DE10156055C2 - Ventileinstellsteuervorrichtung - Google Patents
VentileinstellsteuervorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Ventileinstellsteuervorrichtung, die den Zeitpunkt des
Öffnens/Schließens eines Einlassventils oder eines
Auslassventils einer Verbrennungskraftmaschine (nachstehend
als Motor bezeichnet) modifiziert.
Unterschiedliche Arten von Vorrichtungen sind als
herkömmliche Ventileinstellsteuervorrichtungen (nachstehend
als VVT bezeichnet) bekannt. Fig. 1 ist eine
Seitenquerschnittsansicht, die den inneren Aufbau der in der
JP 10-159515 A offenbarten, herkömmlichen VVT zeigt. Fig. 2
ist eine längliche Querschnittsansicht entlang der Linie
A1-A1 der Fig. 1. Fig. 3 ist eine vergrößerte
Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die
ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation von zwei
Rotationsteilen sperrt. Fig. 4A ist eine vergrößerte
Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2 der Fig. 1, die
das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation freigibt aufgrund der Freigabe von Hydraulikdruck,
der einer Vorder- bzw. Fortschrittsseite der
Hydraulikdruckkammer zugeführt ist. Fig. 4B ist eine
Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche
des in Fig. 4A gezeigten Stufensteuerteils zeigt. Fig. 5A ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A2-A2
der Fig. 1, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre
der freien Rotation freigibt aufgrund einer Freigabe des
Hydraulikdruckes, der der Rück- bzw. Verzögerungsseite der
Hydraulikdruckkammer zugeführt ist. Fig. 5B ist eine
Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche
des Stufensteuerteils der Fig. 5A zeigt.
In den Zeichnungen weist das Bezugszeichen 1 auf ein Gehäuse
(erster Rotor) hin, das integral mit einem
Kettenzahnabschnitt 1a versehen ist, auf den eine
Drehantriebskraft einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des
Motors wirkt. Das Bezugszeichen 2 weist auf ein Gehäuse
(erster Rotor) mit einer Mehrzahl von Schuhen 2a, 2b, 2c und
2d hin, das sich an dem Gehäuse 1 befindet und das nach innen
hervorsteht, um eine Mehrzahl von Hydraulikdruckkammern zu
bilden. Das Bezugszeichen 3 weist auf einen Rotor (zweiter
Rotor) hin, der einen an einem mittleren Teil des Rotors 3
befindlichen Ansatz- bzw. Nabenabschnitt und eine Mehrzahl
von Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e umfasst, die an einer äußeren
Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3a gebildet sind. Der
Nabenabschnitt 3a ist an einem Ende einer Nockenwelle (nicht
gezeigt) mit einer Schraube (nicht gezeigt) befestigt. Die
Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e unterteilen die Vielzahl der
Hydraulikdruckkammern in fortschrittsseitige bzw.
vorderseitige Hydraulikdruckkammern 4 und verzögerungsseitige
bzw. rückseitige Hydraulikdruckkammern 5. Die vorderseitigen
Hydraulikdruckkammern 4 drehen den zweiten Rotor in Bezug
auf den ersten Rotor hin zur vorderen Seite, wenn
Hydraulikdruck von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) des Motors
über ein Ölsteuerventil (nicht gezeigt und anschließend als
OCV bezeichnet) zugeführt wird. Die rückseitige
Hydraulikdruckkammer 5 dreht den zweiten Rotor in Bezug auf
den ersten Rotor hin zur Rückseite, wenn Hydraulikdruck von
der Ölpumpe (nicht gezeigt) über das OCV zugeführt wird. Eine
Richtung, die durch den Pfeil X1 in Fig. 1 angezeigt ist,
zeigt im Übrigen die Drehrichtung der Nockenwelle (nicht
gezeigt) an.
Abdichtteile 6 sind an den Enden der Schuhe 2a, 2b, 2c und 2d
des Gehäuses 2 bzw. an den Enden der Schaufeln 3b, 3c, 3d und
3e des Rotors 3 angeordnet. Das Abdichtteil 6 erzeugt eine
Abdichtung, um den Fluss des Schaltöls zwischen der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 und der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 zu blockieren, um einen Hydraulikdruck
in den entsprechenden Hydraulikdruckkammern 4 und 5 aufrecht
zu erhalten. Das Abdichtteil 6 umfasst eine elastische
Abdichtung 6a, die aus Harz hergestellt ist, und eine
Blattfeder 6b, die die Abdichtung 6a gegen eine zur
Abdichtung gerichtete Oberfläche vorspannt. Die zur
Abdichtung gerichtete Oberfläche ist gleich dem äußeren
Bereich des Rotors 3, wenn die Abdichtung 6 an dem Gehäuse 2
angeordnet ist, und ist gleich einem inneren Bereich des
Gehäuses 2, wenn die Abdichtung 6 an dem Rotor 3 z. B.
angeordnet ist.
Bezugszeichen 7 deutet auf eine Abdeckung (erster Rotor) hin,
die ein Ende des Rotors 3 schließt, das dem Gehäuse 1
gegenübersteht. Die Abdeckung 7 ist integral an dem Gehäuse 1
mittels eines Gewindebolzens 8 angebracht, der durch die
Schuhe 2a, 2b, 2c und 2d des Gehäuses 2 hindurchgeführt ist.
Das Gehäuse 1, das Gehäuse 2 und die Abdeckung 7 bilden den
ersten Rotor, der sich synchron mit der Kurbelwelle (nicht
gezeigt) dreht.
Eine örtliche Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Rotor
wird aufgrund des geeigneten Hydraulikdruckes gehalten, der
der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 oder der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, wenn der
Motor auf gewöhnliche Weise betrieben wird. Wenn der Motor
allerdings angehalten wird und das Hydraulikfluid in der VVT
zu einer Ölwanne (nicht gezeigt) zurückkehrt, wird die
örtliche Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Rotor
aufgrund des Hydraulikdruckes nicht gehalten. Hier kommt es
zu einem Schlaggeräusch (abnormalem Geräusch), wenn beim
Wiederstarten des Motors der erste Rotor mehrmals in Kontakt
mit dem zweiten Rotor kommt und sich von diesem trennt. Ein
Verriegelungsstift (Stufen- bzw. Reihensteuerteil) 9 ist an
der VVT angeordnet, um das Auftreten des Schlaggeräusches zu
verhindern. Der Verriegelungsstift 9 sperrt eine relative
Rotation des ersten und zweiten Rotors, wenn der Motor
angehalten oder wieder gestartet wird, und ermöglicht die
relative Rotation, wenn der Motor auf normale Weise betrieben
wird.
Der Verriegelungsstift 9 umfasst einen vorderen kleinen
Durchmesserbereich 9a, einen mittleren Flanschbereich 9b und
einen hinteren großen Durchmesserbereich 9c und einen
hohlförmigen Bereich 9d, wie in den Fig. 2 bis 5b gezeigt
ist. Der mittlere Flanschbereich 9b weist einen Durchmesser
auf, der größer ist als der vordere kleine Durchmesserbereich
9a, der hintere große Durchmesserbereich 9c weist einen
Durchmesser auf, der größer ist als der mittlere
Flanschbereich 9b. Der hohlförmige Bereich 9d ist an einem
mittleren Abschnitt eines Bodens des hinteren großen
Durchmesserbereichs 9c gebildet. Der Verriegelungsstift 9 ist
in einem Aufnahmeloch 10 angeordnet, das an der Schaufel 3b
des Rotors 3 in axialer Richtung (Richtungen, die durch die
Pfeile Y1 und Y2 angezeigt sind) des VVT gebildet ist. Ein
zylindrischer Halter 11 ist in das Aufnahmeloch 10
pressgepasst, bevor der Verriegelungsstift 9 untergebracht
wird. Der Halter 11 umfasst einen kleinen Durchmesserbereich
11a, einen großen Durchmesserbereich 11b und einen
Stufenbereich 11c, der als eine Grenze zwischen dem kleinen
und großen Durchmesserbereich 11a und 11b bestimmt ist. Der
kleine Durchmesserbereich 11a weist einen Innendurchmesser
entsprechend dem Außendurchmesser des mittleren
Flanschbereichs 9b des Verriegelungsstiftes 9 auf. Der große
Durchmesserbereich 11b weist einen Innendurchmesser
entsprechend dem Außendurchmesser des hinteren großen
Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9 auf. Eine
Schraubenfeder (Vorspannteil) 12 ist zwischen dem Boden des
Aufnahmeloches 10 und dem hohlförmigen Bereich 9d des
Verriegelungsstiftes 9 angeordnet, und spannt den
Verriegelungsstift 9 zu dem Gehäuse 1 hin ständig vor.
