• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Durch die vorliegende Erfindung wird eine Nockenwellenstruktur mit einem Nockenwinkelerfassungselement bereitgestellt, das so angeordnet ist, daß es einem Nockenwinkelsensor zugewandt ist, und durch einen Nockenwellenlagerzapfen an der Außenseite des Nockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende Weise gehalten wird. Ein Verlängerungslagerzapfen zwischen dem Nockenwellenlagerzapfen und dem Nockenwinkelerfassungselement erweitert sich zum Nockenwellenlagerzapfen hin, derart, daß der Außendurchmesser an der Seite des Nockenwellenlagerzapfens größer sein kann als der Außendurchmesser an der Seite des Nockenwinkelerfassungselements.
    公开号:DE102004020566A1
    申请号:DE200410020566
    申请日:2004-04-27
    公开日:2004-11-25
    发明作者:Satoshi Ando；Masayuki Kamo；Shuji Nagano；Tetsushi Nagira
    申请人:Mitsubishi Motors Corp；
    IPC主号:F01L1-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Struktur einer Nockenwelle,die füreine Einlaßnockenwelle,eine Auslaßnockenwelleoder ähnlicheNockenwellen eines Verbrennungsmotors verwendbar ist, und in derein Nockenwinkelerfassungselement derart angeordnet ist, daß es einemNockenwinkelsensor zugewandt ist und durch einen Nockenwellenlagerzapfenauf der Außenseitedes Nockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende oder einseitigeingespannte Weise gehalten wird.
    [0002] Inder Einlaß-oder Auslaßnockenwellefür einenVerbrennungsmotor ist die Festigkeit oder Steifigkeit bzw. Stabilität von Lager-oder Achszapfen bezüglicheiner auf eine Nocke oder eine Nockenerhebung wirkende Biegebelastungoder ein Torsionsdrehmoment und gegen ein auf einen variablen Ventilsteuerungsmechanismuswirkendes Torsionsdrehmoment erhöht.Eine der Einrichtungen zum Erhöhen derFestigkeit oder Steifigkeit bzw. Stabilität ist in der JP-A-9-228812 beschrieben.
    [0003] Gemäß der inder JP-A-9-228812 dargestelltenherkömmlichenStruktur weist eine Nockenwelle einen variablen Ventilsteuerungsmechanismusauf, der durch einen Nockenwellenlagerzapfen auf der Außenseitedes Nockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende Weise gehaltenwird. Mehrere Nockenwellenlagerzapfen sind derart sich verjüngend ausgebildet,daß ihreAußendurchmesseran der Seite des variablen Ventilsteuerungsmechanismus maximal sindund mit zunehmendem Abstand vom variablen Ventilsteuerungsmechanismusabnehmen.
    [0004] Beidieser herkömmlichenNockenwelle wird der variable Ventilsteuerungsmechanismus durcheinen Nockenwellenlagerzapfen auf der Außenseite des Nockenwellenlagerzapfensauf eine freitragende Weise gehalten, wobei die Außendurchmesserder Nockenwellenlagerzapfen auf der Seite des variablen Ven tilsteuerungsmechanismusmaximal sind und mit zunehmendem Abstand vom variablen Ventilsteuerungsmechanismusabnehmen, um die Steifigkeit bzw. Stabilität der Nockenwelle zu erhöhen. In dervorstehend erwähntenPatentanmeldung wird jedoch keine Verbesserung der Festigkeit undSteifigkeit bzw. Stabilitätder Nockenwelle erwähnt,die einen Nockenwinkelsensor aufweist und bei der das dem Nockenwinkelsensorzugewandte Nockenwinkelerfassungselement durch den Nockenwellenlagerzapfenauf der Außenseitedes Nockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende Weise gehalten wird.
    [0005] Esist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Nockenwellenstrukturbereitzustellen.
    [0006] DieseAufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
    [0007] Hinsichtlichdes Stands der Technik hat die Erfindung den Vorteil, daß eine Nockenwellebereitgestellt wird, die einen Nockenwinkelsensor aufweist, wobeiein Nockenwinkelerfassungselement, das so angeordnet ist, daß es demNockenwinkelsensor zugewandt ist, durch einen Nockenwellenlagerzapfen aufder Außenseitedes Nockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende Weise gehaltenwird, so daß die durchden Nockenwellenlagerzapfen des Nockenwinkelerfassungselements amHalterungsabschnitt des auf freitragende Weise angeordneten Elements ausgeübte Belastungreduziert wird, wodurch die Festigkeit und Stabilität erhöht wird,ohne daß eine Gewichtszunahmeverursacht wird.
