KR20180036745A - 팽창스트로크 및/또는 압축비를 조절하기 위하여 내연기관의 조절축에 결합하기 위한 작동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 모터와, 구동방향에서 구동 모터의 하류측에 착설되고 구동 모터에 동축상으로 착설되며 출력요소를 갖는 기어링을 갖는 작동기에 관한 것이다. 작동기는 전체 작동기가 이러한 작동기에 의하여 구동되어야 하고 구동축을 갖는 시스템에 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있게 되어 있다. 출력요소는 작동기의 일부를 분리함이 없이 회전가능하게 고정되는 방식으로 구동축에 연결된다.

Description

팽창스트로크 및/또는 압축비를 조절하기 위하여 내연기관의 조절축에 결합하기 위한 작동기

본 발명은 구동모터, 구동방향에서 구동모터의 하류측에 배치되고 구동축에 대하여 동축상으로 배열된 기어링(gearing)과, 출력축으로서 구성된 출력요소를 갖는 작동기(actuator)에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 형태의 작동기를 가지고 회전위치 및/또는 회전수를 측정하기 위한 센서를 갖는 작동기시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키기 위하여 내연기관에 결합되는 상기 형태의 작동기를 갖는 구동시스템에 관한 것이다.

특허문헌 US 2015/0033906 A1에는 기어링과 구동모터를 포함하는 작동드라이브가 기술되어 있다. 이러한 작동드라이브는 각 구성요소가 내연기관에 연속적으로 결합되게 구성된다. 특히, 먼저 구몽모터 없이 기어링만 내연기관에 결합된다. 다음 단계로, 구동모터가 이미 결합되어 있는 기어링에 착설된다. 기어링의 출력축이 구동될 시스템의 구동축에 연결되게 하는 고정볼트는 더 이상 접근할 수 없다.

각 구성요소에 의하여 연속적으로 결합될 수 있도록 설계된 작동드라이브가 특허문헌 DE 10 2011 116 952 A1으로부터 알려져 있다. 상기 특허문헌은 크랭크샤프트의 크랭크핀에 착설된 다수의 커플링요소와, 편심축의 크랭크핀에 회전가능하게 착설된 다수의 관절연결로드를 갖는 내연기관의 멀티-조인트 크랭크기구를 기술하고 있는 바, 각 커플링기구는 내연기관의 피스턴의 피스턴연결로드와 관절연결로드의 하나에 회전가능하게 연결되고, 편심축의 회전각위치는 조절장치에 의하여 일정한 회전각범위내로 조절될 수 있다. 여기에서, 편심축은 차단장치에 의하여 적어도 하나의 회전각 차단위치에서 고정될 수 있게 되어 있다. 특히, 조절장치는 편심축에 결합하여 회전가능하게 배치된 구동휠을 갖는 기어기구를 구비할 수 있도록 한다. 특히 기어링은 웜 기어링이고 출력휠이 웜휠의 형태로 구성된다.

특허문헌 EP 2 022 959 A1에는 압축가변조절을 위한 장치가 기술되어 있는 바, 이 장치는 멀티-조인트 크랭크기구를 가지고 이러한 장치의 경우에 편심축의 회전각조절을 위한 조절장치는 레버구조를 포함한다. 이러한 레버구조에 의하여 편심축은 회전될 수 있어 요구된 회전각위치가 설정될 수 있다.

특허문헌 DE 10 2011 120 162 A1에는 가변압축이 이루어지는 내연기관을 기술하고 있다. 이 내연기관은 크랭크샤프트에 착설되고 왕복동피스턴을 갖는 다수의 연결로드를 구비한 실린더 크랭크케이스를 갖는다. 크랭크샤프트 베어링이 편심되게 착설되고 서로 결합하여 회전가능하게 연결된다. 적어도 하나의 톱니휠 세그먼트가 축방향 외측 크랭크샤프트 베어링의 하나에 고정되고, 토크의 도입을 위한 톱니휠이 편심 크랭크샤프트 베어링의 조절을 위하여 톱니휠 세그먼트에 작용한다. 여기에서, 톱니휠은 크랭크샤프트의 회전축선에 수직이고 실린더 크랭크케이스의 실린더축선에는 직각으로 톱니휠 세그먼트에 결합한다.

특허문헌 DE 10 2010 062 047 A1에는 기어링, 특히 가변압축비를 갖는 내연기관의 압축비를 조절하기 위한 기어링의 유동(遊動)을 줄이기 위한 장치를 기술하고 있다.

특허문헌 EP 1 450 021 A1에는 가변압축비를 갖는 왕복동-피스턴 엔진을 기술하고 있다. 또한 이 장치는 오일윤활시스템을 갖는다. 이 엔진은 압축비에 따라서 오일윤활시스템에 의하여 오일로 윤활처리된다. 압축비의 설정과 오일압력의 제어는 전자엔진제어유닛에 의하여 수행된다.

이들 공지의 장치는 매우 복잡한 구조가 불리하다. 특히 작동기를 내연기관에 결합하는 것이 번거롭다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 용이하게 착설될 수 있는 작동기(actuator)를 특정하는데 있다.

본 발명은 전체 작동기가 이러한 작동기에 의하여 구동되어야 하고 구동축을 갖는 시스템에 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있게 되어 있고, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능한 확고한 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력이 전달되는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.

특히, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능하고 확고한 동축상의 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 유리하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 작동기가 제작자에 의하여 완전히 조립되고 정확한 기능성에 관하여 시험된 독립적인 구조유닛으로써 사용자에 의하여 구동될 시스템에 결합될 수 있는 매우 특별한 이점을 갖는다. 특히, 구동될 시스템에 결합하기 위하여 작동기가 분리될 필요가 없는 이점을 가짐으로써, 먼저 그 자체의 설치공정을 단순화하고, 더욱이 작동기가 그 제작직후에 기능성에 관하여 시험이 완료된 상태에서 사용될 수 있도록 한다.

이후 상세히 설명되는 바와 같이, 작동기에 의하여 구동될 시스템은 내연기관, 특히 차량용 내연기관일 수 있으며, 본 발명에 따른 작동기는 내연기관의 팽창스트로크 및/또는 압축비를 조절하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 작동기는 내연기관에 유리하게 결합될 수 있고 사전에 이러한 작동기를 분해함이 없이 하나의 독립적이고 완전히 기능적인 구조유닛으로써 내연기관의 조절축에 작동적으로 연결되거나, 또는 구동시스템 및/또는 상기 형태의 구동시스템을 갖는 차량의 조립을 수행하는 기술자에 의하여 독립부품의 형태로 내연기관에 착설될 수 있는 것이다.

특히 유리한 실시예에서, 작동기는 이러한 작동기에 의하여 구동될 구동축에 출력요소를 고정허기 위한 고정볼트를 가지며, 예를 들어 구동축은 팽창스트로크 및/또는 압축비의 조절을 위한 내연기관의 조절축일 수 있다.특히 고정볼트는 예를 들어 M10 나사인 미터나사를 갖는다. 출력요소는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 특히 유연성과 동시에 비틀림성을 갖는 견고한 형태인 기어링의 출력일 수 있다.

특히, 고정볼트는 기어링과 구동모터를 관통하여 연장될 수 있게 되어 있다. 또한 또는 부가하여, 고정볼트의 헤드와 출력요소는 작동기의 반대측에 배치될 수 있다. 이들 실시예는 특히 상기 출력요소의 전방에서 이러한 출력요소에 대한 접근이 불가능하도록 하는 기어링 및/또는 구동모터의 다른 요소가 배치되어 있는 경우에도 구동될 시스템의 구동축에 용이하게 고정될 수 있도록 하는 이점을 갖는다.

