JP2015102065A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】差動型の減速機構のギヤの噛合を維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置を得る。
【解決手段】差動型の減速機構を構成するリングギヤ21とインナギヤ22とが、回転軸芯Xを基準にして歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとが噛み合うようにリングギヤ21とインナギヤ22とを回転軸芯Xに沿う方向に付勢部材25により付勢した。
【選択図】図1
【解決手段】差動型の減速機構を構成するリングギヤ21とインナギヤ22とが、回転軸芯Xを基準にして歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとが噛み合うようにリングギヤ21とインナギヤ22とを回転軸芯Xに沿う方向に付勢部材25により付勢した。
【選択図】図1
Description
本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの一方と一体回転する従動側回転体との相対回転位相を、電動アクチュエータの駆動力により変更する技術に関する。
上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献1には、駆動側回転体(文献では入力部材)と、従動側回転体(文献では出力部材)とを中心軸の周りで相対回転自在に備え、電動モータにより駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定するプラネタリを備えた技術が示されている。
この特許文献1では、駆動側回転体に対して中心軸の周りで回転自在にキャリアが支持され、このキャリアに対して中心軸から偏心する位置において相対回転自在にプラネタリが支持されている。また、駆動側回転体の内周には駆動ギヤが形成され、従動側回転体の内周には駆動ギヤより小径となる従動ギヤが形成されている。
プラネタリは、駆動ギヤより歯数が少ない第1ギヤと、従動ギヤより歯数が少ない第2ギヤとを一体的に形成しており、このプラネタリが偏芯位置に配置されることから、第1ギヤの一部が駆動ギヤに噛み合い、第2ギヤの一部が従動ギヤに噛み合うことになる。
また、この特許文献1では、キャリアとプラネタリとの間に弾性部材としての板バネを設けることにより、プラネタリを偏心方向に押し出し、第1ギヤと駆動ギヤとの噛み合い、及び、第2ギヤと従動ギヤとの噛み合いを確実にしている。
特許文献1に記載される弁開閉時期制御装置は、第1ギヤと駆動ギヤとの組み合わせ、及び、第2ギヤと従動ギヤとの組み合わせが、2段のハイポサイクロイド減速機構として構成されるものであり、高い減速率を得ている。
また、特許文献1に記載される弁開閉時期制御装置では、第1ギヤと駆動ギヤとを噛み合わせ、及び、第2ギヤと従動ギヤとの噛み合わせを確実にするため、キャリアの一部を切り欠く等の加工により板バネを収容する空間を形成している。
このように、板バネを収容するための空間をキャリアに形成する構成では、キャリアを加工する工程を必要とするだけではなく、キャリアに形成された空間に板バネを挿入する工程を必要とすることになり改善の余地がある。特に、板バネを挿入する工程では、外力を作用させて弾性変形させた板バネを、比較的小さい空間に挿入するため、この工程を実現する機器に高い作動精度が要求されるものとなる。
本発明の目的は、1段により構成された差動型の減速機構のギヤの噛み合いを維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置を得る点にある。
本発明の特徴は、回転軸芯を中心にしてクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの何れか少なくとも一方と一体回転する従動側回転体と、電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定するギヤ式の位相調節機構とを備え、前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯上に配置されるリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯上に配置されるインナギヤとを備えると共に、前記リングギヤの内周の歯部の一部に前記インナギヤの歯部の一部を噛み合わせ、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に前記偏心軸芯の位置を公転させることにより、前記リングギヤの歯数と前記インナギヤの歯数との差分に相当する角度だけ前記リングギヤに対して前記インナギヤを相対回転させる差動型の減速機構に構成され、前記リングギヤと前記インナギヤとが、前記回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、前記リングギヤの歯部と前記インナギヤの歯部とを前記回転軸芯に沿う方向で相対的に近接させる付勢力を前記リングギヤと前記インナギヤとの少なくとも何れか一方に作用させる付勢部材が備えられた点にある。
