JPS63502207A - 位相可変型結合装置 - Google Patents
位相可変型結合装置Info
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- JPS63502207A JPS63502207A JP61506366A JP50636686A JPS63502207A JP S63502207 A JPS63502207 A JP S63502207A JP 61506366 A JP61506366 A JP 61506366A JP 50636686 A JP50636686 A JP 50636686A JP S63502207 A JPS63502207 A JP S63502207A
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- F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
- F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
- F16H37/0826—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one output shaft
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H35/008—Gearings or mechanisms with other special functional features for variation of rotational phase relationship, e.g. angular relationship between input and output shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2311/00—Differential gears located between crankshafts and camshafts for varying the timing of valves
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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
位相可変型結合装置
本発明は、カムシャフト制御用の、そしてとくに一つのシャフト又はそれに付帯
するコンポーネントに対し、別の一つのシャフト又はコンボーネン1−あるいは
コンポーネントの集合体を基準として、ある位相変更もしくは調整を施すことが
望ましいと考えられるあらゆる状況の下で使用される種類の機械装置に係わる。
この装置は回転シャフトおよび/またはアッセンブリーに対し進み/遅れ特性を
提供する能力があるため、内燃式エンジンの設計者は、これを用いることによっ
て、より高い出力、より低い燃費、およびより清浄な排気゛を達成できるエンジ
ンの設計を計画することが可能である。 簡単に云えば、バルブのタイミングを
変えるすなわちシャフトの進み/遅れの状態を変化させることが出来るという能
力一つを取り上げても、正にそれによって大幅な環境面および性能面の利益がも
たらされるのである。
この明細書で例に引いた装置は、本発明の基本をなす内容の実施例であって、主
として自動車用のものを取り上げている。 しかし、これらの具体例で示した位
相可変型結合の機能は、もつと広い分野へのこれの応用を企図することを可能に
するものである。 すなわち、このような機能は、あるコンポーネントまたはシ
ャフトの回転の状態を、他のコンポーネントまたはシャフトとの回転関係におい
て変化させることが必要とされるような、あるいはそうすることが望まれるよう
な全ての状況において適用することが可能である。
本発明によれば、2つの回転部材のあいだに位相の変化を生じさせることを可能
とするアッセンブリーが提供される。 そしてこのアッセンブリーにおいて、第
1の回転部材は軸受を介して第2の回転部材に作用することにより第3の回転部
材に回転力を与え、第2の回転部材は第3の回転部材とともに回転しうるように
した駆動エレメントにより第3の回転部材に結合され、また第2の回転部材と駆
動的に噛み合うようにした駆動機構は回転運動を第4の回転部材に付与すること
によって第1の回転部材と第3の回転部材のあいだに位相の変化をもたらす作動
機構を有し、これらにより、第1の回転部材と第3の回転部材の間に相対的なま
た本発明の第2の具体例によれば、第1の回転部材は第2の回転部材に作用する
ことにより第3の回転部材に回転力を与え、また、駆動メカニズムは第2の回転
