JP2019203603A - 動力伝達装置およびそれを含んだバルブタイミング可変装置 - Google Patents

動力伝達装置およびそれを含んだバルブタイミング可変装置 Download PDF

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Abstract

【課題】作動時の振動または騒音の発生を低減可能な動力伝達装置およびそれを含んだバルブタイミング可変装置の提供。【解決手段】減速装置に含まれた第1カップリング機構5の第1入力ピース51は、第1連結ピース52を介して第1出力ピース53と接続されている。第1連結ピース52は第1入力ピース51に対し第1イン側方向Mi1に移動可能であり、第1出力ピース53に対し第1アウト側方向Mo1に移動可能である。一方、第2カップリング機構の第2入力ピースは、第2連結ピースを介して第2出力ピースと接続されている。第2連結ピースは第2入力ピースに対し第2イン側方向に移動可能であり、第2出力ピースに対し第2アウト側方向に移動可能である。第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが形成する第1角度θ1は、第2イン側方向と第2アウト側方向とが形成する第2角度θ2と異なる値に設定されている。【選択図】図2

Description

本発明は、入力部材の回転を出力部材に伝達する動力伝達装置およびそれを含んだバルブタイミング可変装置に関する。
近年、駆動源の回転速度を減速する減速装置はあらゆる分野において用いられている。このような減速装置に関する従来技術として、電動モータの入力を、遊星歯車機構を用いて減速するものがあった(例えば、特許文献1参照)。これに使用されている遊星歯車は、少ない段数で大きなギヤ比を得ることができるとともに、入力軸と出力軸とを同軸に構成することができ、減速装置全体を小型化できるという利点がある。その一方、一般的に遊星歯車機構においては、各部材の芯を合わせるためには、歯車の歯面に高い精度が要求され、製造が困難であるという課題があった。
これに対し、上述した従来技術による減速装置においては、遊星歯車機構のキャリアと出力部材との間に、オルダムカップリングが介装されている。オルダムカップリングは、一面において入力側部材と係合し、他面において出力側部材と係合するスライダを有している。スライダの一面には、入力側部材に形成された一条のキーと係合するキー溝が形成され、他面には出力側部材に形成されたキーと係合するキー溝が設けられている。双方のキー溝は互いに90°を成しており、スライダは入力側部材および出力側部材に対して、径方向であって互いに直交した2方向に移動可能に形成されている。これにより、減速装置が作動すると、入力側部材と出力側部材との間に芯ずれがあっても、スライダが入力側部材と出力側部材との間で揺動することによって、当該芯ずれを吸収している。
特開2011−186167号公報
ところで、上述したようにオルダムカップリングのスライダは、入力側部材および出力側部材に対して径方向に移動可能に形成されているため、一定のトルク伝達時において、入力側部材および出力側部材とスライダとの接触点での伝達荷重が変動して、振動が発生するという問題がある。特に、オルダムカップリングのスライダは、入力側部材に対する移動可能方向と出力側部材に対する移動可能方向とが互いに直交するように形成されているため、定速回転時において一定周期で振動が発生し、振動周波数が一致して振動が増幅される。さらに、減速装置内に芯ずれを吸収する同様のカップリングを複数個備えている場合には、それぞれのカップリングによる振動周波数が互いに一致することで、いっそう振動が増大することも考えられる。発生した振動は、減速装置内の各部材を共鳴させて騒音となって表れる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作動時の振動または騒音の発生を低減可能な動力伝達装置およびそれを含んだバルブタイミング可変装置を提供することにある。
上述した課題を解決するために、動力伝達装置の発明は、入力部材と、入力部材から伝達された回転を出力する出力部材と、を備えた動力伝達装置であって、入力部材と出力部材との間に配置され、それぞれ駆動力を伝達する第1カップリング機構と第2カップリング機構をさらに備え、第1カップリング機構は、駆動力が入力されている第1駆動部材と、第1駆動部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向である所定の第1イン側方向に相対移動可能に接続されている第1中間部材と、第1中間部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向であって、第1イン側方向に対して所定の第1角度を成す第1アウト側方向に相対移動可能に接続されている第1従動部材と、を有し、第2カップリング機構は、駆動力が入力されている第2駆動部材と、第2駆動部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向である所定の第2イン側方向に相対移動可能に接続されている第2中間部材と、第2中間部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向であって、第2イン側方向に対して所定の第2角度を成す第2アウト側方向に相対移動可能に接続されている第2従動部材と、を有し、第1角度と第2角度とは互いに異なる角度に設定されている。
