JP2559167B2 - 駆動輪に対する、軸特に内燃機関のカム軸の相対回転角度を調節するための装置 - Google Patents

駆動輪に対する、軸特に内燃機関のカム軸の相対回転角度を調節するための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、操作機構として液圧式リニアモータが設け
られ、このリニアモータが駆動輪と軸の間で働く調節機
構に作用する、駆動輪に対する軸、特に内燃機関のカム
軸の相対回転角度を調節するための装置に関するもので
ある。
従来の技術 このような装置は例えばヨーロッパ特許出願公開第02
45791号公報によって知られている。この場合、リニア
モータが調節機構と協働し、調節機構は実質的に、角度
調節可能な軸すなわちカム軸の端面側の凹部に収納され
ている。内燃機関の構造長さに余り影響を与えないこの
調節装置には、一体化された液体管路と制御装置を備え
た取り外し可能な機関ハウジングキャップに設けた液圧
式リニアモータが、調節可能な軸または調節機構の端面
側の端部まで構造空間を利用しながら、付設されてい
る。液圧式リニアモータの差動は内燃機関とは別の液圧
系を介して別々に駆動されるポンプによって行われる。
更に、駆動輪に対する軸の相対回転角度を調節するた
めの装置が提案された（ヨーロッパ特許出願公開第0363
600号公報）。この場合、内燃機関の調節可能な第１の
カム軸の調節機構と協働する液体モータのロータが、第
２のカム軸によって駆動される液体ポンプの搬送流によ
って付勢される。この液体ポンプと液体モータは液圧管
路を含めて、前記軸に付設されたユニットを形成する。
このユニットは軸の駆動に役立つ内燃機関のハウジング
範囲に統合されている。
発明が解決しようとする課題 本発明の根底をなす課題は、内燃機関への構造的な統
合のためのコンパクトで省スペース的なユニットが得ら
れるように、冒頭に述べた種類の装置を液圧ポンプと組
み合わせることである。
課題を解決するための手段 この課題は請求の範囲第１項の特徴に従い、ポンプロ
ータを備えた液体ポンプがリニアモータの縦軸線または
調節軸線と同軸に配置されていることによって解決され
る。
静液圧ポンプとしても知られている液体ポンプとリニ
アモータを同軸に配置して組み合わせることにより、コ
ンパクトで省スペース的なユニットが生じるという利点
がある。このユニットは同時に、最小の構造ユニットま
たは組立ユニットとして役立つ。非常にコンパクトで省
スペース的なユニットを得るために、リニアモータと液
体ポンプは回転角度調節可能な軸と同軸に、取り外し可
能に形成された機関ハウジングキャップに設けられてい
る。この場合、本発明によるユニットは機関ハウジング
キャップと共に、次に大きな構造のユニットまたは組立
ユニットを形成する。その際、液体ポンプとリニアモー
タからなる本発明によるユニットの部品は、機関ハウジ
ングキャップの統合された構成部品であってもよい。し
かし、本発明によるユニットと機関ハウジングキャップ
を別個に形成してもよい。
本発明による組合せは、請求の範囲の他の従属項に従
って、一方ではラジアルピストンポンプの選択によっ
て、他方ではシリンダ／ピストン−ユニットとして形成
されたリニアモータによって、非常に有利に実現可能で
ある。それによって、搬送流が充分で搬送圧力が非常に
高いと共に比較的に小さく形成されるラジアルピストン
ポンプが、本発明によるユニットのコンパクトな形成を
助ける。この場合、リニアモータの選定された構造は、
選定されたラジアルピストンポンプへの構造的な良好な
適合を可能にする。請求の範囲の他の従属項によれば、
この利点を徹底的に利用して、ラジアルピストンポンプ
が機関ハウジングキャップの軸側に設けられ、ポンプロ
ータがリニアモータのシリンダの外周に回転可能に軸承
されていることにより、非常に有利な実施形が得られ
る。非常にコンパクトに形成されたこのユニットのため
に、ラジアルピストンポンプの駆動は次の簡単な手段に
よって非常に巧みに行われる。すなわち、内部付勢型の
ラジアルピストンポンプが設けられ、そのポンプケーシ
ングが機関ハウジングキャップ内に形成され、かつ軸側
が開放しており、ポンプケーシングが差し込み機構を介
して軸側に駆動連結されているポンプロータを収容して
いることによって、非常に巧みに行われる。差し込み機
構は組立方向に平行な場合に、本発明による構造ユニッ
トまたは組立ユニットの組立を補助する。
リニアモータのシリンダに回転可能に軸承された液体
ポンプまたはラジアルピストンポンプのポンプロータを
