JP4304507B2 - 封止機構及び揺動機構 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文による封止機構、及び揺動機構に関する。

特許文献１は、カムシャフトタイミング装置の羽根車とその羽根車を囲包する構成要素との間を封止するための一般的な封止機構を開示する。封止機構は、互いに反対方向に向いた２つのバネ翼が一体的に形成され、圧力接触面として設計される、中空円筒状カーカス又はベースボディを具備する。ベースボディは、羽根車のベーンの溝内で拘束され、バネ翼はそれらの自由端で、羽根車を囲包する構成要素の内部に封止するように当接し、それらのバネ翼はそれぞれ封止圧力を発生する。

独国特許出願公開第１９８ ３４ １４３ Ａ１号明細書

本発明の基になる目的は、特に、取り扱い易く、有利な封止特性を有する小型封止機構を提供することである。これは、本発明によれば、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、従属請求項から、及び同等請求項から推測されても良い。

本発明は、特に、揺動機構の羽根車とその羽根車を囲包する構成要素との間を封止するための封止機構から先行し、前記封止機構は、第１封止圧力を発生させるための、封止本体に一体的に形成された、少なくとも１つの第１バネ要素を有する。

封止本体は、第１封止圧力を増大する第２封止圧力を発生させるために圧力媒体の作用を受ける内部空間を有することが提案されている。特に、取り扱い易く、特に、他の封止機構から簡単に分離でき、取り付けることができる、有利な封止特性を有するピストン状小型封止機構が有利に達成される。封止本体は、有利に移動可能に設計され、取付が容易となるその遊びも有利に補正されるので、本発明による解決法は、特に揺動機構、及び特にカムシャフトタイミング装置用揺動機構のように、簡単な取付及び遊び補正を絶対不可欠とするような装置に特に適している。

封止本体は、当業者には好都合と思われる多様な断面を有しても良く、これらは有利に１面が開き、３面が閉じており、ゆえに内部空間が、開口面を通して、例えば、隣接構成要素に対する遊びのゆえに生じる隙間を通して有利に、圧力媒体による作用を受ける、スカート形ピストンに似た軽量封止機構が有利に達成される。さらに、その遊びの結果として、封止機構がその封止面で対応封止面を封止するように有利に支えることができるように、封止本体の所望の移動性が達成される。

さらに、適切な断面によって、圧力媒体に対する大有効表面が内部空間内に有利に提供され、有利に、閉じた単一封止面が、隣接構成要素に対して、特に揺動機構の場合の半径方向外部に又は半径方向内部に達成される。封止本体は、この場合、Ｕ状断面、Ｗ状断面、又は当業者には好都合と思われる他の対応する断面を有しても良い。但し、第１及び第２の側板と、底部とを有するＵ状断面に関しては、特に構造的条件が簡単になり、１回の打ち抜き／曲げ加工でコスト効率よく製造される構成要素が達成され、特に、両側板から離れる方向を向いている底部の外部表面は、封止表面として簡単に設計される。

この外部表面が凸状構造を有する場合、隣接構成要素に対して、簡単且つ明確に決定できる小さな線状に伸びる封止表面又は接触表面が有利に達成され、その外部表面は有利に湾曲した構造のものとなるので、これは、次々と、１回の曲げ加工で簡単且つコスト効率よく有利に製造できるようになる。

本発明のさらなる改良形態において、第１バネ要素が、第１側板の端面に一体的に形成され、該端面が底部から離れる方向を向いていることが提案されている。封止作用への、厳密に言えば、特に軸方向の封止作用へのバネ要素の、及びその一体成形領域の望ましくない影響が、少なくとも大いに回避される。

第１バネ要素が封止本体の軸方向に延びる２本のバネアームを有する場合、バネ要素に起因する少なくともほぼ対称的に分布した均等な封止圧力が、厳密に言えば、特に、第１バネ要素に対応する第２バネ要素が第２側板に、その端面に一体的に形成され、該端面が底部から離れる方向を向いているとき、達成される。さらに、底部から離れる方向を向いている端面上のバネ要素は、構造的条件を簡単に最も多様な可能性のある方法で設計されるので、最も多様な可能バネ特性が多様な封止機構に対し達成される。

第２側板の方向に延びる第１タブが第１側板に、その端面に一体的に形成され、該端面が底部から離れる方向を向いている場合、例えば、運搬中又は収集容器内での保管中、２つの同一封止機構が絡まり合うことが少なくとも大いに有利に回避される。さらに、これに関し、第１側板の方向に延びる第２タブが第２側板に、その端面に一体的に形成され、該端面が底部から離れる方向を向いているとき、及びこれらのタブが、特に封止本体の軸方向端部領域に、一体的に形成される場合に、有利な効果がある。

