VVT控制器布置在将发动机驱动轴的扭矩传递到从动轴的扭 矩传递系统中，所述从动轴打开和闭合进气门或排气门中的至少一 个。VVT控制器通过改变从动轴相对于驱动轴的旋转相位来调节 气门的气门正时。
JP-2002-227616A示出了一种VVT控制器，其具有与驱动轴同 步旋转的链轮，以及通过连杆臂将杠杆与从动轴相连接的旋转相位 调节机构。相位调节机构将连杆臂的运动转变为杠杆与链轮的相对 旋转并且改变从动轴相对于驱动轴的旋转相位。
在这种常规控制器中，由操作元件保持的导向球与链轮的凹槽 滑动地啮合。当发动机扭矩发生变化并且一些力作用在相位调节机 构上时，操作元件可以在凹槽内滑动以致于从动轴的旋转相位相对 于驱动轴会不必要地变化。
公开于2005年4月26日并且并不是本发明现有技术的 US-6,883,482B2公开了一种VVT控制器，其中相位调节机构具有 通过旋转对与链轮相连接的第一臂和通过旋转对与第一臂和凸轮 轴相连接的第二臂。当一些力作用在这些臂上时，这些臂倾向于在 宽度方向上弯曲，以致于有损于VVT控制器的耐用性。

本发明正是考虑到以上问题而作出的，并且本发明的目标是提 供一种VVT控制器，如果有力作用在相位调节机构上时，这种VVT 控制器会限制从动轴的旋转相位波动，并且因此具有高度的耐用 性。
根据本发明的VVT控制器，由第一臂和第一旋转元件构成的 旋转对定义为第一对，由第二臂和第二旋转元件构成的旋转对定义 为第二对，并且由第一臂和第二臂构成的旋转对定义为第三对。第 一对和第三对之间的距离定义为距离L1，第二对和第三对之间的 距离定义为距离L2。比值L1/L2建立在0.5到2的范围内。
根据本发明的另一方面，第三对布置在第一对和第二对之间。
根据本发明的又一方面，在第一臂和第二臂的至少一个中，将 第一对或第二对与第三对相连接的假想线存在于第一臂和/或第二 臂在其宽度方向上的外侧周边之间。
附图说明
从以下参照附图的详细描述中，本发明的以上和其它目标、特 点和优点将会变得更加明显，在附图中同样的部件用同样的附图标 记来标识并且其中：
图1是根据本发明一个实施例的VVT控制器的横截面视图；
图2是沿着图1中I-I线截取的横截面视图；
图3是沿着图2中III-III线截取的横截面视图；
图4是沿着图2中IV-IV线截取的横截面视图；
图5是沿着图2中V-V线截取的横截面视图；
图6是相应于图1用于解释操作的横截面视图；
图7是沿着图1中VII-VII线截取的横截面视图；
图8是用于解释该实施例一个特点的示意图；
图9是示出用于解释该实施例该特点的特性的图表；
图10是一个对比示例的横截面视图；
图11是用于解释该实施例的该特点的横截面视图；
图12是用于解释一个对比示例的平面图；
图13是用于解释该实施例一个特点的平面图；
图14是用于解释该实施例一个特点的横截面视图；
图15是该实施例变型的横截面视图。

以下将参照附图描述本发明的实施例。
图2示出了根据本发明第一实施例的VVT控制器1。VVT控 制器1布置在将曲轴(未示出)的扭矩传递到凸轮轴2的扭矩传递 系统中，所述凸轮轴打开和闭合进气门或排气门中的至少一个。在 本实施例中，曲轴是驱动轴，凸轮轴2是从动轴。VVT控制器1 通过改变凸轮轴2相对于曲轴的旋转相位来调节进气门或排气门 的气门正时。
VVT控制器1具有相位调节机构10、电机30和运动变换机构 40。
如图1和2所示，相位调节机构10包括链轮11、输出轴16、 第一臂20和第二臂21以调节链轮11和输出轴16之间的相对旋转 相位，也就是曲轴和凸轮轴之间的相对旋转相位。在图1、4和6 中，省略了表示横截面的阴影线。
