DE112018005696T5

DE112018005696T5 - Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018005696T5
Application number: DE112018005696.1T
Authority: DE
Inventors: Genki SUZUKI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-07-09
Also published as: JP2019085910A; US10975737B2; CN111279055B; US20200263574A1; WO2019088250A1; CN111279055A; JP6904219B2

Abstract

Eine Nockenplatte (40) ist mit einer abtriebsseitigen Welle (4) gekoppelt und relativ zu einem Gehäuse (20) drehbar. Ein Zahnrad (50) ist auf einer Seite der Nockenplatte (40) entgegengesetzt zu der abtriebsseitigen Welle (4) angeordnet, so dass das Zahnrad (50) mit dem Gehäuse (20) und der Nockenplatte (40) in Eingriff gebracht ist, und das Zahnrad (50) wird durch einen Elektromotor (80) rotiert, um eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse (20) und der Nockenplatte (40) zu implementieren. Das Gehäuse (20) besitzt eine Kontaktoberfläche (201), die an einer Innenwand des Gehäuses (20) ausgebildet und derart konfiguriert ist, dass diese mit einer Wandoberfläche (401) der Nockenplatte (40) in Kontakt steht, die auf einer Seite in einer axialen Richtung des Gehäuses (20) angeordnet ist. Von zwei Außenverzahnungsabschnitten ist ein Außenverzahnungsabschnitt (32) auf einer Gegenseite der Kontaktoberfläche (201), welche in der axialen Richtung des Gehäuses (20) entgegengesetzt zu dem Zahnrad (50) liegt, angeordnet. Die Nockenplatte (40) besitzt einen Lagerabschnitt (42), der auf einer Seite der Kontaktoberfläche (201) entgegengesetzt zu dem Zahnrad (50) angeordnet ist, und der Lagerabschnitt (42) besitzt eine Außenumfangsfläche (420), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Radiallast aufnimmt, die von einer Innenumfangsfläche (210) des Gehäuses (20) in einer Richtung nach radial innen aufgebracht wird.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2017-214052 , die am 6. November 2017 eingereicht wurde, und nimmt diese durch Inbezugnahme mit auf.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Bislang ist eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung bekannt, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Ventilsteuerzeit eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine dadurch anpasst, dass eine relative Drehung zwischen einem Gehäuse, das synchron mit einer antriebsseitigen Welle der Verbrennungskraftmaschine gedreht wird, und einer Nockenplatte, die mit einer abtriebsseitigen Welle gekoppelt ist, geschaffen wird. Beispielsweise ist bei einer Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung von Patentliteratur 1 ein Gehäuse in axialer Richtung in zwei Gehäuse geteilt, und eines dieser beiden Gehäuse, das sich auf einer Seite befindet, auf welcher die abtriebsseitige Welle angeordnet ist, ist mit zwei Außenverzahnungsabschnitten versehen, die jeweils ringförmig gestaltet und derart konfiguriert sind, dass diese mit einem entsprechenden Endlosübertragungselement in Eingriff stehen, das um eine antriebsseitige Welle oder dergleichen gewunden ist. Darüber hinaus umfasst diese Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung ein Zahnrad, das sich auf einer Seite der Nockenplatte entgegengesetzt zu der abtriebsseitigen Welle befindet, um mit dem Gehäuse und der Nockenplatte in Eingriff zu stehen, während das Zahnrad durch einen Elektromotor rotiert wird, um eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Nockenplatte zu implementieren.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2009-185785 A
Kurzfassung der Erfindung
Bei der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung von Patentliteratur 1 besitzt das Gehäuse eine Kontaktoberfläche, welche derart konfiguriert ist, dass diese mit einer Wandoberfläche der Nockenplatte, die sich auf der Seite der abtriebsseitigen Welle befindet, in Kontakt steht. Darüber hinaus ist einer der beiden Außenverzahnungsabschnitte auf einer Seite der Kontaktoberfläche ausgebildet, auf der sich die abtriebsseitige Welle befindet. Außerdem befinden sich in einem Zustand, in dem die Nockenplatte mit der abtriebsseitigen Welle gekoppelt ist, die Nockenplatte und ein Endteil der abtriebsseitigen Welle auf einer Innenseite des Gehäuses. Zu der Zeit eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wird eine Radiallast in der Richtung nach radial innen von dem Endlosübertragungselement über den Außenverzahnungsabschnitt auf das Gehäuse aufgebracht, so dass eine Außenumfangsfläche der Nockenplatte und eine Außenumfangsfläche der abtriebsseitigen Welle die Radiallast von einer Innenumfangsfläche des Gehäuses in der Richtung nach radial innen aufnehmen. In einem Fall, in dem ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Nockenplatte und der Innenumfangsfläche des Gehäuses größer ist als ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der abtriebsseitigen Welle und der Innenumfangsfläche des Gehäuses, wird hier eine Biegespannung auf das Gehäuse ausgeübt, und dadurch wird die Kontaktoberfläche gegen die Wandoberfläche der Nockenplatte gedrückt, die sich auf der Seite befindet, auf der die abtriebsseitige Welle angeordnet ist. Daher kann die Nockenplatte möglicherweise verformt werden. Bei einer Verformung der Nockenplatte kommt es zu einem ungleichmäßigen Kontakt zwischen der Nockenplatte und dem Zahnrad, was möglicherweise zu einem Verschleiß von Zahnrad-Zahnoberflächen der ineinandergreifenden Abschnitte führt, an denen die Nockenplatte und das Zahnrad miteinander in Eingriff stehen. Wenn die Kontaktoberfläche gegen die Wandoberfläche der Nockenplatte gedrückt wird, die sich auf der Seite befindet, auf welcher die abtriebsseitigen Welle angeordnet ist, wird außerdem eine übermäßige Spannung an der Kontaktoberfläche und der Wandoberfläche der Nockenplatte erzeugt, die möglicherweise einen Verschleiß der Kontaktoberfläche des Gehäuses und der Wandoberfläche der Nockenplatte verursacht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung bereitzustellen, die den Verschleiß der Bauelemente davon beschränken kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Ventilsteuerzeit eines Ventils einer Verbrennungskraftmaschine anpasst, ein Gehäuse, einen Außenverzahnungsabschnitt, eine Nockenplatte und ein Zahnrad. Das Gehäuse ist derart konfiguriert, dass dieses synchron mit einer Welle aus einer antriebsseitigen Welle und einer abtriebsseitigen Welle der Verbrennungskraftmaschine rotiert. Der Außenverzahnungsabschnitt ist ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuse in einem Stück ausgebildet. Der Außenverzahnungsabschnitt ist derart konfiguriert, dass dieser mit einem Endlosübertragungselement in Eingriff steht, das um die antriebsseitige Welle oder ein anderes rotierbares Element gewunden ist, welches derart konfiguriert ist, dass dieses rotiert. Die Anzahl des Außenverzahnungsabschnitts beträgt zumindest eins.
Die Nockenplatte ist mit einer anderen Welle aus der antriebsseitigen Welle und der abtriebsseitigen Welle gekoppelt und derart konfiguriert, dass diese relativ zum Gehäuse rotiert. Das Zahnrad ist auf einer Seite der Nockenplatte entgegengesetzt zu der anderen Welle aus der antriebsseitigen Welle und der abtriebsseitigen Welle angeordnet. Das Zahnrad ist derart konfiguriert, dass dieses mit dem Gehäuse und der Nockenplatte in Eingriff steht, und derart konfiguriert, dass dieses von einem Elektromotor rotiert wird, um eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Nockenplatte zu implementieren. Das Gehäuse besitzt eine Kontaktoberfläche, die an einer Innenwand des Gehäuses ausgebildet und derart konfiguriert ist, dass diese mit einer Wandoberfläche der Nockenplatte, die auf einer Seite in einer axialen Richtung des Gehäuses angeordnet ist, in Kontakt steht.
Der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt befindet sich auf einer Seite der Kontaktoberfläche, die in der axialen Richtung des Gehäuses entgegengesetzt zu dem Zahnrad liegt. Die Nockenplatte besitzt einen Lagerabschnitt, der sich auf der Seite der Kontaktoberfläche entgegengesetzt zu dem Zahnrad befindet. Der Lagerabschnitt besitzt eine Außenumfangsfläche, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Radiallast aufnimmt, die von einer Innenumfangsfläche des Gehäuses in einer Richtung nach radial innen aufgebracht wird. Wenn die Radiallast von dem Endlosübertragungselement über den Außenverzahnungsabschnitt in der Richtung nach radial innen auf das Gehäuse aufgebracht wird, kann die Radiallast von dem Lagerabschnitt der Nockenplatte aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche gegen die Wandoberfläche der Nockenplatte im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse zu beschränken. Dadurch kann die Verformung der Nockenplatte beschränkt werden, und der ungleichmäßige Kontakt zwischen der Nockenplatte und dem Zahnrad kann beschränkt werden. Daher kann der Verschleiß der Zahnrad-Zahnoberflächen der ineinandergreifenden Abschnitte, an denen die Nockenplatte und das Zahnrad miteinander in Eingriff stehen, beschränkt werden.
