JP2005530078A - 内燃機関用カムシャフト調節器 - Google Patents

Abstract

本発明は、カムシャフトの角度調節のための調節ユニットを制御するのに使用される制御プランジャーを含む内燃機関用のカムシャフト調節器に由来する。制御プランジャーは独立したガイドスリーブ内に設けられる。

Description

本発明は、請求項１の前文によるカムシャフト調節器に関する。

オイルの流路を制御するプランジャーを有する内燃機関用の汎用カムシャフト調節器は特許文献１によって知られている。制御プランジャーを使用してカムシャフトの角度調節用調節ユニットを制御することが可能で、該調節ユニットは、共に回転するようにカムシャフトに固定して接続され、かつ動翼輪によって形成される内側本体と、カムシャフトに対して回転可能に取り付けられ鎖歯車によって形成される外側本体とを有し、その鎖歯車を介してクランクシャフトからカムシャフトへの駆動が連結されている。制御プランジャーは、中央締め付けねじの受け口に、中央締め付けねじの軸方向に、移動可能に誘導される。内側本体は、カムシャフトに対して軸方向に中央締め付けねじで締め付けられる。

独国特許出願公開第 １９８ １７ ３１９ Ａ１号明細書

本発明は、特に、許容誤差が縮小され同時に製造コストが削減された内燃機関用の汎用カムシャフト調節器を提供することを目的とする。上記目的は、本発明にしたがい、請求項１の特徴によって達成される。さらなる改良形態は従属項に明らかである。

本発明は、カムシャフトの角度調節用調節ユニットの制御を可能にするオイルの流路を決定する制御プランジャーを有する内燃機関用カムシャフト調節器に由来する。

制御プランジャーは独立したガイドスリーブに誘導されるようになっている。ガイドスリーブは、その機能の目標に沿う形で設計可能で、他の機能に起因する障害を防ぐことができる。全体的許容誤差が縮小可能で費用も削減可能な結果、構造的に単純な方法で、安価に、特に正確に、当該ガイドスリーブに制御縁端を形成することができる。機能は切り離すことが可能で、この機能分離はモジュール化および標準化を達成するのに使用され、例えば、少なくとも同じタイプの複数のガイドスリーブを様々な内燃機関に利用することができる。

ガイドスリーブがカムシャフト内に配置される場合、オイル経路を単純にすることができ、特に既存のオイル輸送管（オイルダクト）を実質的には変更しない形で利用することができる。さらに、ガイドスリーブをカムシャフトに配置することで、カムシャフトに対する制御プランジャーの有利で適確な位置配分を達成することが可能となる。但し、ガイドスリーブは動翼輪、中央締め付けねじ、または当業者にとって実用的と思われる他の構成要素にも配置可能である。

本発明の別の改良形態では、ガイドスリーブは差し込み式に接続されるようになっており、これは結果として、とりわけ単純かつ安価な方法での設計および導入が可能である。しかし、原則として、ガイドスリーブはねじ留めされうる。

さらに、ガイドスリーブは、例えば、溶接接合、接着結合、プレスジョイント、ねじ留め接続など、当業者にとって実用的と思われる、圧力移譲嵌合、形状適合嵌合、及び／又は素材対素材嵌合など、様々な接続によってガイドスリーブを収容する構成要素内に保持することができる。ガイドスリーブが押し込まれるあるいはガイドスリーブがプレスジョイントによって保持される場合、ガイドスリーブは安価に固定することができ、特に、締め付け方法は既存の内燃機関設置方法に有利に統合することができる。プレスジョイントは、熱収縮方法を利用して、特に有利に生成される。

（オイルを流すための）少なくとも１つの通路が、ガイドスリーブとガイドスリーブを収容する構成要素との間の少なくとも１つインタフェースで、ガイドスリーブの長手方向及び／又は円周方向に形成される場合、特に正確に言うと、通路がガイドスリーブ内のくぼみで形成される場合に、他の機能的構成要素内、特にカムシャフトのような構成要素内に費用をかけて生成する必要のある補足的通路を、回避することができ、コストの節約が可能である。圧力及び／又は制御媒体は通路を介して分配される。

本発明の別の改良形態では、制御プランジャーは固定要素を介してガイドスリーブに閉じ込められるように保持されるようになっている。ガイドスリーブおよび制御プランジャーは、有利なことに１つのユニットとして事前に組み立てられ、機能について検査され、移送され、設置することができる。

さらに、制御プランジャーは、引張り力または圧縮力のみ生成する作動装置によって単純に起動可能であり、その結果として、制御プランジャーに対して作用するばねは、ガイドスリーブ内に配置されるようになっている。

