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Diese Erfindung bezieht sich auf einen Verbindungsmechanismus für einen Verbrennungsmotor, der für eine variable Ventilantriebsvorrichtung verwendet wird, die angeordnet ist, um Betriebsseigenschaften eines Motorventils eines Ansaugventils und/oder eines Auslassventils eines Verbrennungsmotors zu ändern, und auf einen Aktuator für einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, der angeordnet ist, um ein tatsächliches mechanisches Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors zu ändern.
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Eine
japanische veröffentliche Patentanmeldung Nr. 2011-169152 offenbart einen üblichen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus, der einen mehrfach verbundenen Kolben-Kurbelmechanismus bzw. Kolben-Kurbelantrieb verbindet, und der angeordnet ist, um ein mechanisches Verdichtungsverhältnis zu ändern.
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Das heißt, ein Kolben und eine Kurbelwelle sind durch eine obere Verbindung und eine untere Verbindung verbunden. Eine Stellung der oberen Verbindung wird durch einen Aktuator mit einem Antriebsmotor und einer Drehzahlreduzierungsvorrichtung gesteuert. Damit wird eine Kolbenhubcharakteristik des Kolbens geändert, um das Motorverdichtungsverhältnis zu steuern.
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In dem oben beschriebenen Aktuator des üblichen Verdichtungsverhältnismechanismus wird jedoch die Steuerwelle drehbeweglich innerhalb des Gehäuses abgestützt. Die Drehzahlreduzierungsvorrichtung ist an einem Endbereich des Gehäuses angeordnet. Der Antriebsmotor ist koaxial an einem Endbereich der Drehzahlreduzierungsvorrichtung angeordnet. Folglich ist die gesamte axiale Länge des Aktuators groß. Folglich wird ein Layout innerhalb des unteren Bereichs des Motorhauptkörpers eingeschränkt. Die Anordnung kann schwierig sein.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbindungsmechanismus und einen Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus zu schaffen, die entwickelt sind, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, um die Gesamtgröße durch Verkleinern einer axialen Länge des Aktuators zu verkleinern. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 9. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus angeordnet, um zumindest entweder eine obere Totpunkt-Position oder eine untere Totpunkt-Position eines Kolbens eines Verbrennungsmotors zu ändern, und um dadurch ein mechanisches Verdichtungsverhältnis zu ändern, wobei der Aktuator aufweist: eine Steuerungsverbindung mit einem ersten Endbereich, der mit dem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus verbunden ist, und mit einem zweiten Endbereich, und die angeordnet ist, um eine Positionscharakteristik des Kolbens zu ändern; eine Steuerwelle, die exzentrisch über eine Armverbindung mit einem zweiten Endbereich der Steuerungsverbindung verbunden ist; ein Gehäuse, das eine Abstützöffnung umfasst, die innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und die die Steuerwelle drehbeweglich abstützt; eine Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungs-vorrichtung, die angeordnet ist, um eine Drehzahl eines Antriebsmotors zu reduzieren, und um die reduzierte Drehzahl zur Steuerwelle zu übertragen; einen ersten Lagerbereich der zwischen der Steuerwelle und einer Wellenerzeugungsvorrichtung der Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungs-vorrichtung vorgesehen ist und der einen ersten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung drehbeweglich abstützt; und einen zweiten Lagerbereich, der zwischen dem Gehäuse und der Wellenerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist und der einen zweiten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung drehbeweglich abstützt, wobei der erste Lagerbereich und/oder der zweite Lagerbereich innerhalb einer axialen Breite eines äußeren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung angeordnet ist.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus angeordnet, um zumindest entweder eine obere Totpunkt-Position oder eine untere Totpunkt-Position eines Kolbens eines Verbrennungsmotors zu ändern, und um dadurch ein mechanisches Verdichtungsverhältnis zu ändern, wobei der Aktuator aufweist: eine Steuerwelle, die angeordnet ist, um antriebsmäßig durch einen Antriebsmotor gedreht zu werden; eine Steuerungsverbindung, die einen ersten Endbereich, der mit dem variablen Verdichtungsverhältnismechanismus verbunden ist, und einen zweiten Endbereich umfasst, der mit der Steuerwelle verbunden ist, und die angeordnet ist, um eine Positionscharakteristik durch eine Drehung der Steuerwelle zu ändern; ein Gehäuse, das eine Abstützöffnung umfasst, die innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist, und die drehbeweglich die Steuerwelle abstützt; eine Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung, die angeordnet ist, um eine Drehzahl eines Antriebsmotors zu reduzieren, und um die reduzierte Drehung der Steuerwelle zu übertragen; einen ersten Lagerbereich mit einem Außenring, der auf einen inneren Umfangsbereich der Steuerwelle fixiert ist, und mit einem Innenring, der an einem ersten axialen Endbereich eines inneren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung fixiert ist; und einen zweiten Lagerbereich mit einem Außenring, der am Gehäuse fixiert ist, und mit einem Innenring, der an einem zweiten axialen Endbereich des inneren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung fixiert ist, wobei entweder der erste axiale Endbereich und/oder der zweite axiale Endbereich des inneren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung einen ausgesparten Bereich umfasst, und ein Teil des ersten Lagerbereichs und/oder des zweiten Lagerbereichs innerhalb des ausgesparten Bereichs aufgenommen ist.
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Gemäß eines noch weiteren Aspekts der Erfindung weist der Aktuator, der zum Antreiben eines Verbindungsmechanismus eines Verbrennungsmotors verwendet wird, auf: eine Steuerungsverbindung mit einem ersten Endbereich, der mit dem Verbindungsmechanismus verbunden ist; eine Steuerwelle, die drehbeweglich mit einem zweiten Endbereich der Steuerungsverbindung über eine Armverbindung verbunden ist; ein Gehäuse, das darin die Steuerwelle drehbeweglich abstützt; eine Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung, die angeordnet ist, um eine Drehzahl des Antriebsmotors zu reduzieren, und um die reduzierte Drehzahl zur Steuerwelle zu übertragen; einen ersten Lagerbereich, der zwischen der Steuerwelle und einem ersten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung der Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung vorgesehen ist; und einen zweiten Lagerbereich, der zwischen dem Gehäuse und einem zweiten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist; wobei ein Teil des ersten Lagerbereichs und/oder des zweiten Lagerbereichs innerhalb einer axialen Breite eines äußeren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Darin zeigt:
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1 eine schematische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 eine perspektivische Ansicht, die einen Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 eine perspektivische Explosionsansicht, die den Aktuator in der ersten Ausführungsform darstellt.
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4 eine Draufsicht, die den Aktuator darstellt.
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5 eine linke Seitenansicht des Aktuators.
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6 eine Teilansicht, die entlang einer Schnittlinie A-A aus 4 aufgenommen ist.
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7 eine Teilansicht, die ein Hauptteil in der ersten Ausführungsform darstellt.
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8 eine Teilansicht, die einen Zustand darstellt, in dem eine Steuerwelle mit einer Steuerwelle in der ersten Ausführungsform zusammengebaut bzw. montiert ist.
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Nachstehend wird ein Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Zeichnungen dargestellt. In dieser Ausführungsform werden ein variabler Verdichtungsverhältnismechanismus (VCR), der angeordnet ist, um ein mechanisches Verdichtungsverhältnis eines Reihenvierzylinder-Kraftstoffverbrennungsmotors zu ändern, und ein Aktuator vorgesehen.