この構成によれば、第1カップリング機構の第1中間部材は、第1駆動部材に対し所定
の第1イン側方向に相対移動可能に接続されるとともに、第1従動部材に対し第1アウト側方向に相対移動可能に接続され、第1イン側方向と第1アウト側方向は所定の第1角度を成している。また、第2カップリング機構の第2中間部材は、第2駆動部材に対し所定の第2イン側方向に相対移動可能に接続されるとともに、第2従動部材に対し第2アウト側方向に相対移動可能に接続され、第2イン側方向と第2アウト側方向は所定の第2角度を成している。そして、第1角度と第2角度とは互いに異なる角度に設定されている。
これにより、第1角度および第2角度のうちの少なくとも一方は90°とは異なる角度に設定されることになる。このため、第1カップリング機構および第2カップリング機構のうちの少なくとも一方によって発生する振動または騒音の周波数ピークは、第1角度または第2角度が90°とは異なる角度分だけ増減することになる。したがって、第1カップリング機構および第2カップリング機構のうちの少なくとも一方によって発生する振動または騒音は、2つの周波数ピークを持つことになる。さらに、第1角度および第2角度の双方が90°とは異なる角度に設定されていれば、第1カップリング機構および第2カップリング機構によって発生する振動または騒音は、それぞれ2つの周波数ピークを持つことになる。そして、第1カップリング機構によって発生する振動または騒音の周波数ピーク同士の間の周波数差と、第2カップリング機構によって発生する振動または騒音の周波数ピーク同士の間の周波数差とは異なる値になる。したがって、いずれの場合も、仮に、第1カップリング機構の回転速度と第2カップリング機構の回転速度とが等しくても、すべての周波数ピークが一致することを回避することができ、動力伝達装置の作動時の振動によって発生する騒音の増大を低減することができる。
また、バルブタイミング可変装置の発明は、上記した動力伝達装置を含んでいる。そして、入力部材は電動モータに接続され、出力部材はエンジンのカムシャフトに接続され、電動モータの回転速度が減速されてカムシャフトに伝達され、カムシャフトの角度を変更している。
この構成によれば、作動時の振動によって発生する騒音の増大を低減可能なバルブタイミング可変装置にすることができる。
本発明の実施形態1による減速装置を含んだバルブタイミング可変装置の簡略した全体図 図1のII−II断面図 図1のIII−III断面図 従来のオルダムカップリングにおいて、中間部材が入力側部材に対して移動可能な方向と、中間部材が出力側部材に対して移動可能な方向とが直交する場合の接触点での荷重変化を表した特性図 図4に示した場合に発生する騒音の周波数特性図 図2に示した第1カップリング機構における回転角に対する接触点での荷重変化を表した特性図 図3に示した第2カップリング機構における回転角に対する接触点での荷重変化を表した特性図 第1カップリング機構および第2カップリング機構において発生する騒音の周波数特性図 実施形態2による減速装置において発生する騒音の周波数特性図 実施形態3による減速装置において発生する騒音の周波数特性図
<実施形態1の構成>
以下、図1乃至図8に基づき、本発明の実施形態1による減速装置2および減速装置2を含んだバルブタイミング可変装置1について説明する。減速装置2は、動力伝達装置に該当する。尚、図1において、φを減速装置2の中心軸とし、以下、単に半径方向と言った場合、中心軸φを中心とした減速装置2の半径方向を意味する。また、減速装置2の外周側から中心軸φに近づく方向を半径方向内方と言い、その逆の方向を半径方向外方と言う。
(バルブタイミング可変装置1の全体構成)