한 특별한 실시예에서, 작동기는 고정채널을 가지며 이를 통하여 작동기에 의하여 구동될 구동축에 출력요소를 고정하기 위한 고정볼트가 안내되거나, 또는 이를 통하여 고정볼트를 회전시키기 위한 공구가 안내될 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 예를 들어 설치상태에서 전체 작동기를 통하여 연장되지 않는 고정볼트가 사용될 수도 있다. 대신에 비교적 짧은 고정볼트, 특히 표준형 볼트가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 고정볼트는 적당한 길이의 공구를 이용하여 작동될 수 있으며, 이러한 공구의 자유단부는 구동될 시스템의 구동축에 출력요소를 결합하는 과정중에 고정채널을 통하여 고정볼트측으로 안내될 수 있다.

한 특별한 실시예에서, 고정채널은 특히 원통형 슬리이브에 의하여 한정되게 형성된다. 이 슬리이브는 작동기의 다른 공간에 대하여, 특히 이후 상세히 설명되는 바와 같이 오일로 채워지는 공간에 대하여 고정채널을 한정하는 기능을 가질 수 있다. 특히, 슬리이브는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 씨일에 접촉하는 하나 이상의 밀폐면을 제공한다.

슬리이브는 예를 들어 작동기 하우징에 대하여 고정적인 위치에 배치되고 특히 작동기 하우징에 직접 연결될 수 있다. 또한 예를 들어 스리이브는 출력요소에 대하여 고정적인 위치에 배치될 수 있다. 또한 또는 부가하여, 슬리이브는 기어링에 대하여 동축상으로 또는 구동모터에 대하여 동축상으로 배치될 수 있다.

한 특별한 실시예에서, 슬리이브는 기어링과 구동모터를 통하여 연장된다. 특히 고정채널의 입구와 출력요소는 작동기의 반대측 양측에 배치되는 것이 유리하다.

한 특별한 실시예에서, 고정볼트는 작동기에 동축상으로 또는 그 중심축선상에 배치된다. 이러한 실시예는 작동기의 구성요소, 특히 구동모터와 기어링이 상대측에 대하여 동축상으로 배치되어 콤팩트한 구조형태가 될 수 있도록 하는 이점이 있다.

한 특별한 실시예에서, 고정볼트는 작동기가 구동될 시스템에 착설된 상태에서 출력에 회전가능하게 함께 연결될 수 있도록 설계되고 배치된다. 또한 또는 부가하여, 고정볼트는 유리하게 단부측에서 구동될 구동축에 나선결합될 수 있도록 설계되고 배치될 수 있다.

예를 들어, 고정볼트는 헤드로부터 축방향으로 간격을 두고 있으며 구동될 구동축에 대하여, 특히 구동될 구동축의 단부측에 대하여 출력요소를 가압할 수 있도록 설계되고 구성된 컬러를 가질 수 있다.

매우 특별히 유리한 실시예에서, 작동기가 설치되지 않은 상태일 때에, 고정볼트는 작동기의 작동기 하우징으로부터 돌출되는 반면에, 설치된 상태, 즉, 작동기가 구동될 시스템에 연결되어 있을 때에는, 상기 고정볼트의 단부가 작동기 하우징의 동일한 평면에 놓인다. 이와 같이 함으로써, 기술자는 작동기가 정확이 연결되었는지의 여부를 육안으로 확인할 수 있다.

출력요소가 구동될 시스템의 구동축에 결합되는 것에 관계없이, 예를 들어 작동기는 구동될 시스템, 예를 들어, 구동될 시스템의 하우징 또는 엔진블록에 고정하기 위한 하나의 고정요소 또는 다수의 고정요소를 가질 수 있다. 예를 들어, 고정요소는 볼트가 안내되는 고정아일릿(fastening eyelet) 및/또는 플랜지를 가질 수 있다.

매우 특별히 유리한 실시예에서, 고정볼트는 이러한 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서를 작동기 하우징에 대하여 또는 이러한 작동기 하우징에 고정된 작동기의 구성요소에 대하여 결합시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 함으로써 출력요소와 함께 회전하는 고정볼트는 출력요소의 회전운동과 이에 따른 피구동 시스템의 구동축의 회전운동을 센서에 전달하는 부가적인 기능을 수행할 수 있다. 특히 센서는 고정볼트의 헤드에 결합될 수 있다. 이러한 실시예는 특히 센서가 작동기의 외측, 특히 작동기 하우징의 외측에 배치될 수 있도록 한다. 이와 같이 배치된 센서는 특히 설치나 보수작업시에 용이하게 접근할 수 있도록 한다. 특히, 또한 센서는 작동기가 구동될 시스템에 결합된 후에 부착될 수 있도록 한다.

고정볼트 대신에, 출력요소가 플러그-인(plug-in) 연결방식으로 구동될 시스템의 구동축에, 예를 들어, 내연기관의 조절축에 함께 회전가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 출력요소는 구동될 축의 두 단부측에 결합되는 두개의 편심배열의 볼트를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 해결방식은 출력요소와 구동되어야 할 구동축이 상대측에 대하여 축방향으로 유동이 이루어질 수 있게 되어 있는 한 중요한 것이다.

이미 언급된 바와 같이, 작동기는 유리하게 작동기 하우징을 갖는다. 작동기 하우징은 입구를 갖는다. 이러한 입구를 통하여 고정볼트, 특히, 고정볼트의 헤드 및/또는 다른 고정수단, 특히, 보트 및/또는 고정채널에 접근할 수 있다. 또한 또는 부가하여 이러한 입구는 유지보수작업을 위하여 접근할 수 있도록 설계될 수 있다.

입구는 예를 들어 폐쇄플러그 또는 분리형 캡의 형태인 분리형 커버에 의하여 폐쇄될 수 있다. 이러한 커버는 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 아니다. 특히 커버는 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하는 부품을 보호하는데 사용될 수 있다.

또한 또는 이러한 커버에 부가하여, 작동기는 파괴하거나 공구를 사용함이 없이 제거할 수 있으며 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하지 않는 작동기 하우징 부품을 추가로 가질 수 있다. 상기 작동기 하우징 부품은 예를 들어 오일과 같은 작동매체를 가두는 기능을 갖거나(적어도 하나의 다른 작동기 하우징 부품과 함께 상호작용으로) 다른 작동기 부품의 오염을 방지하는 기능을 가질 수 있다.

구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하지 않는 다른 구성요소로서, 작동기는 예를 들어 전자부품, 전자부품이 실린 회로기판, 전자회로기판, 플러그 코넥터 또는 전자회로기판이나 센서를 구비한 구성요소를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 구성요소들이 특정 실시예에서 동력라인내에 배치되는 것이 배제되는 것은 아니다.

이미 언급된 바와 같이, 특히 작동기는 내연기관의 조절축에 결합되고, 조절축의 회전위치는 내연기관의 팽창스트로크 및/또는 압축비를 결정한다. 내연기관의 제어를 위하여, 각 팽창스트로크 및/또는 압축비의 현재 설정된 설정값이 연속적으로 측정되고 모니터되어야 한다. 이를 위하여, 통상적으로 내연기관은 조절축의 회전위치를 연속적으로 측정하는 전용의 센서를 포함한다. 상기 언급된 바와 같이 작동기 하우징 또는 작동기 하우징에 고정된 작동기의 구성요소에 대하여 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서를 작동기에 결합함으로써, 본 발명의 독립항의 개념에 따라서 내연기관에 배치되는 전용의 선세를 생략할 수 있다. 대신에, 고정볼트에 결합된 센서에 의하여 조절축의 회전위치 및/또는 회전수를 신뢰가능하게 측정하고 모니터할 수 있다. 이 점에 관하여, 내연기관, 본 발명에 따른 작동기와, 고정볼트에 결합된 센서를 갖는 구동시스템에 있어서, 내연기관은 조절축의 회전위치를 측정하기 위한 센서를 가지지 않거나, 또는 제어장치가 전적으로 고정볼트에 결합된 센서에 의하여서만 내연기관의 팽창스트로크 및/또는 압축비의 각 현재 설정값을 측정할 수 있다.

