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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ zur Anpassung einer Ventilzeitsteuerung (eines Ventilöffnungs- oder Schließzeitpunkts) eines Ventils, das durch eine Betätigung eines Nocken geöffnet oder geschlossen wird, wobei ein Drehmoment von einer Kurbelwelle einer Maschine an eine Nockenwelle übertragen wird.
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Eine Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ ist im Stand der Technik bekannt. In einer solchen herkömmlichen Steuervorrichtung ist ein Flügelrotor, der zusammen mit einer Nockenwelle einer Maschine mit interner Verbrennung gedreht wird, bewegbar in einem Gehäuse untergebracht, das angetrieben wird, um gemeinsam mit einer Kurbelwelle der Maschine zu drehen. Mehrere Flügelabschnitte erstrecken sich von einem Wellen- bzw. Schaftkörper des Flügelrotors in einer Richtung radial so nach außen, dass Arbeitskammern an beiden Seiten jedes Flügelabschnitts in einer Umfangsrichtung gebildet werden, um den Flügelrotor relativ zu dem Gehäuse zu drehen.
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Mit der Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ nach dieser Art, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-180862 (A),
JP-2010-180862 A , offenbart ist, wird eine relative Drehposition des Flügelrotors zum Gehäuse (die nachstehend auch als eine relative Drehphase oder als eine Drehphase bezeichnet wird) durch Zufuhr von Arbeitsöl in die Arbeitskammern und Abgabe des Arbeitsöls aus den Arbeitskammern angepasst, wobei das Arbeitsöl der Ventilzeitsteuervorrichtung abhängig von einem Betriebszustand der Maschine zugeführt wird. Als ein Ergebnis werden die Ventilzeitsteuerungen für ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil der Maschine angepasst. Wird der Maschinenbetrieb gestoppt, wird die Zufuhr des Arbeitsöls an die Ventilzeitsteuervorrichtung ebenfalls gestoppt. Wenn eine Kontrolle der Ventilzeitsteuerung (in anderen Worten eine Kontrolle bzw. Steuerung der Drehphase) nicht geeignet durchgeführt werden kann, könnte möglicherweise ein sanfter Anlauf eines nächsten Maschinenbetriebs nicht realisiert werden.
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Nach der vorstehend erläuterten Steuervorrichtung (
JP2010-180862 A ) wirkt eine Vorspannkraft einer Spiralfeder so auf den Flügelrotor, dass der Flügelrotor in der Umfangsrichtung relativ zum Gehäuse vorgespannt ist. Mit einem solchen Aufbau kann der Flügelrotor durch die Vorspannkraft der Spiralfeder in der Vorspannrichtung relativ zu dem Gehäuse gedreht werden, selbst wenn die Zufuhr des Arbeitsöls gestoppt wird. Daher ist es möglich, die Drehposition des Flügelrotors relativ zu dem Gehäuse (die Drehphase) zwangsweise in eine passende Position (in eine passende Drehphase) zu ändern, die für den sanften Anlauf des Brennkraftmaschinenbetriebs geeignet ist.
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In der Ventilzeitsteuervorrichtung nach dem vorstehend erläuterten Stand der Technik steht ein Abschnitt eines Schaftkörpers des Flügelrotors von einer Innenseite des Gehäuses nach außen vor, damit ein äußeres Ende der Spiralfeder in den Flügelrotor eingreift. Ein Hülsenabschnitt des Schaftkörpers des Flügelrotors geht durch ein Mittelloch einer vorderen Platte des Gehäuses. Die vordere Platte ist in einer Innenflanschform gebildet, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung erstreckt. Ein Schraubenteil geht durch den Hülsenabschnitt des Schaftkörpers und ist so an einer Nockenwelle angeschraubt, dass der Schaftkörper an der Nockenwelle befestigt ist. Mit einem solchen Aufbau ist es notwendig, einen Innendurchmesser des Mittellochs der Frontplatte größer als einen Außendurchmesser des Hülsenabschnitts des Schaftkörpers auszuführen, der das Schraubenteil umgibt. Als ein Ergebnis ist eine Dichtlänge zwischen dem Mittelloch und den Arbeitskammern vergleichsweise kurz, wobei die Arbeitskammern an beiden Seiten der jeweiligen Flügelabschnitte gebildet sind und eine axiale Endfläche der jeweiligen Flügelabschnitte in Gleitkontakt mit der Frontplatte ist. Es kann für das Arbeitsöl leichter werden, über eine Gleitgrenzfläche zwischen den Flügelabschnitten und der vorderen Platte von den Arbeitskammern hin zum Mittelloch zu fließen. Dies kann das Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase durch Zufuhr und/oder Abfuhr des Arbeitsöls nachteilig beeinflussen.
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Mit der Ventilzeitsteuervorrichtung nach dem vorstehend erläuterten Stand der Technik wird ein inneres Ende der Spiralfeder auf dem Hülsenabschnitt des Flügelrotors so aufgewickelt, dass es in den Flügelrotor eingreift, während ein äußeres Ende der Spiralfeder in der radialen Richtung so gebogen ist, dass es in das Gehäuse eingreift. Mit einem solchen Aufbau wird ein Raum für einen mittleren Abschnitt der Spiralfeder, der in eine verdrehte Form verformt wird, in der radialen Richtung abhängig von einem Durchmesser des Hülsenabschnitts sowie einer Stärke der Biegung des äußeren Endes der Spiralfeder kleiner. Es kann für den mittleren Abschnitt, der durch seine Torsionsverformung (die verdrehte Form) eine Vorspannkraft erzeugt, schwierig werden, einen ausreichenden Raum für eine Anzahl von Wicklungen der Spiralfeder beizubehalten. Dann kann eine maximale Spannung größer werden, wodurch die Haltbarkeit geringer wird.
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Die vorliegende Offenbarung wird in Anbetracht der vorstehend erläuterten Punkte durchgeführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ zu schaffen, mit der das Antwortverhalten bei der Anpassung einer Drehphase sowie die Haltbarkeit verbessert wird.
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Nach einem Merkmal der vorliegenden Offenbarung (wie beispielsweise in dem beiliegendem Anspruch 1 definiert) wird eine Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ für eine Maschine vorgesehen, die ein Abgasventil und/oder ein Ansaugventil aufweist, das angetrieben wird, um durch eine Drehung einer Nockenwelle zu öffnen und zu schließen, an die ein Drehmoment von einer Kurbelwelle der Maschine übertragen wird, wobei die Ventilzeitsteuervorrichtung eine Ventilzeitsteuerung des Abgasventils und/oder des Einlassventils durch Arbeitsöl anpasst, das abhängig von einem Betriebszustand der Maschine zugeführt wird.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung besteht aus einem Gehäuse (10), das einen Innenflansch (13, 2013) aufweist und zusammen mit der Kurbelwelle gedreht wird, wobei der Innenflansch (13, 2013) sich kontinuierlich in einer Umfangsrichtung erstreckt, um ein Mittelloch (130) zu bilden. Die Ventilzeitsteuervorrichtung weist weiterhin ein Befestigungsteil (40) auf, das durch das Mittelloch (130) geht.
