JP2011011737A

JP2011011737A - 液圧式振動モータ

Info

Publication number: JP2011011737A
Application number: JP2010137103A
Authority: JP
Inventors: Michael Becker; ベッカーミヒャエル; Reinhard Horn; ホルンラインハルト
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: JP5111565B2; KR20110003279A; KR101205074B1; CN101943193B; US20110000565A1; CN101943193A; US8667990B2; DE102009032212A1

Abstract

【課題】液圧式振動モータを提供する。
【解決手段】本発明は、圧力ライン（３、４）を介して圧力補償用デバイスに結合された少なくとも２つの作動チャンバ（２１、２２）を有する液圧式振動モータ（１）であって、第１の作動チャンバ（２１）が第１の圧力ライン（３）に接続され、第２の作動チャンバ（２２）が第２の圧力ライン（４）に接続され、圧力補償用デバイスが、第１の補償シリンダ（６）および第２の補償シリンダ（７）を有し、各補償シリンダ（６、７）が、それぞれ１つの補償体積（１６、１７）と、各補償体積（１６、１７）を画定するためのそれぞれ１つの弾性力蓄積機構とを有し、第１の補償シリンダ（６）の補償体積（１６）が第１の圧力ライン（３）に接続され、第２の補償シリンダ（７）の補償体積（１７）が第２の圧力ライン（４）に接続される液圧式振動モータ（１）に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力ラインを介して圧力補償用デバイスに結合される少なくとも２つの作動チャンバを有する液圧式振動モータであって、第１の作動チャンバが第１の圧力ラインに接続され、第２の作動チャンバが第２の圧力ラインに接続される液圧式振動モータに関する。

下記特許文献１に、２軌轍の自動車の車軸にある分割スタビライザ用の液圧式振動モータであって、振動モータが、ベーンを有するモータ・シャフトを有し、振動モータの作動チャンバが、個々の作動チャンバに分割され、少なくとも２つの個別の作動チャンバ用の少なくとも第１および第２の液圧式ポートと、適切であれば作動チャンバ間の接続システムとを備え、接続システムが、少なくとも対として作動チャンバを液圧的に接続し、接続された作動チャンバの構成が、第１の液圧式ポートに割り当てられた作動チャンバが第２の液圧式ポートに割り当てられた作動チャンバと交番するように成された液圧式振動モータが開示されている。

自動車のシャシ内で使用される液圧式振動モータでは、高速であり、時として突発的な振動モータの運動により、キャビテーション、すなわち圧力変動による作動液中での空洞の発生および破裂が発生することがある。キャビテーションは、自動車の乗員が煩わしく感じることがある鮮明に聞こえるノイズを生じることがある。キャビテーションを防止するために、下記特許文献２では、作動チャンバからの空気の排出を阻止するそれぞれ１つの逆止め弁デバイスを介して液圧式振動モータの作動チャンバを環境に接続することが提案されている。このようにして、環境からの空気の吸入によってキャビテーションの発生を防止することが図られている。

特に自動車のハイパワー動作中の液圧式システムへの空気の導入は、液圧式システムの剛性および反応性に大きな悪影響を及ぼすことがあることが判明している。より長い動作期間のうちには、液圧式システムにおけるシールにも悪影響が及ぼされることがある。さらに、空気の導入中に、油圧式システム内への水分および／または汚れの望ましくない侵入を十分に確実に防止することもできない。

独国特許第１９５３３８６４Ｃ１号明細書独国特許第１０１４０４６０Ｃ１号明細書

本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、特に自動車がハイパワー範囲で使用されるときにも、望ましくないキャビテーションを従来よりも確実に防止することができる液圧式振動モータを提供することである。

前記目的は、本発明によれば、独立請求項１の特徴によって実現される。従属請求項は、本発明の有利な変形形態に関する。

本発明によれば、冒頭に記載した種類の液圧式振動モータ（油圧式振動モータ）が、第１および第２の補償シリンダを有する圧力補償用デバイスを備え、これらの各補償シリンダが、それぞれ１つの補償体積（補償領域）と、それぞれ１つの弾性力蓄積機構とを有し、弾性力蓄積機構は、各力蓄積機構に割り当てられた補償体積を画定するものであり、第１の補償シリンダの補償体積（補償領域）が第１の圧力ラインに接続され、第２の補償シリンダの補償体積（補償領域）が第２の圧力ラインに接続される。