또한 내연기관의 출력요소, 즉, 조절축의 회전위치는 회전속도센서에 의하여 구동모터의 회전을 검출하고 기어링의 변속비를 이용하여 출력요소의 각위치를 추론하여 간접적으로 측정될 수 있다. 그러나, 구동모터가 정상적으로 기능한다하여도 예를 들어 결함 때문에 토크가 출력요소 및/또는 내연기관의 조절축에 전달되지 않아도 측정값이 반영되므로 실제로는 충분히 신뢰할 수가 없다. 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수가 직접 측정되는 경우에 이러한 문제점은 야기되지 않는다.

매우 특별히 유리한 실시예에서, 작동기는 서로 밀폐된 두개의 공간을 가지며, 일측 공간에는 기어링이 배치되고, 타측 공간에는 구동모터 또는 구동모터의 적어도 하나의 부품, 즉, 구동모터의 출력축의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 회전속도 센서가 배치된다. 특히 회전속도 센서는 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 상기 언급된 센서에 부가하여 제공된다.

작동기는 서로 빌폐된 두개의 공간을 갖는바, 그 하나는 오일윤활시스템, 특히 구동될 시스템의 오일윤활시스템에 연결될 수 있게 되어 있다. 특히, 기어링 또는 기어링의 적어도 일부분이 상기 공간에 배치되어 기어링이 충분히 윤활처리될 수 있도록 하는 이점을 갖는다.

예를 들어, 구동될 시스템이 내연기관인 경우, 승용차 엔진의 경우에 5 바 이상의 압력으로 가압된 엔진오일이나 이에 실려 운반되는 먼지나 마모입자 등이 작동기의 영역으로 유입되어 작동기의 손상원인이 될 수 있는 문제점이 있다. 특히 이러한 작동기의 영역에는 작동기의 전자장치가 배치되고 구동모터의 출력축의 회전수 및/또는 구동모터의 출력축의 각위치를 검출하는 회전속도 센서가 배치된다. 이러한 이유에서, 상기 영역은 씨일로 보호되는 것이 좋은데. 적어도 하나의 씨일이 이후 상세히 설명되는 바와 같이 고정볼트의 영역에 배치될 수 있다.

한 특별한 실시예에서, 작동기는 상대측에 대하여 밀폐되는 두개의 공간을 갖는바, 일측 공간에는 공기와 같은 기체가 채워져 있다. 상기 공간내에는 예를 들어 구동모터의 출력축의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 회전속도 센서와 같은 전자부품이 배치된다. 특히 상기 공간에 구동모터 또는 구동모터의 적어도 일부분이 배치될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 두 공간 중에서 타측 공간은 기어링 또는 기어링의 일부분을 수용하거나 오일윤활시스템에 연결될 수 있다.

예를 들어, 작동기가 일측 공간에 구동모터가 배치되고 오일이 수용된 타측 공간에는 구동방향으로 볼 때 하류측에 위치하는 기어링이 배치되도록 구성되는 경우, 이들 공간은 구동모터의 출력축의 영역 및/또는 기어링의 구동축의 영역에서 상대측에 대하여 밀페되는 것이 필요하다. 씨일은 작동중에 고속으로 운동하는 구성요소 사이에 배치될 수 있어야 한다. 따라서, 한 특별한 실시예에서, 이들 공간은 비접촉형 씨일 및/또는 다이나믹 씨일 및/또는 로터리 씨일 및/또는 갭 씨일 및/또는 밀폐의 목적으로 원심력을 이용하는 씨일 및/또는 레버린스 씨일(labyrinth seal)과 같은 적어도 하나의 씨일에 의하여 상대측에 대해 밀폐된다. 이와 같이 함으로써, 씨일은 상대운동에 불구하고 사용수명이 적당히 길게 유지될 수 있다.

특히, 씨일은 일측면이 고정볼트에 대하여 접촉하거나 고정볼트와 상호작용하게 되고, 타측면이 중공축의 내측면에 접촉하거나 중공축과 상호작용하게 되는 것이 유리하다. 중공축은 특히 기어링의 구동축 및/또는 구동모터의 출력축일 수 있다. 또한 중공축은 기어링의 구동축 및/또는 구동모터의 출력축에 함께 결합하여 회전가능하게 연결될 수 있다. 특히 씨일은 스트레인 웨이브 기어링(strain wave gearing)의 형태인 기어링의 파동발생기에 함께 결합하여 회전가능하게 연결되는 중공축의 내측면에 접촉하거나 이러한 중공축과 상호작용할 수 있다.

링형 씨일을 착설할 수 있도록 하기 위하여, 고정볼트는 씨일의 영역에서 굵은 직경을 가질 수 있는바, 이러한 직경은 고정볼트의 헤드의 직경보다 크거나 같다. 이와 같이, 고정볼트는 구동모터 및 기어링의 조립중에 씨일과 함께 착설될 수 있다. 특히, 고정볼트의 헤드는 씨일을 통하여 삽입될 수 있다. 또는 예를 들어 두개의 하프 세그먼트(half segment)로 조립되는 씨일인 멀티형 씨일을 사용할 수 있다.

중공축의 이용은 특히 고정볼트, 특히 고정볼트의 동체가 중공축의 내부를 통하여 연장될 수 있는 이점을 갖는다.

이미 언급된 바와 같이, 작동기는 특히 방사상으로 슬리이브에 의하여 한정되는 고정채널을 제공할 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 상기 언급된 바와 같이, 작동기는 상대측에 대하여 밀폐되는 두개의 공간을 가질 수 있다. 이들 공간을 상태측에 대하여 밀폐하기 위하여, 슬리이브에 대하여, 특히, 슬리이브의 외측 또는 단부측에 대하여 접촉하거나 또는 슬리이브와 상호작용하는 적어도 하나의 씨일이 제공될 수 있다. 만약 씨일이 일측에서 구동모터의 출력축 또는 기어링의 출력축과 타측에서 슬리이브 사이에 배치되는 경우, 씨일이 작동중에 상대측에 대하여 고속으로 운동하는 구성요소 사이에 배치될 수 있어야 한다. 이점에 관하여, 비접촉형 씨일 및/또는 다이나믹 씨일 및/또는 로터리 씨일 및/또는 갭 씨일 및/또는 밀폐의 목적으로 원심력을 이용하는 씨일 및/또는 레버린스 씨일과 같은 씨일이 사용되어야 한다. 이와 같이 함으로써, 씨일은 상대운동에 불구하고 사용수명이 적당히 길게 유지될 수 있다.

작동기의 여러 공간을 상대측에 대하여 밀폐하는 상기 언급된 씨일과는 별도로, 작동기를 둘러싸고 있는 공간에 대하여 작동기 하우징, 특히 작동기 하우징의 가스충전공간을 밀폐하는 하우징 씨일을 제공하는 것이 유리하다. 이와 같이 함으로써, 먼지가 작동기의 가스충전공간내에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 하우징 씨일은 일측이 작동기의 작동기 하우징에 접촉하거나 작동기의 작동기 하우징과 상호작용하고, 타측이 고정볼트, 특히 고정볼트의 헤드에 접촉하거나 고정볼트, 특히 고정볼트의 헤드와 상호작용할 수 있다.