備えた、本発明に従って組合せられたユニットは、異な
る外径に形成された、リニアモータの別個のシリンダ
が、機関ハウジングキャップの段付孔内に設けられ、シ
リンダが軸側に、半径方向に摺動可能な搬送ピストンを
収容するポンプロータを滑動可能に軸承するためのフラ
ンジ付ブッシュを備え、シリンダ壁内に設けられた入口
室と出口室との接続のために、フランジ付ブッシュが外
周に分配配置された吸込み側と吐出側の制御開口を備え
ていることにより、製作および細部組立の観点から非常
に有利である。
リニアモータのシリンダの壁に液体ポンプまたはラジ
アルピストンポンプの機能ユニットを形成し、流入室と
流出室がそれぞれ、シリンダ壁内に設けられたほぼ軸方
向の通路に接続され、各通路がリニアモータのシリンダ
の外周に形成された周溝を介して、機関ハウジングキャ
ップ内に設けられた管路に接続されていることにより、
一層簡単な構造となる。前記の通路をシリンダの軸側の
端部からシリンダ壁に配置すると、吸込み通路と吐出通
路の緊密な閉鎖のために、フランジ付ナットをシリンダ
の軸側端部に付設することができる。このフランジ付ナ
ットは更に、その外側の縁部範囲が、シリンダ上でポン
プロータを回転運動可能に軸承するためのフランジ付ブ
ッシュを軸方向に保持する働きをする。
搬送ピストンがポンプロータで半径方向に移動可能で
ある内部付勢型のラジアルピストンポンプのために、そ
の外側の端部がポンプケーシング内に設けられた滑りリ
ングと協働することが知られている。機関ハウジングキ
ャップに形成された、本発明の他の実施形に従って、軸
側が開放したポンプケーシングに軸方向に遊びをもって
検出器ホイールが付設されていることにより、軸側が開
放したポンプケーシングのためにこの滑りリングの特別
な位置固定を省略することができる。その際、検出器ホ
イールは例えばポンプロータ用差し込み機構に相対回転
しないように連結可能である。更に、検出器ホイールは
ポンプロータに一体に形成可能である。その際、機関ハ
ウジングキャップに統合されたポンプケーシングに対す
るポンプロータの軸方向の付設を、差し込み機構を介し
て行うことができる。
本発明の他の実施形は、機関ハウジングキャップ内で
の液圧管路の配置構造に関する。この場合、別個の液圧
系を不要とするために、例えば吸込み管路が機関ハウジ
ングキャップ内で内燃機関の潤滑回路に接続されてい
る。所望のあらゆる回転角度位置でピストンを確実に保
持し、無段調節するために、リニアモータのピストンは
差動ピストンとして形成されている。この場合、この差
動ピストンを両側から付勢するために設けられた圧力管
路はサイクル弁を介して制御される。サイクル弁によっ
て制御される圧液は機関側に開口する、機関ハウジング
キャップ内の排出管路を経て、内燃機関の潤滑媒体回路
に再び供給される。更に、液体ポンプの外径寸法はアキ
ュムレータとの組合せによって小さくすることができ
る。この場合、アキュムレータは特に別個の管路を回避
するために機関ハウジングキャップに統合形成されてい
る。
受け入れ可能な組立のための装置全体の重要な部品の
採寸に悪影響を与えないようにするために、本発明によ
る構造ユニットまたは組立ユニットは、連結棒を介して
連結された、軸と駆動輪との間の角度調節に有効な調節
機構の連結部材を、付加的に含むように形成されてい
る。それによって、装置全体の重要な機能ブロックを内
燃機関とは別に形成することができ、かつ内燃機関の組
立ラインに組み込むことができる。
液体ポンプを回転角度調節可能な軸に設け、差し込み
機構を介してポンプケーシングをキャップ側に相対回転
しないように保持することは本発明の範囲内である。更
に、リニアモータと、液体ポンプ（場合によっては検出
器ホイールを備えている）と、管路及びサイクル弁によ
って形成される制御装置とを別個の部品に設け、この部
品を機関ハウジングキャップに連結することができる。
この実施形も装置全体の機能ブロックの別個の製作を可
能にする。この実施形はコスト的に望ましい後付けの対
象になる。
実施例 他の詳細な事柄を、図に示した実施例に基づいて説明
する。
図示していない内燃機関のカム軸２の、駆動輪３に対
する相対回転角度を調節するための装置１は、調節機構
４と操作機構５を含んでいる。調節機構４の駆動輪３は
中空ボス６に一体連結されている。この中空ボスは外周
部を介して軸外側の凹部７に回転角運動可能に軸承され
ている。中空ボス６は傾斜歯またははすば８を介して連
結部材９と協働する。この連結部材は軸内側の凹部10内
で直線ガイド11を介してカム軸２に相対回転しないよう
