JP2016502617A - 特に自動車のターボ過給機用の、１以上の可動部を作動させるための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に自動車のターボ過給機用の、１以上の可動部を作動させるための装置に関する。本装置は、駆動シャフトと、出力シャフトと、前記駆動シャフトから前記出力シャフトへトルクを伝達するための伝達システムと、を備えている。前記駆動トレーンは、前記駆動シャフトから前記出力シャフトへトルクを伝達する少なくとも１つのホイール（８ａ、８ｂ）を備えている。前記駆動シャフト、前記出力シャフト及び前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）は、それぞれの旋回軸線（１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓ）を中心として回転可能である。本発明によれば、前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）のうちの少なくとも一方の伝達ホイールの旋回軸線は、前記駆動シャフト及び前記出力シャフトの旋回軸線を通過する平面Ｐからオフセットされている。

Description

本発明は、１以上の可動部を作動させるための装置、及び、このような作動装置と当該装置により作動されることが意図される可動部と、からなるアセンブリに関する。本発明は、特にタービン翼の位置を調整するためのターボ過給機の扇形部に適用されるであろう。しかしながら他の多くの適用が可能である。

このような扇形部において、空気圧式アクチュエータが知られている。しかしながら、空気圧式アクチュエータは、特に自動車のフードの下方における適用例のような、強く圧力のかかる環境における低コストの適用例の場合、性能と価格の点で常に最善の妥協策とはならない。

したがって、空気圧式アクチュエータよりも、電気モータを使用するアクチュエータが好ましい場合がある。このような扇形部において、駆動シャフトと、出力シャフトと、伝達ホイールによって駆動シャフトから出力シャフトへトルクを伝達する伝達システムと、を備えた作動装置が知られている。伝達システムは、駆動シャフトと出力シャフトとの間の減速比が一定となることを可能とする。

このような場合、例えばフラップ等の、バルブにより作動される可動部が、駆動シャフトを駆動するモータと平行に蝶着されている自動車の熱機関の吸気バルブの場合、伝達システムは、駆動シャフトと出力シャフトとの間に十分な空間があることを確保し、これにより出力部材の変位を可能とする。したがって、駆動シャフトの旋回軸線、伝達ホイールの旋回軸線、及び伝達シャフトの旋回軸線は、同一平面に位置している。換言すれば、これらの旋回軸線に垂直な平面から見た場合、これらの旋回軸線は、整列している。

しかしながら、よりコンパクトな作動装置に対する需要が依然として存在している。

この目的のために、本発明は、特に自動車のターボ過給機用の、１以上の可動部を作動させるための装置を提案する。本装置は、駆動シャフトと、出力シャフトと、駆動シャフトから出力シャフトへトルクを伝達するための伝達システムと、を備えている。伝達システムは、駆動シャフトから出力シャフトへトルクを伝達するための少なくとも１つのホイールを備えている。駆動シャフト、出力シャフト、及び伝達ホイールはそれぞれの旋回軸線を中心として回転可能である。

本発明によれば、伝達ホイールうちの少なくとも１つの旋回軸線は、駆動シャフト及び出力シャフトの旋回軸線を通過する平面からオフセットされている。このように配置された旋回軸線を使用することにより、本装置は限られた空間しか占めない。なぜならば、これらの旋回軸線に垂直な平面から見た場合、減速比は同一でありながら、伝達部材がより良く分散配置されているからである。

有利には、これらの旋回軸線は、これらの旋回軸線を径方向に結ぶ線が、それぞれの旋回軸線において方向を変更する折れ線であるように配置されている。

本発明の第１の態様によれば、本装置は、駆動シャフトを回転駆動するためのモータ、特には電気モータ、を備え得る。このモータは、少なくとも２つの動力供給コネクタを設けられている。これらの動力供給コネクタは、駆動シャフトと平行である部品、特にはモータと平行である部品とともにモータから突出している。このような実施形態により、本装置のトルク伝達部材と、そのモータの電気コネクタとを同一の方向に向けることができ、これにより、少ない部品点数かつ限られた空間において、これらの部材の駆動とその制御を行うモータの動力供給システムの実現が可能となる。

有利には、これらのコネクタは、駆動シャフトの旋回軸線から延びて形成されるとともに、１８０°未満の角度、特には１２０°未満の角度、更には９０°未満の角度を形成している角度付きの扇形部の内部に配置されている。後者の特徴により、本装置のコンパクト性が一層改良される。

これに関連して、有利には、伝達ホイールのうちの一方のホイール、すなわち第１ホイールは、駆動シャフトとかみ合うとともに、伝達システムの１以上の他の伝達ホイールは、駆動モータに対して少なくとも部分的に鉛直方向に整列して配置され得る。これにより、上述よりコネクタの配置を更に十分に生かすことができる。

