JP2008151214A - Vane type hydraulic equipment, motor, and valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ベーンを有する油圧アクチュエータや油圧モータ等のベーン式油圧機器と、このベーン式油圧機器を用いる電動機および内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vane hydraulic device such as a hydraulic actuator having a vane or a hydraulic motor, an electric motor using the vane hydraulic device, and a valve timing control device for an internal combustion engine.
内燃機関の吸気弁や排気弁(以下、「機関弁」と呼ぶ)の開閉タイミングを任意に変更する装置として、バルブタイミング制御装置が知られている。このバルブタイミング制御装置は、内燃機関の出力シャフトとカムシャフトの動力伝達部に両者の回転位相を変更するための位相変更手段が設けられ、この位相変更手段が車両の運転状況に応じてコントローラによって制御されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。 A valve timing control device is known as a device for arbitrarily changing the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve (hereinafter referred to as “engine valve”) of an internal combustion engine. This valve timing control device is provided with phase changing means for changing the rotational phases of the output shaft of the internal combustion engine and the power transmission portion of the camshaft, and the phase changing means is controlled by the controller according to the driving situation of the vehicle. It is controlled (see, for example, Patent Document 1).
位相変更手段としては、例えば、ベーン式の油圧アクチュエータが用いられている。この油圧アクチュエータは、軸方向の両側が側壁部材によって閉塞された略筒状のハウジングと、このハウジングの内周側に同軸に、かつ相対回動可能に配置されたベーンロータと、を備え、ハウジングの内周面に周方向に離間して複数の仕切壁が突設されるとともに、ベーンロータの外周面には、ハウジング側の仕切壁間に配置される羽根部が突設されている。羽根部は、ハウジング内の隣接する仕切壁間を2つの液室に隔成し、この2つの液室には作動液が選択的に給排されるようになっている。そして、ハウジングとベーンロータを一方に相対回動させる場合には、羽根部の前後の一方の液室に作動液が供給されるとともに、他方の液室から作動液が排出される。 As the phase changing means, for example, a vane type hydraulic actuator is used. This hydraulic actuator includes a substantially cylindrical housing closed on both sides in the axial direction by side wall members, and a vane rotor arranged coaxially and relatively rotatably on the inner peripheral side of the housing. A plurality of partition walls protrude from the inner peripheral surface in the circumferential direction, and a blade portion disposed between the partition walls on the housing side protrudes from the outer peripheral surface of the vane rotor. The vane section divides between adjacent partition walls in the housing into two liquid chambers, and hydraulic fluid is selectively supplied to and discharged from the two liquid chambers. When the housing and the vane rotor are rotated relative to one another, the working fluid is supplied to one liquid chamber before and after the blade portion, and the working fluid is discharged from the other liquid chamber.
また、仕切壁と羽根部の各先端面には、軸方向の一端から他端に亙るようにシール溝が形成され、この各シール溝内に、仕切壁とベーンロータの外周面の間、または、羽根部とハウジングの内周面の間をシールする樹脂製のシール部材が収容されるとともに、このシール部材を対峙する相手部材の周面方向に付勢するばね部材が収容されている。
しかし、この従来のベーン式のアクチュエータにおいては、仕切壁とベーンロータの外周面の間、および,羽根部とハウジングの内周面の間の液漏れをシール部材によって防止できるようになるものの、ベーンロータ側で仕切壁として機能する羽根部の軸方向の側面とハウジングの側壁の間の摺動隙間から作動液が漏れ出す可能性があり、ここでの作動液の液漏れ量が増大すると、不要なエネルギー消費が増大してしまう。
なお、このような課題は、上述したベーン式のアクチュエータに限らず、同様のシール構造を用いる場合には、ベーン式の油圧ポンプ等の他の油圧機器においても起こり得る。
However, in this conventional vane type actuator, liquid leakage between the partition wall and the outer peripheral surface of the vane rotor and between the blade portion and the inner peripheral surface of the housing can be prevented by the seal member. In this case, hydraulic fluid may leak from the sliding gap between the axial side surface of the blade part functioning as the partition wall and the side wall of the housing. If the amount of hydraulic fluid leakage increases, unnecessary energy may be generated. Consumption will increase.
