ハイドロスタティッククラッチアクチュエータ
本発明は、ハイドロスタティックアクチュエータ、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータに関する。構成スペースを制限するために、ハイドロスタティックアクチュエータの構成部材は、省スペースに互いに組み込まれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロスタティックアクチュエータ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔａｋｔｏｒ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータに関する。
【０００２】
前提となるハイドロスタティックアクチュエータは、ハイドロスタティッククラッチアクチュエータの形態でドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７００９３５号明細書において公知である。この場合、マスターシリンダのピストンは、電動モータにより駆動される。電動モータの回転運動は、ウォーム型伝動装置の形態の伝動装置により軸方向の運動に変換される。その際、ピストンは、ウォームホイールに配置された偏心ピンにより駆動される。
【０００３】
本発明の課題は、この種のハイドロスタティックアクチュエータを、特に効率の向上、所要構成スペースの減少及びマスターシリンダの運転圧の上昇を背景に改良・発展させることである。
【０００４】
上記課題は、ハイドロスタティックアクチュエータ、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータにおいて、ピストンが、電動モータの回転軸線に関して軸方向で圧力チャンバと電動モータとの間に配置されていることにより解決される。
【０００５】
択一的には、上記課題は、ハイドロスタティックアクチュエータ、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータにおいて、圧力チャンバが、電動モータの回転軸線に関して軸方向でピストンと電動モータとの間に配置されていることにより解決される。この種の配置を使用した場合、圧力チャンバをピストンにより圧縮するとき、マスターシリンダのハウジングには、電動モータに向かって力が加えられる。その際、ピストンは、伝動装置がピストンに引っ張り力を及ぼすことにより、電動モータに向かって引っ張られる。例えば、伝動装置の伝動装置スピンドルは、ピストンと一体的に結合されていてよい。その際、ピストンがリングピストンとして、環状に形成された圧力チャンバ内を移動するようになっていると、有利であることが判っている。
【０００６】
提案するハイドロスタティックアクチュエータは、大きな運動行程のための摩擦クラッチの操作に使用可能である他、特に、大きな力が比較的小さな電動モータで変換されなければならない自動車において使用可能である。これには、常用ブレーキ及び駐車ブレーキ等のブレーキの操作、トランスミッションの操作、パークロックの操作、ドア及びフラップの操作、並びにこれらに類するものの操作が例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００７】
伝動装置として、ピストンを軸方向で駆動する、選択的にピストンに一体的に結合されたスピンドルと、スリーブから形成されていてよいスピンドルナットとを備えるスピンドル型伝動装置（Ｓｐｉｎｄｅｌｇｅｔｒｉｅｂｅ）が好適である。スリーブは、直接、電動モータのロータにより駆動されるか、又はロータから形成されていてよい。さらに、摩擦を低減するために、スピンドルは、ボール循環スピンドルあるいはボールねじとして設けられていてもよい。伝動装置が、ピストンを軸方向で移動させる、回転軸線に沿って配置されるねじ山付きスピンドルと、ねじ山付きスピンドルに対して同軸的に配置される、回転駆動されるスリーブと、ねじ山付きスピンドルとスリーブとの間で転動する遊星歯車とを備える遊星転動機構型伝動装置（Ｐｌａｎｅｔｅｎｗａｅｌｚｇｅｔｒｉｅｂｅ）から形成されていると、特に有利であることが判っている。遊星転動機構型伝動装置は、例えば欧州特許出願公開第０３２０６２１号明細書において詳細に開示されている。好ましくは、遊星転動機構型伝動装置の使用時、遊星転動機構型伝動装置の高い減速比により、高回転の、その出力に関して比較的弱く設計される電動モータが使用可能である。
【０００８】
特に軸方向の構成スペースを減じるために、伝動装置、例えば遊星転動機構型伝動装置は、ロータの半径方向内側に配置されていてよい。その際、ロータは、伝動装置、例えば遊星転動機構型伝動装置のスリーブに支承されていてよい。この場合、伝動装置全体は、ロータの構成スペース内に格納可能である。ロータとスリーブの機能は、互いに組み合わせ可能である。例えば、ロータの永久磁石が直接スリーブに収容、例えばスリーブに接着されることにより、ロータの金属薄板構造は省略可能である。さらに、例えばロータが遊星転動機構型伝動装置の遊星歯車のための内歯列を形成することにより、伝動装置がロータ内に組み込まれていてもよい。
【０００９】
特にコンパクトなハイドロスタティックアクチュエータを実現するために、ハイドロスタティックアクチュエータの構成部材あるいは構成群は、入れ子に配置されていてよい。例えば、マスターシリンダハウジングの、圧力チャンバを形成するハウジング区分は、伝動装置の半径方向外側に配置されており、かつ電動モータは、軸方向で圧力チャンバに隣接配置されていてよい。この場合、電動モータが、圧力チャンバの外径あるいは圧力チャンバを形成するハウジング区分の外径より小さな直径を有していると、有利であることが判っている。
【００１０】
さらにハイドロスタティックアクチュエータ内に、流体静力学的な圧力媒体のための後供給容器（Ｎａｃｈｌａｕｆｂｅｈａｅｌｔｅｒ）が、好ましくは追加の構成スペースをとらずに、すなわち、電動モータ、伝動装置及びマスターシリンダのハウジング用として予定される、有利には電動モータの回転軸線周りに柱状に配置される構成スペース内に組み込まれていると、有利であることが判っている。
【００１１】
後供給容器は、いわゆるスニッファ孔あるいはブリーダ孔（Ｓｃｈｎｕｅｆｆｅｌｂｏｈｒｕｎｇ）を介して圧力チャンバに接続可能である。スニッファ孔あるいはブリーダ孔は、ピストンを弛めた状態で圧力チャンバに接続され、圧力チャンバに圧力をかける際にはピストンにより閉鎖される。後供給容器は、組み付けられた状態で圧力チャンバの上にくるような配置の場合、周囲と圧力の均衡がとれた状態にしておき、圧力媒体が流体静力学的に後供給可能であるようにしてもよいし、又はダイヤフラム、例えばベローズ、又は圧縮ばねにより予め加圧しておき、圧力媒体を必要なときに軽い正圧下で圧力チャンバに後供給可能であるようにしてもよい。
【００１２】
環状に形成された圧力チャンバにおいて、後供給容器が、圧力チャンバの半径方向内側に、例えば、ピストンロッドと、マスターシリンダのハウジングの内周面とにより残された構成スペース内に配置されていると、特に有利であることが判っている。この場合、ピストンロッドか、又は伝動装置の、ピストンロッドに固く結合されたか、若しくはピストンロッドと一体的に形成されたねじ山付きスピンドルが、ピストンの移動中、少なくとも部分的に軸方向で後供給容器に係合するようになっていてよい。
【００１３】
択一的な形態では、後供給容器が、環状に形成された圧力チャンバの半径方向外側に配置されていてよい。この場合、後供給容器の直径は、半径方向で電動モータの外径にか、又は構成スペースに基づいてハイドロスタティックアクチュエータの直径を決める別の構成部材の外径に制限されてもよい。
【００１４】
外部へのマスターシリンダの漏れをシールするために、ハウジングとピストンとの間に、漏れシール、例えばリップシール又はベローズが設けられていてよい。択一的には、漏れシールは、ハウジングと伝動装置との間かつ／又は伝動装置の伝動装置スピンドルとハウジングとの間に配置されていてよい。
【００１５】
ハイドロスタティックアクチュエータの有利な態様では、マスターシリンダのハウジングと遊星転動機構型伝動装置のスリーブとが一体的に、例えば金属薄板から絞り加工により形成されていてよい。この場合、マスターシリンダと遊星転動機構型伝動装置とは、構成ユニットとして形成されていてよい。
【００１６】