有利には、各補償シリンダが、それぞれ１つの圧縮体積（圧縮領域）を有し、第１の補償シリンダの圧縮体積（圧縮領域）が第２の圧力ラインに接続され、第２の補償シリンダの圧縮体積（圧縮領域）が第１の圧力ラインに接続される。このようにすると、圧力補償用デバイスは、作動チャンバ内での様々な圧力構成（仕様）に、より良く適合させることができる。キャビテーションを、より一層確実に防止することができる。

圧力補償用デバイスは、それぞれ１つのピストンが、各補償シリンダの弾性力蓄積機構の負荷の下で配置され、このピストンが各補償シリンダの補償体積を画定する場合に、さらに改良される。

各補償シリンダ内に配置された弾性力蓄積機構の最大伸長が制限されるように、各ピストン用のそれぞれ１つのストッパが各補償シリンダ内に提供されることが好ましい。このようにすると、特に単純に、かつ確実に、圧力補償用デバイスを液圧式振動モータの作動チャンバに適合させることができる。

有利には、圧力補償用デバイスは、一方の補償シリンダの弾性力蓄積機構の最大伸長時に、前記補償シリンダの補償体積（補償領域）に接続された圧力ラインが前記補償シリンダのピストンによって閉じられるように設計することができる。このようにすると、特に、液圧式デバイスのロバスト（頑強）性が高められる。

好ましくは、圧力補償用デバイスは、各ピストンの終端位置の少なくとも１つに関して補償シリンダ内に終端位置減衰手段が提供されるように設計することができる。例えば機械的な設計または液圧式の設計であってよいそのような終端位置減衰手段は、圧力補償用デバイスの動作信頼性の向上に大きく寄与する。

弾性力蓄積機構がばね要素として設計されることが適当であることがある。このようにすると、連続動作について特に信頼性が高く、短い反応時間を特徴とするロバスト（頑強）な圧力補償用デバイスが提供される。

圧力補償用デバイスに関する特にロバスト（頑強）な設計を提供するために、第１の補償シリンダのばね要素が、第１の補償シリンダの圧縮体積（圧縮領域）内に配置され、第２の補償シリンダのばね要素が、第２の補償シリンダの圧縮体積（圧縮領域）内に配置されることが有利である。

有利には、各補償シリンダ内に配置されたばね要素の最大圧縮が制限されるように、各ピストン用のそれぞれ１つのストッパを各補償シリンダの圧縮体積（圧縮領域）内に提供することができる。このようにして、ばね要素の摩耗を大幅に低減することができる。ばね要素のいわゆる「ブロッキング」を防止することができる。

液圧式振動モータの１つまたは複数の第１の作動チャンバが、第１の圧力ラインに接続される作動チャンバの第１の群を成し、液圧式振動モータの１つまたは複数の第２の作動チャンバが、第２の圧力ラインに接続される作動チャンバの第２の群を成すことが適当であることがある。

有利には、圧力補償用デバイスを振動モータに一体化することができる。このようにすると、自動車内で小さな設置スペースしか占めない特にコンパクトな構成が提供される。

有利には、圧力補償用デバイスを振動モータのハウジングの外部に配置することができる。これは、メンテナンスしやすい構成を提供する。

可能な後付けに関して、圧力補償用デバイスは、好ましくは振動モータのハウジングに配置することができるコンパクトな構造ユニットとして設計されることが適当であることがある。

以下、図面を参照して、本発明のさらなる詳細および利点をより詳細に説明する。

液圧式振動モータと、そこに配置された圧力補償用デバイスとを示す図である。第１の作動チャンバ内に圧力が発生しているときの補償シリンダを示す図である。第２の作動チャンバ内に圧力が発生しているときの補償シリンダを示す図である。第２の作動チャンバ内に真空が発生しているときの補償シリンダを示す図である。作動チャンバで圧力が発生していない状態での補償シリンダを示す図である。

