JP5542917B2 - 調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータケーシングを有する電気モータを備えた調整装置であって、この調整装置のモータ軸が電気モータから垂直方向上方に方向付けられていて、作動伝動装置のギアホイールを支持する、調整装置に関する。

上記調整装置においては、効率を低下させ、摩耗及び早期の故障に繋がる摩擦が作動伝動装置においてもたらされるという問題がある。

さらに上記構成は運転中の電気モータの著しい加熱にも繋がる。

したがって本発明の目的は、冒頭で述べた形式の調整装置を改良して、力伝達に関する効率を高く維持したままで、摩耗が少なくかつ運転中の電気モータによる加熱が低い調整装置を提供することである。

上記目的は本発明によれば、油回路の油出口から作動伝動装置へと油が案内され、モータケーシングの上面が１つ又は複数の油流入口を有しており、モータケーシングの下面が１つ又は複数の油流入口を有しており、油流入口の領域がフィルタエレメントによって覆われていることにより達成される。

上記構成により作動伝動装置は潤滑されるので、作動伝動装置の摩擦損失及び摩耗は著しく減じられる。

これと同時に作動伝動装置からフィルタエレメントに流れ、このフィルタエレメントを通過する油は、油流入口を通ってモータケーシングに進入することができ、電気モータを冷却しながら通流し、油流出口において再び流出することができる。

汚染物質、特に電気モータの接触個所における短絡を形成する油内の伝導性の粒子が、フィルタエレメントによってフィルタリングされて、電気モータのモータケーシング内への進入が防がれる。

さらに粒子のフィルタリングにより、電気モータのロータの支承部の摩耗は最小に抑えられるので、軸受における粗い粒子の挟まりによるロータ回動運動の妨害は回避される。

フィルタエレメントの厚さ及び貫通横断面により、モータケーシング及び軸受を通る油の貫流量を制限することができる。

過剰な油は妨害されずにフィルタエレメントの外側エッジを越えて流下することができ、モータケーシングに沿って外側に進出することになる。

作動伝動装置はあらゆる種類の伝動装置であってよい。特に作動伝動装置は、一軸式又は二軸式内部偏心伝動装置（Einfach- /Doppelinnenexzentergetriebe）、歳差伝動装置（Taumelgetriebe）、ウォルフロム伝動装置（Wolfromgetriebe）、遊星伝動装置、ハーモニックドライブ伝動装置、かさ歯車伝動装置又はウォーム伝動装置として形成されていてよい。

有利には作動伝動装置によって内燃機関の可変の弁行程調整部は駆動可能であり、油回路は二重機能において、油流出口を有する内燃機関の油回路であってよい。

本構成において油流出口から油噴射ノズルを介して油を調整装置に供給することができる。

フィルタエレメントが、モータ軸が貫通して突出する貫通開口を備えたフィルタディスクであると、フィルタエレメントは簡単に組付け可能である。

本構成においてフィルタディスクがモータ軸に不動に配置されていると、フィルタディスクはモータ軸と一緒に回動するので、この回動時にフィルタリングされた粒子はフィルタディスクの表面から遠心分離加速により離れるように加速されるので、フィルタ効果は長く保持されたままである。

モータ軸が油流入口から同心的に突出していて、油流入口がモータ軸よりも大きな直径を有していると、油貫流はモータ軸に沿って行われる。油は直接的にモータ軸の支承部に達するので、支承部は確実に潤滑されている。

簡単な構成において過剰な油量を排出するために、フィルタディスクのギアホイール寄りの上面の、少なくとも半径方向外側において全周に亘って延びている環状領域の大きな直径の領域が、半径方向外側において全周に亘って延びている環状領域の小さな直径の領域よりも電気モータの近くに位置するように、半径方向外側において全周に亘って延びている環状領域は電気モータに対して傾いて形成されていてよい。

本構成において、ギアホイール寄りのフィルタディスクの上面は、電気モータに対して段階的に傾けられていてよく、半径方向内側の環状領域は小さな角度を持って傾けられていて、半径方向外側の環状領域は大きな角度を持って傾けられている。

半径方向内側の環状領域において、油の貫流はフィルタディスクを通って行われる一方で、半径方向外側の環状領域は主として過剰な油量の排出のために働く。

フィルタディスクのギアホイール寄りの上面が、１つ又は複数の凹部を有していると、油を蓄える１つ又は複数の溜めが形成される。この溜めは、油回路が遮断されるか又は油の流れが減った場合に、依然として油がフィルタディスクを通ってモータケーシングに導入されることを保証する。