Darüber hinaus ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche gegen die Wandoberfläche der Nockenplatte zu beschränken, und dadurch ist es möglich, die Erzeugung der übermäßigen Spannung an der Kontaktoberfläche und der Wandoberfläche zu beschränken. Daher ist es möglich, den Verschleiß der Kontaktoberfläche des Gehäuses und der Wandoberfläche der Nockenplatte zu beschränken.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon, wird am besten aus der folgenden Beschreibung mit Blick auf die beigefügten Abbildungen ersichtlich.

1 ist eine schematische Abbildung, welche einen eingebauten Zustand einer Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, welche die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2.
4 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine schematische Abbildung, welche einen eingebauten Zustand einer Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Querschnittsansicht, welche die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7.
9 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung verschiedener Ausführungsformen wird anhand der Abbildungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen werden die im Wesentlichen identischen Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht redundant beschrieben. Darüber hinaus besitzen in den folgenden Ausführungsformen die im Wesentlichen identischen Abschnitte die gleichen oder ähnliche Effekte und Vorteile.
(Erste Ausführungsform)
Eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung und ein Antriebskraftübertragungssystem eines Fahrzeugs, welches die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform aufweist, werden unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Bei dem Antriebskraftübertragungssystem, bei dem die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform eingebaut ist, wie in 1 gezeigt, ist eine Kette (die als ein Endlosübertragungselement dient) 7 um Folgendes gewunden: ein Kettenrad 3, welches koaxial an einer Kurbelwelle (die als eine antriebsseitige Welle dient) 2 einer Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als eine Maschine bezeichnet) 10 fixiert ist; und einen Außenverzahnungsabschnitt 31 koaxial zu einer Nockenwelle (die als eine abtriebsseitige Welle dient) 4. Eine Antriebskraft wird von der Kurbelwelle 2 über die Kette 7 und den Außenverzahnungsabschnitt 31 auf die Nockenwelle 4 übertragen. Außerdem ist eine Kette (die als ein Endlosübertragungselement dient) 8 um einen Außenverzahnungsabschnitt 32 gewunden, der koaxial zum Außenverzahnungsabschnitt 31 liegt; und ein Kettenrad 6, welches koaxial an einer Nockenwelle (die als eine abtriebsseitige Welle dient) 5 fixiert ist. Die Antriebskraft wird von der Kurbelwelle 2 über die Kette 7, den Außenverzahnungsabschnitt 31, den Außenverzahnungsabschnitt 32 und die Kette 8 auf die Nockenwelle 5 übertragen.
Der Außenverzahnungsabschnitt 31 und eine Nockenplatte 40, die später beschrieben wird, bilden jeweils einen entsprechenden Abschnitt der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1. Die Nockenwelle 4 wird gedreht, um Einlassventile (die als Ventile dienen) 11 zu öffnen und zu schließen, und die Nockenwelle 5 wird gedreht, um Auslassventile (die als Ventile dienen) 12 zu öffnen und zu schließen. Die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform entspricht einer elektrischen Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung, die einen Elektromotor 80 (später beschrieben) verwendet, der als eine Antriebsquelle dient. Bei dieser Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 ist der Außenverzahnungsabschnitt 31 mit der Kette 7 verbunden und die Nockenplatte 40 ist mit der Nockenwelle 4 gekoppelt, um eine Öffnungs-/Schließzeit der jeweiligen Einlassventile 11 anzupassen.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 ein Gehäuse 20, den Außenverzahnungsabschnitt 31, den Außenverzahnungsabschnitt 32, die Nockenplatte 40, ein Zahnrad 50, eine Mehrzahl von Anschlägen 60 und ein Eingabeelement 70.
Das Gehäuse 20 umfasst ein außenverzahntes Gehäuse 21, ein Anschlaggehäuse 22 und ein Deckelgehäuse 23. Das außenverzahnte Gehäuse 21, das Anschlaggehäuse 22 und das Deckelgehäuse 23 sind jeweils aus Metall hergestellt. In der vorliegenden Ausführungsform sind das außenverzahnte Gehäuse 21 und das Anschlaggehäuse 22 integral in einem Stück ausgebildet. Das Deckelgehäuse 23 ist getrennt von dem außenverzahnten Gehäuse 21 und dem Anschlaggehäuse 22 ausgebildet.
Das außenverzahnte Gehäuse 21 umfasst einen Gehäuseplattenabschnitt 211, einen Gehäuserohrabschnitt 212, einen Gehäuseringabschnitt 213 und einen Gehäuseringabschnitt 214. Der Gehäuseplattenabschnitt 211 ist im Allgemeinen in einer kreisförmigen Scheibenform gestaltet. Ein Gehäuseloch 200 ist in der Mitte des Gehäuseplattenabschnitts 211 derart ausgebildet, dass sich das Gehäuseloch 200 durch den Gehäuseplattenabschnitt 211 in einer Plattendickenrichtung des Gehäuseplattenabschnitts 211 erstreckt. Eine Innenumfangsfläche des Gehäuselochs 200 ist im Allgemeinen in einer Form einer zylindrischen Oberfläche gestaltet.
Der Gehäuserohrabschnitt 212 ist integral mit dem Gehäuseplattenabschnitt 211 in einem Stück so ausgebildet, dass sich der Gehäuserohrabschnitt 212 in einer Rohrform von einem Außenumfang des Gehäuselochs 200 an einer auf einer Seite gelegenen Oberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211 erstreckt. Eine Innenumfangsfläche des Gehäuserohrabschnitts 212 ist im Allgemeinen in einer Form einer zylindrischen Oberfläche gestaltet. Ein Innendurchmesser des Gehäuselochs 200 und ein Innendurchmesser des Gehäuserohrabschnitts 212 sind zueinander gleich. Auf diese Art und Weise ist an einer Innenseite des Gehäuselochs 200 und des Gehäuserohrabschnitts 212 eine Innenumfangsfläche 210 ausgebildet, die im Allgemeinen in einer Form einer zylindrischen Oberfläche gestaltet ist.
Der Gehäuseringabschnitt 213 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuseplattenabschnitt 211 derart in einem Stück ausgebildet, dass sich der Gehäuseringabschnitt 213 von einer Außenumfangsfläche eines Endteils des Gehäuseplattenabschnitts 211 entgegengesetzt zu dem Gehäuserohrabschnitt 212 radial nach außen erstreckt. Der Gehäuseringabschnitt 214 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuserohrabschnitt 212 derart in einem Stück ausgebildet, dass sich der Gehäuseringabschnitt 214 von einer Außenumfangsfläche eines Endteils des Gehäuserohrabschnitts 212 entgegengesetzt zu dem Gehäuseplattenabschnitt 211 radial nach außen erstreckt.
Das Anschlaggehäuse 22 ist integral mit dem Gehäuseplattenabschnitt 211 derart in einem Stück ausgebildet, dass das Anschlaggehäuse 22 im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet ist und sich von einer Oberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211, die sich auf einer Seite entgegengesetzt zu dem Gehäuserohrabschnitt 212 befindet, erstreckt. Das Anschlaggehäuse 22 ist koaxial mit dem Gehäuserohrabschnitt 212 ausgebildet.
Das Deckelgehäuse 23 umfasst einen rohrförmigen Deckelabschnitt 231 und einen Deckelbodenabschnitt 232. Der rohrförmige Deckelabschnitt 231 ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet. Der Deckelbodenabschnitt 232 ist integral mit dem rohrförmigen Deckelabschnitt 231 in einem Stück ausgebildet, so dass der Deckelbodenabschnitt 232 einen Endteil des rohrförmigen Deckelabschnitts 231 verschließt. Ein Deckelloch 230 ist in einer Mitte des Deckelbodenabschnitts 232 derart ausgebildet, dass sich das Deckelloch 230 durch den Deckelbodenabschnitt 232 in einer Plattendickenrichtung des Deckelbodenabschnitts 232 erstreckt. Eine Innenumfangsfläche des Deckellochs 230 ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Form gestaltet. Das Deckelgehäuse 23 ist derart ausgebildet, dass ein Endteil des rohrförmigen Deckelabschnitts 231, der entgegengesetzt zu dem Deckelbodenabschnitt 232 liegt, mit einem Endteil des Anschlaggehäuses 22 entgegengesetzt zu dem außenverzahnten Gehäuse 21 verbunden ist. Das Deckelgehäuse 23 ist koaxial zu dem Anschlaggehäuse 22. Das Deckelgehäuse 23 ist mit dem Anschlaggehäuse 22 und dem außenverzahnten Gehäuse 21 durch Schrauben 15 verbunden.