Such a problem is not limited to the vane actuator described above, and may occur in other hydraulic equipment such as a vane hydraulic pump when a similar seal structure is used.
そこでこの発明は、仕切壁の軸方向側部を回り込んでの作動液の漏れを防止して、エネルギーの利用効率の向上を図ることのできるベーン式油圧機器と、このベーン式油圧機器を用いる電動機および内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention uses a vane type hydraulic device capable of preventing the leakage of hydraulic fluid around the axial side portion of the partition wall and improving the energy utilization efficiency, and the vane type hydraulic device. An object of the present invention is to provide a valve timing control device for an electric motor and an internal combustion engine.
上記の課題を解決する請求項1に記載の発明は、筒状部材(例えば、後述の実施形態における環状ハウジング15)と、この筒状部材の内周側に同軸に、かつ相対回動可能に配置された軸部材(例えば、後述の実施形態におけるベーンロータ14)と、前記筒状部材と軸部材の軸方向両側に配置されて、前記軸部材の外周面と前記筒状部材の内周面とともに空間部を形成する側壁部材(例えば、後述の実施形態におけるドライブプレート16)と、前記軸部材の外周面と前記筒状部材の内周面の少なくとも一方に突設されて、前記空間部内を複数の液室(例えば、後述の実施形態における進角側作動室24および遅角側作動室25)に隔成する羽根状の仕切壁(例えば、後述の実施形態における仕切壁21)と、この仕切壁の先端に、軸方向の一端から他端に亙るように配置されて、前記仕切壁の先端面の対峙する相手部材の周壁に密接する周壁シール部材(例えば、後述の実施形態における周壁シール部材22)と、前記仕切壁の両側面に、同仕切壁の基端から先端に亙るように配置されて、同仕切壁の側面の対峙する前記側壁部材に密接する側壁シール部材(例えば、後述の実施形態における側壁シール部材33)と、を備えて成ることを特徴とる。
これにより、仕切壁の先端とそれに対峙する周壁の間が周壁シール部材によってシールされ、仕切壁の両側面とそれに対峙する側壁部材の間が側壁シール部材によってシールされる。
The invention according to claim 1, which solves the above-described problem, is a cylindrical member (for example, an
Thereby, the space between the front end of the partition wall and the peripheral wall facing it is sealed by the peripheral wall seal member, and the space between both side surfaces of the partition wall and the side wall member facing it is sealed by the side wall seal member.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のベーン式油圧機器において、前記仕切部材と側壁シール部材の間に付勢部材(例えば、後述の実施形態における板ばね34)が介在されていることを特徴とする。
これにより、仕切壁の両側の側壁シール部材が付勢部材によって側壁部材に圧接される。
According to a second aspect of the present invention, in the vane hydraulic device according to the first aspect, an urging member (for example, a
Thereby, the side wall seal members on both sides of the partition wall are pressed against the side wall member by the biasing member.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のベーン式油圧機器において、前記側壁シール部材が弾性部材であることを特徴とする。
これにより、仕切壁の両側の側壁シール部材は自身の持つ弾性によって側壁部材に圧接される。
According to a third aspect of the present invention, in the vane hydraulic device according to the first aspect, the sidewall seal member is an elastic member.
As a result, the side wall seal members on both sides of the partition wall are pressed against the side wall member by its own elasticity.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のベーン式油圧機器において、前記側壁シール部材が、前記側壁部材に対峙する方向に少なくとも一つの湾曲形状を有する波板状部材であることを特徴とする。
これにより、仕切壁の両側のシール部材は、湾曲形状の変形時に発生する反力により側壁部材に圧接される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vane hydraulic device according to the first aspect, the side wall seal member is a corrugated plate member having at least one curved shape in a direction facing the side wall member. Features.
As a result, the seal members on both sides of the partition wall are pressed against the side wall member by the reaction force generated when the curved shape is deformed.