この構成によると、リングギヤとインナギヤとが、回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパ部を有した形状であり、リングギヤの歯部とインナギヤの歯部とを回転軸芯に沿う方向で相対的に近接させる付勢力を付勢部材が作用させる。この構成から、付勢部材からの付勢力が作用することによりリングギヤの歯部とインナギヤの歯部とが深く噛み合う方向に相対的に変位することになり、良好な噛み合い状態を維持できる。
つまり、この構成では、リングギヤとインナギヤとを回転軸芯に沿う方向に相対的に近接させるために圧縮コイルバネや、皿バネ等を備えるだけで済み、例えば、インナギヤを支持する部材に板バネ等の付勢部材を挿入する空間を形成する加工も必要としない。
従って、1段により構成された差動型の減速機構のギヤの噛み合いを維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置が得られた。
つまり、この構成では、リングギヤとインナギヤとを回転軸芯に沿う方向に相対的に近接させるために圧縮コイルバネや、皿バネ等を備えるだけで済み、例えば、インナギヤを支持する部材に板バネ等の付勢部材を挿入する空間を形成する加工も必要としない。
従って、1段により構成された差動型の減速機構のギヤの噛み合いを維持する構成が単純で組み立て易い弁開閉時期制御装置が得られた。
本発明は、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在、且つ、前記偏心軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記付勢部材が、前記インナギヤを、前記偏心軸芯に沿う方向へ変位させる付勢力を作用させても良い。
これによると、付勢部材の付勢力によりインナギヤを偏心軸芯に沿う方向に変位させることになる。この変位によりリングギヤの歯部に対してインナギヤの歯部を噛み合わせ、この噛み合い状態の維持が可能となる。
本発明は、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能であり、且つ、前記回転軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在に支持され、前記付勢部材が、前記リングギヤを前記回転軸芯に沿う方向に変位させる付勢力を作用させても良い。
これによると、付勢部材の付勢力によりリングギヤを回転軸芯に沿う方向に変位させることになる。この変位によりリングギヤの歯部に対してインナギヤの歯部を噛み合わせ、この噛み合い状態の維持が可能となる。
本発明は、前記インナギヤの歯部がクラウニング加工されても良い。
これによると、リングギヤの歯部とインナギヤの歯部との噛み合い時に騒音を抑制すると共に、回転軸芯と偏心軸芯とが平行姿勢に高精度で維持しなくとも良好な噛み合い状態を維持する。
本発明は、前記リングギヤ及び前記インナギヤの歯部の歯形がトロコイド状に成形されても良い。
トロコイド歯形は、サイクロイド歯形と比較して歯丈に対する歯厚を小さく設計することができる。従って、リングギヤ及びインナギヤの歯部の歯形をトロコイド状に成形することにより、大きい減速比を得るものでありながらリングギヤ及びインナギヤの大径化を抑えることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEのクランクシャフト1と同期回転する駆動側回転体Aと、エンジンEの吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとを備えると共に、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を設定する位相調節機構Cを備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。
〔基本構成〕
図1に示すように、内燃機関としてのエンジンEのクランクシャフト1と同期回転する駆動側回転体Aと、エンジンEの吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとを備えると共に、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転位相を設定する位相調節機構Cを備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。
エンジンE(内燃機関の一例)は、シリンダブロックに形成された複数のシリンダボアに対してピストン4を摺動自在に収容し、ピストン4をコネクティングロッド5によりクランクシャフト1に連結して4サイクル型に構成されている。このエンジンEは乗用車等の車両に備えられるものを想定しているが、乗用車以外の車両に備えられるものであっても良い。
本発明の弁開閉時期制御装置は、吸気バルブVaを開閉する吸気カムシャフト2だけを制御の対象とするものではなく、排気バルブを制御対象として良く、吸気バルブVaと排気バルブとを制御の対象としても良い。