Andererseits ist ein Passloch 13 an einem Ende des Gehäuses 1
angeordnet, das zu dem Rotor hin in axialer Richtung des VVT
gerichtet ist und das Einpassen des vorderen kleinen
Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9 ermöglicht.
Eine erste Hydraulikdruckfreigabekammer 14 ist zwischen dem
Passloch 13 und dem vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a
des Verriegelungsstiftes 9 bestimmt und steht mit der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung.
Die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 steht nicht mit der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 aufgrund des
Abdichtteiles 6 in Verbindung. Eine zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16 ist zwischen dem hinteren
großen Durchmesserbereich 9c des Verriegelungsstiftes 9 und
dem kleinen Durchmesser 11a des Halters 11 innerhalb des
Aufnahmeloches 10 bestimmt. Die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16 steht nur mit der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ständig über eine
rückseitige Verbindungsdurchführung 15 in Verbindung.
Wenn der Verriegelungsstift 9 sich nach hinten aufgrund des
Freigabehydraulikdruckes bewegt, dient ein hinterer Raum des
Verriegelungsstiftes 9, der in dem Aufnahmeloch 10 bestimmt
ist, als hintere Druckkammer. Ein Auslassloch 17 ist an einem
hinteren Abschnitt des Aufnahmeloches 10, wie in Fig. 2
gezeigt, gebildet und lässt den hinteren Druck zur Außenseite
des VVT ab. Eine erste Öldurchführung 18 ist an der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 angeordnet und führt
Hydraulikdruck von dem OCV (nicht gezeigt) der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zu. Eine zweite Öldurchführung 19 ist
an der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 angeordnet und
führt Hydraulikdruck von der OCV (nicht gezeigt) zur
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zu.
Der Betrieb wird anschließend erklärt.
Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur
Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird
der Freigabehydraulikdruck nicht der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der
Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach
oben in Fig. 3) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder
12, und anschließend passt der vordere kleine
Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das
Passloch 13. Auf diese Weise ist die relative Rotation des
ersten und zweiten Rotors gesperrt.
Der Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
oder der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 wird als
Freigabehydraulikdruck verwendet, wenn der Motor auf
gewöhnliche Weise betrieben wird. Zuerst wird der
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer
4 als der Freigabehydraulikdruck verwendet. Hier wird Öl von
der Ölpumpe (nicht gezeigt) zur vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 über das OCV (nicht gezeigt) und die
erste Öldurchführung 18 zugeführt. Der Hydraulikdruck der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 wird der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine Durchführung
zugeführt, die an dem Ende des Rotors 3 bestimmt ist, das zum
Gehäuse 1 gerichtet ist, wie durch den Pfeil in der Fig. 4A
angezeigt ist. Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf beide
Enden des vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a und des
mittleren Flanschbereichs 9b des Verriegelungsstiftes 9. Der
Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb in das Aufnahmeloch 10, wie
in Fig. 4A gezeigt, nach hinten. Der vordere kleine
Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 wird
letztendlich von dem Passloch 13 getrennt, um die
relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu
ermöglichen.
Der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
wird als der Freigabehydraulikdruck verwendet. Hier wird Öl
von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zur rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 über den OCV (nicht gezeigt) und die
zweite Öldurchführung 19 zugeführt. Der Hydraulikdruck der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 wird zur zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die rückseitige
Verbindungsdurchführung 15, wie durch den Pfeil in Fig. 5A
angezeigt ist, zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck wirkt
auf das Ende des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9. Der Verriegelungsstift 9 bewegt sich
deshalb in das Aufnahmeloch 10, wie in Fig. 5B gezeigt, nach
hinten. Der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des
Verriegelungsstiftes 9 wird letztendlich von dem Passloch
13 getrennt, um die relative Drehung des ersten und zweiten
Rotors zu ermöglichen.
Der Aufbau des herkömmlichen obigen VVTs reduziert die
kraftausübende Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9 auf die
Hälfte in beiden Fällen, in denen der Freigabehydraulikdruck
der vorderen Seite und der Freigabehydraulikdruck der
rückwärtigen Seite verwendet wird. In jedem dieser Fälle ist
die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 verkleinert. Es ist deshalb notwendig,
eine kleine Vorspannkraft auf die Schraubenfeder 12
aufzubringen, um die Freigabe aufgrund eines kleinen
Freigabehydraulikdruckes zu ermöglichen, der auf eine kleine
Fläche der kraftausübenden Stirnfläche wirkt. Hier sind
die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der
Freigabehydraulikdruck klein, und der Sperr-/Freigabevorgang
ist deshalb empfindlich gegenüber einem Gleitwiderstand des
Verriegelungsstiftes 9. Wenn der Verriegelungsstift 9
vergrößert ist, kann der Gleitwiderstand eine geringe
Wirkung auf den Sperr-/Freigabevorgang haben, da die
Vorspannkraft der Schraubenfeder als auch der
Freigabehydraulikdruck groß sind. Das Vergrößern des
Verriegelungsstiftes 9 führt zu einer Vergrößerung des VVT.
Dies entspricht nicht der Forderung nach Verkleinerung des
VVT in den vergangenen Jahren.
Der Verriegelungsstift 9 des herkömmlichen VVT ist
verkleinert und die Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 lässt
ihn los. In diesem Fall wird die Fläche der kraftausübenden
Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, der dem
Freigabehydraulikdruck ausgesetzt ist, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, klein
im Verhältnis zum Quadrat des Radius des Verriegelungsstiftes
9. Der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
zugeführt Freigabehydraulikdruck wird gering im Vergleich zur
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12. Auf diese Weise
widersetzt sich der Verriegelungsstift 9 dem Trennen von dem
Passloch 13, wenn der zweite Rotor sich an einer Vorderseite
in Bezug auf den ersten Rotor befindet, und der Betrieb des
VVT wird instabil.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Ventileinstellsteuervorrichtung vorzusehen, die eine
vergrößerte kraftausübende Stirnfläche des als Verriegelungsstift dienenden Stufen- bzw.
Stufensteuerteils besitzt, um eine hohe Stabilität des
Betriebs zu gewährleisten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Auf diese Weise kann eine Fläche
einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
vergrößert sein, und sowohl eine Vorspannkraft des
Vorspannteils als auch ein Freigabehydraulikdruck kann groß
sein. Ein Sperr-/Freigabevorgang des Stufensteuerteils kann
deshalb zuverlässig ausgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs zu gewährleisten. Selbst wenn das
Stufensteuerteil verkleinert ist ohne Ändern der
Vorspannkraft des Vorspannteils, so kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils groß
werden. Sie kann die hohe Stabilität des Betriebs
sicherstellen ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand, der
zwischen dem Stufensteuerteil und dem Aufnahmeloch erzeugt
wird.
Die erste Freigabehydraulikdruckkammer oder die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer können mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer ständig in Verbindung stehen. Auf diese
Weise, wenn ein Hydraulikdruck der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer angewendet wird, steht die vorderseitige
Hydraulikdruckkammer mit der Freigabehydraulikdruckkammer in
Verbindung, die in gewöhnlichen Fällen nicht mit der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht. Der
Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, kann auf einfache Weise
sowohl der ersten als auch zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer zugeführt werden, und die Fläche
der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils kann
erhöht sein, um die hohe Stabilität des Betriebs
sicherzustellen.
Sie kann ferner ein Absperrventil umfassen, das den höheren
Hydraulikdruck der vorderseitigen und rückseitigen
Hydraulikdruckkammer dem Stufensteuerteil als
Freigabehydraulikdruck zum Freigeben der Sperre des
Stufensteuerteils zuführt, und zumindest eine der ersten und
zweiten Freigabehydraulikdruckkammern kann sowohl mit der
vorderseitigen als auch mit der rückseitigen Hydraulikdruckkammer
über das Absperrventil in Verbindung stehen. Auf diese Weise
vereinfacht das Absperrventil das Zuführen des
Freigabehydraulikdruckes, der von der vorderseitigen oder
rückseitigen Hydraulikdruckkammer sowohl an die erste als
auch an die zweite Freigabehydraulikdruckkammer zugeführt wird. Die
Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
kann erhöht sein, um die hohe Stabilität des Betriebs zu
gewährleisten.