Der Außenverzahnungsabschnitt 31 ist beispielsweise aus Metall hergestellt. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem außenverzahnten Gehäuse 21 derart in einem Stück ausgebildet, dass sich der Außenverzahnungsabschnitt 31 an einer radial äußeren Seite des Gehäuseringabschnitts 213 befindet. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 besitzt eine Mehrzahl von äußeren Zähnen, die in einer Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind (siehe 3). Wie vorstehend beschrieben, ist die Kette 7, die um die Kurbelwelle 2 gewunden ist, um den Außenverzahnungsabschnitt 31 gewunden. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 ist derart konfiguriert, dass dieser mit der Kette 7 in Eingriff steht. Auf diese Weise wird bei Drehung der Kurbelwelle 2 die Antriebskraft von der Kurbelwelle 2 über die Kette 7 auf das Gehäuse 20 übertragen. Daher wird das Gehäuse 20 synchron mit der Kurbelwelle 2 gedreht.
Der Außenverzahnungsabschnitt 32 ist beispielsweise aus Metall hergestellt. Der Außenverzahnungsabschnitt 32 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem außenverzahnten Gehäuse 21 derart in einem Stück ausgebildet, dass der Außenverzahnungsabschnitt 32 an einer radial äußeren Seite des Gehäuseringabschnitts 214 liegt. Der Außenverzahnungsabschnitt 32 besitzt eine Mehrzahl von äußeren Zähnen, die in einer Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Wie vorstehend beschrieben, ist die Kette 8, die um das Kettenrad 6 gewunden ist, um den Außenverzahnungsabschnitt 32 gewunden. Der Außenverzahnungsabschnitt 32 ist derart konfiguriert, dass dieser mit der Kette 8 in Eingriff steht. Auf diese Art und Weise wird bei Drehung der Kurbelwelle 2 die Antriebskraft von der Kurbelwelle 2 über die Kette 7, den Außenverzahnungsabschnitt 31, den Außenverzahnungsabschnitt 32 und die Kette 8 auf das Kettenrad 6 übertragen. Daher werden das Kettenrad 6 und die Nockenwelle 5 synchron mit der Kurbelwelle 2 gedreht.
Der Außenverzahnungsabschnitt 31 und der Außenverzahnungsabschnitt 32 sind koaxial zueinander. Ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts 31 sind so eingestellt, dass diese größer sind als ein Zahnfußkreisdurchmesser bzw. ein Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts 32. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 und der Außenverzahnungsabschnitt 32 sind in der axialen Richtung des Gehäuses 20 hintereinander angeordnet, wobei zwischen dem Außenverzahnungsabschnitt 31 und dem Außenverzahnungsabschnitt 32 ein vorbestimmter Spalt vorhanden ist. Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform zwei Außenverzahnungsabschnitte (31, 32) in der axialen Richtung des Gehäuses 20 hintereinander angeordnet. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 und der Außenverzahnungsabschnitt 32 werden durch einen Abschreckprozess bearbeitet, um die Härte zu erhöhen.
Ein Außenverzahnungsabschnitt ist entlang eines Außenumfangs des Kettenrads 6 ausgebildet, das an der Nockenwelle 5 fixiert ist. Die Anzahl der äußeren Zähne des Außenverzahnungsabschnitts des Kettenrads 6 ist gleich der Anzahl der äußeren Zähne des Außenverzahnungsabschnitts 32. Darüber hinaus sind ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts des Kettenrads 6 gleich dem Zahnfußkreisdurchmesser bzw. dem Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts 32.
Die Nockenplatte 40 umfasst einen Nockenplatten-Hauptkörper 41 und einen Lagerabschnitt 42. Der Nockenplatten-Hauptkörper 41 und der Lagerabschnitt 42 sind jeweils beispielsweise aus Metall gefertigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Nockenplatten-Hauptkörper 41 und der Lagerabschnitt 42 integral in einem Stück ausgebildet. Die Nockenplatte 40 wird durch einen Abschreckprozess bearbeitet, um die Härte zu erhöhen.
Der Nockenplatten-Hauptkörper 41 ist in einer mit einem Boden versehenen, röhrenförmigen Form gestaltet. Ein Plattenloch 410 ist in einer Mitte eines Bodenabschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 so ausgebildet, dass sich das Plattenloch 410 durch den Bodenabschnitt des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 in einer Plattendickenrichtung des Bodenabschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 erstreckt. Der rohrförmige Abschnitt des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet. Der Lagerabschnitt 42 ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet und erstreckt sich von einem Außenumfang des Plattenlochs 410 an einer Oberfläche des Bodenabschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 entgegengesetzt zu dem rohrförmigen Abschnitt. Der rohrförmige Abschnitt des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 und der Lagerabschnitt 42 sind koaxial zueinander. Eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 sind jeweils in einer Form einer zylindrischen Oberfläche gestaltet.
Die Nockenplatte 40 ist an einer Innenseite des Gehäuses 20 derart angeordnet, dass der Lagerabschnitt 42 an einer Innenseite der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 angeordnet ist und der Nockenplatten-Hauptkörper 41 an einer Innenseite des Anschlaggehäuses 22 angeordnet ist. Hier ist ein Außendurchmesser des Lagerabschnitts 42 etwas kleiner eingestellt als ein Innendurchmesser der Innenumfangsfläche 210.
Das Gehäuse 20 besitzt eine Kontaktoberfläche 201. Die Kontaktoberfläche 201 ist an einer Oberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211 ausgebildet, die sich auf einer Gegenseite entgegengesetzt zu dem Gehäuserohrabschnitt 212 befindet. Die Kontaktoberfläche 201 ist derart konfiguriert, dass diese mit einer Wandoberfläche 401 des Bodenabschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41, die einer Oberfläche des Bodenabschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 auf der Seite des Lagerabschnitts 42 entspricht, in Kontakt steht. Insbesondere ist die Kontaktoberfläche 201 derart konfiguriert, dass diese mit der Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 in Kontakt steht, die sich in der axialen Richtung auf einer Seite befindet.
Die Nockenplatte 40 ist mit der Nockenwelle 4 derart gekoppelt, dass sich der Endteil der Nockenwelle 4 an einer Innenseite des Lagerabschnitts 42 befindet. Die Nockenplatte 40 und die Nockenwelle 4 sind durch einen Bolzen 16 so aneinander fixiert, dass die Nockenplatte 40 und die Nockenwelle 4 relativ zueinander nicht drehbar sind. Auf diese Art und Weise wird die Nockenplatte 40 integral bzw. einstückig mit der Nockenwelle 4 gedreht. Die Nockenplatte 40 ist relativ zum Gehäuse 20 drehbar.
Die Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 nimmt eine Radiallast auf, die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebracht wird. Insbesondere nimmt der Lagerabschnitt 42 das Gehäuse 20 über die Außenumfangsfläche 420 drehbar auf. Wenn die relative Drehung zwischen der Nockenplatte 40 und dem Gehäuse 20 erfolgt, werden die Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 und die Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 relativ zueinander verschoben. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine axiale Länge der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 kürzer als eine axiale Länge der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20. Daher befindet sich in einem Zustand, in dem die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 und die Kontaktoberfläche 201 des Gehäuses 20 einander berühren, eine Endoberfläche des Lagerabschnitts 42 entgegengesetzt zu dem Nockenplatten-Hauptkörper 41 auf der Seite des Deckelgehäuses 23 einer Endoberfläche des Gehäuserohrabschnitts 212 entgegengesetzt zu dem Gehäuseplattenabschnitt 211 (siehe 2).
Ein erster Innenverzahnungsabschnitt 24, der ringförmig gestaltet ist, ist an einer Innenumfangswand des rohrförmigen Deckelabschnitts 231 ausgebildet. Der erste Innenverzahnungsabschnitt 24 besitzt eine Mehrzahl von inneren Zähnen, die in einer Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Ein zweiter Innenverzahnungsabschnitt 43, der ringförmig gestaltet ist, ist an einer Innenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 ausgebildet. Der zweite Innenverzahnungsabschnitt 43 besitzt eine Mehrzahl von inneren Zähnen, die in einer Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Der erste Innenverzahnungsabschnitt 24 und der zweite Innenverzahnungsabschnitt 43 liegen koaxial zueinander. Ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des ersten Innenverzahnungsabschnitts 24 sind größer eingestellt als ein Zahnfußkreisdurchmesser bzw. ein Zahnkopfkreisdurchmesser des zweiten Innenverzahnungsabschnitts 43.
Das Zahnrad 50 ist beispielsweise aus Metall hergestellt und im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet. Das Zahnrad 50 umfasst einen ersten Außenverzahnungsabschnitt 51 und einen zweiten Außenverzahnungsabschnitt 52. Der erste Außenverzahnungsabschnitt 51 und der zweite Außenverzahnungsabschnitt 52 sind entsprechend ringförmig gestaltet und an einer Außenumfangswand des Zahnrads 50 ausgebildet. Der erste Außenverzahnungsabschnitt 51 und der zweite Außenverzahnungsabschnitt 52 sind koaxial zueinander und in der axialen Richtung des Zahnrads 50 hintereinander angeordnet. Ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des ersten Außenverzahnungsabschnitts 51 sind so eingestellt, dass diese größer sind als ein Zahnfußkreisdurchmesser bzw. ein Zahnkopfkreisdurchmesser des zweiten Außenverzahnungsabschnitts 52.