図１に、自動車のスタビライザ２に接続された液圧式振動モータ（油圧式振動モータ）１の簡略化した完全ではない図を示す。スタビライザ２（図面には全体が示されていない）は、分割スタビライザとして設計されている。コンパクトな構造ユニット５として設計される圧力補償用デバイスが、液圧式アセンブリのハウジングに配置される。圧力補償用デバイスは、圧力ライン３、４用のポートを有する。図２〜５に概略的に示されるように、圧力ライン３、４は、圧力補償用デバイスの補償シリンダ６、７を、振動モータ１の作動チャンバ２１、２２または作動チャンバ群に液圧的に接続する。圧力補償用デバイスは、好ましくはモジュール式であり、保持デバイス２３によって構造ユニット５に一体化される。図示される例では、圧力補償用デバイスの構造ユニット５は、固定デバイス１８を有し、その固定デバイス１８によって、構造ユニット５が振動モータ１のハウジングに固定される。

図２〜５は、様々な状態での圧力補償用デバイスの概略図を示す。図２〜５に示される圧力補償用デバイスは、補償シリンダ６、７を有する。補償シリンダ６、７は、ライン３、４（図１も参照）を介して、図１に部分的に示される液圧式振動モータ１の作動チャンバ２１、２２に接続される。第１の補償シリンダ６は、第１の作動チャンバ２１に液圧的に接続された補償体積（補償領域）１６を有する。第２の作動チャンバ２２に液圧的に接続された圧縮体積（圧縮領域）１４が、第１の補償シリンダ６内に提供される。補償体積（補償領域）１６と圧縮体積（圧縮領域）１４は、ピストン１０によって互いに分離される。ピストン１０に結合されたばね要素８が、第１の補償シリンダ６の圧縮体積（圧縮領域）１４内に配置される。図２〜５に例として示されるように、ばね要素８と反対の側に位置する第１の補償シリンダ６の端部が、ピストン１０用のストッパ１２を形成することができる。第２の補償シリンダ７は、第２の作動チャンバ２２に液圧的に接続された補償体積（補償領域）１７を有する。第２の補償シリンダ７の圧縮体積（圧縮領域）１５は、第１の作動チャンバ２１に液圧的に接続される。第２の補償シリンダ７においても、補償体積（補償領域）１７と圧縮体積（圧縮領域）１５が、ピストン１１によって互いに分離され、ピストン１１は、補償体積（補償領域）１５内に配置されたばね要素９に結合される。例示の図面では、ばね要素９と反対の側に位置された第２の補償シリンダ７の端部が、ピストン１１用のストッパ１３を形成する。ストッパ１２は、補償体積（補償領域）１６の最小の膨張を定める。同じことが、補償体積（補償領域）１７に関して、ストッパ１３に当てはまる。図示される構成は特にロバストであるが、ストッパ１２、１３が、この例で示されるのとは異なる様式で配置されることが適当であることもある。

図２は、第１の作動チャンバ２１内に圧力が発生している圧力補償用デバイスの状態を示す。上述したように、作動チャンバ２１は、第１の補償シリンダ６の補償体積（補償領域）１６に液圧的に接続されている。したがって、前記補償体積（補償領域）１６が膨張され、前記補償体積（補償領域）１６に割り当てられた第１の補償シリンダ６のばね要素８は圧縮される。第１の補償シリンダ６の補償体積（補償領域）１６は、ばね要素８の負荷の下にあるピストン１０によって画定される。図２に示される状態では、第１の作動チャンバ２１内に生じている圧力により、ピストン１０がストッパ１２から離れ、ばね要素８が圧縮される。図２に示される状態では、ピストン１１がストッパ１３に位置されており、したがってばね要素９のさらなる伸長が制限されるので、第２の補償シリンダ７の圧縮体積（圧縮領域）１５が図２に示されるよりもさらに膨張することはありえない。図２に示される状態では、ピストン１１は、ライン４への第２の補償シリンダ７の開口を閉じる。