請求項5に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石(例えば、後述の実施形態における永久磁石9)が配置された内周側回転子(例えば、後述の実施形態における内周側回転子6)と、この内周側回転子の外周側に同軸に、かつ相対回動可能に配置されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配置された外周側回転子(例えば、後述の実施形態における外周側回転子5)と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の回転位相を変更する位相変更手段(例えば、後述の実施形態における位相変更手段12)と、を備えた電動機(例えば、後述の実施形態における電動機1)であって、前記位相変更手段に前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のベーン式油圧機器を用い、このベーン式油圧機器の前記仕切壁で隔成される円周方向前後の液室に作動液を給排して、前記内周側回転子と外周側回転子の回転位相を変更する駆動力を得ることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is an inner circumferential rotor (for example, an inner circumferential side in an embodiment described later) in which a permanent magnet (for example, a
請求項6に記載の発明は、内燃機関の動力が出力される出力シャフトと、この出力シャフトに連動して回転して内燃機関の機関弁を開閉駆動するカムシャフトと、前記出力シャフトとカムシャフトを相対回動させて両者の回転位相を変更する位相変更手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記位相変更手段に前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のベーン式油圧機器を用い、このベーン式油圧機器の前記仕切壁で隔成される円周方向前後の液室に作動液を給排して、前記カムシャフトと出力シャフトの回転位相を変更する駆動力を得ることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an output shaft from which the power of the internal combustion engine is output, a camshaft that rotates in conjunction with the output shaft and drives an engine valve of the internal combustion engine to open and close, 5. A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: a phase changing unit that relatively rotates the phase of the two to change the rotational phase of the two, and the phase changing unit includes the phase changing unit according to claim 1. The hydraulic fluid is supplied to and discharged from the fluid chambers in the circumferential direction separated by the partition wall of the vane hydraulic device to change the rotational phase of the camshaft and the output shaft. It is characterized by obtaining a driving force.
請求項1に記載の発明によれば、仕切部材の先端と相手部材の周壁の間を周壁シール部材によってシールするるとともに、仕切部材の両側壁と側壁部材の間を側壁シール部材によってシールするため、仕切壁を回り込んでの作動液の漏れを有効に防止することができる。したがって、この発明によれば、機器作動時における作動液の漏れをより少なくし、エネルギーの利用効率を高めることができる。 According to the first aspect of the present invention, the gap between the tip of the partition member and the peripheral wall of the mating member is sealed by the peripheral wall seal member, and the gap between the side walls and the side wall member of the partition member is sealed by the side wall seal member. The leakage of the hydraulic fluid around the partition wall can be effectively prevented. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the leakage of the working fluid when the device is operated, and to improve the energy utilization efficiency.
請求項2に記載の発明によれば、仕切壁の両側の側壁シール部材が付勢部材によって側壁部材に圧接されるため、仕切壁の両側面と側壁部材の間の液漏れを側壁シール部材によって確実に防止することができ、しかも、仕切部材の両側面が付勢部材によって軸方向両側から同様に押圧されることから、軸方向両側の付勢部材によって仕切部材を軸方向にセンタリングして、仕切部材と側壁部材の接触を回避することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the side wall seal members on both sides of the partition wall are pressed against the side wall member by the biasing member, liquid leakage between the both side surfaces of the partition wall and the side wall member is prevented by the side wall seal member. Since both sides of the partitioning member can be reliably pressed from both sides in the axial direction by the urging members, the partitioning member is centered in the axial direction by the urging members on both sides in the axial direction. Contact between the partition member and the side wall member can be avoided.