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Die Ventilzeitsteuerung besteht weiterhin aus einem Flügelrotor (20) mit einem Schaftkörper (200), der an der Nockenwelle (2) durch das Befestigungsteil (40) so befestigt ist, dass er zusammen mit der Nockenwelle (2) drehbar ist. Der Flügelrotor (20) weist mehrere Flügelabschnitte (202, 202a) auf, die aus dem Schaftkörper (200) in einer vom Flügelrotor (20) radial nach außen stehenden Richtung vorstehen. Der Flügelrotor (20) ist in dem Gehäuse (10) so untergebracht, dass die Flügelabschnitte (202, 202a) in einer axialen Richtung des Flügelrotors (20) in einen Gleitkontakt mit dem inneren Flansch (13, 2013) gebracht sind. Jeder der Flügelabschnitte (202, 202a) bildet in einer Umfangsrichtung Arbeitskammern (33, 34) an seinen beiden Seiten so, dass das Arbeitsöl in die entsprechenden Arbeitskammern (33, 34) zugeführt wird, um dadurch eine relative Position des Flügelrotors (20) zu dem Gehäuse (10) anzupassen.
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Die Ventilzeitsteuervorrichtung umfasst weiterhin eine Spiralfeder (50, 2050), wobei ein mittlerer Abschnitt (504) zwischen einem inneren Ende (500) und einem äußeren Ende (502) derselben in einen verdrehten Zustand verformt ist, um eine Vorspannkraft zu erzeugen, die auf den Flügelrotor (20) in einer Drehrichtung relativ zu dem Gehäuse (10) ausgeübt wird.
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In der Ventilsteuervorrichtung weist der innere Flansch (13, 2013) einen bogenförmiges Durchgangsloch (132, 3132) auf, das zum Mittelloch (130) hin geöffnet ist und sich in der Umfangsrichtung erstreckt, und der innere Flansch (13, 2013) weist ein gehäuseseitiges Axialloch (131, 2140) auf, das sich in der Axialrichtung öffnet,
der Flügelrotor (20) weist ein rotorseitiges Axialloch (201) auf, das sich in der Axialrichtung öffnet, und
die Spiralfeder (50, 2050) weist an ihrem inneren Ende (500) einen rotorseitigen gebogenen Abschnitt (501) auf, der in der Axialrichtung gebogen und mit dem rotorseitigen Axialloch (201) über das Mittelloch (130) in Eingriff ist, während die Spiralfeder (50, 2050) an ihrem äußeren Ende (502, 2502) einen gehäuseseitigen gebogenen Abschnitt (503, 2503) aufweist, der in der Axialrichtung gebogen und mit dem gehäuseseitigen Axialloch (131, 2140) in Eingriff ist.
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Nach dem vorstehend erläuterten Merkmal der vorliegenden Offenbarung wird das Mittelloch (130), durch welches das Befestigungsteil (40) geht, in dem inneren Flansch (13, 2013) gebildet, um den Schaftkörper (200) des Flügelrotors (20) an der Nockenwelle (2) zu befestigen. Das Durchgangsloch (132, 3132), das sich in der Umfangsrichtung erstreckt, ist zu dem Mittelloch (130) hin geöffnet. Der rotorseitige gebogene Abschnitt (501), der an dem inneren Ende der Spiralfeder in der axialen Richtung gebogen ist, greift in das rotorseitige Axialloch (201) ein, das in dem Flügelrotor (20) gebildet und in der axialen Richtung offen ist, wobei der rotorseitige gebogene Abschnitt (501) durch das bogenförmige Durchgangsloch (132, 3132) geht. Mit einem solchen Aufbau kann ein Innendurchmesser des Mittellochs (130) sowie eine Bogenlänge des Durchgangslochs (132, 3132) kleiner hergestellt werden. Als ein Ergebnis kann eine Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern und dem Mittelloch länger werden. Zudem kann die Bogenlänge kleiner hergestellt werden, obwohl die Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern und dem Durchgangsloch kleiner als die Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern und dem Mittelloch ist, so dass eine Leckage des Arbeitsöls in das Mittelloch oder das Durchgangsloch unterdrückt werden kann. Als ein Ergebnis kann die Reaktion bzw. das Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase verbessert werden.
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Zudem wird auch das äußere Ende der Spiralfeder in der Axialrichtung so gebogen, dass der gehäuseseitige gebogene Abschnitt in das gehäuseseitige Axialloch eingreift, das in dem Gehäuse gebildet und in der Axialrichtung geöffnet ist. Es ist daher möglich, den Raum für den mittleren Abschnitt zwischen den inneren und äußeren Enden der Spiralfeder zu vergrößern, die in den verdrehten Zustand verformt wird. Mit einem solchen Merkmal kann eine notwendige Anzahl von Wicklungen der Spiralfeder sichergestellt werden, um dadurch die maximale Spannung zu verringern. Als ein Ergebnis kann die Haltbarkeit verbessert werden.
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung deutlicher, die mit Bezug auf die beigefügten Figuren gemacht wird. In den Figuren:
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ist 1 eine schematische Ansicht, die eine Ventilzeitsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei 1 eine Schnittansicht entlang einer Linie I-I in 2 ist;
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ist 2 eine schematische Schnittansicht, welche die Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ zeigt, die entlang einer Linie II-II in 1 geschnitten ist;
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ist 3 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie III-III in 1;
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ist 4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1, die einen Betriebszustand zeigt, der sich von jenem der 2 unterscheidet;
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ist 5 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1, die einen Betriebszustand zeigt, der jenem der 4 entspricht;
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ist 6 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 3;
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ist 7A eine Ansicht von vorn, die eine Spiralfeder in einem unbelasteten Zustand zeigt;
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ist 7B eine Seitenansicht der Spiralfeder der 7A;
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ist 7C eine vergrößerte Schnittansicht entlang einer Linie VIIC-VIIC in 7A;
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ist 8 eine charakteristische Ansicht, die ein fluktuierendes Drehmoment zeigt, das an einen Flügelrotor der 1 übertragen wird;
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ist 9 eine schematische Schnittansicht eines relevanten Abschnitts einer Ventilzeitsteuerung nach einer zweiten Ausführungsform, wobei 9 einer Zeichnung der 6 entspricht;
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ist 10 eine schematische Schnittansicht, die eine Ventilzeitsteuerung vom hydraulischen Typ nach einer dritten Ausführungsform zeigt, wobei 10 einer Zeichnung der 2 entspricht;
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ist 11 eine schematische Schnittansicht, die die Ventilzeitsteuervorrichtung vom hydraulischen Typ nach der dritten Ausführungsform zeigt, wobei 11 einer Zeichnung der 3 entspricht;
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ist 12 eine schematische Schnittansicht, die einen Betriebszustand zeigt, der sich von jenem der 11 unterscheidet;
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ist 13 eine schematische Schnittansicht, die einen Betriebszustand zeigt, der sich von jenen der 11 und 12 unterscheidet;
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ist 14 eine vergrößerte Ansicht, die einen relevanten Abschnitt der 13 zeigt; und
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ist 15 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Raums der 14.
