DE102007028689A1

DE102007028689A1 - Elektromotor, dessen Rotoren durch in Kammern verteiltes Arbeitsfluid zueinander gegensinnig verdrehbar sind

Info

Publication number: DE102007028689A1
Application number: DE102007028689A
Authority: DE
Inventors: Jun Wako Masuda; Ryo Wako Ninomiya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US7671500B2; CN101098092A; US20070296296A1; JP4184392B2; CN101098092B; JP2008011592A

Abstract

Ein erfindungsgemäßer Elektromotor (1) enthält Innenumfangs- und Außenumfangsrotoren (6, 5), die sich koaxial drehen und entlang einem Umfang jedes Rotors (6, 5) Permanentmagneten (9) aufweisen, sowie eine Phasenveränderungsvorrichtung (12) zum relativen Verdrehen der Rotoren (5, 6), um die relative Phase zwischen diesen zu verändern. Die Vorrichtung enthält eine Vorwärtswinkelarbeitskammer (24), um durch den Druck eines zugeführten Arbeitsfluids den Innenumfangsrotor (6) relativ zum Außenumfangsrotor (5) vorwärts zu drehen; eine Rückwärtswinkelarbeitskammer (25), um durch Druck des zugeführten Arbeitsfluids den Innenumfangsrotor (6) relativ zum Außenumfangsrotor (5) rückwärts zu drehen; ein Kanalumschaltventil (37) zur Verteilung der Arbeitsfluidzufuhr und -abfuhr zwischen den Arbeitskammern (24, 25) entsprechend der Stellung seines Schiebers (38), und ein elektromagnetisches Drucksteuerventil (39) zum Steuern/Regeln des Drucks des Arbeitsfluids und zum Steuern/Regeln der Stellung des Schiebers (38) in dem Kanalumschaltventil (37), basierend auf dem gesteuerten Druck.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Permanentmagneten in einem Rotor, insbesondere einen solchen Elektromotor, in dem Magnetfeldcharakteristika der Permanentmagneten in dem Rotor variabel sind.
In einem bekannten Beispiel eines solchen Motors sind ein Innenumfangs-Rotor und ein Außenumfangs-Rotor, die jeweils Permanentmagneten aufweisen, koaxial angeordnet, und sie werden relativ entlang einer Umfangsrichtung verdreht (d. h. relative Phase zwischen Rotoren wird verändert), so dass die Magnetfeldcharakteristika des gesamten Rotors variabel sind, wie z. B. aus der JP-A-2002-204541 bekannt.
Um in diesem Elektromotor die relative Phase zwischen dem Innenumfangs-Rotor und dem Außenumfangs-Rotor entsprechend der Drehzahl des Motors zu verändern, wird einer der Rotoren relativ zum anderen entlang der Umfangsrichtung mittels eines Elements verdreht, das aufgrund von Zentrifugalkraft in der radialen Richtung verlagert wird. Um andererseits die relative Phase zwischen dem Innenumfangs-Rotor und dem Außenumfangs-Rotor entsprechend der Drehzahl des im Stator erzeugten Dreh-Magnetfelds zu verändern, werden die relativen Positionen der Rotoren entlang der Umfangsrichtung durch Anlegen eines Steuerstroms an Statorwicklungen verändert, während jeder Rotor die jeweilige Drehung mittels Drehkraft beibehält.
Wenn in dem oben beschriebenen Rotor die Permanentmagneten der Außenumfangs- und Innenumfangs-Rotoren derart zueinander weisen, dass entgegengesetzte Pole (d. h. Nordpol und Südpol) einander gegenüberliegen (d. h. jeder Rotor die gleiche Pol-Position-Einstellung hat), wird das Magnetfeld des gesamten Rotors verstärkt, und die induzierte Spannung wird erhöht. Wenn hingegen die Permanentmagneten der Außenumfangs- und Innenumfangs-Rotoren derart zueinander weisen, dass die gleichen Pole (d. h. N-Pole oder S-Pole) einander gegenüberliegen (d. h. Einstellungen mit entgegengesetzter Pol-Position gewählt werden), wird das Magnetfeld des gesamten Rotors geschwächt und die induzierte Spannung wird verringert.
Jedoch sind in dem obigen herkömmlichen Motor die Bedingungen zum Verändern der relativen Phase zwischen dem Außenumfangs-Rotor und dem Innenumfangs-Rotor begrenzt, und es ist unmöglich, die relative Phase frei zu verändern, wenn der Motor gestoppt ist oder sich unbeabsichtigt dreht. Insbesondere wenn ein solcher Motor zum Antrieb eines Hybridfahrzeugs oder eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs benutzt wird, ist es erforderlich, die Charakteristika des Motors entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs plötzlich auf gewünschte Charakteristika zu verändern. Um diesem Erfordernis nachzukommen ist es wichtig, ein Freiheitsgrad bei der Regelung zum Verändern der relativen Phase zu erhöhen.
Im Hinblick auf die obigen Umstände hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren erfunden, worin im Motor eine Phasenveränderungsvorrichtung eingebaut ist, die Arbeitsfluid verwendet, und eine effiziente Zuführ- und Abführsteuerung des Arbeitsfluids untersucht. Insbesondere ist eine Phasenveränderungsvorrichtung untersucht worden, die (i) Vorwärts- (oder Frühstellungs-) Winkel-Arbeitskammer aufweist, durch die der Innenumfangsrotor entlang einer vorwärtigen Winkelrichtung in Bezug auf den Außenumfangsrotor relativ gedreht wird, und (ii) eine Rückwärts- oder Spätstellungswinkelarbeitskammer, durch die der Innenumfangsrotor entlang einer Rückwärtswinkelrichtung relativ zum Innenumfangsrotor in Bezug auf den Außenumfangsrotor verdreht wird, wenn die Zufuhr des Arbeitsfluids zu den Arbeitskammern mittels eines elektromagnetischen Ventils reguliert wird.
Wenn in diesem Fall der Durchtritt des jeder Arbeitskammer zugeführten Arbeitsfluids mittels eines solchen elektromagnetischen Ventils gesteuert wird, muss eine relativ große Arbeitsfluidmenge zugeführt werden, wenn die Phase verändert wird; daher muss die Größe des elektromagnetischen Ventils erhöht werden. Wenn darüber hinaus ein einzelner Steuerungsmechanismus mittels des elektromagnetischen Ventils oder dergleichen für jede Arbeitskammer vorgesehen ist, nimmt die Anzahl der erforderlichen Teile zu, wodurch der jeweilige Platzbedarf in dem Motor und die Herstellungskosten zunehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektromotor anzugeben, in dem die relative Phase zwischen dem Außenumfangsrotor und dem Innenumfangsrotor mittels eines Arbeitsfluids nach Wunsch geändert werden kann, ohne dass eine Zunahme der Größe und der Anzahl der Teile des Elektromotors erforderlich ist, um hierdurch die Herstellungskosten zu verringern und den Freiheitsgrad bei der Flexibilität in Bezug auf die Steuerung der Veränderung der relativen Phase zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Elektromotor angegeben, umfassend: einen Innenumfangsmotor, der entlang seinem Umfang angeordnete Permanentmagnete aufweist; einen Außenumfangsrotor, der entlang seinem Umfang angeordnete Permanentmagnete aufweist und am Außenumfang des Innenumfangsrotors derart angeordnet ist, dass der Außenumfangsrotor relativ zum Innenumfangsrotor koaxial drehbar ist; und eine Phasenveränderungsvorrichtung zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors, um die relative Phase zwischen diesen zu verändern, wobei die Phasenveränderungsvorrichtung enthält: eine Vorwärtswinkelarbeitskammer zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors in einer Vorwärtswinkelrichtung in Bezug auf den Außenumfangsrotor durch Druck eines Arbeitsfluids, das der Vorwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird; eine Rückwärtswinkelarbeitskammer zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors in einer Rückwärtswinkelrichtung in Bezug auf den Außenumfangsrotor durch Druck eines Arbeitsfluids, das der Rückwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird; eine Fluidzufuhrquelle zum Zuführen jedes Arbeitsfluids; ein Kanalumschaltventil mit einem Schieber zur Durchführung einer Verteilung in Bezug auf einen Prozess des Zuführens und Ablassens des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer entsprechend einer Stellung des Schiebers; und ein elektromagnetisches Drucksteuerventil zum Steuern/Regeln des Drucks des von der Fluidzufuhrquelle zugeführten Arbeitsfluids und zum Steuern/Regeln der Position des Schiebers in dem Kanalumschaltventil basierend auf dem gesteuerten/geregelten Druck des Arbeitsfluids.
In der obigen Struktur wird das von der Fluidzufuhrquelle zugeführte Arbeitsfluid entsprechend der Position des Schiebers in dem Kanalumschaltventil entweder der Vorwärtswinkelarbeitskammer oder der Rückwärtswinkelarbeitskammer eingeführt, sodass der Innenumfangsrotor in Bezug auf den Außenumfangsrotor relativ vorwärts oder rückwärts gedreht wird. Das elektromagnetische Drucksteuerventil, das einen Befehl von einem Steuergerät erhalten kann, steuert/regelt in geeigneter Weise, den Druck des von der Fluidzufuhrquelle zugeführten Arbeitsfluids, um die Stellung des Schiebers des Kanalumschaltventils durch Anlegen des gesteuerten Drucks des Arbeitsfluids an den Schieber zu steuern. Dementsprechend wird der Schieber des Kanalumschaltventils mittels des relativ hohen Arbeitsfluiddrucks vorwärts oder rückwärts bewegt, und daher kann zugeführte und abgeführter Arbeitsfluidmenge in Bezug auf die Vorwärtswinkelarbeitskammer und die Rückwärtswinkelarbeitskammer ausreichend erhöht werden. Darüber hinaus erfolgt der Prozess des Zuführens und Abführens des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer über den Schieber des gemeinsamen Kanalumschaltventils.
Das heißt, dass bei der obigen Struktur die relative Phase zwischen dem Außenumfangsrotor und dem Innenumfangsrotor durch geeignete Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer verändert wird. Darüber hinaus sorgt das Kanalumschaltventil mit dem Schieber für eine Verteilung in Bezug auf die Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer. Darüber hinaus steuert/regelt das elektromagnetische Drucksteuerungsventil den Druck des von der Fluidzufuhrquelle zugeführten Arbeitsfluids und steuert/regelt die Position des Schiebers des Kanalumschaltventils mittels des regulierten Arbeitsfluiddrucks. Daher kann eine relativ große Arbeitsfluidmenge zugeführt werden, ohne ein groß bemessenes elektromagnetisches Ventil anzuwenden, so dass die relative Phase zwischen dem Außenumfangsrotor und dem Innenumfangsrotor nach Wunsch geändert werden kann. Darüber hinaus wird der Prozess des Zuführens und Abführens des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer mittels des Schiebers des gemeinsamen Kanalumschaltventils durchgeführt. Daher sind ein einziges Kanalumschaltventil und ein einziges Drucksteuerungsventil zum Steuern/Regeln der Position des Schiebers des Kanalumschaltventils notwendig, um hierdurch die Anzahl der Teile in dem gesamten Motor zu reduzieren. Daher lässt es sich verhindern, dass die Herstellungskosten zunehmen, und es lässt sich der Freiheitsgrad bei der Steuerung/Regelung zur Veränderung der relativen Phase verändern.
Bevorzugt enthält das Kanalumschaltventil eine Vorwärtswinkelrückkopplungskammer, die mit der Vorwärtswinkelarbeitskammer in Verbindung steht und an den Schieber einen Schub anlegt, wobei der Schub dem Druck in der Vorwärtswinkelarbeitskammer entspricht; und eine Rückwärtswinkelrückkopplungskammer, die mit der Rückwärtswinkelarbeitskammer in Verbindung steht und an den Schieber einen Schub anlegt, wobei der Schub dem Druck in der Rückwärtswinkelarbeitskammer entspricht; und wobei in dem Schieber die Flächenausdehnung einer Druckaufnahmefläche, die die Vorwärtswinkelarbeitskammer kontaktiert, identisch mit der Flächenausdehnung einer Druckaufnahmefläche, die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer kontaktiert, ist.