Das Zahnrad 50 ist an der Innenseite des Gehäuses 20 derart angeordnet, dass der erste Außenverzahnungsabschnitt 51 mit dem ersten Innenverzahnungsabschnitt 24 in Eingriff steht, und der zweite Außenverzahnungsabschnitt 52 mit dem zweiten Innenverzahnungsabschnitt 43 in Eingriff steht. Das Zahnrad 50 befindet sich auf der Seite des Deckelgehäuses 23 des Nockenplatten-Hauptkörpers 41. Ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des ersten Außenverzahnungsabschnitts 51 sind so eingestellt, dass diese kleiner sind als ein Zahnfußkreisdurchmesser bzw. ein Zahnkopfkreisdurchmesser des ersten Innenverzahnungsabschnitts 24. Ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des zweiten Außenverzahnungsabschnitts 52 sind so eingestellt, dass diese kleiner sind als ein Zahnfußkreisdurchmesser bzw. ein Zahnkopfkreisdurchmesser des zweiten Innenverzahnungsabschnitts 43.
Jeder der Anschläge 60 ist beispielsweise aus Metall gefertigt. Die Anschläge 60 sind integral mit dem Anschlaggehäuse 22 derart ausgebildet, dass die Anschläge 60 von einer Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 radial nach innen vorstehen. Die Anzahl der Anschläge 60 beträgt vier, und diese Anschläge 60 sind in einer Umfangsrichtung des Anschlaggehäuses 22 in gleichen Abständen angeordnet (siehe 3). Die Nockenplatte 40 besitzt eine Mehrzahl von Anschlagvorsprüngen 45. Die Anschlagvorsprünge 45 sind integral mit dem Nockenplatten-Hauptkörper 41 derart in einem Stück ausgebildet, dass die Anschlagvorsprünge 45 von einer Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 radial nach außen vorstehen. Die Anzahl der Anschlagvorsprünge 45 beträgt vier, und diese Anschlagvorsprünge 45 sind in der Umfangsrichtung des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 in gleichen Abständen hintereinander angeordnet (siehe 3).
In dem Zustand, in dem die Nockenplatte 40 an der Innenseite des Gehäuses 20 angeordnet ist, ist jeder der vier Anschlagvorsprünge 45 zwischen zwei entsprechenden benachbarten Anschlägen 60 angeordnet. Wenn die Nockenplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 gedreht wird, kommt ein Umfangsendteil jedes Anschlagvorsprungs 45 mit einem Umfangsendteil eines entsprechenden der Anschläge 60 in Kontakt. Dadurch wird die relative Drehung der Nockenplatte 40 gegenüber dem Gehäuse 20 beschränkt. Insbesondere können die Anschläge 60 die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beschränken. Ein vorbestimmter Spalt ist zwischen dem distalen Endteil von jedem der Anschlagvorsprünge 45 und der Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 ausgebildet, und zwischen dem distalen Endteil von jedem der Anschläge 60 und der Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 ist auch ein vorbestimmter Spalt ausgebildet. Daher wird zu der Zeit, zu welcher eine relative Drehung zwischen der Nockenplatte 40 und dem Gehäuse 20 geschaffen wird, obwohl die Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 und die Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 relativ zueinander verschoben werden, jeder Anschlagvorsprung 45 und die Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 nicht relativ zueinander verschoben, und jeder Anschlag 60 und die Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 werden nicht relativ zueinander verschoben.
Das Eingabeelement 70 ist beispielsweise aus Metall hergestellt und rohrförmig gestaltet. Das Eingabeelement 70 besitzt eine erste Umfangsfläche 71 und eine zweite Umfangsfläche 72, die sich um das gesamte Eingabeelement 70 herum erstrecken. Sowohl die erste Umfangsfläche 71 als auch die zweite Umfangsfläche 72 sind im Allgemeinen in Form einer zylindrischen Oberfläche gestaltet, und die erste Umfangsfläche 71 und die zweite Umfangsfläche 72 sind an einer Außenumfangswand des Eingabeelements 70 ausgebildet, so dass die erste Umfangsfläche 71 und die zweite Umfangsfläche 72 in der axialen Richtung des Eingabeelements 70 hintereinander angeordnet sind. Dabei ist die erste Umfangsfläche 71 koaxial zu der Innenumfangsfläche des Eingabeelements 70. Die zweite Umfangsfläche 72 ist so ausgebildet, dass diese um einen vorbestimmten Betrag relativ zur Innenumfangsfläche des Eingabeelements 70 und der ersten Umfangsfläche 71 exzentrisch ist.
Das Eingabeelement 70 ist an der Innenseite des Gehäuses 20 angeordnet, so dass die erste Umfangsfläche 71 an der Innenseite des Deckellochs 230 des Deckelgehäuses 23 angeordnet ist und die zweite Umfangsfläche 72 an der Innenseite des Zahnrads 50 angeordnet ist. Ein erstes Lager 75 ist zwischen der ersten Umfangsfläche 71 und dem Deckelloch 230 angeordnet. Ein zweites Lager 76 ist zwischen der zweiten Umfangsfläche 72 und der Innenumfangswand des Zahnrads 50 angeordnet. Bei dieser Konstruktion wird das Zahnrad 50 rotiert und läuft relativ zum Gehäuse 20 um, wenn das Eingabeelement 70 relativ zum Gehäuse 20 rotiert wird, während der erste Außenverzahnungsabschnitt 51 und der zweite Außenverzahnungsabschnitt 52 des Zahnrads 50 mit dem ersten Innenverzahnungsabschnitt 24 bzw. dem zweiten Innenverzahnungsabschnitt 43 in Eingriff stehen. Wenn das Zahnrad 50 rotiert wird und relativ zum Gehäuse 20 umläuft, erfolgt die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40.
Der Elektromotor 80 umfasst eine Motorwelle 81 und ein Verbindungsstück 82. Die Motorwelle 81 ist an einem Rotor (nicht gezeigt) fixiert und wird zusammen mit dem Rotor gedreht, wenn der Elektromotor 80 mit elektrischer Leistung versorgt wird. Das Verbindungsstück 82 ist an einem distalen Endteil der Motorwelle 81 fixiert und ist zusammen mit der Motorwelle 81 drehbar. In dem Zustand, in dem die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 an der Nockenwelle 4 installiert ist, ist der Elektromotor 80 an der Maschine 10 auf einer Seite der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 entgegengesetzt zu der Nockenwelle 4 installiert. Eine Erregung des Elektromotors 80 wird von einer elektronischen Steuerungseinheit (nicht gezeigt) gesteuert, die im Folgenden als ECU bezeichnet wird, und die Rotation des Elektromotors 80 wird von der ECU gesteuert.
An einer Innenumfangswand des Eingabeelements 70 ist eine sich in der axialen Richtung erstreckende Verbindungsnut 73 ausgebildet. Der Elektromotor 80 ist so an der Maschine 10 installiert, dass das Verbindungsstück 82 in die Verbindungsnut 73 eingreift. Wenn der Elektromotor 80 im Ansprechen auf die Zufuhr des elektrischen Stroms zum Elektromotor 80 rotiert wird, wird daher das Eingabeelement 70 rotiert. Wenn das Eingabeelement 70 rotiert wird, wird das Zahnrad 50 rotiert und läuft relativ zum Gehäuse 20 um. Auf diese Art und Weise erfolgt die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40. Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Zahnrad 50 durch den Elektromotor 80 rotiert werden, um die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 zu implementieren.
Wie in 2 gezeigt ist, befindet sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32) der Außenverzahnungsabschnitt 32 auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Darüber hinaus besitzt die Nockenplatte 40 den Lagerabschnitt 42, der auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 angeordnet ist, und der Lagerabschnitt 42 besitzt die Außenumfangsfläche 420, welche derart konfiguriert ist, dass diese die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast aufnimmt. Wenn die Radiallast von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 und auch von der Kette 8 über den Außenverzahnungsabschnitt 32 in der Richtung nach radial innen auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast von dem Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse 20 zu beschränken.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP zwischen einem äußersten Verzahnungsabschnitt 31 aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32), der sich in der axialen Richtung des Gehäuses 20 auf einer Seite befindet, und dem anderen äußersten Verzahnungsabschnitt 32 aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32), der sich in der axialen Richtung des Gehäuses 20 auf der anderen Seite befindet, auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt, eingestellt bzw. festgelegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP, welcher dem Angriffspunkt der resultierenden Kraft F3 entspricht, die durch die Kombination der von der Kette 7 auf den Außenverzahnungsabschnitt 31 aufgebrachten Kraft K1 und der von der Kette 8 auf den Außenverzahnungsabschnitt 32 aufgebrachten Kraft F2 erhalten wird, auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 vorliegen (das heißt, kann vorhanden sein).
Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP in der axialen Richtung des Gehäuses 20 innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP in der axialen Richtung des Gehäuses 20 bei bzw. in der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP in der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein.