本発明において有利には、凹部は周方向で全周に亘って延びている環状凹部である。これにより油の流れはフィルタディスクを通って周方向に均等に分配されて行われる。

フィルタディスクの上面が半径方向外側の環状領域と、半径方向内側の環状領域とを有していて、凹部が半径方向内側の環状領域に形成されていると、半径方向内側の環状領域において１つ又は複数の油溜めが設けられ、半径方向外側の環状領域に過剰な油の排出部が設けられる。

環状凹部は、フィルタディスクの半径方向内側の環状領域の半径方向内側の直径が、半径方向外側の直径よりも電気モータの近くに位置するように、フィルタディスクの半径方向外側の領域は、モータ軸に対して傾けられていることにより形成することができる。

別の実施の形態の特徴は、凹部がほぼＶ字状又はＵ字状の横断面を有している点にある。

電気モータ寄りのフィルタディスクの下面が、モータ軸に対して段階的に傾けられていて、半径方向内側の環状領域が半径方向外側の直径から半径方向内側の直径へと電気モータに接近して位置し、半径方向外側の環状領域が半径方向外側の直径から、半径方向外側の直径に向かって電気モータに接近して位置していると、半径方向内側の環状領域は円錐状の収集面を形成する。この収集面においてフィルタディスクを通過する油はモータ軸に案内される。

半径方向外側の環状領域に沿って、油はフィルタディスクの外側の縁に案内される。

本構成において有利には、フィルタディスクの半径方向外側の全周に亘って延びている縁は、電気モータに向かって方向付けられている全周に亘って延びている排出エッジを有しているので、フィルタディスクの上面から来る汚れた油が、外方にフィルタディスクの下面に沿ってモータ軸に流れ、モータケーシング内に進入することになるということは防がれる。

フィルタエレメントは、例えばワイヤメッシュといった、あらゆる好適な材料から成っていてよい。

フィルタエレメントは多孔性の材料、特に焼結材料から、特別に簡単かつ廉価に製造可能に成っている。

可変の弁行程調整部を備えた内燃機関の油回路のシステムを示す図である。 図１に示したシステムの、フィルタエレメントを備えた電気モータの拡大図である。 図２に示したフィルタエレメントを示す横断面図である。 フィルタエレメントの第２の実施の形態を示す横断面図である。 フィルタエレメントの第３の実施の形態を示す横断面図である。 フィルタエレメントの第４の実施の形態を示す横断面図である。

本発明の実施の形態を図示し、以下に詳細に説明する。

可変の弁行程調整部９を備えた内燃機関の油圧回路の図１に示すシステムは、オイルパン１を有している。このオイルパン１からオイルポンプ２によって、油はオイルフィルタ３を介してシリンダヘッド４及び他の消費器５に圧送される。油はシリンダヘッド４及び消費器５から流れてオイルパン１に戻る。

オイルパン１からシリンダヘッド４へと通じる油管路６内に、油出口７が配置されている。この油出口７において分岐した部分流が、油噴射ノズル８を介して内燃機関の可変の弁行程調整部９に案内される。

可変の弁行程調整部９は、モータケーシング１０内に配置されている電気モータ１１を有している。この電気モータ１１のモータ軸１２はモータケーシング１０から垂直方向上方に突出していて、モータ軸１２の自由端部領域はウォーム伝動装置のウォーム１３として形成されている。

ウォーム１３にウォーム伝動装置のウォームホイール１４が係合する。このウォームホイール１４はカム軸１５に不動に配置されている。

油噴射ノズル８によって油は、ウォームホイール１４とウォーム１３との係合領域に上方から案内される。油はこの係合領域を潤滑して、重力１６に基づき、特にウォーム１３及びモータ軸１２に沿って電気モータ１１へと流れる。

ウォーム１３とモータケーシング１０との間において、モータ軸１２に焼結材料から成るフィルタディスク１７が不動に配置されている。

油の一部はフィルタディスク１７を通過して、モータ軸１２を半径方向に間隔を置いて取り囲むモータケーシング１０の油流入口１８に達し、モータケーシング１０内に流入することができる。