In diesem Fall wird der Schub entsprechend einer Druckdifferenz zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer an den Schieber angelegt und fungiert als Kraft, die den Schiebersteuerdruck (der durch das Drucksteuerungsventil gesteuert ist) ausgleicht. Daher ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer durch Steuerung des Schiebersteuerdrucks mittels des Drucksteuerungsventils zu steuern. Wenn darüber hinaus die Druckdifferenz zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer aufgrund einer Störung veränderlicht ist, während die Steuerung mittels des Drucksteuerventils in einem konstanten Zustand beibehalten wird, wird die Druckdifferenz zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer automatisch korrigiert, um den Schub des Schiebers entsprechend der Druckdifferenz zwischen den beiden Arbeitskammern mit der auf den Schiebersteuerdruck zurückgehenden Kraft auszugleichen.
Auch in diesem Fall hat das Kanalumschaltventil die Vorwärtswinkelrückkopplungskammer und die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer, und in dem Schieber ist die Flächenausdehnung der Druckaufnahmefläche, die die Vorwärtswinkelrückkopplungskammer kontaktiert, identisch mit der Flächenausdehnung der Druckaufnahmefläche, die die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer kontaktiert. Daher kann die Druckdifferenz zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer und der Rückwärtswinkelarbeitskammer mittels der Drucksteuerung unter Verwendung des elektromagnetischen Drucksteuerungsventils gesteuert werden. Wenn sich daher die Drehreaktionskraft, die in der Relativdrehung zwischen dem Innenumfangsrotor und dem Außenumfangsrotor erzeugt wird, sich aufgrund der spezifischen Einstellung linear verändert, können die Rotoren genau verdreht werden und auch die gewünschten Relativpositionen zwischen der weitesten Rückwärtswinkelstellung und der weitesten Vorwärtswinkelstellung gestellt werden, ohne eine Rückkopplungsregelung in Bezug auf die relativen Positionen des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors durchzuführen.
Darüber hinaus wird wie oben beschrieben die Relativdrehung zwischen den Rotoren aufgrund einer Störung automatisch korrigiert, wenn die Steuerung mittels des Drucksteuerungsventils in einem konstanten Zustand oder dergleichen gehalten wird. Daher lässt sich die Steuerung des elektromagnetischen Drucksteuerungsventils vereinfachen.
Bevorzugt kann der Elektromotor ferner ein Regulierventil umfassen, das einen Steuerschieber aufweist, der sich entsprechend einem Ausgleich zwischen der von einer Feder erzeugten Kraft und dem Druck des von der Fluidzufuhrquelle zugeführten Fluids vorwärts oder rückwärts bewegt, wobei der Druck in einem Leitungskanal, der mit dem Kanalumschaltventil in Verbindung steht, entsprechend einer Position des Steuerschiebers gesteuert/geregelt wird; und eine Reaktionskraftsteuerkammer zum Anlegen des Drucks des Arbeitsfluids, der durch das elektromagnetische Drucksteuerventil gesteuert/geregelt ist, an den Steuerschieber in einer Richtung, die mit jener, in der die Kraft der Feder wirkt, identisch ist.
In diesem Fall wird der Druck des Arbeitsfluids, der durch das elektromagnetische Drucksteuerungsventil gesteuert wird, an den Steuerschieber als eine Reaktionskraft angelegt, die in der gleichen Schubrichtung in der durch die Feder erzeugten Kraft wirkt, und die Drucksteuerung des Leitungskanals mittels des Regulierventils wird entsprechend dem Schiebersteuerdruck des Kanalschaltventils durchgeführt. Wenn daher, bei Vorwärtsdrehung, vorbestimmt wird, dass die Reaktionskraft in der Drehrichtung aufgrund der Reaktionskraft der Permanentmagneten der Rotoren oder durch andere Krafterzeugungsmittel linear zunimmt, wird der Schiebersteuerdruck des Kanalumschaltventils erhöht, um den Innenumfangsrotor in Bezug auf den Außenumfangsrotor vorwärts zu drehen. Dementsprechend wird der Druck des Leitungskanals über das Regulierventil erhöht, um hierdurch den Innenumfangsrotor zuverlässig vorwärts zu drehen.
Das heißt, wenn vorbestimmt wird, dass die Drehreaktionskraft aufgrund einer Zunahme des Schiebersteuerdrucks des Kanalumschaltventils im wesentlichen linear entsprechend dem Fortgang der Phasenveränderung zunimmt, kann die Phase mittels des Drucks durch den Leitungskanal zuverlässig verändert werden, welcher der Drehreaktionskraft entspricht. Daher wird der Druck des Leitungskanals entsprechend der Drehreaktionskraft automatisch verändert, und daher wird es unnötig, den Druck des Leitungskanals immer auf einen großen Wert zu setzen, wodurch der Energieverlust verringert werden kann.
Bevorzugt ist ein Einführraum, dem ein Arbeitsfluid zugeführt werden kann, zwischen einem ersten Element, das sich integral mit dem Außenumfangsrotor dreht, und einem zweiten Element, das sich integral mit dem Innenumfangsrotor dreht, vorgesehen; wobei ein Flügel zum Unterteilen des Einführraums in zwei Kammern in den Einführraum vom ersten Element oder vom zweiten Element frei verschiebbar vorsteht; und wobei die zwei Kammern, die durch den Flügel unterteilt sind, als die Vorwärtswinkelarbeitskammer und die Rückwärtswinkelarbeitskammer fungieren.
Wenn in diesem Fall das Arbeitsfluid der Vorwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und von der Rückwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, erhält der Flügel einen Differenzdruck zwischen den vorderen und hinteren Kammern davon, so dass er sich relativ von der einen Seite zur anderen Seite in dem Einführungsraum bewegt und das erste Element und das zweite Element sich relativ zueinander drehen. Dementsprechend dreht sich der Innenumfangsrotor relativ zum Außenumfangsrotor vorwärts. Wenn hingegen das Arbeitsfluid der Rückwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und es von der Vorwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, erhält der Flügel auch einen Differenzdruck zwischen den vorderen und hinteren Kammern davon, so dass er sich relativ in einer zum obigen Fall entgegengesetzten Richtung dreht, und sich der Innenumfangsrotor relativ zum Außenumfangsrotor rückwärts bewegt, über das erste Element und das zweite Element.
Bevorzugt ist ein Wellenteil an einem eines ersten Elements, das sich integral mit dem Außenumfangsrotor dreht, und eines zweiten Elements, das sich integral mit dem Innenumfangsrotor dreht, vorgesehen; wobei ein zylindrisches Teil, das eine Außenseite des Wellenteils umgibt, am jeweils anderen des ersten Elements und des zweiten Elements vorgesehen ist; ein Ringrad, dessen Innenumfangsseite und Außenumfangsseite jeweils mit dem Wellenteil und dem zylindrischen Teil über Schraubverzahnungen in Eingriff steht, vorgesehen ist; ein Einführraum, dem ein Arbeitsfluid zugeführt werden kann, zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element vorgesehen ist; ein Kolben zum Unterteilen des Einführraums in zwei Kammern in dem Einführraum frei verschiebbar aufgenommen ist und mit dem Ringrad derart gekoppelt ist, dass der Kolben integral mit dem Ringrad bewegbar ist; und die zwei Kammern, die durch den Kolben unterteilt sind, als die Vorwärtswinkelarbeitskammer und die Rückwärtswinkelarbeitskammer fungieren.
Wenn in diesem Fall das Arbeitsfluid der Vorwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und es an der Rückwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, erhält der Kolben einen Differenzdruck zwischen den vorderen und hinteren Kammern davon, sodass er sich relativ von der einen Seite zu der anderen Seite in dem Einführraum bewegt. In diesem Prozess bewegt sich das mit dem Kolben gekoppelte Ringrad von der einen Seite zur anderen Seite zwischen dem Wellenteil und dem zylindrischen Teil, sodass das Ringrad eine relative Drehkraft (in relativer Drehrichtung) auf das Wellenteil und das zylindrische Teil über die Schraubverzahnungen ausübt. Dementsprechend drehen sich das erste Element und das zweite Element relativ zueinander, und der Innenumfangsrotor dreht sich relativ in Bezug auf den Außenumfangsrotor vorwärts. Wenn hingegen das Arbeitsfluid der Rückwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und es von der Vorwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, erhält der Kolben einen Differenzdruck zwischen den vorderen und hinteren Kammern davon, sodass er sich relativ in der zum obigen Fall entgegengesetzten Richtung dreht, und das Ringrad bewegt sich in der gleichen Richtung wie der Kolben. Dementsprechend übt das Ringrad eine relative Drehkraft (in entgegengesetzter Richtung zu obigen Fall) auf den Wellenteil und den zylindrischen Teil über die Schraubverzahnungen aus. Dementsprechend drehen sich das erste Element und das zweite Element relativ zueinander, und der Innenumfangsrotor dreht sich in Bezug auf den Außenumfangsrotor relativ rückwärts.
Bevorzugt sind ein erster Zylinder und ein zweiter Zylinder an einem eines ersten Elements, das sich integral mit dem Außenumfangsrotor dreht, und eines zweiten Elements, das sich integral mit dem Innenumfangsrotor dreht, vorgesehen, wobei der erste und der zweite Zylinder in angenähert tangentialen Richtungen in Bezug auf einen Umfang um eine Rotationsachse der Rotoren als deren Mitte angeordnet sind und sich zu entgegengesetzten Drehrichtungen hin öffnen, wobei ein erster Kolben und ein zweiter Kolben jeweils in den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder verschiebbar eingesetzt ist; eine erste Lastübertragungswand und eine zweite Lastübertragungswand an dem anderen des ersten Elements und des zweiten Elements vorgesehen sind, wobei die erste Lastübertragungswand und die zweite Lastübertragungswand entlang angenäherter radialer Richtungen der Rotoren angeordnet sind und jeweils Kopfteile des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens kontaktieren; und ein Zwischenraum zwischen dem ersten Zylinder und dem ersten Kolben und ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Zylinder und dem zweiten Kolben jeweils als die Vorwärtswinkelarbeitskammer und die Rückwärtswinkelarbeitskammer fungieren.
Wenn in diesem Fall das Arbeitsfluid der Vorwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und es von der Rückwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, fährt der erste Kolben aus, während der zweite Kolben einfährt. In diesem Prozess drückt der erste Kolben auf die erste Lastübertragungswand, so dass sich die erste Lastübertragungswand von dem ersten Zylinder weg bewegt, und gleichzeitig nähert sich die zweite Lastübertragungswand dem zweiten Zylinder an. Dementsprechend drehen sich das erste Element und das zweite Element in einer relativen Drehrichtung, und das Innenumfangselement dreht sich in Bezug auf den Außenumfangsrotor vorwärts. Wenn hingegen das Arbeitsfluid der Rückwärtswinkelarbeitskammer zugeführt wird und es von der Vorwärtswinkelarbeitskammer abgelassen wird, fährt der zweite Kolben aus, während der erste Kolben einfährt, sodass der zweite Kolben auf die zweite Lastübertragungswand drückt. Dementsprechend drehen sich das erste Element und das zweite Element in der anderen relativen Drehrichtung, und der Innenumfangsrotor dreht sich in Bezug auf den Außenumfangsrotor relativ rückwärts.
Die obigen bevorzugten Beispiele haben jeweils eine einfache Struktur, worin die relative Phase zwischen dem Innenumfangsrotor und dem Außenumfangsrotor mittels der Zufuhrsteuerung des Arbeitsfluids mit beliebiger Zeitgebung akkurat verändert werden kann. Daher lässt sich die Flexibilität im Freiheitsgrad in Bezug auf die Steuerung der Veränderung der relativen Phase verbessern und lässt sich die Größe des Elektromotors verringern.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen eines Elektromotors einer ersten Ausführung;
2 ist eine Seitenansicht (worin einige Teile weggelassen sind), die eine Rotoreinheit des Elektromotors der ersten Ausführung zeigt, die so angesteuert wird, dass sie in der Position mit größtem Rückwärtswinkel steht;
3 ist ist eine Explosionsansicht der Rotoreinheit des Elektromotors der ersten Ausführung;
4 ist eine Seitenansicht (in der einige Teile weggelassen sind), die die Rotoreinheit zeigt, die so angesteuert wird, dass sie in der Position mit größten Vorwärtswinkel steht.