本発明の第１の態様によれば、一緒に又は別箇に考察される以下の特徴を利用できると言える。
−装置は、シートを画成する本体を備え、この内部に駆動シャフト及び／又は出力シャフトが突出している、及び／又は、この内部に伝達システムが配置されている。
−装置は、シートを閉鎖するためのカバーを備え、カバーは、コネクタに電気接続する要素、及び／又は、駆動シャフト、出力シャフト及び／又は伝達システムと協働する角度位置センサを備えている。
−電気接続要素及び／又は角度センサは、カバーにオーバーモールドされている。

上記の態様に組み合わせ得る本発明の他の態様によれば、伝達ホイールは、伝達ホイールをそれらの旋回軸線を中心に回転可能に取り付けるシャフトをそれぞれ備えている。伝達システムは、出力シャフトに連結された出力ホイールを備えている。装置は、更に、一方では、伝達ホイールのシャフト及び／又は出力シャフトを旋回可能に取り付けるスリーブを備えるとともに、他方では、スリーブのうちの一方のスリーブ、すなわち短スリーブと、伝達ホイール及び／又は出力ホイールのうちの一方のホイール、すなわち短スリーブに旋回可能に取り付けられた上方ホイールとの間に、上方ホイールの旋回軸線に沿って配設されたスペーサを備えている。

スペーサは、短スリーブの外径よりも小さい外径を有している。このような構成により、伝達ホイールがより大きく重なることができ、これにより更にコンパクト性が向上する。

更に、これらの特徴により、伝達部材の旋回軸線がオフセットされた平面に存在させることなく、コンパクト性が改善可能であるとともに、本発明は、これらの旋回軸線のあらゆる配置の特徴を有する作動装置に関するものであることに留意されたい。

本発明の他の態様によれば、一緒に又は別箇に以下の特徴を利用できると言える。
‐伝達ホイールのスリーブは、対応するホイールの旋回軸線に沿った、互いに同様の高さを有している。
‐上方ホイールは、他方の伝達ホイールの（隣接する）一方のホイールとかみ合い、このホイールは小ピニオンと大ピニオンとを備え、小ピニオンは上方ホイールとかみ合うとともに、大ピニオンはスペーサに対向して回転するように配置されている。
‐大ピニオンは径方向延長部を有し、この径方向延長部は、小ピニオン及び大ピニオンを支承するホイールの旋回軸線と短スリーブの外径の最近接点との間の距離よりも大きい。

また、装置は、出力シャフトにより供給されるトルクを利用する可動部を作動させるように設計されたクランクを備え得る。

また、本発明は、上述の作動装置と、この装置により作動されることが意図された可動部と、からなるアセンブリにも関する。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照しつつ本発明の詳細な実施例に関連する以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。

図１は、本発明による作動装置の実施例の分解斜視図である。 図２は、組み立てられた状態の図１の装置の側面図であって、装置はカバーのない状態で示されている。 図３は、図２の上面図である。 図４は、上述の図による装置のカバーの下方からの斜視図である。

本発明は、１以上の可動部を作動するための装置に関する。例えば、このような可動部は、特には自動車の、ターボ過給機のタービン翼からなっていてもよい。タービン翼の方向は、特にはタービン内の排気ガス流量に依存して変更される。上述のように、他の多くの可動部、特には回転可動部が、本発明による装置によって作動され得る。

図１及び図２に示すように、本例において、装置は、本体１、特には鋳造によって得られた本体、を備えている。例えば、本体１は、アルミ及び／又はアルミ合金からなる。

本装置は、駆動シャフト２と、出力シャフト４と、駆動シャフト２から出力シャフト４へトルクを伝達するための伝達システム６と、を備えている。伝達システム６は、駆動シャフト２から出力シャフト４へトルクを伝達するための少なくとも１つのホイール、本例では２つのホイール８ａ、８ｂを備えている。例えば、これらのホイールは、数個のピニオンを備えた歯付きホイールからなっている。より具体的には、これらのホイールは、旋回シャフト１１ａ、１１ｂにおいて、大ピニオン１５ａ、１５ｂに対して同軸的に関連付けられた少なくとも１つの小ピニオン１３ａ、１３ｂを備えた歯付きホイールからなっている。一方のホイールの小ピニオンは、隣接するホイールの大ピニオンとかみ合うようになっている。