本構成において油はまず、モータケーシング１０の上側の端部領域においてモータ軸１２の第１の軸受１９を貫流する。

電気モータ１１の図示されていない部分の周囲を流れ、モータケーシング１０の下側の端部領域におけるモータ軸１２の第２の軸受２０を通って通流した後に、油は油流出口２１において再びモータケーシング１０から流出し、オイルパン１に戻し案内される。

油流出口２１は同様にモータ軸１２を半径方向に間隔を置いて取り囲む。

フィルタディスク１７，１７′，１７′′，１７′′′の種々異なる実施の形態は全て、円形のディスクとして形成されている。フィルタディスクは他の環状の輪郭を有していてもよい。

フィルタディスク１７〜１７′′′は中心に貫通開口２２を有している。フィルタディスクのこの貫通開口２２はモータ軸１２を取り囲んでいる。

フィルタディスク１７〜１７′′′のウォーム１３寄りの上面に、フィルタディスク１７〜１７′′′は半径方向外側の全周に亘って延びている環状領域２３を有している。この環状領域２３は電気モータ１１に対して傾けられていて、環状領域２３の大きな直径の領域は、環状領域２３の小さな直径の領域よりも電気モータ１１の近くに位置している。

本実施の形態において、モータ軸１１の長手方向延在部に対する傾き２４は約５°より大きくなっている。

フィルタディスク１７〜１７′′′の外径は、モータケーシング１０のフィルタディスク１７〜１７′′′寄りの端部領域における外径よりも大きい。

さらにフィルタディスク１７〜１７′′′のウォーム１３寄りの上面は、外側の環状領域２３にまで達する全周に亘って延びている半径方向内側の環状領域２５を有している。

図２，３において内側の環状領域２５は同様に、この内側の環状領域２５の大きな直径の領域が、半径方向内側においてモータ軸１２に達する小さな直径の領域よりも電気モータ１１の近くに位置するような傾き２６を有している。

モータ軸１２の半径に対する傾き２６は、傾き２４よりも大きい。傾き２６は、有利にはほぼ２０〜４０°の角度である。

図４〜６の実施の形態において、内側の環状領域２５には周方向に全周に亘って延びている環状凹部２７が形成されている。この環状凹部２７により油溜めが形成される。

さらに図４及び５には、半径方向内側の環状領域２５の半径方向内側の直径が、半径方向内側の環状領域２５の半径方向外側の直径よりも電気モータ１１の近くに位置するように、半径方向内側の環状領域２５はモータ軸１２の長手方向延在部に対して傾けられている。

モータ軸１２に関する半径に対する傾き２８は、有利には２０°よりも大きい。

図６の実施の形態において、環状凹部はほぼＶ字形の横断面を有している。「Ｖ」の半径方向内側の辺は「Ｖ」の半径方向外側の辺よりも、軸線方向においてウォーム１３に向かって延在しているので、環状凹部２７から油は常に半径方向外側に溢れ出す。

電気モータ１１寄りのフィルタディスク１７〜１７′′′の下面には、周方向において全周に亘って延びているＶ字形の第２の環状凹部２９が設けられていて、この第２の環状凹部２９の半径方向内側の全周に亘って延びている環状領域３０は、半径方向外側の直径から半径方向内側の直径に向かって電気モータ１１に接近して位置する。

半径方向外側の開放した環状領域３１は、内側の環状領域３０の半径方向外側の直径から、半径方向外側の開放した環状領域３１の半径方向外側の直径に向かって電気モータ１１に近づけられて位置する。

外側の環状領域３１は、モータ軸１２の長手方向延在部に関する半径に対して、ほぼ３０°よりも大きい傾きを有していてよい。

内側の環状領域３０は、有利にはモータ軸１２の長手方向延在部に関する半径に対して、ほぼ５°よりも大きな傾き３６を有している。

外側の環状領域２３，３１が互いに隣接している場所は、周方向で全周に亘って延びている排出エッジ３２が形成されている。

図４〜６の実施の形態において、内側の環状領域２５の外側の直径３３は、内側の環状領域３０の外側の直径３４より小さくなっている。

上記構成により、環状凹部２７からフィルタディスク１７′〜１７′′′を通り抜ける油は、モータ軸１２に対して内側の環状領域３０及びモータ軸１２に沿って完全にモータケーシング１０の内部へ流れるようになっている。

Claims (17)