封止機構は、バネ鋼板から都合良く製造され、その結果、特に、アルミニウムから製造される対応構成要素と共に、高寸法安定性、高耐摩耗性、高く且つ永久的な封止圧力、及び十分な摩擦特性が達成される。さらに、バネ鋼板はコスト効果良く入手可能であり、壁の厚み及び重量の低減化を有利に実行できる。この場合、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有するバネ鋼板が有利に使用され、この状況では、基本的に、達成される半径をより小さく及び封止機構をより小型にすればするほど、バネ鋼板の選択される厚さもより小さくなる。但し、基本的に、封止機構は、例えば、特殊プラスチックなど、当業者にとって好都合と思われる他の材料から製造されても良い。

他の利点は以下の図の説明から明らかとなる。図は本発明の例示的実施形態を示す。説明や特許請求の範囲は、組合せにて多数の特徴を含む。当業者ならば、都合良くこれらの特徴を個別に考え、それらを適切な他の組合せに組み込むことができるであろう。

図１は、厳密には自動車の、カムシャフトタイミング装置用揺動機構の細部を示す。揺動機構は、半径方向外部に延びるベーン２８、２８’を有する羽根車２７と、羽根車２７を囲包し、半径方向内部に延びるセグメント（さらに詳細に図示せず）を有する構成要素２９とを具備する。羽根車２７のベーン２８、２８’は、半径方向外部の、それらの半径方向端面が、構成要素２９のリングに近接しており、前記リングはそれらのセグメントを担持し、これらのセグメントは、半径方向内部の、それらの半径方向端面が、羽根車２７のリングに近接しており、前記リングはベーン２８、２８’を担持するので、ベーン２８、２８’とセグメントとの間で画定される圧力空間が形成される。ベーン２８、２８’の半径方向外部指示端面のそれぞれは、その中に羽根車２７の軸方向に延びる溝３０、３０’を導入し、その溝３０、３０’内にバネ鋼板から製造された封止機構がそれぞれ取り付けられる。

ベーン２８、２８’及び封止機構は、それぞれ同じように構成されるので、以下の説明は、２枚のベーンの一方に、及び２つの構成要素の一方に限定できる。さらに詳細に説明されない手段に関して、それらの細部には、説明した手段に関するものと同参照番号を付し、それらの番号に単にアポストロフィを付けてそれらを区別する。

１回の打ち抜き／曲げ動作で製造される封止機構は、第１及び第２側板１３、１４と底部１５（図１〜図４）とを有するＵ状断面を備えた細長い封止本体１０を有する。封止機構は、全ベーン２８にわたって軸方向に延び、溝３０内に、ベーン２８の長手方向範囲に対し横方向の遊びをもって、配置される。

バネ要素１７、２２は、厳密に言えば、軸方向における封止本体１０の中間領域の、封止本体１０の側板１３、１４の端面１８、２１に、底部１５と向かい合う位置にそれぞれ一体的に形成される。バネ要素１７、２２は、底部１５と反対に位置する上部側を形成し、それぞれ封止本体１０の軸方向に延びる２本のバネアーム１９、２０を具備する。バネアーム１９、２０は、それぞれ側板１３、１４上のそれらの支点から始まり、はじめ軸方向に一定幅をもち、次いで次第に細くなり再びさいごに一定幅をもつように設計される。さらに、バネアーム１９、２０は側板１３、１４上のそれらの支点から始まり、それぞれ、底部１５から次第に遠ざかり、それらの自由端の直前で底部１５の方向に角度が付けられるので、バネアーム１９、２０の接触点３２、３３、３４、３５間のそれぞれ軸方向に生じる距離が大きくなる。この場合、バネアーム１９、２０の曲げは、バネアーム１９、２０の自由端が封止本体１０の内部空間１１に突入するようになっているので、自由端は周囲から保護されるとともに、それらの周囲もこれらの自由端から保護される。

封止機構の封止本体１０は、溝３０内に移動可能に取り付けられ、バネアーム１９、２０、２３、２４（図３）の接触点３２、３３、３４、３５を介してベーン２８の溝３０の基部で支えられる。バネ要素１７、２２は封止本体１０を押し付け、底部１５の外部表面１６が第１封止圧力で構成要素２９の内周に半径方向外方に当接する。外部表面１６は、凸面をなした構造を有するので、後者は、中央部分で封止本体１０の軸方向に延びる直線状封止表面を形成する。

動作時、側板１３、１４及び底部１５によって画定される、封止本体１０の内部空間１１は、第１封止圧力を増大させる第２封止圧力を発生させるために圧力媒体１２の作用を受け、前記封止圧力は合成されて結果として得られる封止圧力Ｆ（図５）となる。内部空間１１は、この場合、遊びに起因する隙間３１を通して、厳密にいえば円周方向（図１）の高圧側で圧力媒体１２の作用を受ける。さらに、内部空間１１は、羽根車２７と構成要素２９との間の、さらに詳細に示されない、軸方向ギャップを通して圧力媒体１２の作用を受ける。