Eine kraftausübende Stirnfläche des Stufensteuerteils, das in
der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer untergebracht ist,
an die der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil
zugeführt wird, kann ein ringförmiger Bereich sein, der an
der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs in
axialer Richtung der Vorrichtung bestimmt ist. Auf diese
Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen oder rückseitigen Hydraulikdruckkammer
zugeführt wird, dem Stufensteuerteil zuverlässig unterliegen,
um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.
Eine kraftausübende Stirnfläche des Stufensteuerteils, das in
der ersten Freigabehydraulikdruckkammer untergebracht ist, an
die der Freigabehydraulikdruck über das Absperrventil
zugeführt wird, kann ein kreisförmiger Bereich des vorderen
kleinen Durchmesserbereichs sein. Auf diese Weise kann der
von der vorderseitigen oder rückseitigen Hydraulikdruckkammer
zugeführte Freigabehydraulikdruck dem Stufensteuerteil mit
Zuverlässigkeit unterliegen, um die hohe Stabilität des
Betriebs sicherzustellen.
Eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des
Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt, kann gleich
oder größer sein als eine Fläche einer kraftausübenden
Stirnfläche des Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck
der rückseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt. Auf diese
Weise, selbst wenn der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, nahezu
gleich dem Freigabehydraulikdruck ist, der von der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, so kann die
Sperre des Stufensteuerteils zuverlässig freigegeben werden
gegen die Vorspannkraft des Vorspannteils. Sie kann deshalb
die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn
die Sperre des Stufensteuerteils nicht vollständig
freigegeben ist bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von
der rückseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird, so kann
eine Zeit zum Zurückbewegen des Stufensteuerteils verkürzt
sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Wenn die
relative Rotation des ersten und zweiten Rotors beginnt, so
kann die Sperre des Stufensteuerteils zu einem günstigen
Zeitpunkt freigegeben werden.
Sie kann des Weiteren ein Abdichtteil umfassen, das zwischen
dem Passloch und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer
angeordnet ist, und erzeugt so eine Abdichtung, um den Fluss
von Schaltöl zwischen der vorderseitigen und rückseitigen
Hydraulikdruckkammer zu blockieren. Auf diese Weise kann die
vorderseitige Hydraulikdruckkammer mit sowohl der ersten als
auch zweiten Freigabehydraulikdruckkammer in Verbindung
stehen, und die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Stufensteuerteils kann deshalb vergrößert sein bei Anwendung
des Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Sowohl eine
Vorspannkraft des Vorspannteils als auch ein
Freigabehydraulikdruck kann groß sein. Ein
Sperr-/Freigabevorgang des Stufensteuerteils kann deshalb mit
Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs sicherzustellen. Selbst wenn das
Stufensteuerteil verkleinert ist ohne Ändern der
Vorspannkraft des Vorspannteils, so kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils groß
werden. Sie kann die hohe Stabilität des Betriebs ohne
Wirkung auf den Gleitwiderstand sicherstellen, der zwischen
dem Stufensteuerteil und dem Aufnahmeloch erzeugt wird.
Das Passloch kann an einer ungefähren Zwischenposition
beabstandet von einer maximal vorderseitigen Position und
einer maximal rückseitigen Position angeordnet sein, und ein
Abdichtteil kann zwischen dem Passloch und der rückwärtigen
Hydraulikdruckkammer angeordnet sein und eine Abdichtung
erzeugen, um den Fluss von Schaltöl zwischen der
vorderseitigen und rückseitigen Hydraulikdruckkammer zu
blockieren. Auf diese Weise besitzt die Art von VVT, die den
ersten und zweiten Rotor an der nahezu Zwischenposition
sperrt, die gleiche Wirkung als die andere Art von VVT. Kurz
gesagt, die vorderseitige Hydraulikdruckkammer kann
sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer in Verbindung stehen, und die
Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
kann deshalb groß sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes,
der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt
wird. Sowohl eine Vorspannkraft des Vorspannteils als auch
ein Freigabehydraulikdruck kann groß sein. Ein
Sperr-/Fteigabevorgang des Stufensteuerteils kann deshalb mit
Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs sicherzustellen.
Fig. 1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der herkömmlichen VVT zeigt.
Fig. 2 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang
der Linie A1-A1 der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A2-A2 der Fig. 1, die ein
Stufensteuerteil zeigt, das eine freie Rotation der
zwei Rotationsteile sperrt.
Fig. 4A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 4B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils,
gezeigt in Fig. 4A, zeigt.
Fig. 5A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A2-A2 der Fig. 1, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer rückseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 5B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
in Fig. 5A zeigt.
Fig. 6 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als erste Ausführungsform
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang
der Linie A3-A3 der Fig. 6.
Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A4-A4 der Fig. 6, die ein
Stufensteuerteil zeigt, das die frei Rotation
sperrt.
Fig. 9A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A4-A4 der Fig. 6, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer rückseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 9B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des in Fig. 9A
gezeigten Stufensteuerteils zeigt.
Fig. 10A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A4-A4 der Fig. 6, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 10B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
in Fig. 10A zeigt.
Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als zweite Ausführungsform
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 12 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang
der Linie A5-A5 der Fig. 11.
Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A6-A6 der Fig. 11, die ein
Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation
sperrt.
Fig. 14A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer rückseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 14B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des in Fig. 14A
gezeigten Stufensteuerteils zeigt.
Fig. 15A ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie A6-A6 der Fig. 11, die das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird.
Fig. 15B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils
in Fig. 15A zeigt.
Fig. 16 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als dritte Ausführungsform
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 17 ist eine longitudinale Querschnittsansicht entlang
der Linie A7-A7 der Fig. 16.
Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein
Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation in
der in Fig. 17 gezeigten VVT sperrt.
Fig. 19A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht,
die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die
Sperre der freien Rotation aufgrund eines
Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer
rückseitigen Hydraulikdruckkammer, gezeigt in
Fig. 16, zeigt.
Fig. 19B ist eine vergrößerte longitudinale
Querschnittsansicht, die in Fig. 19A gezeigt ist.
Fig. 19C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils,
gezeigt in den Fig. 19A und 19B, zeigt.
Fig. 20A ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht,
die teilweise das Stufensteuerteil zeigt, das die
Sperre der freien Rotation aufgrund eines
Freigabehydraulikdruckes freigibt, der von einer
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer, gezeigt in
Fig. 16, zuführt.
Fig. 20B ist eine vergrößerte longitudinale
Querschnittsansicht, die in Fig. 20A gezeigt ist.
Fig. 20C ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils,
gezeigt in den Fig. 20A und 20B, zeigt.
Fig. 21 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als vierte Ausführungsform
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
Anschluss erklärt.
Fig. 6 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als erste Ausführungsform entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 7 ist eine
longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A3-A3 der
Fig. 6. Fig. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die ein Stufensteuerteil
zeigt, das die freie Rotation sperrt. Fig. 9A ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 er
Fig. 6, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der
freien Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes
freigibt, der von einer rückseitigen Hydraulikdruckkammer
zugeführt wird. Fig. 9B ist eine Draufsicht, die eine Fläche
einer kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils,
gezeigt in Fig. 9A, zeigt. Fig. 10A ist eine vergrößerte
Querschnittsansicht entlang der Linie A4-A4 der Fig. 6, die
das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien
Rotation aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes freigibt
der von einer vorderseitigen Hydraulikdruckkammer zugeführt
wird. Fig. 10B ist eine Draufsicht, die eine Fläche einer
kraftausübenden Stirnfläche des Stufensteuerteils in Fig. 10A
zeigt. Komponenten der ersten Ausführungsform, die gleich den
herkömmlichen Komponenten sind, sind durch die gleichen
Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung
derselben ist weggelassen.