駆動シャフト２、出力シャフト４、及び伝達ホイール８ａ、８ｂの旋回シャフト１１ａ、１１ｂ、並びにいずれかに関連するピニオンは、各旋回軸線１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓを中心として回転可能である。本例では、これらの旋回軸線は互いに平行である。本装置は、伝達ホイール８ａ、８ｂのシャフト１１ａ、１１ｂ及び／又は出力シャフト４を旋回可能に枢着するためのスリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｓを更に備え得る。これらのスリーブ１２ａ、１２ｂ、１２ｓは、本体１から延びていてもよい。

本例において、本装置は、駆動シャフト２を回転駆動するためのモータ１４、特には電気モータ、を更に備えている。例えば、モータは、図示しない、固定子（ステータ）と回転子（ロータ）が円筒状ハウジング１６に収容されているモータからなっている。変形例として、モータは、特に、扁平モータという名称でも知られるより平坦な構成を有するモータからなっていてもよい。本例においては、モータ１４は、相補的な形状を有する本体１のキャビティ１８の内部に収容されている。

モータ１４は、モータ１４から駆動シャフト２に平行に突出する少なくとも２つの電力供給コネクタ２０ａ、２０ｂを設けられ得る。換言すれば、これらは同一の方向に、特に本例おいては、モータ１４の同一の長手方向端面２２に対して垂直に延びている。本例では、例えば、コネクタは平坦な金属ピンからなっている。

駆動シャフト２は、モータ１４のロータの軸方向延長部を形成するとともに、伝達システム６とかみ合うピニオン２３において終結している。

本例において、伝達システム６は、出力シャフト４に連結された出力ホイール２４を備えている。駆動シャフトのピニオン２３、トルクを伝達するための伝達システムのピニオン１５ａ、１５ｂ、１３ａ、１３ｂ、及び出力ホイール２４は、意図された適用に応じて選択される減速比を決定する。

また、本装置は、本体１と出力ホイール２４との間に取り付けられた、特には対応する取付スリーブ１２ｓの内部に、軸受及び／又は密封ガスケット２６を備え得る。また、本装置は、出力シャフト４により供給されるトルクを利用する可動部を作動させるように設計されたクランク２８を備えていてもよい。モータ１６が内部に収容されているハウジング１６が関連する可動部の変位と干渉しないように、クランク２８は、径方向にオフセットされた配置を可能としていることに留意されたい。変形例として、ハウジング１６を越えて軸方向にオフセットされた配置も可能である。

本作動装置は、クランク２８を回転駆動するために、モータ１４に供給された電流の特性に応じてクランク２８に連結された可動部の移動を生じさせるように、図示しない制御ユニットにより駆動され得る。より正確には、本例において、モータ１４の動力供給により、駆動シャフト４の回転が矢印Ｆ１の方向において生じる。これによりそのピニオン２３を介して、伝達ホイールのうちの第１ホイール８ａの回転が矢印Ｆ２の方向において生じる。次いで、これにより伝達ホイールのうちの他方のホイール、すなわち第２ホイール８ｂの回転が矢印Ｆ３の方向において生じる。こうして最終的に、出力ホイール２４によって、出力シャフト４、したがってクランク２８の回転が矢印Ｆ４の方向において生じる。

図３からより明瞭に理解され得るように、本発明によれば、伝達ホイール８ａ、８ｂのうちの少なくとも一方の伝達ホイールの旋回軸線１０ａ、１０ｂは、本例ではピニオン２３及び出力ホイール２４に連結された駆動シャフト及び出力シャフトの旋回軸線１０ｍ、１０ｓを通過する平面Ｐからオフセットされている。換言すれば、伝達ホイール８ａ、８ｂの旋回軸線１０ａ、１０ｂは、平面Ｐ内に存在しない。したがって、このような構成は、図示の面内における伝達部材のより優れた分散配置によるバルブのコンパクト性に貢献する。

有利には、旋回軸線１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓは、径方向にこれらの旋回軸線を結ぶ線が、それぞれの旋回軸線１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓにおいて方向を変更する折れ線であるように配置されている。換言すれば、図３の平面において、この線は多角形、本例では、頂点が旋回軸線１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓである四辺形を成している。特には、この線は、実質的に台形を有する四辺形からなっていてもよい。

モータ１４のコネクタ２０ａ、２０ｂは、駆動シャフト２の旋回軸線１０ｍから延びて形成されるとともに、１８０°未満の角度、特には１２０°未満の角度、本例では９０°未満の角度を形成している角度付きの扇形部αの内部に配置されていてもよい。このような配置により、本装置のコンパクト性を一層改良することができる。