第２の補償シリンダ７とライン４は、図２に示される終端位置へのピストン１１の移動が液圧式に減衰されるように設計されて、互いに接続されることが好ましい。ここで、この構成は、図２に示されるピストン１１の終端位置でピストン１１とストッパ１３の間に薄いオイル・クッション（より詳細には図示せず）が形成されるように設計することができる。図示される例では、ストッパ１３は、第２の補償シリンダ７の壁によって形成される。

図２に示される圧力補償用デバイスの状態では、ばね要素８が、最大限に圧縮されている。図示される状態では、第１の補償シリンダ６のピストン１０が、ライン４への第１の補償シリンダ６の開口を閉じる。ここに図示されるピストン１０の終端位置に関しても終端位置減衰手段が提供されることが有利である。

図３に示される状態では、第２の作動チャンバ２２内に圧力が発生している。それに対応して、第２の補償シリンダ７の圧縮体積（圧縮領域）１５が圧縮され、第２の補償シリンダ７の補償体積（補償領域）１７が膨張される。ばね要素８を備える第１の補償シリンダ６のピストン１０は、ストッパ１２に位置される。

第１の補償シリンダ６とライン３は、図３に示される終端位置へのピストン１０の移動が液圧式に減衰されるように設計されて、互いに接続されることが好ましい。ここで、この構成は、図３に示されるピストン１０の終端位置でピストン１０とストッパ１２の間に薄いオイル・クッション（より詳細には図示せず）が形成されるように設計することができる。図示される例では、ストッパ１２は、第１の補償シリンダ６の壁によって形成される。

図３に示される圧力補償用デバイスの状態では、ばね要素９が、最大限に圧縮されている。図示される状態では、第２の補償シリンダ７のピストン１１が、ライン３への第２の補償シリンダ７の開口を閉じる。ここに図示されるピストン１１の終端位置に関しても終端位置減衰手段が提供されることが有利である。

図２および３に関連して説明した液圧式の終端位置減衰手段の代わりに、またはそれに加えて、例えば機械的な終端位置減衰手段を提供することができる。

図４は、第２の作業チャンバ２２内に真空が発生しているときの圧力補償用デバイスの状態を示す。第１の補償シリンダ６の圧縮体積１４は、それに対応して縮小される。図４に例として示される状態では、ばね要素８は、図２に示される状態ほどには圧縮されていない。ばね要素９を備える第２の補償シリンダ７のピストン１１は、ストッパ１３に位置される。

図５は、２つの作業チャンバ２１、２２で圧力が発生していない状態での圧力補償用デバイスを示す。前記状態では、２つの補償シリンダ６、７のピストン１０、１１が、固定位置、すなわちシステムの初期位置を取る。前記初期位置では、両方のピストン１０、１１が、それぞれのストッパ１２および１３に位置される。

作動チャンバ２１、２２につきそれぞれ１つの補償シリンダ６、７を提供することにより、作動チャンバ２１、２２または作動チャンバ・群の設計、および発生する圧力勾配に合わせて、ばね要素を非常に正確に調整することができる。ピストン１０、１１およびばね要素８、９の設計における製造公差を、より良く制御することができる。本発明によるシステムは、耐用年数にわたって生じることがあるいかなる圧力降下の変化に対しても非常にロバスト（頑強）である。また、上述したシステムは、比較的摩耗が生じにくい。

ピストン１０、１１用の機械的な端部ストッパが、補償シリンダ６、７の圧縮体積１４、１５内にそれぞれ提供されることがあり、それぞれの圧縮体積（圧縮領域）１４、１５内に配置されたばね要素８、９の最大圧縮時または高圧縮時に、ばね要素８、９の圧縮を制限する。図５に、そのような端部ストッパが、概略的に、かつ例示的にストッパ３０、３１として示されている。より見やすくするために、前記ストッパ３０、３１は、図５にのみ示されている。ストッパ３０は、図２に示される状態でばね要素８に関して有効であり、ストッパ３１は、図３に示される状態でばね要素９に関して有効である。

１液圧式振動モータ
３第１の圧力ライン
４第２の圧力ライン
６第１の補償シリンダ
７第２の補償シリンダ
１６補償体積
１７補償体積
２１第１の作動チャンバ
２２第２の作動チャンバ

