JP2002516947A - 駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための装置 - Google Patents

駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための装置

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Abstract

(57)【要約】 駆動車と軸との相対的な回転位置の変化のための本発明に基づく装置は、相対して作用する２つの圧力室を備えた作動装置若しくは調節装置を有しており、該圧力室が圧力媒体ポンプを介して負荷可能である。制御された一様な作動過程並びに確実な位置固定を達成するために、圧力媒体ポンプに接続された圧力室が作動過程の開始時に圧力で負荷されてから、次いで、相対して位置していて圧力媒体タンクに接続された圧力室が放圧されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、駆動車と軸、殊に内燃機関のカム軸との間の相対的な回転位置の変
化のための、請求項１の上位概念に記載の形式の装置に関する。
【０００２】 前記形式の装置は、例えば国際特許第９５／３１６３３号明細書によって公知
である。該明細書には、内燃機関のカム軸の回転位置の変化のための装置が記載
してあり、カム軸が内側車に相対回動不能に結合されており、内側車が半径方向
のウエブを備えており、該ウエブがセル車の対応するセルを、相対して作用する
それぞれ２つの圧力室に分割している。セル車はチェン伝動装置若しくはベルト
伝動装置を介して内燃機関のクランク軸によって駆動される。この場合、各圧力
室の圧力負荷が４／３・方向制御弁（４ポート３位置方向制御弁）として形成さ
れた制御弁を介して行われるようになっており、該制御弁によって、圧力室が所
望の回転位置変化に関連して圧力媒体ポンプ若しくは圧力媒体タンクに接続され
る。このために、制御弁から同じ方向に作用するすべての圧力室へそれぞれ１つ
の圧力導管が通じている。さらに、圧力導管内には液圧的に解除可能なそれぞれ
１つの逆止め弁が配置されており、逆止め弁の遮断作用がそれぞれ他方の圧力導
管内の圧力によって解除可能である。該逆止め弁を介して、制御弁の中立位置で
漏れ損失を無視した場合、互いに相対的に回動可能な両方の構成部分の液圧的な
締付け（ロック）が得られる。このような装置はしかしながら比較的煩雑である
。さらに、作動過程（調節過程）中に一方の圧力室グループと圧力媒体タンクと
のほぼ絞られない接続に基づき位置の不都合なずれ、不正確な若しくは変動する
作動過程が生じる。
【０００３】 さらに、米国特許第４８５８５７２号明細書によって、回転位置の変化のため
の装置が公知であり、該装置では、内側部分がカム軸の端部に相対回動不能に結
合されていてかつ、外側に周方向にわたって分配された半径方向の複数のスリッ
トを備えており、該スリット内にベーン部材が半径方向に摺動可能に案内されて
いる。内側部分はセル車によって囲われており、セル車が液圧的に負荷可能な複
数のセルを備えており、該セルが前記ベーンによって、該ベーンに相対して作用
する２つの圧力室に分割されている。圧力室の圧力負荷によって、圧力差に関連
してセル車が内側部分、ひいてはカム軸に対して相対的に回動される。さらに、
セル車には所定の角度位置の半径方向の２つの孔内にそれぞれ、液圧的に負荷可
能な１つのピストンを案内してあり、該ピストンが装置の所定の終端位置で内側
部分の半径方向の凹所内へ押し込まれる。ピストンは圧縮ばね部材によって内側
部分の方向に負荷され、かつ逆の方向に、内側リングの孔の液圧的な負荷によっ
て移動可能である。ばね負荷されたピストンによって、装置は、圧力室の負荷の
ための圧力が所定のレベルに達しない間は、両方の終端位置の一方で係止される
ようになっている。所定の圧力レベルが達成されてはじめて、ピストンが圧縮ば
ねの作用に抗して押し戻されて、内側部分とセル車との間の相対的な回動を可能
にする。このような装置は、特に内燃機関の始動時にカタカタ音を避けようとす
るものであり、このようなカタカタ音は内燃機関の始動及び運転時のモーメント
負荷の交番によって発生する。