さらなる利点は以下の図の説明に明らかである。本発明の１つの例示された実施形態を図面に示す。明細書と請求範囲は数多くの特徴と組み合わせを含んでいる。当業者であれば、これらの特徴を役に立つように考慮し、別の適切な組み合わせを形成するためにそれらを組みあわせるであろう。

図１は、本発明によるカムシャフト調節器を有する自動車の内燃機関２０の詳細図である（詳細には図示せず）。カムシャフト調節器は、カムシャフト１６の角度調節用調節ユニットを制御可能な油の制御プランジャー１０を有する。

制御プランジャー１０は、４つの放射状穴１２、１３、１４、１５によって形成される制御縁端を有する独立したガイドスリーブ１１に取り付けられ、放射状穴１２、１５は、放射状穴１３、１４に対して円周方向にずらして配置されている。

ガイドスリーブ１１は、カムシャフト１６の一端から軸方向に延びる同軸くぼみ２１に差し込まれるあるいは押し込まれる。ガイドスリーブ１１が同軸くぼみ２１に差し込まれる前に、カムシャフト１６は温められ、カムシャフト１６が膨張すると、それによって同軸くぼみ２１も膨張する。ガイドスリーブ１１は、正確に言うとカムシャフト１６に面する端部が同軸くぼみ２１の底に接触するまで、同軸くぼみ２１が加熱された状態で差し込まれる（焼き嵌め）。同軸くぼみ２１は、カムシャフト１６が冷めると狭くなり、ガイドスリーブ１１は同軸くぼみ２１に押し付けられる。

カムシャフト１６は、内燃機関２０のシリンダーヘッド２３に主ベアリング２２を介して取り付けられ、シリンダーヘッド２３にねじ留めされたカバー２４を介して、制御プランジャー１０に対して軸方向に固定される。制御媒体（オイル）は、主ベアリング２２から始まり、放射状穴２５、カムシャフト１６の軸穴２６、およびガイドスリーブ１１とカムシャフト１６との間の境界領域１７、５５を介して、正確に言うと軸方向に延びる通路（詳細には図示せず）、および環状溝４７を介して、ガイドスリーブ１１の放射状穴２７、２８に供給され、その放射状穴２７、２８を介して、圧力媒体は、制御プランジャー１０の環状溝２９とガイドスリーブ１１によって形成される環状空間に誘導される。通路（詳細には図示せず）および環状溝４７は、ガイドスリーブ１１に形成されたくぼみによって形成される。

制御プランジャー１０に対して作用する圧縮コイルばね１９は、制御プランジャー１０のカムシャフト１６側の面に配置され、圧縮コイルばね１９の制御プランジャー１０から離れている方の端部は、カムシャフト１６側の面で閉じているガイドスリーブ１１の底に支持されており、前記圧縮コイルばね１９の制御プランジャー１０に面した端部は、制御プランジャー１０に対して作用する。

反発磁石で形成される駆動磁石３０は、制御プランジャー１０のカムシャフト１６から離れている側のシリンダーヘッド２３に対して固定された位置に設置されたケーシング３６に配置され、その駆動磁石３０を介して、圧縮コイルばね１９のばね力とは逆に、制御プランジャー１０を調節することが可能である。このために、反発磁石のプランジャと制御プランジャーの間の、圧縮コイルばね１９から離れている方の制御プランジャー１０の端部に接触点があり（詳細には図示せず）、この接触点は、反発磁石の制御プランジャーに対する調節圧力を、既知の方法で転嫁する。圧縮コイルばね１９付きガイドスリーブ１１と制御プランジャー１０を、駆動磁石３０とは独立して事前に組み立てることを可能にするために、制御プランジャー１０は、固定部材（固定リング）１８を介して圧縮コイルばね１９から離れた方向でガイドスリーブ１１に固定される。

制御プランジャー１０を介して駆動磁石３０によって制御可能な調節ユニットは、カムシャフト１６の端部を取り囲む筒状のケーシング３１を有する。ガイドスリーブ１１用の中央くぼみを有する円盤状カバー３２は、駆動磁石３０に面するケーシング３１上に配置され、カムシャフト１６に回転可能に取り付けられた鎖歯車３３は、ケーシング３１の駆動磁石３０から離れている側に配置され、この鎖歯車３３を介して、カムシャフト１６はクランクシャフト（詳細には図示せず）に駆動が連結される。円盤状カバー３２、ケーシング３１、および鎖歯車３３は、軸方向に延びる締め付けねじ３４によって締め付けられ、カムシャフト１６上に回転可能に取り付けられたユニットを形成する。

カバー３２、ケーシング３１、および鎖歯車３３は、動翼輪３５が配置されている環状空間を取り囲む。動翼輪３５は、カムシャフト１６と共に回転するようカムシャフト１６上に固定して圧着されており、放射状方向に外側に向かって伸びるベーン（詳細には図示せず）を有する。動翼輪３５のベーン（翼）は、ケーシング３１上一体型に形成された放射線上に内側に向かって延びる部材（詳細には図示せず）と共に、油圧室を形成する。