예를 들어, 하우징 씨일은 고정볼트의 헤드의 영역에 제공되어 하우징 씨일이 헤드와 작동기의 하우징 사이에 밀폐작용이 이루어질 수 있도록 한다. 여기에서, 고정볼트의 헤드는 작동기 하우징에 대하여 작은 각도 범위만 회전할 수 있도록 사용되는 것이 유리하다. 따라서, 특히 접촉형 씨일이 사용될 수 있다.

한 특별히 유리한 실시예에서, 특히 동체의 영역 및/또는 헤드의 영역에서 고정볼트는 씨일 및/또는 하우징 씨일을 위한 적어도 하나의 밀폐면을 제공한다. 고정볼트는 밀폐면의 영역에 나선을 가지 않는 것이 좋다. 이 점에 관하여, 본 발명의 독립된 개념에 따른 고정볼트는 출력요소를 내연기관의 조절축에 결합하는 기능과 씨일 시스템의 일부분 또는 멀티 씨일 시스템의 일부분이 되는 기능을 수행한다.

전체 작동기가 이러한 작동기에 의하여 구동되어야 하고 구동축을 갖는 시스템에 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있게 되어 있고, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능한 확고한 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력이 전달되는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 이루어질 수 있는 특징이 독립적으로 구현될 수 있는 본 발명의 매우 특별한 독립적 개념에 따라서, 고정볼트는 작동기의 일부가 분리되거나 이를 위하여 파괴됨이 없이 분리될 수 있도록 구성되고 배치될 수 있다. 특히 이는 작동기가 구동될 스세템에 아직 결합되지 않았을 경우이다. 이는 예를 들어 작동기의 제작자로부터 작동기를 내연기관에 결합하는 사용자에게 전달하는 과정에서 고정볼트가 무단히 소실되는 것을 방지한다. 특히 본 발명의 독립적인 개념에 따라서, 고정볼트는 작동기가 구동될 시스템에 결합되지 않은 경우 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하는 작동기의 부품이 분리되거나 이를 위하여 파괴됨이 없이는 분리되지 않도록 구성되고 배치되는 것이 유리하다. 특히 이는 작동기가 구동될 스세템에 아직 결합되지 않았을 경우이다.

고정볼트의 고정적 배치는 예를 들어 고정볼트의 축방향 이동을 제한하는 칼라에 의하여 실현될 수 있다. 예를 들어, 이는 중공축을 통하여 연장된 고정볼트가 구동모터의 방향으로 이동될 때, 상기 칼라가 중공축의 압축부에 접촉하게 되고 상기 고정볼트가 반대방향으로 이동될 때에는 상기 칼라가 출력요소에 대하여 접촉하게 되어 이루어지는 것이다. 특히 이러한 칼라는 출력요소를 구동될 구동축에 대하여, 특히 이미 언급한 바와 같이 구동될 구동축의 단부측에 대하여 가압할 수 있도록 구성된 칼라일 수 있다,

이러한 칼라는 고정볼트와 일체로 구성되거나 고정볼트의 적어도 동체부분에 일체로 구성되도록 제작될 수 있다. 그러나, 칼라는 예를 들어 고정볼트에서 부니될 수 없는 클립 또는 디스크와 같은 독립적으로 제작된 구성요소로서 부착될 수 있다.

기어링은 스트레인 웨이브 기어링으로 구성될 수 있다. 특히 기어링은 링 기어링의 형태로 스트레인 웨이브 기어링으로 구성되는 것이 유리하다. 특히, 출력요소는 내부톱니형 링 기어를 갖는 것이 유리하다.

그러나, 기어링은 다른 기어링의 형태일 수 있다. 예를 들어, 기어링은 유성기어형태의 기어링으로 구성될 수 있다.

그러나, 예를 들어 텀블링운동(tumbling movement)과 같이 방사상 및/또는 축방향으로의 진동운동을 수행하는 구동될 축의 결합단부에 작동기를 결합하는 과정중에 일어나는 힘과 토크는 기어링의 유동이 더 커지도록 하는 불리한 효과는 갖는 것으로 확인되었다. 따라서, 팽창스트로크 및/또는 압축비를 조절하기 위하여 내연기관의 조절축에 결합하는 것을 포함하는 경우에 그 특성상 유동이 없는 스트레인 웨이브 기어링을 기본적으로 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 확인되었다.

통상적으로 스트레인 웨이브 기어링은 원형 스플라인으로 불리는 견고한 원형 및 내부톱니형의 링 기어와, 이러한 견고한 원형 및 내부톱니형의 링 기어의 내부에 배치되고 플렉스 스플라인(flex spline)으로 불리는 방사상 방향의 유연성을 갖는 외부톱니형 기어휠을 갖도록 구성된다. 외부톱니형 기어휠에는 롤링 베어링에 의하여 타원형 파동발생기가 회전가능하게 배치되고, 이러한 파동발생기는 내부톱니형 기어휠의 톱니와 방사상 방향의 유연성을 갖는 외부톱니형 기어휠의 톱니가 타원주축의 각 단부에서 서로 결합되도록 방사상 방향의 유연성을 갖는 외부톱니형 기어휠을 타원형의 형상으로 변형시킨다.

특히, 기어링으로서는 파동발생기, 외부톱니형 플렉스 스플라인과, 이러한 플렉스 스플라인과 교합화는 외부톱니형 링 기어를 갖는 스트레인 웨이브 기어링으로 구성된 것을 사용하는 것이 유리하다. 특히, 구동될 축에 토크를 전달하기 위하여, 결합단부가 외부구동방식으로 축방향 및/또는 방사상 방향의 운동을 수행하는 축이 제공되고, 스트레인 웨이브 기어링은 링 기어를 갖는 출력요소를 포함하며, 출력요소는 비틀림강성(torsionally rigid)과 굽힘연성(flexurally soft)을 가지고, 적어도 부분적으로, 특히 전체적으로 외부구동의 축방향 및/또는 방사상 방향의 운동으로부터 작동기의 다른 부분을 분리할 수 있도록 한다. 특히 출력요소는 비틀림강성과 동시에 굽힘연성을 갖는 출력 벨 하우징을 갖는 것이 좋다.

실질적으로 스트레인 웨이브 기어링이 손상되는 것을 방지하는 유동이 없는 것에 부가하여, 특히 이러한 경우에서, 비틀림강성과 굽힘연성을 갖는 출력요소의 포트형 출력 벨 하우징이 작동기가 결합하는 축의 결합단부의 방사상 및/또는 축방향 진동운동, 특히 텀블링 운동의 결과로써 작동기의 다른 부분을 손상으로부터 영구적으로 보호한다.

기어링의 출력요소는 작동기의 결합상태에서 구동될 시스템의 구동축에 회전운동을 전달할 수 있도록 구성된 출력축일 수 있다. 특히, 출력축은 작동기에 의하여 구동될 시스템의 구동될 축에 고정볼트로 고정될 수 있게 되어 있다. 이를 위하여, 출력축은 고정볼트가 연장되는 동축상 및/또는 중앙통공을 가지며, 출력축은 고정볼트의 칼라와 구동될 축 사이에 파지된다.

링 기어는 링 기어 지지장치에 의하여 하우징 및/또는 스트레인 웨이브 기어링의 대칭축선에 대하여 회전가능하나 위치상으로는 고정되도록 착설되는 것이 좋다.

