【0018】接続コンソール14は組付け補助手段とし
て、端面壁15の方向に延びる位置決め突起21を有し
ている。この位置決め突起21は端面壁15に設けられ
た対応する接触面22に載置される。
【0019】したがって、接続コンソール14を備えた
弁ハウジング16全体をシリンダヘッド1の内部にずら
すことに基づき、前記制御時間変化装置3のための無駄
な構成スペースは必要とならない。それと同時に、接続
コンソール14と弁ハウジング16とから成るコンパク
トでかつ容易に組み付けし得る構成ユニットが提供され
ている。多数の機能がこの唯一つの構成ユニット(1
4,16)に組み込まれている。接続コンソール14か
ら圧力室12;13への油圧媒体の供給は、接続コンソ
ール14に設けられた、カムシャフト2を取り囲む孔2
3の範囲で、スリット状に形成されかつ軸方向で互いに
間隔をおいて配置された移送開口24,25によって行
われる。この場合、第1の移送開口24により油圧媒体
はカムシャフト2と、孔を備えた固定ねじ26(詳しく
説明しない)とを介して第1の圧力室12にまで案内さ
れる。第2の移送開口25により、第2の圧力室13へ
の油圧媒体供給が行われる。この場合に接続コンソール
14の孔23の内側には、別個の環状部材27が設けら
れている。この環状部材27は軸方向で接続コンソール
14から進出して制御時間変化装置3の方向に延びてい
る。環状部材27はカムシャフト2に相対回動不能に結
合されていて、第2の圧力室13に油圧媒体を移送する
ための少なくとも1つの長手方向孔28を有している。
接続コンソール14の内部では、長手方向孔28が環状
溝29を備えており、この環状溝29は第2の移送開口
25に接続されている。さらに、環状部材27は少なく
とも1つの細孔30を有している。この細孔30は環状
部材27に設けられた別の環状溝31に開口している。
この場合、細孔30は他方ではカムシャフト2の端範囲
に設けられた別の環状溝32に開口しており、この環状
溝32から油圧媒体は第1の圧力室12に導入可能とな
る。環状溝31は部分周面にわたって、半月形に形成さ
れた移送開口24によって取り囲まれている。
【0020】油圧媒体のこのような回転移送部をシール
するためには、環状部材27の外周壁34で、半径方向
外側に向かってプレロードをかけられた鋼シールリング
35が周方向溝36内に配置されている。この鋼シール
リング35は接続コンソール14に設けられた孔23と
協働するか、もしくは別個のリング37と直接に協働し
て、シール作用を発揮する。
【0021】接続コンソール14の、制御時間変化装置
3とは反対の側の端部38からは、半径方向内側に向か
って、カムシャフト2に対して接続コンソール14をセ
ンタリングするための、全周にわたって分配された3つ
の突起39が延びている。これらの突起39の内周壁4
0は環状部材27に設けられた段部42の外周壁41に
沿って延びている。それと同時に、突起39の内面43
は段部42に設けられた環状面44に接触している。
【0022】図2に認められる、接続コンソール14の
孔45には、図1の平面図に示した制御弁を備えた弁ハ
ウジング16が組み込まれる。
【0023】本発明により構成された接続コンソール1
4を備えた前記制御時間変化装置3に関しては、その構
造および作用形式自体は公知であるので、これ以上の説
明は省略する。
【0024】図3および図4には、分かり易くするため
に接続コンソール14の組込み状態が立体的に示されて
いる。こうして前組付けされた、接続コンソール14と
環状部材27とカムシャフト2とから成るユニットは全
体でシリンダヘッド1に組み付けられる。この場合、既
に冒頭で説明したように、弁ハウジング16を備えた接
続コンソール14はシリンダヘッド1の内部で外側の端
面壁15の背後に位置決めされる。図4から同じく判る
ように、弁ハウジング16には既に説明した制御弁が組
み込まれている。この制御弁から油圧媒体を導出するた
めの導出路は、制御弁の下面で接続コンソール14から
シリンダヘッド内に延びている。また、両カムシャフト
(インテークシャフトおよびエキゾーストシャフト)
に、接続コンソール14を備えたこのような制御時間変
化装置3を装備することも考えられる。本発明による構
成は、たとえば歯付ベルトを介してカムシャフトによっ
て駆動される弁駆動装置において使用することができ
る。しかし、この使用はこのようなベルト駆動装置に限
定されるものではなく、チェーン駆動装置における使用
も考えられる。このようなチェーン駆動装置では、接続
コンソール14が端面壁15に、しかもシリンダヘッド
1の外側で配置されていると有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】シリンダヘッドの平面図である。
【図2】接続コンソールの斜視図である。
【図3】シリンダヘッドの斜視図である。
【図4】カムシャフトに組み付けられた接続コンソール