に連結されている。駆動輪３に対するカム軸２の相対回
転角度を調節するために、連結部材９が軸方向に移動可
能である。この場合、連結棒12が連結部材９を操作機構
５の液圧式リニアモータ13に連結している。
リニアモータ13は取り外し可能に形成された機関ハウ
ジングキャップ14内に設けられ、実質的にシリンダ15と
その中で移動可能なピストン16からなっている。ラジア
ルピストンポンプとして形成された液体ポンプ18のポン
プロータ19が、リニアモータ13の縦軸線または調節軸線
17と同軸に、機関ハウジングキャップ14の軸側に設けら
れている。この場合、ポンプロータ19はリニアモータ13
のシリンダ15の外周に回転可能に軸承されている。図か
ら判るように、液体ポンプ18は特に内側付勢のラジアル
ピストンポンプとして設けられている。液体ポンプは機
関ハウジングキャップ14に形成されかつ軸側が開放した
ポンプケーシング20を備えている。このポンプケーシン
グは差し込み機構21を介して軸側に駆動連結されている
ポンプロータ19を収容している。リニアモータ13,液体
ポンプ18および機関ハウジングキャップ14によって形成
された製作技術的に望ましい構造ユニットまたは組立ユ
ニットを得るために、機関ハウジングキャップ14はリニ
アモータ13の異なる外径の別個のシリンダ15を収容する
段付孔22を有する。段付孔22内に設けられたシリンダ15
は軸側に、半径方向に摺動可能な搬送ピストン24を収容
するポンプロータ19を滑動可能に軸承するためのフラン
ジ付ブッシュ23を備えている。この場合、フランジ付ブ
ッシュ23は、シリンダ壁に設けられた入口室または出口
室25または26に接続するための、外周に分配配置された
吸込み側に吐出側の制御開口を備えている。入口室25と
出口室26はそれぞれ、シリンダ壁に設けられほぼ軸線方
向に向いている通路27または28に接続されている。この
場合、各通路27,28はリニアモータ13のシリンダ15の外
周部に形成された外周溝を介して、機関ハウジングキャ
ップ14に設けた管路29または30に接続されている。吸込
み通路27と吐出通路28はリニアモータ13のシリンダ15の
軸側の端部がフランジ付ナット31によって閉鎖されてい
る。このフランジ付ナットはその外縁範囲がポンプロー
タ19用フランジ付ブッシュ23をシリンダ15上で軸方向保
持するために役立つ。
機関ハウジングキャップ14内のリニアモータ13の縦軸
線または調節軸線17に対して偏心させて設けた、軸側が
開放したポンプケーシング20は、搬送ピストン24と協働
する滑りリング32を備えている。この滑りリングは差し
込み機構21内に軸方向遊びをもって設けられた検出器ホ
イール33によって軸方向に保持されている。検出器ホイ
ール33は別個の部品であってもよい。更に、検出器ホイ
ールはポンプロータ19と一体に形成してもよい。各検出
器ホイール33は特に、機関ハウジングキャップ14内に設
けた図示していない検出器と協働する。
液圧式操作機構５のための別個の液圧回路を必要とし
ないようにするために、機関ハウジングキャップ14内の
吸込み管路29は、図示していない内燃機関の潤滑回路に
接続されている。更に、機関ハウジングキャップ14内に
設けた２個の圧力管路30,30′は、リニアモータ13の異
なる面積を有するピストン16、すなわち差動ピストンの
両側を付勢するために、サイクル弁34によって制御され
る。この場合、サイクル弁34の制御棒37の制御ピストン
35,36の間に設けられた環状室38は、機関側に開口する
排出管路39に接続可能である。圧力管路30,30′とサイ
クル弁34とは、ピストン16のための制御装置を形成して
いる。
サイクル弁34は特性線図制御される調節装置に接続さ
れている。この調節装置により、カム軸２は内燃機関の
あらゆる運転時点で駆動輪３に対して回転角度調節さ
れ、その都度の運転時点のために予め定められた調節角
度が保たれる。このような調節のために、挟いスペース
の関係から比較的に小型の液体ポンプ18を使用できるよ
うにするために、アキュムレータ40が機関ハウジングキ
ャップ14に設けられている。このアキュムレータは接続
管路41を介してシリンダ壁内の吐出通路28に付設された
外周溝に接続されている。
駆動輪３に対するカム軸２の相対回転角度を調節する
ための装置１の組立を容易にするために、リニアモータ
13と液体ポンプ18を有する操作機構５と機関ハウジング
キャップ14からなる構造ユニットまたは組立ユニット
は、連結棒12を介して連結されかつカム軸２と駆動輪３
の間の角度調節に有効な調節機構４の連結部材９を含ん