Hierbei ist anzumerken, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform der resultierende Kraftpunkt FP in Abhängigkeit des Betrags der von der Kette 7 auf den Außenverzahnungsabschnitt 31 aufgebrachten Kraft F1 und des Betrags der von der Kette 8 auf den Außenverzahnungsabschnitt 32 aufgebrachten Kraft F2 und/oder des Betriebszustands der Maschine 10 in der axialen Richtung des Gehäuses 20 verschoben sein kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch bei der vorstehenden Konstruktion der resultierende Kraftpunkt FP auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 vorhanden sein, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Ferner kann in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der resultierende Kraftpunkt FP innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein. Darüber hinaus kann in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der resultierende Kraftpunkt FP bei der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein.
Als nächstes wird der Betrieb bzw. die Funktionsweise der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die 1 bis 3 zeigen einen Zustand der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 vor der Zeit des Starts der Maschine 10, das heißt, den Zustand der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 während der Stoppzeit der Maschine 10. Nun wird der Fall beschrieben, in dem die Nockenplatte 40 während der Stoppzeit der Maschine 10 bei der am stärksten verzögerten Position relativ zum Gehäuse 20 eingestellt ist.
<Maschinenstartzeit>
In dem Zustand, in dem die Maschine 10 gestoppt ist, befindet sich die Nockenplatte 40 bei der am stärksten verzögerten Position relativ zum Gehäuse 20. Zu dieser Zeit stehen die Anschläge 60, die am Gehäuse 20 ausgebildet sind, entsprechend mit den Anschlagvorsprüngen 45 in Kontakt, die an der Nockenplatte 40 ausgebildet sind. Wenn die Maschine 10 gestartet wird, steuert die ECU den Elektromotor 80 an und rotiert diesen, um das Eingabeelement 70 in einer Richtung (der Verzögerungsrichtung) zu rotieren, um den Kontakt zwischen jedem Anschlag 60 und dem entsprechenden Anschlagvorsprung 45 aufrechtzuerhalten.
<Nach Maschinenstart>
Zu der Zeit unmittelbar nach dem Start der Maschine 10 werden das Gehäuse 20 und die Nockenplatte 40 bei der gleichen Phase rotiert. Daher werden die Motorwelle 81 des Elektromotors 80, das Gehäuse 20 und die Nockenplatte 40 bei der gleichen Phase und mit der gleichen Drehzahl rotiert.
<V orrückbetriebszeit>
Zu der Zeit der Ausführung des Vorrücksteuerungsbetriebs der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 steuert die ECU die Drehung des Elektromotors 80 derart, dass die Drehzahl des Eingabeelements 70 höher wird als die Drehzahl des Gehäuses 20. Auf diese Art und Weise wird das Zahnrad 50 rotiert und läuft auf der Innenseite des Gehäuses 20 um, und dadurch wird die Nockenplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 in der Vorrückrichtung rotiert. Dadurch wird die Drehphase der Nockenwelle 4 vorgerückt bzw. nach „früh“ verschoben und der Öffnungs-/Schließzeitpunkt der Einlassventile 11 wird hin zu der Vorrückseite geändert.
<Verzögerungsbetriebszeit>
Zu der Zeit der Ausführung des Verzögerungssteuerungsbetriebs der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 steuert die ECU die Drehung des Elektromotors 80 derart, dass die Drehzahl des Eingabeelements 70 niedriger wird als die Drehzahl des Gehäuses 20. Auf diese Art und Weise wird das Zahnrad 50 rotiert und läuft auf der Innenseite des Gehäuses 20 um, und dadurch wird die Nockenplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 in der Verzögerungsrichtung rotiert. Dadurch wird die Drehphase der Nockenwelle 4 verzögert bzw. nach „spät“ verschoben und der Öffnungs-/Schließzeitpunkt der Einlassventile 11 wird hin zu der Verzögerungsseite geändert.
<Zwischenphasen - Haltebetriebszeit>
Wenn die Nockenplatte 40 (die Nockenwelle 4) die Sollphase erreicht, steuert die ECU die Drehung des Elektromotors 80 derart, dass die Drehzahl des Gehäuses 20 und die Drehzahl des Eingabeelements 70 übereinstimmen. Auf diese Art und Weise rotiert das Zahnrad 50 nicht relativ zum Gehäuse 20, und dadurch hält die Nockenplatte 40 die vorbestimmte Phase (Sollphase) relativ zum Gehäuse 20. Daher wird die Drehphase der Nockenwelle 4 auf der vorbestimmten Phase (der Soll-Phase) gehalten, und der Öffnungs-/Schließzeitpunkt der Einlassventile 11 wird auf dem vorbestimmten Zeitpunkt gehalten.
<Maschinen-Stoppzeit-Betrieb>
Wenn der Stopp der Maschine 10 während der Betriebszeit der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 angewiesen wird, wird die Nockenplatte 40 relativ zum Gehäuse 20 in der Verzögerungsrichtung rotiert und durch einen Betrieb, welcher ähnlich zu dem Betrieb zu der Verzögerungsbetriebszeit ist, an der am stärksten verzögerten Position gestoppt.
Wie vorstehend erörtert ist, befindet sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32) der Außenverzahnungsabschnitt 32 auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Darüber hinaus besitzt die Nockenplatte 40 den Lagerabschnitt 42, der auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 angeordnet ist, und der Lagerabschnitt 42 besitzt die Außenumfangsfläche 420, welche derart konfiguriert ist, dass diese die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast aufnimmt. Daher kann während der Betriebszeitspanne der Maschine 10 und der Betriebszeitspanne der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1, wenn die Radiallast in der Richtung nach radial innen von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 und auch von der Kette 8 über den Außenverzahnungsabschnitt 32 auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, die Radiallast vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse 20 zu beschränken.
Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 vorgesehen, welche die Ventilsteuerzeit der Einlassventile 11 der Maschine 10 anpasst und das Gehäuse 20, den Außenverzahnungsabschnitt 31, den Außenverzahnungsabschnitt 32, die Nockenplatte 40 und das Zahnrad 50 umfasst. Das Gehäuse 20 kann synchron mit der Kurbelwelle 2 der Maschine 10 rotiert werden. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 und der Außenverzahnungsabschnitt 32 sind jeweils ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuse 20 in einem Stück ausgebildet, so dass der Außenverzahnungsabschnitt 31 und der Außenverzahnungsabschnitt 32 entsprechend derart konfiguriert sind, dass diese mit der Kette 7 oder der Kette 8, die um die Kurbelwelle 2 oder das Kettenrad (welches als ein anderes rotierbares Element dient, das derart konfiguriert ist, dass dieses rotiert) 6 gewunden sind, in Eingriff stehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der Außenverzahnungsabschnitte zwei (31, 32).
Die Nockenplatte 40 ist mit der Nockenwelle 4 der Maschine 10 gekoppelt und relativ zum Gehäuse 20 drehbar. Das Zahnrad 50 ist auf der Seite der Nockenplatte 40 entgegengesetzt zu der Nockenwelle 4 angeordnet, so dass das Zahnrad 50 mit dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 in Eingriff steht, und das Zahnrad 50 wird durch den Elektromotor 80 rotiert, um die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 zu implementieren. Das Gehäuse 20 besitzt die Kontaktoberfläche 201, die an der Innenwand des Gehäuses 20 ausgebildet und derart konfiguriert ist, dass diese mit der Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 in Kontakt steht, die sich auf der einen Seite in der axialen Richtung befindet.
Von den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32) befindet sich der Außenverzahnungsabschnitt 32 auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Darüber hinaus besitzt die Nockenplatte 40 den Lagerabschnitt 42, der auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 angeordnet ist, und der Lagerabschnitt 42 besitzt die Außenumfangsfläche 420, welche derart konfiguriert ist, dass diese die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast aufnimmt. Wenn die Radiallast von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 und auch von der Kette 8 über den Außenverzahnungsabschnitt 32 in der Richtung nach radial innen auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse 20 zu beschränken. Folglich kann die Verformung der Nockenplatte 40 beschränkt werden, und der ungleichmäßige Kontakt zwischen der Nockenplatte 40 und dem Zahnrad 50 kann beschränkt werden. Daher kann der Verschleiß der Zahnrad-Zahnoberflächen der ineinandergreifenden Abschnitte (des zweiten Innenverzahnungsabschnitts 43 und des zweite Außenverzahnungsabschnitts 52), an denen die Nockenplatte 40 und das Zahnrad 50 miteinander im Eingriff stehen, beschränkt werden.
Darüber hinaus ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 zu beschränken, und dadurch ist es möglich, die Erzeugung der übermäßigen Spannung an der Kontaktoberfläche 201 und der Wandoberfläche 401 zu beschränken. Daher ist es möglich, den Verschleiß der Kontaktoberfläche 201 des Gehäuses 20 und der Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 zu beschränken.