部材と噛み合うとともに第2の回転部材に回転調整または駆動力を与えることを
目的とした付帯する駆動部材を再配置するための作動機構を有し、これらにより
、第1の回転部材と第3の回転部材の間に相対的な位相の変化を生じる。
本発明の内容をより良く理解せしめるとともに、本発明がいかにして実施されう
るかを示すため、以下事例として添付の図面を参照する。
ここに、
図1は本発明の原理を具体化した基本的な1事例、圀2はギアを4個のみ使用す
る図1の装置の一変種、
図3は図1の装置の更に別なる一変種、また、図4は本発明の原理を取り入れて
なるクラッチ装置、である。
まず図1であるが、これはカムシャフト位相可変装置に係わる一般計例である。
カムシャフト1は装置中央の回転基準軸沿いに軸受を介して支えられ、かつベベ
ル・ギアFに固定されるか又はそれの一部を成すように設置されている。 カム
シャフト1はその延長上にシャフト1b、1a及び1Cを形成しており、またこ
れらのシャフトはカムシャフト1に固定されるかまたはそれの一部を成すように
設置されている。 またカラー1dも同じくカムシャフト1に固定されるかまた
はそれの一部を成すように設置されている。 ギアAはスリーブ・シャフト2に
装着され、スリーブ・シャフト2はカムシャフト1に軸受を介して同軸に組み付
けられ、そしてこれら2つのシャフトはともにメイン・ジャーナル・ハウジング
11を貫通している。
複式アイドラー・ベベルBおよびEは軸4に固定されるかまたはそれの一部を成
すように設置されており、一方複式アイドラー・ベベルCおよびDは軸5に固定
されるかまたはそれの一部を成すように設置されている。 アッセンブリー(B
/4/E)および(C15/D)は自由回転式であって、同じく自由回転式のキ
ャリアー8内に収納され、互いに対向する位置にそれぞれ軸受を介して保持され
ている。 ギア8およびCはギアAと噛み合い、ギアEおよびDはギアFと噛み
合う。 スプロケット&はシャフト1a上で自由に回転可能であって同軸のスリ
ーブ・シャフトに組み付けられており、かつカラー1dによって軸受を介して保
持されている。 またキャリアー8はスリーブ・シャフト(このスリーブ・シャ
フトはスプロケット6に固定されるかまたはそれの一部を成すように設置されて
いる)に組み付けられており、そして自由回転式の軸4および5を互いに対向す
る位置にそれぞれ軸受を介して保持している。
ギア(E/F/D)のあいだのレシオは1:1である。 言い換えれば3つのギ
アはいずれも同一の歯数(たとえば15)を有している。 一方、これに対し・
、ギアBおよびCは、ここに挙げた例で云えば、それぞれ20の歯数を、またギ
アAは30の歯数を有する。 歯数の関係をこのように選定することにより、入
力(この場合にはスプロケット6)と出力(この場合にはカムシャフト1)のあ
いだに2:1の減速比が達成される。 加えるに、ギアの噛み合いの順序を図示
のように設定しであることにより、カムシャフト1の回転方向は反転する。 し
たがって、結局、入力側(スプロケット6)が1回転するごとに、出力側(カム
シャフト1)は入力側に逆方向に172回転することになる。
作動機構は、スリーブ・シャフト2に固定されるかまたはそれの一部を成すよう
に設置されたウオーム・ホイール10で構成され、ウオーム9と噛み合うように
なっている。 ウオーム9はそれ自身の駆動シャフト3を有し、そしてこの駆動
シャフト3は適当な手段(たとえば制御可能な電気モーター)によって駆動しう
るようになっている。ウオーム・ホイールとウオームのあいだの進み角は約10
°に設定されていて、これは「ロッキング角」を提供するに十分な値である。
したがって、ギアAは、このウオーム/ウオーム・ホイールの組合せ構造により
、「ロツ、り」された位置に保持することが可能であり、しかも駆動シャフト3
を介してウオーム9にいずれかの方向に駆動力を作用させることによって、自由
にその位置を変、えられる。
すなわち、この手段を用いれば、カムシャフト1は、いかなるときにいかなる角
度でも、またいかなるスルー・ドライブ条件のもとでも自由に進ませたり遅らせ
たりすることができ、それにより入力(スプロケット6)および(カムシャフト
1)のあいだの位相関係を変化させることが可能である。
つぎに、図2においては、ギアAはカムシャフト1に固定されるかまたはそれの
一部を成すように設置され、そしてギアCはシャフト3に固定されるかまたはそ
れの一部を成すように設置されている。 またシャフト3はバッキング・プレー
ト3aによってスプロケット10に固定されるかまたはそれの一部を成すように
設置され、そしてメイン・ジャーナル・ハウジング4内に軸受を介して保持され
ている。 ギアDeよびEはともに横断軸2に固定されるかまたはそれの一部を