この弁開閉時期制御装置は、クランクシャフト1の出力スプロケット1Sと、駆動側回転体Aの外周に形成された駆動スプロケット11Sとに亘ってタイミングチェーン6を巻回することにより装置全体がクランクシャフト1と同期回転する。また、位相調節機構Cは電動アクチュエータとしての電動モータMの駆動力により駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相を設定する。この相対回転位相の設定により、吸気バルブVaの開閉時期の調節が実現する。電動モータMは、支持フレーム7によりエンジンEに支持されている。
尚、このエンジンEではタイミングチェーン6に代えてタイミングベルトを用いて良く、多数のギヤを有するギヤトレインによりクランクシャフト1の駆動力を駆動側回転体Aに伝える構成を採用しても良い。
〔弁開閉時期制御装置〕
図1〜図5に示すように、弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体Aとして駆動スプロケット11Sが形成されたリアケース11と、椀状に成形されたフロントケース12とを備えると共に、これらの内部に収容され差動型の減速機構として構成される位相調節機構Cと、連係機構D、吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとしての従動プレート31を備えている。
図1〜図5に示すように、弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体Aとして駆動スプロケット11Sが形成されたリアケース11と、椀状に成形されたフロントケース12とを備えると共に、これらの内部に収容され差動型の減速機構として構成される位相調節機構Cと、連係機構D、吸気カムシャフト2に連結する従動側回転体Bとしての従動プレート31を備えている。
駆動側回転体Aと従動側回転体B(従動プレート31)とは、吸気カムシャフト2の軸芯と同軸芯となる回転軸芯Xを中心に相対回転自在に支持されている。リアケース11とフロントケース12と、位相調節機構Cのリングギヤ21とは複数の締結ボルト13により締結固定されている。
従動側回転体B(従動プレート31)は、位相調節機構Cのリングギヤ21と連係して回転するように構成され、この従動側回転体Bは、連結ボルト35により吸気カムシャフト2に連結固定されている。
〔弁開閉時期制御装置:位相調節機構〕
位相調節機構Cは、単一のリングギヤ21と、単一のインナギヤ22と、回転部材23と、スラストリング24と、付勢部材としての圧縮コイルスプリング25とを備えている。
位相調節機構Cは、単一のリングギヤ21と、単一のインナギヤ22と、回転部材23と、スラストリング24と、付勢部材としての圧縮コイルスプリング25とを備えている。
リングギヤ21は、回転軸芯Xを中心に配置されると共に、駆動側回転体Aに固設された内歯車として構成されている。インナギヤ22は、リングギヤ21の内部に収容された外歯車として構成されている。具体的には、インナギヤ22の外周に形成される複数の歯部22Aの歯数が、リングギヤ21の内周に形成される複数の歯部21Aの歯数より少なく設定されている。また、インナギヤ22は、回転部材23の偏心部23Eに対して回転自在、かつ、スライド移動自在に外嵌されることにより回転軸芯Xから偏心し回転軸芯Xと平行姿勢の偏心軸芯Yを中心に回転自在で、偏心軸芯Yに沿って移動自在に支持されている。このような位置関係からリングギヤ21の歯部21Aの一部にインナギヤ22の歯部22Aの一部が噛み合うことになる。
回転部材23は、フロントケース12に対して回転軸芯Xを中心に回転自在に支持されている。この回転部材23は、所定の軸芯(回転軸芯Xと一致する)を中心とする円柱状の支軸部23Aと、この支軸部23Aの軸芯を基準に偏心する偏心軸芯Yを中心とする円柱状の偏心部23Eとが一体的に形成されている。
この回転部材23には、嵌合溝部23Dを有する嵌合孔23Bが形成され、この嵌合孔23Bの嵌合溝部23Dに対して電動モータMの出力軸Maと一体回転する嵌合部材26が嵌合する。また、嵌合溝部23Dに対して嵌合部材26が回転軸芯Xに沿う方向に相対移動自在、且つ、トルク伝動自在に嵌合するように構成されている。
この位相調節機構Cでは、図1に示すように、インナギヤ22の歯部22Aと、リングギヤ21の歯部21Aとは噛み合い領域において各々の歯すじ方向が、回転軸芯Xを基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパ部を有するように構成されている。
つまり、リングギヤ21は、歯部21Aの基準ピッチ(歯先円で説明しても良い)が、回転軸芯Xに沿う方向で、吸気カムシャフト2に近接する位置のものほど大径化するテーパギヤとして構成されている。また、インナギヤ22は、歯部22Aの基準ピッチ(歯先円で説明しても良い)が、偏心軸芯Yに沿う方向で、吸気カムシャフト2から離れる位置のものほど大径化するテーパギヤとして構成されている。