In den Zeichnungen weist das Bezugszeichen 20 auf ein
Absperrventil hin, das an einem Ende der Schaufel 3b des
Rotors 3, das hin zur Abdeckung gerichtet ist, angeordnet
ist. Das Absperrventil 20 ist ein Ventil, welches vom höheren
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 und
der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 bewegt wird. Der höhere
Hydraulikdruck verbindet die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16 mit einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammerdurchführung 21 oder rückseitigen
Hydraulikdruckkammerdurchführung 22 über eine
Freigabehydraulikdurchführung 23. Die Durchführung 21 steht
mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung,
und die Durchführung 22 steht mit der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 in Verbindung. Das Absperrventil 20
umfasst eine Ventilkammer 20a und einen Ventilkörper 20b, der
bewegbar in der Ventilkammer 20a aufgrund des
Hydraulikdruckes ist. Die Durchführungen 21 und 22 sind
entlang einer Grenzoberfläche zwischen der Schaufel 3b des
Rotors 3 und der Abdeckung 7 gebildet. In der ersten
Ausführungsform steht die erste Freigabehydraulikdruckkammer
14 mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 über
eine Durchführung in Verbindung, wie in dem Fall der in den
Fig. 1 bis 5B gezeigten herkömmlichen VVT. Die Durchführung
ist entlang der Grenzoberfläche zwischen dem Ende des
Gehäuses 1, das zu dem Gehäuse 2 hin gerichtet ist, und dem
Ende des Rotors 3, das zu dem Gehäuse 1 hin gerichtet ist,
gebildet.
Ein Betrieb wird im Anschluss erklärt.
Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl der VVT zur Ölwanne
(nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird kein
Freigabehydraulikdruck der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der
Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach
oben in Fig. 3) aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder
12, und anschließend wird der vordere kleine
Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das
Passloch 13 eingepasst. Auf diese Weise wird der zweite Rotor
an der maximal rückseitigen Position in Bezug auf den ersten
Rotor angehalten, und die relative Rotation des ersten und
zweiten Rotors ist gesperrt.
Wenn der Motor gestartet wird, wird ein Hydraulikdruck, der
von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zugeführt wird, zuerst zur
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht
gezeigt) zugeführt. Hier dient, die vorderseitige
Hydraulikdruckkammer 4 als Ablass, und der Hydraulikdruck der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. In solch einem Fall
wird Hydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer
5 zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die
rückseitige Hydraulikdruckkammerdurchführung 22, das
Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung
23, wie durch den Pfeil in Fig. 9A angedeutet ist, zugeführt.
Der Freigabehydraulikdruck wirkt lediglich auf eine vordere
Stirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren
großen Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, wie
in Fig. 9B gezeigt ist. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder
12 übertrifft deshalb den Freigabehydraulikdruck, und die
Sperre des Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig
freigegeben (nicht in Fig. 9A gezeichnet), obwohl der Verriegelungsstift 9 geringfügig nach
hinten bewegt wird. Die relative Rotation des ersten und
zweiten Rotors ist noch gesperrt, und entsprechend wird ein
Schlaggeräusch (abnormales Geräusch), das aufgrund einer
Nockenlast auftritt, verhindert.
Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um
einen Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer
4 zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zur ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine Durchführung
zugeführt, die an dem Ende des Rotors 3, das zum Gehäuse 1
hin gerichtet ist, wie durch den Pfeil in Fig. 10A angedeutet
ist, bestimmt ist. Gleichzeitig wird Hydraulikdruck ebenfalls
der zweiten Hydraulikdruckkammer 16 über die vorderseitige
Hydraulikdruckkammerdurchführung 21, das Absperrventil 20 und
die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 zugeführt. Der
Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen
Durchmesserbereich 9a, den mittleren Flanschbereich 9b und
die vordere Stirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung)
des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9, und kurz gesagt, den gesamten wie in
Fig. 10B gezeigten Verriegelungsstift 9. Auf diese Weise wird
der Verriegelungsstift 9 nach hinten in dem Aufnahmeloch 10
bewegt, und der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des
Verriegelungsstiftes 9 wird letztendlich von dem Passloch
13 getrennt, um die relative Rotation des ersten und zweiten
Rotors zu ermöglichen.
Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den
Verriegelungsstift 9 zurück, ohne die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese
Weise, wenn eine Öldurchführung während der nächsten Phase
umgeschaltet wird, kann eine Zeit zum Zurückbewegen des
Verriegelungsstiftes 9 verkürzt sein, um die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Zum Zeitpunkt
des Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten
Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem
günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.
Wie oben beschrieben entsprechend der ersten Ausführungsform
steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 sowohl mit der
ersten als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und
16 in Verbindung. Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche
des Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb groß sein, und die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der
Freigabehydraulikdruck kann des Weiteren groß sein. Der
Sperr-/Freigäbevorgang des Verriegelungsstiftes 9 kann mit
Zuverlässigkeit durchgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs sicherzustellen. Selbst
falls der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern
der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9
vergrößert sein. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des
Betriebs gewährleisten ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand,
der zwischen den Verriegelungsstiften 9 und dem Halter 11,
der in dem Aufnahmeloch 10 angeordnet ist, erzeugt wird.
In der ersten Ausführungsform steht die erste
Freigabehydraulikdruckkammer 14 in Verbindung mit der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. Wenn ein
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
angewendet wird, so steht die vorderseitige
Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung mit der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16, die gewöhnlich nicht in
Verbindung steht mit der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer
4, aufgrund z. B. des Absperrventils 20. Der
Freigabehydraulikdruck, der von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, kann auf einfache
Weise sowohl der ersten als auch zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und
die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 kann vergrößert sein. Auf diese Weise
kann die hohe Stabilität des Betriebs sichergestellt werden.
In der ersten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck, der der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 über das Absperrventil 20
zugeführt wird, auf einen ringförmigen Bereich, der an der
Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9 in axialer Richtung bestimmt ist. Auf
diese Weise wirkt der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den
Verriegelungsstift 9 auf zuverlässige Weise. Er kann die hohe
Stabilität des Betriebs gewährleisten.
In der ersten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck auf einen kreisförmigen Bereich des
vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des
Verriegelungsstiftes 9 in der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14, die ständig mit der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht.
Auf diese Weise wirkt der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf
zuverlässige Weise auf den Verriegelungsstift 9. Er kann die
hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen.
In der ersten Ausführungsform ist die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
unterliegt, wie in den Fig. 9B und 10B gezeigt ist. Selbst
wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem
Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 ist, so kann die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 auf zuverlässige Weise gegen die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Er
kann deshalb die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen.
Selbst wenn die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht
vollständig aufgrund des Hydraulikdruckes von der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 freigegeben ist, so kann
eine Zeit zum Zurückbewegen des Verriegelungsstiftes 9 in der
nächsten Phase verkürzt sein bei Anwendung des
Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt des
Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors
kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen
Zeitpunkt freigegeben werden.
In der ersten Ausführungsform steht die vorderseitige
Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung sowohl mit der ersten
als auch mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16.
Alternativ kann die rückseitige Hydraulikdruckkammer 5 in
Verbindung sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 stehen.
In der ersten Ausführungsform ist die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
unterliegt. Alternativ kann die erstere gleich der letzteren
sein.
Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als zweite Ausführungsform entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 12 ist eine
longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A5-A5 der
Fig. 11. Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie A6-A6 der Fig. 11, die ein Stufensteuerteil
zeigt, das die freie Rotation sperrt. Fig. 14A ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A6-A6 der
Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der
freien Rotation freigibt aufgrund eines
Freigabehydraulikdruckes, der von einer rückseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 14B ist eine
Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche
des Stufensteuerteils, gezeigt in Fig. 14A, zeigt. Fig. 15A
ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie
A6-A6 der Fig. 11, die das Stufensteuerteil zeigt, das die
Sperre der freien Rotation freigibt aufgrund eines
Hydraulikdruckes, der von einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt wird. Fig. 15B ist eine
Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche
des Stufensteuerteils in Fig. 15A zeigt. Komponenten der
zweiten Ausführungsform, die gleich der vorherigen
Ausführungsform sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen
angezeigt, und eine weitere Beschreibung wird hier
weggelassen.
Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass
das Absperrventil 20 an der Endstirnfläche der Schaufel 3b
des Rotors 3 angeordnet ist, die zum Gehäuse 1 gerichtet ist.
Die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23, die mit dem
Absperrventil 20 in Verbindung steht, ist des Weiteren mit
der ersten Hydraulikdruckkammer 14 verbunden, und die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16 steht mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 über eine vorderseitige
Verbindungsdurchführung 24 ständig in Verbindung.