請求項3に記載の発明によれば、側壁シール部材が自身のもつ弾性によって側壁部材に圧接されるため、仕切壁の両側面と側壁部材の間の液漏れを側壁シール部材によって確実に防止することができ、しかも、仕切り部材の両側面が側壁シール部材によって軸方向両側から同様に押圧されることから、軸方向両側の側壁シール部材によって仕切部材を軸方向にセンタリングして、仕切り部材と側壁部材の接触を回避することができる。 According to the third aspect of the invention, since the side wall seal member is pressed against the side wall member by its own elasticity, liquid leakage between the both side surfaces of the partition wall and the side wall member is reliably prevented by the side wall seal member. Moreover, since both side surfaces of the partition member are similarly pressed from both sides in the axial direction by the side wall seal members, the partition member is centered in the axial direction by the side wall seal members on both sides in the axial direction, and the partition member and the side walls are Contact of members can be avoided.
請求項4に記載の発明によれば、シール部材の湾曲部の変形に伴う反力によって側壁部材に圧接されるため、仕切壁の両側面と側壁部材の間の液漏れを側壁シール部材によって確実に防止することができ、しかも、仕切り部材の両側面が側壁シール部材によって軸方向両側から同様に押圧されることから、軸方向両側の側壁シール部材によって仕切部材を軸方向にセンタリングして、仕切り部材と側壁部材の接触を回避することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the side wall member is pressed against the side wall member by the reaction force accompanying the deformation of the curved portion of the seal member, so that the side wall seal member ensures liquid leakage between the both side surfaces of the partition wall. In addition, since both side surfaces of the partition member are similarly pressed from both sides in the axial direction by the side wall seal members, the partition member is centered in the axial direction by the side wall seal members on both sides in the axial direction to Contact between the member and the side wall member can be avoided.
請求項5に記載の発明によれば、電動機の内周側回転子と外周側回転子の相対位相を変更する位相変更手段が、作動液の漏れの少ないベーン式油圧機器によって構成されるため、位相変更手段を操作するための作動液供給源の大型化を招くことなく、確実な位相変更を行うことが可能になる。 According to the invention described in claim 5, since the phase changing means for changing the relative phase between the inner rotor and the outer rotor of the electric motor is constituted by a vane hydraulic device with less leakage of hydraulic fluid, A reliable phase change can be performed without increasing the size of the hydraulic fluid supply source for operating the phase change means.
請求項6に記載の発明によれば、出力シャフトとカムシャフトの回転位相を変更する位相変更手段が、作動液の漏れの少ないベーン式油圧機器によって構成されるため、位相変更手段を操作するための作動液供給源の大型化を招くことなく、確実な位相変更を行うことが可能になる。 According to the sixth aspect of the present invention, the phase changing means for changing the rotational phases of the output shaft and the camshaft is constituted by a vane hydraulic device with little hydraulic fluid leakage, so that the phase changing means is operated. Thus, it is possible to perform a reliable phase change without increasing the size of the hydraulic fluid supply source.
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図1〜図8に示す第1の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 will be described.
この第1の実施形態は、ベーン式油圧機器を用いた電動機1の実施形態である。電動機1は、図1〜図4に示すように円環状の固定子2の内周側に回転子ユニット3が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子2は複数相の固定子巻線2aを有し、回転子ユニット3は軸芯部に回転軸4を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、電動機1の回転力はトランスミッション(図示せず)を介して車輪の駆動軸(図示せず)に伝達される。この場合、電動機1は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、電動機1の回転軸4をさらに内燃機関のクランクシャフト(図示せず)に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。
The first embodiment is an embodiment of an electric motor 1 using a vane hydraulic device. The electric motor 1 is an inner rotor type brushless motor in which a rotor unit 3 is arranged on the inner peripheral side of an
回転子ユニット3は、円環状の外周側回転子5と、この外周側回転子5の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子6を備え、外周側回転子5と内周側回転子6が設定角度の範囲で回動可能とされている。 The rotor unit 3 includes an annular outer circumferential rotor 5 and an annular inner circumferential rotor 6 disposed coaxially inside the outer circumferential rotor 5, and includes the outer circumferential rotor 5 and the inner circumferential surface. The side rotor 6 is rotatable within a set angle range.