このようにリングギヤ21とインナギヤ22とが構成されるため、リングギヤ21とインナギヤ22とを圧縮コイルスプリング25(付勢部材の一例)により回転軸芯Xに沿う方向で相対的に近接させることにより、リングギヤ21の歯部21Aとインナギヤ22の歯部22Aとが噛み合う状態に維持できるものにしている。
リングギヤ21は特開2012−45687号公報や、特開2012−143821号公報等に示されるスカイビング加工の技術により歯部21Aが形成されている。位相調節機構Cはリングギヤ21の歯数を多くして減速比が高くすることが望ましい。減速比を高めるために歯形がトロコイド状に成形されている。スカイビング加工では、このように歯数の多いギヤを、トロコイド状等の歯形に高速で切削することが可能であり、このスカイビング加工を採用することによりリングギヤ21の効率的な製造を実現している。
トロコイド状の歯形は、例えば、サイクロイド歯形と比較して歯丈に対する歯厚を小さく設計することができる。従って、大きい減速比を得るために、歯数を増大してもインナギヤ及びリングギヤの大径化を抑える事が可能である。このような利点を活用することにより、リングギヤ21の歯数の増大を図り、減速比の増大を実現している。尚、インナギヤ22の歯部22Aの歯形は、リングギヤ21の歯部21Aに噛み合う形状に成形されている。
インナギヤ22の歯部22Aには、図4に示すように、歯面が歯すじ方向に滑らかな円弧状となる曲面であるクラウニング加工が施されていると、なお良い。このようにクラウニング加工を行うことにより位相調節機構Cの作動時の伝達効率の向上と、静粛性を実現する。尚、このクラウニング加工は、リングギヤ21の歯部21Aにだけ形成されても、インナギヤ22とリングギヤ21の両方に形成されても良い。
〔弁開閉時期制御装置:従動プレート〕
従動プレート31は、図3、図5に示すように、回転軸芯Xを中心とする円盤状部材の外周に複数の規制部31Aを一体的に形成しており、連結ボルト35により吸気カムシャフト2の軸端に連結されている。
従動プレート31は、図3、図5に示すように、回転軸芯Xを中心とする円盤状部材の外周に複数の規制部31Aを一体的に形成しており、連結ボルト35により吸気カムシャフト2の軸端に連結されている。
従動プレート31には回転軸芯Xと平行姿勢で円柱状の複数の連係ピン32を突設しており、この連係ピン32(連係部材の一例)を、インナギヤ22に対して回転軸芯Xと平行姿勢で形成した係合孔部22B(係合凹部の一例)に嵌め込んでいる。複数の連係ピン32と、複数の係合孔部22Bとで連係機構Dが構成され、この連係機構Dにより、リングギヤ21の回転を従動プレート31(従動側回転体B)に伝えるように構成されている。
係合孔部22Bは、回転軸芯Xと平行姿勢で形成され、その内径を連係ピン32の外径より大きく設定することにより、インナギヤ22の作動を許容している。また、この構成のように従動プレート31に対して回転軸芯Xと平行姿勢で複数の連係ピン32を備えることにより、この連係ピン32を係合孔部22Bの内周面に接触させ、インナギヤ22を適正な姿勢に維持するように構成されている。尚、係合孔部22Bに代えて、回転軸芯に平行姿勢となる凹部をインナギヤ22に形成しても良い。
リアケース11には、従動プレート31の規制部31Aが当接することにより駆動側回転体Aと従動側回転体Bとの相対回転の限界を決める複数の当接部11Aが形成されている。
図2、図3に示すように、駆動側回転体Aに対して従動側回転体Bが駆動回転方向Sと同方向へ回転する方向を進角方向Saと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Sbと称している。
〔作動形態〕
このような構成から、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが位相調節機構Cにより機械的に連結した状態にある。従って、エンジンEの稼働時には駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが一体的に回転する。この回転時には嵌合部材26も回転軸芯Xを中心に回転するため電動モータMが非駆動(非通電)状態にある場合には電動モータMの出力軸Maも弁開閉時期制御装置と一体的に回転する。
このような構成から、駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが位相調節機構Cにより機械的に連結した状態にある。従って、エンジンEの稼働時には駆動側回転体Aと従動側回転体Bとが一体的に回転する。この回転時には嵌合部材26も回転軸芯Xを中心に回転するため電動モータMが非駆動(非通電)状態にある場合には電動モータMの出力軸Maも弁開閉時期制御装置と一体的に回転する。
そして、電動モータMを駆動した場合には、回転部材23が回転軸芯Xを中心に回転し、この回転に伴い偏心部23Eが回転軸芯Xを中心に回転し、インナギヤ22が回転軸芯Xを中心に公転する(偏心軸芯Yの位置が公転する)。この公転時にはリングギヤ21の歯部21Aに対するインナギヤ22の歯部22Aの噛み合い位置が、リングギヤ21の内周に沿って変位することからインナギヤ22は偏心軸芯Yを中心に自転する。