5A ist ein Diagramm zur Erläuterung eines verstärkten Magnetfelds, das erzeugt wird, wenn die Permanentmagneten des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors die gleiche Polpositionseinstellung haben, und
5B ist ein Diagramm zur Erläuterung eines geschwächten Magnetfelds, das erzeugt wird, wenn die Permanentmagneten des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors entgegengesetzte Polpositionseinsteilungen haben.
6 zeigt eine Öldruckschaltung, die hauptsächlich die Öldrucksteuervorrichtung in der Phasenveränderungsvorrichtung der ersten Ausführung aufweist.
7 ist eine schematische Schnittansicht des Kanalumschaltventils der ersten Ausführung.
8 ist eine schematische Schnittansicht des Rücksteuerungsventils der ersten Ausführung.
9 ist eine schematische Schnittansicht des Kanalumschaltventils in der ersten Ausführung.
10 ist eine schematische Schnittansicht des Regulierventils in der ersten Ausführung.
11A bis 11C sind schematische Diagramme eines aufeinander folgenden Betriebs einer Vorrichtung zum linearen erhöhen der Drehreaktionskraft, welche in der ersten Ausführung angewendet wird.
12 ist ein Graph einer Veränderung in der Drehreaktionskraft in Bezug auf die Zunahme des relativen Drehwinkels des Innenumfangsrotors in der ersten Ausführung.
13 zeigt eine Öldruckschaltung, die hauptsächlich die Öldrucksteuerungsvorrichtung in der Phasenveränderungsvorrichtung eines Elektromotors einer zweiten Ausführung aufweist.
14 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen eines Elektromotors einer dritten Ausführung.
15 ist eine Seitenansicht einer Rotoreinheit eines Elektromotors einer vierten Ausführung.
Nachfolgend wird die erste Ausführung in Bezug auf die 1 bis 12 erläutert.
1 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen eines Elektromotors 1 der ersten Ausführung. 2 ist eine Seitenansicht (in der einige Teile weggelassen sind), die eine Rotoreinheit des Elektromotors zeigt, die so angesteuert wird, dass sie in der Position mit größtem Rückwärtswinkel steht. 3 ist eine Explosionsperspektivansicht der Rotoreinheit des Elektromotors. 4 ist eine Seitenansicht der Rotoreinheit, die so angesteuert wird, dass sie in der Position mit größtem Vorwärtswinkel steht.
Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist der Elektromotor 1 ein bürstenloser Gleichstrommotor vom Innenrotortyp, worin eine Rotoreinheit 3 an der Innenumfangsseite eines kreisförmigen Stators 2 angeordnet ist. Der Motor 1 kann als Fahrantriebsquelle für ein Hybridfahrzeug, ein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder dergleichen angewendet werden. Der Stator 2 hat Statorwicklungen 2a mit unterschiedlichen Phasen. Die Rotoreinheit 3 hat in ihrer axialen Mitte eine rotierende Welle 4.
Wenn man den Motor 1 als Fahrantriebsquelle eines Fahrzeugs verwendet, wird die Drehkraft des Motors 1 über ein Getriebe (nicht gezeigt) auf Antriebsräder (nicht gezeigt) des Fahrzeugs übertragen. Wenn in diesem Fall der Motor 1 während der Verzögerung des Fahrzeugs auf Generator fungiert, kann der erzeugte Strom als regenerative Energie in einer Batterie gespeichert werden. Darüber hinaus kann in einem Hybridfahrzeug die rotierende Welle 4 des Motors 1 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine gekoppelt sein, so dass der Elektromotor 1 dazu benutzt werden kann, um über die Brennkraftmaschine Strom zu erzeugen.
Die Rotoreinheit 3 hat einen kreisförmigen Außenumfangsrotor 5 und einen ebenfalls kreisförmigen Innenumfangsrotor 6, der koaxial an der Innenseite des Außenumfangsrotors 5 angeordnet ist. Der Außenumfangsrotor 5 und der Innenumfangsrotor 6 können sich mit einem vorbestimmten Winkel verdrehen. In dem Außenumfangsrotor 5 ist ein kreisförmiger Rotoreisenkern 7 als Rotorhauptkörper vorgesehen, der aus gesintertem Metall hergestellt sein kann. In dem Rotoreisenkern 7 sind eine Mehrzahl von Magnetmontageschlitzen 7a in Umfangsrichtung mit regelmäßigen Intervallen angeordnet, wobei die Schlitzanordnungsposition dem Außenumfang des Rotoreisenkerns 7 angenähert ist. Ähnlich ist in dem Innenumfangsrotor 6 ein kreisförmiger Rotoreisenkern 8 als Rotorhauptkörper vorgesehen, der aus gesintertem Metall hergestellt sein kann. Auch in dem Rotoreisenkern 8 sind eine Mehrzahl von Magnetmontageschlitzen 8a in Umfangsrichtung mit regelmäßigen Intervallen angeordnet, wobei die Schlitzanordnung dem Außenumfang des Rotoreisenkerns 8 angenähert ist.
In jedem der Magnetmontageschlitze 7a und 8a sind parallel zwei Permanentmagnete 9 angebracht, die jeweils plattenförmig sind und in deren Dickenrichtung magnetisiert sind. Die zwei Permanentmagneten 9, die in dem selben Schlitz (7a oder 8a) angebracht sind, sind in der gleichen Richtung magnetisiert, und die Paare der Permanentmagneten, die in benachbarten Schlitzen installiert sind, haben unterschiedliche Polausrichtungen. Das heißt, in den Rotoren 5 und 6 sind ein Paar der Permanentmagneten 9, die einen N-Pol an der Außenumfangsseite aufweisen, und ein Paar der Permanentmagneten 9, die einen S-Pol an der Außenumfangsseite aufweisen, in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Darüber hinaus ist zwischen benachbarten Magnetmontageschlitzen (7a oder 8b) entlang der axialen Richtung der Rotoren 5 und 6 eine Kerbe 10 ausgebildet, um den Magnetfluss der jeweiligen Permanentmagneten 9 zu steuern.
5A ist ein Diagramm zur Erläuterung eines verstärkten Magnetfelds, das erzeugt wird, wenn die Permanentmagneten des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors die gleiche Polpositionseinstellung haben, und 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines geschwächten Magnetfelds, das erzeugt wird, wenn die Permanentmagneten des Innenumfangsrotors und des Außenumfangsrotors entgegengesetzte Polpositionseinstellungen haben.
Der Außenumfangsrotor 5 und der Innenumfangsrotor 6 haben jeweils die gleiche Anzahl von Magnetmontageschlitzen (7a oder 8b), sodass die Permanentmagneten 9 des Außenumfangsrotors 5 und des Innenumfangsrotors 6 einander eins-zu-eins entsprechen. Wenn daher jedes Paar der Permanentmagneten 9, das zu dem Außenumfangsrotor 5 gehört, zu einem Paar der Permanentmagneten 9, die zum Innenumfangsrotor 6 gehören, derart weist, dass die gleichen Pole (die N-Pole oder S-Pole) einander gegenüberliegen (das heißt, eine entgegengesetzte Polpositionseinstellung ergeben), kann die gesamte Rotoreinheit 3 das schwächste Magnetfeld haben (das heißt, ein geschwächtes Magnetfeld, siehe 4 und 5B). Wenn hingegen jedes Paar der Permanentmagneten 9, die zu dem Außenumfangsrotor 5 gehören, zu einem Paar der Permanentmagneten 9, die zu dem Innenumfangsrotor 6 gehören, derart einander gegenüberliegen, dass die entgegengesetzten Pole (N-Pole und S-Pole) zueinander weisen (was die gleiche Polpositionseinstellung ergibt), kann die gesamte Rotoreinheit 3 das stärkste Magnetfeld haben (das heißt, ein verstärktes Magnetfeld, siehe 2 und 5A).
Die Rotoreinheit 3 hat hier auch einen Verdrehmechanismus 11 zum relativen Drehen des Außenumfangsrotors 5 und des Innenumfangsrotors 6. Der Verdrehmechanismus 11 fungiert als Teil einer Phasenveränderungsvorrichtung 12 zum feinen verändern der relativen Phase zwischen den Rotoren 5 und 6 und wird durch Druck eines Arbeitsfluids betätigt, das ein inkompressives Arbeitsfluid ist. Der Verdrehmechanismus 11 und eine Öldrucksteuerungsvorrichtung 13 (siehe 6) zum Steuern/Regeln des Drucks des dem Verdrehmechanismus 11 zugeführten Arbeitsfluids sind Hauptstrukturelemente der Phasenveränderungsvorrichtung 12. 6 zeigt eine Öldruckschaltung, die hauptsächlich das Öldrucksteuerventil 13 aufweist.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, hat der Verdrehmechanismus 11 (i) einen Flügelrotor 14 (das heißt ein erstes Element), das auf die postierende Welle 4 über Keilnuten derart aufgesetzt ist, dass dieser sich gemeinsam mit der rotierenden Welle 4 dreht und (ii) ein kreisförmiges Gehäuse 15 (das heißt, ein zweites Element), das am Außenumfang des Flügelrotors 14 derart angeordnet ist, dass das kreisförmige Gehäuse 15 und der Flügelrotor 14 relativ gedreht werden können. Das kreisförmige Gehäuse 15 ist integral an der Innenumfangsseite des Innenumfangsrotors 6 befestigt, und der Flügelrotor 14 ist integral mit dem Außenumfangsrotor 5 über ein Paar scheibenförmiger Antriebsplatten gekoppelt (auch als das erste Element), die jeweils die Seitenenden des kreisförmigen Gehäuses 15 und den Innenumfangsrotor 6 überspannen. Daher bilden der Flügelrotor 14, die rotierende Welle 4 und der Außenumfangsrotor 5 ein integrales Teil, während das kreisförmige Gehäuse 15 und der Innenumfangsrotor 6 ebenfalls ein integrales Teil bilden.
Der Flügelrotor 14 hat einen Nabenteil 17, der zylinderförmig ist und über Keilnuten auf die rotierende Welle 4 aufgesetzt ist. Am Außenumfang des Nabenteils 17 sind eine Mehrzahl von Flügeln 18, die jeweils in der radialen Richtung nach außen vorstehen, mit regelmäßigen- Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet. Andererseits sind am Innenumfang des kreisförmigen Gehäuses 15 eine Mehrzahl vertiefter Teile 19 in regelmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung vorgesehen. Jedes vertiefte Teil 19 ist gebildet durch (i) eine Bodenwand 20 mit einer Bogenform, die im wesentlichen mit der Drehbahn übereinstimmt, der der Kopf des entsprechenden Flügels 18 folgt, und (ii) Trennwände 21, die jeweils dreieckförmig sind und benachbarte vertiefte Teile 19 voneinander trennt. Wenn der Flügelrotor 14 und das kreisförmige Gehäuse 15 sich relativ verdrehen, kann jeder Flüge) 18 zwischen einer und der anderen Trennwand 21 (das heißt benachbarten Trennwänden 21, die den Flügel 18 zwischen sich aufnehmen, verlagert werden.
Wenn in der vorliegenden Ausführung jede Trennwand 21 den entsprechenden Flügel 18 kontaktiert, fungiert sie als Anschlag zum Begrenzen der Relativdrehung zwischen dem Flügelrotor 14 und dem kreisförmigen Gehäuse 15. Darüber hinaus ist ein Dichtungselement 22 entlang der axialen Richtung zu jedem Kopf der Flügel 18 und der Trennwände 21 vorgesehen, so dass das Teil zwischen jedem Flügel und der entsprechenden Bodenwand 20 des vertieften Teils 19 sowie das Teil zwischen jeder Trennwand 21 und der Außenumfangsseite des Nabenteils 17 in einem flüssigkeitsbeständigem Zustand jeweils abgedichtet sind.