より詳細には、伝達ホイールのうちの第１ホイール８ａは駆動シャフト２とかみ合い、この第１ホイール８ａの旋回軸線１０ａ及びコネクタ２０ａ、２０ｂは、駆動ホイール２の旋回軸線１０ｍから延びて形成されるとともに、１８０°未満の角度を形成している角度付きの扇形部βの内部に配置されている。

有利には、コネクタ２０ａ、２０ｂが内部に配置されているより小さい角度付きの扇形部により、伝達システム６の１以上の他のホイール、特には第２伝達ホイール８ｂ、及び／又は出力ホイール２４が、駆動モータ１４に対して少なくとも部分的に鉛直方向に整列して、特には、コネクタ２０ａ、２０ｂが突出するモータ１４の長手方向端面２２に対して鉛直方向に整列して、配置されている。

本例において、本体１は、シート（台座、収容部）３０を画成しており、この内部に駆動シャフト２及び／又は出力シャフト４が存在している、及び／又は、この内部に伝達システム６が配置されている。また、本装置は、シート３０を閉鎖するための、図１に示すカバー３２を備え得る。本例では、本体１のねじ穴３５内にカバー３２の開口部３７を介して係合されたねじ３３によって、カバー３２は本体１に固定されている。シート３０の気密性を向上させるように、密封ガスケット３９（図４）が、本体１とカバー３２との間に配置されてもよい。

図４により明瞭に示すように、カバーは、要素３４ａ、３４ｂ、特には、コネクタ３０ａ、３０ｂに電気接続する端子、を備えている。この場合、カバーは、角度位置センサ８６、特には、ホールプローブ、を備えている。角度位置センサ８６（ホールプローブ）は、例えば出力シャフトに配置された磁気ターゲットプレート３８（図３）によって出力シャフト６と協働する。変形例として、磁気ターゲットプレートは、駆動シャフト及び／又は伝達システム６の任意の部材に配置されてもよく、この場合、カバーに対するホールプローブの配置が明らかに適合される。

例えば、電気接続要素３４ａ、３４ｂ及び／又は角度センサ８６は、本例では電気接続要素３４ａ、３４ｂ及び／又は角度センサ８６を備えた電気回路の電気トラック４０とともに、カバー３２にオーバーモールドされている。

図２に示すように、有利には、本装置は、一方のスリーブ１２ｂ、すなわち短スリーブであって図面においてその外郭が破線で示されているスリーブ１２ｂと、伝達ホイールのうちの一方のホイール、本例では第２ホイール８ｂ、すなわち短スリーブ１２ｂに旋回可能に取り付けられた上方伝達ホイールとの間に、ホイール８ｂの旋回軸線１０ｂに沿って配設されたスペーサ５０を備えている。有利には、スペーサ５０は、短スリーブ１２ｂの外径より小さい外径を有している。このような特徴は、本装置のコンパクト性に更に貢献するものである。

本例では、スペーサ５０は、上方ホイール８ａと一体成形されている。伝達ホイール８ａ、８ｂのスリーブ１２ａ、１２ｂは、対応するホイールの旋回軸線に沿った、互いに同様の高さを有している。

上方ホイール８ｂの大ピニオン１５ｂは、第１伝達ホイール８ａの小ピニオン１３ａとかみ合う。第１ホイール８ａの大ピニオン１５ａは、スペーサ５０に対向して回転するように配置されている。第１ホイール８ａの大ピニオン１５ａは、第１ホイール８ａの旋回軸線線１０ａと短スリーブ１２ｂの外径の最接近点との間の距離ｘよりも大きい径方向延長部Ｘを有している。図２から、このような特徴によるコンパクト性に関して得られる利点がよりよく理解できる。当然ながら、このような特徴は、本発明による装置の他のホイールにも適用され得るものである。

本例では、カバー３２は、スリーブ８０ａ、８０ｂを備えており、これらのスリーブ８０ａ、８０ｂは、伝達ホイール８ａ、８ｂの旋回シャフト１１ａ、１１ｂの上端面を受容するための一体部品として形成されている。

Claims (13)