このような作動形態から、電動モータMの駆動によりリングギヤ21の歯部21Aの歯数とインナギヤ22の歯部22Aの歯数との差分に相当する角度だけリングギヤ21に対してインナギヤ22を相対回転させる。この相対回転により、電動モータMの駆動回転を大きく減速して従動プレート31に伝えることになる。この結果、駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相の設定を実現する。
つまり、エンジンEの稼働状態において電動モータMの出力軸Maを所定方向に駆動することにより、相対回転位相を進角方向に変位させ、電動モータMの出力軸Maを逆方向に駆動回転することにより相対回転位相を遅角方向に変位させることを可能にしているのである。
この位相調節機構Cは、極めて大きい減速比を得るものであるため、相対回転位相の微調節を可能にするものである。また、このように大きい減速比であるため電動モータMが非駆動状態にある場合にも、相対回転位相の維持を可能にしている。
尚、電動モータMの作動により駆動側回転体Aに対する従動側回転体Bの相対回転位相が進角方向Sa又は遅角方向Sbの限界に達すると従動プレート31の規制部31Aが、リアケース11の当接部11Aに当接して過剰な作動が阻止される。
〔リングギヤとインナギヤとの噛み合い状態〕
特に、この位相調節機構Cでは、圧縮コイルスプリング25の付勢力がインナギヤ22に作用しており、インナギヤ22が回転部材23の偏心部23Eに対して偏心軸芯Yに沿ってスライド移動自在に外嵌しているため、インナギヤ22が偏心軸芯Yに沿って吸気カムシャフト2に近接する方向にシフトする。
特に、この位相調節機構Cでは、圧縮コイルスプリング25の付勢力がインナギヤ22に作用しており、インナギヤ22が回転部材23の偏心部23Eに対して偏心軸芯Yに沿ってスライド移動自在に外嵌しているため、インナギヤ22が偏心軸芯Yに沿って吸気カムシャフト2に近接する方向にシフトする。
このシフト方向は、リングギヤ21の歯部21Aに対してインナギヤ22の歯部22Aが押し付ける方向である。このシフトにより、各々の歯部21A、歯部22Aが良好に噛み合う状態に維持される。
また、この弁開閉時期制御装置では、フロントケース12に対してインナギヤ22が回転方向に相対変位する構成である。この相対変位は低速で行われるものであり、圧縮コイルスプリング25とフロントケース12との間にスラストリング24が介装されている。このスラストリング24がフロントケース12に対してスリップすることにより圧縮コイルスプリング25に相対変位による回転が作用する不都合を解消している。尚、スラストリング24に代えてスラストベアリングを用いても良い。
この構成では、付勢力を得るために一般に使用される圧縮コイルスプリング25を用いることにより、例えば、インナギヤ22を回転軸芯Xに対して直交する方向に変位させる板バネを用いるものと比較して大型の付勢部材の使用が可能となる。また、回転部材23等に板バネ等を収容するための空間を形成せずに済む。
また、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの歯面がクラウニング加工により湾曲面に形成されていると、さらに良い。この場合、噛合時の騒音を低減するだけではなく、インナギヤ22が多少傾動することがあっても、良好な噛み合い状態を維持する。このような噛み合いからリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとに偏った磨耗を招くこともなく、耐久性が向上する。
〔実施形態の変形例〕
この実施形態の変形として、例えば、外部からのネジ操作等により圧縮コイルスプリング25の付勢力を調節できるように構成しても良い。このように付勢力を調節できるように構成することにより、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとを適正な力で噛み合わせ、駆動負荷の増大を抑制することも可能となる。
この実施形態の変形として、例えば、外部からのネジ操作等により圧縮コイルスプリング25の付勢力を調節できるように構成しても良い。このように付勢力を調節できるように構成することにより、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとを適正な力で噛み合わせ、駆動負荷の増大を抑制することも可能となる。
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
(a)図6に示すように、リングギヤ21とインナギヤ22とにテーパギヤを用いると共に、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの傾斜方向を、前述した実施形態とは逆向きに設定する。また、回転部材23の偏心部23Eに対してインナギヤ22を偏心軸芯Yに沿う方向に変位自在に支持し、実施形態とは逆向きに付勢力を作用させる付勢部材としての皿バネ25を備える。
この別実施形態(a)では、回転部材23が、回転軸芯Xを中心とする回転を許容しつつ、回転軸芯Xの方向に移動不能となるようにフロントケース12に支持されている。そして、従動プレート31とインナギヤ22との間に皿バネ25を備えることにより、インナギヤ22に付勢力を作用させている。
