JP6316582B2 - 揺動形アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、揺動形アクチュエータに関する。

揺動形アクチュエータは、内燃機関の運転中に、駆動ホイールに対してカムシャフトの角位置を無段階に変更するために用いられる。カムシャフトを回転させることで、吸排気弁の開閉時点をずらして、相対回転速度に関して内燃機関が最適な挙動を行うようにする。揺動形アクチュエータは、駆動ホイールに回転不能に接続されているステータ１を備える。このステータ内部にロータが配置されている。このロータは、カムシャフトに回転不能に接続されており、２つのロータ接続部の一方に対する油圧によってステータに対して変位することができる。油圧は、カムシャフトに挿入される中央弁により、第１または第２の作動接続部で供給される。

本発明の目的は、中央弁の作動接続部を２つのロータ接続部のそれぞれに接続するための、経済的に製作し得る構成を提供することである。

本発明に係る揺動形アクチュエータにおいて、中央弁の作動接続部は、環状チャンバを介してロータ接続部に接続される。このために、環状チャンバは、中央弁とロータとの間でスリーブによって２つの環状チャンバに分割される。これら２つの環状チャンバはそれぞれ、２つの作動接続部の一方をロータ接続部の一方に接続する。２つの環状チャンバは、一方では中央弁に対して封止されており、他方ではロータに対して封止されている。したがって、中央弁の作動接続部に対する油圧は、付随するロータ接続部に伝達され、その結果、ステータに対してロータの角位置を制御できるようになっている。

スリーブの２つの封止領域、すなわち、中央弁に対しての領域とロータに対しての領域とは、封止リングによって封止し得る。封止の２つの領域の一方のみが封止リングによって封止されており、他方の封止領域が、スリーブの圧入によって封止されていることが好ましい。たとえば、封止リングは、スリーブと中央弁との間に位置決めされていてもよく、スリーブがロータのハブに挿入されていてもよい。このようにして、特に経済的に製造することが可能となる。なぜなら、スリーブは、鋼板から深絞りによって安価に製造することができ、ロータに対して芯出しさえすればよいからである。スリーブによって包囲される中央弁に対するスリーブの製造公差および位置決め公差は、たとえばＯリング等の封止リングによって補償され得る。

本発明のさらなる有利な発展形態によると、スリーブがロータから突出するようになっている。たとえば、ロータから突出するスリーブの部分が環状のショルダを有していてもよい。この環状ショルダには凹部が設けられており、この凹部にロータの突起が嵌合する。このようにして、ロータに対するスリーブの位置決めが簡単になり、ロータに対するスリーブの回転が防止される。

スリーブは、たとえば二重深絞り（doubly-drawn deep drawn）部材として製造され得る。スリーブが、３つの円筒形部分、たとえば、中央弁に対して封止リングを押圧する第１の円筒形部分、ロータと接触する第２の円筒形部分、およびロータの外側の第３の円筒形部分を有することが好ましい。この構成において、第２の円筒形部分の直径は、第１の円筒形部分の直径よりも大きく、第３の円筒形部分の直径は、第２の円筒形部分の直径よりも大きいことが好ましい。

本発明のさらなる詳細および利点は、図面に基づく実施例で説明される。

揺動形アクチュエータの横断面図である。 長手断面で切って示した揺動形アクチュエータの図である。

図１および図２に係る揺動形アクチュエータ１４によって、内燃機関の運転中に、駆動ホイール２に対してカムシャフト１８の角位置が無段階に変更される。内燃機関が相対回転速度に関して最適な挙動を行うように、カムシャフト１８の回転によって吸排気弁の開閉時点をずらす。揺動形アクチュエータ１４は、円筒形ステータ１を備える。この円筒形ステータは、駆動ホイール２に回転不能に接続されている。実施例では、駆動ホイール２はチェーンホイールであり、このチェーンホイールにはチェーンが架けられているが、詳細には図示されていない。この駆動ホイール２は、しかしながら、駆動要素として駆動ベルトが架けられた歯付きベルトホイールであってもよい。この駆動要素および駆動ホイール２によって、ステータ１が駆動可能にクランクシャフトに接続されている。