    [0008] Umdiesen Vorteil zu erzielen, wird gemäß einem Aspekt der Erfindungeine Struktur füreine Nockenwelle bereitgestellt, mit: einem Nockenwinkelerfassungselement,das so angeordnet ist, daß eseinem Nockenwinkelsensor zugewandt ist und durch einen Nockenwellenlagerzapfenauf der Außenseite desNockenwellenlagerzapfens auf eine freitragende Weise gehalten wird,wobei ein Verlängerungslagerzapfenzwischen dem Nockenwellenlagerzapfen und dem Nockenwinkelerfassungselementzum Nockenwellenlagerzapfen hin derart erweitert ist, daß ein Außendurchmesseran der Seite des Nockenwellenlagerzapfens größer ist als ein Außendurchmesseran der Sei te des Nockenwinkelerfassungselements. Erfindungsgemäß ist derVerlängerungslagerzapfenvorzugsweise in einer sich verjüngendenStruktur ausgebildet.
    [0009] Gemäß einemanderen Aspekt der Erfindung wird eine Struktur für eine Nockenwellebereitgestellt, mit: einem Nockenwinkelerfassungselement, das so angeordnetist, daß eseinem Nockenwinkelsensor zugewandt ist und durch einen Nockenwellenlagerzapfenauf der Außenseitedes Nockenwellenlagerzapfens und auf dem einem variablen VentilsteuerungsmechanismusgegenüberliegendenEndabschnitt auf eine freitragende Weise gehalten wird, wobei einVerlängerungslagerzapfenzwischen dem Nockenwellenlagerzapfen und dem Nockenwinkelerfassungselementsich zum Nockenwellenlagerzapfen hin derart erweitert, daß der Außendurchmesser ander Seite des Nockenwellenlagerzapfens größer sein kann als der Außendurchmesseran der Seite des Nockenwinkelerfassungselements.
    [0010] Während einMotor in Betrieb ist, wird bei der Nockenwelle, auf die die vorliegendeErfindung angewendet wird, das Nockenwinkelerfassungselement durchden Nockenwellenlagerzapfen auf eine freitragende Weise derart gehalten,daß esdurch Schwingungen, die erzeugt werden, wenn die Nockenwelle dieEinlaß-oder Auslaßventilenach oben drückt,leicht in Resonanz gerät.
    [0011] WennResonanzen auftreten, treten an einem proximalen Abschnitt an derSeite des Nockenwellenlagerzapfens zwischen dem Nockenwellenlagerzapfen,der eine Freiträgerstrukturhat, und dem Nockenwinkelerfassungselement maximale wiederholteBiegebelastungen auf.
    [0012] Erfindungsgemäß verjüngt sichder in einer Freiträgerstrukturausgebildete Verlängerungslagerzapfenvorzugsweise derart, daß derAußendurchmesserdes proximalen Abschnitts an der Seite des Nockenwellenlagerzapfensgrößer istals der Außendurchmesseran der Seite des Nockenwinkelerfassungselements. Dadurch kann derVerlängerungslagerzapfeneine Struktur annehmen, die derjenigen eines Trägers mit einer im wesentlichengleichmäßigen Festigkeit ähnlich ist,so daß dieBiegebelastung an jedem Achsenabschnitt im wesentlichen gleich ist.Infolgedessen kann die Biegebelastung am proximalen Abschnitt ander Seite des Lagerzapfens, an der sich die Belastung ernsthaftkonzentrieren könnte,reduziert werden.
    [0013] Dadurchkann die maximale Biegebelastung am proximalen Abschnitt an derSeite des Lagerzapfens stärkerreduziert werden, ohne daß dasGewicht der Nockenwelle größer wirdals dasjenige einer herkömmlichenNockenwelle, bei der der Verlängerungslagerzapfeneinen gleichmäßigen Durchmesser aufweist.