このような構成から、皿バネ25の付勢力の作用によりインナギヤ22が、偏心軸芯Yに沿う方向に変位し、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持することが可能となる。尚、この別実施形態(a)では、皿バネ25の付勢力を作用させる構成を除いて基本的な構成は実施形態と共通しているため、弁開閉時期制御装置では実施形態と同様の作動が行われる。
〔別実施形態(a)の変形例〕
この別実施形態(a)の変形例として、回転部材23を、回転軸芯Xを中心とする回転を許容しつつ、回転軸芯Xの方向に移動不能となるようにフロントケース12に支持し、回転部材23の内端とインナギヤ22との間に圧縮コイルスプリング25(皿バネ25でも良い)を備える構成を採用しても良い。
この別実施形態(a)の変形例として、回転部材23を、回転軸芯Xを中心とする回転を許容しつつ、回転軸芯Xの方向に移動不能となるようにフロントケース12に支持し、回転部材23の内端とインナギヤ22との間に圧縮コイルスプリング25(皿バネ25でも良い)を備える構成を採用しても良い。
この変形例のように構成する場合には、回転部材23の内端位置に圧縮コイルスプリング25の付勢力を受けるブラケット等を必要とする。そして、この変形例でも、圧縮コイルスプリング25の付勢力によりリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持することが可能となる。
(b)図7に示すように、前述した実施形態と同様にリングギヤ21とインナギヤ22とにテーパギヤを用いると共に、駆動側回転体Aに対してリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に移動自在に支持する。更に、リングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢する付勢部材としての皿バネ25を駆動側回転体Aの内部に備える。
この構成では、皿バネ25が回転軸芯Xを中心にするリング状のものが用いられるが、例えば、フロントケース12の外周部分に複数の皿バネ25や、圧縮コイルスプリングを備える構成を採用しても良い。
このような構成から、皿バネ25の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。尚、この別実施形態(b)では、皿バネ25の付勢力を作用させる構成を除いて基本的な構成は実施形態と共通しているため、弁開閉時期制御装置では実施形態と同様の作動が行われる。
〔別実施形態(b)の変形例〕
この別実施形態(b)の変形例として、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの傾斜方向を、前述した実施形態と逆向きに設定しても良い。この構成では、皿バネ25によるリングギヤ21の付勢方向が逆になるだけで、別実施形態(b)と同様に皿バネ25の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。
この別実施形態(b)の変形例として、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの傾斜方向を、前述した実施形態と逆向きに設定しても良い。この構成では、皿バネ25によるリングギヤ21の付勢方向が逆になるだけで、別実施形態(b)と同様に皿バネ25の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。
(c)リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い部において、夫々が回転軸芯Xを中心にして同方向に傾斜するように、リングギヤ21とインナギヤ22とをテーパギヤとして構成する。また、インナギヤ22を偏心軸芯Yに沿う方向に移動自在に支持し、リングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に移動自在に支持し、リングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとが噛み合う方向にリングギヤ21と、インナギヤ22とを付勢する付勢部材を備える。
この別実施形態(c)では、インナギヤ22は回転部材23と一体的に変位する構成であっても、インナギヤ22が回転部材23の偏心部23Eに対して変位する構成の何れであっても良い。
このように構成することにより付勢部材の付勢力によりリングギヤ21を回転軸芯Xに沿う方向に付勢してリングギヤ21の歯部21Aと、インナギヤ22の歯部22Aとの噛み合い状態を維持できる。
本発明は、電動アクチュエータの駆動を駆動側回転体と従動側回転体とに伝えて相対回転位相を設定する差動型の減速機構を有した弁開閉時期制御装置に利用することができる。
1 クランクシャフト
2 吸気カムシャフト
21 リングギヤ
21A 歯部
22 インナギヤ
22A 歯部
23 回転部材
23E 偏心部
25 付勢部材(圧縮コイルスプリング・皿バネ)