成すように設置され、そしてこの横断軸は、基準軸をスタッフ軸11上に有する
自由回転式の装置であるメイン・キャリアーに保持された軸受内にそれと交差さ
せた形で取り付けられ、そしてウオーム・ホイールの外周部9ならびにそれのウ
オームギア7との噛み合いによってのみ支えられている。 またウオーム7は、
図1の場合と同じくそれ自身の駆動軸6を有しており、ギアCとギアDは1:1
のレシオで噛み合い、ギアAとギアBは2:1のレシオで噛み合う。 したがっ
て、何らかの手段(スプロケットその他)によりシャフト3を回転させれば、出
力側(カムシャフト1)はそれと同じ方向に半分の速度で回転することになる。
位相の変化は、駆動シャフト6を介してウオーム7を駆動し、入力側(スプロケ
ット10)と出力側(カム。
シャフト1)の中間に配置された横断軸の位置を変えることにより、調整するこ
とが可能である。
ペアになるギア(CとD)および(AとB)の歯数の比がともに1:1であれば
、この橘成によって優れたクラッチ装置が得られるであろう。
つぎに、図3は図1の1変種であって、図1のベベル・ギアをスプール・ギアに
変えたものである。
この場合には、スプロケット9は、スプロケット9内に軸受を介して保持された
2本の並行なレイ・シャフト2および3に対し、入力としての機能とキャリアー
としての機能の両方を提供する。 カムシャフト1は、ギアAに固定されるかま
たはそれの一部を成すように設置されている。 ギアBおよびDはレイ・シャフ
トされており、またギアCおよびEはレイ・シャフト3に固定されるかまたはそ
れの一部を成すように設置されている。 ギアBおよびCはギアAと噛み合い、
そしてギアBおよびCは、この例ではそれぞれ18の歯数を有し、ギアAは24
の歯数を有する。 一方、ギアDおよびEは、この例ではそれぞれ14の歯数を
有し、24の歯数を有する太陽ギアFと噛み合う。 太陽ギアFはスリーブ・シ
ャフト4に固定されるかまたはそれの一部を成すように設置されており、またス
リーブ・シャフト4はウオーム・ホイールに固定されるかまたはそれの一部を成
すように設置されている。
スプロケット/キャリアー9が1回転すると、出力側(カムシャフト1)が逆方
向に1/2回転することになる。 位相の調整は、いつでもまたいかなる回転速
度においても、ウオーム、ウオーム/ホイール装置(7/615)を経由して行
なうことができる。
なお、通常のスクリュー・スレッド・アッセンブリーなと、ロッキングや位置変
更の機能を提供しうるいかなる適当な手段をも、このシステムに付加することが
可能である。 この実施例は非常に小型かつシンプルであるうえ、360°の全
角度調整および2:1の減速駆動の機能を提供することができる。
図4は、本発明の原理をクラッチ機構にも応用できることを示すために明細書に
記載した。この図4に示す装置は、自動車の動力伝達装置の駆動部と被駆動部の
あいだのクラッチ機能を提供しうるちのである。
ここに取り上げたギア比は仮想のものであるが、入力/出力のレシオが1=1に
なるように設定しである。
入力側シャフト1は、キャリアー8およびロケーション・シャフト1aに固定さ
れるかまたはそれの一部を成すように設置されている。 ギアAは出力側シャフ
ト4に固定されるかまたはそれの一部を成すように設置されている。 ギアBお
よびDはレイ・シャフト3に固定されるかまたはそれの一部を成すように設置さ
れており、またギアCおよびEはレイ・シャフト5に固定されるかまたはそれの
一部を成すように設置されている。 ギアA/B/Cはそれぞれ1:1のレシオ
で相互に噛み合っており、そしてこの例ではいずれも18の歯数を有している。
またギアD/E/Fも相互に噛み合っており、ギアDおよびEは12の歯数を
有し、太陽ギアFは24の歯数を有している。 太陽ギアFとウオーム・ギア1
0はスリーブ・シャフト2に固定されるかまたはそれの一部を成すように設置さ
れており、またウオーム7には太陽ギアFの回転位置を変えるための駆動シャフ
ト6が設けられている。
アウター・ケース9は潤滑油に対して密封構造であることを前提にしており、か
つ「アース」に接続されている。
いまいずれかの方向でシャフト1に1回の回転を与えたとすると、ギアDおよび
Eは太陽ギアFの周囲を1回「歩く」ことになる。 またギア比が2=1になっ
ている関係で、ギアDおよびE自体はこの間にそれぞれ2回転する。 したがっ
て、レイ・シャフト3および5も2回転し、また複式のもう一方の遊星ギアBお
よびCもそれぞれ2回転する。 ギアA/B/Cは同じ歯数を有している。 し
たがって、ギアBおよびCには2回の回転が与えられるが、キャリアー8の要求
を満たすうえでは、その最初の1回転だけがギア八を1周「歩く」のに使われる