    [0014] Dieseund andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werdenanhand der folgenden ausführlichenBeschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht;es zeigen:
    [0015] 1 eine Seitenansicht eineswesentlichen Abschnitts in der Näheeines Nockenwinkelerfassungselements einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle;
    [0016] 2 eine Draufsicht einerEinlaßnockenwelleund einer Auslaßnockenwelle;und
    [0017] 3 ein ähnliches Diagramm wie 1, jedoch zum Darstelleneiner herkömmlichenNockenwelle als Vergleichsbeispiel.
    [0018] DieErfindung wird nachstehend in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformenunter Bezug auf die beigefügtenZeichnungen ausführlichbeschrieben. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist jedochnicht auf die Größen, Materialien,Formen, relativen Anordnungen usw. der unter Bezug auf die Ausführungsformbeschriebenen Komponenten beschränkt,sondern diese Angaben dienen lediglich als Beispiele für die Beschreibung, insofernkeine spezifischen Erläuterungengegeben werden.
    [0019] 1 zeigt eine Seitenansichtzum Darstellen eines wesentlichen Abschnitts in der Nähe eines Nockenwinkelerfassungselementseiner Ausführungsformeiner erfindungsgemäßen Nockenwelle, und 2 zeigt eine Draufsichteiner Einlaßnockenwelleund einer Auslaßnockenwelle. 3 zeigt ein ähnlichesDiagramm wie 1, jedochzum Darstellen einer herkömmlichenNockenwelle als Vergleichsbeispiel.
    [0020] Inden 1 und 2 bezeichnet Bezugszeichen 1 eineNockenwelle. Die Ausführungsformder Erfindung betrifft sich auf die Einlaßnockenwelle 1 von 2.
    [0021] Bezüglich derNockenwelle 1 bezeichnet Bezugszeichen 3 mehrerein der Achsenrichtung der Nockenwelle 1 ausgebildete Nockenwellenlagerzapfen.Die Nockenwelle 1 wird an jedem der Nockenwellenlagerzapfen 3 durchan einem Zylinderkopf 100 befestigte Nockenwellenlager(nicht dargestellt) um eine Nockenwellenlagerachse 6 drehbargehalten. Bezugszeichen 2 bezeichnet Nocken (oder Einlaßnocken),von denen zwischen jedem der Nockenwellenlagerzapfen 3 für jedenZylinder zwei vorgesehen sind.
    [0022] Bezugszeichen 10 bezeichneteinen Nockenwinkelsensor zum Erfassen des Nockenwinkels der Einlaßnockenwelle 1.Bezugszeichen 11 bezeichnet einen variablen Ventilsteuerungsmechanismus(der auf dem Fachgebiet bekannt ist, so daß seine Struktur hierin nichtnäher beschriebenwird). Bezugszeichen 5 bezeichnet ein Nockenwinkelerfassungselement 5.Das Erfassungs- oder Sensorelement 5 ist am oberen Endeeines Verlängerungslagerzapfens 4 ausgebildet,der auf eine freitragende Weise durch eine endseitige Nocke 2a vondem Nockenwellenlagerzapfen 3a hervorsteht, der an dem demvariablen Ventilsteuerungsmechanismus 11 entgegengesetztenEndabschnitt angeordnet ist.
    [0023] DerVerlängerungslagerzapfen 4 istals sich verjüngenderLagerzapfen ausgebildet, der sich zum Nockenwellenlagerzapfen 3a hinerweitert, so daß einAußendurchmesserD1 an der Seite des Nockenwellenlagerzapfens 3a größer seinkann als ein AußendurchmesserD2 an der Seite des Nockenwinkelerfassungselements 5.Es ist bevorzugt, daß derAußendurchmesser D1 des erweitertenAbschnitts nicht größer istals derjenige eines Basiskreises der Nocke 2, jedoch größer alsein AußendurchmesserD3 des Nockenwellenlagerzapfens 3a,und daß dererweiterte Abschnitt glatt in den Basiskreis übergeht.
    [0024] Außerdem gehender proximale Abschnitt 7 an der endseitigen Nocke 2a,der der erweiterte Abschnitt ist, und ein proximaler Abschnitt 8 desNockenwinkelerfassungselements 5, der der reduzierte Abschnittist, mit Radien R1 und R2 glattin die Nocke 2a bzw. in das Nockenwinkelerfassungselement 5 über, sodaß Belastungskonzentrationenauf ein Minimum reduziert werden.