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
M 電動アクチュエータ(電動モータ)
Y 偏心軸芯
X 回転軸芯
2 吸気カムシャフト
21 リングギヤ
21A 歯部
22 インナギヤ
22A 歯部
23 回転部材
23E 偏心部
25 付勢部材(圧縮コイルスプリング・皿バネ)
A 駆動側回転体
B 従動側回転体
C 位相調節機構
M 電動アクチュエータ(電動モータ)
Y 偏心軸芯
X 回転軸芯
Claims (5)
- 回転軸芯を中心にしてクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
前記回転軸芯を中心にして前記駆動側回転体と相対回転自在に支持され吸気カムシャフト又は排気カムシャフトの何れか少なくとも一方と一体回転する従動側回転体と、
電動アクチュエータの駆動力により前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の相対回転位相を設定するギヤ式の位相調節機構とを備え、
前記位相調節機構が、前記回転軸芯と同軸芯上に配置されるリングギヤと、前記回転軸芯と平行姿勢の偏心軸芯と同軸芯上に配置されるインナギヤとを備えると共に、前記リングギヤの内周の歯部の一部に前記インナギヤの歯部の一部を噛み合わせ、前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に前記偏心軸芯の位置を公転させることにより、前記リングギヤの歯数と前記インナギヤの歯数との差分に相当する角度だけ前記リングギヤに対して前記インナギヤを相対回転させる差動型の減速機構に構成され、
前記リングギヤと前記インナギヤとが、前記回転軸芯を基準にして各々の歯部の歯すじ方向が互いに同方向に傾斜するテーパギヤとして構成され、
前記リングギヤの歯部と前記インナギヤの歯部とを前記回転軸芯に沿う方向に相対的に近接させる付勢力を前記リングギヤと前記インナギヤとの少なくとも何れか一方に作用させる付勢部材が備えられている弁開閉時期制御装置。 - 前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、
前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在、且つ、前記偏心軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、
前記付勢部材が、前記インナギヤを、前記偏心軸芯に沿う方向へ変位させる付勢力を作用させている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記電動アクチュエータの駆動力により前記回転軸芯を中心に回転し、前記偏心軸芯を中心とする円柱状の偏心部が一体的に形成された回転部材を備え、
前記リングギヤが前記駆動側回転体に対して回転不能であり、且つ、前記回転軸芯に沿う方向に変位自在に支持され、前記インナギヤが前記偏心部に対して回転自在に支持され、
前記付勢部材が、前記リングギヤを前記回転軸芯に沿う方向に変位させる付勢力を作用させている請求項1記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記インナギヤの歯部がクラウニング加工されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記リングギヤ及び前記インナギヤの歯部の歯形がトロコイド状に成形されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013245145A JP2015102065A (ja) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 弁開閉時期制御装置 |
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JP2015102065A true JP2015102065A (ja) | 2015-06-04 |
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ID=53377968
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JP2013245145A Pending JP2015102065A (ja) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | 弁開閉時期制御装置 |
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-
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- 2013-11-27 JP JP2013245145A patent/JP2015102065A/ja active Pending
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