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[Erste Ausführungsform]
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1 stellt schematisch einen variablen Verdichtungsverhältnismechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Dieser ist mit einer Anordnung aus
1 des Stands der Technik der
japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 2011-169152 identisch. Daher wird dies kurz dargestellt.
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Es sind eine obere Verbindung 3 mit einem oberen Ende, das drehbeweglich mit einem Kolbenbolzen 2 eines Kolbens 1 verbunden ist, der sich innerhalb eines Zylinders eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors hin und her bewegt; und eine untere Verbindung 5 vorgesehen, die drehbeweglich mit einem Kurbelzapfen 4a einer Kurbelwelle 4 verbunden ist. Die untere Verbindung 5 ist drehbeweglich mit einem unteren Ende der oberen Verbindung 3 durch einen Verbindungsstift 6 verbunden. Die untere Verbindung 5 ist drehbeweglich mit einem oberen Endbereich einer ersten Steuerungsverbindung 7 durch einen Verbindungsstift 8 verbunden.
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Die erste Steuerungsverbindung 7 umfasst einen unteren Endbereich, der mit einem Verbindungsmechanismus 9, der durch eine Mehrzahl von Verbindungselementen gebildet wird, verbunden ist. Dieser Verbindungsmechanismus 9 umfasst eine erste Steuerwelle 10; eine zweite Steuerwelle 11, die eine Steuerwelle ist; und eine zweite Steuerungsverbindung 12, die eine Steuerverbindung ist, die die erste Steuerwelle 10 und zweite Steuerwelle 11 verbindet.
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Die erste Steuerwelle 10 erstreckt sich innerhalb des Motors parallel zur Kurbelwelle 4 in eine Richtung der Zylinderreihe. Die erste Steuerwelle 10 umfasst einen ersten Zapfenbereich 10a, der drehbeweglich durch einen Hauptkörper des Motors abgestützt ist; eine Mehrzahl an exzentrischen Steuerwellenbereichen 10b, wobei jeder von ihnen mit einem unteren Endbereich der ersten Steuerungsverbindung 7 von jedem Zylinder drehbeweglich befestigt ist; und einen exzentrischen Wellenbereich 10c, an dem ein erster Endbereich 12a der zweiten Steuerungsverbindung 12 drehbeweglich befestigt ist.
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Jeder der exzentrischen Steuerwellenbereiche 10b ist durch einen ersten Armbereich 10d an einer Position vorgesehen, die vom ersten Zapfenbereich 10a um ein vorbestimmtes Ausmaß exzentrisch (abweichend) ist. Der exzentrische Wellenbereich 10c ist durch den zweiten Armbereich 10e ebenfals an einer Position vorgesehen, die vom ersten Zapfenbereich 10a um ein vorbestimmtes Ausmaß exzentrisch ist.
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Die zweite Steuerwelle 11 ist drehbeweglich innerhalb eines Gehäuses 20 (wird später beschrieben) durch eine Mehrzahl von Zapfenbereichen abgestützt. Eine Armverbindung 13 ist mit der zweiten Steuerwelle 11 verbunden und daran fixiert. Die Armverbindung 13 ist drehbeweglich mit dem zweiten Endbereich 12b der zweiten Steuerungsverbindung 12 verbunden.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, weist die zweite Steuerungsverbindung 12 eine Hebelform auf. Die zweite Steuerungsverbindung 12 umfasst einen ersten Endbereich 12a, der im Wesentlichen eine gerade Form aufweist, und mit dem der exzentrische Wellenbereich 10c verbunden ist; und einen zweiten Endbereich 12b, der durch Biegen im Wesentlichen bogenförmig ist (eine gebogene bzw. gekrümmte Form aufweist), und mit dem eine Armverbindung 13 verbunden ist. Der erste Endbereich 12a der zweiten Steuerungsverbindung 12 umfasst eine Einsetzöffnung 12c, die an einem Endspitzenbereich des ersten Endbereichs 12a ausgebildet ist, die den ersten Endbereich 12a durchdringt, und durch die der exzentrische Wellenbereich 10c drehbeweglich eingesetzt ist. Andererseits umfasst der zweite Endbereich 12b der zweiten Steuerungsverbindung 12 Endspitzenbereiche 12d und 12d, die gabelförmig (in einer Gabelform mit zwei Gabeln) ausgebildet sind. Ein Vorsprungsbereich 13b (wird später beschrieben) der Armverbindung 13 ist dazwischen angeordnet und wird zwischen den Endspitzenbereichen 12d und 12d des zweiten Endbereichs 12b gehalten. Außerdem umfasst der zweite Endbereich 12b Fixieröffnungen 12e und 12e, die den zweiten Endbereich 12b durchdringen, und in denen ein Verbindungsstift 14, der mit dem Vorsprungsbereich 13b verbunden ist, eingepasst und darin fixiert ist.
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Die Armverbindung 13 ist unabhängig von der zweiten Steuerwelle ausgebildet. Die Armverbindung 13 wird aus einem serienmäßigen Eisenmetall in einer ringförmigen Form, die eine große Dicke aufweist, ausgebildet. Die Armverbindung 13 umfasst eine Presspassungsöffnung 13a, die in einem im Wesentlichen mittleren Bereich der Armverbindung 13 ausgebildet ist, und die auf einem Fixierbereich, der zwischen den ersten und zweiten Zapfenbereichen der zweiten Steuerwelle 11 ausgebildet sind, eingepasst und daran fixiert ist; und einen Vorsprungsbereich 13b, der U-förmig ist, der auf einem äußeren Umfang der Armverbindung 13 ausgebildet ist, und der in die radiale Richtung hervorsteht. Die Presspassungsöffnung 13a und der Vorsprungsbereich 13b sind einstückig ausgebildet, um die Armverbindung 13 zu bilden. Dieser Vorsprungsbereich 13b umfasst eine Verbindungsöffnung 13c, in der der Verbindungsstift 14 drehbeweglich abgestützt ist. Ein Wellenmittelpunkt (Verbindungsstift 14) dieser Verbindungsöffnung 13c ist vom Wellenmittelpunkt der zweiten Steuerwelle 11 in die radiale Richtung über den Vorsprungsbereich 13b exzentrisch.
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Die zweite Steuerwelle 11 ist angeordnet, um eine Drehposition durch ein Drehmoment (Drehkraft) zu ändern, das von einem Antriebsmotor 22 durch eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 übertragen wird, die ein Teil des Aktuators ist, um dadurch die Steuerwelle 10 über die zweite Steuerungsverbindung 12 zu drehen und zu einer Position des unteren Endbereichs der ersten Steuerungsverbindung 7 zu bewegen. Damit wird eine Stellung bzw. eine Anordnung der unteren Verbindung 5 geändert, sodass die Hubcharakteristik des Kolbens 1 geändert wird. Folglich wird das Motorverdichtungsverhältnis gemäß der Änderung der Hubcharakteristik des Kolbens 1 geändert.
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Wie in 2 bis 7 dargestellt, umfasst der Aktuator eine zweite Steuerwelle 11; ein Gehäuse 20, das die zweite Steuerwelle 11 innerhalb des Gehäuses 20 drehbeweglich abstützt; eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21, die innerhalb eines hinteren Endseitenbereichs des Gehäuses 20 vorgesehen ist; und einen Antriebsmotor 22, der auf einer hinteren Endseite der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 vorgesehen ist.