ハイドロスタティックアクチュエータには、センサ装置が設けられている。センサ装置は、少なくとも電動モータの回転運動を検出し、好ましくはブラシレスの電動モータとして設けられる電動モータの整流のためにデータを提供する。付加的に、付加的なセンサによってか、又はセンサ装置に設けられたセンサによって、ピストンの軸方向のストロークが検出され、求められてもよい。さらにセンサ装置は、遊星転動機構型伝動装置のスリップを求めるために機能してもよい。データは、ハイドロスタティックアクチュエータの制御装置に読み込まれ、制御装置内で処理される。センサ装置は、信号を直接制御装置に伝達するか、又はローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置（Ｖｏｒｏｒｔｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）に提供することができる。ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置は、相応の信号を処理し、変換して制御装置に伝送する。制御装置は、ハイドロスタティックアクチュエータ、例えば電動モータに組み込まれているか、又はこれに取り付けられていてよい。制御装置は、マスターシリンダのハウジングを収容する端面に対向する端面にか、又はマスターシリンダのハウジングを収容する端面、例えばマスターシリンダのハウジングと電動モータのハウジングとの間に配置されていてよい。
【００１７】
本発明について、図１乃至図７に示した実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図２】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、リングピストンを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図３】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、マスターシリンダのハウジングと遊星転動機構型伝動装置のスリーブとからなる一体的な構成ユニットを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図４】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、組み込まれた後供給容器を備えるハイドロスタティックアクチュエータの部分断面図である。
【図５】遊星転動機構型伝動装置により引っ張られるピストンを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図６】センサ装置の多様な配置可能性を示すハイドロスタティックアクチュエータの電動モータの断面図である。
【図７】図２のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、圧力チャンバの半径方向内側に配置された後供給容器を備えるハイドロスタティックアクチュエータの部分断面図である。
【００１９】
図１は、ハイドロスタティックアクチュエータ１、例えばハイドロスタティッククラッチアクチュエータの断面図であり、ハイドロスタティックアクチュエータ１は、電動モータ２、遊星転動機構型伝動装置３及びマスターシリンダ４を有している。電動モータ２、遊星転動機構型伝動装置３及びマスターシリンダ４は、電動モータ２のロータ６の回転軸線５周りに配置されている。電動モータ２のステータ７は、ハウジング８内でキャップ９に不動に結合されている。ロータ６は、半径方向内側に遊星転動機構型伝動装置３を有している。遊星転動機構型伝動装置３は、スリーブ１０と、伝動装置スピンドル１１と、スリーブ１０と伝動装置スピンドル１１との間で転動する、周方向で分配されスリーブ１０に回動可能に取り付けられた複数の遊星転動体１２とを有している。減速比を高めるために、遊星転動体１２は、スリーブ１０の内歯列１４と噛み合っている粗歯列１３と、伝動装置スピンドル１１の雄ねじ山１６上を転動する細目ねじ山区分１５とを有している。遊星転動機構型伝動装置３の機能については、欧州特許出願公開第０３２０６２１号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１９５４０６３４号明細書を参照されたい。
【００２０】
図示の実施の形態では、遊星転動機構型伝動装置３は、ロータ６に対して同軸的にロータ６内に収容されている。伝動装置スピンドル１１は、機能に応じて、ロータ６の回転時に軸方向で移動する。本実施の形態では、スリーブ１０は、不動にロータ６に結合されている。ロータ６は、通常、永久磁石１７を備える金属薄板構造から形成可能である。金属薄板構造は、スリーブ１０に不動に結合、例えば溶接又はプレスばめされている。択一的には、永久磁石１７は、個別にスリーブ１０に取着、例えば接着されていてもよい。その結果、金属薄板構造のための相応の構成スペースは、節減される。スリーブ１０は、ハウジング８に対するロータ６の支承を請け負うとともに、遊星転動機構型伝動装置３の支承を請け負う。このために、好ましくは金属薄板から形成されるスリーブ１０は、２つの軸方向の付設部１８，１９を有している。付設部１８，１９上には、それぞれ１つの転がり軸受２０，２１が収容されている。転がり軸受２０は、軸方向で不動にハウジング８のハウジング区分２２に収容されており、転がり軸受２１は、ハウジング８にセンタリングされたインサート２３により支持される。遊星転動機構型伝動装置３を備えるロータ６の組み付けは、ハウジング８の開放側から行われ、開放側は、ロータ６の組み付け後、キャップ９により閉鎖される。
【００２１】
マスターシリンダ４は、マスターシリンダ４の、好ましくは金属薄板から形成されるハウジング２４により不動に電動モータのハウジング８に結合、例えば溶接されている。ハウジング８に対するハウジング２４のセンタリングは、例えばセンタリングカラー２５において達成可能である。ピストン２６は、ハウジング２４とともに圧力チャンバ２７を形成している。圧力チャンバ２７は、圧力ポート２８により圧力管路に接続可能である。圧力ポート２８は、図面には開口として概略的にのみ示されているにすぎないが、圧力管路への所望の接続形態に応じて迅速継手、ねじ継手又はこれに類するものを有していてもよい。好ましくは液状の圧力媒体で満たされた圧力チャンバ２７内にピストン２６の移動時に形成される圧力の結果、圧力管路の他端に接続されるスレーブシリンダが操作される。スレーブシリンダは、摩擦クラッチの皿ばね、レバーばね又はその他の付勢手段に作用して、摩擦クラッチを、実施の形態が強制開放型の摩擦クラッチとして形成されているか、又は強制閉鎖型の摩擦クラッチとして形成されているかに応じて、ミートあるいはレリーズする。
【００２２】
圧力チャンバ２７は、ピストン２６の、電動モータ２とは反対の側に接続されている。その結果、圧力チャンバ２７には、ピストン２６の押動時、圧力が加えられる。圧力の印加は、ねじ山付きスピンドル１１の軸方向の移動により実施される。ねじ山付きスピンドル１１は、ピストン２６を軸方向ガイド２９に収容している。この場合、伝動装置スピンドル１１は、軸方向で不動にピストン２６に結合されている。圧力チャンバ２７は、弛緩した状態で、図示しない後供給容器に接続されていてよい。後供給容器は、図示の構成スペース、例えば、圧力チャンバ２７の弛緩時にピストン２６とハウジング２４との間に残される、ハッチングで示すフリースペース３０に組み込まれていてよい。例えば引き戻された状態でピストン２６により開放され、ピストン２６が軸方向で移動して圧力チャンバ２７を圧縮したときに閉鎖される相応の接続は、図示していない。
【００２３】
図２は、図１のハイドロスタティックアクチュエータ１に対してマスターシリンダ４ａの形態に関して変更されたハイドロスタティックアクチュエータ１ａの断面図である。遊星転動機構型伝動装置を備える電動モータは、詳細には図示していないが、実質的に図１の遊星転動機構型伝動装置３を備える電動モータ２に相当する。マスターシリンダ４ａのハウジング２４ａは、図示の実施の形態では環状の圧力チャンバ２７ａを形成している。圧力チャンバ２７ａは、相応に環状に形成されたピストン面３１を備えて形成されたピストン２６ａにより画成される。圧力チャンバ２７ａは、図１の圧力チャンバ２７と同様に、電動モータとは反対の側に配置されている。その結果、ピストン２６ａの操作は、ねじ山付きスピンドル１１の押動方向で実施される。後供給容器は、圧力チャンバ２７ａの半径方向内側のフリースペース３０ａ内に設けられていてよい。
【００２４】
図３は、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｂの部分断面図である。このハイドロスタティックアクチュエータ１ｂにおいて、図１及び図２のハイドロスタティックアクチュエータ１，１ａとは異なり、図示しない遊星転動機構型伝動装置のスリーブ１０ａと、マスターシリンダ４ｂのハウジング２４ｂとは、一体的に、好ましくは金属薄板から例えば深絞り加工法により製造されている。ハウジング２４ｂの端面側の端部には、ピストン２６ｂにより画成される圧力チャンバ２７ｂが形成されている。ピストン２６ｂは、直接、伝動装置スピンドル１１に一体成形されているか、又は伝動装置スピンドル１１に結合されていてよい。ピストン２６ｂと伝動装置スピンドル１１との間に存在する回転数差は、動的なシール、例えばシールリップを備えるシールにより補償される。択一的又は付加的に、ハイドロスタティックアクチュエータのピストンと伝動装置スピンドルとの間に、軸方向で不動の、ただし相対回動可能な結合部が設けられていてよい。さらに伝動装置スピンドルは、回動防止された状態で固定のハウジング部分、例えばハウジング２４ｂに配置されていてよい。