Das kreisförmige Gehäuse 15 weist ein Basisteil 15a auf, das an dem Innenumfangsrotor 6 befestigt ist. Das Basisteil 15a hat eine zylindrische Form mit konstanter Dicke und steht entlang der axialen Richtung nach außen vor, im Vergleich zum Innenumfangsrotor und den Trennwänden 21 (siehe 1). Jedes Ende der vorstehenden Abschnitte des Basisteils 15a ist in eine kreisförmige Führungsnut 16a (die in der entsprechenden Antriebsplatte 16 ausgebildet ist) frei verschiebbar eingesetzt, so dass das kreisförmige Gehäuse 15 und der Innenumfangsrotor 6 von dem Außenumfangsrotor 5 und der rotierenden Welle 4 im schwimmenden Zustand gelagert werden.
Die Antriebsplatten 16, die an beiden Seiten (des Satzes) von Außenumfangsrotor 5 und Flügelrotor 14 zu deren Kopplung vorgesehen sind, stehen mit beiden Seitenflächen (das heißt beiden Stirnflächen in der axialen Richtung) des kreisförmigen Gehäuses 15 frei verschiebbar in engem Kontakt, so dass sie jede Seite der vertieften Teile 19 in dem kreisförmigen Gehäuse 15 verschließen können. Daher bildet jedes vertiefte Teil 19 einen unabhängigen Raum, der von dem Nabenteil 17 und den Antriebsplatten 16 an beiden Seiten des vertieften Teils 19 umgeben ist. Dieser Raum fungiert als Einführraum 23, in den Arbeitsfluid eingeführt wird. Jeder Einführraum 23 ist durch den entsprechenden Flügel 18 des Flügelrotors 14 in zwei Kammern unterteilt: eine ist die Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und die andere ist die Rückwärtswinkelarbeitskammer 25.
Die Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 dreht den Innenumfangsrotor 6 relativ in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 in der Vorwärtswinkelrichtung mittels des Arbeitsfluiddrucks, der in die Kammer eingeführt wird, während die Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 den Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 in der Rückwärtswinkelrichtung relativ dreht, unter Verwendung des Arbeitsfluiddrucks, der in diese Kammer eingeführt wird. Der obige "Vorwärtswinkel" entspricht einer Bewegung des Innenumfangsrotors 6 (in Bezug auf den Außenrotor 5) in der Drehrichtung R (siehe 2 und 4) des Motors 1, und der "Rückwärtswinkel" entspricht einer Bewegung des Innenumfangsrotors 6 (in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5) entgegen der Drehrichtung R.
Das Zuführen und Ablassen des Arbeitsfluids zur jeweiligen Arbeitswinkelarbeitskammer 24 und Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 erfolgt über die rotierende Welle 4. Insbesondere ist jede Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 mit einem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 der Öldrucksteuerungsvorrichtung 13 (siehe 6) verbunden, und jede Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 ist mit einem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 der Öldrucksteuerungsvorrichtung 13 verbunden. Wie auch in 1 gezeigt, sind Teile des Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanals 26 und ein Teil der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 jeweils durch Kanalöffnungen 26a und 27a gebildet, die jeweils in der rotierenden Welle 4 entlang der axialen Richtung derselben ausgebildet sind. Die Enden der Kanalöffnungen 26a und 27a sind jeweils mit Kreisnuten 26b und 27b verbunden, die an der Außenumfangsseite der rotierenden Welle 4 ausgebildet sind, wo die Positionen der Kreisnuten 26b und 26c in der axialen Richtung versetzt sind (in 1 zur linken Seite hin). Die Kreisnuten 26b und 26c sind jeweils mit Einführlöchern 26c und Einführlöchern 27c verbunden, die beide in dem Nabenteil 17 in angenähert radialen Richtungen ausgebildet sind. Daher verbindet jedes Einführloch 26c die Kreisnut 26b mit der entsprechenden Vorwärtswinkelarbeitskammer 24, und jedes Einführloch 27c verbindet die Kreisnut 27b mit der entsprechenden Rückwärtswinkelarbeitskammer 27.
Wenn in dem Motor 1 der vorliegenden Ausführung der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 an der Position mit dem größtem Rückwärtswinkel angeordnet ist, weisen die Permanentmagneten des Außenumfangsrotors 5 und des Innenumfangsrotors 6 derart zueinander, dass entgegengesetzte Pole (das heißt N-Pol und S-Pol) einander gegenüberliegen, um hierdurch ein verstärktes Magnetfeld zu erzeugen (siehe 2 und 5A). Wenn hingegen der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 auf die Position mit dem größten Vorwärtswinkel gestellt ist, weisen die Permanentmagneten des Außenumfangsrotors 5 und des Innenumfangsrotors 6 derart zueinander, dass die gleichen Pole (das heißt N-Pole oder S-Pole) einander gegenüberliegen, um hierdurch ein geschwächtes Magnetfeld zu erzeugen (siehe 4 und 5B).
In dem Motor 1 kann mittels Zufuhr- und Ablasssteuerung des Arbeitsfluids zu und von den Arbeitswinkelarbeitskammern und den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 das Magnetfeld zwischen dem verstärkten Zustand und dem geschwächten Zustand beliebig umgeschaltet werden. Wenn die Stärke des Magnetfelds wie oben beschrieben verändert wird, wird auch eine induzierte Spannungskonstante verändert, so dass die Charakteristika des Motors 1 verändert werden. Das heißt, wenn die induzierte Spannungskonstante aufgrund des verstärkten Magnetfelds erhöht wird, nimmt die zulässige Betriebsdrehzahl des Motors 1 ab; jedoch nimmt das maximale Drehmoment zu, das der Motor ausgeben kann. Wenn hingegen die induzierte Spannungskonstante aufgrund des geschwächten Magnetfelds abnimmt, nimmt das maximale Drehmoment, das der Motor ausgeben kann, ab; jedoch nimmt die zulässige Betriebsdrehzahl des Motors 1 zu.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Öldrucksteuerungsvorrichtung 13 (i) eine Ölpumpe 32 zum Pumpen des Arbeitsfluids in einem Öltank 31, (ii) ein Regulierventil 35 zum Regulieren des Drucks des von der Ölpumpe 32 abgezogenen Arbeitsfluids, zum Einführen des gesteuerten Arbeitsfluids in einen Hochdruckleitungskanal 33 zum Ablassen des überschüssigen Arbeitsfluids zu dem Niederdruckleitungskanal 34, der zum Schmieren oder zum Kühlen verschiedener Vorrichtungen vorgesehen ist, (iii) ein Kanalumschaltventil vom Schiebertyp zum Verteilen des in den Leitungskanal 33 eingeleiteten Arbeitsfluids in den Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 und den Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 und zum Ablassen von überschüssigen Arbeitsfluid in dem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 und dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 in einen Ablasskanal 36, und (iv) ein elektromagnetisches Drucksteuerungsventil 39 zum Steuern/Regeln des durch den Leitungskanal 33 zugeführten Drucks, um die Stellung eines Schiebers 28 des Kanalumschaltventils 37 zu steuern.
10 ist eine Schnittansicht der allgemeinen Struktur des Regulierventils 35. Wie in 10 gezeigt, umfasst das Regulierventil 35 (i) einen Steuerschieber 41, der in einer Ventilaufnahme (oder Aufnahmekammer) 40 frei verschiebbar aufgenommen ist, (ii) einen kreisförmigen Zufuhrdurchgang 43, der angenähert in der Mitte der Ventilaufnahme 40 durch deren Innenumfangsseite hindurch vorgesehen ist, um zu bewirken, dass ein Pumpenkanal 42 und der Leitungskanal 33 immer miteinander in Verbindung stehen, (iii) einen kreisförmigen Ablassdurchgang 44, der benachbart dem kreisförmigen Zufuhrdurchgang 43 in der Ventilaufnahme 40 angeordnet ist und mit dem Niederdruckkanal 34 in Verbindung steht, (iv) eine Feder 45, die am einen Ende (in 10 an der linken Seite) der Ventilaufnahme 40 vorgesehen ist, um den Steuerschieber 41 zum anderen Ende hin (in 10 der rechten Seite) zu drücken (v) eine Schiebersteuerkammer 46, die in der Nähe des anderen Endes der Ventilaufnahme 40 angeordnet ist, um den durch den Leitungskanal 33 erhaltenen Druck auf den Steuerschieber 41 in der Richtung anzulegen, die der Kraft der Feder 45 entgegengesetzt ist, und (vi) eine Reaktionskraftsteuerkammer 47, die an dem Ende der Ventilaufnahme 40 (wo die Feder 45 aufgenommen ist) vorgesehen ist und der ein Einstelldruck (später erläutert) zugeführt wird.
Der Steuerschieber 41 hat eine Ablassführungsnut 48, die kreisförmig ist und in der axialen Richtung angenähert in der Mitte deren Außenumfangsseite hindurch ausgebildet ist. Die Ablassführungsnut 48 hat eine Breite, die den Zufuhrdurchgang 43 und den Ablassdurchgang 44 überspannt (die an der Ventilaufnahme 40 vorgesehen sind), so dass überschüssiges Arbeitsfluid von dem Zufuhrdurchgang 43 zu dem Ablassdurchgang 44 (das heißt zu dem Niederdruckkanal 34 durch die Ablassführungsnut 48 abgelassen werden kann.
In einem Anfangszustand, in dem der Druck durch den Leitungskanal 33 niedrig ist, wird der Steuerschieber 41 von der Feder 45 unter Druck gesetzt und nächst dem anderen Ende (in 10 an der rechten Seite) positioniert, sodass die Ablassführungsnut 48 die Verbindung zwischen dem Zufuhrdurchgang 43 und dem Ablassdurchgang 44 schließt. Wenn sich der Steuerschieber 41 von dieser Position zum anderen Ende hin (in 10 der linken Seite hin) bewegt, während die Schubkraft der Feder 45 überwunden wird, nimmt der Verbindungsquerschnitt zwischen dem Zufuhrdurchgang 43 und dem Ablassdurchgang 44 durch die Ablassführungsnut 48 entsprechend dem Bewegungsbetrag des Steuerschiebers 41 zu (das heißt entsprechend der Position des Steuerschiebers 41).
Grundlegend wird die Position des Steuerschiebers 41 aufgrund des Ausgleichs zwischen dem Druck, der durch den Leitungskanal 33 der Schiebersteuerkanal 46 zugeführt wird, und der Reaktionskraft der Feder 45 gesteuert, und der Druck des Leitungskanals 33 wird entsprechend der so gesteuerten Stellung gesteuert. Jedoch wird ein Einstelldruck (später erläutert) der Reaktionskraftsteuerkammer 47 entsprechend dem Betriebszustand des Motors 1 zugeführt. Wenn daher ein Druck, der den Atmosphärendruck überschreitet, der Reaktionskraftsteuerkammer 47 zugeführt wird, kommt eine durch den Einstelldruck erzeugte Reaktionskraft zur Reaktionskraft der Feder 45 hinzu.
In den 6 und 10 bezeichnet die Bezugszahl 49 einen Atmosphärendruckdurchgang, der am anderen Ende der Ventilaufnahme 40 vorgesehen ist.
7 und 9 sind Schnittansichten des Kanalumschaltventils 37. In diesen Figuren sind die Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und die Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 jeweils in einer kollektiven Form der in den 2 oder 4 gezeigten diesbezüglichen Kammern.
