JP2005520084A - 車両の弁駆動制御部のための、特にカム軸アジャスタのための駆動機構 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの駆動ホイール（２）と、カバー（３）、ステータ（６）、閉鎖リング（４）、及びシールリング（２８）のような機能部品を有し、並びに少なくとも１つのロータ（７）を有する車両の弁駆動制御部のための、特にカム軸アジャスタのための駆動機構に関する。駆動ホイール（２）と機能部品（３〜６）の少なくとも１つとが、一体的に高負荷可能な非金属の材料から製造されていることを提案する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、車両の弁駆動制御部のための、特にカム軸アジャスタのための駆動機構に関する。

弁駆動制御部のための公知の駆動機構は、駆動ホイール、カバー、ステータ、閉鎖リング、シールリング、ロータ、及び押圧リングのような多数の構成部品から成る。この場合、高負荷可能な部品は、スチール、金属合金、もしくは非鉄合金から製造される。これらの個々の部品の製造並びにその組立ては、費用がかかり、高価である。

本発明の基本である課題は、僅かな構成部品から安価に製造及び組付けをすることができるように、この種の駆動機構を形成することである。

この課題は、この種の駆動機構においては、本発明により、請求項１を特徴付ける特徴によって解決される。

本発明による駆動機構では、駆動ホイールと機能部品の少なくとも１つとが、一体的に高負荷可能な非金属の材料から製造されている。高負荷可能な材料の使用により、複雑な部品は、安価に、また少ないエネルギ消費で製造することができる。構成部品数は、低減され、従って、製造コストが軽減されるばかりでなく、組立てコストも低下させられる。

本発明の別の特徴は、これ以外の請求項、説明、及び図面から得られる。

本発明を、図面に図示された幾つかの実施例を基にして詳細に説明する。

図９は、自動車内で使用されるカム軸調整装置の一部分である公知の旋回モータを示す。この旋回モータは、押圧リング１、コッグドベルトホイール／チェーンホイール２、円蓋形のカバー３、平坦な閉鎖リング４、シールリング５、ステータ６、ロータ７、シールリング８，９、及びホイールディスク１０を有する。これらの部品は、公知の方法で組み立てられ、ネジボルト１１で結合され、これらのネジボルトは、旋回モータの周囲にわたって分配されて配設されており、押圧リング１を貫通する。ネジボルト１１は、カバー３とは逆に面した押圧リング１の側に当接するナット１２内にねじ込まれる。ネジボルト１１及びナット１２で、説明した旋回モータの部品が軸方向に結合される。コッグドベルト／チェーンホイール２、ステータ６、又はカバー３のような高負荷可能な旋回モータの部品は、スチール、金属合金、又は非鉄合金から製造される。前記材料から成るこれらの部品の製造は、費用がかかり、高価である。多数の個別部品は、旋回モータの組立ても困難かつ高価にする。

旋回モータの部品を、部品数がわずかである場合に安価で少ないエネルギの消費で製造することができるようにするため、高負荷を受けるもしくは高応力を受ける旋回モータの部品のために高負荷可能な非金属の材料が使用され、これらの材料は、少なくとも１つの高負荷可能な合成物質を含有する。材料が合成物質以外に更に別の成分を含有するにもかかわらず、以下では、簡素性のために高負荷可能な合成物質を話題にする。加えて、このような高負荷可能な材料を使用することによって、ステータ６を有するコッグドベルト／チェーンホイール２、カバー３を有するコッグドベルト／チェーンホイール２、カバー３及びホイールディスク１０を有するコッグドベルト／チェーンホイール２、カバー３、ホイールディスク１０、及びシールリング５を有するコッグドベルト／チェーンホイール２のような旋回モータの部品は、それぞれ１つの部分から製造することができる。ネジ１１、ナット１２、ブッシュ、及びシール等のような挿入部品は、高負荷可能な合成物質内に射出成形され得る。ネジを直接合成物質内に刻み込むという、また射出成形するという可能性でさえも存在する。シールリングが合成物質内に一体化され得るので、旋回モータを製造する際の組立ての経過も簡素化することができる。この方法で、シールの数は、最小に削減され得る。互いに一体的に形成された旋回モータの部品に基づいて、製造コストは、軽減され得る。加えて、これにより僅かな製造費用しか生じない。

使用される高負荷可能な合成物質は、金属、特にスチールと同じ熱膨張を有し、従って、自動車のエンジンルーム内でこの旋回モータを使用する場合、そこを支配する温度のせいでいかなる問題も生じない。合成物質は、有利にスチールと同じ強度特性を有する。合成物質がネジによって貫通されている領域内で、合成物質は、有利に最小のセット挙動を有し、従って、ネジによって結合される部品は、使用中は弛まず、旋回モータの使用期間にわたって確実に結合される。使用される高負荷可能な合成物質は、非常に高い形状及び寸法精度によって際立っている。特にステータ６とカバー要素との間の領域内のコーナ半径は、これにより高い形状及び寸法精度で形成され得る。