본문에서, "출력 벨 하우징"이라는 용어는 링 기어로부터 기어링의 출력축에 토크를 전달할 수 있도록 적당히 구성된 구성요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 이러한 출력 벨 하우징은 예를 들어 교회종과 같은 전형적인 종(鍾)의 형태일 필요는 없다. 예를 들어, 이는 포트형태 및/또는 비대칭의 형태일 수 있다. 출력 벨 하우징은 회전대칭의 형태일 필요는 없다. 예를 들어, 출력 벨 하우징은 적어도 부분적으로 방사상 방향으로 배열된 다수의 스포크를 갖는 형태일 수 있다. 특히 출력 벨 하우징은 필수적으로 폐쇄형 벽을 가질 필요는 없다. 그러나, 출력 벨 하우징의 회전대칭의 디자인, 특히 포트형 또는 전형적인 벨형상의 디자인은 특히 이러한 디자인이 불균형을 피할 수 있으며, 항상 적용되는 방사상 방향 및/또는 축방향 힘이 회전위치에 관계없이 동일한 변형이 일어나도록 한다.

예를 들어, 링 기어의 위치고정지지구조와 조합하여 굽힘연성 및 비틀림강성을 갖는 포트형 출력 벨 하우징을 포함하는 굽힘연성 및 비틀림강성의 출력요소에 의하여, 플렉스 스플라인과 파동발생기 및/또는 다이나믹 스플라인 및/또는 링 기어 지지구조는 좋지 않은 영향을 주는 유동이 없이 스트레인 웨이브 기어링으로부터 구동축으로 토크가 전달되지 않도록 결합시스템의 구동축, 특히 팽창스트로크 및/압축비의 조절을 위한 조절축에 의하여 수행되는 방사상 및/또는 축방향 운동, 특히 텀블링운동으로부터 실질적으로 분리된다. 따라서, 특히 플레인 베어링으로 구성되는 링 기어 지지구조는 방사상 및/또는 축방향 운동, 특히 텀블링운동의 최소 잔류성분에 적응되어야 한다.

매우 특별히 유리한 실시예에서, 구동모터의 출력구성요소와 기어링의 구동구성요소는 별도 제작되는 구성요소로써 결합하여 회전가능하게 서로 연결된다. 구동모터의 출력구성요소와 기어링의 구동구성요소는 적어도 하나의 클램핑 구성요소에 의해 결합하여 회전가능하게 서로 연결되는 것이 특히 유리하다. 클램핑 구성요소는 예를 들어 주름형 및/또는 탄성 및/또는 원통만곡형 스트립, 특히, 시이트금속 스트립 및/또는 슬로트형 링 및/또는 슬로트형 원통스프링 튜브로써 구성될 수 있다. 이러한 실시예는 구동모터와 기어링이 상이한 제조라인에서 별도 제작되어 작동기의 제작공정이 보다 효율적인 공정이 되도록 하는 매우 특별한 이점을 갖는다. 예를 들어, 기어링의 구동요소, 특히 파동발생기는 구동모터의 출력구성요소, 특히 출력축과 클램핑 구성요소가 삽입되어 마찰결합으로 연결되는 요구를 갖는다. 다수의 클램핑 구성요소가 드라이브의 구동축의 회전강성의 결합을 위하여 기계적으로 평행하기 연결되는 실시예는 특별히 양호한 클램핑 작용을 가지며, 이로써 미끄럼운동이 신뢰가능하게 방지되고 그럼에도 불구하고 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.

이미 언급된 바와 같이, 구동시스템, 특히 모터차량 및/또는 승용차용의 구동시스템은 본 발명에 따른 내연기관과 작동기를 갖는 특별한 이점을 가지며, 작동기는 내연기관에 결합되어 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키도록 작용한다. 여기에서, 내연기관은 조절축을 가지고, 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비가 조절축의 회전위치의 변화를 통하여 변화될 수 있으며, 출력요소가 조절축에 회전가능하게 연결되거나 조절축에 대하여 동축상으로 배치될 수 있다. 이미 언급된 바와 같이, 내연기관은 조절축의 회전위치를 측정하기 위한 센서를 가지지 않으며 또한 제어장치가 작동기에 직접 결합된 센서에 의하여 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비의 각 현재 성정된 설정값을 결정할 수 있도록 한다. 더욱이, 작동기는 내연기관의 오일공급시스템에 적어도 부분적으로 연결될 수 있다.

매우 특별한 이점은 본 발명에 따른 작동기 및/또는 본 발명에 따른 구동시스템을 포함하는 모터차량에 있다.

본 발명은 전체 작동기가 이러한 작동기에 의하여 구동되어야 하고 구동축을 갖는 시스템에 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있게 되어 있고, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능한 확고한 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력이 전달되는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 개략적으로 예시하여 보인 도면으로 상세히 설명될 것이벼, 도면에서는 동일한 구성요소 또는 동일한 작용을 하는 요소에 대하여 동일한 도면부호로 표시하였다.

도 1은 본 발명에 따른 작동기의 제1 실시예를 보인 단면도.
도 2는 센서가 구비된 본 발명에 따른 작동기의 실시예를 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 구동시스템의 실시예를 보인 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 작동기의 제2 실시예를 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 작동기의 제3 실시예를 보인 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 작동기의 제4 실시예를 보인 단면도.

도 1은 회전자(3)와 고정자(4)를 구비한 구동모터(2)를 포함하는 본 발명에 따른 작동기(1)의 제1 실시예를 보인 것이다. 더욱이, 작동기(10)는 구동방향에서 볼 때 구동모터(2)의 하류측에 위치하고 구동모터(2)에 대하여 동축상으로 배치되어 잇으며 출력요소(6)를 갖는 기어링(5)을 포함한다. 회전자(3)는 중공축(7)에 결합하여 회전가능하게 연결되고, 이 중공축은 구동모터(2)의 출력축의 기능을 가지며 스트레인 웨이브 기어링의 형태인 기어링(5)의 파동발생기(8)를 구동시키고 상기 파동발생기에 일체로 연결된다. 이러한 중공축(7)은 두개의 롤링 베어링(18)에 의하여 회전가능하게 착설된다.

스트레인 웨이브 기어링은 외부톱니형의 링형 플렉스 스플라인(9)을 갖는다. 파동발생기(8)는 두개의 롤링 베어링(10, 11)에 의하여 링형 플렉스 스플라인(9)내에 회전가능하게 착설되어 이들을 타원형으로 변형되게 함으로써 플렉스 스플라인(8)이 그 외부톱니가 제1 링기어, 특히 다이나믹 스플라인(12)의 내부톱니에 결합되고 제2 링기어, 특히 원형 스플라인(13)의 내부톱니에 결합될 수 있도록 한다. 다이나믹 스플라인(12)은 작동기 하우징(14)에 회전가능하게 고정적으로 고정된다.

스트레인 웨이브 기어링은 원형 스플라인(13)을 갖는 출력요소(6)와, 상기 원형 스플라인(13)에 결합하여 회전가능하게 연결되는 포트형 출력 벨 하우징(1`6)과, 출력축(17)을 갖는다. 출력 벨 하우징(16)은 원형 스플라인(13) 및 출력축(17)과 일체로 제작된다. 출력 벨 하우징(16)은 굽힘연성을 가짐과 동시에 비틀림강성을 갖는 형태이다.

전체 작동기(1)는 이러한 작동기(1)에 의하여 구동될 시스템(19)에 대하여 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있으며, 이러한 시스템은 구동축(20)을 가지고, 구동축(20)에 대한 출력요소(6)의 회전가능한 견고한 연결은 이를 위하여 작동기의 부품을 분리함이 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어 구동축(20)은 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비의 조절을 위한 조절축일 수 있다.

작동기는 출력요소(6)를 이러한 작동기(1)에 의하여 구동될 구동축에 고정하기 위한 고정볼트(21)를 갖는다. 고정볼트(21)는 나선(15)을 가지고 구동축(20)의 나선공(29)에 단부가 나선결합되며, 출력요소(6)의 출력축(17)이 칼라(28)와 구동축(20)의 단부측 사이에 고정된다.