Der Betrieb wird im Anschluss erklärt.
Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur
Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 13 gezeigt, wird
kein Freigabehydraulikdruck zu der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der
Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach
oben in Fig. 13) aufgrund der Vorspannkraft der
Schraubenfeder 12, und anschließend fährt der vordere kleine
Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das
Passloch 13 ein. Auf diese Weise wird der zweite Rotor an der
maximal rückseitigen Position in Bezug auf den ersten Rotor
fixiert, und die relative Drehung des ersten und zweiten
Rotors ist gesperrt.
Wenn der Motor wieder gestartet wird, wird ein Hydraulikdruck
von der Ölpumpe (nicht gezeigt) zuerst zur rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht gezeigt)
zugeführt. Hier dient die vorderseitige Hydraulikdruckkammer
4 als Ablass, und der Hydraulikdruck der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4. In dem Fall wird ein Hydraulikdruck
von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 zur ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine rückseitige
Verbindungsdurchführung (nicht gezeigt), das Absperrventil 20
und die Freigabehydraulikdurchführung 23, wie durch den Pfeil
der Fig. 14A angezeigt, zugeführt. Der Freigabehydraulikdruck
wirkt lediglich auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich
9a und eine vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer
Richtung) des mittleren Flanschbereichs 9b des
Verriegelungsstiftes 9, wie in Fig. 14B gezeigt ist. Die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 übertrifft deshalb den
Freigabehydraulikdruck, und die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig freigegeben,
obwohl der Verriegelungsstift 9 sich geringfügig nach hinten
bewegt. Die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors
ist immer noch gesperrt, und entsprechend wird das
Schlaggeräusch (abnormales Geräusch), das aufgrund einer
Nockenlast auftritt, vermieden.
Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um
Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zur ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über eine vorderseitige
Freigabehydraulikdruckdurchführung (nicht gezeigt) und das
Absperrventil 20, wie durch den Pfeil in Fig. 15A angezeigt
ist, zugeführt. Gleichzeitig wird Hydraulikdruck ebenfalls
zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 über die
vorderseitige Verbindungsdurchführung 24 zugeführt. Der
Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen
Durchmesserbereich 9a, den mittleren Flanschbereich 9b und
die vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer
Richtung) des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9, und kurz gesagt, auf den gesamten
Verriegelungsstift 9, wie in Fig. 15B gezeigt ist. Auf diese
Weise bewegt sich der Verriegelungsstift 9 in das Aufnahmeloch 10
nach hinten, und der vordere kleine Durchmesserbereich 9a des
Verriegelungsstiftes 9 wird schließlich von dem Passloch
13 getrennt, um die relative Rotation des ersten und zweiten
Rotors zu ermöglichen.
Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den
Verriegelungsstift 9 zurück, ohne die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese
Weise, wenn eine Öldurchführung während der nächsten Phase
geschaltet wird, kann eine Zeit zum Bewegen des
Verriegelungsstiftes 9 nach hinten verkürzt sein, um die
Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben.
Zum Zeitpunkt des Beginns der relativen Rotation des ersten
und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9
zu einem geeigneten Zeitpunkt freigegeben werden.
Wie oben beschrieben, entsprechend der zweiten
Ausführungsform, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer
4 mit sowohl dem ersten als auch der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung. Die
Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb vergrößert sein, und die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der
Freigabehydraulikdruck kann des Weiteren erhöht sein. Der
Verriegelungs-/Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 9
kann zuverlässig durchgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs sicherzustellen. Selbst
wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern der
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9
vergrößert sein. Er kann deshalb die hohe Stabilität des
Betriebs sicherstellen, ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand,
der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und dem Halter 11, der
in dem Aufnahmeloch 10 angeordnet ist, erzeugt wird.
Mit der zweiten Ausführungsform steht die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16 mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 über die vorderseitige
Verbindungsdurchführung 24 ständig in Verbindung. Wenn ein
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
zugeführt wird, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer
4 mit der ersten Freigabehydraulikdruckkammer 14 in
Verbindung, die normalerweise nicht mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht, z. B. unter
Verwendung des Absperrventils 20. Der Freigabehydraulikdruck,
der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt
wird, kann auf einfache Weise der ersten als auch zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und
die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes kann vergrößert sein. Auf diese Weise
kann die hohe Stabilität des Betriebs gewährleistet werden.
Mit der zweiten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck, der der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über das Absperrventil 20
zugeführt wird, auf einen kreisförmigen Bereich des vorderen
kleinen Durchmesserbereichs 9a des Verriegelungsstiftes 9.
Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den
Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann die hohe
Stabilität des Betriebs gewährleisten.
Mit der zweiten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck auf einen ringförmigen Bereich, der an
der Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c
des Verriegelungsstiftes 9 bestimmt ist, in axialer Richtung
in der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16, die mit der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung
steht.
Auf diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den
Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann die hohe
Stabilität des Betriebs gewährleisten.
In der zweiten Ausführungsform ist die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
unterliegt, wie in den Fig. 14B und 15B gezeigt ist. Selbst
wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem
Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 ist, kann die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 zuverlässig gegen die Vorspannkraft
der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Sie kann deshalb
die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn
die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht vollständig
freigegeben ist aufgrund des Hydraulikdruckes von der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5, kann eine Zeit zum
Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 zurück in die nächste
Phase verkürzt sein bei Anwendung des Hydraulikdruckes, der
von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird.
Zum Zeitpunkt des Startens der relativen Rotation des ersten
und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9
zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.
Fig. 16 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als dritte Ausführungsform entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 17 ist eine
longitudinale Querschnittsansicht entlang der Linie A7-A7 der
Fig. 16. Fig. 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht,
die ein Stufensteuerteil zeigt, das die freie Rotation in der
in Fig. 17 gezeigten VVT sperrt. Fig. 19A ist eine
vergrößerte seitliche Querschnittsansicht, die teilweise das
Stufensteuerteil zeigt, das die Sperre der freien Rotation
freigibt aufgrund eines Freigabehydraulikdruckes, der von
einer in Fig. 16 gezeigten rückseitigen Hydraulikdruckkammer
zugeführt wird. Fig. 19B ist eine vergrößerte longitudinale
Querschnittsansicht, gezeigt in Fig. 19A. Fig. 19C ist eine
Draufsicht, die eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche
des Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 19A und 19B,
zeigt. Fig. 20A ist eine vergrößerte seitliche
Querschnittsansicht, die teilweise das Stufensteuerteil
zeigt, das die Sperre der freien Rotation aufgrund eines
Freigabehydraulikdruckes von einer vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer, gezeigt in Fig. 16, freigibt. Fig. 20B
ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht,
gezeigt in Fig. 20A. Fig. 20C ist eine Draufsicht, die eine
Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des
Stufensteuerteils, gezeigt in den Fig. 20A, 20B, zeigt.
Komponenten der dritten Ausführungsform, die gleich der
vorherigen Ausführungsformen sind, werden durch die gleichen
Bezugszeichen angezeigt, und eine weitere Beschreibung wird
hier weggelassen.
In der dritten Ausführungsform ist das Aufnahmeloch 10, das
sich in radialer Richtung der Vorrichtung erstreckt, in dem
Schuh 2a des Gehäuses 2 gebildet. Das Passloch 13 ist an dem
Nabenabschnitt 3a des Rotors 3 gebildet. Das Absperrventil 20
ist an der Endstirnfläche des Gehäuses 1, die zum Gehäuse 2
gerichtet ist, gebildet. Die
Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 ist innerhalb des
Schuhs 2a des Gehäuses 2 gebildet. Ein Halter 25 ist an der
Außenseite des Aufnahmeloches 10 (ein äußerster Bereich der
Vorrichtung) angebracht und verhindert das Trennen des
Verriegelungsstiftes 9 und der Schraubenfeder 12 von dem
Aufnahmeloch 10. Der Halter 25 ist mit einem Stift 26 in dem
Aufnahmeloch 10 angebracht. Das Auslassloch 17 ist an einem
mittleren Abschnitt des Halters 25 gebildet. Der
Verriegelungsstift 9 der dritten Ausführungsform
unterscheidet sich von dem der ersten und zweiten
Ausführungsform. Er weist keinen mittleren Flanschbereich 9b
auf, und umfasst den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a,
den hinteren großen Durchmesserbereich 9c und den
hohlförmigen Bereich 9d. Ein Betrieb wird im Anschluss
erklärt.