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Die zweite Steuerwelle 11 umfasst einen Wellenhauptkörper 23, der einstückig aus einem serienmäßigen Eisenmetall hergestellt ist; und einen Fixierflansch 24, der einstückig mit einem hinteren Endbereich des Wellenhauptkörpers 23 vorgesehen ist. Der Wellenhauptkörper 23 ist in einer abgestuften Form in axialer Richtung ausgebildet. Der Wellenhauptkörper 23 umfasst einen ersten Zapfenbereich 23a, der auf einer Endspitzenseite ist, und der einen kleinen Durchmesser aufweist; einen Fixierbereich 23b, der einen mittleren Durchmesser aufweist, der an einem Zwischenbereich angeordnet ist, und an dem die Armverbindung 13 von der Seite des ersten Zapfenbereichs 23a durch die Presspassungsöffnung 13a eingepasst ist; und einen zweiten Zapfenbereich 23c, der einen großen Durchmesser aufweist, und der auf der Seite des Fixierflansches 24 ist. Außerdem umfasst der Wellenhauptkörper 23 einen ersten abgestuften Bereich 23d, der zwischen dem Fixierbereich 23b und einem zweiten Zapfenbereich 23c angeordnet ist; und einen zweiten abgestuften Bereich 23e, der zwischen dem ersten Zapfenbereich 23a und Fixierbereich 23b angeordnet ist.
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Der erste abgestufte Bereich 23d umfasst eine Endseiten-Öffnungskante, die auf der Seite des zweiten Zapfenbereichs 23c ist. Wenn die Presspassungsöffnung 13a der Armverbindung 13 am Fixierbereich 23b von der Seite des ersten Zapfenbereichs 23a eingepasst ist, liegt diese eine Endseiten-Öffnungskante des ersten abgestuften Bereichs 23d in axialer Richtung an. Damit beschränkt der erste abgestufte Bereich 23d die Bewegung der Armverbindung 13 in eine Richtung zum zweiten Zapfenbereich 23e. Wenn andererseits der Wellenhauptkörper 23 innerhalb der Abstützöffnung 30 eingesetzt ist, liegt der zweite abgestufte Bereich 23e auf einer abgestuften Öffnungskante 30c (wird später beschrieben) der Abstützöffnung 30 an, um somit eine Bewegung in axialer Richtung zu beschränken.
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Der Fixierflansch 24 umfasst sechs Bolzeneinsetzöffnungen 24a, die auf einem äußeren Umfangsbereich des Fixierflansches 24 in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind, und die den Fixierflansch 24 durchdringen. Der Fixierflansch 24 ist über eine Druckplatte 26 mit einem innenkeilverzahnten Ring bzw. einer Circular Spline 27, die eine Innenverzahnung der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 ist, durch sechs Bolzen 25, die durch die Bolzeneinsetzöffnung 24a eingesetzt sind, verbunden.
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Außerdem umfasst der Fixierflansch 24 einen ersten Lagerbereich 24b, der kreisförmig ist, und der an einem inneren Umfassungsbereich des Fixierflansches 24 auf einer Seite der ersten Aufnahmekammer 28a eines Gehäusehauptkörpers 28 (wird später beschrieben) ausgebildet ist, und der hervorsteht. Dieser erste Lagerbereich 24b umfasst eine erste Abstütznut 24c, die auf der inneren Umfangsseite des ersten Lagerbereichs 24b ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 20 umfasst einen Gehäusehauptkörper 28, der aus einer Aluminiumlegierung im Wesentlichen würfelförmig ausgebildet ist; und eine Abdeckung 29, die durch einen O-Ring 51 eine Endöffnung einer ersten Aufnahmekammer 28a schließt, die eine kreisförmige Nutform mit einem großen Durchmesser aufweist, und die auf der Innenseite der hinteren Endseite des Gehäusehauptkörpers 28 vorgesehen ist.
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Der Gehäusehauptkörper 28 umfasst eine zweite Aufnahmekammer 28b, die innerhalb eines vorderen Bereichs der ersten Aufnahmekammer 28a (auf einer linken Seite in 6) ausgebildet ist, und die sich in seitlicher Richtung erstreckt, und eine Abstützöffnung 30, die innerhalb des Gehäusehauptkörpers 28 von einer Bodenfläche der ersten Aufnahmekammer 28a in axialer Richtung ausgebildet ist, durch die der Wellenhauptkörper 23 der Steuerwelle 13 eingesetzt und angeordnet ist, und die die zweite Aufnahmekammer 28b in eine Richtung durchdringt, die senkrecht zur zweiten Aufnahmekammer 28b ist.
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Eine Halteöffnung 31 ist von der Abstützöffnung 30 in axialer Richtung verlängert. Ein Winkelsensor 32 ist innerhalb dieser Halteöffnung 31 aufgenommen und angeordnet. Der Winkelsensor 32 ist angeordnet, um eine Drehwinkelposition der Steuerwelle 13 zu erfassen.
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Die Abdeckung 29 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, ähnlich wie der Gehäusehauptkörper 28. Die Abdeckung 29 umfasst eine Motorwellen-Einsetzöffnung 29a, die an einem im Wesentlichen mittleren Bereich ausgebildet ist, und die die Abdeckung 29 durchdringt; vier Vorsprungsbereiche 29b, die auf einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind, und die in radialer Richtung hervorstehen; und Bolzeneinsetzöffnungen, die in den vier Vorsprungsbereichen 29b ausgebildet sind. Vier Bolzen 43 werden von der Seite des Antriebsmotors 22 her in die Bolzeneinsetzöffnungen eingesetzt. Damit wird die Abdeckung 29 am Gehäusehauptkörper 28 fixiert.
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Außerdem umfasst diese Abdeckung 29 einen zweiten Lagerbereich 29c, der ringförmig ist, und der auf einem inneren Umfangsbereich einer inneren Endfläche auf der Seite der ersten Aufnahmekammer 28a ausgebildet ist, und der hervorsteht. Die Abdeckung 29 umfasst sechs innere Schraubenlöcher 29d, die auf einem äußeren Umfangsbereich einer inneren Endfläche ausgebildet sind, und die sich in axialer Richtung erstrecken, und in die Bolzen 41 zum Verbinden einer zweiten Circular Spline 38 (wird später beschrieben) eingeschraubt sind. Außerdem umfasst die Abdeckung 29 innere Schraubenlöcher 29e, die in einem hinteren Ende der Abdeckung 29 ausgebildet sind, und in die Bolzen 49 zum Verbinden eines Motorgehäuses 45 (wird später beschrieben) eingeschraubt sind.
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Der zweite Lagerbereich 29c steht in einer Richtung zur ersten Aufnahmekammer 28a hervor. Der zweite Lagerbereich 29c umfasst eine zweite Abstütznut 29f, die kreisförmig ist, und die auf einer inneren Umfassungsseite des zweiten Lagerbereichs 29c ausgebildet ist.
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Wie in 6 und 7 dargestellt, nimmt die zweite Aufnahmekammer 28b einen Verbindungsbereich zwischen der Armverbindung 13 und dem zweiten Endbereich 12b der Steuerungsverbindung 12 durch einen Verbindungsstift 14 auf. Die zweite Aufnahmekammer 28b weist einen Gesamtraum auf, durch den es möglich ist, freie Schwingbewegungen bzw. Schwingungen der Steuerungsverbindung 12 und Armverbindung 13 zu gewährleisten. Außerdem weist die zweite Aufnahmekammer 28b eine Breite auf, die etwas größer als eine Breite des zweiten Endbereichs 12b der Steuerungsverbindung 12 ist, um somit ein Spiel (Klappergeräusch) der Betätigung bzw. des Betriebs zu unterdrücken.