特にコッグドベルト／チェーンホイール２の領域内で、高負荷可能な合成物質は、非常に高い摩耗強度を有し、従って、応力は、ホイール２上を走るコッグドベルト、チェーン、歯車、及び金属の摩擦相手によって非常に僅かである。更に、合成物質は、石油、ディーゼル油、及びガソリンに対する耐性を有している。合成物質自身は、耐熱性であり、従って直接エンジンに適用するために突出して適している。合成物質のリサイクル能力は、おろそかにすることはできない。

高負荷可能な合成物質の使用により、静的な、液圧的な、動的な、トライポロジ的な、及び機械的な特性を、特別に弁駆動制御部の旋回モータのために得ることができる。これらの要求に十分である材料は、約１５％〜３０％、特に約２０％の樹脂、約１５％〜３０％、特に約２０％のグラスファイバ、及び約４５％〜約６５％の鉱物質、特に約６０％の鉱物質を含有する。

図１は、組み立てられた状態の旋回モータを示し、この旋回モータは、僅かな構成部品だけから成る。旋回モータは、円蓋形のカバー３及びステータ６と一体的に形成されているコッグドベルトホイール２を有する。ステータ６は、例えば図６から分かるように、公知の方法で、半径方向内方へと整向されたブレード１３を有し、このブレードは、一様に分配されてステータ６の内周にわたって配設されている。ステータ６のブレード１３の間には、ロータ７のブレード１４が公知の方法で係合する（図８）。ブレード１４は、半径方向外方へとリング状の基体１５から間隔を置いて位置する。図８が示すように、ブレード１４は、基体１５の周囲にわたって一様に分配されて配設されている。ブレード１４は、両側から公知の方法で加圧媒体の作用を受け得、従って、ブレード１４は、隣接するステータ６のブレード１３の間で回転され得る。ロータ７は、金属の材料から成り、閉鎖リング４に当接し、この閉鎖リングは、ステータ６と、またこれによりカバー３及びベルトホイール２と一体的に形成されている。向かい合って位置する側では、ホイールディスク１０がロータ１４に当接する。ホイールディスク１０は、中心に、軸方向に突出するブッシュ状の突出部１６を有する。ホイールディスク１０は、カバー３及びステータ６上にも載置されており、軸方向にコッグドベルト２を上に載せられ、このコッグドベルト自体は、突出部１６を上に載せられる。

ステータ３は、その周囲にわたって分配されて配設された突出部１７を備えており、これらの突出部は、対応するホイールディスク１０の外縁部の近傍の開口部１８内に係合する。加えて、ホイールディスク１０は、ネジボルト１１のための貫通開口部１９を備えており、これらのネジボルトは、カバー３内の軸方向の開口部２０を経て突出し、ナット１２内にねじ込まれており、これらのナットは、有利に合成物質内に埋設されている。ネジボルト１１の頭部２１は、埋没させられてコッグドベルトホイール２内に位置する。

この旋回モータでは、コッグドベルトホイール２、カバー３、ステータ６、及び閉鎖リング４が一体的に合成物質から製造されているので、製造のためのコストが節約されるばかりでなく、旋回モータの重量及び組立て費用も著しい程度で軽減される。同様に高負荷可能な合成物質から成り得るホイールディスク１０は、半径方向外側の領域内にネジボルト１１を貫通させるための開口部２０を備えるに過ぎない。

図２による実施形の場合は、コッグドベルトホイール２及び円蓋形のカバー３が、一体的に高負荷可能な合成物質から製造されている。ステータ６及びロータ７は、分離された構成部品としてカバー３内に挿入され、従来の材料から成る。当然、ステータ６及び／又はロータ７は、高負荷可能な合成物質からも成り得る。

カバー３の底部２２上には、閉鎖リング４が載置されており、この閉鎖リング上に、ステータ６及びロータ７が載置されている。前記実施形に対応して、向かい合って位置する側で、ホイールディスク１０は、ステータ６及びロータ７上に載置されている。ホイールディスクは、ネジボルト１１で、前の実施例を基にして説明した方法で固定されている。

ステータ６は、カバー３のシリンダ状の内壁２３に当接し、これにより、カバー３に対するステータ６の完璧な半径方向の整向が保証されている。

モータ７の基体１５（図８）は、シリンダジャケット上に位置するジャケット面を有し、このジャケット面から、ブレード１４は、半径方向外方へと間隔を置いて位置する。ステータ６のブレード１３の端面２４（図３）は、想定されるシリンダジャケット上に位置する。これらの端面２４に、ロータ７の基体１５が面で当接する。