の斜視図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド、 2 カムシャフト、 3 制御
時間変化装置、 4駆動車、 5 調節ピストン、 6
区分、 7 区分、 8 駆動エレメント、 9 区
分、 10 区分、 11 出力エレメント、 12
第1の圧力室、 13 第2の圧力室、 14 接続コ
ンソール、 15 端面壁、 16弁ハウジング、 1
7 端面、 18 オイル出口、 19 オイル入口、
20 ねじ込み手段、 21 位置決め突起、 22
接触面、 23 孔、 24,25 移送開口、 2
6 固定ねじ、 27 環状部材、 28 長手方向
孔、 29 環状溝、 30 細孔、 31,32 環
状溝、 34 外周壁、35 鋼シールリング、 36
周方向溝、 37 リング、 38 端部、39 突
起、 40 内周壁、 41 外周壁、 42 段部、
43 内面、 44 環状面、 45 孔、 46
カムシャフト

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の制御時間を変化させるための
    制御時間変化装置(3)であって、該制御時間変化装置
    (3)が、シリンダヘッド(1)に支承された少なくと
    も1つのカムシャフト(2)の制御駆動装置の内部に配
    置されており、前記制御時間変化装置(3)が、油圧媒
    体を介して軸方向に移動可能な調節ピストン(5)を有
    しており、該調節ピストン(5)が、斜歯を備えた2つ
    の区分(6,9)を備えており、両区分のうち第1の区
    分(6)が、カムシャフト(2)に駆動結合された駆動
    車(4)に結合された駆動エレメント(8)に設けられ
    た対応する歯列(7)と噛み合っており、第2の区分
    (9)が、カムシャフト(2)に結合された出力エレメ
    ント(11)に設けられた対応する歯列(10)と噛み
    合っており、カムシャフト(2)の、前記制御時間変化
    装置(3)寄りの端範囲が接続コンソール(14)によ
    って環状に取り囲まれており、該接続コンソール(1
    4)が、前記調節ピストン(5)を負荷するための油圧
    媒体のための少なくとも1つの圧力媒体接続部(19)
    を備えており、前記接続コンソール(14)が、カムシ
    ャフト方向で見て前記制御時間変化装置(3)の背後に
    位置決めされている形式のものにおいて、前記接続コン
    ソール(14)が、ハイドロリック式の制御弁のための
    弁ハウジング(16)と一体に結合されており、該制御
    弁の制御により、前記調節ピストン(5)によって両側
    で仕切られた各1つの圧力室(12;13)に油圧媒体
    が選択的に圧送されるようになっていることを特徴とす
    る、内燃機関の制御時間を変化させるための制御時間変
    化装置。
  2. 【請求項2】 前記接続コンソール(14)が、シリン
    ダヘッド(1)の内部で、該シリンダヘッド(1)の、
    前記制御時間変化装置(3)寄りの端面壁(15)のす
    ぐ背後に位置決めされている、請求項1記載の制御時間
    変化装置。
  3. 【請求項3】 上部に位置する少なくとも2つのカムシ
    ャフト(2,46)が設けられていて、少なくとも一方
    のカムシャフト(2;46)が、制御時間変化装置
    (3)に結合されており、前記接続コンソール(14)
    が、それぞれ他方のカムシャフト(46;2)の方向に
    延びており、前記弁ハウジング(16)の長手方向延び
    が、シリンダヘッド(1)の横方向中心平面に対してほ
    ぼ直角に延びている、請求項1記載の制御時間変化装
    置。
  4. 【請求項4】 前記弁ハウジング(16)が各カムシャ
    フト(2)に対して割線状に延び、かつ/またはシリン
    ダヘッド(1)の側面図で見て該シリンダヘッド(1)
    からカムシャフト(2)の直径を僅かに越えて延びるよ
    うに前記弁ハウジング(16)が前記接続コンソール
    (14)と連結されている、請求項1から3までのいず
    れか1項記載の制御時間変化装置。
  5. 【請求項5】 前記接続コンソール(14)の、シリン
    ダヘッド(1)の端面壁(15)に面した端面(17)
    が、少なくとも部分範囲で前記端面壁(15)に密に固
    定されていて、前記弁ハウジング(16)内の制御弁に
    通じたオイル入口(19)を有しており、該オイル入口
    (19)が、シリンダヘッド(1)の前記端面壁(1
    5)に設けられたオイル出口(18)と連通している、
    請求項2記載の制御時間変化装置。
  6. 【請求項6】 前記接続コンソール(14)が、前記端
    面壁(15)を起点にして延びるねじ込み手段(20)
    を介して前記端面壁(15)に結合されている、請求項