駆動磁石３０が作動していない場合、制御プランジャー１０は圧縮コイルばね１９によってカムシャフト１６から離れた第１末端位置に移動する。制御プランジャー１０の環状溝２９は、放射状穴１２、１５内に放射状に位置するようになる。第１圧力空間は、放射状穴１２、１５、およびガイドスリーブ１１とカムシャフト１６との間のインタフェース５４を介して、正確に言うと、ガイドスリーブ１１の外側円周上に形成された環状溝４８、カムシャフト１６の放射状穴３７、３８、および動翼輪３５の内側環の放射状穴４９、５０を介して、圧力媒体によって作動し、結果として鎖歯車３３はカムシャフト１６に対する第１回転位置に固定される。

駆動磁石３０が作動し、制御プランジャー１０が圧縮コイルばね１９のばね力とは逆にカムシャフト１６の方向にカムシャフト１６に面した第２末端位置へと移動する場合、制御プランジャー１０の環状溝２９は、放射状穴１３、１４内放射状に位置するようになる。ここで、さらなる圧力空間が、放射状穴１３、１４、およびガイドスリーブ１１とカムシャフト１６との間の境界領域５６を介して、正確に言うと、ガイドスリーブ１１の外側円周上に形成された環状溝５３、カムシャフト１６の放射状穴３９、４０、および動翼輪３５の内側環の放射状穴５１、５２を介して、圧力媒体によって作用する。それと同時に、制御プランジャー１０の環状溝４１は、放射状穴１２、１５内に放射状に位置するようになり、第１圧力空間は、前記環状溝４１、および制御プランジャー１０の通路４２、４３を介して圧力から開放され、結果として鎖歯車３３はカムシャフト１６に対する第２回転位置に回転して移動する。

駆動磁石３０が作動しておらず、制御プランジャー１０は圧縮コイルばね１９によってカムシャフト１６から離れて移動する場合、正確に言うと、制御プランジャー１０の環状溝２９は、放射状穴１２、１５内に放射状に位置するようになるまで、第１圧力空間は、放射状穴１２、１５と、ガイドスリーブ１１に形成された環状溝４８、カムシャフト１６の放射状穴３７、３８、および動翼輪３５の内側環の放射状穴４９、５０を介して、圧力媒体によって作用する。同時に、制御プランジャー１０の環状溝４４は放射状穴１３、１４内に放射状に位置するようになり、さらなる圧力空間が、前記環状溝４４、および制御プランジャー１０の通路４５、４６を介して、圧力から開放され、結果として鎖歯車３３はカムシャフト１６に対する第１回転位置に回転して移動する。

本実施例のカムシャフト調節器の詳細図

Claims (9)

1. カムシャフトの角度調節のために調節ユニットを制御することが可能な流路制御プランジャーを有する、内燃機関用のカムシャフト調節器であって、
   前記制御プランジャー（１０）は独立したガイドスリーブ（１１）内に設けられることを特徴とするカムシャフト調節器。
2. 前記ガイドスリーブ（１１）は、穴（１２、１３、１４、１５）及び／又は溝で形成される制御縁端を有することを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト調節器。
3. 前記ガイドスリーブ（１１）は前記カムシャフト（１６）に配置されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のカムシャフト調節器。
4. 前記ガイドスリーブ（１１）は前記カムシャフト（１６）に差し込まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカムシャフト調節器。
5. 前記ガイドスリーブ（１１）は、前記カムシャフト（１６）に圧入されることを特徴とする請求項４に記載のカムシャフト調節器。
6. 少なくとも１つの通路（４７、４８、５３）が、前記ガイドスリーブ（１１）と前記ガイドスリーブ（１１）を収容する前記カムシャフト（１６）との間の少なくとも１つの境界領域（１７、５４、５５、５６）において、前記ガイドスリーブ（１１）の長手方向及び／又は円周方向に形成されることを特徴とする請求項４あるいは５に記載のカムシャフト調節器。
7. 前記制御プランジャー（１０）は、固定部材（１８）を介して前記ガイドスリーブ（１１）に閉じ込めるように保持されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカムシャフト調節器。
8. 前記制御プランジャー（１０）に対し作用するばね（１９）が、前記ガイドスリーブ（１１）内に配置されることを特徴とする請求項７に記載のカムシャフト調節器。
9. 前記制御プランジャー（１０）の位置は、前記ばね（１９）および反発磁力間の力の均衡点によって決定されることを特徴とする請求項８に記載のカムシャフト調節器。

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