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Wie in 6 dargestellt, ist die Abstützöffnung 30 in einer abgestuften Form ausgebildet, sodass ein Außendurchmesser einer inneren Umfangsfläche der Abstützöffnung 30 einem Außendurchmesser eines Wellenhauptkörpers 23 der zweiten Steuerwelle 11 entspricht. Die Abstützöffnung 30 umfasst eine erste Lagerbohrung bzw. Lageröffnung 30a, die einen kleinen Durchmesser aufweist, und auf der der erste Zapfenbereich 23a abgestützt ist; einen Bereich, der an einer Position positioniert ist, die der Position des Fixierbereichs 23b entspricht, das heißt, die zur zweiten Aufnahmekammer 28b geöffnet ist; und eine zweite Lagerbohrung bzw. Lageröffnung 30b, die einen großen Durchmesser aufweist, und auf der der zweite Zapfenbereich 23c abgestützt ist.
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Die erste Lageröffnung 30a umfasst eine abgestufte Öffnungskante 30c, die der zweiten Aufnahmekammer 28b gegenübersteht. Diese abgestufte Öffnungskante 30c der ersten Lageröffnung 30a ist angeordnet, um auf dem zweiten abgestuften Bereich 23e in axialer Richtung anliegend zu sein, wenn der zweite Wellenhauptkörper 23 in die Abstützöffnung 30 eingesetzt wird, und um dadurch ein weiteres Einsetzen des zweiten Wellenhauptkörpers 23 zu beschränken. Außerdem liegt der innere Umfangsbereich des Fixierflansches 24 auf der äußeren Öffnungskante der zweiten Lageröffnung 30b an, um somit eine maximale Bewegungsposition des Wellenhauptkörpers 23 bezüglich der Abstützöffnung 30 zu beschränken.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst der Winkelsensor 32 eine Sensorabdeckung 32a, die kappenförmig ist und die auf der inneren Umfangsfläche der Halteöffnung 31 durch Presspassung fixiert ist; einen Rotor 32b, der zum Erfassen des Winkels dient, der auf der inneren Umfangsseite der Sensorabdeckung 32a angeordnet ist; einen Sensorbereich 32c, der an einem im Wesentlichen mittleren Bereich der Sensorabdeckung 32a vorgesehen und der angeordnet ist, um eine Drehposition des Rotors 32b zu erfassen. Der Sensorbereich 32c ist angeordnet, um das erfasste Signal an eine Steuereinheit (nicht dargestellt) auszugeben, die eingerichtet ist, um einen Betriebszustand des Motors zu erfassen. Der Rotor 32b umfasst einen Endspitzen-Vorsprungsbereich 32d, der an einer Fixieröffnung, die an einer Endspitzenseite des Wellenhauptkörpers 23 ausgebildet ist, durch Presspassung fixiert ist.
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In der Sensorabdeckung 32a ist ein Bereich zwischen der Sensorabdeckung 32a und der Halteöffnung 31 durch eine Dichtung 33 abgedichtet. Die Sensorabdeckung 32a ist am Gehäuse 20 mit einem Sensorbereich 32c durch zwei Bolzen 34 befestigt. Außerdem umfasst die Sensorabdeckung 32a drei O-Ringe 35, die auf dem äußeren Umfang eines zylindrischen Bereichs vorgesehen sind. Damit wird das Einleiten bzw. Einführen des Öls in eine Richtung zum Sensorbereich 32c beschränkt.
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Die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 ist ein Spannungswellengetriebe-Typ bzw. Wellgetriebe-Typ. Verschiedene Komponenten der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 sind innerhalb der ersten Aufnahmekammer 28a des Gehäusehauptkörpers 28 aufgenommen, der durch die Abdeckung 29 geschlossen ist. Das heißt, die Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 umfasst eine erste Circular Spline 27, die ringförmig ist, die durch Bolzen am Fixierflansch 24 fixiert ist und die einen inneren Umfang umfasst, auf dem eine Mehrzahl von Innenverzahnungen 27a ausgebildet ist; eine Flexspline 36, die innerhalb der ersten Circular Spline 27 angeordnet ist, und die ein äußeres Zahnrad mit einer Mehrzahl von Außenverzahnungen 36a ist, die auf einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, und die mit der Innenverzahnung 27a in Eingriff steht; ein Wellengenerator 37, der eine Wellenerzeugungsvorrichtung ist, die eine ovale äußere Umfangsfläche umfasst, die auf einem Teil einer inneren Umfangsfläche der Flexspline 36 gleitet; und eine zweite Circular Spline 38, die an einer axialen Innenseite der ersten Circular Spline 27 angeordnet ist, und die eine Innenverzahnung 38a umfasst, die auf der inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, und die mit der Außenverzahnung 36a der Flexspline 36 in Eingriff steht.
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Die erste Circular Spline 27 umfasst sechs innere Schraubenlöcher 27b, die in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sind, und in die Bolzen 25 eingeschraubt sind.
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Die Flexspline 36 wird aus Metall in einer dünnen zylindrischen Form ausgebildet, durch die die Flexspline 36 die Form flexibel variieren kann. Die Außenverzahnung 36a der Flexspline 36 weist eine Anzahl von Zähnen auf, die um 1 kleiner als die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 27a der ersten Circular Spline 27 ist.
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Wie in 6 dargestellt, umfasst der Wellengenerator 37 eine Durchgangsbohrung 37a, die einen relativ großen Durchmesser aufweist, die im Wesentlichen kreisförmig ist, und die an einem im Wesentlichen mittleren Bereich des Wellengenerators 37 ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Innenverzahnungen 37b, die auf der inneren Umfangsfläche der Durchgangsbohrung 37a ausgebildet sind. Die ovale äußere Umfangsfläche des Wellengenerators 37 ist in einer ebenen bzw. flachen Form ausgebildet. Diese ovale äußere Umfangsfläche des Wellengenerators 27 liegt auf der ebenen inneren Umfangsfläche der Flexspline 36 an.
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Dieser Wellengenerator 37 umfasst einen äußeren Umfassungsbereich 37c mit einer axialen Breite W, die relativ klein ist. Außerdem umfasst dieser Wellengenerator 37 einen inneren Umfangsbereich 37d; und ausgesparte Bereiche 37e und 37f, die auf beiden axialen Endflächen des inneren Umfangsbereichs 37d ausgebildet sind. Damit weist die Gesamtheit des Wellengenerators 37 eine eingeschränkte Form auf. Das heißt, die axiale Breite W1 des inneren Umfangsbereich 37d ist ausreichend kleiner als eine axiale Breite W des äußeren Umfangsbereichs 37c durch die beiden ausgesparten Bereiche 37e und 37f. Damit ist die Gesamtheit des Wellengenerators 37 in einer eingeschränkten Form ausgebildet.
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Außerdem umfasst der Wellengenerator 37 zylindrische Vorsprungsbereiche 37g und 37h, die jeweils einstückig ausgebildet sind, auf der Innenseite des inneren Umfangsbereichs 37d, das heißt, den vorderen und hinteren Öffnungskanten der Durchgangsbohrung 37a in axialer Richtung. Die vorderen und hinteren ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 (ersten und zweiten Lagerbereiche) sind jeweils zwischen den Vorsprungsbereichen 37g und 37h und der ersten Abstütznut 24c des Fixierflansches 24 und zweiten Abstütznut 29f der Abdeckung 29 angeordnet.