Wie in den 7 und 9 gezeigt, umfasst das Kanalumschaltventil (i) einen Schieber 38, der in einer Ventilaufnahme 50 frei schiebbar aufgenommen ist, (ii) einen ersten Einführdurchgang 52 und einen zweiten Einführdurchgang 53, die in der Ventilaufnahme 50 an in der axialen Richtung separaten Positionen vorgesehen sind und die jeweils mit dem Leitungskanal 33 in Verbindung stehen, (iii) einen kreisförmigen Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54, der zwischen dem ersten Einführdurchgang 52 und dem zweiten Einführdurchgang 53 in der Ventilaufnahme 50 angeordnet ist und dem ersten Einführdurchgang 52 benachbart ist, wobei der kreisförmige Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 mit dem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 in Verbindung steht, (iv) einen kreisförmigen Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55, der zwischen dem ersten Einführdurchgang 52 und dem zweiten Einführdurchgang 53 in der Ventilaufnahme 50 angeordnet ist und dem zweiten Einführdurchgang 53 benachbart ist, worin der kreisförmige Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 mit dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 in Verbindung steht, (v) einen kreisförmigen Ablassdurchgang 57, der in der Mitte zwischen dem kreisförmigen Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 und dem kreisförmigen Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 in der Ventilaufnahme 50 angeordnet ist und mit dem Ablasskanal 36 in Verbindung steht, (vi) eine Feder 58, die am einen Ende (in 7 dem rechten Ende) der Ventilaufnahme 50 vorgesehen ist, um den Schieber 38 zum anderen Ende hin (das heißt zur linken Seite in 7) hin zu drücken, und (vii) eine Steuerkammer 59, die am anderen Ende der Ventilaufnahme 50 vorgesehen ist, um auf eine Endfläche des Schiebers 38 einen Schiebersteuerdruck auszuüben.
In dem Schieber sind an dessen Außenumfangsseite eine kreisförmige erste Führungsnut 60 mit einer Nutbreite, die den ersten Einführdurchgang 52 und den Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 überspannt, sowie eine kreisförmige zweite Führungsnut 61 mit einer Nutbreite, die den zweiten Einführdurchgang 53 und den Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 überspannt jeweils an zwei separaten Positionen in der Nähe der angenäherten Mitte des Schiebers 38, in der axialen Richtung ausgebildet. Hier ist ein Abstand zwischen dem ersten Einführdurchgang 52 und dem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 im wesentlichen identisch mit dem Abstand zwischen dem Vorwärtswinkelzufuhr- und ablassdurchgang 54 und dem Ablassdurchgang 57. Ähnlich ist der Abstand zwischen dem zweiten Einführdurchgang 53 und dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 im wesentlichen identisch mit dem Abstand zwischen dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 und dem Ablassdurchgang 57.
Gemäß der Position des bewegbaren Schiebers 38 in der Ventilaufnahme 50 (i) vergrößert oder verkleinert die erste Führungsnut 60 einen Öffnungsquerschnitt zur Verbindung zwischen dem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 und dem ersten Einführdurchgang 52 oder dem Ablassdurchgang 57, und ähnlich (ii) vergrößert oder verkleinert die zweite Führungsnut 61 einen Öffnungsquerschnitt zur Verbindung zwischen dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 und dem zweiten Einführdurchgang 53 oder dem Ablassdurchgang 57.
Auch entsprechend der Position des bewegbaren Schiebers 38 in der Ventilaufnahme 50 werden der Druck des Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgangs 54 und der Druck des Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgangs 55 hin- und hergehend erhöht oder verringert (das heißt, wenn der eine zunimmt, nimmt der andere ab).
In dem Kanalumschaltventil 37 wird die vorwärtige oder rückwärtige Position des Schiebers 38 grundlegend entsprechend einem Ausgleich zwischen der Schubkraft der Feder 58 und dem der Steuerkammer 59 zugeführten Schiebersteuerdruck bestimmt. Jedoch hat in der vorliegenden Ausführung das Kanalumschaltventil 37 (i) eine Vorwärtswinkelrückkopplungskammer 62, der der Druck durch den Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 26 (das heißt, von der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24) zugeführt wird, um diesen Druck als Schub von dem Schieber 38 in der gleichen Richtung wie der Schubkraft der Feder 58 anzulegen, und (ii) eine Rückwärtswinkelrückkopplungskammer 63, der der Druck durch den Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 27 (das heißt, von der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25) zugeführt wird, um diesen Druck als Schub auf den Schieber 38 in der entgegengesetzten Richtung zur Schubkraft der Feder 58 auszuüben. Diese Drücke über die Rückkopplungskammern 62 und 63 tragen auch zur Bestimmung der Vorwärts- oder Rückwärtsposition des Schiebers 38 bei.
Insbesondere ist die Vorwärtswinkelrückkopplungskammer 62 so ausgebildet, dass sie eine Stufenfläche 64 kontaktiert, die näher am einen Ende des Schiebers 38 ausgebildet ist, und die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer 63 ist so ausgebildet, dass sie eine Stufenfläche 65 kontaktiert, die näher an dem anderen Ende des Schiebers 38 ausgebildet ist. Die Stufenflächen 64 und 65, die jeweils die Rückkopplungskammern 62 und 63 kontaktieren, haben die gleichen Druckaufnahmeflächen, und die Kraft, die einem Differenzdruck zwischen den Rückkopplungskammern 62 und 63 entspricht, wird an den gesamten Schieber 38 angelegt.
Das heißt, wenn gemäß 7 gegeben sind (i) die Druckaufnahmefläche S1 einer Endfläche des Schiebers 38, die die Steuerkammer 59 kontaktiert, (ii) die Druckaufnahmefläche S2 der Stufenfläche 64 und 65 in Bezug auf die Rückkopplungskammern 62 und 63, (iii) der Schiebersteuerdruck Psol, (iv) der Druck Pr in der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25, (v) der Druck Pa in der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und (vi) die Reaktionskraft Fs der Feder 58, dann wird der Kraftausgleich, wenn die Position des Schiebers 38 gesteuert wird, angegeben durch: (Psol × S1) + (Pr × S2) = (Pa × S2) + Fsdas heißt: (Pa – Pr) × S2 = Psol × S1 – Fs
Daher wird eine Kraft entsprechend dem Differenzdruck zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 (das heißt, der Differenzdruck zwischen den Rückkopplungskammern 62 und 63) an den Schieber 38 angelegt, und der Differenzdruck zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 wird proportional zum Schiebersteuerdruck gesteuert.
8 ist eine Schnittansicht des Drucksteuerventils 39. Wie in den 6 und 8 gezeigt, umfasst das Drucksteuerventil 39 (i) einen Schieber 71, der in einer Ventilaufnahme 70 frei verschiebbar aufgenommen ist, (ii) ein elektromagnetisches Solenoid 72 zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Schiebers 71, (iii) einen kreisförmigen Steuerdurchgang 74, der an der angenäherten Mitte der Ventilaufnahme 70, in dessen axialer Richtung, ausgebildet ist und mit der Steuerkammer 59 des Kanalumschaltventils 37 über einen Verbindungskanal 73 in Verbindung steht, (iv) einen kreisförmigen Leitungsdruckdurchgang 75, der in der nähe einer Seite des Steuerdurchgangs 74 in der Ventilaufnahme 70 ausgebildet ist und mit dem Leitungskanal 33 in Verbindung steht, (v) einen Ablassdurchgang 77, der in der Nähe der anderen Seite des Steuerdurchgangs 74 in der Ventilaufnahme 70 ausgebildet ist und mit einem Ablasskanal 76 in Verbindung steht und (vi) einen Steuerdruckeinführdurchgang 78, der in der Ventilaufnahme 70 an einer dem elektromagnetischen Solenoid 72 näheren Position ausgebildet ist und mit dem Verbindungskanal 73 in Verbindung steht.
Der Schieber 71 hat eine kreisförmige Führungsnut 79, die angenähert in der Mitte der Außenumfangsseite, in der axialen Richtung, ausgebildet ist und immer mit dem Steuerdurchgang 74 in Verbindung steht. Der Überlappungsbetrag zwischen der Führungsnut 79 und dem Leitungsdruckdurchgang 75, und der Überlappungsbetrag zwischen der Führungsnut 79 und dem Ablassdurchgang 77 werden entsprechend der Position des bewegbaren Schiebers 71 nacheinander eingestellt.
Grundlegend wird die vorwärtige oder rückwärtige Position des Schiebers 71 aufgrund des Ausgleichs zwischen der Magnetkraft des elektromagnetischen Solenoids 72 und der Kraft einer Reaktionskraftfeder (nicht gezeigt) bestimmt, und diese Position verändert sich entsprechend der Zunahme der Magnetkraft des elektromagnetischen Solenoids 72. Insbesondere steht im Anfangszustand, in dem das elektromagnetische Solenoid 72 ausgeschaltet ist, der Steuerdurchgang 74 nur mit dem Ablassdurchgang 77 in Verbindung, sodass der Druck in der Steuerkammer 59 des Kanalumschaltventils 37 auf Atmosphärendruck gehalten wird. Wenn das elektromagnetische Senoid 72 den Anfangszustand beendet und eingeschaltet wird, um die Magnetkraft anzuheben, bewegt sich der Schieber 71 entsprechend der Zunahme der Magnetkraft, sodass der Öffnungsquerschnitt zwischen dem Steuerdurchgang 74 und dem Leitungskanaldurchgang 75 allmählich zunimmt. Daher nimmt der Druck in der Steuerkammer 59 des Kanalumschaltventils 37 entsprechend dem Bewegungsbetrag des Schiebers 71 allmählich zu, und dessen Maximalwert ist gleich dem Druck im Leitungskanal 33. Dementsprechend wird der Druck in der Steuerkammer 59 durch das Drucksteuerventil 39 in einem Bereich von 0 bis zum Leitungsdruck (das heißt dem Druck im Leitungskanal 33) gesteuert.
An der Basisendseite des Schiebers 71 ist eine Stufenfläche 80 vorgesehen, auf den der Druck in dem Verbindungskanal 73 über den Drucksteuereinführdurchgang 78 wirkt.
Ein Zweigkanal 81 ist an dem Verbindungskanal 73 (siehe 6) vorgesehen, und ist auch an der Reaktionskraftsteuerkammer 47 des Regulierventils 35 vorgesehen. Der Reaktionskraftsteuerkammer 47 wird der Druck im Verbindungskanal 73, das heißt der Schiebersteuerdruck des Kanalumschaltventils 73 als der oben beschriebene Einstelldruck vorgesehen. Daher erhält man die Reaktionskraft gegen den Druck in der Schiebersteuerkammer 46 des Regulierventils 35, indem man den Schiebersteuerdruck des Kanalumschaltventils 37 zu der Reaktionskraft der Feder 45 addiert. Dementsprechend wird der Einstelldruck über das Regulierventil 35 erhöht, wenn der Schiebersteuerdruck zunimmt und die realtive Phase zwischen den Rotoren 5 und 6 verändert wird, was in einer Druckzunahme des Leitungskanals resultiert.
Wenn in dem Motor 1 der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 hinten positioniert ist (das heißt einen Rückwärtswinkel hat), haben die gegenüberliegenden Permanentmagneten der Rotoren 6 und 5 entgegengesetzte Pole (das heißt N-Pole und S-Pole), sodass ein verstärktes Magnetfeld erzeugt wird. Wenn hingegen der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 vorne angeordnet ist (das heißt einen Vorwärtswinkel hat, haben die gegenüberliegenden Permanentmagneten der Rotoren 6 und 5 die gleichen Pole (das heißt N-Pole oder S-Pole), sodass ein geschwächtes Magnetfeld erzeugt wird. Wenn der Innenumfangsrotor 6 von der Rückwärtswinkelseite zur Vorwärtswinkelseite geht, nimmt die Drehreaktionskraft zwischen den Rotoren 6 und 5 angenähert linear zu.
Es kann viele Vorrichtungen zum linearen Erhöhen der Drehreaktionskraft geben. 11A bis 11C sind schematische Diagramme (einschließlich leicht unterschiedlicher Abschnitte im Vergleich zu den 1 und 4), die eine solche Vorrichtung zeigen.
11A zeigt einen Zustand, in dem der Innenumfangsrotor 6 an dem weitesten Rückwärtswinkel angeordnet ist (das heißt einen Drehwinkel θ₀ hat), 11B zeigt einen Zustand, in dem sich der Innenumfangsrotor 6 um den Drehwinkel θ₁ von der Position mit größtem Rückwärtswinkel voranbewegt hat, und 11B zeigt einen Zustand, in dem sich der Innenumfangsrotor 6 um einen Drehwinkel θ₂ von der Position mit größtem Rückwärtswinkel zur Position mit größtem Vorwärtswinkel bewegt hat.