链轮11具有支撑部12、其直径大于支撑部12的输入部13、以 及将支撑部12和输入部13相连接的第一连接部14。支撑部12由 输出轴16绕着中心轴线“O”旋转地支撑。链带(未示出)在形成 于输入部13上的若干齿轮齿13a和形成于曲轴上的若干齿轮齿上 运行。当扭矩通过链带从曲轴传递到输入部13时，链轮11绕着中 心轴线“O”顺时针旋转，保持旋转相位相对于曲轴并不改变。链 轮11(其相当于第一旋转元件)与曲轴同步地旋转。
输出轴16(即从动轴)具有固定部17和第二连接部18。凸轮 轴2的一端由螺栓同心地结合到固定部17，并且输出轴16绕着中 心轴线“O”旋转，保持与凸轮轴2的旋转相位。也就是说，输出 轴16相当于与凸轮轴2同步旋转的第二旋转元件。
第一和第二臂20、21以及运动变换机构40的元件41、44、45、 47、49被夹在盖板15和第一连接部14之间。盖板15固定到输入 部13。第一臂20与第一连接部14相连接，在它们之间形成旋转 对。第二臂21与第二连接部18和第一臂20相连接，相应地形成 旋转对。因而，输出轴16以与链轮11相同的方向旋转。输出轴16 能相对于链轮11在超前方向X和延迟方向Y上旋转。第一臂20 和第二臂21与运动变换机构40的可动元件44相连接，相应地形 成旋转对。因而，在相位调节机构10中，由第一臂20和第二臂 21构成的旋转对22与可动元件44相连接，因此旋转对22的运动 被变换成链轮11和输出轴16之间的相对转动。
电机30是无刷电机，其包括壳体31、轴承32、电机轴33和定 子34。壳体31借助于支柱35固定在发动机上。壳体容纳两个轴 承32和定子34。
电机轴33布置在与链轮11和输出轴16相同的轴线上，并且由 轴承32支撑。电机轴33通过接头36与运动变换机构40的输入轴 46相连接，因此电机轴33绕着中心轴线“O”与输入轴46一起旋 转。电机轴33具有轴体33a和盘状转子33b。多个磁体37布置在 转子33b中靠近外周边的地方。磁体37由稀土磁体制成并且以规 则的间隔布置在中心轴线“O”周围。
定子34定位在转子33b周围，并且具有芯部38和线圈39。芯 部38通过叠置多个铁板而形成并且朝着电机轴33突出。芯部38 具有相同间隔的突起，线圈39缠绕在每个突起上。定子34基于供 应到线圈39的电流在电机轴33周围产生电磁场。电流由电路(未 示出)进行控制以将扭矩在迟滞方向Y或超前方向X上施加到电 机轴33。
如图2和4所示，运动变换机构40包括导向元件41、可动元 件44、齿圈45、输入轴46、行星齿轮47、轴承48和传递元件49。
导向元件41是与输出轴16具有相同轴线的圆板，因此导向元 件41能绕着中心轴线“O”相对于链轮11在X和Y方向上旋转。 导向元件41具有两个相对于中心轴线“O”彼此对称的椭圆形导路 42。每个导路42在厚度方向上贯穿导向元件41，并且布置为相对 于中心轴线“O”以180°点对称。每个导路42相对于导向元件41 的径向倾斜并且以距中心轴线“O”的距离发生变化的方式线性地 延伸。
可动元件44设在每个导路42中。可动元件44为圆柱形并且以 如此的方式夹在第一连接部14和传递元件49之间以使得相对于中 心轴线“O”偏心。可动元件44的一个端部相应地与相应的导路 42相啮合，在它们之间形成旋转对。可动元件44的另一端部与第 一和第二臂20、21相啮合，在它们之间形成旋转对。
如图2和5所示，齿圈45是齿顶圆位于齿根圆内侧的内齿轮， 并且同轴地固定在输入部13的内壁上。齿圈45能随着链轮11一 起绕着中心轴线“O”旋转。
输入轴46以相对于中心轴线“O”偏心的方式与电机30的电 机轴33相连接。在图5中，点“P”表示输入轴46的中心点。
行星齿轮47是齿顶圆位于齿根圆外侧的外齿轮。
行星齿轮47齿顶圆的曲率半径小于齿圈45的齿根圆的曲率半 径。行星齿轮47的齿数比齿圈45的齿数少一个。行星齿轮47布 置在齿圈45的内侧以与齿圈45相啮合。行星齿轮47能与作为太 阳轮的齿圈45一起进行太阳-行星式运动。输入轴46通过轴承 48与行星齿轮47的内周边相啮合，因此与输入轴46相连接的电 机轴33能相对于链轮11在X、Y方向上旋转。