    2または5記載の制御時間変化装置。
  7. 【請求項7】 前記ねじ込み手段(20)が、前記オイ
    ル入口(19)の両側で、前記接続コンソール(14)
    の端面(17)に設けられた収容孔に係合している、請
    求項5または6記載の制御時間変化装置。
  8. 【請求項8】 前記接続コンソール(14)の、前記端
    面壁(15)に面した端面(17)または前記端面壁
    (15)が、少なくとも1つの位置決め突起(21)を
    有しており、それぞれ他方の構成部分、つまり前記端面
    壁(15)または前記端面(17)に、前記位置決め突
    起(21)に対応する接触面(22)が設けられてい
    る、請求項2記載の制御時間変化装置。
  9. 【請求項9】 前記接続コンソール(14)を起点とし
    て、該接続コンソール(14)の、カムシャフト(2)
    を環状に取り囲む孔(23)の範囲に、軸方向で互いに
    間隔をおいて配置された油圧媒体のための2つの移送開
    口(24,25)が延びており、該移送開口(24,2
    5)が、前記孔(23)の少なくとも部分周面にわたっ
    てスリット状に配置されており、第1の移送開口(2
    4)を介して油圧媒体が前記調節ピストン(5)の手前
    の第1の圧力室(12)に導入可能であり、第2の移送
    開口(25)を介して油圧媒体が前記調節ピストン
    (5)の背後の第2の圧力室(13)に導入可能であ
    る、請求項1記載の制御時間変化装置。
  10. 【請求項10】 カムシャフト(2)が、前記接続コン
    ソール(14)の範囲で別個の環状部材(27)によっ
    て直接に取り囲まれており、該環状部材(27)が、カ
    ムシャフト(2)に相対回動不能に結合されており、前
    記環状部材(27)が、油圧媒体を前記第2の圧力室
    (13)に移送するための少なくとも1つの長手方向孔
    (28)を有しており、該長手方向孔(28)が、前記
    接続コンソール(14)に設けられた前記孔(23)の
    範囲で第1の環状溝(29)に接続されており、該第1
    の環状溝(29)が、前記両移送開口のうちの一方の移
    送開口(25)に対応しており、前記環状部材(27)
    が、少なくとも1つの細孔(30)を有しており、該細
    孔(30)が、前記第1の環状溝(29)に対して軸方
    向で間隔をおいて配置されていて、前記環状部材(2
    7)に設けられた第2の環状溝(31)に開口してお
    り、該第2の環状溝(31)が、他方の移送開口(2
    4)に接続されており、前記細孔(30)が他方ではカ
    ムシャフト(2)の端範囲に設けられた環状溝(32)
    に開口しており、該環状溝(32)から油圧媒体が前記
    第1の圧力室(12)に導入可能である、請求項9記載
    の制御時間変化装置。
  11. 【請求項11】 前記環状部材(27)の外周壁(3
    4)に周方向溝(36)が設けられており、該周方向溝
    (36)に、外方に向かってプレロードをかけられた鋼
    シールリング(35)が、前記接続コンソール(14)
    の前記孔(23)と協働するように延びている、請求項
    10記載の制御時間変化装置。
  12. 【請求項12】 前記鋼シールリング(35)が、前記
    環状部材(27)に設けられた両環状溝(29,31)
    の両側と、両環状溝(29,31)の間とに配置されて
    いる、請求項11記載の制御時間変化装置。
  13. 【請求項13】 前記制御弁が4ポート3位置比例弁と
    して形成されている、請求項1記載の制御時間変化装
    置。
  14. 【請求項14】 前記両圧力室のうちの一方の圧力室
    (12;13)からの油圧媒体の導出時における圧力降
    下が、それぞれ他方の圧力室(13;12)への圧力媒
    体の供給時における圧力降下よりも大となるように前記
    制御時間変化装置(3)が前記制御弁と相まってハイド
    ロリック的に設計されている、請求項1記載の制御時間
    変化装置。
  15. 【請求項15】 前記接続コンソール(14)に設けら
    れた前記孔(23)の、制御時間変化装置(3)とは反
    対の側の端部(38)を起点として、全周にわたって分
    配された複数の突起(39)が半径方向内側に向かって
    延びており、該突起(39)の内周壁(40)が、前記
    環状部材(27)に設けられた段部(42)の外周壁
    (41)に沿って延びており、前記突起(39)の内面
    (43)が、前記段部(42)の環状面(44)に接触
    している、請求項10記載の制御時間変化装置。
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