ステータ１は、円筒形ステータベース体３を有する。この円筒形ステータベース体３の中には、ベース体横部材４が、等間隔をおいて径方向内側に突出している。隣接する横部材４同士の間には、中間チャンバ５が形成されている。その中間チャンバ内に、図２に詳細に示す中央弁１２によって制御された状態で、圧力媒体５が導入される。ロータ８の円筒形ロータハブ７から径方向外側に立設するベーン６は、隣接する横部材４の間に突き出している。これらのベーン６は、横部材４の間で中間チャンバ５をそれぞれ圧力チャンバ９および１０に分割する。一方の圧力チャンバ９は、「進角」の方向の調整部に対応している。これに対して、他方の圧力チャンバは「遅角」の方向の調整部に対応している。

横部材４は、封止部を形成する端面においてロータハブ７の外側カバー面に位置決めされている。ベーン６の方は、封止部を形成する端面においてステータベース体３の円筒形内壁に位置決めされている。

ロータ８は、カムシャフト１８に回転不能に接続されている。カムシャフト１８と駆動ホイール２との間の角位置を変更するために、ロータ８は、ステータ１に対して回転される。この目的のために、所望の回転方向に応じて、圧力チャンバ９または１０内の圧力媒体が加圧される。一方、加圧されない他方の圧力チャンバ９または１０は、それぞれタンクコネクタＴを介してタンク内に圧力が解放される。ステータ１に対してロータ８を反時計回りに揺動させて図示の位置におくために、ロータハブ７内の環状ロータチャネルとして第１の環状チャンバ１９が、中央弁１２によって加圧される。この第１のロータチャネルから、さらなるチャネル１１が、第１のロータ接続部として圧力チャンバ１０内に延びている。第１の環状チャンバ１９は、中央弁１２の第１の作動接続部Ａにつながっている。これに対して、ロータ８を時計回りに揺動させるために、ロータハブ７内の環状ロータチャネルとして第２の環状チャンバ２０が、中央弁１２によって加圧される。この環状ロータチャネルには、第２のロータ接続部としてチャネル１３が開端している。この第２のロータチャネル２０は、第２の作動接続部Ｂにつながっている。これら２つの環状チャンバ１９、２０は、中央軸２２に互いに軸方向に離間して設けられているので、図１の面で見ると前後に互いに隠れるように位置決めされている。

揺動形アクチュエータ１４は、カムシャフトに位置決めされている。カムシャフトは中空シャフト１６として構成されている。加えて、ロータ８は、カムシャフト１８に挿入される。中空シャフト１６は、タンク接続部Ｔ用および圧油供給接続部Ｖ用の貫通孔を有している。ブシュ２７内に配置されている中空ピストン２８の位置に応じて、２つの作動接続部Ａ、Ｂのうち一方が、タンク接続部Ｔに接続されるかまたは圧油供給接続部に接続される。したがって、第１のロータ接続部１１または第２のロータ接続部１３が圧油によって加圧される。したがって、ロータ８は、第１のロータ接続部１１に油圧がかかるときはステータ１に対して第１の方向に、また、第２のロータ接続部１３に油圧がかかるときはステータ１に対して第１の方向とは反対の第２の方向に変位される。

２つの環状チャンバ１９、２０は、スリーブ３０によって互いに軸方向に離間している。環状チャンバ１９、２０は、このようにロータ８と中央弁１２との間で環状チャンバを分割することによって形成されている。２つのうちの一方の環状チャンバ１９は、第１の作動接続物Ａを第１のロータ接続部１１につなぎ、他方の環状チャンバ２０は、第２の作動接続部Ｂを第２のロータ接続部１３につなぐ。

図２に示すように、スリーブ３０の直径は、油圧中央弁１２の２つの作動接続部Ａ、Ｂの間で大きくなる。封止リング３１は、スリーブ３０の第１の円筒形部分と中央弁１２との間に配置されている。封止リング３１は、２つの作動接続部Ａ、Ｂの間に配置されており、中央弁１２の溝に着座できる。スリーブ３０の第２の円筒形部分は、第１の円筒形部分よりも大きな直径を有しており、圧入によってロータ８に対して封止を形成する。第２の円筒形部分は、油圧媒体の通過用の開口部を有しており、それにより、作動接続部Ｂが環状チャンバ２０を介して第２のロータ接続部１３に導通されるようになっている。