고정볼트(21)는 기어링(5)에 대하여 그리고 구동모터(2)에 대하여 주앙에 동축상으로 배치되고 기어링(50과 구동모터(2)를 통하여 연장된다. 고정볼트(21)의 헤드(22)와 출력요소(6)는 작동기의 반대쪽 양측에 배치된다.

작동기(1)는 상대측에 대하여 밀폐되는 두개의 공간을 갖는바, 기어링(5)이 일측 공간에 배치되고, 구동모터(2)와 이러한 구동모터(2)의 중공축(7)의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 회전속도 센서(23)가 타측 공간에 배치된다.기어링(5)이 배치되는 작동기(1)의 이러한 공간은 오일윤활시스템, 특히 구동될 시스템(19)의 오일윤활시스템에 연결될 수 있게 구성된다. 기어링(5)이 배치되는 공간은 구동모터(2)와 회전속도 센서(23)가 배치되는 공간에 대하여 제1 씨일(24)과 제2 씨일(25)에 의하여 밀폐된다. 이들 씨일은 각각 상대측에 대하여 고속으로 이동하는 구성요소와 접촉할 수 있도록 하기 위하여 비접촉형 씨일로 구성된다. 제1 씨일(24)은 파동발생기(8)와 격벽(26) 사이에 배치된다.

제2 씨일(25)은 일측면이 고정볼트(21)에 접촉하고 타측면이 중공축(7)의 내측면에 접촉한다. 제2 씨일(25)의 영역에서, 고정볼트(21)는 대경부(27)를 가짐으로써, 제2 씨일(25)은 작동기(1)의 조립중에 고정볼트(21)의 헤드(22)가 이러한 제2 씨일(25)을 통하여 삽입될 수 있는 크기의 내경을 갖는다.

작동기의 여러 공간을 상대측에 대하여 밀폐하는 상기 언급된 씨일(24, 25)과는 다르게, 작동기(1)를 둘러싸고 있는 공간에 대하여 작동기 하우징(14)을 밀폐하는 하우징 씨일(30)이 제공된다. 하우징 씨일(30)은 일측면이 작동기 하우징(14)에 대하여 접촉하고 타측면이 고정볼트(21)의 헤드(22)에 대하여 접촉한다. 여기에서, 고정볼트(21)의 헤드(22)는 작동기 하우징(14)에 대하여 단지 작고 느린 회전각운동을 수행하므로 유리한 것이다. 따라서, 하우징 씨일(30)로서는 접촉형 씨일을 사용할 수 있다.

고정볼트(21)는 이러한 고정볼트가 작동기(1)의 부품을 분리하거나 이를 위하여 파괴함이 없이 작동기(1)로부터 분리될 수 있도록 작동기(1)내에 구성되고 배치될 수 있다. 이는 특히 작동기(1)가 아직 구동될 시스템(19)에 결합되지 않은 경우이다. 고정볼트(21)가 고정적으로 배치되는 것은 고정볼트(21)의 축방향 운동을 제한하는 칼라(28)에 의하여 실현된다. 작동기(1)가 아직 구동될 시스템(19)에 결합되지 않았을 때, 고정볼트(21)가 구동모터(2)의 방향으로 이동되는 경우, 칼라(28)가 중공축(7)의 협소부(31)에 대하여 접촉하는 반면에, 상기 고정볼트가 반대방향으로 이동될 때에는 상기 칼라가 출력요소(6)에 접촉한다.

도 2는 도 1에서 보인 작동기(1)와 작동기 하우징(14)에 대하여 고정볼트(21)의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서(32)를 갖는 본 발명에 따른 작동시스템의 예시적인 실시예를 보인 것이다. 센서(32)는 고정볼트(21)의 헤드(22)에 결합되고, 그 하우징(33)은 작동기 하우징(14)에 고정된다. 특히, 자기인코더요소(34)가 헤드(22)에 고정되고, 인코더요소의 회전위치가 센서(32)의 검출기요소(35)에 의하여 검출된다. 이로써 출력요소(6)와 함께 회전하는 고정볼트(21)가 출력요소(6)의 회전운동과 이에 따른 구동시스템(19)의 출력축(20)의 회전운동을 센서(32)에 전달하는 부가적인 기능을 수행한다.

도 3은 특히 모터차량 및/또는 승용차량을 위한 본 발명에 따른 구동시스템의 예시적인 실시예를 개략적으로 보인 것으로, 구동시스템이 내연기관(36)과 이러한 내연기관(36)에 결합되고 내연기관(36)의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키기 위하여 사용되는 본 발명에 따른 작동기를 갖는다.

고정볼트(21)에는 작동기 하우징(14)에 대하여 고정볼트(21)와 이에 결합된 조절축(37)의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하여 그 측정값을 전자제어장치(38)에 전달하는 센서(32)가 배치되어 있다. 제어장치(38)는 전달된 측정값을 고려하여 예를 들어 점화시간 및/또는 캠축셋팅과 같은 내연기관의 다른 설정값을 제어한다. 조절축(37)과 함께 회전하는 고정볼트(21)는 센서(32)에 출력요소의 회전운동과 이에 따른 조절축의 회전운동을 전달하는 부가적인 기능을 수행한다.

작동기 하우징(14)에 대하여 고정볼트(21)의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서(32)를 상기 언급된 바와 같이 작동기(1)에 결합함으로써, 내연기관(36)에 배치되는 전용의 센서를 생략할 수 있다. 이 점에 관하여, 내연기관(36)은 조절축(37)의 회전위치를 측정하기 위한 전용의 센서를 가지지 않고, 제어장치(38)가 전적으로 고정볼트(21)에 결합된 센서에 의하여서만 내연기관(36)의 팽창스트로크 및/또는 압축비의 각 현재 설정값을 측정할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 작동기(1)의 제2 실시예를 보인 것이다. 이 실시예에서, 작동기(1)는 고정채널(39)을 가지고 이를 통하여 고정볼트(21)가 출력요소(6)로 안내된다. 또한 고정볼트(21)를 회전시키기 위한 공구가 고정채널(39)을 통하여 삽입될 수 있다. 이 실시예에서, 고정볼트(21)는 착설된 상태에서 전체 작동기(1)를 통하여 연장되지 않는다. 대신에, 고정볼트(21)는 도 1에서 보인 제1 실시예의 고정볼트(21) 보다 짧게 구성되어 있다. 특히, 고정볼트(21)는 표준형 볼트로 구성될 수 있다. 그리고, 표준형 와셔(40)가 고정볼트(21)의 헤드(22)와 출력축(17) 사이에 배치된다.

고정볼트(21)는 적당히 기다란 공구를 이용하여 작동될 수 있는바, 그 자유단부는 출력요소(6)를 구동될 시스템(19)의 구동축(20)에 결합하는 중에 고정채널(39)을 통하여 고정볼트(21)의 헤드(22) 측으로 안내된다.

고정채널(39)은 원통형 슬리이브(41)에 의하여 한정된다. 이러한 슬리이브는 또한 부가적으로 작동기(1)의 여러 공간에 대하여 고정채널(39)을 한정하는 기능을 갖는다. 슬리이브(41)는 외측면과 단부면측에 각각 밀폐면을 제공한다. 제1 씨일(42)은 밀폐면의 대향측에 접촉하며, 이러한 제1 씨일은 출력요소(6)에 접촉한다. 제2 씨일(43)은 외측 밀폐면에 대하여 접촉하며, 이 제2 씨일은 또한 중공축(7)에 접촉하고 비접촉형 씨일로 구성되는 것이 좋다.

슬리이브(41)는 작동기 하우징(14)에 대하여 위치가 고정될 수 있도록 배치되고 작동기 하우징(14)에 직접 연결된다. 슬리이브(41)는 기어링(5)과 구동모터(2)를 통하여 연장되고, 고정채널(39)의 입구(44)와 출력요소(6)는 작동기(1)의 반대측에 배치된다. 고정채널(39)의 입구(44)는 분리가능한 커버(45)로 폐쇄된다.