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Die vorliegende Erfindung wird an Hand von mehreren Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Dieselben Bezugszeichen werden in allen Ausführungsformen für die Bezeichnung ähnlicher oder gleicher Teile und/oder Komponenten verwendet.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt ein Beispiel, in dem eine Ventilzeitsteuervorrichtung 1 (nachstehend eine Steuervorrichtung 1) vom hydraulischen Typ nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer Maschine mit interner Verbrennung (nachstehend eine Maschine) eines Fahrzeugs verwendet wird. Die Steuervorrichtung ist in einem Übertragungssystem vorgesehen, in dem ein Maschinendrehmoment von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle der Maschine an eine Nockenwelle 2 zum Antrieb derselben übertragen wird. In den Figuren wird die Steuervorrichtung 1 für ein Auslassventil gezeigt, das betrieben wird, um sich auf Grund der Aufnahme des Maschinenmoments zu öffnen oder zu schließen, das an die Nockenwelle 2 übertragen wird.
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Ein grundlegender Aufbau der Steuervorrichtung 1 wird erläutert. Wie in den 1 bis 3 gezeigt passt die Steuervorrichtung 1 eine relative Drehposition eines Flügelrotors 20 relativ zu einem Gehäuse 10 durch Arbeitsöl (Arbeitsfluid) an, wobei die relative Drehposition zu einer relativen Drehphase passt, um eine Ventilzeitsteuerung (einen Ventilöffnungszeitpunkt und/oder einen Ventilschließzeitpunkt) festzulegen. Die relative Drehphase wird auch als eine Drehphase bezeichnet.
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Wie in 1 gezeigt umfasst das Gehäuse 10 eine Rückplatte 11, einen Ringkörper 12, eine Frontplatte 13 und eine Abdeckplatte 14, die in dieser Reihenfolge in einer axialen Richtung des Gehäuses 10 angeordnet und aneinander befestigt sind. Sowohl die Rückplatte 11 als auch die Frontplatte 13 sind aus Metall hergestellt und in einer Ringform ausgebildet, die einen Flanschabschnitt auf ihrer inneren Umfangsseite aufweist. Die Frontplatte 13 wird auch als ein Innenflansch bezeichnet. Die Rückplatte 11 und die Frontplatte 13 sind an beiden axialen Enden des Ringkörpers 12 angeordnet.
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Ein Flanschabschnitt 110 (der auch als ein Lagerabschnitt bezeichnet wird) der Rückplatte 11 ist in einer zylindrischen Form gebildet, die sich in der axialen Richtung weg von dem Ringkörper 12 erstreckt. Der Lagerabschnitt 110 ist zusammen mit der Nockenwelle 2 durch ein Lagerteil 4 der Maschine drehbar gelagert. Die Nockenwelle 2 ist in der axialen Richtung durch ein Mittelloch 112 der Rückplatte 11 und den Lagerabschnitt 110 so eingefügt, dass die Nockenwelle 2 koaxial zu der Rückplatte 11 angeordnet ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist der Ringkörper 12 aus Metall hergestellt und umfasst einen zylindrischen Wandabschnitt 120, mehrere Backenabschnitte 122 und mehrere Kettenradzähne 124. Jeder der Backenabschnitte 122 erstreckt sich in einer Richtung radial von einem inneren Umfang des zylindrischen Wandabschnitts 120 nach innen. Die mehreren Backenabschnitte 122 sind jeweils in einer Umfangsrichtung in vorab festgelegten Intervallen angeordnet, um dadurch Aufnahmeräume 30 zwischen den benachbarten Backenabschnitten 122 zu bilden. Wie in den 1 bis 3 gezeigt erstreckt sich jeder der Kettenradzähne 124 in einer Richtung radial von einem äußeren Umfang des zylindrischen Wandabschnitts 120 nach außen, und sie sind in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet. Ein Kettenrad (die Kettenradzähne 124) ist mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über eine (nicht gezeigte) Zeitgeberkette so verbunden, dass das Maschinendrehmoment von der Kurbelwelle über die Zeitgeberkette an den Ringkörper 12 übertragen wird, wenn die Maschine betrieben wird. Als ein Ergebnis wird das Gehäuse 10 in einer Drehrichtung (einer Richtung im Uhrzeigersinn in den 2 und 3) zusammen mit der Kurbelwelle gedreht.
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Wie in den 1 und 3 gezeigt ist die Abdeckplatte 14 aus Metall hergestellt und in einer flachen Tassenform geformt. Die Frontplatte 13 ist zwischen dem Ringkörper 12 und der Abdeckplatte 14 in der axialen Richtung eingelegt. Ein Mittelloch 130 und ein Durchgangsloch 132 (die nachstehend beschrieben werden) der Frontplatte 13 sind durch die Abdeckplatte 14 abgedeckt.
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Wie in 1 gezeigt ist der Flügelrotor 20 aus Metall hergestellt und koaxial in dem Gehäuse 10 zwischen der Rückplatte 11 und der Frontplatte 13 untergebracht. Der Flügelrotor 20 umfasst einen Schaftkörper 200 und mehrere Flügelabschnitte 202. Der Schaftkörper 200 ist koaxial an der Nockenwelle 2 befestigt, die sich durch das Mittelloch 112 der Rückplatte 11 erstreckt, so dass der Flügelrotor 20 in der Drehrichtung (in der Richtung im Uhrzeigersinn in den 2 und 3) zusammen mit der Nockenwelle 2 gedreht wird. Der Flügelrotor 20 ist relativ zu dem Gehäuse 10 drehbar. Wie in den 1 und 2 gezeigt sind die beiden axialen Endflächen 204 und 205 des Schaftkörpers 200 jeweils in der axialen Richtung in den Gebieten, die benachbart zu den Mittellöchern 112 und 130 sind, in Gleitkontakt mit der Rückplatte 11 und der Frontplatte 13. Eine äußere Randfläche 206 des Schaftkörpers 200 ist in einer radialen Richtung des Flügelrotors 20 im Gleitkontakt mit einer inneren vorderen Endfläche 126 der jeweilige Backenabschnitte 122.