【０００４】 本発明の課題は、駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための冒頭に
述べた形式の装置を改善して、該装置が簡単かつ経済的に形成され、かつ変動の
ない回転位置変化を可能にすることである。特に、煩雑で高価な複数の制御弁の
使用を避けたい。さらに、内燃機関の停止状態でかつ装置の定常運転で、簡単に
作用する液圧的な係止(hydraulische Verriegelung)を可能にしたい。
【０００５】 前記課題が本発明に基づき請求項１の構成によって解決される。
【０００６】 作動過程の導入に際して一方の圧力室を圧力媒体ポンプに接続してから、次い
で、逆方向に有効な他方の圧力室を圧力媒体タンクに接続することによって、放
圧すべき側の圧力降下が相対する側の圧力上昇よりも急速に行われてしまうよう
なことは避けられる。即ち、流出側での減衰若しくは絞りが得られ、該減衰若し
くは絞りによって、圧力上昇に対して先行する作動が避けられる。従って作動過
程が減衰され、即ち、より正確になる。圧力負荷若しくは圧力軽減の前述の制御
によって、煩雑な減衰手段が省略され、かつ圧力制御の結果としてのコントロー
ルされた作動運動変換若しくはコントロールされた起動制御が簡単に可能である
。
【０００７】 流出側で作動過程全体にわたって有効な減衰若しくは絞りは、圧力媒体タンク
に対する制御横断面が作動過程中に常に、圧力媒体ポンプに対する開放横断面よ
りも小さくなっている場合に得られる。これによって作動過程全体にわたって、
圧力上昇に対する先行が避けられ、その結果、作動過程全体にわたって位置の極
めて正確な対応並びにほぼ変動のない作動が可能である。
【０００８】 相対的な回転位置の変化のための装置の特に有利なかつ経済的な構造が、所定
の回転方向での流入制御並びに流出制御を制御弁の共通の１つの弁部材によって
行う場合に得られる。
【０００９】 相対的な回転位置の変化のための装置は、回転位置の変化の両方向にとって、
共通の１つの制御弁若しくは共通の１つの弁部材を用いることによってさらに簡
単若しくは安価になる。
【００１０】 制御弁は特に有利には４／３・方向制御弁として形成されており、この場合、
両方の回転方向で流入制御及び流出制御のために作用する弁部材が弁スプールと
して形成される。
【００１１】 本発明の有利な構成が、請求項２以下及び実施例に示してある。次に、本発明
の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】 図面に内燃機関のカム軸１を示してあり、カム軸の端部に、例えばドイツ連邦
共和国特許出願公開第３９３７６４４号明細書によって公知であって駆動車若し
くはクランク軸とカム軸との間の相対的な回転角を液圧式に調節するための調節
装置が配置されている。調節装置２は、カム軸１に相対回動不能に結合された内
側部分３を有しており、該内側部分が半径方向のウエブ４を備えている。ウエブ
がセル車５の半径方向のウエブ６によって制限されたセルを、互いに逆向きに作
用するそれぞれ２つの圧力室に分割している。セル車５は同時に駆動車であり、
かつ例えばチェン伝動装置若しくはベルト伝動装置を介して内燃機関のクランク
軸に結合されている。前記圧力室を適切に圧力負荷することによって、カム軸１
に結合された内側部分３がセル車５に対して相対的に回動され、従って、ガス交
換弁を作動するカムの位相が変化される。
【００１３】 圧力室の液圧式な制御は、カム軸１内に互いに分離して形成された２つの圧力
通路７，８を介して行われ、圧力通路がカム軸軸受９内に形成された２つのリン
グ溝９，１０を介してそれぞれ１つの制御導管１１，１２に接続されている。両
方の制御導管１１，１２は制御弁１３に接続されており、該制御弁は図示の実施
例では４／３・方向制御弁(4/3-Wegeventil)として形成されている。制御弁１３
の制御導管１１への接続部が記号Ａで表示してあり、かつ制御導管１２への接続
部が記号Ｂで表示してある。制御弁１３は圧力接続部Ｐ及び戻し接続部Ｔを有し
ている。圧力接続部Ｐが圧力導管１４及び逆止め弁１５とを介して内燃機関の、
圧力媒体源として機能する潤滑媒体ポンプ１６に接続されている。潤滑媒体ポン