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Die Gesamtheit des Wellengenerators 37 wird durch diese ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 drehbeweglich abgestützt.
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Insbesondere umfasst das erste Kugellager 39 einen Innenring, der an der äußeren Umfangsfläche des einen Vorsprungsbereichs 37g durch Presspassung fixiert ist, und einen Außenring, der auf der inneren Umfangsfläche der ersten Abstütznut 24c durch Presspassung fixiert ist. Andererseits umfasst das zweite Kugellager 40 einen Innenring, der auf der äußeren Umfangsfläche des anderen Vorsprungsbereichs 37h durch Presspassung fixiert ist; und ein Außenring, der auf der inneren Umfangsfläche der zweiten Abstütznut 29f fixiert ist. Folglich umfassen die ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 jeweils innere Bereiche, die einander in axialer Richtung gegenüberstehen, und die innerhalb der axialen Breite W des äußeren Umfangsbereichs 37c positioniert sind. Folglich überlappen sich die ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 mit dem äußeren Umfangsbereich 37c in radialer Richtung.
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Die zweite Circular Spline 38 umfasst einen Flanschbereich 38b, der auf der äußeren Umfangsseite vorgesehen ist; und sechs Bolzeneinsetzöffnungen, die im Flanschbereich 38b ausgebildet sind, und die den Flanschbereich 38b durchdringen. Die zweite Circular Spline 38 ist am inneren Endbereich der Abdeckung 29 über die zweite Druckplatte 42 durch sechs Bolzen 41 fixiert, die durch diese Bolzeneinsetzöffnungen eingesetzt sind. Außerdem weist die Innenverzahnung 38a dieser zweiten Circular Spline 38 die Anzahl von Zähnen auf, die mit der Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 36a der Flexspline 36 identisch ist. Folglich weist die Innenverzahnung 38a dieser zweiten Circular Spline 38 die Anzahl der Zähne auf, die um 1 kleiner als die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 27a der ersten Circular Spline 27 ist. Durch diesen Unterschied der Anzahl der Zähne wird das Drehzahlreduzierungsverhältnis bestimmt.
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Der Antriebsmotor 22 ist ein bürstenloser Elektromotor. Wie in 3 und 6 dargestellt, umfasst der Antriebsmotor 22 ein Motorgehäuse 45, das eine zylindrische Form mit Boden aufweist; eine Spule 46, die zylinderförmig ist und die auf der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 45 fixiert ist; einen magnetischen Rotor 47, der drehbeweglich innerhalb der Spule 46 vorgesehen ist; und eine Motorwelle 48, die einen Endbereich 48a umfasst, der an einem im Wesentlichen axialen Mittelpunkt des magnetischen Rotors 47 fixiert ist.
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Das Motorgehäuse 45 umfasst vier Vorsprungsbereiche 45a, die auf einem äußeren Umfang eines vorderen Endes ausgebildet sind; und Bolzeneinsetzöffnungen 45b, die in vier Vorsprungsbereichen 45a ausgebildet sind, und durch die vier Bolzen 49 eingesetzt sind. Das Motorgehäuse 45 ist auf einem hinteren Endbereich der Abdeckung 29 über einen O-Ring 50 durch vier Bolzen 49 befestigt. Außerdem ist ein Verbinderbereich 67 einstückig auf einem äußeren Umfang des Motorgehäuses 45 vorgesehen. Der Verbinderbereich 67 ist angeordnet, um einen Steuerstrom von der Steuereinheit aufzunehmen.
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Der magnetische Rotor 47 umfasst positive Magnetpole und negative Magnetpole, die abwechselnd auf dem Außenumfang in Umfangsrichtung angeordnet sind. Außerdem umfasst der magnetische Rotor 47 eine Flxieröffnung 47a, die an einem im Wesentlichen mittleren Bereich ausgebildet ist, und an der ein Endbereich 48a der Motorwelle 48 durch Presspassung fixiert ist, und die den magnetischen Rotor 47 durchdringt.
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Die Motorwelle 48 umfasst den ersten Endbereich 48a, der von einer Endfläche des magnetischen Rotors 47 hervorsteht, und der einen Endspitzenbereich aufweist, der durch ein Kugellager 52 mit einem Außenring, der innerhalb einer Endwand des Motorgehäuses 45 fixiert ist, abgestützt wird. Außerdem umfasst die Motorwelle 48 einen zweiten Endbereich 48b, der durch ein Kugellager 53 mit einem Außenring, der auf dem Innenumfang der Motorwellen-Einsetzöffnung 29a der Abdeckung 29 fixiert ist, abgestützt ist. Außerdem ist eine Außenverzahnung 48c auf der äußeren Umfangsfläche der Motorwelle 48 ausgebildet, mit Ausnahme des zweiten Endbereichs 48b. Die Außenverzahnung 48c steht mit der Innenverzahnung 37b des Wellengenerators 37 in Eingriff.
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Das Kugellager 43 wird innerhalb einer Haltenut der Abdeckung 29 durch Schrauben 56 durch eine im Wesentlichen scheibenförmige Halterung 54 gehalten.
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Ein Drehmelder 55 ist an einer im Wesentlichen mittleren Position der Motorwelle 48 in axialer Richtung angeordnet. Der Drehmelder 55 ist angeordnet, um einen Drehwinkel der Motorwelle 48 zu erfassen. Dieser Drehmelder umfasst einen Drehmelderrotor 55a, der durch Presspassung auf dem Außenumfang der Motorwelle 48 fixiert ist; und einen Sensorbereich 55b, der angeordnet ist, um einen verbundenen blattförmigen Geber zu erfassen, die auf der äußeren Umfassungsfläche des Drehmelderrotors 55a ausgebildet ist. Dieser Sensorbereich 55b ist innerhalb der Abdeckung 28 durch zwei Schrauben 56 fixiert. Außerdem ist der Sensorbereich 55b angeordnet, um das erfasste Signal an die Steuereinheit auszugeben.
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Die zweite Steuerwelle 11 umfasst einen Einlasssbereich, der innerhalb der zweiten Steuerwelle 11 in axialer Richtung ausgebildet ist, und der angeordnet ist, um die Ölschmierung einzulassen bzw. einzuleiten, die unter Druck gesetzt ist und von einer Ölpumpe (nicht dargestellt) übertragen wird; und eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 65a und 65b, die innerhalb der zweiten Steuerwelle 11 in radialer Richtung ausgebildet sind und die mit dem Einlassbereich verbunden sind. Der Einlassbereich umfasst eine Ölkammer 64a, die im Wesentlichen konisch ist, die an einem im Wesentlichen mittleren Bereich des Fixierflansches 24 ausgebildet ist, und zu der eine Ölschmierung von einer Ölbohrung (nicht dargestellt) zugeführt wird; und eine axiale Bohrung 64b, die von der Ölkammer 64a entlang einer Richtung des Mittelpunkts der Welle der Innenseite der zweiten Steuerwelle 11 ausgebildet ist.
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Die eine radiale Bohrung 65a umfasst ein inneres Ende, das im Endspitzenbereich der axialen Bohrung 64b geöffnet ist; und ein äußeres Ende, das in einem Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten Zapfenbereichs 23a und ersten Lageröffnung 30a geöffnet ist. Die eine radiale Bohrung 65a ist angeordnet, um die Ölschmierung diesem Zwischenraum zuzuführen. Wie in 7 dargestellt, ist die andere radiale Bohrung 65b mit einer Ölbohrung 65c verbunden, die innerhalb der Armverbindung 13 ausgebildet ist. Die andere radiale Bohrung 65b ist angeordnet, um die Ölschmierung durch diese Ölbohrung 65c zu einem Bereich zwischen der inneren Umfangsfläche der Verbindungsöffnung 13c und der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsstifts 14 zuzuführen.