1. 駆動シャフト（２）と、
   出力シャフト（４）と、
   前記駆動シャフト（２）から前記出力シャフト（４）へトルクを伝達するための伝達システム（６）と、を備えた、特に自動車のターボ過給機用の、１以上の可動部を作動させるための装置であって、
   前記伝達システム（６）は、前記駆動シャフト（２）から前記出力シャフト（４）へ前記トルクを伝達するための少なくとも１つのホイール（８ａ、８ｂ）を備え、
   前記駆動シャフト（２）、前記出力シャフト（４）及び前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）は、それぞれの旋回軸線（１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓ）を中心として回転可能であり、
   前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）のうちの少なくとも一方の伝達ホイールの旋回軸線は、前記駆動シャフト（２）及び前記出力シャフト（４）の旋回軸線を通過する平面Ｐからオフセットされ、
   前記作動装置は、前記駆動シャフト（２）を回転駆動するためのモータ（１４）を備え、
   前記モータ（１４）は、このモータ（１４）から前記駆動シャフト（２）と平行に突出する少なくとも２つの動力供給コネクタ（２０ａ、２０ｂ）であって、前記駆動シャフト（２）の旋回軸線（１０ｍ）から延びて形成されるとともに、１８０°未満の角度を形成している角度付きの扇形部の内部に配置されている前記動力供給コネクタ（２０ａ、２０ｂ）を設けられている、装置。
2. 前記旋回軸線（１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓ）は、これらの旋回軸線（１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓ）を径方向に結ぶ線が、それぞれの旋回軸線（１０ｍ、１０ａ、１０ｂ、１０ｓ）において方向を変更する折れ線であるように配置されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記角度付きの扇形部は１２０°未満である、請求項１に記載の装置。
4. 前記伝達ホイールのうちの一方のホイール、すなわち第１ホイールは、前記駆動シャフト（２）とかみ合い、
   前記伝達システム（６）の１以上の他のホイール（８ｂ、２４）は、前記駆動モータ（１４）に対して少なくとも部分的に鉛直方向に並べられている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. シート３０を画成する本体（１）を備え、この内部に前記駆動シャフト（２）及び／又は前記出力シャフト（４）が突出している、及び／又は、この内部に前記伝達システム（６）が配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記シート（３０）を閉鎖するためのカバー（３２）を備え、
   前記カバー（３２）は、前記コネクタ（２０ａ、２０ｂ）に電気接続する要素（３４ａ、３４ｂ）、及び／又は、前記駆動シャフト（２）、前記出力シャフト（４）及び／又は前記伝達システム（６）と協働する角度位置センサ（８６）を備えている、請求項５に記載の装置。
7. 前記電気接続要素（３４ａ、３４ｂ）及び／又は前記角度センサは、前記カバー（３２）にオーバーモールドされている、請求項６に記載の装置。
8. 前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）は、当該伝達ホイール（８ａ、８ｂ）をそれらの旋回軸線（１１ａ、１１ｂ）を中心に回転可能に取り付けるシャフト（１１ａ、１１ｂ）をそれぞれ備え、及び／又は、前記伝達システムは、前記出力シャフト（４）に連結された出力ホイール（２４）を備え、
   前記装置は、更に、一方では、前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）のシャフト（１１ａ、１１ｂ）及び／又は前記出力シャフト（４）を旋回可能に取り付けるスリーブ（１２ａ、１２ｂ）を備えるとともに、他方では、前記スリーブのうちの一方のスリーブ（１２ｂ）、すなわち短スリーブと、伝達ホイール及び／又は出力ホイールのうちの前記ホイール（８ｂ）、すなわち前記短スリーブ（１２ｂ）に旋回可能に取り付けられた上方ホイールとの間に、前記上方ホイール（８ｂ）の前記旋回軸線（１０ｂ）に沿って配設されたスペーサ（５０）であって、前記短スリーブ（１２ｂ）の外径より小さい外径を有するスペーサ（５０）を備えている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記伝達ホイール（８ａ、８ｂ）の前記スリーブ（１２ａ、１２ｂ）は、対応するホイール（１０、１０ｂ）の旋回軸線に沿った、互いに同様の高さを有している、請求項８に記載の装置。
10. 前記上方ホイール（８ｂ）は、他方の伝達ホイールの（隣接する）一方のホイール（８ａ）とかみ合い、
    前記ホイール（８ａ）は、小ピニオン（１３ａ）と大ピニオン（１５ａ）とを備え、
    前記小ピニオン（１３ａ）は前記上方ホイール（８ｂ）とかみ合うとともに、前記大ピニオン（１５ａ）は前記スペーサ（５０）に対向して回転するように配置されている、請求項８又は９のいずれかに記載の装置。
11. 前記大ピニオン（１５ａ）は径方向延長部を有し、前記径方向延長部は、前記小ピニオン及び前記大ピニオンを支持する前記ホイール（８ａ）の前記旋回軸線（１０ａ）と前記短スリーブ（１２ｂ）の外径の最接近点との間の距離よりも大きい、請求項１０に記載の装置。
12. 前記出力シャフト（４）により供給されるトルクを利用する可動部を作動させるように設計されたクランク（２８）を備えている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の作動装置と、前記装置により作動されることが意図された可動部と、からなるアセンブリ。

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