外周側回転子5と内周側回転子6は、回転子本体である円環状のロータ鉄心7,8が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心7,8の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット7a,8aが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット7a,8aには、厚み方向に磁化された2つの平板状の永久磁石9,9が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット7a,8a内に装着される2つの永久磁石9,9は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aに装着される永久磁石9の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子5,6においては、外周側がN極とされた永久磁石9の対と、S極とされた永久磁石9の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子5,6の外周面の隣接する磁石装着スロット7a,7a、及び、8a,8aの各間には、永久磁石9の磁束の流れを制御するための切欠き部10が回転子5,6の軸方向に沿って形成されている。
The outer rotor 5 and the inner rotor 6 are formed by, for example, sintered
外周側回転子5と内周側回転子6の磁石装着スロット7a,8aは夫々同数設けられ、両回転子5,6の永久磁石9…が夫々1対1で対応するようになっている。したがって、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに同極同士で対向させる(異極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)を得ることができるとともに、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)を得ることができる。
The same number of
また、回転子ユニット3は、外周側回転子5と内周側回転子6を相対回動させるための回動機構11を備えている。この回動機構11は、両回転子5,6の相対位相を任意に変更するための位相変更手段12の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段12は、上記の回動機構11と、この回動機構11に供給する作動液の圧力を制御する図示しない油圧制御装置と、を主要な要素として構成されている。
The rotor unit 3 includes a
回動機構11は、図1〜図4に示すように回転軸4の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ14(軸部材)と、ベーンロータ14の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング15(筒状部材)とを備え、この環状ハウジング15が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ14が、環状ハウジング15と内周側回転子6の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート16,16(側壁部材)を介して外周側回転子5に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ14は回転軸4と外周側回転子5に一体化され、環状ハウジング15は内周側回転子6に一体化されている。
1 to 4, the rotating
ベーンロータ14は、回転軸4にスプライン嵌合される円筒状のボス部17の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン18(仕切壁)が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング15は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部19が設けられ、この各凹部19にベーンロータ14の対応するベーン18が収容配置されるようになっている。各凹部19は、ベーン18の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁20と、隣接する凹部19,19同士を隔成する略三角形状の仕切壁21によって構成され、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動時に、ベーン18が一方の仕切壁21と他方の仕切壁21の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁21はベーン18と当接することにより、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動を規制するストッパとしても機能する。
In the
また、内周側回転子6に固定される環状ハウジング15のベース15a部は一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図1に示すように内周側回転子6や仕切壁21に対して軸方向外側に突出している。このベース部15aの外側に突出した各端部は、ドライブプレート16に形成された環状のガイド溝16aに摺動自在に保持され、環状ハウジング15と内周側回転子6が、外周側回転子5や回転軸4にフローティング状態で支持されるようになっている。
Further, the
外周側回転子5とベーンロータ14を連結する両側のドライブプレート16,16は、環状ハウジング15の両側面(軸方向の両端面)に摺動自在に接触し、環状ハウジング15の各凹部19の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部19は、ベーンロータ14のボス部17と両側のドライブプレート16,16によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間23となっている。各導入空間23内は、ベーンロータ14の対応する各ベーン18によって夫々2室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室24、他方の部屋が遅角側作動室25とされている。進角側作動室24は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室25は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子6を外周側回転子5に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、図2,図4中の矢印Rで示す電動機1の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、電動機1の回転方向Rと逆側に進めることを言うものとする。
The