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Jeder der Flügelabschnitte 202 erstreckt sich in einer Richtung radial von der äußeren Umfangsfläche 206 des Schaftkörpers 200 nach außen. Die mehreren Flügelabschnitte 202 sind jeweils in einer Umfangsrichtung in vorab festgelegten Intervallen so angeordnet, dass jeder der Flügelabschnitte 202 in den jeweiligen Aufnahmeräumen 30 untergebracht ist. Beide axialen Endflächen 207 und 208 jedes Flügelabschnitts 202 sind jeweils in der Axialrichtung in Gleitkontakt mit der Rückplatte 11 und der Frontplatte 13. Jeder der Flügelabschnitte 202 unterteilt den Aufnahmeraum 30 in zwei Räume. Mit einem solchen Aufbau wird ein Paar von Arbeitskammern 32 und 33 an beiden Seiten jedes Flügelabschnitts 202 in der Drehrichtung gebildet, wie in 2 gezeigt.
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Noch genauer wird jeder Frühverstelldurchlass 34, der durch den Schaftkörper 200 und so weiter geht, mit jeder Frühverstellarbeitskammer 32 verbunden. Eine Drehkraft wird in der Frühverstellarbeitskammer 32 erzeugt, um den Flügelrotor 20 in einer Frühverstellrichtung mit Bezug auf das Gehäuse 10 anzutreiben. In einer ähnlichen Weise wird jeder Spätverstelldurchlass 36, der durch den Schaftkörper 200 und so weiter geht, mit jeder Verzögerungsarbeitskammer 33 so verbunden, dass eine Drehkraft in der Verzögerungsarbeitskammer 33 erzeugt wird, um den Flügelrotor 20 in einer Verzögerungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 10 zu drehen.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt wird eine Breite eines Flügelabschnitts 202a (großer Flügelabschnitt 202a) in Umfangsrichtung größer als jene der anderen Flügelabschnitte 202 hergestellt. Ein Verriegelungsstift 22 und eine Verriegelungsfeder 24 werden in den großen Flügelabschnitt 202a gehalten. Wie in 1 gezeigt wird ein Verriegelungsloch 134 in der Frontplatte 13 gebildet. Der Verriegelungsstift 22 wird durch die Verriegelungsfeder 24 in eine Richtung hin zu dem Verriegelungsloch 134 (in der Figur in einer Richtung nach links) vorgespannt und in das Verrieglungsloch 134 so eingefügt, dass der Flügelrotor 20 gegenüber dem Gehäuse 10 verriegelt ist. Als ein Ergebnis wird eine Bewegung des Flügelrotors 20 relativ zum Gehäuse 10 verhindert.
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Der Verriegelungsstift 22 wird außer Eingriff mit dem Verriegelungsloch 134 gebracht, wenn Öldruck des Arbeitsöls über die Arbeitskammern 32 und 33 (die an beiden Seiten des großen Flügelabschnitts 202a gebildet sind) auf den Verriegelungsstift 22 wirkt. Dann wird ein verriegelter Zustand gelöst, so dass die relative Bewegung des Flügelrotors 20 bezüglich des Gehäuses 10 zugelassen wird.
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Jede der Frühverstellarbeitskammern 32 und jede der Verzögerungsarbeitskammern 33 ist über die jeweiligen Frühverstell- und Verzögerungsdurchlässe 34 und 35 mit einem Steuerventil 36 verbunden. Das Steuerventil 36 ist mit einer Pumpe 6 und einer Ölwanne 8 der Maschine verbunden. Das Steuerventil 36 steuert das Öffnen und Schließen zwischen den Durchlässen 34 und 35 und solchen Maschinenkomponenten 6 und 8. Die Pumpe 6 ist eine mechanische Pumpe, die von der Kurbelwelle angetrieben wird, um das Arbeitsöl aus der Ölwanne 8 abzusaugen und das Arbeitsöl auszugeben. Wenn jeweils während des Laufens der Maschine die Pumpe 6 mit dem Frühverstelldurchlass 34 und die Ölwanne 8 mit dem Verzögerungsdurchlass 35 über das Steuerventil 36 verbunden sind, wird das abgepumpte Arbeitsöl von der Pumpe 6 den Frühverstellarbeitskammern 32 zugeführt und das Arbeitsöl aus den Verzögerungskammern 33 wird an die Ölwanne 8 abgegeben. Wenn andererseits jeweils die Pumpe 6 mit dem Verzögerungsdurchlass 35 und die Ölwanne 8 mit dem Frühverstelldurchlass 34 durch das Steuerventil 36 verbunden werden, wird das abgepumpte Arbeitsöl von der Pumpe 6 den Verzögerungsarbeitskammern 33 zugeführt, und das Arbeitsöl aus den Frühverstellarbeitskammern 32 wird in die Ölwanne 8 abgegeben.
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Mit dem vorstehend erläuterten Aufbau wird der Flügelrotor 20 mit Bezug auf das Gehäuse 10 in der Frühverstellrichtung gedreht, wenn in einem Zustand, in welchem der verriegelte Zustand des Verriegelungsstifts 22 gelöst ist, das Arbeitsöl in die entsprechenden Frühverstellarbeitskammern 32 zugeführt und das Arbeitsöl aus den entsprechenden Verzögerungsarbeitskammern 33 abgeführt wird. Dann wird eine Drehphase zum Öffnen und/oder Schließen des Ventils geändert. Die Ventilzeitsteuerung wird nämlich in Richtung „früh” verstellt. Wenn der große Flügelabschnitt 202a mit dem Backenabschnitt 122 auf einer Frühverstellseite in Kontakt gebracht wird, wie in 2 gezeigt, wird die Bewegung des Flügelrotors 20 beschränkt und in einer Position beibehalten, die einer maximal in Richtung „früh” verstellten Phase A aus einem Bereich zur Änderung der Drehphase (einem Bereich einer Phasenänderung) entspricht. Nach der vorliegenden Ausführungsform wird die maximal in Richtung früh verstellte Phase A als eine am meisten bevorzugte Phase zur Realisierung eines sanftes Anlaufs des Maschinenbetriebs ausgewählt, und entspricht einer solchen Position, an der der Verriegelungsstift 22 verriegelt ist.