도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예를 보인 것이다. 이 실시예에서, 구동모터(2)의 출력구성요소로써 중공축(7)과 파동발생기(8)는 별도 제작되는 구성요소로써 구성되며 서로 결합하여 회전가능하게 연결된다. 파동발생기(8)는 중앙요구를 가지며 이에 중공축(7)이 삽입되어 클램핑 구성요소(46)에 의하여 마찰결합으로 회전가능하게 결합된다. 클램핑 구성요소(46)는 예를 들어 주름형 및/또는 탄성 및/또는 원통만곡형 스트립, 특히, 시이트금속 스트립 및/또는 슬로트형 링 및/또는 슬로트형 원통스프링 튜브로써 구성될 수 있다.

도 6은 도 1에서 보인 예시적인 제1 실시예와 유사한 본 발명에 따른 작동기(1)의 예시적인 제4 실시예를 보인 것이다. 도 1에서 보인 실시예와는 다르게, 중공축(7)은 제1 실시예의 제1 씨일(24)을 대체할 수 있는 제1 밀폐베어링(47)에 의하여 회전가능하게 착설된다. 더욱이, 고정볼트(21)는 제1 실시예의 고정볼트(21)는 갖는 대경부(27)를 가지지 않는다. 또한 제2 씨일(25)도 제공되지 않는다. 대신에 제2 밀폐베어링(48)에 의하여 중공축(7)에 대해 회전될 수 있도록 고정볼트(21)가 착설되며, 제2 밀폐베어링(48)은 제1 실시예의 제2 씨일(25)이 수행하였던 것과 같은 씨일기능을 수행한다.

1: 작동기, 2: 구동모터, 3; 회전자, 4; 고정자, 5: 기어링, 6: 출력요소, 7: 중공축, 8: 파동발생기, 9: 외부톱니형의 링형 플렉스 스플라인, 10, 11: 롤링 베어링, 12; 다이나믹 스플라인, 13; 원형 스플라인, 14; 작동기 하우징, 15; 나선, 16: 포트형 출력하우징, 17: 출력축, 19: 시스템, 20: 구동축, 21: 고정볼트, 22: 헤드, 23: 회전속도센서, 24: 제1 씨일, 25: 제2 씨일, 26: 격벽, 27: 대경부, 28: 칼라, 29: 나선공, 30: 하우징 씨일, 31; 협소부, 32: 센서, 33: 하우징, 34: 자기인코더요소, 35; 검출기요소, 36; 내연기관, 37: 조절축, 38: 전자제어장치, 39: 고정채널, 40: 와셔, 41: 원통형 슬리이브, 42: 제1 씨일, 43: 제2 씨일, 44: 입구, 45: 분리형 커버, 46: 클램핑 구성요소, 47: 제1 밀폐베어링, 48: 제2 밀폐베어링.

Claims (23)