また、各進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排は回転軸4を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室24は、油圧制御装置の進角側給排通路26に接続され、遅角側作動室25は同油圧制御装置の遅角側給排通路27に接続されているが、進角側給排通路26と遅角側給排通路27の一部は、図1に示すように、夫々回転軸4に軸方向に沿って形成させた通路孔26a,27aによって構成されている。そして、各通路孔26a,27aの端部は、回転軸4の外周面の軸方向にオフセットした位置に形成された環状溝26b,27bに接続され、その各環状溝26b,27bは、ベーンロータ14のボス部17に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔26c…,27c…に接続されている。進角側給排通路26の各導通孔26cは環状溝26bと各進角側作動室24とを接続し、遅角側給排通路27の各導通孔27cは環状溝27bと各遅角側作動室25とを接続している。
Further, the supply and discharge of the hydraulic fluid to and from each of the advance
この電動機1の場合、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が異極同士で対向して強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)になり、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が同極同士で対向して弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)になるように設定されている。
なお、この電動機1は、進角側作動室24と遅角側作動室25に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機1の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機1として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機1の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
In the case of the electric motor 1, when the inner circumferential rotor 6 is at the most retarded position with respect to the outer circumferential rotor 5, the
The electric motor 1 can arbitrarily change the state of the strong field and the state of the weak field by controlling the supply and discharge of the hydraulic fluid to and from the advance
ところで、回動機構11を成す前述のベーンロータ14と環状ハウジング15は、ベーン18と仕切壁21の各先端面に軸方向の一端から他端に亙る断面略コ字状のシール溝30が形成され、この各シール溝30に、環状ハウジング15の底壁19の内面(相手部材の周壁)と、ベーンロータ14のボス部17の外周面(相手部材の周壁)に密接する周壁シール部材22と、この周壁シール部材22を相手部材の周壁方向に付勢する板ばね31(付勢部材)とが収容されている。
By the way, in the
また、環状ハウジング15の各仕切壁21は、軸方向両側の側面に仕切壁21の基端から先端に亙る断面略コ字状のシール溝32が直線的に形成され、その各シール溝32に、両側のドライブプレート16の各内側側面に密接する側壁シール部材33と、この側壁シール部材33をドライプレート16方向に付勢する板ばね34(付勢手段)とが収容されている。この実施形態の場合、側壁シール部材33は、液密性の高い樹脂材料によって略長方形状に形成され、ドライブプレート16に摺接する側の端面が平坦に形成されている。
Each
以上のようにこの電動機1の位相変更手段12においては、ベーンロータ14の各ベーン18の先端と環状ハウジング15の内周面の間と、仕切壁21の先端とベーンロータ14のボス部17の外周面の間が夫々周壁シール部材22によってシールされるうえ、仕切壁21の両側面とドライブプレート16の内側側面の間が夫々側壁シール部材33によってシールされるため、隣接する作動室24,25の作動液がベーン18や仕切壁21の先端側の摺動部を通して回り込むのを周壁シール部材22によって阻止することができるとともに、仕切壁21の側面とドライブプレート16の間の摺動隙間を通して隣接する作動室24,25間で作動液が回り込むのを側壁シール部材33によって阻止することができる。したがって、この位相変更手段12においては、位相変更時や位相保持時における作動室24,25間の作動液の漏れを効率良く抑制し、エネルギーの利用効率を高めることができる。
As described above, in the
また、この実施形態の場合、各仕切壁21の軸方向両側に配置される側壁シール部材33が板ばね31によって両側のドライブプレート16,16に圧接されるため、各側壁シール部材33をドライブプレート16の内面に密接させてシール性能の向上を図ることができるとともに、各仕切壁21の両側に配置される板ばね31の反力によって環状ハウジング15自体を両ドライブプレート16,16間でセンタリングし、それによって環状ハウジング15とドライブプレート16の直接接触を防止し、位相変更手段12の作動安定性を高めることができる。
In the case of this embodiment, the side
そして、この電動機1は、以上のように位相変更手段12が作動液の漏れの少ない構造となっているため、位相変更手段12に作動液を供給するオイルポンプ等の作動液の供給源を小型化することができ、車両に搭載するうえにおいて有利となる。
Since the electric motor 1 has the structure in which the
なお、以上の実施形態においては、周壁シール部材や側壁シール部材を付勢する付勢部材として板ばねを用いたが、付勢部材としては板ばねに限らず、コイルスプリング等の他のばね部材であっても良い。 In the above embodiment, the leaf spring is used as the biasing member for biasing the peripheral wall seal member and the side wall seal member. However, the biasing member is not limited to the plate spring, and other spring members such as a coil spring. It may be.