【００２５】
図４は、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃの回転軸線５の上側の部分断面図である。ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃにおいて、マスターシリンダ４ｃの構造は、図１乃至図３のハイドロスタティックアクチュエータ１，１ａ，１ｂとは変更されている。図示のハイドロスタティックアクチュエータ１ｃにおいて、ピストン２６ｃとハウジング２４ｃとにより形成される、圧力ポート２８ｃを備える圧力チャンバ２７ｃは、軸方向でピストン２６ｃと、電動モータと遊星転動機構型伝動装置とにより形成される構成ユニット３２との間に配置されている。その結果、圧力チャンバ２７ｃ内には、ピストン２６ｃが伝動装置スピンドル１１によって構成ユニット３２に向かって軸方向で移動される際に、圧力が形成される。これに応じて、圧力は、ピストン２６ｃの引っ張り方向で形成される。その結果、マスターシリンダ４ｃは、構成ユニット３２に対して締め付けられ、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃの静的な設計に関して利点が達成可能である。後供給容器３３は、ハウジング２４ｃに組み込まれており、圧力チャンバ２７ｃの半径方向外側に設けられている。圧力チャンバ２７ｃが弛緩した状態で、後供給容器３３の容積は、後供給開口３４、例えばスニッファ孔あるいはブリーダ孔を介して連通している。その結果、圧力媒体の補償が可能であり、場合によっては、スレーブシリンダ及び圧力管路から圧力チャンバ２７ｃ内に掃気された気泡が、後供給容器３３に送られる。後供給容器３３は、充填開口３５を介して充填される。充填開口３５は、例えば、図示したように、ボール３６により閉鎖されている。後供給容器３３の圧力補償は、概略的にのみ示したダイヤフラム３７により実施される。ダイヤフラム３７は、軸方向のひだを有していてもよいベローズとして形成可能である。後供給容器３３の正圧は、場合によっては、図示しない液密の開口、例えばラビリンス開口及び／又はダイヤフラム開口により補償されてもよい。圧力チャンバを形成するためにハウジング２４ｃ内に設けられる開口３８には、特に異物の侵入を回避するために、カバー３８ａ、例えばダイヤフラム又はベローズが、設けられる。
【００２６】
図５は、図４のハイドロスタティックアクチュエータ１ｃに対して択一的な、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｄの形態の実施の形態の断面図である。この場合、構成ユニット３２は、図１の電動モータ２及び遊星転動機構型伝動装置３から形成される構成ユニットと実質同一である。伝動装置スピンドル１１の引っ張り方向でのピストン２６ｄの操作の結果、圧力チャンバ２７ｄに作用する圧力に抗した遊星転動機構型伝動装置３の軸方向の支持は、ハウジング側で、例えばマスターシリンダ４ｄのハウジング２４ｄにおいて支持可能である。その結果、力伝達経路は、電動モータ２を介在しない。図示の実施の形態では、ピストン２６ｄにより圧力チャンバ２７ｄに圧力を加えたとき、ロータ６に固く結合されたスリーブ１０ｄは、転がり軸受２０を介して軸方向でハウジング８ｄのストッパに対して締め付けられる。ハウジング８ｄは、マスターシリンダのハウジング２４ｄに固く結合されている。その結果、力伝達経路は、スリーブ１０ｄから遊星転動体１２及びねじ山付きスピンドル１１を介してピストン２６ｄに、そしてピストン２６ｄからハウジング２４ｄ、ハウジング８ｄ、転がり軸受２０を介してスリーブ１０ｄへと閉じられる。フリースペース３０ｄ内には、圧力チャンバ２７ｄの半径方向内側に、図示しない後供給容器が格納可能である。
【００２７】
図６は、電動モータ２及び遊星転動機構型伝動装置３を備えるハイドロスタティックアクチュエータの構成ユニット３２と、ロータ３あるいはスリーブ１０の回転数を検出するためのセンサ装置３９の可能な配置とを示している。この図面は、センサ４０，４１の２つの配置態様を示している。センサ４０，４１は、ホールセンサとして形成可能である。この場合、場合によっては、ホールセンサのセンサ磁石４２が、センサ４０，４１に対して相対回動可能な構成部材に配置されていてよい。センサ４０，４１は、能動型又は受動型に作動可能であり、ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置４３は、センサ４０，４１と、図示しない制御装置との間に設けられていてよい。ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置４３は、例えば、センサ４０，４１から得られたローデータから標準化された低抵抗のデータを生成して、これを制御装置に伝送する。獲得されたデータにより、ブラシレスモータとして形成された電動モータ２は、整流され、かつ／又は遊星転動機構型伝動装置３の既知の減速比を介して、ピストンの軸方向のストロークが特定され得る。さらにセンサ装置３９は、遊星転動機構型伝動装置３がスリップレスに形成されていない場合、スリップを検出可能である。スリップは、制御装置内で評価され、補償される。さらにセンサ装置３９は、マスターシリンダの圧力チャンバ内の圧力を求めるための圧力センサを含んでいてよい。特別な場合、ピストンのストローク測定システムが設けられていてよい。
【００２８】
図７は、図５のハイドロスタティックアクチュエータ１ｄに類似のハイドロスタティックアクチュエータ１ｅの、回転軸線５の上側の部分の概略断面図である。図５のハイドロスタティックアクチュエータ１ｄとは異なり、マスターシリンダ４ｅには、ピストン２６ｅ及びハウジング２４ｅにより形成され圧力ポート２８ｅを備える圧力チャンバ２７ｅの半径方向内側に配置される後供給容器３３ｅが設けられている。後供給容器３３ｅは、流体静力学的に圧力チャンバ２７ｅの下に配置されている。その結果、後供給容器３３ｅには、圧力チャンバ２７ｅ内への圧力媒体の、場合によっては必要な後供給を保証するためにプリロードがかけられている。このために、後供給容器の容積には、シール４５を備えるピストン４４によりプリロードがかけられる。この場合、ピストン４４と、ハウジング２４ｅあるいはこのハウジング２４ｅに結合された電動モータのハウジング８ｅとの間に、エネルギアキュムレータ４６、例えば圧縮ばね又はこれに類するものの形態のエネルギアキュムレータ４６が緊縮されている。後供給開口３４ｅを介して、後流入する圧力媒体は、ハウジング２４ｅのシール区分４７に到達する。シール区分４７において、ピストン２６ｅは、一方では、シール、例えば溝付きリングシール４８により外部に対してシールされ、他方では、圧力チャンバ２７ｅに対してシール、例えば溝付きリングシール４９によりシールされる。ピストン２６ｅがマスターシリンダの放圧位置に移動すると、ピストン２６ｅに設けられたスニッファ溝あるいはブリーダ溝（Ｓｃｈｎｕｅｆｆｅｌｎｕｔ）５０は、溝付きリングシール４９にオーバラップし、後供給容器３３ｅと圧力チャンバ２７ｅとの間の接続を開放する。この接続を介して、場合によっては圧力媒体が交換可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ａ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｂ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｃ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｄ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｅ ハイドロスタティックアクチュエータ
２ 電動モータ
３ 遊星転動機構型伝動装置
４ マスターシリンダ
４ａ マスターシリンダ
４ｂ マスターシリンダ
４ｃ マスターシリンダ
４ｄ マスターシリンダ
４ｅ マスターシリンダ
５ 回転軸線
６ ロータ
７ ステータ
８ ハウジング
８ｄ ハウジング
８ｅ ハウジング
９ キャップ
１０ スリーブ
１０ａ スリーブ
１０ｄ スリーブ
１１ 伝動装置スピンドル
１２ 遊星転動体
１３ 粗歯列
１４ 内歯列
１５ 細目ねじ山区分
１６ 雄ねじ山
１７ 永久磁石
１８ 付設部
１９ 付設部
２０ 転がり軸受
２１ 転がり軸受
２２ ハウジング区分
２３ インサート
２４ ハウジング
２４ａ ハウジング
２４ｂ ハウジング
２４ｃ ハウジング
２４ｄ ハウジング
２４ｅ ハウジング
２５ センタリングカラー
２６ ピストン
２６ａ ピストン
２６ｂ ピストン
２６ｃ ピストン
２６ｄ ピストン