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[Funktionen und Wirkungen der ersten Ausführungsform]
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Wenn die Armverbindung 13 innerhalb der Aufnahmekammer 28b am Wellenhauptkörper 23 der zweiten Steuerwelle 11 durch Presspassung bei dieser Ausführungsform zuerst in einem Zustand fixiert wird, in dem der zweite Endbereich 12b der Steuerungsverbindung 12 und der Vorsprungsbereich 13b der Armverbindung 13 durch den Verbindungsstift 14 miteinander verbunden sind, wird dieser Verbindungsbereich innerhalb der Aufnahmekammer 28b durch zwei Spannvorrichtungen 62 und 63 aufgenommen, positioniert und fixiert, wie in 8 dargestellt. In diesem Zustand wird der Wellenhauptkörper 23 in die Presspassungsöffnung 13a von der Seite des Endspitzenbereichs (die Seite des ersten Zapfenbereichs 23a) eingesetzt. Dieser Verbindungsbereich (Armverbindung 13) wird auf der äußeren Umfangsfläche des Fixierbereichs 23b in axialer Richtung durch Presspassung angeordnet. Dieser Verbindungsbereich (Armverbindung 13) wird durch Presspassung angeordnet bzw. eingepasst, bis der erste abgestufte Bereich 23d auf der einen Endseiten-Öffnungskante anliegt.
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Danach werden die Spannvorrichtungen 62 und 63 entfernt. Damit ist die Montage der Armverbindung 13 bezüglich der zweiten Steuerwelle 11 beendet.
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So werden in dieser Ausführungsform die zweite Steuerwelle 11 und die Armverbindung 13 voneinander getrennt. Die Armverbindung 13 ist mit dem Wellenhauptkörper 23 innerhalb der Aufnahmekammer 28b verbunden. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Wellenhauptkörper 23 und die Armverbindung 13 einstückig ausgebildet sind, ist es nicht nötig, dass der Innendurchmesser der Motorwellen-Einsetzöffnung 30 des Gehäusehauptkörpers 28 in einer größeren Dimension zum Einsetzen der Armverbindung 13 ausgebildet wird. Außerdem ist es völlig unnötig, dass der Gehäusehauptkörper 28 in den oberen Bereich und unteren Bereich getrennt wird.
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Folglich ist es möglich, die Zunahme der gesamten Größe des Gehäuses 20 zu unterdrücken, und die Größenreduzierung und Gewichtsreduzierung des Gehäuses 20 zu erreichen. Folglich ist es möglich, eine Montierbarkeit des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus am Motor zu verbessern.
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Außerdem sind die zweite Steuerwelle 11 und die Armverbindung 13 unterschiedliche Elemente. Damit ist es möglich, den Freiheitsgrad der Länge der Armverbindung 13 zu verbessern und die Länge der Armverbindung 13 in Verbindung mit der Größe der Aufnahmekammer 28b zu erhöhen. Folglich ist es möglich, die umgekehrte Eingabebelastung bzw. Eingabelast von der Steuerverbindung 12 zur Seite der zweiten Steuerwelle 11 zu reduzieren. Damit ist es möglich, die Belastung bzw. Last der Drehzahlreduzierungsvorrichtung 21 und des Antriebsmotors 22 zu reduzieren.
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In dieser Ausführungsform ist außerdem die gesamte axiale Breite des Wellengenerators 37 klein. Insbesondere ist der Wellengenerator 37 in einer eingeschränkten Form durch die ausgesparten Bereiche 37e und 37f ausgebildet, die auf beiden Endflächen des inneren Umfangsbereichs 37d ausgebildet sind. Folglich wird die axiale Breite W1 klein. Folglich ist es möglich, die Positionen der ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 zu schließen. Dadurch ist es möglich, die Abdeckung 29 und den Fixierflansch 27 zu schließen, die jeweils die ersten und zweiten Kugellager 39 und 40 abstützen. Folglich ist es möglich, die axiale Länge des gesamten Gehäuses 20 ausreichend zu verringern. Folglich ist es möglich, die axiale Größe des gesamten Gehäuses zusammen mit der Größenreduzierung des Gehäusehauptkörpers 28 zu verringern.
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Außerdem ist es möglich, die Position des Fixierflansches 27 etwas zur Seite der Abdeckung 29 zu bewegen. Folglich ist es möglich, die axiale Länge der zweiten Lagerbohrung 30b zu erhöhen. Damit ist es möglich, den Lagerbereich des zweiten Zapfenbereichs 23c durch die zweite Lagerbohrung 30b zu erhöhen. Folglich ist es möglich, die größere Belastung durch die zweite Lagerbohrung 30b aufzunehmen.
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Das heißt, das hohe wechselnde Drehmoment, das im Kolben 1 erzeugt wird, wird zur Steuerverbindung 12 übertragen. Dieses wechselnde Drehmoment wird von der Armverbindung 13 zum Wellenhauptkörper 23 der zweiten Steuerwelle 11 übertragen. Die hohe Belastung wird von den ersten und zweiten Zapfenbereichen 23a und 23c zu den inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30b übertragen, sodass die Flächendrücke zwischen den inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30b groß werden. Die Abnutzung wird auf den inneren Umfangsflächen der ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30c der Aluminiumlegierung durch diese Oberflächendrücke und Hochgeschwindigkeits-Gleitreibung erzeugt. Damit kann ein relativ großer Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Zapfenbereichen 23a und 23c und ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30b erzeugt werden.
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In einem Fall, in dem dieser Zwischenraum bei der zweiten Steuerwelle 11 groß wird, ist es einfach, dass die Seite des ersten Zapfenbereichs 23a, die ein Endspitzenbereich des Wellenhauptkörpers 23 ist, um das zweite Kugellager 40 gedreht wird. Damit nimmt die Flexspline 36 die Wechsellast durch das erste Kugellager 39 und den Wellengenerator 37 auf. Üblicherweise weist der innere Umfangsbereich des Wellengenerators 37 eine große axiale Länge auf. Folglich wird das Schwingungsausmaß um das zweite Kugellager 40 herum groß. Die hohe exzentrische Belastung wirkt auf die Flexspline 36. Die flexible Formveränderung (Verformung) kann einfach teilweise erzeugt werden. Außerdem kann die Verschlechterung bzw. Abnahme der Lebensdauer durch die Zunahme des örtlichen Flächendrucks und die geringe Schmierung infolge des teilweisen Kontakts (falsch ausgerichtetes Anliegen) der Spur- bzw. Führungsfläche des ersten Kugellagers 39 erzeugt werden.
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Folglich ist die Position des ersten Kugellagers 39 in dieser Ausführungsform näher zur Seite des Antriebsmotors 22. Damit kann der Fixierflansch 24 in dieselbe Richtung bewegt werden. Folglich ist es möglich, die axiale Länge der zweiten Lagerbohrung 30d zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, ein Überhangausmaß vom zweiten Kugellager 40, das ein Drehpunkt für die Flexspline 36 ist, und ersten Kugellager 39 zu verringern, die Aktionspunkte sind, und dadurch das Schwingungsausmaß des Wellenhauptkörpers 23 auf ein kleines Ausmaß zu unterdrücken. Folglich ist es möglich, das teilweise flexible Ausmaß der Flexspline 36 zu verringern, und die Erzeugung des teilweisen Kontakts des zweiten Kugellagers 40 zu unterdrücken. Damit ist es möglich, die Abnahme der Lebensdauer derjenigen zu unterdrücken.