Wenn der Motor angehalten wird, kehrt Öl von der VVT zur
Ölwanne (nicht gezeigt) zurück. Wie in Fig. 18 gezeigt, wird
kein Freigabehydraulikdruck der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 oder der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt. Der
Verriegelungsstift 9 bewegt sich deshalb nach vorne (nach
oben in der Fig. 18) aufgrund der Vorspannkraft der
Schraubenfeder 12, und anschließend passt der vordere kleine
Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes 9 in das
Passloch 13. Auf diese Weise wird der zweite Rotor an der
maximalen rückseitigen Position in Bezug auf den ersten Rotor
fixiert, und die relative Rotation des ersten und zweiten
Rotors ist gesperrt.
Wenn der Motor gestartet wird, wird ein von der Ölpumpe
(nicht gezeigt) zugeführter Hydraulikdruck zuerst zur
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 über das OCV (nicht
gezeigt) zugeführt. Hier dient die vorderseitige
Hydraulikdruckkammer 4 als ein Ablass, und der Hydraulikdruck
der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 ist höher als der der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4. In dem Fall wird ein
Hydraulikdruck von der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
zur zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über
die rückseitige Verbindungsdurchführung (nicht gezeigt), das
Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung
23, wie durch den Pfeil in den Fig. 19A und 19B angezeigt
ist. Der Freigabehydraulikdruck wirkt lediglich auf die
vordere Endstirnfläche (Endstirnfläche in axialer Richtung)
des hinteren kleinen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9, wie in Fig. 19C gezeigt ist. Die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 übertrifft deshalb den
Freigabehydraulikdruck, und die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 wird nicht vollständig freigegeben,
obwohl der Verriegelungsstift 9 geringfügig sich nach hinten
bewegt. Die relative Rotation des ersten und zweiten Rotors
ist immer noch gesperrt, und entsprechend wird Schlaggeräusch
(abnormales Geräusch), das aufgrund einer Nockenlast
auftritt, vermieden.
Das OCV (nicht gezeigt) wird anschließend geschaltet, um
einen Hydraulikdruck zur vorderseitigen Hydraulikdruckkammer
4 zuzuführen. Der Hydraulikdruck wird von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zur zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über die
vorderseitige Freigabehydraulikdruckdurchführung (nicht
gezeigt) und das Absperrventil 20, wie durch den Pfeil und
den Fig. 20A und 20B angezeigt ist. Gleichzeitig wird
ebenfalls der Hydraulikdruck der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 über einen Spalt zugeführt,
der zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des
Nabenabschnittes 3a des Rotors 3 und einer inneren
Umfangsoberfläche des Schuhs 2a des Gehäuses 2 bestimmt ist.
Der Freigabehydraulikdruck wirkt auf den vorderen kleinen
Durchmesserbereich 9a und die vordere Endstirnfläche
(Endstirnfläche in axialer Richtung) des hinteren großen
Durchmesserbereichs 9c des Verriegelungsstiftes 9, und kurz
gesagt auf den gesamten in Fig. 20c gezeigten
Verriegelungsstift 9. Auf diese Weise bewegt sich der
Verriegelungsstift 9 in das Aufnahmeloch 10 nach hinten, und der
vordere kleine Durchmesserbereich 9a des Verriegelungsstiftes
9 wird schließlich von dem Passloch 13 getrennt, um die
relative Rotation des ersten und zweiten Rotors zu
ermöglichen.
Auf diese Weise, wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 zugeführt wird, bewegt er den
Verriegelungsstift 9 nach hinten, ohne die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben. Auf diese
Weise, wenn eine Öldurchführung bei der nächsten Phase
geschaltet wird, kann eine Zeit zum Bewegen des
Verriegelungsstiftes 9 nach hinten verkürzt sein, um die
Sperre des Verriegelungsstiftes 9 vollständig freizugeben.
Zum Zeitpunkt des. Startens der relativen Rotation des ersten
und zweiten Rotors kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9
zu einem günstigen Zeitpunkt freigegeben werden.
Wie oben beschrieben, entsprechend der dritten
Ausführungsform, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer
4 sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung. Die
Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb groß sein, und die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12 und der
Freigabehydraulikdruck können des Weiteren groß sein. Der
Verriegelungs-/Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 9
kann zuverlässig durchgeführt werden, um die hohe Stabilität
des Betriebs zu gewährleisten. Selbst
wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist, ohne Ändern
der Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9
vergrößert sein. Er kann deshalb die hohe Stabilität des
Betriebs gewährleisten, ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand,
der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und einer Innenwand des
Aufnahmeloches 10 erzeugt wird.
In der dritten Ausführungsform steht die erste
Freigabehydraulikdruckkammer 14 mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung. Wenn ein
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
angewendet wird, steht die vorderseitige Hydraulikdruckkammer
4 mit der zweiten Freigabehydraulikdruckkammer 16 in
Verbindung, die normalerweise nicht mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 in Verbindung steht, z. B. unter
Verwendung des Absperrventils 20. Der Freigabehydraulikdruck,
der von der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt
wird, kann auf einfache Weise sowohl der ersten als auch
zweiten Hydraulikdruckkammer 14 und 16 zugeführt werden, und
die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 kann vergrößert sein. Auf diese Weise
kann sie die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen.
In der dritten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck, der von der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 über das Absperrventil 20
zugeführt wird, auf einen ringförmigen Bereich, der an der
Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs 9c des
Verriegelungsstiftes 9 bestimmt ist, in axialer Richtung. Auf
diese Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den
Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Sie kann deshalb die
hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.
In der dritten Ausführungsform wirkt der
Freigabehydraulikdruck auf einen kreisförmigen Abschnitt des
vorderen kleinen Durchmesserbereichs 9a des
Verriegelungsstiftes 9 in der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer 14, die mit der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 ständig in Verbindung steht. Auf diese
Weise kann der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, auf den
Verriegelungsstift 9 zuverlässig wirken. Er kann deshalb die
hohe Stabilität des Betriebs gewährleisten.
In der dritten Ausführungsform ist die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
unterliegt, größer als die des Verriegelungsstiftes 9, die
dem Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
unterliegt, wie in den Fig. 19C und 20C gezeigt ist. Selbst
wenn ein Freigabehydraulikdruck von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 nahezu gleich einem
Freigabehydraulikdruck von der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer 5 ist, kann die Sperre des
Verriegelungsstiftes 9 zuverlässig gegen die Vorspannkraft
der Schraubenfeder 12 freigegeben werden. Sie kann deshalb
die hohe Stabilität des Betriebs sicherstellen. Selbst wenn
die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 nicht vollständig
freigegeben ist aufgrund des Freigabehydraulikdruckes von der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5, kann eine Zeit zum
Bewegen des Verriegelungsstiftes 9 nach hinten während der
nächsten Phase verkürzt sein bei Anwendung des
Hydraulikdruckes, der von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird. Zum Zeitpunkt des
Startens der relativen Rotation des ersten und zweiten Rotors
kann die Sperre des Verriegelungsstiftes 9 zu einem günstigen
Zeitpunkt freigegeben werden.
Fig. 21 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen
Innenaufbau der VVT als vierte Ausführungsform entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt. Komponenten der vierten
Ausführungsform, die gleich der vorherigen Ausführungsform
sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt, und
eine weitere Beschreibung wird weggelassen.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
bis dritten Ausführungsform, und bezieht sich auf eine VVT
des Zwischenpositionsperrtyps.