２６ｅ ピストン
２７ 圧力チャンバ
２７ａ 圧力チャンバ
２７ｂ 圧力チャンバ
２７ｃ 圧力チャンバ
２７ｄ 圧力チャンバ
２７ｅ 圧力チャンバ
２８ 圧力ポート
２８ｃ 圧力ポート
２８ｅ 圧力ポート
２９ 軸方向ガイド
３０ フリースペース
３０ａ フリースペース
３０ｄ フリースペース
３１ ピストン面
３２ 構成ユニット
３３ 後供給容器
３３ｅ 後供給容器
３４ 後供給開口
３４ｅ 後供給開口
３５ 充填開口
３６ ボール
３７ ダイヤフラム
３８ 開口
３８ａ カバー
３９ センサ装置
４０ センサ
４１ センサ
４２ センサ磁石
４３ ローカル型の電子装置
４４ ピストン
４５ シール
４６ エネルギアキュムレータ
４７ シール区分
４８ 溝付きリングシール
４９ 溝付きリングシール
５０ スニッファ溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロスタティックアクチュエータ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔａｋｔｏｒ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータに関する。
【０００２】
前提となるハイドロスタティックアクチュエータは、ハイドロスタティッククラッチアクチュエータの形態でドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７００９３５号明細書において公知である。この場合、マスターシリンダのピストンは、電動モータにより駆動される。電動モータの回転運動は、ウォーム型伝動装置の形態の伝動装置により軸方向の運動に変換される。その際、ピストンは、ウォームホイールに配置された偏心ピンにより駆動される。
【０００３】
本発明の課題は、この種のハイドロスタティックアクチュエータを、特に効率の向上、所要構成スペースの減少及びマスターシリンダの運転圧の上昇を背景に改良・発展させることである。
【０００４】
上記課題は、ハイドロスタティックアクチュエータ、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータにおいて、ピストンが、電動モータの回転軸線に関して軸方向で圧力チャンバと電動モータとの間に配置されていることにより解決される。
【０００５】
択一的には、上記課題は、ハイドロスタティックアクチュエータ、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジングと、ハウジング内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバに圧力を加えるピストンとを含むマスターシリンダを備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、伝動装置を回転駆動する、ステータ及びロータを備える電動モータと、を備えるハイドロスタティックアクチュエータにおいて、圧力チャンバが、電動モータの回転軸線に関して軸方向でピストンと電動モータとの間に配置されていることにより解決される。この種の配置を使用した場合、圧力チャンバをピストンにより圧縮するとき、マスターシリンダのハウジングには、電動モータに向かって力が加えられる。その際、ピストンは、伝動装置がピストンに引っ張り力を及ぼすことにより、電動モータに向かって引っ張られる。例えば、伝動装置の伝動装置スピンドルは、ピストンと一体的に結合されていてよい。その際、ピストンがリングピストンとして、環状に形成された圧力チャンバ内を移動するようになっていると、有利であることが判っている。
【０００６】
提案するハイドロスタティックアクチュエータは、大きな運動行程のための摩擦クラッチの操作に使用可能である他、特に、大きな力が比較的小さな電動モータで変換されなければならない自動車において使用可能である。これには、常用ブレーキ及び駐車ブレーキ等のブレーキの操作、トランスミッションの操作、パークロックの操作、ドア及びフラップの操作、並びにこれらに類するものの操作が例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００７】
伝動装置として、ピストンを軸方向で駆動する、選択的にピストンに一体的に結合されたスピンドルと、スリーブから形成されていてよいスピンドルナットとを備えるスピンドル型伝動装置（Ｓｐｉｎｄｅｌｇｅｔｒｉｅｂｅ）が好適である。スリーブは、直接、電動モータのロータにより駆動されるか、又はロータから形成されていてよい。さらに、摩擦を低減するために、スピンドルは、ボール循環スピンドルあるいはボールねじとして設けられていてもよい。伝動装置が、ピストンを軸方向で移動させる、回転軸線に沿って配置されるねじ山付きスピンドルと、ねじ山付きスピンドルに対して同軸的に配置される、回転駆動されるスリーブと、ねじ山付きスピンドルとスリーブとの間で転動する遊星歯車とを備える遊星転動機構型伝動装置（Ｐｌａｎｅｔｅｎｗａｅｌｚｇｅｔｒｉｅｂｅ）から形成されていると、特に有利であることが判っている。遊星転動機構型伝動装置は、例えば欧州特許出願公開第０３２０６２１号明細書において詳細に開示されている。好ましくは、遊星転動機構型伝動装置の使用時、遊星転動機構型伝動装置の高い減速比により、高回転の、その出力に関して比較的弱く設計される電動モータが使用可能である。
【０００８】
特に軸方向の構成スペースを減じるために、伝動装置、例えば遊星転動機構型伝動装置は、ロータの半径方向内側に配置されていてよい。その際、ロータは、伝動装置、例えば遊星転動機構型伝動装置のスリーブに支承されていてよい。この場合、伝動装置全体は、ロータの構成スペース内に格納可能である。ロータとスリーブの機能は、互いに組み合わせ可能である。例えば、ロータの永久磁石が直接スリーブに収容、例えばスリーブに接着されることにより、ロータの金属薄板構造は省略可能である。さらに、例えばロータが遊星転動機構型伝動装置の遊星歯車のための内歯列を形成することにより、伝動装置がロータ内に組み込まれていてもよい。
【０００９】
特にコンパクトなハイドロスタティックアクチュエータを実現するために、ハイドロスタティックアクチュエータの構成部材あるいは構成群は、入れ子に配置されていてよい。例えば、マスターシリンダハウジングの、圧力チャンバを形成するハウジング区分は、伝動装置の半径方向外側に配置されており、かつ電動モータは、軸方向で圧力チャンバに隣接配置されていてよい。この場合、電動モータが、圧力チャンバの外径あるいは圧力チャンバを形成するハウジング区分の外径より小さな直径を有していると、有利であることが判っている。
【００１０】
さらにハイドロスタティックアクチュエータ内に、流体静力学的な圧力媒体のための後供給容器（Ｎａｃｈｌａｕｆｂｅｈａｅｌｔｅｒ）が、好ましくは追加の構成スペースをとらずに、すなわち、電動モータ、伝動装置及びマスターシリンダのハウジング用として予定される、有利には電動モータの回転軸線周りに柱状に配置される構成スペース内に組み込まれていると、有利であることが判っている。
【００１１】
後供給容器は、いわゆるスニッファ孔あるいはブリーダ孔（Ｓｃｈｎｕｅｆｆｅｌｂｏｈｒｕｎｇ）を介して圧力チャンバに接続可能である。スニッファ孔あるいはブリーダ孔は、ピストンを弛めた状態で圧力チャンバに接続され、圧力チャンバに圧力をかける際にはピストンにより閉鎖される。後供給容器は、組み付けられた状態で圧力チャンバの上にくるような配置の場合、周囲と圧力の均衡がとれた状態にしておき、圧力媒体が流体静力学的に後供給可能であるようにしてもよいし、又はダイヤフラム、例えばベローズ、又は圧縮ばねにより予め加圧しておき、圧力媒体を必要なときに軽い正圧下で圧力チャンバに後供給可能であるようにしてもよい。
【００１２】
環状に形成された圧力チャンバにおいて、後供給容器が、圧力チャンバの半径方向内側に、例えば、ピストンロッドと、マスターシリンダのハウジングの内周面とにより残された構成スペース内に配置されていると、特に有利であることが判っている。この場合、ピストンロッドか、又は伝動装置の、ピストンロッドに固く結合されたか、若しくはピストンロッドと一体的に形成されたねじ山付きスピンドルが、ピストンの移動中、少なくとも部分的に軸方向で後供給容器に係合するようになっていてよい。
【００１３】
択一的な形態では、後供給容器が、環状に形成された圧力チャンバの半径方向外側に配置されていてよい。この場合、後供給容器の直径は、半径方向で電動モータの外径にか、又は構成スペースに基づいてハイドロスタティックアクチュエータの直径を決める別の構成部材の外径に制限されてもよい。
【００１４】
外部へのマスターシリンダの漏れをシールするために、ハウジングとピストンとの間に、漏れシール、例えばリップシール又はベローズが設けられていてよい。択一的には、漏れシールは、ハウジングと伝動装置との間かつ／又は伝動装置の伝動装置スピンドルとハウジングとの間に配置されていてよい。