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Außerdem wird der Wellenhauptkörper 23 durch die vorderen und hinteren ersten und zweiten Zapfenbereiche 23a und 23c in den vorderen und hinteren ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30b der Abstützöffnung 30 abgestützt. Folglich ist es möglich, die zweite Steuerwelle 11 stabil und konstant abzustützen, und um dadurch eine Vibration und Lärm bzw. Geräusche durch die Wechsellast zu unterdrücken.
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Außerdem weist der Wellenhauptkörper 23 in dieser Ausführungsform eine abgestufte Form vom zweiten Zapfenbereich 23c, der den maximalen Durchmesser aufweist, über den Fixierbereich 23b, der den mittleren Durchmesser aufweist, zum ersten Zapfenbereich 23a, der den minimalen Durchmesser aufweist, auf. Folglich ist es möglich, die Einsetzeigenschaften zur Abstützöffnung 30 zu verbessern.
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Außerdem ist die Armverbindung 13 durch die Presspassungsöffnung 13a am Fixierbereich 23b des Wellenhauptkörpers 23 in axialer Richtung fixiert. Folglich ist es möglich, den Verbindungsvorgang der Armverbindung 13 und des Wellenhauptkörpers 23 zu vereinfachen.
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Außerdem liegt der zweite abgestufte Bereich 23e des Wellenhauptkörpers 23 auf der abgestuften Öffnungskante 30c der Abstützöffnung 30 an. Damit ist es möglich, die Positionierung in axialer Richtung beim Einsetzen des Wellenhauptkörpers 23 zu vereinfachen. Außerdem ist es möglich, die axiale Position der Armverbindung 30 an der Presspassung unter Verwendung des ersten abgestuften Bereichs 23d des Wellenhauptkörpers 23 zu beschränken. Folglich ist es möglich, das Positionieren an diesem Punkt zu vereinfachen.
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Außerdem ist der Wellenhauptkörper 23 der zweiten Steuerwelle 11 aus serienmäßigem Eisenmetall hergestellt. Andererseits sind das gesamte Gehäuse 20 mit den ersten und zweiten Lagerbohrungen 30a und 30b aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Damit wird der Unterschied zwischen dem Eisen und der Aluminiumlegierung durch eine Wärmeausdehnung und thermische Kontraktion klein, weil die erste Lagerbohrung 30a eine kleine Durchmesserform aufweist. Damit ist es möglich, die Erzeugung der Verdrehung infolge des Spiels zwischen dem ersten Zapfenbereich 23a und der ersten Lagerbohrung 30a zu unterdrücken.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anordnung gemäß der Ausführungsform begrenzt. Es ist z. B. optional, eine Keilverzahnungsverbindung und eine Bolzenverbindung als Fixiermittel der Armverbindung 13 bezüglich des Wellenhauptkörpers 23 zusätzlich zur Presspassung zu verwenden.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf Aktuatoren anderer Verbindungsmechanismen für einen Verbrennungsmotor zusätzlich zum variablen Verdichtungsverhältnismechanismus anwendbar.
- [a] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der zweite Lagerbereich einen Außenring, der auf dem Gehäuse fixiert ist, und einen Innenring, der auf einem ersten axialen Endbereich eines inneren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung fixiert ist; und der erste axiale Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung ist drehbeweglich durch das Gehäuse abgestützt.
- [b] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der erste Lagerbereich einen Außenring, das auf einem inneren Umfangsbereichs der Steuerwelle fixiert ist, und einen Innenring, der am ersten axialen Endbereich des inneren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung fixiert ist; und der erste axiale Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung ist drehbeweglich durch die Steuerwelle abgestützt.
- [c] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ist die Steuerwelle drehbeweglich innerhalb des Gehäuses durch eine vordere Lagerbohrung und eine hintere Lagerbohrung abgestützt, die innerhalb des Gehäuses an vorderen und hinteren Positionen in axialer Richtung ausgebildet sind, um die Armverbindung dazwischen anzuordnen.
- [d] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ist die Steuerungsverbindung drehbeweglich mit einem exzentrischen Bereich der Armverbindung, die an der Steuerwelle fixiert ist, verbunden.
- [e] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der Aktuator ferner einen Winkelsensor, der an einem Endspitzenbereich der Steuerwelle vorgesehen und angeordnet ist, um einen Drehwinkel der Steuerwelle zu erfassen.
- [f] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der variable Verdichtungsverhältnismechanismus eine erste Steuerwelle, die sich von der Steuerwelle unterscheidet, und die angeordnet ist, um gedreht zu werden, um eine Position eines Kolbens zu ändern; wobei die Steuerungsverbindung mit der ersten Steuerwelle verbunden ist, um von der ersten Steuerwelle exzentrisch zu sein; und die Steuerverbindung angeordnet ist, um eine Stellung der Steuerungsverbindung zu ändern, um einen Drehwinkel der ersten Steuerwelle zu ändern.
- [g] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst das Gehäuse einen Drehzahlreduzierungsvorrichtungs-Aufnahmebereich, der innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist, und der die Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung aufnimmt; und das Gehäuse umfasst eine Lagerbohrung, die sich auf der hinteren Endseite des Gehäuses befindet, und die sich zum Drehzahlreduzierungsvorrichtungs-Aufnahmebereich erstreckt.
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Bei dieser Erfindung erstreckt sich die axiale Lagerbohrung der Steuerwelle zur Wellenerzeugungsvorrichtung. Folglich ist es möglich, die axiale Länge der Lagerbohrung zu erhöhen. Folglich ist es möglich, die größere Belastung durch diese Lagerbohrung aufzunehmen.
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In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Lagerbohrung der Steuerwelle in eine Richtung zur Wellenerzeugungsvorrichtung der Drehzahlreduzierungsvorrichtung. Folglich ist es möglich, die axiale Länge der Lagerbohrung zu erhöhen und dadurch die größere Belastung aufzunehmen.
- [h] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst die Steuerwelle einen ersten Zapfenbereich und einen zweiten Zapfenbereich, die durch zwei Lagerbohrungen des Gehäuses abgestützt sind. Der erste Zapfenbereich ist an einem Endspitzenbereich angeordnet. Der zweite Zapfenbereich ist an einem Basisendbereich angeordnet. Der zweite Zapfenbereich weist einen Außendurchmesser auf, der größer als ein Außendurchmesser des ersten Zapfenbereichs ist.
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In dieser Erfindung ist der Außendurchmesser des ersten Zapfenbereichs größer als der Außendurchmesser des zweiten Zapfenbereichs. Folglich ist es möglich, die größere Belastung aufzunehmen.
- [i] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus ist die Steuerungsverbindung drehbeweglich mit einem exzentrischen Bereich der Armverbindung verbunden, die an der Steuerwelle durch Presspassung fixiert ist.
- [j] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst die Steuerwelle einen Fixierflansch, der an einem Basisendbereich auf der Seite der Drehzahlreduzierungsvorrichtung angeordnet ist; und der Fixierflansch umfasst eine äußere Umfangsseite, die auf einem äußeren Umfang der Circular Spline fixiert ist.