図9〜図11は、この発明の第2の実施形態を示し、図12〜図14は、この発明の第3の実施形態を示すものである。これらの実施形態は第1の実施形態に対し、環状ハウジング15の仕切壁121,221と、側壁シール部材133,233の構造が異なり、他の部分は同様の構成とされている。したがって、以下では第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、共通部分については説明を省略するものとする。
9 to 11 show a second embodiment of the present invention, and FIGS. 12 to 14 show a third embodiment of the present invention. These embodiments are different from the first embodiment in the structure of the
図9〜図11に示す第2の実施形態では、仕切壁121の軸方向両側の側面に取り付けられる側壁シール部材133がゴム等の弾性部材によって形成されている。そして、側壁シール部材133は断面が略楕円の柱状に形成され、仕切壁121の側面には、側壁シール部材133の断面形状に合致するシール溝132が形成されている。
In the second embodiment shown in FIGS. 9 to 11, the side
この実施形態では、側壁シール部材133が弾性部材によって形成され、自身の持つ弾性によってドライブプレートの内側面に密接する。このため、第1の実施形態と同様に仕切壁121の軸方向の側方を回りこんで隣接する作動室間に作動液が漏れ出るのを防止することができる。
In this embodiment, the side
そして、この実施形態の場合、第1の実施形態とほぼ同様の機能および効果を得ることができるが、側壁シール部材133をドライブプレートに圧接させるのに別体の付勢部材を必要としないため、部品点数の削減と組付工数を削減するうえで有利となる。
In this embodiment, substantially the same functions and effects as in the first embodiment can be obtained, but a separate biasing member is not required to press the side
図12〜図14に示す第3の実施形態は、仕切壁221の軸方向両側の側面に取り付けられる側壁シール部材233が複数の湾曲形状を有する波板状の樹脂部材によって形成されている。そして、仕切り壁221の軸方向両側の側面には断面略コ字状のシール溝232が形成され、このシール溝232内に側壁シール部材233が波形の一部が上方に突出するように配置されている。
In the third embodiment shown in FIGS. 12 to 14, the side
この実施形態では、側壁シール部材233の波形の頂部がドライブプレートの内側面に当接し、側壁シール部材233が波形形状の変形反力によってドライブプレートに圧接されるようになっている。
この実施形態の場合にも、第1の実施形態と同様の機能および効果を得ることができるうえ、第2の実施形態と同様に別体の付勢部材を必要としないことから、部品点数と組付工数を削減することができる。
In this embodiment, the corrugated top of the side
In the case of this embodiment as well, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained, and a separate biasing member is not required as in the second embodiment. Assembly time can be reduced.
なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、以上ではベーン式油圧機器を電動機の位相変更手段に適用したものについて説明したが、同様のベーン式油圧機器を、内燃機関の出力シャフトとカムシャフトの相対的な回転位相を変更するバルブタイミング制御装置の位相変更手段に適用することができる。また、この発明に係るベーン式油圧機器は、上記の各位相変更手段に限らず、ベーンポンプやベーンモータ等であっても良い。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above description, the vane type hydraulic device is applied to the phase changing means of the electric motor. However, the valve timing for changing the relative rotation phase of the output shaft and the camshaft of the internal combustion engine using the same vane type hydraulic device. It can be applied to the phase changing means of the control device. Further, the vane hydraulic device according to the present invention is not limited to the above-described phase changing means, and may be a vane pump, a vane motor, or the like.
1…電動機
5…外周側回転子
6…内周側回転子
9…永久磁石
12…位相変更手段(ベーン式油圧機器)
14…ベーンロータ(軸部材)
15…環状ハウジング(筒状部材)
16…ドライブプレート(側壁部材)
21,121…仕切壁
22…周壁シール部材
24…進角側作動室(液室)
25…遅角側作動室(液室)
33,133…側壁シール部材
34…板ばね(付勢手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor 5 ... Outer peripheral side rotor 6 ... Inner
14 ... Vane rotor (shaft member)
15 ... Annular housing (tubular member)
16 ... Drive plate (side wall member)
21, 121 ...