スリーブ３０は、たとえば、第１および第２の円筒形部分よりも大きな直径を有する第３の円筒形部分においてロータ８から突出し得る。スリーブ３０は、第２の円筒形部分と第３の円筒形部分との間に環状のショルダを備える。この環状のショルダは凹部を備え、この凹部には突起３２が軸方向に嵌合する。スリーブ３０は、したがってロータ８に回転不能に接続する。

説明した実施例は、あくまでも例示として記載されている。別の実施例のために、説明した特徴を組み合わせることも可能である。特に本明細書で説明されていない本発明に係る装置の部分の他の特徴は、図面に示す本装置の部分の形状寸法から把握し得る。

Claims (7)

1. ステータ（１）と、
   前記ステータ（１）内部に位置決めされ、油圧が第１のロータ接続部（１１）にかかるとき前記ステータ（１）に対して第１の方向に、かつ油圧が第２のロータ接続部（１３）にあるとき前記ステータ（１）に対して第２の方向に変位可能である、ロータ（８）と、
   前記ロータ（８）のハブ（７）を通過して突出するとともにカムシャフト（１８）内に挿入される、中央弁（１２）と
   を備え、
   前記中央弁（１２）は、第１の作動接続部（Ａ）と、当該第１の作動接続部（Ａ）から軸方向に所定の間隔をおいて設けられた第２の作動接続部（Ｂ）とを備え、
   前記第１の作動接続部（Ａ）は前記第１のロータ接続部（１１）に接続され、前記第２の作動接続部（Ｂ）は前記第２のロータ接続部（１３）に接続される、
   揺動形アクチュエータに於いて、
   前記ロータ（８）の前記ハブ（７）内部に配置されている第１の円筒形部分と、前記第１の円筒形部分よりも大きい直径を有するとともに前記ロータ（８）の前記ハブ（７）内部に配置されている第２の円筒形部分と、前記第２の円筒形部分よりも大きい直径を有するとともに前記ロータ（８）の前記ハブ（７）外部に配置されている第３の円筒形部分とを有するスリーブ（３０）が備えられ、前記中央弁（１２）と前記ロータ（８）との間の環状チャンバは、前記スリーブ（３０）によって２つの環状チャンバ（１９、２０）に分割され、当該２つのうちの一方の環状チャンバ（１９）は前記スリーブ（３０）の前記第１の円筒形部分の径方向外側の外面と前記ロータ（８）との間に位置して前記第１の作動接続部（Ａ）を前記第１のロータ接続部（１１）につなぎ、当該他方の環状チャンバ（２０）は前記スリーブ（３０）の前記第２の円筒形部分の径方向内側の内面と前記中央弁（１２）との間に位置して前記第２の作動接続部（Ｂ）を前記第２のロータ接続部（１３）につなぐ、
   ことを特徴とする揺動形アクチュエータ。
2. 前記スリーブ（３０）の直径は、前記２つの作動接続部（Ａ、Ｂ）の間で増大する、ことを特徴とする請求項１に記載の揺動形アクチュエータ。
3. 封止リング（３１）が前記スリーブ（３０）と前記中央弁（１２）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の揺動形アクチュエータ。
4. 前記封止リング（３１）は前記中央弁（１２）の溝に位置決めされている、ことを特徴とする請求項３に記載の揺動形アクチュエータ。
5. 前記スリーブ（３０）は、前記第２の円筒形部分が前記ロータ（８）に当接した状態で圧入により位置決めされている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の揺動形アクチュエータ。
6. 前記ロータ（８）と当接している前記スリーブ（３０）の前記第２の円筒形部分は、圧油の通過のための開口部を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の揺動形アクチュエータ。
7. 前記スリーブ（３０）は前記第２の円筒形部分と前記第３の円筒形部分との間にショルダ部を備え、当該ショルダ部には前記ロータ（８）の突起が嵌合する凹部が存在する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の揺動形アクチュエータ。

Images