Mit der VVT des Zwischenpositionsperrtyps wird der Rotor 3,
der als der zweite Rotor dient, an einer Zwischenposition
gesperrt, die zwischen der maximal rückseitigen Position und
der maximal vorderseitigen Position in Bezug auf das Gehäuse
2, das einen Teil des ersten Rotors bildet, bestimmt ist. Die
maximal vorderseitige Position bedeutet eine Position des
zweiten Rotors, die bis zur maximalen Position in Bezug auf
den ersten Rotor fortschreitet. Konkret ist das Passloch 13
an der Zwischenposition gebildet, die an der äußeren
Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3a des Rotors 3
bestimmt ist. Das Aufnahmeloch 10, das sich in radialer
Richtung der Vorrichtung erstreckt, ist an dem Schuh 2a des
Gehäuses 2 wie in dem Fall der dritten Ausführungsform
gebildet. Der Halter 25 ist an der Außenseite des
Aufnahmeloches 10 (der äußerste Bereich der Vorrichtung)
angebracht und verhindert das Trennen des
Verriegelungsstiftes 9 und der Schraubenfeder 12 von dem
Aufnahmeloch 10. Der Halter 25 ist mit dem Stift 26 in dem
Aufnahmeloch 10 angebracht. Das Auslassloch 17 ist an einem
mittleren Abschnitt des Halters 25 gebildet. Der
Verriegelungsstift 9 der vierten Ausführungsform weist keinen
mittleren Flanschbereich 9b auf, und dient als das
Stufensteuerteil, das den vorderen kleinen Durchmesserbereich
9a, den hinteren großen Durchmesserbereich 9c und den
hohlförmigen Bereich 9d wie in dem Fall der dritten
Ausführungsform umfasst.
Hilfsfedern 28 sind, zwischen den Schuhen 2a, 2b, 2c und 2d
des Gehäuses 2 bzw. den Schaufeln 3b, 3c, 3d und 3e des
Rotors 3 angeordnet. Die entsprechenden Hilfsfedern 28 werden
durch den Halter 27 gehalten und spannen den Rotor 3 zum
Gehäuse in die vorderseitige Richtung (Richtung, die durch
den Pfeil X1 in der Fig. 21 angezeigt ist) vor.
Die Abdichtteile sind zwischen einem Sperrsystem angeordnet,
das von dem Verriegelungsstift 9 und dem Passloch 13 und der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 gebildet wird. Wenn ein
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 als
der Freigabehydraulikdruck verwendet wird, wird der
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 auf
den hinteren großen Durchmesserbereich 9c des
Verriegelungsstiftes 9 angewendet über das Absperrventil 20,
die Freigabehydraulikdruckdurchführung 23 und die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer 16. Gleichzeitig wird der
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4
ebenfalls auf den vorderen kleinen Durchmesserbereich 9a des
Verriegelungsstiftes 9, der in das Passloch 13 eingepasst
ist, über einen kleinen Spalt angewendet, der zwischen einer
vorderen Endstirnfläche des Schuhs 2a des Gehäuses 2 und der
äußeren Umfangsoberfläche des Nabenabschnittes 3 des Rotors 3
bestimmt ist.
Wenn der Hydraulikdruck der rückseitigen Hydraulikdruckkammer
5 als ein Freigabehydraulikdruck verwendet wird, wird der
Freigabehydraulikdruck der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zugeführt über das
Absperrventil 20 und die Freigabehydraulikdruckdurchführung
23. Hier wirkt der Freigabehydraulikdruck lediglich auf den
hinteren großen Durchmesserbereich 9c des
Verriegelungsstiftes 9.
Wie oben beschrieben, entsprechend der vierten
Ausführungsform, ist das Abdichtteil 6 zwischen dem Passloch
13 und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 angeordnet.
Die vorderseitige Hydraulikdruckkammer 4 kann deshalb mit
sowohl der ersten als auch zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 in Verbindung stehen.
Die Fläche der kraftausübenden Stirnfläche des
Verriegelungsstiftes 9 kann bei Anwendung des
Freigabehydraulikdruckes von der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 vergrößert sein, und die Vorspannkraft
der Schraubenfeder 12 und der Freigabehydraulikdruck kann
deshalb groß sein. Der Verriegelungs-/Freigabevorgang des
Verriegelungsstiftes 9 kann deshalb zuverlässig ausgeführt
werden, um die hohe Stabilität des Betriebs sicherzustellen.
Überdies, entsprechend der vierten Ausführungsform, selbst
wenn der Verriegelungsstift 9 verkleinert ist ohne Ändern der
Vorspannkraft der Schraubenfeder 12, kann die Fläche der
kraftausübenden Stirnfläche des Verriegelungsstiftes 9
vergrößert sein. Sie kann deshalb die hohe Stabilität des
Betriebs sicherstellen ohne Wirkung auf den Gleitwiderstand,
der zwischen dem Verriegelungsstift 9 und dem Aufnahmeloch 10
erzeugt wird.
Nebenbei besitzt die VVT des Zwischenpositionsperrtyps
typische Probleme, die sich aus dem typischen Aufbau
ableiten, der sich von den herkömmlichen
Ventileinstellsteuervorrichtungen, wie z. B. des maximal
vorderseitigen Positionssperrtyps oder des maximal
rückseitigen Positionssperrtyps, unterscheidet.
In der Ventileinstellsteuervorrichtung des maximal
vorderseitigen Positionssperrtyps oder des maximal
rückseitigen Positionssperrtyps, wenn der Verriegelungsstift
in das Passloch eingepasst ist, wird zuerst ein
Hydraulikdruck auf den Rotor angewendet, um den Rotor zur
Sperrposition hin zu drücken. Hier wird ein Kontakt der
Schaufeln des Rotors mit den Schuhen des Gehäuses an der
maximal vorderseitigen Position oder der maximal rückseitigen
Position sichergestellt. Deshalb, da keine Kraft auf den
Verriegelungsstift angewendet wird, wirkt der
Verriegelungsstift nicht mit den anderen Teilen zusammen.
Ferner, selbst wenn ein Hydraulikdruck in der VVT reduziert
ist, wenn Betriebsöl durch den Betrieb der Vorrichtung
verbraucht wird oder wenn eine Hydraulikdurchführung in der
OCV-Seite schmäler wird in einem
Hydraulikdruckversorgungsmodus der OCV-Seite (anschließend
als OCV-Zwischenhaltemodus bezeichnet) zum Halten des Rotors
in Bezug auf das Gehäuse an der Zwischenposition bei normalem
Betrieb, so passt der Verriegelungsstift oder wirkt zusammen
oder tritt in Eingriff zwischen der maximal vorderseitigen
Position und der maximal rückseitigen Position, da das
Passloch an einer Position, die von der Sperrposition
unterschiedlich ist, angeordnet ist. Da der
Verriegelungsstift nicht zusammenwirkt oder in Eingriff tritt
mit dem Passloch, ist die Ventileinstellsteuervorrichtung
während des normalen Betriebs oder in einem
Zwischenhaltezustand gesperrt bzw. funktionsuntüchtig.
Andererseits ist in der Ventileinstellsteuervorrichtung des
Zwischenpositionsperrtyps das Passloch an der ungefähren
Zwischenposition angeordnet, die von der maximal
vorderseitigen Position und der maximal rückseitigen Position
beabstandet ist. Wenn der Rotor in Bezug auf das Gehäuse an
der ungefähren Zwischenposition gehalten wird aufgrund des
von dem OCV zugeführten Hydraulikdruckes, so wird zuerst die
Hydraulikdruckdurchführung in dem OCV schmäler im OCV-
Zwischenhaltemodus. Ein Hydraulikdruck in der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer oder der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer ist deshalb im Wesentlichen auf die
Hälfte des Hydraulikdruckes in dem OCV reduziert, und der
Freigabehydraulikdruck reicht nicht aus. Folglich berührt der
Verriegelungsstift gelegentlich das Passloch oder wird in
dieses eingepasst. In diesem Fall gibt es ein kleineres
Problem, dass der Verriegelungsstift und das Passloch einen
Verschleiß erleiden, der ihre Haltbarkeit reduziert, und dass
die Ventileinstellsteuervorrichtung betriebsunfähig wird in
dem Zwischenhaltezustand. Zweitens, wenn der
Verriegelungsstift jenseits des Passloches als die
Zwischensperrposition betrieben wird, und der
Freigabehydraulikdruck reduziert ist im Zusammenhang mit der
Reduzierung des Hydraulikdrucks in der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer oder der rückseitigen
Hydraulikdruckkammer, der durch Verbrauch des Betriebsöls
erzeugt wird, das für den Betrieb der Vorrichtung verwendet
wird, so springt der Verriegelungsstift aufgrund der
Druckkraft des Druckteiles unter der Betriebsbedingung nach
oben und berührt das Passloch, um den Betrieb zu verhindern.