In der in den 11A bis 11C gezeigten Vorrichtung ist ein elastisches Element 86 zwischen dem Außenumfangsrotor 5 und dem Innenumfangsrotor 6 vorgesehen. Das elastische Element 86 hat eine Feder, deren eines Ende mit dem Außenumfangsrotor 5 über einen festen Stift 87 gekoppelt ist, und dessen anderes Ende mit dem Innenumfangsrotor 6 über einen bewegbaren Stift 85 gekoppelt ist. Der bewegbare Stift 85 wird von einer langlochartigen Haltenut 88 frei verschiebbar gehalten.
Wenn in Bezug auf die obige Vorrichtung, die in den 11A bis 11C gezeigt ist, der Innenumfangsrotor 6 von der Position mit größtem Rückwärtswinkel (wie in 11A gezeigt), an der die entgegengesetzten Pole der Permanentmagneten 9 im Innenumfangsrotor 6 und Außenumfangsrotor 5 so zueinander weisen, dass sie ein starkes Magnetfeld erzeugen, relativ vorwärts gedreht wird, gleitet der bewegliche Stift 85 entlang der Haltenut 88, bis der Drehwinkel des Rotors 6 von θ₀ ausgehend θ₁ erreicht hat (siehe 11B), so dass innerhalb dieses Bereichs angenähert keine Kraft in dem elastischen Element 86 ausgeübt wird.
Wenn, wie in 11B gezeigt, der Drehwinkel des Innenumfangsrotors 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor θ₁ erreicht hat, erreicht der bewegbare Stift 85 das Ende der Haltenut 88, und wird dort an weiterer Verschiebung gehindert.
Wenn sich der Innenumfangsrotor 6 weiter vom Winkel θ₁ aus dreht, zieht er entsprechend seinem Drehwinkel an dem elastischen Element 6 und verformt dieses (siehe 11C). 12 ist ein Graph einer Änderung in der Drehreaktionskraft in Bezug auf die Zunahme des relativen Drehwinkels des Innenumfangsrotors 6. Wie in 12 mit der Kennlinie B gezeigt, nachdem der Zug des elastischen Elements 86 begonnen hat, die Reaktionskraft im wesentlichen proportional zur Zunahme des Drehwinkels zu. Wenn der relative Drehwinkel des Innenumfangsrotors 6 θ₂ erreicht (das heißt, die am weitesten vorwärtige Stellung), wird ein geschwächtes Magnetfeld erzeugt, in dem die gleichen Pole (das heißt N-Pole oder S-Pole) der Permanentmagneten 9 in dem Außenumfangsrotor 5 und dem Innenumfangsrotor 6 einander gegenüberliegen.
Wenn sich darüber hinaus der Innenumfangsrotor 6 von der Position mit größtem Rückwärtswinkel weiter vorwärts bewegt, verschiebt sich jeder Permanentmagnet 9 des Rotors 6, der dem entsprechenden Permanentmagneten des Außenumfangsrotors 5 derart gegenübergelegen hat, dass die entgegengesetzten Pole (das heißt, der N-Pol und S-Pol) einander gegenüberliegen, allmählich entlang der Drehrichtung, sodass (i) die Magnetkraft im wesentlichen proportional zum Drehwinkel zunimmt, bis der Drehwinkel θ₁ erreicht, und (ii) die magnetische Reaktivkraft allmählich abnimmt (nachdem der Drehwinkel θ₁ erreicht hat, bis der Drehwinkel 82 erreicht (siehe Kennlinie A in 12).
In dem Motor 1 mit der obigen Vorrichtung gilt: (i) während sich der Innenumfangsrotor 6 von der Stellung mit größtem Rückwärtswinkel bis zum Drehwinkel θ₁ dreht, wirkt nur die magnetische Reaktionskraft von dem Permanentmagneten 9, und (ii) während die magnetische Reaktionskraft von θ₁ bis θ₂ zunimmt, kommt die (Feder) Reaktionskraft aufgrund des elastischen Elements 86 (das heißt einer Zugfeder) zu der von dem Permanentmagneten 9 erzeugten magnetischen Reaktionskraft hinzu. Daher nimmt die Gesamtdrehreaktionskraft (siehe Kennlinie C in 12), einschließlich der magnetischen Reaktionskraft und der Redereaktionskraft, in Bezug auf die Zunahme des Drehwinkels des Innenumfangsrotors 6 im wesentlichen linear zu.
Wie oben beschrieben nimmt in dem Motor 1 die Drehreaktionskraft zwischen dem Innenumfangsrotor 6 und dem Außenumfangsrotor 5 entsprechend der relativen Vorwärtsdrehung des Rotors 6 im wesentlichen linear zu, und daher kann der relative Drehwinkel zwischen den Rotoren 6 und 5 durch Steuerung des Differenzdrucks zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 beliebig gesteuert/geregelt werden, sodass der Differenzdruck mit der Drehreaktionskraft ausgeglichen ist. Insbesondere wenn der Schiebersteuerdruck des Kanalumschaltventils 37 mittels des Drucksteuerventils 39 gesteuert wird, wird der relative Drehwinkel zwischen den Rotoren 5 und 6 auf einen Winkel, der dem Schiebersteuerdruck entspricht, eingestellt.
Wenn der Innenumfangsrotor 6 in der Stellung mit größtem Rückwärtswinkel gehalten wird, um den Motor 1 in einem verstärkten Magnetfeld zu betreiben, wird das elektromagnetische Solenoid 72 des Drucksteuerventils 39 ausgeschaltet, sodass der Steuerdurchgang 74 mit dem Ablassdurchgang 77 in Verbindung steht (siehe 6). Dementsprechend entweicht der Druck in der Steuerkammer 69 des Kanalumschaltventils 37 durch den Verbindungskanal 73 nach außen, sodass der Druck in der Steuerkammer 59 auf Atmosphärendruck gehalten wird.
Im obigen Prozess wird der Schieber 38 in dem Kanalumschaltventil 37 zur Steuerkammer 59 verlagert, um die maximale Verlagerung vorzusehen, wie in den 6 und 7 gezeigt, sodass der Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 mit dem Ablassdurchgang 57 in Verbindung steht und der Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 57 mit dem zweiten Einführdurchgang 53 in Verbindung steht. Dementsprechend wird der Druck in der Leitung 33 auf die Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 angelegt, und der Innenumfangsrotor 6 und das kreisförmige Gehäuse 15 werden in der Position mit größtem Rückwärtswinkel in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 und dem Flügelrotor 14 gehalten.
Wenn andererseits der Innenumfangsrotor 6 zu der Position mit größtem Vorwärtswinkel verlagert wird, um den Motor 1 mit geschwächtem Magnetfeld zu betreiben, wird das elektromagnetische Solenoid 72 des Drucksteuerventils 39 eingeschaltet, sodass der Steuerdurchgang 74 mit dem Leitungsdruckdurchgang 75 in Verbindung steht. Dementsprechend wird die Arbeitsflüssigkeit in dem Leitungskanal 33 über den Verbindungskanal 73 in die Steuerkammer 59 des Kanalumschaltventils 37 abgezogen, sodass der Druck in der Steuerkammer 59 ansteigt.
In dem obigen Prozess wird der Schieber 38 in dem Kanalumschaltventil 37 zum der Steuerkammer 59 entgegengesetzten Ende der Ventilaufnahme 50 hin verlagert, sodass der Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 54 mit dem ersten Einführdurchgang 53 in Verbindung steht und der Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablassdurchgang 55 mit dem Ablassdurchgang 57 in Verbindung steht. Dementsprechend wird der Druck im dem Leitungskanal 33 an die Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 angelegt, und der Arbeitsdruck in der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 wird zu dem Ablasskanal 36 abgelassen. Im Ergebnis drehen sich der Innenumfangsrotor 6 und das kreisförmige Gehäuse 15 relativ in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 und den Flügelrotor 14 vorwärts. Um den Motor 1 im geschwächten Magnetfeld zu halten, wird mittels der Steuerung durch das Drucksteuerventil 39 der Druck durch den Leitungskanal 33 fortlaufend an die Steuerkammer 59 angelegt.
Um den Innenumfangsrotor 6 an jedem Punkt zwischen der Position mit größtem Rückwärtswinkel und der Position mit größtem Vorwärtswinkel zu positionieren, wird der Schiebersteuerdruck (der an die Steuerkammer 59 angelegt wird) mittels des elektromagnetischen Solenoids 73 des Drucksteuerventils 39 auf einen Wert eingestellt, der einem Solldrehwinkel entspricht. Entsprechend der obigen Steuerung des Schiebersteuerdrucks stoppt die Relativdrehung des Innenumfangsrotors 6 bei einem Drehwinkel, bei dem die relative Drehkraft des Innenumfangsrotors 6 aufgrund des Differenzdrucks zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 mit der Drehreaktionskraft zwischen den Rotoren 5 und 6 ausgeglichen wird.
Wie oben beschrieben führt (i) die Phasenveränderungsvorrichtung 12 des Motors 1 eine Verteilung (mittels des Kanalumschaltventils 37 vom Schiebertyp) von Zufuhr und Ablassen des Arbeitsfluids zwischen den Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 in dem Drehmechanismus 11 durch, und (ii) steuert/regelt die Phasenveränderungsvorrichtung 12 des Motors 1 die Position des Schiebers in dem Kanalumschaltventil 37 mittels des Arbeitsflüssigkeitsdrucks, der durch das elektromagnetische Drucksteuerventil auf der Basis des Leitungsdrucks erzeugt wird. Daher kann die relative Phase zwischen den Rotoren 5 und 6, die eine relativ große Arbeitsfluidmenge benötigen, mit beliebiger Zeitgebung zuverlässig verändert werden, ohne ein groß bemessenes elektromagnetisches Ventil zu verwenden.
Darüber hinaus kann die Phasenveränderungsvorrichtung 12 die Steuerung der Zufuhr und des Ablassens des Arbeitsfluids zu und von den Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 mittels des gemeinsamen Schiebers 38 des Kanalumschaltventils 37 gleichzeitig durchführen. Daher genügt ein Kanalumschaltventil 37 und ein Drucksteuerventil 39 für diese Steuerung. Dementsprechend kann im Vergleich zu einer Struktur, in dem ein einzelner Steuermechanismus für jede der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 vorgesehen ist, die Anzahl der erforderlichen Teile reduziert werden, um hierdurch die Größe der Vorrichtung und die Herstellungskosten zu senken.
Darüber hinaus hat in der Phasenveränderungsvorrichtung 12 des Motors 1 das Kanalumschaltventil 37 die Vorwärtswinkelrückkopplungskammer 62 und die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer 63, von denen der Schieber 38 an jeder entsprechenden Druckaufnahmefläche, welche die gleiche Flächenausdehnung haben, einen Schub erhält. Daher kann der Differenzdruck zwischen den Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 durch den Schiebersteuerdruck (das heißt dem Druck in der Steuerkammer 59), der über das Drucksteuerventil 39 erzeugt wird, gesteuert werden.
Wenn ferner in dem Motor 1 sich der Innenumfangsrotor 6 von einer Rückwärtswinkelposition zu einer Vorwärtswinkelposition allmählich voran bewegt, nimmt die Drehreaktionskraft zwischen den Rotoren 5 und 6 im wesentlichen linear zu. Indem daher der Differenzdruck zwischen den Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 mittels des Drucksteuerventils 39 gesteuert wird, können die relativen Drehstellungen der Rotoren 5 und 6 auf jene eingestellt werden, bei denen der Differenzdruck die Drehreaktionskraft zueinander ausgeglichen sind.
Daher kann in dem Motor 1 die relative Phase zwischen den Rotoren 5 und 6 akkurat auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, ohne die relativen Drehpositionen der Rotoren 5 und 6 mittels eines Sensors zu messen; daher wird es möglich, die Anzahl der Teile zu reduzieren und die Steuerung des Drucksteuerventils zu vereinfachen.