【００１５】
ハイドロスタティックアクチュエータの有利な態様では、マスターシリンダのハウジングと遊星転動機構型伝動装置のスリーブとが一体的に、例えば金属薄板から絞り加工により形成されていてよい。この場合、マスターシリンダと遊星転動機構型伝動装置とは、構成ユニットとして形成されていてよい。
【００１６】
ハイドロスタティックアクチュエータには、センサ装置が設けられている。センサ装置は、少なくとも電動モータの回転運動を検出し、好ましくはブラシレスの電動モータとして設けられる電動モータの整流のためにデータを提供する。付加的に、付加的なセンサによってか、又はセンサ装置に設けられたセンサによって、ピストンの軸方向のストロークが検出され、求められてもよい。さらにセンサ装置は、遊星転動機構型伝動装置のスリップを求めるために機能してもよい。データは、ハイドロスタティックアクチュエータの制御装置に読み込まれ、制御装置内で処理される。センサ装置は、信号を直接制御装置に伝達するか、又はローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置（Ｖｏｒｏｒｔｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）に提供することができる。ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置は、相応の信号を処理し、変換して制御装置に伝送する。制御装置は、ハイドロスタティックアクチュエータ、例えば電動モータに組み込まれているか、又はこれに取り付けられていてよい。制御装置は、マスターシリンダのハウジングを収容する端面に対向する端面にか、又はマスターシリンダのハウジングを収容する端面、例えばマスターシリンダのハウジングと電動モータのハウジングとの間に配置されていてよい。
【００１７】
本発明について、図１乃至図７に示した実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図２】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、リングピストンを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図３】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、マスターシリンダのハウジングと遊星転動機構型伝動装置のスリーブとからなる一体的な構成ユニットを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図４】図１のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、組み込まれた後供給容器を備えるハイドロスタティックアクチュエータの部分断面図である。
【図５】遊星転動機構型伝動装置により引っ張られるピストンを備えるハイドロスタティックアクチュエータの断面図である。
【図６】センサ装置の多様な配置可能性を示すハイドロスタティックアクチュエータの電動モータの断面図である。
【図７】図２のハイドロスタティックアクチュエータに対して軽微な変更を加えた、圧力チャンバの半径方向内側に配置された後供給容器を備えるハイドロスタティックアクチュエータの部分断面図である。
【００１９】
図１は、ハイドロスタティックアクチュエータ１、例えばハイドロスタティッククラッチアクチュエータの断面図であり、ハイドロスタティックアクチュエータ１は、電動モータ２、遊星転動機構型伝動装置３及びマスターシリンダ４を有している。電動モータ２、遊星転動機構型伝動装置３及びマスターシリンダ４は、電動モータ２のロータ６の回転軸線５周りに配置されている。電動モータ２のステータ７は、ハウジング８内でキャップ９に不動に結合されている。ロータ６は、半径方向内側に遊星転動機構型伝動装置３を有している。遊星転動機構型伝動装置３は、スリーブ１０と、伝動装置スピンドル１１と、スリーブ１０と伝動装置スピンドル１１との間で転動する、周方向で分配されスリーブ１０に回動可能に取り付けられた複数の遊星転動体１２とを有している。減速比を高めるために、遊星転動体１２は、スリーブ１０の内歯列１４と噛み合っている粗歯列１３と、伝動装置スピンドル１１の雄ねじ山１６上を転動する細目ねじ山区分１５とを有している。遊星転動機構型伝動装置３の機能については、欧州特許出願公開第０３２０６２１号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１９５４０６３４号明細書を参照されたい。
【００２０】
図示の実施の形態では、遊星転動機構型伝動装置３は、ロータ６に対して同軸的にロータ６内に収容されている。伝動装置スピンドル１１は、機能に応じて、ロータ６の回転時に軸方向で移動する。本実施の形態では、スリーブ１０は、不動にロータ６に結合されている。ロータ６は、通常、永久磁石１７を備える金属薄板構造から形成可能である。金属薄板構造は、スリーブ１０に不動に結合、例えば溶接又はプレスばめされている。択一的には、永久磁石１７は、個別にスリーブ１０に取着、例えば接着されていてもよい。その結果、金属薄板構造のための相応の構成スペースは、節減される。スリーブ１０は、ハウジング８に対するロータ６の支承を請け負うとともに、遊星転動機構型伝動装置３の支承を請け負う。このために、好ましくは金属薄板から形成されるスリーブ１０は、２つの軸方向の付設部１８，１９を有している。付設部１８，１９上には、それぞれ１つの転がり軸受２０，２１が収容されている。転がり軸受２０は、軸方向で不動にハウジング８のハウジング区分２２に収容されており、転がり軸受２１は、ハウジング８にセンタリングされたインサート２３により支持される。遊星転動機構型伝動装置３を備えるロータ６の組み付けは、ハウジング８の開放側から行われ、開放側は、ロータ６の組み付け後、キャップ９により閉鎖される。
【００２１】
マスターシリンダ４は、マスターシリンダ４の、好ましくは金属薄板から形成されるハウジング２４により不動に電動モータのハウジング８に結合、例えば溶接されている。ハウジング８に対するハウジング２４のセンタリングは、例えばセンタリングカラー２５において達成可能である。ピストン２６は、ハウジング２４とともに圧力チャンバ２７を形成している。圧力チャンバ２７は、圧力ポート２８により圧力管路に接続可能である。圧力ポート２８は、図面には開口として概略的にのみ示されているにすぎないが、圧力管路への所望の接続形態に応じて迅速継手、ねじ継手又はこれに類するものを有していてもよい。好ましくは液状の圧力媒体で満たされた圧力チャンバ２７内にピストン２６の移動時に形成される圧力の結果、圧力管路の他端に接続されるスレーブシリンダが操作される。スレーブシリンダは、摩擦クラッチの皿ばね、レバーばね又はその他の付勢手段に作用して、摩擦クラッチを、実施の形態が強制開放型の摩擦クラッチとして形成されているか、又は強制閉鎖型の摩擦クラッチとして形成されているかに応じて、ミートあるいはレリーズする。
【００２２】
圧力チャンバ２７は、ピストン２６の、電動モータ２とは反対の側に接続されている。その結果、圧力チャンバ２７には、ピストン２６の押動時、圧力が加えられる。圧力の印加は、ねじ山付きスピンドル１１の軸方向の移動により実施される。ねじ山付きスピンドル１１は、ピストン２６を軸方向ガイド２９に収容している。この場合、伝動装置スピンドル１１は、軸方向で不動にピストン２６に結合されている。圧力チャンバ２７は、弛緩した状態で、図示しない後供給容器に接続されていてよい。後供給容器は、図示の構成スペース、例えば、圧力チャンバ２７の弛緩時にピストン２６とハウジング２４との間に残される、ハッチングで示すフリースペース３０に組み込まれていてよい。例えば引き戻された状態でピストン２６により開放され、ピストン２６が軸方向で移動して圧力チャンバ２７を圧縮したときに閉鎖される相応の接続は、図示していない。
【００２３】
図２は、図１のハイドロスタティックアクチュエータ１に対してマスターシリンダ４ａの形態に関して変更されたハイドロスタティックアクチュエータ１ａの断面図である。遊星転動機構型伝動装置を備える電動モータは、詳細には図示していないが、実質的に図１の遊星転動機構型伝動装置３を備える電動モータ２に相当する。マスターシリンダ４ａのハウジング２４ａは、図示の実施の形態では環状の圧力チャンバ２７ａを形成している。圧力チャンバ２７ａは、相応に環状に形成されたピストン面３１を備えて形成されたピストン２６ａにより画成される。圧力チャンバ２７ａは、図１の圧力チャンバ２７と同様に、電動モータとは反対の側に配置されている。その結果、ピストン２６ａの操作は、ねじ山付きスピンドル１１の押動方向で実施される。後供給容器は、圧力チャンバ２７ａの半径方向内側のフリースペース３０ａ内に設けられていてよい。
【００２４】