Bei der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung von Patentliteratur 1 ( JP 2009-185 785 A ) wird die von der Innenumfangsfläche des Gehäuses in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast an den beiden Stellen, das heißt, der Außenumfangsfläche der Nockenplatte und der Außenumfangsfläche der abtriebsseitigen Welle, aufgenommen. Daher variieren beispielsweise in dem Fall, in dem die Nockenplatte und die abtriebsseitige Welle miteinander gekoppelt sind, während die Achse der Nockenplatte und die Achse der abtriebsseitigen Welle voneinander abweichen, eine Größe des Spalts zwischen der Außenumfangsfläche der Nockenplatte und der Innenumfangsfläche des Gehäuses und eine Größe des Spalts zwischen der Außenumfangsfläche der abtriebsseitigen Welle und der Innenumfangsfläche des Gehäuses in der Umfangsrichtung. Dadurch kann die gleichmäßige Relativdrehung zwischen dem Gehäuse und der Nockenplatte möglicherweise gestört oder behindert werden.
Im Gegensatz dazu ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorbestimmte Spalt zwischen dem distalen Endteil von jedem der Anschlagvorsprünge 45 der Nockenplatte 40 und der Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 sowie der vorbestimmte Spalt zwischen dem distalen Endteil von jedem der Anschläge 60 und der Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 ausgebildet. Daher wird zu der Zeit der Durchführung der relativen Drehung zwischen der Nockenplatte 40 und dem Gehäuse 20, obwohl die Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 und die Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 relativ zueinander verschoben werden, jeder Anschlagvorsprung 45 und die Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 nicht relativ zueinander verschoben, und jeder Anschlag 60 und die Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 werden nicht relativ zueinander verschoben. Insbesondere wird bei der vorliegenden Ausführungsform die von der Innenumfangsfläche des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast an der einzelnen Stelle der Nockenplatte 40 aufgenommen. Daher ist es auch in dem Fall, in dem die Nockenplatte 40 und die Nockenwelle 4 miteinander gekoppelt sind, während die Achse der Nockenplatte 40 und die Achse der Nockenwelle 4 voneinander abweichen, möglich, das Gleiten zwischen jedem Anschlagvorsprung 45 und der Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 und das Gleiten zwischen jedem Anschlag 60 und der Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 zu beschränken. Dadurch ist es möglich, die Sperrung der relativen Drehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 zu beschränken, und dadurch kann die gleichmäßige Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 aufrechterhalten werden.
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP zwischen dem in der axialen Richtung des Gehäuses 20 auf der einen Seite befindlichen äußersten Verzahnungsabschnitt 31 aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32) und dem in der axialen Richtung des Gehäuses 20 auf der anderen Seite befindlichen anderen äußersten Verzahnungsabschnitt 32 aus den beiden Außenverzahnungsabschnitten (31, 32) auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 festgelegt, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP, welcher dem Angriffspunkt der resultierenden Kraft F3 entspricht, welche durch die Kombination der von der Kette 7 auf den Außenverzahnungsabschnitt 31 aufgebrachten Kraft F1 und der von der Kette 8 auf den Außenverzahnungsabschnitt 32 aufgebrachten Kraft F2 erhalten wird, auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 vorliegen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 wirkungsvoll zu beschränken.
Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP in der axialen Richtung des Gehäuses 20 innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 weiter wirkungsvoll zu beschränken.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Mittelpunkt MP in der axialen Richtung des Gehäuses 20 in der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt. Daher kann der resultierende Kraftpunkt FP in der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 weiter wirkungsvoll zu beschränken.
Bei der vorstehenden Konstruktion kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der resultierende Kraftpunkt FP auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 vorliegen, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Ferner kann in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der resultierende Kraftpunkt FP innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein. Darüber hinaus kann in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der resultierende Kraftpunkt FP in der Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt, festgelegt sein. Dadurch ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 wirkungsvoll zu beschränken.
(Zweite Ausführungsform)
4 zeigt eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Struktur bzw. des Aufbaus des Gehäuses 20.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Anschlaggehäuse 22 getrennt von dem außenverzahnten Gehäuse 21 ausgebildet. Die Härte des Anschlaggehäuses 22 ist höher eingestellt als die Härte des außenverzahnten Gehäuses 21. Das Anschlaggehäuse 22 besitzt einen Gehäusevorsprung 225, der im Allgemeinen in einer zylindrischen Rohrform gestaltet ist und von einer Innenumfangskante einer Endoberfläche des Anschlaggehäuses 22, die sich auf einer Seite befindet, vorsteht. Das außenverzahnte Gehäuse 21 besitzt eine Gehäuseaussparung 215, die im Allgemeinen kreisförmig gestaltet ist und von einer Endoberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211 entgegengesetzt zu dem Gehäuserohrabschnitt 212 ausgespart ist. Das Anschlaggehäuse 22 ist mit dem außenverzahnten Gehäuse 21 so verbunden, dass der Gehäusevorsprung 225 in die Gehäuseaussparung 215 eingepasst ist. Das außenverzahnte Gehäuse 21, das Anschlaggehäuse 22 und das Deckelgehäuse 23 sind durch eine Mehrzahl von Bolzen 15 miteinander verbunden.
Die zweite Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der vorstehend beschriebenen Punkte. Daher können die Strukturen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, die Vorteile erreichen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Anschlaggehäuse 22 getrennt vom außenverzahnten Gehäuse 21 ausgebildet ist, können die Achse des Anschlaggehäuses 22 und die Achse des außenverzahnten Gehäuses 21 möglicherweise voneinander abweichen. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch der vorbestimmte Spalt zwischen dem distalen Endteil jedes Anschlagvorsprungs 45 der Nockenplatte 40 und der Innenumfangswand des Anschlaggehäuses 22 eingestellt und der vorbestimmte Spalt ist zwischen dem distalen Endteil jedes Anschlags 60 und der Außenumfangswand des rohrförmigen Abschnitts des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 eingestellt. Daher ist es selbst dann, wenn die Achse des Anschlaggehäuses 22 und die Achse des außenverzahnten Gehäuses 21 voneinander abweichen, möglich, die gleichmäßige Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 20 und der Nockenplatte 40 aufrechtzuerhalten.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform das Anschlaggehäuse 22 und das außenverzahnte Gehäuse 21 getrennt voneinander ausgebildet, so dass der Anschlag 60 und dergleichen im Vergleich zu dem Fall, in dem das Anschlaggehäuse 22 und das außenverzahnte Gehäuse 21 integral in einem Stück ausgebildet sind, relativ einfach ausgebildet werden können. Darüber hinaus ist die Härte des Anschlaggehäuses 22, an dem die Anschläge 60 ausgebildet sind, höher eingestellt als die Härte des außenverzahnten Gehäuses 21. Daher kann das außenverzahnte Gehäuse 21 auf einfache Art und Weise ausgebildet werden, während die Härte des Anschlags 60 erhöht wird.
(Dritte Ausführungsform)
5 zeigt eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform hinsichtlich der Struktur der Nockenplatte 40.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lagerabschnitt 42 getrennt vom Nockenplatten-Hauptkörper 41 ausgebildet. Der Lagerabschnitt 42 ist in einer mit einem Boden versehenen, zylindrischen Rohrform gestaltet. Der Nockenplatten-Hauptkörper 41 besitzt eine Nockenplattenaussparung 415, die im Allgemeinen kreisförmig gestaltet und von einer Endoberfläche des Bodenteils des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 entgegengesetzt zu dem rohrförmigen Abschnitt des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 ausgespart ist. Der Lagerabschnitt 42 ist mit dem Nockenplatten-Hauptkörper 41 so verbunden, dass ein Endteil des Lagerabschnitts 42, der sich an dem Bodenteil des Lagerabschnitts 42 befindet, in die Nockenplattenaussparung 415 eingepasst ist. Am Bodenteil des Lagerabschnitts 42 ist ein Lagerloch 425 ausgebildet. Das Lagerloch 425 ist mit dem Plattenloch 410 verbunden. Der Nockenplatten-Hauptkörper 41, der Lagerabschnitt 42 und die Nockenwelle 4 sind durch den Bolzen 16 aneinander fixiert.
Die dritte Ausführungsform ist der zweiten Ausführungsform ähnlich, mit Ausnahme der vorstehend beschriebenen Punkte. Daher können die Strukturen, die denen der zweiten Ausführungsform ähnlich sind, die Vorteile erreichen, die denen der zweiten Ausführungsform ähnlich sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind bei der vorliegenden Ausführungsform der Lagerabschnitt 42 und der Nockenplatten-Hauptkörper 41 getrennt voneinander ausgebildet. Daher kann in dem Fall, in dem der Versatzbetrag des zur Nockenwelle 4 hin versetzten außenverzahnten Gehäuses 21 groß ist, die Nockenplatte 40 daher einfach ausgebildet werden, und die Kosten können reduziert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Die 6 bis 8 zeigen eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Struktur des Gehäuses 20.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst das außenverzahnte Gehäuse 21 in der vorliegenden Ausführungsform den Gehäuseplattenabschnitt 211 und den Gehäuseringabschnitt 213, nicht aber den in der ersten Ausführungsform angegebenen Gehäuserohrabschnitt 212 und den Gehäuseringabschnitt 214. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform der in der ersten Ausführungsform angegebene Außenverzahnungsabschnitt 32 nicht vorgesehen.