1. 구동모터, 구동방향에서 구동모터의 하류측에 배치되고 구동축에 대하여 동축상으로 배열된 기어링과, 출력축으로서 구성된 출력요소를 갖는 작동기에 있어서, 전체 작동기가 상기 작동기에 의하여 구동되어야 하고 구동축을 갖는 시스템에 완전조립된 상태의 기능적 구조유닛으로써 결합될 수 있게 되어 있고, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능한 확고한 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력이 전달되는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 이루어질 수 있음을 특징으로 하는 작동기.
2. 제1항에 있어서, 구동축에 대한 출력요소의 회전가능하고 확고한 동축상의 연결이 이를 위하여 작동기의 일부분이 분리될 필요없이, 또는 이를 위하여 구동모터로부터 출력요소까지의 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분이 분리될 필요없이 유리하게 이루어질 수 있음을 특징으로 하는 작동기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   a. 출력요소를 작동기에 의하여 구동될 구동축에 고정하기 위한 고정볼트 및/또는,
   b. 출력요소를 작동기에 의하여 구동될 구동축에 고정하기 위하여, 기어링과 구동모터를 통하여 연장된 고정볼트 및/또는,
   c. 출력요소를 작동기에 의하여 구동될 구동축에 고정하기 위하여, 동축상으로 중앙축선상에 배치되고 기어링과 구동모터를 통하여 연장된 고정볼트 및/또는,
   d. 고정볼트의 헤드와 출력요소가 작동기에서 반대측에 배치되는 고정볼트를 특징으로 하는 작동기.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   a. 작동기가 고정채널을 가지고 상기 고정채널을 통하여 출력요소를 작동기에 의하여 구동될 구동축에 고정하기 위한 고정볼트가 안내되거나, 그리고/또는 상기 고정채널을 통하여 고정볼트를 회전시키기 위한 공구가 안내될 수 있으며, 그리고/또는
   b. 작동기가 특히 원통형 슬리이브에 의하여 한정되는 고정채널을 가지며, 그리고/또는
   c. 작동기가 작동기 하우징에 대하여 위치가 고정되거나 출력요소에 대하여 위치가 고정되는 슬리이브에 의하여 한정되는 고정채널을 가지며, 그리고/또는
   d 작동기가 기어링에 대하여 동축상 및/또는 구동모터에 대하여 동축상으로 배향된 슬리이브에 의하여 방사상으로 한정된 고정채널을 가지며, 그리고/또는
   e. 작동기가 기어링과 구동모터를 통하여 연장되는 고정채널을 가지며, 그리고/또한
   f. 작동기가 입구와 출력요소가 작동기의 반대측에 배치된 고정채널을 가짐을 특징으로 하는 작동기.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   a. 고정볼트가 구동될 시스템에 작동기가 착설된 상태에서 출력요소에 결합하여 회전가능하게 연결될 수 있도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
   b. 고정볼트가 단부측에서 구동될 구동축에 나선결합될 수 있도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
   c. 고정볼트가 헤드로부터 축방향으로 간격을 두고 구동될 구동축의 단부측에서 구동될 구동축에 대하여 출력요소를 가압할 수 있도록 구성되고 배치된 칼라를 가짐을 특징으로 하는 작동기.
6. 제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 작동기가 착설되지 않은 상태에서, 고정볼트가 작동기의 작동기 하우징으로부터 돌출되고, 그리고/또는 작동기가 구동될 시스템에 착설된 상태에서, 상기 고정볼트의 단부가 작동기 하우징의 동일한 평면에 놓임을 특징으로 하는 작동기.
7. 제3항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
   a. 고정볼트가 작동기 하우징에 대하여 또는 작동기의 작동기 하우징에 대하여 고정된 구성요소에 대하여 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서의 경합을 위하여 구성되며, 또는
   b. 고정볼트의 헤드가 작동기 하우징에 대하여 또는 작동기의 작동기 하우징에 대하여 고정된 구성요소에 대하여 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서의 경합을 위하여 구성됨을 특징으로 하는 작동기.
8. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
   a. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지며, 그리고/또는
   b. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지며, 기어링이 일측 공간에 배치되고, 구동모터 또는 구동모터의 적어도 일부분 또는 회전속도센서가 타측 공간에 배치되며, 그리고/또는
   c. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지고, 이들 공간중의 하나가 오일윤활시스템에 연결되도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
   d. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지고, 이들 공간중의 하나가 구동될 시스템의 오일윤활시스템에 연결되도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
   e. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지고, 일측 공간에는 오일이 채워지고 타측 공간에는 기체, 특히 공기가 채워짐을 특징으로 하는 작동기.
9. 제8항에 있어서, 이들 공간이 비접촉형 씨일 및/또는 다이나믹 씨일 및/또는 로터리 씨일 및/또는 갭 씨일 및/또는 밀폐의 목적으로 원심력을 이용하는 씨일 및/또는 레버린스 씨일과 같은 적어도 하나의 씨일에 의하여 상대측에 대해 밀폐됨을 특징으로 하는 작동기.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    a. 씨일이 고정볼트에 대하여 접촉하거나 또는 고정볼트와 상호작용하며, 그리고/또는
    b. 씨일이 중공축의 내면에 접촉하거나 또는 중공축과 상호작용하며, 그리고/또는
    c. 씨일이 기어링의 구동축 및/또는 구동모터의 출력축이거나 기어링의 구동축 또는 구동모터의 출력축에 결합하여 회전가능하게 연결된 중공축의 내면에 접촉하거나 중공축과 상호작용하며, 그리고/또는
    d. 씨일이 스트레인 웨이브 기어링으로서 구성된 기어링의 파동발생기에 결합하여 회전가능하게 연결된 중공축의 내면에 대하여 접촉하거나 중공축과 상호작용하며, 그리고/또는
    e. 씨일이 동축상으로 배향된 슬리이브에 대하여 접촉하거나 또는 슬리이브와 상호작용하며, 슬리이브는 고정채널을 둘러싸고 있고 상기 고정채널을 통하여 작동기에 의하여 구동될 구동축에 출력요소를 고정하기 위한 고정볼트가 안내되고 상기 고정채널을 통하여 고정볼트를 회전시키기 위한 공구가 안내될 수 있음을 특징으로 하는 작동기.
11. 제3항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    a. 일측이 작동기의 작동기 하우징에 대하여 접촉하거나 작동기의 작동기 하우징과 상호작용하며 타측이 고정볼트에 대하여 접촉하거나 고정볼트와 상호작용하는 하우징 씨일이 제공되며, 그리고/또는
    b. 일측이 작동기의 작동기 하우징에 대하여 접촉하거나 작동기의 작동기 하우징과 상호작용하며 타측이 고정볼트의 헤드에 대하여 접촉하거나 고정볼트의 헤드와 상호작용하는 하우징 씨일이 제공되며, 그리고/또는
    c. 작동기가 상대측에 대하여 밀폐된 두개의 공간을 가지고, 일측 공간에는 오일이 채워지고 타측 공간에는 기체, 특히 공기가 채워지며, 하우징 씨일이 작동기를 둘러싸고 있는 공간에 대하여 기체가 채워진 공간을 밀폐할 수 있도록 제공됨을 특징으로 하는 작동기.
12. 제3항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    a. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하며, 그리고/또는
    b. 고정볼트가 씨일 또는 하우징 씨일과 접촉하는 적어도 하나의 밀폐면을 제공하며, 그리고 또는
    c. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하고, 밀폐면의 영역에서 대경부를 가지며, 그리고/또는
    d. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하고, 밀폐면의 영역에서 고정볼트의 헤드의 직경보다 크거나 같은 대경부를 가짐을 특징으로 하는 작동기.
13. 제3항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
    a. 고정볼트가 작동기의 일부분을 분리하거나 또는 이를 위하여 파괴함이 없이 분리될 수 없도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
    b. 고정볼트가 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분을 분리하거나 또는 이를 위하여 파괴함이 없이 분리될 수 없도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
    c. 고정볼트가 작동기가 구동될 시스템에 결합되지 않은 경우 작동기의 일부분을 분리하거나 또는 이를 위하여 파괴함이 없이 분리될 수 없도록 구성되고 배치되며, 그리고/또는
    d. 고정볼트가 작동기가 구동될 시스템에 결합되지 않은 경우 구동모터로부터 출력요소에 이르는 동력라인내에 위치하는 작동기의 일부분을 분리하거나 또는 이를 위하여 파괴함이 없이 분리될 수 없도록 구성되고 배치됨을 특징으로 하는 작동기.
14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 기어링이 스트레인 웨이브 기어링의 형태로 구성되며 그리고/또는 기어링이 링 기어의 형태로 구성되며 그리고/또는 출력요소가 내부톱니형 링 기어를 가짐을 특징으로 하는 작동기.
15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서,
    a. 구동모터의 출력구성요소와 기어링의 구동구성요소가 서로 결합하여 회전가능하게 연결되는 별도 제작된 구성요소로 구성되며, 그리고/또는
    b. 구동모터의 출력구성요소와 기어링의 구동구성요소가 적어도 하나의 클램핑 구성요소에 의해 서로 결합하여 회전가능하게 연결되는 별도 제작된 구성요소로 구성되며, 그리고/또는
    c. 구동모터의 출력구성요소와 기어링의 구동구성요소가 주름형 및/또는 탄성 및/또는 원통만곡형 스트립, 특히, 시이트금속 스트립 및/또는 슬로트형 링의 형태로 구성된 적어도 하나의 클램핑 구성요소에 의해 서로 결합하여 회전가능하게 연결되는 별도 제작된 구성요소로 구성됨을 특징으로 하는 작동기
16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 작동기를 가지고 작동기 하우징에 대하여 또는 작동기의 작동기 하우징에 고정된 구성요소에 대하여 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서를 가짐을 특징으로 하는 작동기 시스템.
17. a. 내연기관과 상기 내연기관에 결합되고 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키기 위하여 사용되는 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 작동기를 가지며, 또는
    b. 내연기관과 상기 내연기관에 결합되고 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키기 위하여 사용되는 제15항에 청구된 바와 같은 작동기를 갖는 구동시스템.
18. 제17항에 있어서, 내연기관이 조절축을 가지고, 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비가 조절축의 회전위치의 변화를 통하여 변화될 수 있고, 출력요소가 조절축에 결합하여 회전가능하게 연결되며 또는 조절축에 대하여 동축상으로 배치됨을 특징으로 하는 구동시스템.
19. 제18항에 있어서,
    a. 내연기관이 조절축의 회전위치를 측정하기 위한 센서를 가지지 않으며, 그리고/또는
    b. 제어장치가 고정볼트에 결합된 센서에 의하여 전적으로 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비의 각 현재 설정값을 결정함을 특징으로 하는 구동시스템.
20. 제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 작동기가 상대측에 대하여 서로 밀폐된 두개의 공간을 가지고, 일측 공간이 내연기관의 오일공급싯템에 연결됨을 특징으로 하는 구동시스템.
21. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 작동기를 포함하며 그리고/또는 제16항에 청구된 바와 같은 작동기 시스템을 가지며 그리고/또는 제17항 내지 제20항의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 구동시스템을 갖는 모터차량.
22. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 작동기와 내연기관의 팽창 스트로크 및/또는 압축비를 변화시키기 위한 제16항에 청구된 바와 같은 작동기 시스템의 이용.
23. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 청구된 바와 같은 작동기 또는 제16항에 청구된 바와 같은 작동기 시스쳄을 위한 고정볼트에 있어서,
    a. 고정볼트가 헤드로부터 축방향으로 간격을 두고 있고 출력요소를 구동될 구동축, 특히 구동될 구동축의 단부측에 대하여 가압하도록 구성되고 배치된 칼라를 가지며, 그리고/또는
    b. 고정볼트, 특히 그 헤드가 작동기 하우징에 대하여 또는 작동기의 작동기 하우징에 고정된 구성요소에 대하여 고정볼트의 회전위치 및/또는 회전수를 측정하는 센서를 결합할 수 있도록 구성되며, 그리고/또는
    c. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하며, 그리고/또는
    d. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하고 밀폐면의 영역에서 대경부를 가지며, 그리고/또는
    e. 고정볼트가 적어도 하나의 밀폐면을 제공하고 밀폐면의 영역에서 고정볼트의 헤드의 직경보다 크거나 같은 직경을 가짐을 특징으로 하는 작동기용 고정볼트.

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