Darüber hinaus werden in der Phasenveränderungsvorrichtung 12 des Motors 1 die Drücke der Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und der Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 über die Rückkopplungskammern 62 und 63 jeweils als Schub an den Schieber 38 angelegt. Wenn sich daher die relativen Positionen der Rotoren 5 und 6 aufgrund einer Störung verändern, während die Steuerung mittels des Rücksteuerventils 39 in konstantem Zustand gehalten wird, werden die relativen Positionen der Rotoren 5 und 6 automatisch korrigiert. Dementsprechend kann in dem Motor 1 ein Phasenfehler aufgrund einer Störung beseitigt werden, ohne eine komplexe Regelung durchzuführen.
Darüber hinaus wird in dem Motor 1 der Schiebersteuerdruck, der durch das Drucksteuerventil 39 geregelt wird, der Reaktionskraftsteuerkammer 47 des Regulierventils 37 zugeführt, und der Druck des Leitungskanals 33 wird entsprechend diesem zugeführten Druck verändert. Selbst wenn daher die Drehreaktionskraft zwischen den Rotoren 5 und 6 zunimmt, wenn sich der Innenumfangsrotor 6 relativ vorwärts bewegt, kann die relative Phase mittels eines Leitungsdrucks, der der Zunahme der Drehreaktionskraft entspricht, zuverlässig verändert werden.
In der oben beschriebenen ersten Ausführung sind die Vorwärtswinkelrückkopplungskammer 62 und die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer 63 an dem Kanalumschaltventil 37 vorgesehen, und die Drehreaktionskraft zwischen dem Außenumfangsrotor 5 und dem Innenumfangsrotor 6 wird im wesentlichen linear verändert, sodass der Innenumfangsrotor 6 entsprechend einem Ausgleich zwischen dem Differenzdruck zwischen der (den) Vorwärtswinkelarbeitskammer(n) 24 und der (den) Rückwärtswinkelarbeitskammer(n) 25, der durch das Drucksteuerventil 39 und die Drehreaktionskraft zwischen den Rotoren 5 und 6 gesteuert wird, auf eine gewünschte Relativposition gestellt werden.
13 ist ein Diagramm, das eine Öldruckschaltung zeigt, die hauptsächlich das Öldrucksteuerventil 13 eines Motors als zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung aufweist. Wie in 13 gezeigt, ist ein Kanalumschaltventil 137 vorgesehen, das keine Vorwärtswinkelrückkopplungskammer und keine Rückwärtswinkelrückkopplungskammer aufweist, und an Stelle dieser Rückkopplungskammern ist ein Sensor 90 zum Messen der relativen Drehpositionen des Flügelrotors 14 (entsprechend dem Außenumfang des Rotors 5) und des kreisförmigen Gehäuses 15 (entsprechend dem Innenumfang des Rotors 6) vorgesehen. Die rückkoppelnde Regelung des elektromagnetischen Solenoids 72 in dem Drucksteuerventil 39 kann basierend auf dem mit dem Sensor 90 gemessenen relativen Drehstellungen durchgeführt werden. In 13 sind in den Teilen, die mit denen der ersten Ausführung identisch sind, identische Bezugszahlen gegeben.
14 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen eines Motors als dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Seitenansicht einer Rotoreinheit eines Motors als vierte Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Die Motoren 1 der dritten und vierten Ausführungen weisen jeweilige Drehmechanismen 111 und 211 auf (jeweils zur Phasenveränderungsvorrichtung 12 gehörend), die sich jeweils von dem Drehmechanismus 11 der ersten Ausführung unterscheiden. Die anderen strukturellen Elemente der jeweiligen dritten und vierten Ausführungen sind mit jenen der ersten Ausführung identisch, und daher jenen Teilen, die denen der ersten Ausführung identisch sind, identische Bezugszahlen gegeben, und verdoppelte Erläuterungen werden weggelassen.
Der Drehmechanismus 111 der dritten Ausführung, in 14 gezeigt, umfasst (i) ein zylindrisches Innenelement 12 (d. h. ein erstes Element), das eine Spulenform aufweist und das auf die Außenseite der rotierenden Welle über Keilnuten aufgesetzt ist, sodass sich das zylindrische Innenelement zusammen mit der rotierenden Welle 4 drehen kann, und (ii) ein zylindrisches Außenelement 113 (d. h. ein zweites Element), das am Außenumfang des zylindrischen Innenelement 112 angeordnet ist. Das zylindrische Außenelement 113 ist integral auf die Innenumfangsoberfläche des Innenumfangsrotors 6 aufgesetzt und dort befestigt, und Seitenwände 112a des zylindrischen Innenelements 112 an den Außenseiten davon in der axialen Richtung sind integral mit dem Außenumfangsrotor 5 über ein Paar von Antriebsplatten 114 (auch als das erste Element) gekoppelt, die jeweils Seitenenden des zylindrischen Außenelements 113 und des Innenumfangsrotors 6 überspannen. In diesem Drehmechanismus 111 ist das zylindrische Innenelement 112 mit der rotierenden Welle 104 und dem Außenumfangsrotor 5 integriert, und das zylindrische Außenelement 113 ist mit dem Innenumfangsrotor 6 integriert.
Das zylindrische Außenelement 13 sitzt auf den Außenumfangsflächen der Seitenwände 112a in dem zylindrischen Innenelement 112 frei verschiebbar. Darüber hinaus ist ein Einfuhrraum 115 mit zylindrischer Form zwischen dem zylindrischen Innenelement 112 und dem zylindrischen Außenelement 113 vorgesehen, wobei dem Raum 115 eine Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird.
Das zylindrische Außenelement 113 hat ein dickeres Teil 113a (d. h. ein zylindrisches Teil), das an der angenäherten Mitte der Innenumfangsfläche des Elements 113 in der axialen Richtung ausgebildet ist, und steht in radialen Richtungen einwärts vor. An der Innenumfangsfläche des dickeren Teils 113a und der Außenumfangsfläche eines Teils (an der linken Seite in 14) eines Wellenteils 112b in dem zylindrischen Innenelement 112 sind jeweilige Schraubverzahnungen 116 und 117 in entgegengesetzten Schraubrichtungen ausgebildet. Zwischen dem Wellenteil 112b des zylindrischen Innenelements 112 und dem zylindrischen Außenelement 113 ist ein Ringrad 118 eingesetzt, das mit der Schraubverzahnung 117 am Außenumfang des Wellenteils 112b und der Schraubverzahnung 116 am Innenumfang des zylindrischen Außenelements 113 in Eingriff steht. Das heißt, an der Innenumfangsseite und der Außenumfangsseite des Ringrads sind ähnliche Verzahnungen zum Eingriff mit den Schraubverzahnungen 117 und 116 ausgebildet, wobei die Bezugszahlen dieser ähnlichen Verzahnungen in 14 weggelassen werden.
Das Ringrad 118 hat eine doppelt zylindrische Form, wobei die einen Enden der "Doppelzylinder" (das heißt am einen Ende des Ringrads 118) über eine Dichtwand 119 gekoppelt sind. Darüber hinaus erstreckt sich ein Ende (an der Dichtwand 119) der Außenumfangswand des Ringrads 118 zylindrisch, und ein Flanschabschnitt 120 ist am Kopf des vorstehenden Teils vorgesehen. Der Flanschabschnitt 120 steht in radialer Richtung nach außen vor, und eine Außenumfangsfläche des Flanschabschnitts 120 sitzt über einen Dichtungsring 121 auf einem angenähert halben Teil (wo keine Schraubverzahnung 116 ausgebildet ist) der Innenumfangsfläche des zylindrischen Außenelements 113 frei verschiebbar.
Diese Dichtungswand 119 und der Flanschabschnitt 120 fungieren als Kolben 122, der den Einfuhrraum 115 in vordere und hintere Kammern unterteilt. Eine der durch die Kolben 122 abgeteilten Kammern fungiert als Vorwärtswinkelarbeitskammer 24, und die andere fungiert als Rückwärtswinkelarbeitskammer 25. Die Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und die Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 sind jeweils mit dem Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 und dem Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 verbunden, die durch das zylindrische Innenelement 112 und die rotierende Welle 4 gebildet sind. Ähnlich den ersten und zweiten Ausführungen sind der Vorwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 26 und der Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 mit einer Öldrucksteuervorrichtung (nicht gezeigt) verbunden.
Wenn in dem Drehmechanismus 111 der vorliegenden Ausführung entweder der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 oder der Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird, und dann die Arbeitsflüssigkeit von der jeweiligen anderen Arbeitskammer abgelassen wird, bewegt sie das Ringrad 118 einschließlich des Kolbens 122 von der einen Seite zur anderen Seite in dem Einfuhrraum 115 entsprechend dem Differenzdruck zwischen den Vorder- und Rückseiten. In diesem Prozess drehen sich das zylindrische Innenelement 112 und das zylindrische Außenelement 113, die jeweils über die Schrägverzahnungen 117 und 116 mit dem Ringrad 118 in Eingriff stehen, relativ in einer relativen Drehrichtung, sodass sich der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 vorwärts oder rückwärts dreht. Wenn hingegen Arbeitsfluid der zur vorgenannten anderen der Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 und Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 zugeführt wird und dann das Arbeitsfluid aus der einen der Arbeitskammern abgelassen wird, bewegt sich das Ringrad 118 einschließlich des Kolbens 122 von der vorgenannten anderen Seite zur vorgenannten einen Seite in dem Einführrohrraum 115 entsprechend dem Differenzdruck zwischen den Vorder- und Rückseiten. Daher dreht sich der Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 vorwärts oder rückwärts.
Der Drehmechanismus 111 hat eine einfache Struktur; dennoch ist es möglich, eine Relativdrehung zwischen dem Innenumfangsrotor 6 und dem Außenumfangsrotor 5 zu den gewünschten Positionen mittels eines von der Öldrucksteuervorrichtung gesteuerten Öldrucks zuverlässig herbeizuführen.
In der in 14 gezeigten Ausführung ist der Kolben 122 zum Unterteilen des Einführraums 115 in zwei Kammern integral mit dem Ringrad 118 ausgebildet. Jedoch können der Kolben und das Ringrad einen jeweiligen Körper aufweisen, die mittels eines Kupplungselements miteinander gekoppelt sein können.
In der in 15 gezeigten vierten Ausführung umfasst ein Drehmechanismus 211 (i) einen Innenblock 212 (d. h. ein erstes Element) das um die Außenseite der rotierenden Welle 4 über Keilnuten aufgesetzt ist, so dass er sich zusammen mit der rotierenden Welle 4 drehen kann und (ii) einen Außenblock 213 (d. h. ein zweites Element), das eine angenähert zylindrische Form hat und am Außenumfang des Innenblocks 212 angeordnet ist. Der Außenblock 213 ist auf die Innenumfangsseite des Innenumfangsrotors 6 aufgesetzt und dort einstückig integral befestigt, und Enden des Innenblocks 212 in der axialen Richtung sind integral mit dem Außenumfangsrotor 5 über Antriebsplatten (auch als das erste Element, nicht gezeigt) gekoppelt, die jeweils Seitenenden des Außenblocks 213 und des Innenumfangsrotors 6 überspannen. In diesem Drehmechanismus 211 ist der Innenblock 212 integral mit der rotierenden Welle 4 und dem Außenumfangsrotor 5, und der Außenblock 213 ist integral mit dem Innenumfangsrotor 6.
Der Innenblock 212 weist ein Paar von Armteilen 212a auf, die sich in Richtung radial auswärts erstrecken. An dem Kopf jedes Armteils 212a sind ein erster Zylinder 214 und ein zweiter Zylinder 215 ausgebildet, die in angenähert tangentialen Richtungen in Bezug auf einen um die rotierende Welle 4 zentrierten Umfang herum angeordnet, und öffnen sich in entgegengesetzten Drehrichtungen. In den ersten Zylinder 214 und den zweiten Zylinder 215 jedes Armteils 212a sind jeweils ein erster Kolben 216 und ein zweiter Kolben 217 frei verschiebbar eingesetzt. Arbeitsfluid wird nach jedem der Zylinder 214 und 215 zugeführt oder davon abgelassen, sodass jeder der Kolben 216 und 217 (entsprechend den Zylindern 214 und 215) vorwärts oder rückwärts gleitet.