Das oben beschriebene kleinere Problem kann gelöst werden
aufgrund der VVT des Zwischenpositionsperrtyps entsprechend
der vierten Ausführungsform. In Kürze, entsprechend der
vierten Ausführungsform, ist das Abdichtteil 6 zwischen dem
Sperrsystem und der rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5
angeordnet. Es ist möglich, den Freigabehydraulikdruck der
rückseitigen Hydraulikdruckkammer 5 der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 16 zuzuführen, und den
Freigabehydraulikdruck der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer 4 der ersten und zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer 14 und 16 zuzuführen. Zum
Beispiel, in dem OCV-Zwischenhaltemodus, kann der
Hydraulikdruck der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 als
ein Verriegelungsstiftfreigabehydraulikdruck verwendet
werden. Hier, in dem OCV-Zwischenhaltemodus, wird ein
größerer Hydraulikdruck der vorderseitigen
Hydraulikdruckkammer zugeführt, um gegen die Nockenlast zu
wirken. Wenn der Verriegelungsstift deshalb aufgrund des
Hydraulikdruckes der vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 in
dem OCV-Zwischenhaltemodus freigegeben wird, ist es
schwierig, einen effektiven Freigabehydraulikdruck zu
reduzieren. Der Freigabehydraulikdruck, der von der
vorderseitigen Hydraulikdruckkammer 4 zugeführt wird, wirkt
auf den Verriegelungsstift 9 zuverlässig, um einen
Freigabezustand aufrecht zu erhalten, und verhindert ein
zufälliges Eingreifen des Verriegelungsstiftes, um die hohe
Stabilität des Betriebs zu gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung kann durch andere spezifische
Formen verkörpert sein, ohne von den wesentlichen
Charakteristiken abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform
wird deshalb als rein darstellend und nicht beschränkend
angesehen, der Bereich der Erfindung wird durch die
beigefügten Ansprüche angezeigt, eher als durch die
vorangegangene Beschreibung, und sämtliche Änderungen, die
innerhalb des Äquivalenzbereichs der Ansprüche enthalten
sind, sind beabsichtigt, hierin enthalten zu sein.
Claims (8)
1. Eine Ventileinstellsteuervorrichtung, umfassend:
einen ersten Rotor (1, 2), der sich synchron mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine dreht und eine Mehrzahl von Schuhen aufweist, die nach innen vorstehen, um eine Mehrzahl von Hydraulikdruckkammern zu bestimmen;
einen zweiten Rotor (3), der an einem Ende einer Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine angebracht ist und eine Mehrzahl von Schaufeln aufweist, die die Mehrzahl der Hydraulikdruckkammern des ersten Rotors in eine fortschrittseitige Hydraulikdruckkammer (4) und eine verzögerungsseitige Hydraulikdruckkammer (5) unterteilen;
ein Passloch (13), das an einem der beiden ersten und zweiten Rotoren angeordnet ist;
ein Stufensteuerteil (Verriegelungsstift 9), das in das Passloch passt, um eine relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu steuern, und einen vorderen kleinen Durchmesserbereich und einen hinteren großen Durchmesserbereich aufweist;
ein Aufnahmeloch (10), das an dem anderen der beiden Rotoren angeordnet ist, um das Stufensteuerteil aufzunehmen;
ein Vorspannteil (Feder 12), das das Stufensteuerteil in eine Passrichtung des Stufensteuerteils in das Passloch vorspannt;
eine erste Freigabehydraulikdruckkammer (14), die zwischen dem vorderen kleinen Durchmesserbereich des Stufensteuerteils und dem Passloch bestimmt ist; und
eine zweite Freigabehydraulikdruckkammer (16), die zwischen einer Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs des Stufensteuerteils in einer axialen Richtung der Vorrichtung und dem Aufnahmeloch bestimmt ist,
wobei die erste und/oder die zweite Freigabehydraulikdruckkammer sowohl mit der fortschrittseitigen als auch mit der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht (Fig. 10A, B).
einen ersten Rotor (1, 2), der sich synchron mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine dreht und eine Mehrzahl von Schuhen aufweist, die nach innen vorstehen, um eine Mehrzahl von Hydraulikdruckkammern zu bestimmen;
einen zweiten Rotor (3), der an einem Ende einer Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine angebracht ist und eine Mehrzahl von Schaufeln aufweist, die die Mehrzahl der Hydraulikdruckkammern des ersten Rotors in eine fortschrittseitige Hydraulikdruckkammer (4) und eine verzögerungsseitige Hydraulikdruckkammer (5) unterteilen;
ein Passloch (13), das an einem der beiden ersten und zweiten Rotoren angeordnet ist;
ein Stufensteuerteil (Verriegelungsstift 9), das in das Passloch passt, um eine relative Drehung des ersten und zweiten Rotors zu steuern, und einen vorderen kleinen Durchmesserbereich und einen hinteren großen Durchmesserbereich aufweist;
ein Aufnahmeloch (10), das an dem anderen der beiden Rotoren angeordnet ist, um das Stufensteuerteil aufzunehmen;
ein Vorspannteil (Feder 12), das das Stufensteuerteil in eine Passrichtung des Stufensteuerteils in das Passloch vorspannt;
eine erste Freigabehydraulikdruckkammer (14), die zwischen dem vorderen kleinen Durchmesserbereich des Stufensteuerteils und dem Passloch bestimmt ist; und
eine zweite Freigabehydraulikdruckkammer (16), die zwischen einer Endstirnfläche des hinteren großen Durchmesserbereichs des Stufensteuerteils in einer axialen Richtung der Vorrichtung und dem Aufnahmeloch bestimmt ist,
wobei die erste und/oder die zweite Freigabehydraulikdruckkammer sowohl mit der fortschrittseitigen als auch mit der verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung steht (Fig. 10A, B).
2. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die erste Freigabehydraulikdruckkammer oder die zweite
Freigabehydraulikdruckkammer ständig mit der
fortschrittseitigen Hydraulikdruckkammer in Verbindung
steht.
3. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, des
Weiteren umfassend ein Absperrventil (20), das den höheren
Hydraulikdruck der fortschrittseitigen und
verzögerungsseitigen Hydraulikdruckkammer dem
Stufensteuerteil als ein Freigabehydraulikdruck zum
Freigeben der Sperre des Stufensteuerteils zuführt,
wobei zumindest eine der ersteh und zweiten
Freigabehydraulikdruckkammern mit sowohl der
fortschrittseitigen als auch verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer über das Absperrventil in
Verbindung steht.
4. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei
eine kraftausübende Stirnfläche des in der zweiten
Freigabehydraulikdruckkammer untergebrachten
Stufensteuerteils, dem der Freigabehydraulikdruck über
das Absperrventil zugeführt wird, ein ringförmiger
Bereich ist, der an der Endstirnfläche des hinteren
großen Durchmesserbereichs in der axialen Richtung der
Vorrichtung bestimmt ist.
5. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei
eine kraftausübende Stirnfläche des in der ersten
Freigabehydraulikdruckkammer untergebrachten
Stufensteuerteils, dem der Freigabehydraulikdruck über
das Absperrventil zugeführt wird, ein kreisförmiger
Bereich des vorderen kleinen Durchmesserbereichs ist.
6. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
eine Fläche einer kraftausübenden Stirnfläche des
Stufensteuerteils, die einem Hydraulikdruck der
fortschrittseitigen Hydraulikdruckkammer unterliegt,
gleich oder größer als eine Fläche einer kraftausübenden
Stirnfläche des Stufensteuerteils ist, die einem
Hydraulikdruck der verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer unterliegt.
7. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, des
Weiteren umfassend ein Abdichtteil, das zwischen dem
Passloch und der verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer angeordnet ist und eine Abdichtung
erzeugt, um den Fluss von Betriebsöl zwischen der
fortschrittseitigen und verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer zu blockieren.
8. Ventileinstellsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Passloch an einer ungefähren Zwischenposition
angeordnet ist, die von der maximal fortschrittseitigen
Position und der maximal verzögerungsseitigen Position
beabstandet ist, und wobei ein Abdichtteil zwischen dem
Passloch und der verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer angeordnet ist, und eine Abdichtung
erzeugt, um den Fluss von Betriebsöl zwischen der
fortschrittseitigen und verzögerungsseitigen
Hydraulikdruckkammer zu blockieren (Fig. 21).
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