図３は、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｂの部分断面図である。このハイドロスタティックアクチュエータ１ｂにおいて、図１及び図２のハイドロスタティックアクチュエータ１，１ａとは異なり、図示しない遊星転動機構型伝動装置のスリーブ１０ａと、マスターシリンダ４ｂのハウジング２４ｂとは、一体的に、好ましくは金属薄板から例えば深絞り加工法により製造されている。ハウジング２４ｂの端面側の端部には、ピストン２６ｂにより画成される圧力チャンバ２７ｂが形成されている。ピストン２６ｂは、直接、伝動装置スピンドル１１に一体成形されているか、又は伝動装置スピンドル１１に結合されていてよい。ピストン２６ｂと伝動装置スピンドル１１との間に存在する回転数差は、動的なシール、例えばシールリップを備えるシールにより補償される。択一的又は付加的に、ハイドロスタティックアクチュエータのピストンと伝動装置スピンドルとの間に、軸方向で不動の、ただし相対回動可能な結合部が設けられていてよい。さらに伝動装置スピンドルは、回動防止された状態で固定のハウジング部分、例えばハウジング２４ｂに配置されていてよい。
【００２５】
図４は、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃの回転軸線５の上側の部分断面図である。ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃにおいて、マスターシリンダ４ｃの構造は、図１乃至図３のハイドロスタティックアクチュエータ１，１ａ，１ｂとは変更されている。図示のハイドロスタティックアクチュエータ１ｃにおいて、ピストン２６ｃとハウジング２４ｃとにより形成される、圧力ポート２８ｃを備える圧力チャンバ２７ｃは、軸方向でピストン２６ｃと、電動モータと遊星転動機構型伝動装置とにより形成される構成ユニット３２との間に配置されている。その結果、圧力チャンバ２７ｃ内には、ピストン２６ｃが伝動装置スピンドル１１によって構成ユニット３２に向かって軸方向で移動される際に、圧力が形成される。これに応じて、圧力は、ピストン２６ｃの引っ張り方向で形成される。その結果、マスターシリンダ４ｃは、構成ユニット３２に対して締め付けられ、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｃの静的な設計に関して利点が達成可能である。後供給容器３３は、ハウジング２４ｃに組み込まれており、圧力チャンバ２７ｃの半径方向外側に設けられている。圧力チャンバ２７ｃが弛緩した状態で、後供給容器３３の容積は、後供給開口３４、例えばスニッファ孔あるいはブリーダ孔を介して連通している。その結果、圧力媒体の補償が可能であり、場合によっては、スレーブシリンダ及び圧力管路から圧力チャンバ２７ｃ内に掃気された気泡が、後供給容器３３に送られる。後供給容器３３は、充填開口３５を介して充填される。充填開口３５は、例えば、図示したように、ボール３６により閉鎖されている。後供給容器３３の圧力補償は、概略的にのみ示したダイヤフラム３７により実施される。ダイヤフラム３７は、軸方向のひだを有していてもよいベローズとして形成可能である。後供給容器３３の正圧は、場合によっては、図示しない液密の開口、例えばラビリンス開口及び／又はダイヤフラム開口により補償されてもよい。圧力チャンバを形成するためにハウジング２４ｃ内に設けられる開口３８には、特に異物の侵入を回避するために、カバー３８ａ、例えばダイヤフラム又はベローズが、設けられる。
【００２６】
図５は、図４のハイドロスタティックアクチュエータ１ｃに対して択一的な、ハイドロスタティックアクチュエータ１ｄの形態の実施の形態の断面図である。この場合、構成ユニット３２は、図１の電動モータ２及び遊星転動機構型伝動装置３から形成される構成ユニットと実質同一である。伝動装置スピンドル１１の引っ張り方向でのピストン２６ｄの操作の結果、圧力チャンバ２７ｄに作用する圧力に抗した遊星転動機構型伝動装置３の軸方向の支持は、ハウジング側で、例えばマスターシリンダ４ｄのハウジング２４ｄにおいて支持可能である。その結果、力伝達経路は、電動モータ２を介在しない。図示の実施の形態では、ピストン２６ｄにより圧力チャンバ２７ｄに圧力を加えたとき、ロータ６に固く結合されたスリーブ１０ｄは、転がり軸受２０を介して軸方向でハウジング８ｄのストッパに対して締め付けられる。ハウジング８ｄは、マスターシリンダのハウジング２４ｄに固く結合されている。その結果、力伝達経路は、スリーブ１０ｄから遊星転動体１２及びねじ山付きスピンドル１１を介してピストン２６ｄに、そしてピストン２６ｄからハウジング２４ｄ、ハウジング８ｄ、転がり軸受２０を介してスリーブ１０ｄへと閉じられる。フリースペース３０ｄ内には、圧力チャンバ２７ｄの半径方向内側に、図示しない後供給容器が格納可能である。
【００２７】
図６は、電動モータ２及び遊星転動機構型伝動装置３を備えるハイドロスタティックアクチュエータの構成ユニット３２と、ロータ３あるいはスリーブ１０の回転数を検出するためのセンサ装置３９の可能な配置とを示している。この図面は、センサ４０，４１の２つの配置態様を示している。センサ４０，４１は、ホールセンサとして形成可能である。この場合、場合によっては、ホールセンサのセンサ磁石４２が、センサ４０，４１に対して相対回動可能な構成部材に配置されていてよい。センサ４０，４１は、能動型又は受動型に作動可能であり、ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置４３は、センサ４０，４１と、図示しない制御装置との間に設けられていてよい。ローカル型あるいはインサイチュ型の電子装置４３は、例えば、センサ４０，４１から得られたローデータから標準化された低抵抗のデータを生成して、これを制御装置に伝送する。獲得されたデータにより、ブラシレスモータとして形成された電動モータ２は、整流され、かつ／又は遊星転動機構型伝動装置３の既知の減速比を介して、ピストンの軸方向のストロークが特定され得る。さらにセンサ装置３９は、遊星転動機構型伝動装置３がスリップレスに形成されていない場合、スリップを検出可能である。スリップは、制御装置内で評価され、補償される。さらにセンサ装置３９は、マスターシリンダの圧力チャンバ内の圧力を求めるための圧力センサを含んでいてよい。特別な場合、ピストンのストローク測定システムが設けられていてよい。
【００２８】
図７は、図５のハイドロスタティックアクチュエータ１ｄに類似のハイドロスタティックアクチュエータ１ｅの、回転軸線５の上側の部分の概略断面図である。図５のハイドロスタティックアクチュエータ１ｄとは異なり、マスターシリンダ４ｅには、ピストン２６ｅ及びハウジング２４ｅにより形成され圧力ポート２８ｅを備える圧力チャンバ２７ｅの半径方向内側に配置される後供給容器３３ｅが設けられている。後供給容器３３ｅは、流体静力学的に圧力チャンバ２７ｅの下に配置されている。その結果、後供給容器３３ｅには、圧力チャンバ２７ｅ内への圧力媒体の、場合によっては必要な後供給を保証するためにプリロードがかけられている。このために、後供給容器の容積には、シール４５を備えるピストン４４によりプリロードがかけられる。この場合、ピストン４４と、ハウジング２４ｅあるいはこのハウジング２４ｅに結合された電動モータのハウジング８ｅとの間に、エネルギアキュムレータ４６、例えば圧縮ばね又はこれに類するものの形態のエネルギアキュムレータ４６が緊縮されている。後供給開口３４ｅを介して、後流入する圧力媒体は、ハウジング２４ｅのシール区分４７に到達する。シール区分４７において、ピストン２６ｅは、一方では、シール、例えば溝付きリングシール４８により外部に対してシールされ、他方では、圧力チャンバ２７ｅに対してシール、例えば溝付きリングシール４９によりシールされる。ピストン２６ｅがマスターシリンダの放圧位置に移動すると、ピストン２６ｅに設けられたスニッファ溝あるいはブリーダ溝（Ｓｃｈｎｕｅｆｆｅｌｎｕｔ）５０は、溝付きリングシール４９にオーバラップし、後供給容器３３ｅと圧力チャンバ２７ｅとの間の接続を開放する。この接続を介して、場合によっては圧力媒体が交換可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ａ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｂ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｃ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｄ ハイドロスタティックアクチュエータ
１ｅ ハイドロスタティックアクチュエータ
２ 電動モータ
３ 遊星転動機構型伝動装置
４ マスターシリンダ
４ａ マスターシリンダ
４ｂ マスターシリンダ
４ｃ マスターシリンダ
４ｄ マスターシリンダ
４ｅ マスターシリンダ
５ 回転軸線
６ ロータ
７ ステータ
８ ハウジング
８ｄ ハウジング
８ｅ ハウジング
９ キャップ