Jeder der ersten Zylinder 214 öffnet sich zur Hauptdrehrichtung R des Motors 1, und eine Vorwärtswinkelarbeitskammer 24 ist zwischen dem jeweiligen ersten Zylinder 214 und dem jeweiligen ersten Kolben 216 ausgebildet. Jeder der zweiten Zylinder 215 öffnet sich in Richtung entgegengesetzt zur Hauptdrehrichtung R des Motors, und eine Rückwärtswinkelarbeitskammer 25 ist zwischen dem jeweiligen zweiten Zylinder 215 und dem jeweiligen zweiten Kolben 217 ausgebildet. Die Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 und die Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 sind jeweils mit einer Öldrucksteuervorrichtung verbunden, ähnlich jener, die in der ersten oder zweiten Ausführung verwendet wird, über Zufuhr- und Ablasskanäle (in 15 ist nur der Rückwärtswinkelzufuhr- und -ablasskanal 27 gezeigt), die den Innenblock 212 und die rotierende Welle 4 durchsetzt. Darüber hinaus haben die Kolben 216 und 217 jeweils eine angenähert zylindrische Form, deren Kopfteil geschlossen ist (siehe Kopfteile 216a und 217a). Die Kopfteile 216a und 217a haben jeweils eine kugelförmige Außenoberfläche.
Der Außenblock 213 umfasst (i) ein zylindrisches Basisteil 213a, das auf den Innenumfangsrotor 6 aufgesetzt und dort befestigt ist, und (ii) ein Paar von Nabenteilen 213b, die von der Innenumfangsfläche des Basisteils 213a in Richtung radial einwärts vorstehen. Die Nabenteile 213b umfassen jeweils (i) eine erste Lastübertragungswand 218a, die im wesentlichen entlang der radialen Richtung der rotierenden Welle 4 angeordnet ist und mit dem Kopfteil 216a des ersten Kolbens 216 in Kontakt steht, und ähnlich (ii) eine zweite Lastübertragungswand 219, die im wesentlichen entlang der radialen Richtung der rotierenden Welle 4 angeordnet ist und mit dem Kopfteil 217a des zweiten Kolbens 217 in Kontakt steht.
Wenn in der vorliegenden Ausführung Arbeitsfluid den Arbeitswinkelarbeitskammern 24 zugeführt wird und dabei das Arbeitsfluid von den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 abgelassen wird, bewegen sich die ersten Kolben 216 im Innenblock 212 nach vorne und fahren aus, während sich die zweiten Kolben 217 rückwärts bewegen (wie in 15 gezeigt). In diesem Prozess drückt der jeweilige erste Kolben 216 auf die entsprechende erste Lastübertragungswand 218 des Außenblocks 213, sodass sich der Außenblock 213 in Bezug auf den Innenblock 212 vorwärts dreht. Dementsprechend dreht sich auch der Innenumfangsrotor 6, der mit dem Außenblock 213 integriert ist, in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5, der mit dem Innenblock 212 integriert ist, vorwärts. Wenn aus diesem Zustand heraus das Arbeitsfluid den Rückwärtswinkelarbeitskammern 25 zugeführt wird und es von den Vorwärtswinkelarbeitskammern 24 abgelassen wird, fahren die zweiten Kolben 217 aus, während die ersten Kolben 216 einfahren, sodass jeder zweite Kolben 217 auf die entsprechende zweite Lastübertragungswand 219 des Außenblocks 213 drückt, um hierdurch den Innenumfangsrotor 6 in Bezug auf den Außenumfangsrotor 5 rückwärts zu drehen.
Der Drehmechanismus 211 hat auch eine einfache Struktur; dennoch kann er eine Relativdrehung des Innenumfangsrotors 6 und des Außenumfangsrotors 5 mittels des Öldrucks zuverlässig herbeiführen.
Ein erfindungsgemäßer Elektromotor (1) enthält Innenumfangs- und Außenumfangsrotoren (6, 5), die sich koaxial drehen und entlang einem Umfang jedes Rotors (6, 5) Permanentmagneten (9) aufweisen, sowie eine Phasenveränderungsvorrichtung (12) zum relativen Verdrehen der Rotoren (5, 6), um die relative Phase zwischen diesen zu verändern. Die Vorrichtung enthält eine Vorwärtswinkelarbeitskammer (24), um durch den Druck eines zugeführten Arbeitsfluids den Innenumfangsrotor (6) relativ zum Außenumfangsrotor (5) vorwärts zu drehen; eine Rückwärtswinkelarbeitskammer (25), um durch Druck des zugeführten Arbeitsfluids den Innenumfangsrotor (6) relativ zum Außenumfangsrotor (5) rückwärts zu drehen; ein Kanalumschaltventil (37) zur Verteilung der Arbeitsfluidzufuhr und -abfuhr zwischen den Arbeitskammern (24, 25) entsprechend der Stellung seines Schiebers (38), und ein elektromagnetisches Drucksteuerventil (39) zum Steuern/Regeln des Drucks des Arbeitsfluids und zum Steuern/Regeln der Stellung des Schiebers (38) in dem Kanalumschaltventil (37) basierend auf dem gesteuerten Druck.

Claims

Elektromotor (1) umfassend: einen Innenumfangsmotor (6), der entlang seinem Umfang angeordnete Permanentmagnete (9) aufweist; einen Außenumfangsrotor (5), der entlang seinem Umfang angeordnete Permanentmagnete (9) aufweist und am Außenumfang des Innenumfangsrotors (6) derart angeordnet ist, dass der Außenumfangsrotor (5) relativ zum Innenumfangsrotor (6) koaxial drehbar ist; und eine Phasenveränderungsvorrichtung (12) zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors (6) und des Außenumfangsrotors (5), um die relative Phase zwischen diesen zu verändern, wobei die Phasenveränderungsvorrichtung (12) enthält: eine Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors (6) in einer Vorwärtswinkelrichtung in Bezug auf den Außenumfangsrotor (5) durch Druck eines Arbeitsfluids, das der Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) zugeführt wird; eine Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) zum relativen Verdrehen des Innenumfangsrotors (6) in einer Rückwärtswinkelrichtung in Bezug auf den Außenumfangsrotor (5) durch Druck eines Arbeitsfluids, das der Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) zugeführt wird; eine Fluidzufuhrquelle (32) zum Zuführen jedes Arbeitsfluids; ein Kanalumschaltventil (37) mit einem Schieber (38) zur Durchführung einer Verteilung in Bezug auf einen Prozess des Zuführens und Ablassens des Arbeitsfluids zwischen der Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) und der Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) entsprechend einer Stellung des Schiebers (38); und ein elektromagnetisches Drucksteuerventil (39) zum Steuern/Regeln des Drucks des von der Fluidzufuhrquelle (32) zugeführten Arbeitsfluids und zum Steuern/Regeln der Position des Schiebers (38) in dem Kanalumschaltventil (37) basierend auf dem gesteuerten/geregelten Druck des Arbeitsfluids.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalumschaltventil (37) aufweist: eine Vorwärtswinkelrückkopplungskammer (62), die mit der Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) in Verbindung steht und an den Schieber (38) einen Schub anlegt, wobei der Schub dem Druck in der Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) entspricht; und eine Rückwärtswinkelrückkopplungskammer (63), die mit der Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) in Verbindung steht und an den Schieber (38) einen Schub anlegt, wobei der Schub dem Druck in der Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) entspricht; und wobei in dem Schieber (38) die Flächenausdehnung einer Druckaufnahmefläche, die die Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) kontaktiert, identisch mit der Flächenausdehnung einer Druckaufnahmefläche, die Rückwärtswinkelrückkopplungskammer (25) kontaktiert, ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: ein Regulierventil (35) umfassend: einen Steuerschieber (41), der sich entsprechend einem Ausgleich zwischen der von einer Feder (45) erzeugten Kraft und dem Druck des von der Fluidzufuhrquelle (32) zugeführten Fluids vorwärts oder rückwärts bewegt, wobei der Druck in einem Leitungskanal (33), der mit dem Kanalumschaltventil (37) in Verbindung steht, entsprechend einer Position des Steuerschiebers (41) gesteuert/geregelt wird; und eine Reaktionskraftsteuerkammer (47) zum Anlegen des Drucks des Arbeitsfluids, der durch das elektromagnetische Drucksteuerventil (39) gesteuert/geregelt ist, an den Steuerschieber (41) in einer Richtung, die mit jener, in der die Kraft der Feder (45) wirkt, identisch ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einführraum (23), dem ein Arbeitsfluid zugeführt werden kann, zwischen einem ersten Element (14, 16), das sich integral mit dem Außenumfangsrotor (5) dreht, und einem zweiten Element (15), das sich integral mit dem Innenumfangsrotor (6) dreht, vorgesehen ist; ein Flügel (18) zum Unterteilen des Einführraums (23) in zwei Kammern (24, 25) in den Einführraum (23) vom ersten Element (14, 16) oder vom zweiten Element (15) frei verschiebbar vorsteht; und wobei die zwei Kammern (24, 25), die durch den Flügel (18) unterteilt sind, als die Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) und die Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) fungieren.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellenteil (112b) an einem eines ersten Elements (112, 114), das sich integral mit dem Außenumfangsrotor (5) dreht, und eines zweiten Elements (113), das sich integral mit dem Innenumfangsrotor (6) dreht, vorgesehen ist; ein zylindrisches Teil (113a), das eine Außenseite des Wellenteils (112b) umgibt, am jeweils anderen des ersten Elements (112, 114) und des zweiten Elements (115) vorgesehen ist; ein Ringrad (118), dessen Innenumfangsseite und Außenumfangsseite jeweils mit dem Wellenteil (112b) und dem zylindrischen Teil (113a) über Schraubverzahnungen in Eingriff steht, vorgesehen ist; ein Einführraum (115), dem ein Arbeitsfluid zugeführt werden kann, zwischen dem ersten Element (112, 114) und dem zweiten Element (113 vorgesehen ist; ein Kolben (122) zum Unterteilen des Einführraums (115) in zwei Kammern (24, 25) in dem Einführraum (115) frei verschiebbar aufgenommen ist und mit dem Ringrad (118) derart gekoppelt ist, dass der Kolben (122) integral mit dem Ringrad (118) bewegbar ist; und die zwei Kammern (24, 25), die durch den Kolben (122) unterteilt sind, als die Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) und die Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) fungieren.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Zylinder (214) und ein zweiter Zylinder (215) an einem eines ersten Elements (212), das sich integral mit dem Außenumfangsrotor (5) dreht, und eines zweiten Elements (213), das sich integral mit dem Innenumfangsrotor (6) dreht, vorgesehen sind, wobei der erste und der zweite Zylinder (214, 215) in angenähert tangentialen Richtungen in Bezug auf einen Umfang um eine Rotationsachse der Rotoren (5, 6) als deren Mitte angeordnet sind und sich zu entgegengesetzten Drehrichtungen hin öffnen, ein erster Kolben (216) und ein zweiter Kolben (217) jeweils in den ersten Zylinder (214) und den zweiten Zylinder (215) verschiebbar eingesetzt ist; eine erste Lastübertragungswand (218) und eine zweite Lastübertragungswand (219) an dem anderen des ersten Elements (212) und des zweiten Elements (213) vorgesehen sind, wobei die erste Lastübertragungswand (218) und die zweite Lastübertragungswand (219) entlang angenäherter radialer Richtungen der Rotoren (5, 6) angeordnet sind und jeweils Kopfteile des ersten Kolbens (216) und des zweiten Kolbens (217) kontaktieren; und ein Zwischenraum (24) zwischen dem ersten Zylinder (214) und dem ersten Kolben (216) und ein Zwischenraum (25) zwischen dem zweiten Zylinder (215) und dem zweiten Kolben (217) jeweils als die Vorwärtswinkelarbeitskammer (24) und die Rückwärtswinkelarbeitskammer (25) fungieren.