25 ... retarded-side working chamber (liquid chamber)
33, 133 ... side
Claims (6)
この筒状部材の内周側に同軸に、かつ相対回動可能に配置された軸部材と、
前記筒状部材と軸部材の軸方向両側に配置されて、前記軸部材の外周面と前記筒状部材の内周面とともに空間部を形成する側壁部材と、
前記軸部材の外周面と前記筒状部材の内周面の少なくとも一方に突設されて、前記空間部内を複数の液室に隔成する羽根状の仕切壁と、
この仕切壁の先端に、軸方向の一端から他端に亙るように配置されて、前記仕切壁の先端面の対峙する相手部材の周壁に密接する周壁シール部材と、
前記仕切壁の両側面に、同仕切壁の基端から先端に亙るように配置されて、同仕切壁の側面の対峙する前記側壁部材に密接する側壁シール部材と、を備えて成ることを特徴とするベーン式油圧機器。 A tubular member;
A shaft member arranged coaxially on the inner peripheral side of the cylindrical member and capable of relative rotation; and
Side wall members disposed on both axial sides of the cylindrical member and the shaft member, and forming a space portion together with the outer peripheral surface of the shaft member and the inner peripheral surface of the cylindrical member;
A blade-like partition wall that protrudes from at least one of the outer peripheral surface of the shaft member and the inner peripheral surface of the tubular member, and that divides the space portion into a plurality of liquid chambers;
A peripheral wall sealing member disposed at the tip of the partition wall so as to extend from one end to the other end in the axial direction and in close contact with the peripheral wall of the mating member facing the tip surface of the partition wall;
Side wall seal members disposed on both side surfaces of the partition wall so as to extend from the base end to the tip end of the partition wall and in close contact with the side wall member facing the side surface of the partition wall. And vane type hydraulic equipment.
この内周側回転子の外周側に同軸に、かつ相対回動可能に配置されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配置された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の回転位相を変更する位相変更手段と、
を備えた電動機であって、
前記位相変更手段に前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のベーン式油圧機器を用い、
このベーン式油圧機器の前記仕切壁で隔成される円周方向前後の液室に作動液を給排して、前記内周側回転子と外周側回転子の回転位相を変更する駆動力を得ることを特徴とする電動機。 An inner rotor on which permanent magnets are arranged along the circumferential direction;
An outer peripheral rotor on which the permanent magnet is disposed along the circumferential direction, coaxially and relatively rotatably arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral rotor,
Phase changing means for changing the rotational phase of both of the inner and outer rotors by relatively rotating the inner and outer rotors;
An electric motor with
The vane type hydraulic device according to any one of claims 1 to 4 is used for the phase changing unit.
A driving force that changes the rotational phases of the inner and outer rotors by supplying and discharging hydraulic fluid to and from the circumferential fluid chambers separated by the partition wall of the vane hydraulic device. An electric motor characterized by obtaining.
この出力シャフトに連動して回転して内燃機関の機関弁を開閉駆動するカムシャフトと、
前記出力シャフトとカムシャフトを相対回動させて両者の回転位相を変更する位相変更手段と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記位相変更手段に前記請求項1〜4のいずれか1項に記載のベーン式油圧機器を用い、
このベーン式油圧機器の前記仕切壁で隔成される円周方向前後の液室に作動液を給排して、前記カムシャフトと出力シャフトの回転位相を変更する駆動力を得ることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 An output shaft from which the power of the internal combustion engine is output;
A camshaft that rotates in conjunction with the output shaft to open and close the engine valve of the internal combustion engine;
Phase changing means for rotating the output shaft and the camshaft relative to each other to change the rotational phase of both;
An internal combustion engine valve timing control apparatus comprising:
The vane type hydraulic device according to any one of claims 1 to 4 is used for the phase changing unit.
The hydraulic fluid is supplied to and discharged from the fluid chambers in the circumferential direction separated by the partition wall of the vane hydraulic device to obtain a driving force for changing the rotational phase of the camshaft and the output shaft. A valve timing control device for an internal combustion engine.
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