プは吸込導管を介して内燃機関の油貯蔵タンク(Oelvorratstank)１７若しくは油
溜めに接続されている。制御弁１３の戻し接続部Ｔが同じく油貯蔵タンク１７に
接続されている。
【００１４】 制御弁１３の中立位置ＩＩで、圧力導管１４並びに戻し接続部Ｔ、及び両方の
制御導管１１，１２は閉じられている。制御弁１３の切換位置Ｉで圧力導管１４
が制御導管１１に接続されている（Ｐ→Ｂ）。制御導管１２は戻し接続部Ｔを介
して油貯蔵タンク１７に接続されている（Ａ→Ｔ）。制御弁１３の切換位置ＩＩ
Ｉで圧力導管１４が制御導管１２に接続されており（Ｐ→Ａ）、これに対して、
制御導管１１が油貯蔵タンク１７に向けて開放されている（Ｂ→Ｔ）。制御弁１
３の両方の切換位置Ｉ，ＩＩＩでは、それそれ接続された圧力室内に作用する圧
力の差に基づき、内側部分がセル車に対して相対的に回動する。この場合、内側
部分がセル車に対して相対的に例えば切換位置Ｉでは時計回り方向に回動するの
に対して、切換位置ＩＩＩでは逆時計回り方向に回動する。中立位置ＩＩでは、
調節装置の回動可能な両方の構成部分の相対位置が液圧的な締め付け(hydraulis
che Einspannung)によって維持され、若しくは固定される。
【００１５】 ４／３・比例型方向制御弁(4/3-Proportionalwegeventil)として形成された制
御弁１３は、弁孔１９を備えた弁ケーシング１８を有しており、前記弁孔が互い
に隔てられた５つのリング溝（環状溝）により囲まれている。該５つのリング溝
は、図２に示した配置では左側から右側へ順次に符号２０乃至２４で表示してあ
る。この場合、リング溝２０及びリング溝２４がそれ自体公知の形式で戻し接続
部Ｔに接続されている。リング溝２１が圧力接続部Ｂに接続されているのに対し
て、リング溝２３は圧力接続部Ａに接続されている。中央のリング溝２２は圧力
接続部Ｐに接続されている。弁孔１９内に、制御ピストンとして形成された弁部
材２５を縦方向移動可能に密接に案内してある。弁部材２５が、隔てられていて
弁孔１９内に密接に案内された２つのピストン区分２６，２７を有しており、該
ピストン区分が直径の小さなピストン区分２８を介して互いに結合されている。
両方のピストン区分２６，２７がピストン区分２５と弁孔１９の壁との間に形成
されたリング室２９を閉鎖する。ピストン区分２５の長さ並びにピストン区分２
６，２７の長さは、リング溝２０乃至２４の幅及び間隔に合わせて規定されてお
り、その結果、制御弁１３の中立位置ＩＩでリング溝２１及びリング溝２３がピ
ストン区分２６若しくはピストン区分２７によって密に閉鎖されている。この場
合、ピストン区分２６，２７の互いに向き合わされた両方の端面間の間隔は、リ
ング溝２１，２３の互いに向き合う側間の間隔に対して、確実なシール（密閉）
のために必要な値だけ小さくなっている。ピストン区分２６，２７の長さは、該
ピストン区分が圧力接続部Ｐとは逆の端面側でリング溝２１，２３を明らかに大
きな移動行程にわたって被っているように選ばれている。
【００１６】 弁部材２５が図２に示す中立位置ＩＩから例えば右側へ切換位置Ｉに移される
と、リング溝２３の、圧力接続部Ｐに向いた側の部分がピストン区分２７によっ
てもはや被われなくなり、即ち開放される。相対する側ではリング溝２１が、前
述の大きな移動行程にわたる被い（閉鎖）に基づきピストン区分２６によってま
だ完全に被われている。従って、作動過程の開始時には圧力接続部Ｂに所属する
圧力室が負荷され得るものの、相対して位置していて圧力接続部Ａに所属する圧
力室は放圧されない。弁部材２５がさらに右側へ移動されてはじめて、リング溝
２１もリング溝２０に向いた側でピストン区分２６によってもはや被われなくな
り、即ちピストン区分２６から開放され、その結果、ＡからＴへの接続が開かれ
る。この場合、リング溝の寸法及びリング溝間の間隔は、開放横断面が（弁部材
の右側への移動に際して）リング溝２３においてリング溝２１におけるよりも常
に大きくなっているように、弁部材の寸法に合わせて規定されている（流出縁制
御）。弁部材２５が類似の形式で中立位置ＩＩから左側へ切換位置ＩＩＩに移さ
れると、リング溝２１の、圧力接続部Ｐに向いた部分がもはやピストン区分２６
によって被われなくなる。他方では、ピストン区分２７が大きな移動行程にわた