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Wenn andererseits das Arbeitsöl in die entsprechenden Verzögerungskammern 33 zugeführt wird und das Arbeitsöl aus den entsprechenden Frühverstellarbeitskammern 32 in dem Zustand abgeführt wird, in dem die Verriegelung des Verriegelungsstifts gelöst ist, wird der Flügelrotor 20 mit Bezug auf das Gehäuse 10 in der Verzögerungsrichtung gedreht. Dann wird die Drehphase zum Öffnen und/oder Schließen des Ventils so geändert, dass sich die Ventilzeitsteuerung verzögert. Wenn der große Flügelabschnitt 202 mit dem Backenabschnitt 122 auf einer Verzögerungsseite wie in 4 gezeigt in Kontakt gebracht ist, wird die Bewegung des Flügelrotors 20 an einer Position beschränkt und gehalten, die zu einer maximal verzögerten Phase R aus dem Bereich zum Ändern der Drehphase (dem Bereich der Phasenverschiebung) passt.
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Der kennzeichnende Aufbau der ersten Ausführungsform wird erläutert. Wie in den 1, 3 und 5 gezeigt wird das Durchgangsloch 132, das an einer inneren Umfangsfläche 130a des Mittellochs 130 geöffnet ist, in der Frontplatte 13 in einer Kerbenform gebildet. Das Durchgangsloch 132 wird von der inneren Umfangsfläche 130a in einer Richtung radial nach außen zurückgesetzt und geht in der axialen Richtung durch die Frontplatte 13. Das Durchgangsloch 132 wird in einer Bogenform gebildet, die sich entlang der inneren Umfangsfläche 130a in einer Umfangsrichtung erstreckt, wobei eine Umfangslänge derselben kleiner als eine Länge eines vollen Kreises ist.
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Ein Führungsstift 133, der sich in der axialen Richtung hin zur Abdeckplatte 14 erstreckt, wird integriert mit der Frontplatte 13 gebildet. Wie in 3, 5 und 6 gezeigt wird ein gehäuseseitiges Axialloch 131, das sich in der Axialrichtung hin zur Abdeckplatte 14 öffnet, in der Frontplatte 13 an einer Position gebildet, die separat von dem Mittelloch 130 und dem Durchgangsloch 132 ist. Das gehäuseseitige Axialloch 131 weist (wie in 6 gezeigt) ein geschlossenes unteres Ende auf bzw. ist ein Sackloch.
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Wie in den 1 bis 3 und 5 gezeigt geht ein Schraubenteil 40 durch das Mittelloch 130 der Frontplatte 13 durch und wird koaxial in den Schaftkörper 200 des Flügelrotors 20 so eingeschraubt, dass der Schaftkörper an der Nockenwelle 2 befestigt ist. Ein rotorseitiges Axialloch 201, das in der Axialrichtung hin zur Frontplatte 13 geöffnet ist, wird in dem Schaftkörper 200 gebildet. Das rotorseitige Axialloch 201 weist ein geschlossenes unteres Ende (wie in 1 gezeigt) auf bzw. ist ein Sackloch. Das rotorseitige Axialloch 201 öffnet sich hin zu einem Raum, der durch das Durchgangsloch 132 in einem gesamten Bereich der Phasenverschiebung zwischen der maximal in Richtung früh verstellten Phase A (3) und der maximalen in Richtung spät verstellten Phase R (5) gebildet ist.
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Eine Spiralfeder 50 ist wie in 1 gezeigt zwischen der Frontplatte 13 und der Abdeckplatte 14 angeordnet. Wie in den 3, 5 und 7 gezeigt ist die Spiralfeder 50 aus einem Metalldraht hergestellt, der in einer Spiralform auf einer im Wesentlichen flachen Ebene aufgewickelt wird. Eine Mitte der Spiralform wird (wie in den 1 und 3 gezeigt) an einem Drehzentrum O des Gehäuses 10 und des Flügelrotors 20 ausgerichtet. Wie in 7C gezeigt weist die Spiralfeder 50 einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei eine Breite „Δr” in der radialen Richtung größer als eine Dicke „Δa” in der Axialrichtung ist.
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Wie in 7B gezeigt wird ein inneres Ende 500 der Spiralfeder 50 in der Axialrichtung (senkrecht zu der flachen Ebene der Spiralfeder 50) gebogen, um einen rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 zu bilden, der wie in den 1 und 3 gezeigt über das Durchgangsloch 132 in das rotorseitige Axialloch 201 eingefügt wird. Der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 wird von einem Umfangsende des Durchgangslochs 132 auf der Frühverstellseite und/oder einem Umfangsende des Durchgangslochs 132 auf der Verzögerungsseite getrennt. Der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 ist mit dem rotorseitigen Axialloch 201 in einem in Richtung der Frühverstellseite vorgespannten Zustand im Eingriff. Ein solcher vorgespannter Zustand ist in dem gesamten Gebiet der Phasenänderung realisiert.
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Wie in 7B gezeigt wird auch ein äußeres Ende 502 der Spiralfeder 50 in der Axialrichtung (senkrecht zu der flachen Ebene der Spiralfeder 50) gebogen, um einen gehäuseseitigen gebogenen Abschnitt 503 zu bilden, der in das gehäuseseitige Axialloch 131 eingefügt wird, wie in den 3, 5 und 6 gezeigt. Der gehäuseseitige gebogene Abschnitt 503 greift in einen vorgespannten Zustand in das gehäuseseitige Axialloch 131 in der Verzögerungsrichtung ein. Ein solcher vorgespannter Zustand ist in dem gesamten Bereich der Phasenverschiebung realisiert. Aufgrund des vorgespannten Zustands ist ein mittlerer Abschnitt 504 der Spiralfeder 50 zwischen dem inneren Ende 500 und dem äußeren Ende 502 stets in einem verformten Zustand (einem verdrehten Zustand), sogar in einem Fall, in dem die Form der Spiralfeder 50 in ihren am meisten entspannten Zustand zurückgeht (das bedeutet, in der maximal in Richtung früh verstellten Phase A wie in 3 gezeigt). Eine Innenseite des mittleren Abschnitts 504, die näher an dem inneren Ende 500 der Spiralfeder 50 liegt, wird wie in 3 und 5 gezeigt durch den Führungsstift 133 in der radialen Richtung gelagert.