    [0025] In 2 bezeichnet Bezugszeichen 01 eine Auslaßnockenwelle.Bezugszeichen 03 bezeichnet mehrere in der Achsenrichtungder Auslaßnockenwelle 01 ausgebildeteNockenwellenlagerzapfen. Die Auslaßnockenwelle 01 wirdan jedem der Nockenwellenlagerzapfen 03 durch am Zylinderkopf 100 befestigteNockenwellenlager (nicht dargestellt) um eine Nockenwellenachse 06 drehbargehalten. Bezugszeichen 02 bezeichnet Auslaßnocken,von denen zwischen jedem der Nockenwellenlagerzapfen 03 für jedenZylinder zwei vorgesehen sind. Bezugszeichen 11 bezeichnetden variablen Ventilsteuerungsmechanismus.
    [0026] Hierbeikann das Nockenwinkelerfassungselement 5 anstatt auf derEinlaßnockenwelle 1 aufder Auslaßnockenwelle 01 ausgebildetsein, und der Nockenwinkelsensor 10 kann ebenfalls so angeordnet sein,daß erdem Nockenwinkelerfassungselement 5 zugewandt ist.
    [0027] Wennder Motor, der die Nockenwelle 1 aufweist, in Betrieb ist,kann das Nockenwinkelerfassungselement 5 durch die Schwingungen,die erzeugt werden, wenn die Nocke 2a an der Endseite dasEinlaßventilnach oben drückt,in Resonanz versetzt werden, weil der Verlängerungslagerzapfen 4 sokonfiguriert ist, daß dasNockenwinkelerfassungselement 5 durch den Nockenwellenlagerzapfen 3a aufeine freitragende Weise auf dem Endabschnitt gehalten wird.
    [0028] WennResonanzen auftreten, erfährtder proximale Abschnitt 7 des Verlängerungslagerzapfens 4 diemaximale wiederholte Biegebelastung, die durch die Resonanzen durchdie Trägheitskraftdes Nockenwinkelerfassungselements 5 erzeugt werden, dasam distalen Endabschnitt der Nockenwelle 1 mit einem großen Trägheitsgewichtausgebildet ist.
    [0029] Gemäß dieserAusführungsformist der in einer Freiträgerstrukurausgebildete Verlängerungslagerzapfen 4 alssich verjüngenderLagerzapfen ausgebildet, indem der Außendurchmesser D1 am proximalenAbschnitt 7 auf der Seite des Nockenwellenlagerzapfens 3a größer ausgebildetist als der AußendurchmesserD2 an der Seite des Nockenwinkelerfassungselements 5,so daß derVerlängerungslagerzapfen 4 eine ähnlicheStruktur hat wie ein Trägermit einer im wesentlichen gleichmäßigen Festigkeit.
    [0030] Dadurchkönnendie Biegebelastungen des Verlängerungslagerzapfens 4 anjedem der axialen Abschnitte im wesentlichen gleich sein, und dieBiegebelastung wird am proximalen Abschnitt 7 an der Seitedes Nockenwellenlagerzapfens 3a reduziert, an der einehohe Belastungskonzentration auftreten kann.
    [0031] Ineiner in 3 dargestelltenherkömmlichenNockenwelle 1A weist ein Verlängerungszachszapfen 04 einengleichmäßigen Durchmesserauf. Wenn die maximale wiederholte Biegebelastung an einem proximalenAbschnitt 07 des Verlängerungslagerzapfens 04 ander Seite des Nockenwellenlagerzapfens 3a im gleichen Maß reduziertwerden soll wie bei der Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, muß einAußendurchmesserD0 des Verlängerungslagerzapfens 04 demAußendurchmesser D1 der Ausführungsform der Erfindung gleichsein, so daß derVerlängerungslagerzapfen 04 insgesamteinen größeren Durchmesserhat und das Gewicht der Nockenwelle 1A zunimmt. In derAusführungsform derErfindung hat der Verlängerungslagerzapfen 4 dagegeneine ähnlicheStruktur wie ein Trägermit einer im wesentlichen gleichmäßigen Festigkeit. Anders alsbei der herkömmlichenNockenwelle 1A kann daher die maximale Biegebelastung amproximalen Abschnitt 7 des Nockenwellenlagerzapfens 3a reduziertwerden, ohne daß dasGewicht der Nockenwelle 1 zunimmt.