でいる。それによって、内燃機関に設けられる装置１の
ための付加的な組立作業が不要となる。
本発明の範囲内で、液体ポンプを回転角度調節可能な
軸に設けることができ、液体ポンプのポンプケーシング
は差し込み機構を介してキャップ側で相対回転不能に保
持することができる。更に、本発明の範囲内で、リニア
モータ13と、液体ポンプ18（場合によっては検出器ホイ
ール33を備えている）と、制御装置（ピストン16を制御
する装置で、サイクル弁34とこれに付設の管路30,30′
を含む）を、機関ハウジングキャップに連結可能な別個
の部品に配置することができる。この場合、この別個の
部品は後付けセットとしての役目をすることができる。
図面の簡単な説明 添付の図は、本発明による装置の断面図である。
1 カム軸と駆動輪との相対回転角度を調節するため
の装置 2 カム軸 3 駆動輪 4 調節機構 5 操作機構 13 リニアモータ 14 ハウジングキャップ 15 シリンダ 16 ピストン 17 調節軸線 18 液体ポンプ 19 ポンプロータ 20 ポンプケーシング 21 差し込み機構 22 段付穴 23 フランジ付ブッシュ 24 搬送ピストン 25入口室 26 出口室 27 吸込み通路 28 吐出通路 29 吸込み管路 30,30′ 圧力管路 31 フランジ付ナット 33 検出器ホイール 34 サイクル弁 40 アキュムレータ 41 接続管路

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】操作機構（５）として液圧式リニアモータ
    （13）が設けられ、このリニアモータが駆動輪（３）と
    軸（２）の間で働く調節機構に作用する、駆動輪に対す
    る軸、特に内燃機関のカム軸の相対回転角度を調節する
    ための装置において、ポンプロータ（19）を備えた液体
    ポンプ（18）がリニアモータ（13）の縦軸線または調節
    軸線（17）に対して同軸に設けられていることを特徴と
    する装置。
  2. 【請求項２】リニアモータ（13）と液体ポンプ（18）が
    回転角度調節可能な軸（２）と同軸に、取り外し可能に
    形成された機関ハウジングキャップ（14）に設けられ、
    かつこの機関ハウジングキャップと共に構造ユニットま
    たは組立ユニットを形成していることを特徴とする請求
    の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】液体ポンプ（18）がラジアルピストンポン
    プであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２
    項記載の装置。
  4. 【請求項４】リニアモータ（13）がシリンダ／ピストン
    −ユニット（15,16）として形成されていることを特徴
    とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一つ
    に記載の装置。
  5. 【請求項５】ラジアルピストンポンプ（18）が機関ハウ
    ジングキャップ（14）の軸側に設けられ、ポンプロータ
    （19）がリニアモータ（13）のシリンダ（15）の外周に
    回転可能に軸承されていることを特徴とする請求の範囲
    第１項から第４項までのいずれか一つに記載の装置。
  6. 【請求項６】内部付勢型のラジアルピストンポンプ（1
    8）が設けられ、そのポンプケーシング（20）が機関ハ
    ウジングキャップ（14）内に形成され、かつ軸側が開放
    しており、ポンプケーシングが差し込み機構（21）を介
    して軸側に駆動連結されているポンプロータ（19）を収
    容していることを特徴とする請求の範囲第１項から第５
    項までのいずれか一つに記載の装置。
  7. 【請求項７】異なる外径に形成された、リニアモータ
    （13）の別個のシリンダ（15）が、機関ハウジングキャ
    ップ（14）の段付孔（22）内に設けられ、シリンダ（1
    5）が軸側に、半径方向に摺動可能な搬送ピストン（2
    4）を収容するポンプロータ（19）を滑動可能に軸承す
    るためのフランジ付ブッシュ（23）を備え、シリンダ壁
    内に設けられた入口室と出口室（25,26）との接続のた
    めに、フランジ付ブッシュ（23）が外周に分配配置され
    た吸込み側と吐出側の制御開口を備えていることを特徴
    とする請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つ