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In dem vorstehend erläuterten Aufbau wird die Spiralfeder 50 mit den entsprechenden Axiallöchern 131 und 201 in dem gesamten Gebiet der Phasenverschiebung in Eingriff gebracht, um dadurch eine Vorspannkraft zu erzeugen, die auf dem verdrehten bzw. verspannten Zustand des mittleren Abschnitts 504 beruht. Demgemäß wird der Flügelrotor 20 in der Frühverstellrichtung mit Bezug auf das Gehäuse 10 abhängig von der Drehphase vorgespannt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Aufmerksamkeit auf das fluktuierende Drehmoment gelenkt, das von der Nockenwelle 2 an den Flügelrotor 20 übertragen wird. Wie in 8 gezeigt ist ein mittleres fluktuierendes Drehmoment „Tave” auf eine Seite der Spätverstellrichtung abgeschrägt bzw. verschoben. Daher wird die Spiralfeder 50 so hergestellt, dass die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 in jeder Drehphase in dem gesamten Bereich der Phasenverschiebung größer als das durchschnittliche fluktuierende Drehmoment „Tave” ist.
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Nach der vorstehend erläuterten Steuervorrichtung 1 wird das Durchgangsloch 132 in der Frontplatte 13 gebildet. Das Durchgangsloch 132 erstreckt sich in der Umfangsrichtung und öffnet sich zum Mittelloch 130 der Frontplatte 13, durch das das Schraubenteil 40 so geht, dass es den Schaftkörper 200 des Flügelrotors 20 an der Nockenwelle 2 befestigt. Der Flügelrotor 20, noch genauer die axiale Endfläche 205 des Flügelrotors 20, gleitet auf der Frontplatte 13. Es ist daher notwendig, eine Schnittstelle zwischen dem Flügelrotor 20 und der Frontplatte 13 so abzudichten, dass eine Leckage bzw. ein Austreten des Arbeitsfluids aus den Arbeitskammern 32 und 33 (die an beiden Seiten der entsprechenden Flügelabschnitte 202 gebildet sind) zu dem Mittelloch 130 und/oder dem Durchgangsloch 132 über die Schnittstelle zwischen dem Flügelrotor 20 und der Frontplatte 13 verhindert wird.
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In der vorstehend erörterten Steuervorrichtung 1 wird der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 (der in der Axialrichtung an dem inneren Ende 500 der Spiralfeder 50 gebogen ist) in das rotorseitige Axialloch 201 (das in dem Flügelrotor 20 gebildet und in der Axialrichtung geöffnet ist) über das bogenförmige Durchgangsloch 132 eingefügt und greift dadurch in dieses ein. Mit einem solchen Aufbau für den Eingriff zwischen dem rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 und dem rotorseitigen Axialloch 201 kann ein Innendurchmesser des Mittellochs 130 und der Bogenlänge des Durchgangslochs 132 so weit wie möglich kleiner hergestellt werden. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht notwendig, dass der Schaftkörper 200 durch das Mittelloch 130 geht.
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Zudem greift der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 über das Durchgangsloch 132 (das an einer Außenseite des Mittellochs 130 in der radialen Richtung gebildet ist) in den Schaftkörper 200 des Flügelrotors 20 an einer solchen Position des Schaftkörpers 200 ein, die eine radial innere Position der jeweilige Flügelabschnitte 202 ist. Daher kann das Durchgangsloch 132 an einer solchen Position näher beim Drehzentrum O gebildet werden, und dadurch kann der Innendurchmesser des Mittellochs 130 kleiner ausgeführt sein.
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Mit dem vorstehend erläuterten Merkmal kann die Dichtlänge zwischen den entsprechenden Arbeitskammern 32 und 33 und dem Mittelloch 130 sowie die Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern 32 und 33 und dem Durchgangsloch 132 größer hergestellt werden, weil der Innendurchmesser des Mittellochs 130 kleiner wird. Die Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern 32 und dem Durchgangsloch 132 ist kleiner als die Dichtlänge zwischen den Arbeitskammern 32 und dem Mittelloch 130. Die Bogenlänge des Durchgangslochs 132 (das heißt, die Umfangslänge des Durchgangslochs 132) kann in ähnlicher Weise kleiner hergestellt werden, weil der Innendurchmesser des Mittellochs 130 kleiner wird. Als ein Ergebnis kann die Leckage bzw. das Austreten des Arbeitsöls hin zum Mittelloch 130 und/oder zum Durchgangsloch 132 unterdrückt werden. Zudem ist es dadurch möglich, das Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase zu verbessern.
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Zudem wird das äußere Ende 502 der Spiralfeder 50 in der axialen Richtung gebogen, um den gehäuseseitigen gebogenen Abschnitt 503 zu bilden, der in das gehäuseseitige Axialloch 131 eingefügt ist, das sich in der axialen Richtung öffnet, und dadurch damit in Eingriff kommt. Gemäß einem solchen Merkmal (einem gebogenen Abschnitt in der Axialrichtung) kann ein Raum zum Anordnen des mittleren Abschnitts 504 (der in dem verdrehten Zustand zwischen den inneren und äußeren Enden 500 und 502 der Spiralfeder 50 verformt ist) in der radialen Richtung zwischen der Frontplatte 13 und der Abdeckplatte 14 vergrößert werden. Zudem kann der Raum zur Anordnung des mittleren Abschnitts 504 der Spiralfeder 50 vergrößert werden, wenn das Durchgangsloch 132 (durch das der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 geht) an einer Position gebildet wird, die näher bei dem Drehzentrum O ist. Als ein Ergebnis kann eine Anzahl von Wicklungen der Spiralfeder 50 erhöht werden, um dadurch die maximale Spannung in dem mittleren Abschnitt 504 zu verringern, in dem die Vorspannkraft durch die verdrehte Verformung erzeugt wird. Die Haltbarkeit kann dadurch erhöht werden.
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Zudem ist in dem Rechteckquerschnitt der Spiralfeder 50 die Breite „Δr” des Querschnitts in der radialen Richtung größer als die Dicke „Δa” desselben in der axialen Richtung. Weil ein Querschnittsmodul mit Bezug auf eine Biegung in der radialen Richtung größer ist, wird auch eine Festigkeit gegen eine Biegespannung während der verdrehten Verformung größer. Daher wird auch die Haltbarkeit der Spiralfeder 50 in diesem Sinne erhöht.
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In anderen Worten ist das Querschnittsmodul mit Bezug auf das Biegen in der axialen Richtung kleiner, weil die Dicke „Δa” in der axialen Richtung kleiner als die Breite „Δr” in der radialen Richtung ist. Daher ist es einfacher, die inneren und äußeren Enden 500 und 502 in der axialen Richtung zu biegen, wenn die entsprechenden Biegeabschnitte 501 und 503 gebildet werden. In Übereinstimmung mit den vorstehend erläuterten Merkmalen kann die Steuervorrichtung 1 mit einer hohen Produktivität hergestellt werden. Zur gleichen Zeit ist es möglich, das Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase zu verbessern und die Haltbarkeit zu verbessern.