    [0032] Gemäß der vorstehendbeschriebenen Erfindung kann in der Nockenwelle, in der das Nockenwinkelerfassungselement,das derart angeordnet ist, daß esdem Nockenwinkelsensor zugewandt ist, durch den Nockenwellenlagerzapfenauf der Außenseiteder Einlaß-oder Auslaßnockenwelledes Motors auf eine freitragende Weise gehalten wird, der durchden Nockenwellenlagerzapfen auf eine freitragende Weise gehalteneVerlängerungslagerzapfen eineStruktur aufweisen, die derjenigen eines Trägers mit einer im wesentlichengleichmäßigen Festigkeit ähnlich ist,so daß dieBiegebelastung an jedem Abschnitt in der Achsenrichtung im wesentlichengleich ist. Dadurch kann die Biegebelastung am proximalen Abschnittan der Seite des Lagerzapfens, an der ernsthafte Belastungskonzentrationenauftreten können,reduziert werden.
    [0033] Daherkann, ohne daß dasGewicht der Nockenwelle erhöhtwird, die maximale Biegebelastung am proximalen Abschnitt an derSeite des Lagerzapfens stärkerreduziert werden als bei der herkömmlichen Nockenwelle, bei derder Verlängerungslagerzapfeneinen gleichmäßigen Durchmesserhat.
    [0034] Außerdem können ähnlicheWirkungen erhalten werden, wenn die vorliegende Erfindung auf eineNockenwelle angewendet wird, bei der das Nockenwinkelerfassungselementdurch den Nockenwellenlagerzapfen an dem dem variablen Ventilsteuerungsmechanismusentgegengesetzten Endabschnitt auf freitragende Weise gehalten wird.
    [0035] Dievorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dient lediglichzur Darstellung und Erläuterung.Sie soll nicht umfassend sein oder die Erfindung auf die exaktedargestellte Ausführungsformbeschränken,sondern hinsichtlich der vorstehenden Beschreibung sind viele Modifikationenund Änderungenmöglichoder anhand der praktischen Umsetzung der Erfindung ersichtlich.Die Ausführungsformenwurden ausgewähltund beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischeAnwendung zu erläuternund Fachleuten zu ermöglichen,die Erfindung in verschiedenartigen Ausführungsformen und verschiedenenModifikationen anzuwenden, die füreine spezifische Anwendung geeignet sind. Der Schutzumfang der Erfindung istanhand der beigefügtenPatentansprücheund ihrer Äquivalentedefiniert.
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] Nockenwellenstruktur mit: einem Nockenwellenlagerzapfen; einemNockenwinkelerfassungselement, das so angeordnet ist, daß es einemNockenwinkelsensor zugewandt ist, wobei das Nockenwinkelerfassungselementdurch den Nockenwellenlagerzapfen auf der Außenseite des Nockenwellenlagerzapfensauf eine freitragende Weise gehalten wird; und einem zwischendem Nockenwellenlagerzapfen und dem Nockenwinkelwerfassungselementangeordneten Lagerzapfen; wobei der Lagerzapfen so ausgebildetist, daß ersich zum Nockenwellenlagerzapfen derart erweitert, daß ein Außendurchmesseran der Seite des Nockenwellenlagerzapfens größer ist als ein Außendurchmesseran der Seite des Nockenwinkelerfassungselements.
    [2] Nockenwellenstruktur nach Anspruch 1, wobei der Lagerzapfenals sich verjüngenderLagerzapfen ausgebildet ist.
    [3] Nockenwellenstruktur mit: einem Nockenwellenlagerzapfen; einemNockenwinkelerfassungselement, das so angeordnet ist, daß es einemNockenwinkelsensor zugewandt ist, wobei das Nockenwinkelerfassungselementdurch den Nockenwellenlagerzapfen an der einem variablen Ventilsteuerungsmechanismusentgegengesetzten Seite auf eine freitragende Weise gehalten wird;und einem zwischen dem Nockenwellenlagerzapfen und dem Nockenwinkelwerfassungselementangeordneten Lagerzapfen; wobei der Lagerzapfen so ausgebildetist, daß ersich zum Nockenwellenlagerzapfen derart erweitert, daß ein Außendurchmesseran der Seite des Nockenwellenla gerzapfens größer ist als ein Außendurchmesseran der Seite des Nockenwinkelerfassungselements.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2016-08-04| R016| Response to examination communication|
    2021-02-01| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2021-03-05| R003| Refusal decision now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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