特許 6351845 リニアアクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6351845

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】リニアアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 37/12 20060101AFI20180625BHJP

   F02M 26/67 20160101ALI20180625BHJP

   F16H 25/12 20060101ALI20180625BHJP

   F02M 26/54 20160101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   F16H37/12 Z

   F02M26/67 311

   F16H25/12 Z

   F02M26/54

【請求項の数】9

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-523999(P2017-523999)

(86)(22)【出願日】2015年11月2日

(65)【公表番号】特表2018-502257(P2018-502257A)

(43)【公表日】2018年1月25日

(86)【国際出願番号】EP2015075460

(87)【国際公開番号】WO2016071276

(87)【国際公開日】20160512

【審査請求日】2017年6月29日

(31)【優先権主張番号】102014222413.6

(32)【優先日】2014年11月3日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508097870

【氏名又は名称】コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン ヴァイス

(72)【発明者】

【氏名】カーステン ミコライェク

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２００８０００３４６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 米国特許第３３７４６８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２１３２９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２６／５４

Ｆ０２Ｍ ２６／６７

Ｆ１６Ｈ ２５／１２

Ｆ１６Ｈ ３７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動部材（４）、特に自動車の内燃機関用の作動部材（４）を駆動するリニアアクチュエータ（８）であって、
回転可能な駆動軸（１２）と、
前記作動部材（４）の位置を調節する軸方向で移動可能なタペット（１１）と、
前記駆動軸（１２）により一回転軸線（２４）回りに駆動されるガイドカム（１６）と、
前記ガイドカム（１６）に倣うガイド部材（１８）と、
を備え、
前記ガイド部材（１８）は、２つの接触体（１９，２０）を有し、
前記接触体（１９，２０）は、前記ガイドカム（１６）の互いに反対側の面に向かって付勢されている、
リニアアクチュエータ（８）において、
前記ガイドカム（１６）の幅（ｂ）が、変化するように構成されていることを特徴とする、リニアアクチュエータ。

【請求項2】

前記ガイドカム（１６）の前記幅（ｂ）は、前記タペット（１１）の全作動行程にわたって連続的に変化するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項3】

前記ガイドカム（１６）は、前記回転軸線（２４）の近くに配置される区間（ｃ）において、前記回転軸線（２４）から離れた区間（ｄ）よりも細いことを特徴とする、請求項１又は２に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項4】

前記接触体（１９，２０）を結んだ接続線は、前記回転軸線（２４）に対してオフセットされていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項5】

前記ガイド部材（１８）は、前記接触体（１９，２０）を互いに近付けるように又は互いに遠ざけるように付勢するばね要素（２３）を有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項6】

前記ガイドカム（１６）は、突出したリブ（１７）を有し、前記接触体（１９，２０）は、前記リブ（１７）の互いに反対側の面に当接することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項7】

前記接触体（１９，２０）は、それぞれ１つの転がり軸受（２１，２２）を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項8】

前記ガイドカム（１６）は、部分円にわたって延在するディスク（１４）に配置されており、前記ディスク（１４）は、前記ディスク（１４）の周囲に部分リングギヤ（１５）を有し、前記駆動軸（１２）により駆動されるピニオン（１３）が、前記部分リングギヤ（１５）に噛み合い、前記接触体（１９，２０）は、弁体（５）の前記タペット（１１）に結合されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【請求項9】

前記ばね要素（２３）は、両前記接触体（１９，２０）を互いに結合するＵ字形のばね板として構成されていることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか１項に記載のリニアアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作動部材、特に自動車の内燃機関用の作動部材を駆動するリニアアクチュエータであって、回転可能な駆動軸と、作動部材の位置を調節する軸方向で移動可能なタペットと、駆動軸により一回転軸線回りに駆動されるガイドカムと、ガイドカムに倣うガイド部材と、を備え、ガイド部材は、２つの接触体を有し、接触体は、ガイドカムの互いに反対側の面に向かって付勢されている、リニアアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