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Zudem sind beide Enden 500 und 502 der Spiralfeder 50 in derselben Richtung gebogen, um jeweils die gebogenen Abschnitte 501 und 503 zu bilden. Solche gebogenen Abschnitte 501 und 503 werden in derselben Richtung in die entsprechenden Axiallöcher 201 und 131 eingefügt. Daher kann der Eingriff der gebogenen Abschnitte 501 und 503 in die Axiallöcher 201 und 131 leicht realisiert werden. Daher kann die hohe Produktivität selbst mit einem solchen gebogenen Aufbau der gebogenen Abschnitte 501 und 503 beibehalten werden.
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Zudem ist die Innenseite des mittleren Abschnitts 504 der Spiralfeder 50 durch den Führungsstift 133 gelagert, der integriert in der Frontplatte 13 gebildet ist und sich in der axialen Richtung erstreckt. Ein Überkippen bzw. Herausfallen des mittleren Abschnitts 504 in einer Richtung radial nach innen, das durch die verdrehte Verformung verursacht werden könnten, kann durch den Führungsstift 133 beschränkt werden. Mit dem Aufbau bzw. Vorsehen des Führungsstifts 133 steigt die Spiralfeder 50 in der Axialrichtung kaum an, so dass die Spiralfeder 50 abhängig von der Drehphase stabil die Vorspannkraft erzeugt. Das gute Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase kann für einen längeren Zeitabschnitt beibehalten werden.
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Zudem wird der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 in der Umfangsrichtung von den Umfangsseiten des Durchgangslochs 132 in dem gesamten Bereich der Phasenverschiebung getrennt. In anderen Worten kann der Eingriff des rotorseitigen gebogenen Abschnitts 501 mit dem rotorseitigen Axialloch 201 in dem gesamten Bereich der Phasenverschiebung beibehalten werden. Wenn daher der Lauf der Maschine angehalten ist und dadurch die Zufuhr des Öls gestoppt ist, wird die Drehphase der Steuervorrichtung 1 durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 zwangsweise in die Position der maximal in Richtung früh verstellten Phase A verschoben. Wenn der Lauf der Maschine erneut gestartet wird, wird die Steuervorrichtung 1 in der maximal in Richtung früh verstellten Phase beibehalten, was für das sanfte Starten des Brennkraftmaschinenbetriebs zu bevorzugen ist. Wie vorstehend erörtert wird das Antwortverhalten der Phasenanpassung verbessert und die Haltbarkeit erhöht.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine in 9 gezeigte zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform.
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In der Ventilzeitsteuervorrichtung 2001 vom hydraulischen Typ nach der zweiten Ausführungsform wird ein gehäuseseitiges Axialloch 2140, das in der Axialrichtung hin zu einer Frontplatte 2013 geöffnet ist, in einer Abdeckplatte 2014 eines Gehäuses 10 gebildet. Das gehäuseseitige Axialloch 2140 weist ein geschlossenes unteres Ende auf. Ein äußeres Ende 2502 einer Spiralfeder 2050 ist in der axialen Richtung (senkrecht zu einer flachen Ebene der Spiralfeder 2050), die der Richtung des rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 gegenüberliegt, so gebogen, dass ein gehäuseseitiger gebogener Abschnitt 2503 gebildet wird, der in das gehäuseseitige Axialloch 2140 eingefügt wird.
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Selbst in der zweiten Ausführungsform ist der mittlere Abschnitt 504 der Spiralfeder 2050 stets in der verdrehten Verformung bzw. vorgespannt, weil der gehäuseseitige gebogene Abschnitt 2503 in dem gesamten Bereich der Phasenverschiebung in das gehäuseseitige Axialloch 2150 auf der Verzögerungsseite eingreift.
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In der Ventilzeitsteuervorrichtung 2001 des vorstehend erläuterten Aufbaus erzeugt die Spiralfeder 2050 stabil die Vorspannkraft abhängig von der Drehphase, weil die Spiralfeder 2050 zwischen der Frontplatte 2013 und der Abdeckplatte 2014 in der Axialrichtung angeordnet und positioniert ist. Als ein Ergebnis kann ein gutes Antwortverhalten zum Anpassen der Drehphase für einen längeren Zeitabschnitt beibehalten werden.
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Zudem weist die Abdeckplatte 2014 nicht nur eine Funktion zur Positionierung der Spiralfeder 2050, sondern auch eine Funktion zur Abdeckung des Mittellochs 130 und des Durchgangslochs 132 der Frontplatte 2013 auf. Daher wird selbst in einem Fall, in dem das Arbeitsöl in das Mittelloch 130 und/oder das Durchgangsloch 132 austritt, dieses Arbeitsöl in dem Mittelloch 130 und/oder dem Durchgangsloch 132 abgeblockt bzw. zurückgehalten. Als ein Ergebnis wird ein Einfluss auf das Antwortverhalten bei der Anpassung der Drehphase minimiert.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine in 10 bis 15 gezeigte dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform.
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Eine Ventilzeitsteuervorrichtung 3001 vom Hydrauliktyp nach der dritten Ausführungsform wirkt auf die Steuervorrichtung für ein Einlassventil der Maschine, das von der Nockenwelle 2 betrieben wird, um sich zu öffnen oder zu schließen.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird eine vorab festgelegte Zwischenphase M als eine Startphase ausgewählt, die für einen sanften Start des Brennkraftmaschinenbetriebs besser geeignet ist. Eine Position der mittleren Phase M die eine Position zwischen der maximal in Richtung früh verstellten Phase A und der maximal in Richtung spät verstellten Phase B ist, wird durch den Verriegelungsstift 22 verriegelt. Ein Durchgangsloch 3132, das in der axialen Richtung durch eine Frontplatte 3013 eines Gehäuses 3010 geht, wird in der Frontplatte 3013 gebildet. Das Durchgangsloch 3132 weist eine Bogenform auf, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, wobei das Durchgangsloch 3132 eine vorab festgelegte Umfangslänge (eine vorab festgelegte Bogenlänge) so aufweist, dass der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 in einem Teil des Bereichs der Phasenverschiebung in ein frühverstellseitiges Umfangsende des Durchgangsloch 3132 eingreift.
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Noch genauer wird der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 mit dem frühverstellseitigen Umfangsende des Durchgangslochs 3132 in einem Bereich zum Lösen der Vorspannkraft in Kontakt gebracht, der einen Bereich der Phasenverschiebung von der mittleren Phase M (wie in 11 gezeigt, wobei die mittlere Phase M die Startphase ist) bis zur maximal in Richtung früh verstellen Phase A (wie in 12 gezeigt) entspricht.