。 しかし、残る1回転があるため、ギアAは入力側シャフト1と逆の方向に1
回転させられ、これにより1:1のスルー・ドライブ状態が達成される。 もし
この時、どちらかの方向でシャフト6に駆動力を与えれば、その与えた駆動力の
方向に応じてシャフト3を加速または減速させることができ、またその与えた駆
動力の時間的長さがシャフト4と1のあいだの位相差を決定することになる。
/8)が1回転し、したがってギアBおよびCがギアAを1周「歩け」ば、レイ
・シャフト3および5も1回だけ回るであろう。 したがって、ギアDおよびE
もまた1回だけ回る。 このことはギアFの回りを歯数が12だり「歩ける」こ
とを意味している。 いま仮にギアFを、つA−ム駆動ギア(7/10)および
スリーブ・シャフト2を用いることによって、入力シャフト1と同じ方向に17
2回だけ回転させたとすれば、上記の12歯数は帳消しになり、したがってギア
BおよびCはギアAの周囲を、それに回転を生じさせることなく、「歩く」こと
が可能である。しかし、もしシャフト6への駆動力がたとえ僅かでも弱められた
場合には、シャフト4がまた駆動され始める。 したがって、シャフト6への駆
動力を徐々に弱めたとすれば、シャフト4への駆動力も徐々に弱められることに
なり、従来クラッチの噛み合わせ部分で必然的に生じていたエネルギー消費的な
「滑り」を起こさせない完全なりラッチ鍬槙をシャフト1と4の間に達成するこ
とができる。
このことは、スルー・ドライブ状態において1:1からOの範囲のいかなる減速
でも可能であり、また摩擦力はもはや噛み合わせにおいて無用なものであり、し
たがってより効率的なりラッチを設計することができるととも、また無段変速結
合を実現することも可能であることを意味する。 なおスルー・ギア・レシオは
色々な値を実現することが可能であって、たとえばシャフト6の定常状態が達成
されたときに1:1.5の「オーバードライブ」のレシオを提供できるようにす
ることも可能である。 さらにまた、シャフト6に既に述べた1/2:1のとき
よりも大きな回転数を与えたとすれば、シャフト4を逆転させることもできる。
また、もう一つの変種として、図4に示したような装置を2つ組み込み、2つの
キャリアーの間に差動ドライブ機構を介在させたものも考えられる。 この方式
によれば、入力シャフトに固定されたキャリアーの順方向の回転は、もう一方の
キャリアーにおいて反転されるであろう。 出力シャフトにはギアAのようなギ
アを2個取り付け、そして両キャリアーからの出力は、それぞれのギアIIを介
して同一の出力シャフトに提供されるようにする。 しかし、とのウオーム/ウ
オーム・ホイールが「作動」するかは、どのキャリアーがクラッチされるかによ
って決まる。 すなわち逆の方向は異なる方向特性を与えるから、一方のウオー
ムを「ロック」して無効にし他方のウオームを作動させることによって、回転方
向を即座に反転させることができる。 このアッセンブリーは優れたタンク・ド
ライブを提供するであろう。
この明細書で示したギア比はすべて全く仮想のものであり、それぞれの状況にあ
わせて別の値を用いることが可能である。 またこの明細書で取り上げた装置は
全て「クラッチ」と見なすことができるものである。
国際調査報告
A、NNEX To TAi INTERNATIONAf、 5EARCHR
FPORT ON
Claims (21)
- 1.第1の回転部材は軸受を介して第2の回転部材に作用することにより第3の 回転部材に回転力を与え、第2の回転部材は第3の回転部材とともに回転するこ とが可能な駆動エレメントにより第3の回転部材に結合され、また第2の回転部 材と駆動的に噛み合うようにした駆動機構は回転運動を第4の回転部材に付与す ることによって第1の回転部材と第3の回転部材のあいだに位相の変化をもたら す作動機構を有し、これらにより、2つの回転部材の間に位相の変化を生じさせ ることを可能とするアッセンブリー。
- 2.さらに一対の第2の回転部材、該回転部材に回転可能に保持された1対の第 2の駆動エレメント、および第4の回転部材とともに回転することが可能な1個 の第4の回転エレメントを備えることを特徴とする前記請求の範囲第1項による アッセンブリー。
- 3.第2の駆動エレメントの各々が第3または第4の駆動エレメントの1つと駆 動的に噛み合うことを特徴とする前記請求の範囲第1項または第2項によるアッ センブリー。
- 4.駆動機構が、第4の回転部材とともに回転することが可能な1個の駆動エレ メント、ならびに駆動されたときに駆動エレメントを回転させることはできるが それ自体が駆動エレメントにより駆動されることに対しては抵抗を示す無方向性 の作動部材からなることを特徴とする前記請求の範囲第1項、第2項、または第 3項によるアッセンブリー。