る被いに基づきリング溝２３をまだ完全に閉鎖している。弁部材２５がさらに左
側へ移動させられてはじめて、リング溝２３が類似の形式でリング溝２４に向い
た側でもはや被われなくなる。この場合も、リング溝２１の開放横断面が（弁部
材２５の左側への移動に際して）リング溝２３の開放横断面よりも常に大きくな
っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 位相の変化可能なカム軸駆動装置のための圧力媒体供給装置の概略図
【図２】 制御弁の概略図
【符号の説明】
１ カム軸、 ２ 調節装置、 ３ 内側部分、 ４ ウエブ、 ５
セル車、 ６ ウエブ、 ７，８ 圧力通路、 ９，１０ リング溝、
１１，１２ 制御導管、 １３，１４ 圧力導管、 １５ 逆止め弁、
１６ 潤滑媒体ポンプ、 １７ 油貯蔵タンク、 １８ 弁ケーシング、
１９ 弁孔、 ２０，２１，２２，２３，２４ リング溝、 ２５ 弁
部材、 ２６，２７，２８ ピストン区分、 ２９ リング室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント ニートハマー ドイツ連邦共和国 ニュルティンゲン ウ ルバンシュトラーセ 57 (72)発明者 アンドレアス クネヒト ドイツ連邦共和国 アマーブーフ キルヒ シュトラーセ ７ Ｆターム(参考） 3G018 AB02 BA33 CA20 DA50 DA52 DA53 DA55 DA60 DA73 DA84 FA01 FA07 GA14 GA18 【要約の続き】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動車（５）と軸（１）、殊に内燃機関のカム軸との間の相
    対的な回転位置の変化のための装置であって、相対して作用する２つの圧力室を
    備えた作動装置（３）、圧力媒体ポンプ（１６）、圧力媒体タンク（１７）及び
    １つの制御弁（１３）が設けられており、作動過程中に一方の圧力室が圧力媒体
    ポンプ（１６）に接続されており、かつ他方の圧力室が圧力媒体タンク（１７）
    に接続されている形式のものにおいて、 作動過程の開始時に一方の圧力室が圧力媒体ポンプ（１６）に接続されて、次い
    で他方の圧力室が圧力媒体タンク（１７）に接続されるようになっていることを
    特徴とする、駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための装置。
  2. 【請求項２】 一方の圧力室と圧力媒体タンクとの接続部（２３，２４；２
    １，２０）の制御横断面が作動過程中に常に、他方の圧力室と圧力媒体ポンプ（
    １７）との接続部（２１，２２：２２，２３）の開放横断面よりも小さくなって
    いる請求項１記載の駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための装置。
  3. 【請求項３】 一方の圧力室と圧力媒体タンクとの接続部（２３，２４；２
    １，２０）の制御横断面及び、他方の圧力室と圧力媒体ポンプとの接続部（２１
    ，２２：２２，２３）の制御横断面が、制御弁（１３）の共通の１つの弁部材（
    ２５）を介して制御されるようになっている請求項１又は２記載の駆動車と軸と
    の間の相対的な回転位置の変化のための装置。
  4. 【請求項４】 回転位置の変化の両方向にとって、制御弁（１３）の共通の
    １つの弁部材（２５）が用いられている請求項３記載の駆動車と軸との間の相対
    的な回転位置の変化のための装置。
  5. 【請求項５】 制御弁が４／３・比例方向制御弁（１３）として形成されて
    いる請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動車と軸との間の相対的な回転
    位置の変化のための装置。
JP2000551127A 1998-05-27 1999-04-14 駆動車と軸との間の相対的な回転位置の変化のための装置 Pending JP2002516947A (ja)

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