传递元件49是圆板，其与导向元件41同轴并且布置在臂20、 21相对于导向元件41的相反侧上。传递元件49与导向元件41相 啮合并固定在其上，因此传递元件49能与导向元件41一起相对于 链轮11在X、Y方向上绕着中心轴线“O”旋转。传递元件49具 有多个圆柱形啮合孔49a，所述啮合孔在厚度方向上贯穿传递元件 49。每个啮合孔49a以规则的间隔围绕着中心轴线“O”。行星齿轮 47具有多个啮合凸起47a，所述啮合凸起以规则的间隔布置在中心 点“P”的周围以便与啮合孔49a相啮合。
当电机轴33相对于链轮11没有旋转时，行星齿轮47与链轮 11和输入轴46一起旋转，与齿圈45相啮合。啮合凸起47a朝着旋 转方向推压啮合孔49a的内周边，因此传递元件49和导向元件41 旋转，保持相对于链轮11的旋转相位。此时，每个可动元件44不 在导路42内滑动，而是与导向元件41一起旋转，保持距中心轴线 “O”的距离。
当电机轴33相对于链轮11在延迟方向上旋转时，行星齿轮47 在图5中相对于输入轴46顺时针旋转以改变与齿圈45的啮合位 置。由于增加了啮合凸起47a在旋转方向上推压啮合孔49a内周边 的压力，传递元件49和导向元件41就相对于链轮11在超前方向 X上旋转。此时，可动元件44以离开中心轴线“O”的方式在导路 42内滑动。
当电机轴相对于链轮11在超前方向上旋转时，行星齿轮47在 图5中相对于输入轴46逆时针旋转以改变啮合位置。由于啮合凸 起47a在与旋转方向相反的方向上推压啮合孔49a的内周边，传递 元件49和导向元件41相对于链轮11在延迟方向Y上旋转。此时， 可动元件44以接近中心轴线“O”的方式在导路42内滑动。
如上所述，运动变换机构40将电机30的旋转运动变换成可动 元件44的滑动。电机30和运动变换机构40相当于控制旋转对22 的运动的控制装置。旋转对22包括可动元件44。
参照图1、2、6和7，下文将描述相位调节机构10的结构。图 1示出了输出轴16相对链轮11最延迟的情形，图6示出了输出轴 16相对链轮11最超前的情形。
在相位调节机构10中，第一臂20是弓形板，其相应地设在中 心轴线“O”的两侧。第一连接部14是与输出轴16同轴的圆板。 第一臂20通过第一轴元件23在横跨中心轴线“O”的两个位置处 与第一连接部14相连接。第一轴元件23是与中心轴线“O”偏心 的圆柱。第一连接部14和第一臂20形成了旋转对24，其在下文 中称作第一对24。
第二臂21是弓形板，其相应地设在中心轴线“O”的两侧。第 二连接部18包括两个从固定部17在径向上伸出的两个板。第二臂 21的一端通过第二轴元件25与第二连接部18相连接。第二轴元 件25是与中心轴线“O”偏心的圆柱。第二连接部18和第二臂21 形成了旋转对26，其在下文中称作第二对26。从中心轴线“O”到 每个第二对26的距离相等。
第一臂20的所述另一端和第二臂21的所述另一端通过可动元 件44彼此相连接，从而形成旋转对22。旋转对22在下文中称作 第三对22。
在相位调节结构10中，当中心轴线“O”和可动元件44之间 的距离恒定时，第一至第三对24、26、22的位置不变。在保持相 对于链轮11的旋转相位之下，输出轴16与凸轮轴2一起旋转，因 此凸轮轴2相对于曲轴的旋转相位就保持恒定。
当中心轴线“O”和可动元件44之间的距离变长时，例如当相 位调节机构10从图6所示模式变化到图1所示模式时，第一臂20 相对于第一连接部14和第二臂21绕着第一轴元件23和可动元件 44旋转。与此同时，第二臂21相对于第二连接部18绕着第二轴 元件25旋转以使得第二对26在延迟方向Y上运动。因而，输出轴 16相对于链轮11在延迟方向上旋转以便相对于曲轴延迟凸轮轴22 的旋转相位。