１０ スリーブ
１０ａ スリーブ
１０ｄ スリーブ
１１ 伝動装置スピンドル
１２ 遊星転動体
１３ 粗歯列
１４ 内歯列
１５ 細目ねじ山区分
１６ 雄ねじ山
１７ 永久磁石
１８ 付設部
１９ 付設部
２０ 転がり軸受
２１ 転がり軸受
２２ ハウジング区分
２３ インサート
２４ ハウジング
２４ａ ハウジング
２４ｂ ハウジング
２４ｃ ハウジング
２４ｄ ハウジング
２４ｅ ハウジング
２５ センタリングカラー
２６ ピストン
２６ａ ピストン
２６ｂ ピストン
２６ｃ ピストン
２６ｄ ピストン
２６ｅ ピストン
２７ 圧力チャンバ
２７ａ 圧力チャンバ
２７ｂ 圧力チャンバ
２７ｃ 圧力チャンバ
２７ｄ 圧力チャンバ
２７ｅ 圧力チャンバ
２８ 圧力ポート
２８ｃ 圧力ポート
２８ｅ 圧力ポート
２９ 軸方向ガイド
３０ フリースペース
３０ａ フリースペース
３０ｄ フリースペース
３１ ピストン面
３２ 構成ユニット
３３ 後供給容器
３３ｅ 後供給容器
３４ 後供給開口
３４ｅ 後供給開口
３５ 充填開口
３６ ボール
３７ ダイヤフラム
３８ 開口
３８ａ カバー
３９ センサ装置
４０ センサ
４１ センサ
４２ センサ磁石
４３ ローカル型の電子装置
４４ ピストン
４５ シール
４６ エネルギアキュムレータ
４７ シール区分
４８ 溝付きリングシール
４９ 溝付きリングシール
５０ スニッファ溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｄ，１ｅ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジング（２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ）と、該ハウジング（２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ）内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバ（２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ）に圧力を加えるピストン（２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）とを含むマスターシリンダ（４ｃ，４ｄ，４ｅ）を備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、該伝動装置を回転駆動する、ステータ（７）及びロータ（６）を備える電動モータ（２）と、を備えるハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｄ，１ｅ）において、前記圧力チャンバ（２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ）が、前記電動モータ（２）の回転軸線（５）に関して軸方向で前記ピストン（２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）と前記電動モータ（２）との間に配置されていることを特徴とする、ハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項２】
ハイドロスタティックアクチュエータ（１，１ａ，１ｂ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジング（２４，２４ａ，２４ｂ）と、該ハウジング（２４，２４ａ，２４ｂ）内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバ（２７，２７ａ，２７ｂ）に圧力を加えるピストン（２６，２６ａ，２６ｂ）とを含むマスターシリンダ（４，４ａ，４ｂ）を備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、該伝動装置を回転駆動する、ステータ（７）及びロータ（６）を備える電動モータ（２）と、を備えるハイドロスタティックアクチュエータ（１，１ａ，１ｂ）において、前記ピストン（２６，２６ａ，２６ｂ）が、前記電動モータ（２）の回転軸線（５）に関して軸方向で前記圧力チャンバ（２７，２７ａ，２７ｂ）と前記電動モータ（２）との間に配置されていることを特徴とする、ハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項３】
前記伝動装置が、前記ピストン（２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）を軸方向で移動させる、前記回転軸線（５）に沿って配置されるねじ山付きスピンドル（１１）と、該ねじ山付きスピンドル（１１）に対して同軸的に配置される、回転駆動されるスリーブ（１０，１０ａ，１０ｄ）と、前記ねじ山付きスピンドル（１１）と前記スリーブ（１０，１０ａ，１０ｄ）との間で転動する遊星転動体（１２）とを備える遊星転動機構型伝動装置（３）から形成されている、請求項１又は２記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項４】
前記伝動装置が前記ロータ（６）の半径方向内側に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項５】
前記ロータ（６）が前記伝動装置に支承されている、請求項４記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項６】
前記伝動装置が前記ロータ（６）内に組み込まれている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項７】
前記圧力チャンバが前記伝動装置の半径方向外側に配置されており、かつ前記電動モータが、軸方向で前記圧力チャンバに隣接配置されており、該圧力チャンバの外径より小さな直径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項８】
前記ハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｅ）内に、流体静力学的な圧力媒体のための後供給容器（３３，３３ｅ）が組み込まれている、請求項１から７までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項９】
前記後供給容器（３３ｅ）にプリロードがかけられている、請求項８記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１０】
前記後供給容器（３３ｅ）が、環状に形成された圧力チャンバ（２７ｅ）の半径方向内側に配置されている、請求項８又は９記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１１】
前記伝動装置のねじ山付きスピンドルが、ピストンの移動中、少なくとも部分的に軸方向で前記後供給容器に係合する、請求項１０記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１２】
前記後供給容器が、環状に形成された圧力チャンバの半径方向外側に配置されている、請求項９又は１０記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１３】
前記ハウジングと前記ピストンとの間に漏れシールが配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１４】
前記ハウジングと前記伝動装置との間に漏れシールが配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１５】
前記漏れシールが、前記伝動装置の伝動装置スピンドルと前記ハウジングとの間に配置されている、請求項１４記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１６】
前記ハウジング（２４ｂ）と前記スリーブ（１０ａ）とが一体的に形成されている、請求項３から１５までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１７】
前記電動モータ（２）を制御するためのセンサ装置（３９）が、前記マスターシリンダの前記ハウジングを収容する端面に対向する端面に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１８】
前記電動モータを制御するためのセンサ装置（３９）が、前記マスターシリンダの前記ハウジングを収容する端面に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１】
ハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｄ，１ｅ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジング（２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ）と、該ハウジング（２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ）内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバ（２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ）に圧力を加えるピストン（２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）とを含むマスターシリンダ（４ｃ，４ｄ，４ｅ）を備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、該伝動装置を回転駆動する、ステータ（７）及びロータ（６）を備える電動モータ（２）と、を備えるハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｄ，１ｅ）において、前記圧力チャンバ（２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ）が、前記電動モータ（２）の回転軸線（５）に関して軸方向で前記ピストン（２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）と前記電動モータ（２）との間に配置されていることを特徴とする、ハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項２】
ハイドロスタティックアクチュエータ（１，１ａ，１ｂ）、特にハイドロスタティッククラッチアクチュエータであって、ハウジング（２４，２４ａ，２４ｂ）と、該ハウジング（２４，２４ａ，２４ｂ）内を軸方向で移動可能な、圧力チャンバ（２７，２７ａ，２７ｂ）に圧力を加えるピストン（２６，２６ａ，２６ｂ）とを含むマスターシリンダ（４，４ａ，４ｂ）を備えるとともに、回転駆動を軸方向運動に変換する伝動装置と、該伝動装置を回転駆動する、ステータ（７）及びロータ（６）を備える電動モータ（２）と、を備えるハイドロスタティックアクチュエータ（１，１ａ，１ｂ）において、前記ピストン（２６，２６ａ，２６ｂ）が、前記電動モータ（２）の回転軸線（５）に関して軸方向で前記圧力チャンバ（２７，２７ａ，２７ｂ）と前記電動モータ（２）との間に配置されていることを特徴とする、ハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項３】
前記伝動装置が、前記ピストン（２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ）を軸方向で移動させる、前記回転軸線（５）に沿って配置されるねじ山付きスピンドル（１１）と、該ねじ山付きスピンドル（１１）に対して同軸的に配置される、回転駆動されるスリーブ（１０，１０ａ，１０ｄ）と、前記ねじ山付きスピンドル（１１）と前記スリーブ（１０，１０ａ，１０ｄ）との間で転動する遊星転動体（１２）とを備える遊星転動機構型伝動装置（３）から形成されている、請求項１又は２記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項４】
前記伝動装置が前記ロータ（６）の半径方向内側に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項５】
前記ロータ（６）が前記伝動装置に支承されている、請求項４記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項６】
前記伝動装置が前記ロータ（６）内に組み込まれている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項７】
前記圧力チャンバが前記伝動装置の半径方向外側に配置されており、かつ前記電動モータが、軸方向で前記圧力チャンバに隣接配置されており、該圧力チャンバの外径より小さな直径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項８】
前記ハイドロスタティックアクチュエータ（１ｃ，１ｅ）内に、流体静力学的な圧力媒体のための後供給容器（３３，３３ｅ）が組み込まれている、請求項１から７までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項９】
前記後供給容器（３３ｅ）にプリロードがかけられている、請求項８記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１０】
前記後供給容器（３３ｅ）が、環状に形成された圧力チャンバ（２７ｅ）の半径方向内側に配置されている、請求項８又は９記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１１】
前記伝動装置のねじ山付きスピンドルが、ピストンの移動中、少なくとも部分的に軸方向で前記後供給容器に係合する、請求項１０記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１２】
前記後供給容器が、環状に形成された圧力チャンバの半径方向外側に配置されている、請求項９又は１０記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１３】
前記ハウジングと前記ピストンとの間に漏れシールが配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１４】
前記ハウジングと前記伝動装置との間に漏れシールが配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１５】
前記漏れシールが、前記伝動装置の伝動装置スピンドルと前記ハウジングとの間に配置されている、請求項１４記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１６】
前記ハウジング（２４ｂ）と前記スリーブ（１０ａ）とが一体的に形成されている、請求項３から１５までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１７】
前記電動モータ（２）を制御するためのセンサ装置（３９）が、前記マスターシリンダの前記ハウジングを収容する端面に対向する端面に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【請求項１８】
前記電動モータを制御するためのセンサ装置（３９）が、前記マスターシリンダの前記ハウジングを収容する端面に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のハイドロスタティックアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５０９５４０（Ｐ２０１３−５０９５４０Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３５６２２（Ｐ２０１２−５３５６２２）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／００１１８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５０７６６
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１２００６２３９）シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (59)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ １−３， Ｄ−９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２０１０／００１１８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５０７６６
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１２００６２３９）シェフラー テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (59)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ １−３， Ｄ−９１０７４ Ｈｅｒｚｏｇｅｎａｕｒａｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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