その他については、図２による旋回モータは、図１による実施例と同等に形成されている。

図３は、チェーンホイール２と一体的に高負荷可能な合成物質から製造されているステータ６を示す。ステータ６は、前の実施例におけるのと同等に形成されており、想定されるシリンダジャケット上に位置する端面２４を有する半径方向内方へと突出するブレード１３を有する。チェーンホイール２を有するステータ６は、図１及び２を基にして説明したように、円蓋形のカバー３内に挿入され、カバーディスク１０、ネジボルト１１、及びナット１２によって固定される。ロータ７は、ステータ６内に位置し、その際、そのブレード１４は、ステータ６の隣接するブレード１３の間の領域内に突出する。ロータ７のブレード１４の端面２５（図８）は、想定されるシリンダジャケット上に位置し、その直径は、ステータ６の内径に相応する。これにより、ロータ７のブレード１４は、その端面２５で、面でステータ６のシリンダ状の内壁２６に当接し、この内壁から、ブレード１３は、半径方向内方へと間隔を置いて位置する。

図４及び５は、コッグドベルトホイール２、円蓋形のカバー３、閉鎖リング４、及びステータ６が更にまた一体的に高負荷可能な合成物質から製造されている実施形を示す。付加的に、その上に旋回モータが組みつけられる場合にホイールディスク１０が載置されている端面２７内に、適当なシール材料から成るシールリング２８が一体化されている。このシールリング２８は、製造する際に、図４による構成部品を製造するための射出成形型内に挿入され、従って、シールリング２８は、後から挿入する必要はない。これにより、組立て段階が節約される。加えて、シールリング２８は、最適に合成物質内に保持され、従って、シールリングが、偶然にステータ６から解放されるという危険はない。シールリング２８は、ステータ６の端面２７にわたって存在し、従って、ホイールディスク１０の取付け及びネジボルト１１による固定の際は、シールリング２８は、十分に弾性的に変形され、完璧なシールを保証する。

ステータ６内に、ロータ７は、図１及び２から分かるように挿入される。その他については、この実施形は、図１による実施例と相応する。

図６は、コッグドベルトホイール２、閉鎖リング４、ステータ６、及び円蓋形のカバー３を有する図４による構成部品を示す。旋回モータのこれらの機能要素が１つの構成部品に集約されているので、簡単で、とりわけコストを節約する旋回モータの組立てが保証されている。

図７は、従来の形成を示し、この形成では、図６による機能要素のために、４つの構成部品が、即ち、コッグドベルトホイール２、カバー３、閉鎖リング４、及びステータ５が必要である。従って、この公知の旋回モータでは、４つの構成部品が設けられており、これらの構成部品は、それぞれ別々に製造され、互いに結合されなければならない。これにより、これらの構成部品から成る旋回モータの製造及び組立ては、費用がかかり、高価である。図６と比較すると、コッグドベルトホイール２、カバー３、ステータ６、及び閉鎖リング４が１つの部材から成ることによって得られる特別な単純さが分かる。

図８は、ホイールディスク１０、シールリング５、ロータ７、並びにコッグドベルトホイール２、カバー３、ステータ６、及び閉鎖リング４から成る一体的な構造ユニットを有する完全な旋回モータを示す。従って、この旋回モータのために、全部で４つの構成部品しか必要でないのに対し、従来の旋回モータでは、図９が示すように、１１の構成部品が必要である。この公知の旋回モータの製造及び組立てが、最も費用がかかり、特に高価であることは明らかである。図８による旋回モータでは、単に４つの構成部品を互いに結合することができ、これにより、非常に簡単で安価な製造及び組立てが得られる。

高負荷可能な合成物質の使用のため、旋回モータの構成部品は、高い形状及び寸法精度で製造され得る。このようにして、図１０は、模範的に、コーナ半径Ｒ１が、簡単な方法で、高い形状及び寸法精度で製造され得ることを示す。図１０に記載されたコーナ半径は、例としてのみ記載されている。他のコーナ半径は、この構成要素の別の領域に設けられている。しかしながらまたこの一体的な構成部品が他の寸法及び／又は形状でも、高い形状及び組立て精度で製造され得る。

図１１は、カバー３内に射出成形されているナット１２を示す。その際、ネジボルト１１は、僅かに既にカバー３内に存在するナット１２内にしかねじ込まれる必要はない。これにより、ナット１２が、いずれにしても、個々の部品が旋回モータへと組み立てられる場合に存在することが保証されている。

射出成形されたナット１２の代わりに、カバー３内の開口部２０をネジ穴として形成することも可能である。その際、ネジボルト１１のためのナット１２は必要ない。このネジは、直接この合成物質部品の射出成形工程の際に設けることができる。しかしながらまた、ネジ穴２０を後でカバー３内に取り入れることも可能である。