このようなリニアアクチュエータは、例えば、近頃の自動車の内燃機関に設けられている排ガス再循環弁において使用される。２つの接触体をガイドカムの互いに反対側の面に向かって付勢することは、タペットの遊びなしの駆動を保証するのに役立つ。公知のリニアアクチュエータの利点は、ガイドカムが略任意に構成され、例えば駆動軸の回転角度とタペットの作動行程との間で非線形の特性曲線が形成されることである。

【0003】

しかし、特に非線形の特性曲線の場合、望ましくない反力（Ｒｅａｋｔｉｏｎｓｋｒａｆｔ）が接触体とガイドカムとの間で発生するという問題が生じる。この反力は、接触体をガイドカムの互いに反対側の面に向かって付勢するばね要素によって吸収されねばならない。反力及びばね力は、機械荷重と、リニアアクチュエータの一様でない力−行程−特性曲線とを生じさせ、それゆえ望ましいものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の根底にある課題は、上述の形態のリニアアクチュエータを、望ましくない反力が回避されるように発展させることである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、本発明により、ガイドカムの幅が変化するように構成されていることで解決される。

【0006】

このように構成したことで、非線形の特性曲線の場合であっても、タペットの遊びなしのガイドが可能となる。ガイドカムの幅を適当に構成することで、一様な力−行程−特性曲線が達成される。本発明により、回転軸線に近いところに、回転軸線から離れたところとは異なる幅のガイドカムを設けることができる。これによりリニアアクチュエータは、タペットの作動行程に関する回転軸線の回転角度のプログレッシブ特性曲線を有することができる。駆動軸における力は、回転角度にわたって一定にとどまる。ガイドカムの幅は、回転軸線の全回転角度にわたって接触体の間隔が、ひいては付勢力もが常に一定にとどまるように設計される。これにより、望ましくない反力が回避される。

【0007】

本発明の別の有利な一形態によれば、特に一様な力−行程−特性曲線は、ガイドカムの幅が、タペットの全作動行程にわたって連続的に変化するように構成されていると、簡単に達成される。

【0008】

本発明の別の有利な一形態によれば、ガイドカムが、回転軸線の近くに配置される区間において、回転軸線から離れた区間よりも細いと、力−行程−特性曲線をさらに一様にすることに寄与する。好ましくは、ガイドカムのこれらの区間の幅の差は、約０．１乃至０．２ｍｍである。

【0009】

接触体を結んだ接続線がちょうど回転軸線上にあると、駆動軸の駆動時、横方向力が発生して、タペットに伝達されてしまう。本発明の別の有利な一形態によれば、このような横方向力は、接触体を結んだ接続線が、回転軸線に対してオフセットされていると、簡単に回避される。好ましくは、接続線のオフセットは、約１ｍｍである。

【0010】

本発明の別の有利な一形態によれば、タペットの駆動時に、ガイドカムに沿った接触体の、例えば温度変動により引き起こされる遊びは、ガイド部材が、接触体を互いに近付けるように又は互いに遠ざけるように付勢するばね要素を有していると、簡単に回避される。

【0011】

ガイドカムは、例えば溝として形成され、接触体が溝の内壁に向かって付勢されてもよい。しかし、このようにするには、特に広幅の溝又は極めて小さな接触体が必要となるが、内燃機関の構成部材用の作動部材の場合、構成スペースは著しく制限されてしまっている。しかし、ガイドカムが、突出したリブを有し、接触体が、リブの互いに反対側の面に当接するようにすれば、特に自動車の内燃機関に用いられるリニアアクチュエータは、限られた構成スペースであっても、特に高い安定性を示す。

【0012】

本発明の別の有利な一形態によれば、リニアアクチュエータ内の横荷重及び傾倒モーメントは、接触体がそれぞれ１つの転がり軸受を有すると、特に僅かに保たれる。

【0013】

本発明の別の有利な一形態によれば、リニアアクチュエータの所定の変換比あるいは機械的倍率は、ガイドカムが、部分円にわたって延在するディスクに配置されており、ディスクが、ディスクの周囲に部分リングギヤを有し、駆動軸により駆動されるピニオンが、部分リングギヤに噛み合い、接触体が、弁体のタペットに結合されていると、簡単に調整される。