Der Gehäuseringabschnitt 213 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuseplattenabschnitt 211 in einem Stück ausgebildet, so dass sich der Gehäuseringabschnitt 213 von der Außenumfangsfläche des Endteils des Gehäuseplattenabschnitts 211 entgegengesetzt zu dem Anschlaggehäuse 22 radial nach außen erstreckt. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 ist ringförmig gestaltet und integral mit dem außenverzahnten Gehäuse 21 in einem Stück ausgebildet, so dass der Außenverzahnungsabschnitt 31 an einer radial äußeren Seite des Gehäuseringabschnitts 213 angeordnet ist. Der rohrförmige Deckelabschnitt 231 und der Deckelbodenabschnitt 232 sind getrennt voneinander ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besitzt der Nockenplatten-Hauptkörper 41 ein erweitertes Loch 411. Das erweiterte Loch 411 erstreckt sich von dem Plattenloch 410 radial nach außen (siehe 7 und 8). Der Bodenteil des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 besitzt eine ringförmige Nut 412, die ringförmig gestaltet ist und auf der radial äußeren Seite des Plattenlochs 410 ausgebildet ist, so dass die ringförmige Nut 412 von einer Endoberfläche des Bodenteils des Nockenplatten-Hauptkörpers 41, die sich auf der Seite des Lagerabschnitts 42 befindet, ausgespart ist. Die ringförmige Nut 412 ist mit dem erweiterten Loch 411 verbunden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist an dem Endteil der Nockenwelle 4 ein Öldurchlass 13 ausgebildet. Wenn die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 an der Nockenwelle 4 installiert ist, ist der Öldurchlass 13 mit der ringförmigen Nut 412 verbunden. Eine Pumpe 14 ist mit dem Öldurchlass 13 verbunden. Die Pumpe 14 saugt in einer Ölwanne (nicht gezeigt) gespeichertes Schmieröl an und führt das angesaugte Schmieröl zu der Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1. Das von der Pumpe 14 abgegebene Schmieröl strömt durch den Öldurchlass 13, die ringförmige Nut 412 und das erweiterte Loch 411 in das Innere des Nockenplatten-Hauptkörpers 41. Das Schmieröl, das in das Innere des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 strömt, strömt zwischen dem zweiten Außenverzahnungsabschnitt 52 und dem zweiten Innenverzahnungsabschnitt 43 sowie zwischen dem ersten Außenverzahnungsabschnitt 51 und dem ersten Innenverzahnungsabschnitt 24, um diese Abschnitte zu schmieren. Auf diese Art und Weise wird der Verschleiß zwischen dem zweiten Außenverzahnungsabschnitt 52 und dem zweiten Innenverzahnungsabschnitt 43 und der Verschleiß zwischen dem ersten Außenverzahnungsabschnitt 51 und dem ersten Innenverzahnungsabschnitt 24 beschränkt.
Wie in 8 gezeigt ist, beträgt die Anzahl der Anschläge 60 wie bei der ersten Ausführungsform vier, und diese Anschläge 60 sind in der Umfangsrichtung des Anschlaggehäuses 22 in gleichen Abständen hintereinander angeordnet. Ferner beträgt, wie bei der ersten Ausführungsform, die Anzahl der Anschlagvorsprünge 45 vier, und diese Anschlagvorsprünge 45 sind in der Umfangsrichtung des Nockenplatten-Hauptkörpers 41 in gleichen Abständen hintereinander angeordnet.
Wie in 6 gezeigt ist, besitzt die Maschine 10, auf welche die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, die Kette 7, umfasst jedoch nicht die in der ersten Ausführungsform angegebene Kette 8. Die Kette 7 ist um das Kettenrad 3, den Außenverzahnungsabschnitt 31 und das Kettenrad 6 gewunden. Hier ist die Anzahl der äußeren Zähne des Außenverzahnungsabschnitts des Kettenrads 6 gleich der Anzahl der äußeren Zähne des Außenverzahnungsabschnitts 31. Darüber hinaus sind ein Zahnfußkreisdurchmesser und ein Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts des Kettenrads 6 gleich dem Zahnfußkreisdurchmesser bzw. dem Zahnkopfkreisdurchmesser des Außenverzahnungsabschnitts 31.
Wie in 7 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform eine axiale Länge der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42 im Wesentlichen gleich einer axialen Länge der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20. Daher ist in einem Zustand, in dem die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 und die Kontaktoberfläche 201 des Gehäuses 20 einander berühren, die Endoberfläche des Lagerabschnitts 42 entgegengesetzt zu dem Nockenplatten-Hauptkörper 41 entlang einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen die gleiche ist wie eine Ebene der Endoberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211 entgegengesetzt zu dem Anschlaggehäuse 22.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich der Außenverzahnungsabschnitt 31 auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Außerdem besitzt die Nockenplatte 40 den Lagerabschnitt 42, der sich auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 befindet, und der Lagerabschnitt 42 besitzt die Außenumfangsfläche 420, welche derart konfiguriert ist, dass diese die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast aufnimmt. Wenn die Radiallast von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 in der Richtung nach radial innen auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast daher vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse 20 zu beschränken.
Darüber hinaus befindet sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der Außenverzahnungsabschnitt 31 innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt. Wenn die Radiallast in der Richtung nach radial innen von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast daher in geeigneter Weise vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der einzelne Außenverzahnungsabschnitt (31) vorgesehen. Der Außenverzahnungsabschnitt 31 befindet sich auf der Seite der Kontaktoberfläche 201, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt. Darüber hinaus besitzt die Nockenplatte 40 den Lagerabschnitt 42, welcher auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 angeordnet ist, und der Lagerabschnitt 42 besitzt die Außenumfangsfläche 420, welche derart konfiguriert ist, dass diese die von der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 in der Richtung nach radial innen aufgebrachte Radiallast aufnimmt. Wenn die Radiallast in der Richtung nach radial innen von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast daher vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 im Ansprechen auf das Aufbringen der Biegespannung gegen das Gehäuse 20 zu beschränken. Folglich kann die Verformung der Nockenplatte 40 beschränkt werden, und der unebene Kontakt zwischen der Nockenplatte 40 und dem Zahnrad 50 kann beschränkt werden. Daher kann, wie bei der ersten Ausführung, der Verschleiß der Zahnrad-Zahnoberflächen der ineinandergreifenden Abschnitte (des zweiten Innenverzahnungsabschnitts 43 und des zweiten Außenverzahnungsabschnitts 52), an denen die Nockenplatte 40 und das Zahnrad 50 miteinander in Eingriff sind, beschränkt werden.
Darüber hinaus befindet sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der Außenverzahnungsabschnitt 31 innerhalb der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 gegenüberliegt. Wenn die Radiallast von der Kette 7 über den Außenverzahnungsabschnitt 31 in der Richtung nach radial innen auf das Gehäuse 20 aufgebracht wird, kann die Radiallast daher in geeigneter Weise vom Lagerabschnitt 42 der Nockenplatte 40 aufgenommen werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das Drücken der Kontaktoberfläche 201 gegen die Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 wirkungsvoll zu beschränken.
(Fünfte Ausführungsform)
9 zeigt eine Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform hinsichtlich der Struktur des Gehäuses 20.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Gehäuse 20 eine Platte 25. Die Platte 25 ist im Allgemeinen in einer kreisförmigen Ringplattenform gestaltet und beispielsweise aus Metall hergestellt. Die Härte der Platte 25 ist höher eingestellt als die Härte des Gehäuseplattenabschnitts 211. Der Gehäuseplattenabschnitt 211 besitzt eine ringförmige Aussparung 202, die sich auf der radial äußeren Seite des Gehäuselochs 200 befindet und von einer Endoberfläche des Gehäuseplattenabschnitts 211, die sich auf der Seite des Anschlaggehäuses 22 befindet, ringförmig ausgespart ist. Ein Innendurchmesser und ein Außendurchmesser der ringförmigen Aussparung 202 sind im Allgemeinen gleich einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser der Platte 25. Darüber hinaus ist eine Tiefe der ringförmigen Aussparung 202 im Allgemeinen gleich einer Plattendicke der Platte 25. Die Platte 25 ist so an dem Gehäuseplattenabschnitt 211 installiert, dass die Platte 25 in die ringförmige Aussparung 202 eingepasst ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Kontaktoberfläche 201, die mit der Wandoberfläche 401 der Nockenplatte 40 in Kontakt kommen kann, an der Endoberfläche der Platte 25 ausgebildet, die sich auf der Seite des Zahnrads 50 befindet. Da die Kontaktoberfläche 201 an der Platte 25 ausgebildet ist, ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Verschleiß des Gehäuseplattenabschnitts 211, der durch das Gleiten zwischen der Nockenplatte 40 und dem Gehäuseplattenabschnitt 211 hervorgerufen wird, zu beschränken.