軸方向断面図に、本発明による駆動機構の第１の実施形を示す。 軸方向断面図に、本発明による駆動機構の第２の実施形を示す。 透視図に、チェーンホイールと、このチェーンホイールと一体的に形成された本発明による駆動機構のステータとを示す。 軸方向断面図に、本発明による駆動機構の別の実施形の一部分を示す。 図４における詳細Ｘを拡大図に示す。 透視図に、互いに一体的に形成されている本発明による駆動機構のコッグドベルトホイール、カバー、閉鎖リング、及びステータを示す。 分解展開図に、公知の駆動機構のコッグドベルトホイール、カバー、閉鎖リング、及びステータを示す。 分解展開図に、図１による駆動機構を示す。 分解展開図に、公知の駆動機構を示す。 透視図に、本発明による駆動機構の一部分を示す。 透視図に、本発明による駆動機構におけるネジボルトの配設を示す。 他の方向から見た図１１によるネジボルトを示す。

符号の説明

１ 押圧リング
２ コッグドベルトホイール／チェーンホイール
３ カバー
４ 閉鎖リング
５ シールリング
６ ステータ
７ ロータ
８，９ シールリング
１０ ホイールディスク
１１ ネジボルト
１２ ナット
１３ ブレード
１４ ブレード
１５ 基体
１６ 突出部
１７ 突出部
１８ 開口部
１９ 貫通開口部
２０ 開口部
２１ 頭部

Claims (24)

1. 少なくとも１つの駆動ホイールと、カバー、ステータ、閉鎖リング、及びシールリングのような機能部品を有し、並びに少なくとも１つのロータを有する車両の弁駆動制御部のための、特にカム軸アジャスタのための駆動機構において、
   駆動ホイール（２）と機能部品（３〜６）の少なくとも１つとが、一体的に高負荷可能な非金属の材料から製造されていることを特徴とする駆動機構。
2. 駆動ホイール（２）とステータ（６）とが、互いに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
3. 駆動ホイール（２）とカバー（３）とが、互いに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
4. 駆動ホイール（２）、カバー（３）、及びステータ（６）が、互いに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動機構。
5. 駆動ホイール（２）、カバー（３）、ステータ（６）、及び閉鎖リング（４）が、互いに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の駆動機構。
6. シールリング（２８）が、カバー（３）内に一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の駆動機構。
7. シールリング（２８）が、カバー（３）を構成する材料によって部分的に周囲に射出成形されていることを特徴とする請求項６に記載の駆動機構。
8. ロータ（７）が、閉鎖リング（４）とカバーディスク（１０）との間で位置を確保されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の駆動機構。
9. カバーディスク（１０）が、ネジボルト（１１）によって保持されていることを特徴とする請求項８に記載の駆動機構。
10. ネジボルト（１１）に、カバー（３）内に射出成形されているナット（１２）が割り当てられていることを特徴とする請求項９に記載の駆動機構。
11. ネジボルト（１１）が、カバー（３）内のネジ穴（２０）内にねじ込まれていることを特徴とする請求項９に記載の駆動機構。
12. 駆動ホイール（２）が、ベルトホイール、特にコッグドベルトホイールであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の駆動機構。
13. 駆動ホイール（２）が、チェーンホイールであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の駆動機構。
14. ロータ（７）が、金属の材料から成ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の駆動機構。
15. ロータ（７）が、高負荷可能な非金属の材料から成ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の駆動機構。
16. ロータ（７）が、駆動ホイール（２）と同じ材料から成ることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の駆動機構。
17. カバーディスク（１０）が、金属の材料から成ることを特徴とする請求項８〜１６のいずれか１つに記載の駆動機構。
18. カバーディスク（１０）が、高負荷可能な非金属の材料から成ることを特徴とする請求項８〜１６のいずれか１つに記載の駆動機構。
19. カバーディスク（１０）が、駆動ホイール（２）と同じ非金属の材料から成ることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の駆動機構。
20. 高負荷可能な非金属の材料が、熱硬化性合成物質を含有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載の駆動機構。
21. 熱硬化性合成物質が、樹脂であることを特徴とする請求項２０に記載の駆動機構。
22. 熱硬化性合成物質、特に樹脂が、約１５％〜３０％、特に約２０％で非金属の材料に含有されていることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の駆動機構。
23. 高負荷可能な材料が、約１５％〜３０％、特に約２０％の充填物質、特にグラスファイバを含有することを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１つに記載の駆動機構。
24. 高負荷可能な非金属の材料が、約４５％〜６５％、特に６０％の鉱物質を含有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１つに記載の駆動機構。

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