当中心轴线“O”和可动元件44之间的距离变短时，例如当相 位调节机构10从图1所示模式变化到图6所示模式时，第一臂20 相对于第一连接部14和第二臂21绕着第一轴元件23和可动元件 44旋转。与此同时，第二臂21相对于第二连接部18绕着第二轴 元件25旋转以使得第二对26在超前方向X上运动。因而，输出轴 16相对于链轮11在超前方向上旋转以便相对于曲轴超前凸轮轴22 的旋转相位。
以下将详细描述相位调节机构10的结构。
(第一特点)
如图8所示，连接第一对24和中心轴线“O”的径向直线与连 接第二对26和中心轴线“O”的径向直线形成了θ角度。当第三对 22(可动元件44)的位置运动Δr时，角度θ就增大Δθ。角度θ 相当于链轮11和输出轴16之间的相对旋转相位。变量Δθ相当于 相对旋转相位对应于第三对22的变量Δr而发生的变化量。因而， 当相对于每单位变量Δr的变量Δθ变小时，链轮11和输出轴16 之间的相对旋转相位的变化也变小。
在这种认识之下，很显然，当距离L1和距离L2之间的长度差 变小时，相对于每单位变量Δr的变量Δθ就变小。距离L1表示第 一臂20中第一对24和第三对22之间的距离，距离L2表示第二臂 21中第二对26和第三对22之间的距离。如图9所示，当距离L1 和距离L2的比值处于0.5至2的范围内时，变量Δθ相对较小。 在本实施例中，第一臂20和第二臂21具有基本上相同的形状，因 此比值L1/L2确定为1。
(第二特点)
图10示出了一个对比示例，其中第一臂20和第二臂21被布置 为使得第一对24位于第二对26和第三对22之间。作用在可动元 件44上的力沿着第一臂20和第二臂21被分割。特别地，第二臂 21接收较大的力。根据发明人的研究，当第三对22定位在第一对 24和第二对26之间时，作用在每个臂20、21上的力变小。在本 实施例中，如图11所示，第三对22定位在第一对24和第二对26 之间以使得作用在可动元件44上的力沿着第一臂20和第二臂21 被分割，分割之后的力相对较小。
(第三特点)
图12示出了一个对比示例，其中第一臂20和第二臂21分别被 弯曲为使得在将第一和第二对24、26与第三对22相连接的线S上 存在着空间。当有力通过所述对24、26、22作用在臂20、21上时， 沿着外周边20a、21a在其中间部分就会出现弯曲应力。根据发明 人的研究，当臂20、21被形成为使得如图13所述那样线S存在于 外周边20a、21a内时，弯曲应力就变小。在本实施例中，臂20、 21被分别形成为使得线S如图14所示那样存在于外周边20a、21a 内。
根据上述实施例，变量Δθ相对于单位变量Δr足够小，因此 即使第三对22的位置由于发动机扭矩的变化而变化时，链轮11和 输出轴16之间的相对旋转相位中的变化也被很好地限制。
而且，减小了作用在臂20、21上的力，因此臂20、21具有高 度的耐用性。
(变型)
比值L1/L2可确定为在0.5至2的范围内除了1之外的其它值。 可选地，当比值L1/L2处于0.5至2的范围内时，第一对24能如 图15所示那样定位在第二对26和第三对22之间。在线S上就能 形成一个空间。
当第三对22定位在第一对24和第二对26之间时，比值L1/L2 确定为在0.5至2的范围外。臂20、21中的至少一个能形成为在 线S上形成空间。
当线S在外周边20a、21a内时，比值L1/L2确定为在0.5至2 的范围外。第一对24能定位在第二对26和第三对22之间。
导路42可以是弓形、螺旋形或多边曲线。导路42、可动元件 44以及臂20、21的数目可以变化。
电机30可以是整流式电机或其它类型的无刷电机。在运动变 换机构40中，电机轴33可以直接与导向元件41相连接。