1. モータケーシングを有する電気モータを備えた調整装置であって、前記電気モータのモータ軸が前記電気モータから垂直方向上方に方向付けられていて、かつ作動装置のギアホイールを支持する、調整装置において、
   油回路の油出口（７）から油が前記作動装置へ案内されており、前記モータケーシング（１０）の上面が１つ又は複数の油流入口（１８）を有しており、前記モータケーシング（１０）の下面が１つ又は複数の油流出口（２１）を有しており、前記油流入口（１８）の領域はフィルタエレメントによって覆われていることを特徴とする、調整装置。
2. 前記作動装置は一軸式又は二軸式内部偏心伝動装置、歳差伝動装置、ウォルフロム伝動装置、遊星伝動装置、ハーモニックドライブ伝動装置、かさ歯車伝動装置又はウォーム伝動装置として形成されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 前記作動装置によって内燃機関の可変の弁行程調整部（９）が駆動可能であることを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記油回路は前記内燃機関の油回路であることを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 前記フィルタエレメントは前記モータ軸（１２）が貫通して突出する貫通開口（２２）を備えたフィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項記載の装置。
6. 前記モータ軸（１２）は前記油流入口（１８）から同心的に突出しており、該油流入口（１８）は前記モータ軸（１２）よりも大きな直径を有していることを特徴とする、請求項５記載の装置。
7. 前記ギアホイール寄りの前記フィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）の上面の少なくとも半径方向外側の全周に亘って延びている環状領域（２３）は、該半径方向外側の全周に亘って延びている環状領域（２３）の大きな直径の領域が、前記半径方向外側の全周に亘って延びている環状領域（２３）の小さな直径の領域よりも前記電気モータ（１１）の近くに位置するように、該電気モータ（１１）に対して傾けられて形成されていることを特徴とする、請求項５又は６記載の装置。
8. 前記ギアホイール寄りの前記フィルタディスク（１７）の上面は、前記電気モータ（１１）に向かって段階的に傾けられており、半径方向内側の環状領域（２５）が小さい角度を持って傾けられていて、前記半径方向外側の環状領域（２３）は大きな角度を持って傾けられていることを特徴とする、請求項７記載の装置。
9. 前記フィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）の前記ギアホイール寄りの上面は、１つ又は複数の凹部を有していることを特徴とする、請求項５又は６記載の装置。
10. 前記凹部は周方向に全周に亘って延びている環状凹部（２７）であることを特徴とする、請求項９記載の装置。
11. 前記フィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）の上面は半径方向外側の環状領域（２３）と、半径方向内側の環状領域（２５）とを有しており、前記凹部は前記半径方向内側の環状領域（２５）に形成されていることを特徴とする、請求項９又は１０記載の装置。
12. 前記フィルタディスク（１７′，１７′′）の半径方向内側の環状領域（２５）は、該半径方向内側の環状領域（２５）の半径方向内側の直径が、前記半径方向内側の環状領域（２５）の半径方向外側の直径よりも前記電気モータ（１１）の近くに位置するように、前記モータ軸（１２）に対して傾けられていることを特徴とする、請求項１１記載の装置。
13. 前記凹部はほぼＶ字形又はＵ字形の横断面を有していることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか一項記載の装置。
14. 前記フィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）の前記電気モータ（１１）寄りの下面は、前記モータ軸（１２）に対して段階的に傾けられており、半径方向内側の環状領域（３０）が、該半径方向内側の環状領域（３０）の半径方向外側の直径から、前記半径方向内側の環状領域（３０）の半径方向内側の直径に向かって前記電気モータ（１１）に接近して位置しており、半径方向外側の環状領域（３１）が、前記内側の環状の領域（３０）の半径方向外側の直径から、前記半径方向外側の環状領域（３１）の半径方向外側の直径に向かって前記電気モータ（１１）に接近して位置していることを特徴とする、請求項５又は６記載の装置。
15. 前記フィルタディスク（１７，１７′，１７′′，１７′′′）の半径方向外側の全周に亘って延びている縁が、少なくともほぼ前記電気モータ（１１）に対して方向付けられている全周に亘って延びている排出エッジ（３２）を有していることを特徴とする、請求項５から１４までのいずれか一項記載の装置。
16. 前記フィルタエレメントは多孔性の材料から成っていることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一項記載の装置。
17. 前記フィルタエレメントは焼結材料から成っていることを特徴とする、請求項６記載の装置。

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