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】入口室（25）と出口室（26）がそれぞれ、
    シリンダ壁内に設けられたほぼ軸方向の通路（27,28）
    に接続され、各通路（27,28）がリニアモータ（13）の
    シリンダ（15）の外周に形成された周溝を介して、機関
    ハウジングキャップ（14）内に設けられた管路（29,3
    0）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１
    項から第７項までのいずれか一つに記載の装置。
  9. 【請求項９】吸込み通路（27）と吐出通路（28）を閉鎖
    するフランジ付ナット（31）がリニアモータ（13）のシ
    リンダ（15）の軸側端部に付設され、このフランジ付ナ
    ットの外側縁部領域がシリンダ（15）上でのフランジブ
    ッシュ（23）の軸方向保持の働きをすることを特徴とす
    る請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一つに記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】軸側が開放したポンプケーシング（20）
    に、軸方向の遊びをもって、検出器ホイール（33）が付
    設されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第
    ９項までのいずれか一つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】検出器ホイール（33）がポンプローラ
    （19）と一体に形成されていることを特徴とする請求の
    範囲第１項から第10項までのいずれか一つに記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】機関ハウジングキャップ（14）内の吸込
    み管路（29）が機関の潤滑回路に接続されていることを
    特徴とする請求の範囲第１項から第11項までのいずれか
    一つに記載の装置。
  13. 【請求項１３】機関ハウジングキャップ（14）内に設け
    られた圧力管路（30,30′）が、リニアモータ（13）の
    異なる面積を有するピストン（16）を両側から付勢する
    ために、サイクル弁（34）を介して制御され、サイクル
    弁（34）の制御棒（37）の制御ピストン（35,36）の間
    に設けられた環状室（38）が、機関側で開口している排
    出管路（39）に接続可能であることを特徴とする請求の
    範囲第１項から第12項までのいずれか一つに記載の装
    置。
  14. 【請求項１４】機関ハウジングキャップ（14）にアキュ
    ムレータ（40）が設けられ、このアキュムレータが接続
    管路（41）を介して、シリンダ壁内の吐出通路（28）に
    付設された周溝に接続されていることを特徴とする請求
    の範囲第１項から第13項までのいずれか一つに記載の装
    置。
  15. 【請求項１５】リニアモータ（13）と液体ポンプ（18）
    を備えた操作機構（５）と機関ハウジングキャップ（1
    4）からなる構造ユニットまたは組立ユニットが更に、
    連結棒（12）を介して連結されかつ軸（２）と駆動ホイ
    ール（３）の間で角度調節作用をする調節機構（４）の
    連結部材（９）を含んでいることを特徴とする請求の範
    囲第１項から第14項までのいずれか一つに記載の装置。
  16. 【請求項１６】液体ポンプが回転角度調節可能な軸に設
    けられ、ポンプケーシングが差し込み機構を介してキャ
    ップ側に相対回転しないように保持されていることを特
    徴とする請求の範囲第１項から第15項までのいずれか一
    つに記載の装置。
  17. 【請求項１７】リニアモータ（13）と、液体ポンプ（1
    8）と、ピストン（16）のための制御装置（30,30′,3
    4）とが、機関ハウジングキャップに接続可能な別個の
    部品に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１
    項から第15項までのいずれか一つに記載の装置。
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