(Weitere Ausführungsformen)
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Anzahl der Außenverzahnungsabschnitte, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 angeordnet sind, gleich oder größer als drei sein, solange zumindest ein Außenverzahnungsabschnitt auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 ausgebildet ist, die in der axialen Richtung des Gehäuses 20 entgegengesetzt zu dem Zahnrad 50 liegt.
Darüber hinaus kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Mittelpunkt zwischen dem äußersten Verzahnungsabschnitt aus der Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten, der sich in der axialen Richtung des Gehäuses auf der einen Seite befindet, und dem anderen äußersten Verzahnungsabschnitt aus der Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten, der sich in der axialen Richtung des Gehäuses auf der anderen Seite befindet, in der axialen Richtung des Gehäuses 20 auf der Seite der Kontaktoberfläche 201 festgelegt sein, auf welcher das Zahnrad 50 angeordnet ist.
Darüber hinaus kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Mittelpunkt in der axialen Richtung des Gehäuses 20 außerhalb des axialen Bereichs des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, festgelegt sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Mittelpunkt darüber hinaus in der axialen Richtung des Gehäuses 20 in der Mitte des axialen Bereichs des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, festgelegt sein. Darüber hinaus kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Mittelpunkt in der axialen Richtung des Gehäuses 20 an einer anderen Stelle, die sich von der Mitte unterscheidet, bei dem axialen Bereich des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, festgelegt sein.
Darüber hinaus kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt in der Mitte des axialen Bereichs des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, festgelegt sein. Insbesondere kann in der axialen Richtung des Gehäuses 20 der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt in der Mitte des axialen Bereichs des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche 420 des Lagerabschnitts 42, welcher der Innenumfangsfläche 210 des Gehäuses 20 gegenüberliegt, festgelegt sein. Diese Struktur eignet sich für den Fall, in dem der einzelne Außenverzahnungsabschnitt in der axialen Richtung des Gehäuses 20 ausgebildet ist.
Darüber hinaus kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein anderes Übertragungselement, wie beispielsweise ein Riemen, anstelle der Kette verwendet werden.
Darüber hinaus werden in den vorstehenden Ausführungsformen die Beispiele beschrieben, bei denen die Nockenplatte 40 an dem Endteil der Nockenwelle 4 fixiert ist und das Gehäuse 20 synchron mit der Kurbelwelle 2 rotiert wird. Alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Nockenplatte 40 an dem Endteil der Kurbelwelle 2 fixiert sein und das Gehäuse 20 kann synchron mit der Nockenwelle 4 rotiert werden.
Die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Offenbarung kann derart konfiguriert sein, dass diese eine Ventilsteuerzeit der Auslassventile 12 der Maschine 10 anpasst.
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Offenbarung nicht notwendigerweise auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen implementiert sein, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die vorliegende Offenbarung wurde auf der Grundlage der Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht notwendigerweise auf die Ausführungsformen und die darin beschriebenen Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung umfasst auch verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb eines Äquivalenzbereichs. Darüber hinaus sind verschiedene Kombinationen und Formen sowie andere Kombinationen und Formen, die nur ein Element, mehr oder weniger, enthalten, ebenfalls in dem Schutzumfang und Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017214052 [0001]
JP 2009185785 A [0004, 0060]

Claims

Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung (1), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Ventilsteuerzeit eines Ventils (11, 12) einer Verbrennungskraftmaschine (10) anpasst, wobei die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung aufweist: ein Gehäuse (20), welches derart konfiguriert ist, dass dieses synchron mit einer Welle aus einer antriebsseitigen Welle (2) und einer abtriebsseitigen Welle (4, 5) der Verbrennungskraftmaschine rotiert; zumindest einen Außenverzahnungsabschnitt (31, 32), der ringförmig gestaltet und integral mit dem Gehäuse in einem Stück ausgebildet ist, wobei der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt derart konfiguriert ist, dass dieser mit einem Endlosübertragungselement (7, 8) in Eingriff steht, welches um die antriebsseitige Welle oder ein anderes rotierbares Element (6), welches derart konfiguriert ist, dass dieses rotiert, gewunden ist; eine Nockenplatte (40), welche mit einer anderen Welle aus der antriebsseitigen Welle und der abtriebsseitigen Welle gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass diese relativ zu dem Gehäuse rotiert; und ein Zahnrad (50), welches auf einer Seite der Nockenplatte entgegengesetzt zu der anderen Welle aus der antriebsseitigen Welle und der abtriebsseitigen Welle angeordnet ist, wobei das Zahnrad derart konfiguriert ist, dass dieses mit dem Gehäuse und der Nockenplatte in Eingriff gebracht und derart konfiguriert ist, dass dieses durch einen Elektromotor (80) rotiert wird, um eine relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Nockenplatte zu implementieren, wobei: das Gehäuse eine Kontaktoberfläche (201) aufweist, die an einer Innenwand des Gehäuses ausgebildet und derart konfiguriert ist, dass diese mit einer Wandoberfläche (401) der Nockenplatte in Kontakt steht, die auf einer Seite in einer axialen Richtung des Gehäuses angeordnet ist; der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt auf einer Seite der Kontaktoberfläche angeordnet ist, die in der axialen Richtung des Gehäuses entgegengesetzt zu dem Zahnrad liegt; und die Nockenplatte einen Lagerabschnitt (42) besitzt, der auf der Seite der Kontaktoberfläche entgegengesetzt zu dem Zahnrad angeordnet ist, wobei der Lagerabschnitt eine Außenumfangsfläche (420) besitzt, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Radiallast aufnimmt, die von einer Innenumfangsfläche (210) des Gehäuses in einer Richtung nach radial innen aufgebracht wird.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt einer Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten entspricht, die in der axialen Richtung des Gehäuses hintereinander angeordnet sind; und ein Mittelpunkt (MP) zwischen einem äußersten Verzahnungsabschnitt (31), der sich aus der Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten auf einer Seite in der axialen Richtung des Gehäuses befindet, und einem anderen äußersten Verzahnungsabschnitt (32), der sich aus der Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten auf einer anderen Seite in der axialen Richtung des Gehäuses befindet, auf der Seite der Kontaktoberfläche festgelegt ist, die in der axialen Richtung des Gehäuses entgegengesetzt zu dem Zahnrad liegt.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in der axialen Richtung des Gehäuses der Mittelpunkt innerhalb einer axialen Ausdehnung eines gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, festgelegt ist.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei in der axialen Richtung des Gehäuses der Mittelpunkt bei einer Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, festgelegt ist.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt einer Mehrzahl von Außenverzahnungsabschnitten entspricht, die in der axialen Richtung des Gehäuses hintereinander angeordnet sind; und ein resultierender Kraftpunkt (FP), der einem Angriffspunkt einer resultierenden Kraft (F3) entspricht, die durch eine Kombination mehrerer Kräfte (F1, F2) erhalten wird, die von dem Endlosübertragungselement entsprechend auf die mehreren Außenverzahnungsabschnitte ausgeübt werden, auf der Seite der Kontaktoberfläche, die in der axialen Richtung des Gehäuses entgegengesetzt zu dem Zahnrad liegt, vorliegen kann.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der resultierende Kraftpunkt in der axialen Richtung des Gehäuses innerhalb einer axialen Ausdehnung eines gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, vorliegen kann.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der resultierende Kraftpunkt in der axialen Richtung des Gehäuses bei einer Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, vorliegen kann.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt in der axialen Richtung des Gehäuses innerhalb einer axialen Ausdehnung eines gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, angeordnet ist.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt in der axialen Richtung des Gehäuses bei einer Mitte der axialen Ausdehnung des gegenüberliegenden Abschnitts der Außenumfangsfläche des Lagerabschnitts, welcher der Innenumfangsfläche des Gehäuses gegenüberliegt, angeordnet ist.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das Gehäuse umfasst: ein außenverzahntes Gehäuse (21), an dem der zumindest eine Außenverzahnungsabschnitt ausgebildet ist; und ein Anschlaggehäuse (22), welches getrennt von dem außenverzahnten Gehäuse ausgebildet ist; und die Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung ferner einen Anschlag (60) aufweist, der integral mit dem Anschlaggehäuse in einem Stück ausgebildet und derart konfiguriert ist, dass dieser die relative Drehung zwischen dem Gehäuse und der Nockenplatte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beschränkt, wenn der Anschlag mit der Nockenplatte in Kontakt kommt.
Ventilsteuerzeitanpassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Nockenplatte einen Nockenplatten-Hauptkörper (41) und den Lagerabschnitt umfasst, während der Lagerabschnitt getrennt von dem Nockenplatten-Hauptkörper ausgebildet und am Nockenplatten-Hauptkörper angebracht ist, und der Lagerabschnitt mit der anderen Welle aus der antriebsseitigen Welle und der abtriebsseitigen Welle gekoppelt ist.