- [k] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der Fixierflansch eine erste Abstütznut, die auf einer inneren Umfangsseite des Fixierflansches ausgebildet ist, und die den äußeren Umfang des ersten Lagerbereichs abstützt.
- [l] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst die Wellenerzeugungsvorrichtung einen Lagerbereich, der auf der inneren Umfangsseite der Wellenerzeugungsvorrichtung ausgebildet ist, und der sich zur Seite der Steuerwelle erstreckt; und der Lagerbereich umfasst einen äußeren Umfang, auf dem der Innenring des zweiten Lagerbereichs fixiert ist.
- [m] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der zweite Lagerbereich einen Endbereich, der auf der Seite der Wellenerzeugungsvorrichtung ist, und der angeordnet ist, um sich mit einem Gleitbereich zwischen der Wellenerzeugungsvorrichtung und der Außenverzahnung zu überlappen.
- [n] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst die Steuerwelle eine Ölleitung, die innerhalb der Steuerwelle ausgebildet ist, und die sich in axialer Richtung erstreckt.
- [o] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst die Armverbindung eine Ölbohrung, die in der Armverbindung ausgebildet ist, und die die Ölleitung und den Verbindungsbereich zwischen der Steuerungsverbindung und der Armverbindung verbindet.
- [p] Im Aktuator des variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst der Flanschbereich einen Ausbildungs- bzw. Formungsbereich des ausgesparten Bereichs, der den ausgesparten Bereich bildet, der zur Wellenerzeugungsvorrichtung bezüglich des Außenumfangs des Flanschbereichs hervorsteht; und der Wellenbildungsbereich ist so angeordnet, dass ein Teil des Ausbildungsbereichs des ausgesparten Bereichs sich mit der Innenseite der ersten Innenverzahnung in axialer Richtung überlappt.
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Der gesamte innerhalb der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-018991 , eingereicht am 04.02.2014, wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
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Obwohl die Erfindung gemäß den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Abänderungen und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden durch die folgenden Ansprüche definiert. Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit ergänzend auf die zeichnerische Darstellung in 1 bis 8 Bezug genommen.
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Zusammenfassend kann Folgendes festgehalten werden:
Ein Aktuator eines variablen Verdichtungsverhältnismechanismus umfasst eine Steuerungsverbindung; eine Steuerwelle; ein Gehäuse; eine Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung, die angeordnet ist, um die reduzierte Drehzahl an die Steuerwelle zu übertragen; einen ersten Lagerbereich, der zwischen der Steuerwelle und einer Wellenerzeugungsvorrichtung der Wellgetriebe-Drehzahlreduzierungsvorrichtung vorgesehen ist, und der einen ersten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung drehbeweglich abstützt; und einen zweiten Lagerbereich, der zwischen dem Gehäuse und der Wellenerzeugungsvorrichtung vorgesehen ist, und der einen zweiten axialen Endbereich der Wellenerzeugungsvorrichtung drehbeweglich abstützt, wobei der erste Lagerbereich und/oder der zweite Lagerbereich innerhalb einer axialen Bereite eines äußeren Umfangsbereichs der Wellenerzeugungsvorrichtung angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolben
- 2
- Kolbenbolzen
- 3
- obere Verbindung
- 4
- Kurbelwelle
- 4a
- Kurbelzapfen
- 5
- untere Verbindung
- 6, 8
- Verbindungsstift
- 7
- erste Steuerungsverbindung
- 9
- Verbindungsmechanismus
- 10
- erste Steuerwelle
- 10a
- erster Zapfenbereich
- 10b
- exzentrischer Steuerwellenbereich
- 10c
- exzentrischer Wellenbereich
- 10d
- erster Armbereich
- 10e
- zweiter Armbereich
- 11
- zweite Steuerwelle
- 12
- zweite Steuerungsverbindung
- 12a
- erster Endbereich
- 12b
- zweiter Endbereich
- 12c
- Einsetzöffnung
- 12d
- Endspitzenbereich
- 12e
- Fixieröffnungen
- 13
- Armverbindung
- 13a
- Presspassungsöffnung
- 13b
- Vorsprungsbereich
- 13c
- Verbindungsöffnung
- 14
- Verbindungsstift
- 20
- Gehäuse
- 21
- Drehzahlreduzierungsvorrichtung
- 22
- Antriebsmotor
- 23
- Wellenhauptkörper
- 23a
- erster Zapfenbereich
- 23b
- Fixierbereich
- 23c
- zweiter Zapfenbereich
- 23d
- erster abgestufter Bereich
- 23e
- zweiter abgestufter Bereich
- 24
- Fixierflansch
- 24a
- Bolzeneinsetzöffnung
- 24b
- erster Lagerbereich
- 24c
- erste Abstütznut
- 25
- Bolzen
- 26
- Druckplatte
- 27
- Circular Spline bzw. innenkeilverzahnter Ring
- 27a
- Innenverzahnung
- 27b
- innere Schraubenlöcher
- 28
- Gehäusehauptkörper
- 28a
- erste Aufnahmekammer
- 28b
- zweite Aufnahmekammer
- 29
- Abdeckung
- 29a
- Motorwellen-Einsetzöffnung
- 29b
- Vorsprungsbereich
- 29c
- zweiter Lagerbereich
- 29d,
- e inneres Schraubenloch
- 29f
- zweite Abstütznut
- 30
- Abstützöffnung
- 30a
- erste Lagerbohrung bzw. Lageröffnung
- 30b
- zweite Lagerbohrung bzw. Lageröffnung
- 30c
- abgestufte Öffnungskante
- 31
- Halteöffnung
- 32
- Winkelsensor
- 32a
- Sensorabdeckung
- 32b
- Rotor
- 32c
- Sensorbereich
- 32d
- Endspitzen-Vorsprungsbereich
- 33
- Dichtung
- 34
- Bolzen
- 35
- O-Ring
- 36
- Flex-Keilverzahnung bzw. Flexspline
- 36a
- Außenverzahnung
- 37
- Wellengenerator
- 37a
- Durchgangsbohrung
- 37b
- Innenverzahnung
- 37c
- äußerer Umfangsbereich
- 37d
- innerer Umfangsbereich
- 37e, f
- ausgesparter Bereich
- 37g, h
- zylindrische Vorsprungsbereiche
- 38
- zweite Circular Spline bzw. innenkeilverzahnter Ring
- 38b
- Flanschbereich
- 39,
- 40 erstes und zweites Kugellager
- 41
- Bolzen
- 42
- zweite Druckplatte
- 45
- Motorgehäuse
- 45a
- Vorsprungsbereich
- 45b
- Bolzeneinsetzöffnung
- 46
- Spule
- 47
- magnetischer Rotor
- 47a
- Fixieröffnung
- 48
- Motorwelle
- 48a
- erster Endbereich
- 48b
- zweiter Endbereich
- 48c
- Außenverzahnung
- 49
- Bolzen
- 50
- O-Ring
- 52, 53
- Kugellager
- 54
- Halterung
- 55
- Drehmelder bzw. Koordinatenwandler
- 55a
- Drehmelderrotor
- 55b
- Sensorbereich
- 56
- Schrauben
- 62, 63
- Spannvorrichtung
- 64a
- Ölkammer
- 64b
- axiale Bohrung
- 65a,
- b radiale Bohrungen
- 65c
- Ölbohrung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-169152 [0002, 0019]
- JP 2014-018991 [0081]