Claims

圧力ライン（３、４）を介して圧力補償用デバイスに結合された少なくとも２つの作動チャンバ（２１、２２）を有する液圧式振動モータ（１）であって、第１の作動チャンバ（２１）が第１の圧力ライン（３）に接続され、第２の作業チャンバ（２２）が第２の圧力ライン（４）に接続され、前記圧力補償用デバイスが、第１の補償シリンダ（６）および第２の補償シリンダ（７）を有し、各前記補償シリンダ（６、７）が、それぞれ１つの補償体積（１６、１７）と、各前記補償体積（１６、１７）を画定するためのそれぞれ１つの弾性力蓄積機構とを有し、前記第１の補償シリンダ（６）の前記補償体積（１６）が前記第１の圧力ライン（３）に接続され、前記第２の補償シリンダ（７）の前記補償体積（１７）が前記第２の圧力ライン（４）に接続される液圧式振動モータ（１）。
各前記補償シリンダ（６、７）が、それぞれ１つの圧縮体積（１４、１５）を有し、前記第１の補償シリンダ（６）の前記圧縮体積（１４）が前記第２の圧力ライン（４）に接続され、前記第２の補償シリンダ（７）の前記圧縮体積（１５）が前記第１の圧力ライン（３）に接続される請求項１に記載の液圧式振動モータ（１）。
それぞれ１つのピストン（１０、１１）が、各前記補償シリンダ（６、７）の前記弾性力蓄積機構の負荷の下で配置され、前記ピストン（１０、１１）が各前記補償シリンダ（６、７）の前記補償体積（１６、１７）を画定する請求項１または２に記載の液圧式振動モータ（１）。
各前記補償シリンダ（６、７）内に配置された前記弾性力蓄積機構の最大伸長が制限されるように、各前記ピストン（１０、１１）用のそれぞれ１つのストッパ（１２、１３）が各前記補償シリンダ（６、７）内に提供される請求項３に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記圧力補償用デバイスが、一方の前記補償シリンダ（６、７）の前記弾性力蓄積機構の最大伸長時に、前記補償シリンダ（６、７）の前記補償体積（１６、１７）に接続された前記圧力ライン（３、４）が前記補償シリンダ（６、７）の前記ピストン（１０、１１）によって閉じられるように設計される請求項３または４に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記圧力補償用デバイスが、各前記ピストン（１０、１１）の終端位置の少なくとも１つに関して前記補償シリンダ（６、７）内に終端位置減衰手段が提供されるように設計される請求項３乃至５のいずれか一項に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記弾性力蓄積機構が、ばね要素（８、９）として設計される請求項３乃至６のいずれか一項に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記第１の補償シリンダ（６）の前記ばね要素（８）が、前記第１の補償シリンダ（６）の前記圧縮体積（１４）内に配置され、前記第２の補償シリンダ（７）の前記ばね要素（９）が、前記第２の補償シリンダ（７）の前記圧縮体積（１５）内に配置される請求項７に記載の液圧式振動モータ（１）。
各前記補償シリンダ（６、７）内に配置された前記ばね要素（８、９）の最大圧縮が制限されるように、各前記ピストン（１０、１１）用のそれぞれ１つのストッパ（３０、３１）が、各補償シリンダ（６、７）の前記圧縮体積（１４、１５）内に提供される請求項８に記載の液圧式振動モータ（１）。
１つまたは複数の第１の作動チャンバ（２１）が、前記第１の圧力ライン（３）に接続される作動チャンバの第１の群を成し、１つまたは複数の第２の作動チャンバ（２２）が、前記第２の圧力ライン（４）に接続される作動チャンバの第２の群を成す請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記圧力補償用デバイスが、前記振動モータ（１）内の前記補償シリンダ（６、７）と一体化される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記圧力補償用デバイスが、前記振動モータ（１）のハウジングの外部に前記補償シリンダ（６、７）を有して構成される請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液圧式振動モータ（１）。
前記圧力補償用デバイスが、前記振動モータ（１）のハウジングに配置される構造ユニット（５）として設計される請求項１２に記載の液圧式振動モータ（１）。