【0014】

本発明の別の有利な一形態によれば、リニアアクチュエータは、ばね要素が、両接触体を互いに結合するＵ字形のばね板（ｂｕｅｇｅｌｆｏｅｒｍｉｇｅｓ Ｆｅｄｅｒｂｌｅｃｈ）として構成されていると、構造的に特に簡単に構成される。

【0015】

本発明は、多数の実施の形態を許容する。本発明の基本原理をさらに明らかにするために、そのうちの１つを図面に示し、以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】リニアアクチュエータを作動部材の隣接構成部材とともに示す概略図である。

【図2】図１に示したリニアアクチュエータの拡大斜視図である。

【図3】図１に示したリニアアクチュエータの、ガイド部材を通る断面図である。

【図4】図１に示したリニアアクチュエータの特性曲線を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、自動車の排ガス再循環弁１を排ガス通路２及び再循環通路３とともに示している。排ガス再循環弁１は、作動部材４を有し、作動部材４は、弁体５及び弁座６を有する。電気モータ７により駆動されるリニアアクチュエータ８は、作動部材４を駆動するために用いられる。リニアアクチュエータ８は、堅固なストッパ９と、第２の柔軟なストッパ１０とを有する。第２のストッパ１０は、弁体５が当接する弁座６により形成されている。リニアアクチュエータ８は、弁体５を駆動するタペット１１を有する。

【0018】

図２は、図１に示したリニアアクチュエータ８の斜視拡大図である。図２に看取可能であるように、電気モータ７は、ピニオン１３を有する駆動軸１２を駆動する。リニアアクチュエータ８は、部分円にわたって延在するディスク１４を有し、ディスク１４は、周囲に配置される部分リングギヤ１５を有する。ディスクは、一回転軸線２４回りに回転可能に支持されている。ピニオン１３は、部分リングギヤ１５を介してディスク１４を駆動する。ディスク１４には、リブ１７を有するガイドカム１６が配置されている。ガイドカム１６に倣うガイド部材１８は、互いに対向する２つの接触体１９，２０を有する。接触体１９，２０は、玉軸受として形成されるそれぞれ１つの転がり軸受２１，２２を有し、ばね要素２３を介して互いに結合されている。ばね要素２３は、Ｕ字形に構成されており、ばね鋼から製造されている。さらにばね要素２３は、タペット１１に結合されている。

【0019】

電気モータ７の駆動により回転軸線２４回りにディスク１４を回転させると、接触体１９，２０の転がり軸受２１，２２は、ガイドカム１６のリブ１７に沿って転動する。このときガイド部材１８は、ガイドカム１６の形状にしたがって上下動する。この運動は、タペット１１を介して弁体５に伝達され、弁体５は、最終的に排ガス再循環弁１を開閉する。

【0020】

図３は、リニアアクチュエータ８の、ガイド部材１８を通る断面図である。ガイド部材１８を通る断面図であるため、接触体１９，２０をタペット１１に結合する、図２に示したばね要素２３は、図示されていない。図３に看取可能であるように、タペット１１は、両接触体１９，２０がリブ１７に接触する接触点と一列に並んでいる。しかし、両接触体１９，２０がリブ１７と接触する接触点は、ディスク１４の回転軸線２４、ひいてはガイドカム１６の回転軸線２４とは一列に並んでいない。これにより回転軸線は、接触体１９，２０を結んだ接続線に対してオフセットａを有する。よって、タペット１１も、リブ１７の回転軸線２４に対して同じオフセットａを有する。リブ１７の幅ｂは、タペット１１の全作動行程にわたって連続的に減少する。これに加えて、ガイドカム１６は、回転軸線２４の近くに配置される区間ｃと、回転軸線２４から遠い区間ｄとを有する。リブ１７は、回転軸線２４の近くに配置される区間ｃにおいて、回転軸線２４から離れた区間ｄよりも細い。

【0021】

図４は、説明のために、回転軸線２４の回転角度にわたるタペット１１の作動行程のプログレッシブ特性曲線を示している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】