- 5.第4の回転部材が第1または第3の回転部材の1つと同軸の中空なシャフト で構成されることを特徴とする前記請求の範囲のいずれか1項によるアッセンブ リー。
- 6.駆動機構の駆動エレメントが1個のウォームホイールでありまた作動部材が 1個のウォームであることを特徴とする前記請求の範囲のいずれか1項によるア ッセンブリー。
- 7.第3の回転部材が1個のシャフトであることを特徴とする前記請求の範囲の いずれか1項によるアッセンブリー。
- 8.第3の回転部材が1個のシャフトであることを特徴とする前記請求の範囲の いずれか1項によるアッセンブリー。
- 9.第2、第3および第4の駆動エレメントの各々が1個のギア・ホイールより 成ることを特徴とする前記請求の範囲のいずれか1項によるアッセンブリー。
- 10.第2、第3および第4の駆動エレメントの各々が1個のべベル・ギアであ ることを特徴とする前記請求の範囲第9項によるアッセンブリー。
- 11.第2の駆動エレメントの各々が1個の遊星ギアであり第3および第4の駆 動エレメントの各々が1個の太陽ギアであることを特徴とする前記請求の範囲第 9項によるアッセンブリー。
- 12.第1の回転部材は第2の回転部材に作用することにより第3の回転部材に 回転力を与え、また、駆動メカニズムは第2の回転部材と噛み合うとともに第2 の回転部材に回転調整または駆動力を与えることを目的とした付帯する駆動部材 を位置変更するための作動機構を有し、これらにより、第1の回転部材と第3の 回転部材の間に相対的な位相の変化を生じさせることを可能とするアッセンブリ ー。
- 13.駆動機構が、第4の回転部材とともに回転することが可能な1個の駆動エ レメント、ならびに駆動されたときに駆動エレメントを回転させることはできる がそれ自体が駆動エレメントにより駆動されることに対しては抵抗を示す無方向 性の作動部材からなることを特徴とする前記請求の範囲第12項によるアッセン ブリー。
- 14.第1及び第3の回転部材が同じ回転軸を共用することを特徴とする前記請 求の範囲第12項または第13項によるアッセンブリー。
- 15.第2の回転部材の回転軸が第1および第3の回転部材の回転軸にほぼ垂直 な平面内にあることを特徴とする前記請求の範囲第12項、第13項または第1 4項によるアッセンブリー。
- 16.駆動機構の駆動エレメントが1個のウォーム・ホイールであり作動機構が 1個のウォームであることを特徴とする前記請求の範囲第12項〜第15項のい ずれか1項によるアッセンブリー。
- 17.第1、第2および第3の回転部材の各々がそれぞれの回転エレメントを回 転可能に備えていることを特徴とする前記請求の範囲第12項〜第16項のいず れか1項によるアッセンブリー。
- 18.第1、第2および第3の回転部材の各々が1個のべベル・ギアであること を特徴とする前記請求の範囲第12項〜第17項のいずれか1項によるアッセン ブリー。
- 19.第1、第2および第3の回転部材の各々が1個のシャフトであることを特 徴とする前記請求の範囲第12項〜第18項のいずれか1項によるアッセンブリ ー。
- 20.添付の第1図、第2図、第3国または第4図に図示しかつそれらの図面を 参照することによって本明細書において以上のとおり説明したものと実質的に等 しい、2つの回転部材のあいだに位相の変化を生じさせることを可能とするアッ センブリー。
- 21.本明細書において記述したすべての新規な特徴並びにそれらの特徴の組み 合せ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB858529811A GB8529811D0 (en) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | Variable phase couplings |
GB8529811 | 1985-12-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63502207A true JPS63502207A (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=10589210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61506366A Pending JPS63502207A (ja) | 1985-12-04 | 1986-12-03 | 位相可変型結合装置 |
Country Status (8)
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