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Wie in 14 gezeigt wird das rotorseitige Axialloch 201 in einer Form eines Langlochs so gebildet, dass Räume 3201a an beiden Seiten des rotorseitigen gebogenen Abschnitts 501 in der Umfangsrichtung in dem gesamten Bereich des Bereichs zum Lösen der Vorspannkraft gebildet sind (das bedeutet, wenn der Flügelrotor 20 relativ zu dem Gehäuse 10 in der Drehphase zwischen der maximal in Richtung früh verstellten Phase A und der mittleren Phase M positioniert ist). In anderen Worten ist der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 in dem Bereich zum Lösen der Vorspannkraft von den beiden Umfangsenden des rotorseitigen Axiallochs 201 auf der Frühverstellseite und der Verzögerungsseite getrennt.
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Wie vorstehend erläutert wird die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 auf den Flügelrotor 20 in dem Bereich zum Lösen der Vorspannkraft beschränkt, weil der Eingriffszustand zwischen dem rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 und dem rotorseitigen Axialloch 201 gelöst ist, während der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 in das Durchgangsloch 3132 eingreift. In anderen Worten wirkt die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 nicht auf den Flügelrotor 20.
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Wie in 15 gezeigt wird eine Bogenlänge L des rotorseitigen Axiallochs 201 (das heißt, eine Länge des Lochs in der Umfangsrichtung mit einem Mittelwinkel φ) so hergestellt, dass der Mittelwinkel φ viel größer als ein relativer Drehwinkel θ ist, der einen Winkel der Drehung des Flügelrotors 20 mit Bezug auf das Gehäuse 10 von der mittleren Phase M bis zur maximal in Richtung früh verstellten Phase A ist. Als ein Ergebnis werden die Räume 3201a zwischen dem rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 und den Umfangsenden des rotorseitigen Axiallochs 201 auf der Frühverstellseite und der Verzögerungsseite gebildet.
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Der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 ist von den Umfangsenden auf der Frühverstellseite und Verzögerungsseite des Durchgangslochs 3132 in einem Bereich des Aufbringens der Vorspannkraft getrennt, der einem Bereich der Phasenreaktion zwischen der mittleren Phase M (11) und der maximal verzögerten Phase R (13) entspricht. Weil der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 so wie in dem gesamten Gebiets des Bereichs der Anwendung der Vorspannkraft in das rotorseitige Axialloch 201 in der Frühverstellrichtung eingreift, wenn der Flügelrotor 20 mit Bezug auf das Gehäuse 10 in der mittleren Phase M positioniert ist, ist der mittlere Abschnitt 504 der Spiralfeder 50 in einem Zustand der verdrehten Verformung.
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Weil nämlich der rotorseitige gebogene Abschnitt 501 von den Umfangsenden des Durchgangslochs 3132 getrennt und in Eingriff mit dem rotorseitigen Axialloch 201 gebracht ist, wird die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 auf den Flügelrotor 20 in der Frühverstellrichtung aufgebracht.
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Wie vorstehend erläutert ist das mittlere Fluktuationsmoment „Tave” auf die Seite der Verzögerungsrichtung verschoben. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Spiralfeder 50 so hergestellt, dass die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 an jeder Position in dem gesamten Gebiet des Bereichs der Anwendung der Vorspannkraft größer als das mittlere Fluktuationsmoment „Tave” wird.
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Mit der Vorspannvorrichtung 3001 aus dem vorstehend erläuterten Aufbau wird der Flügelrotor 20 zwangsweise durch die Vorspannkraft der Spiralfeder 50 in die Position gedreht, die zu der mittleren Phase M gehört (die zwischen der maximal in Richtung früh verstellten Phase A und der maximal in Richtung spät verstellten Phase R liegt), wenn der Maschinenbetrieb angehalten und dadurch die Zufuhr des Arbeitsöls gestoppt wird. Als ein Ergebnis kann der Maschinenbetrieb in dem Zustand gestartet werden, in dem die Ventilzeitsteuerung durch die Steuervorrichtung 301 an der vorab festgelegten mittleren Phase M beibehalten wird, die für das sanfte Starten des Maschinenbetriebs besser geeignet ist. Weil die Maschinenstartleistung verbessert wird, kann das Antwortverhalten zum Anpassen der Drehphase verbessert werden und die Haltbarkeit wird erhöht.
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(Weitere Modifizierungen)
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Obwohl vorstehend die diversen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert wurden, sollte die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sein. Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedene Weise ohne Abweichung von dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden.
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Beispielsweise kann die Breite „Δr” in der radialen Richtung in dem Schnitt der Spiralfeder 50 oder 2050 der vorstehenden erläuterten Ausführungsformen so hergestellt werden, dass sie kleiner als die Dicke „Δa” in der axialen Richtung wird. Der Querschnitt der Spiralfeder kann in einen kreisförmigen Querschnitt geändert werden. Mehrere Führungsstifte (133) können vorgesehen werden, oder der Führungsstift 133 kann entfernt werden. Beliebige Befestigungsteile, wie Nieten und so weiter, können an Stelle des Schraubenteils 40 verwendet werden.
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In den ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Steuervorrichtung 1 für das Auslassventil verwendet. Die Steuervorrichtung 1 kann jedoch für das Einlassventil verwendet werden. In einem solchen Fall werden die Frühverstellrichtung und die Verzögerungsrichtung umgekehrt und der Flügelrotor 20 wird durch die Spiralfeder 50 oder 2050 in der Verzögerungsrichtung vorgespannt.
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In einer ähnlichen Weise kann die Steuervorrichtung 3001 für das Auslassventil verwendet werden. In einem solchen Fall sind die Frühverstellrichtung und die Verzögerungsrichtung umgekehrt, und der Flügelrotor 20 wird durch die Spiralfeder 50 in der Verzögerungsrichtung vorgespannt.
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Zudem wird in der zweiten Ausführungsform der gehäuseseitige gebogene Abschnitt 503 in der axialen Richtung entgegen dem rotorseitigen gebogenen Abschnitt 501 gebogen, und das gehäuseseitige Axialloch 2140 wird in der Abdeckplatte 2014 gebildet. Die Modifizierung der zweiten Ausführungsform kann auch auf die dritte Ausführungsform so angewendet werden, dass der gehäuseseitige gebogene Abschnitt der Spiralfeder in das in der Abdeckplatte gebildete gehäuseseitige Axialloch eingreift.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-180862 A [0003, 0004]