封止本体１０は、側板１４の外側面で、圧力媒体１２を介して押圧され、前記外側面は、溝３０の側壁と当接して封止表面をなし、前記側壁は側板１４と平行に延びる。動作時、原則的に高圧側で支配的な高圧３６は、封止機構を介して内部領域で半径方向に作用するが、封止機構の下側、半径方向外部領域では、円周方向に高圧側から始まり低圧側の方向に、高圧３６は、封止機構のほぼ中間までしか作用せず、さらにその中間を越えると、低圧側で支配的な低圧３７が有効となってくる（図５）。逆に、高圧側が低圧側になり、低圧側が高圧側になった場合は、封止機構は、側板１３の外側面で、圧力媒体１２を介して押圧され、前記外側面は溝３０の側壁と当接して封止機構をなし、前記側壁は側板１３と平行に延びる。半径方向外部領域では、円周方向に新高圧側から始まり新低圧側の方向に、高圧３６は、封止機構のほぼ中間までしか作用せず、さらにその中間を越えると、低圧側で支配的な低圧３７が有効となってくる。

封止機構は、羽根車２７のベーン２８と構成要素２９との間の半径方向ギャップを封止するが、さらに封止機構が軸方向ギャップを封止することも基本的に考えられる。さらに、羽根車２７に対し半径方向内部の構成要素２９のセグメントを封止するために適切な封止機構を使用することも考えられる。

数種の封止機構が運搬中又はそれらの保管中に絡まり合うのを回避するために、タブ２５、２６が、特に封止本体１０の軸方向端部領域に、それぞれ第１側板１３の、底部１５から離れる方向を向いているその端面１８に、及び第２側板１４の、底部から離れる方向を向いているその端面２１に一体的に形成され、前記タブは、反対側の側板１３又は１４に向かって延びている。

２つの封止機構を有するカムシャフトタイミング装置用揺動機構の細部を示す。 図１の揺動機構の封止機構を斜視図で示す。 図２の封止機構を側面図で示す。 図２の封止機構を平面図で示す。 動作中、封止機構の上及び封止機構の下に働く圧力媒体の圧力と共に図２の封止機構を示す。

Claims (11)

1. 第１封止圧力を発生させるための、封止本体に一体的に形成された、少なくとも１つのバネ要素を有する、揺動機構の羽根車と前記羽根車を囲包する構成要素との間を封止する封止機構であって、
   前記封止本体（１０）は、前記第１封止圧力を増大させる第２封止圧力を発生させるために圧力媒体（１２）による作用を受ける内部空間（１１）を有し、
   前記封止本体（１０）は、第１及び第２側板（１３、１４）と底部（１５）とを備えた、３面が閉じ、１面が開いている少なくとも１つの断面を有し、
   前記少なくとも１つのバネ要素のうちの第１バネ要素（１７）は、前記第１側板（１３）の端面（１８）に一体的に形成され、その端面（１８）は前記底部（１５）から離れる方向を向いていることを特徴とする封止機構。
2. 前記底部（１５）の外部表面（１６）は、前記側板（１３、１４）から離れる方向を向いていて、少なくとも１つの第１封止表面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の封止機構。
3. 前記外部表面（１６）は凸面構造を有することを特徴とする請求項２に記載の封止機構。
4. 前記第１バネ要素（１７）は、前記封止本体（１０）の軸方向に延びる２本のバネアーム（１９、２０）を有することを特徴とする請求項３に記載の封止機構。
5. 第２バネ要素（２２）は、前記第２側板（１４）に、その端面（２１）に一体的に形成され、前記端面は前記底部（１５）から離れる方向を向いていることを特徴とする請求項３あるいは４に記載の封止機構。
6. 前記第２側板（１４）の方向に延びるタブ（２５）は、前記第１側板（１３）に、その端面（１８）に、一体的に形成され、前記端面は前記底部（１５）から離れる方向を向いていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の封止機構。
7. 前記第１側板（１３）の方向に延びるタブ（２６）は、前記第２側板（１４）に、その端面（２１）に一体的に形成され、前記端面は前記底部（１５）から離れる方向を向いていることを特徴とする請求項６に記載の封止機構。
8. 前記タブ（２５、２６）は、前記封止本体（１０）の軸方向端部領域に一体的に形成されることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の封止機構。
9. バネ鋼板から製造されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の封止機構。
10. 羽根車（２７）及びその羽根車（２７）を囲包する構成要素（２９）を備え、さらに請求項１〜９のいずれか一項に記載の封止機構を備えた、カムシャフトタイミング装置用揺動機構。
11. 前記封止機構は、溝（３０）内に、長手方向範囲に対して横方向の遊びを持って、配置され、前記内部空間（１１）は、前記遊びに起因する自由空間（３１）を通る前記圧力媒体（１２）による作用を受けることを特徴とする請求項１０に記載の揺動機構。

Images