図1に示したように、車両に搭載されたバルブタイミング可変装置1は、減速装置2と、減速装置2の入力側に接続された電動モータ3と、減速装置2の出力側に接続されたカムシャフト41とを備えている。減速装置2のサンギヤ21には電動モータ3が接続されており、サンギヤ21は電動モータ3によって駆動されるように形成されている。サンギヤ21は、入力部材に該当する。サンギヤ21の半径方向外方には複数のプラネタリギヤ22が配置され、各々のプラネタリギヤ22はサンギヤ21の外周面に対して噛合している。プラネタリギヤ22は、キャリア23によって互いに接続されており、キャリア23には、アウトプットメンバ24が接続されている。キャリア23とアウトプットメンバ24とは、後述する第1カップリング機構5によって接続されている。アウトプットメンバ24は、出力部材に該当する。サンギヤ21の回転により、各々のプラネタリギヤ22は自転するとともに極低速で公転する。アウトプットメンバ24には、前述したカムシャフト41が接続されている。カムシャフト41は、車両に搭載されたエンジン4に含まれている。
プラネタリギヤ22の半径方向外方には、リングギヤ25が配置されている。リングギヤ25は、各々のプラネタリギヤ22と噛合しており、プラネタリギヤ22が自転することによりリングギヤ25が回転する。リングギヤ25の外周側には、ギヤプラネタリ26が噛合しており、リングギヤ25の回転によって、ギヤプラネタリ26が回転する。リングギヤ25とギヤプラネタリ26とは、後述する第2カップリング機構6によって接続されている。ギヤプラネタリ26の外周側には、減速装置2のハウジング27に固定された固定リング28が配置されている。ギヤプラネタリ26の外周面には外歯が形成されており、当該外歯には固定リング28の内歯が係合している。ギヤプラネタリ26は、複数のカップリング29を介して上述したアウトプットメンバ24に連結されている。ギヤプラネタリ26の外歯と固定リング28の内歯との間にはサイクロイド減速機構が形成されている。これらにより、サンギヤ21の回転速度が、プラネタリギヤ22、リングギヤ25、ギヤプラネタリ26を介して減速されて、アウトプットメンバ24に出力されている。
上述したバルブタイミング可変装置1においては、減速装置2によって、電動モータ3の回転速度が減速されてカムシャフト41に伝達され、カムシャフト41の角度を変更している。
(第1カップリング機構および第2カップリング機構の構成)
以下、サンギヤ21とアウトプットメンバ24との間を接続するパワートレインに配置された第1カップリング機構5および第2カップリング機構6について説明する。図2に示したように、第1カップリング機構5は、キャリア23の一部位に形成された第1入力ピース51を有している。駆動力が導入される第1入力ピース51は、図2に示した回転中心C1を中心に回転する。第1入力ピース51は、第1駆動部材に該当する。第1入力ピース51には、ピン挿入孔51aが貫通している。ピン挿入孔51aに挿入された係合ピン51bは第1入力ピース51に対し固着されており、その両端部は第1入力ピース51の外周面から突出している。
第1入力ピース51には、第1連結ピース52が接続されている。第1連結ピース52は、第1中間部材に該当する。第1連結ピース52は金属製の板材により形成されており、第1入力ピース51の半径方向外方を覆った中央部52aと、中央部52aから半径方向に延びた一対の延在部52bを有している。中央部52aは、平板状の中心基板52a1と、中心基板52a1の周囲が曲げ起こされた縁円部52a2とを有している。一方、各々の延在部52bは、中心基板52a1に接続された突出基板52b1と、縁円部52a2に連結した直延壁52b2とを有している。
前述した中心基板52a1には第1入力ピース51が挿通される挿通孔52a3が形成され、縁円部52a2には、前述した係合ピン51bの両端部が挿入された一対のピン摺動孔52a4が形成されている。係合ピン51bにより、第1連結ピース52は第1入力ピース51と接続され、第1連結ピース52は第1入力ピース51に対し同期回転可能に形成されている。また、係合ピン51bはピン摺動孔52a4に対し遊嵌されており、第1連結ピース52は第1入力ピース51に対し、半径方向である所定の第1イン側方向(図2においてMi1で示す)に相対移動可能に接続されている。
アウトプットメンバ24の一部位に形成された第1出力ピース53は、リング状を呈しており、1連結ピース52の外周面と対向するように配置されている。第1出力ピース53は、第1従動部材に該当する。第1出力ピース53のピース内周面53aには、第1連結ピース52の延在部52bが挿入された一対のピース連結孔53bが形成されている。これにより、第1出力ピース53は第1連結ピース52と接続され、第1出力ピース53は第1連結ピース52に対し同期回転可能に形成されている。また、各々の延在部52bはピース連結孔53bに対し遊嵌されており、第1出力ピース53は第1連結ピース52に対し、半径方向である第1アウト側方向(図2においてMo1で示す)に相対移動可能に接続されている。すなわち、第1連結ピース52は、第1入力ピース51と第1出力ピース53との間でフローティング状態にある。
図2に示すように、第1イン側方向Mi1は、第1アウト側方向Mo1との間において、所定の第1角度θ1を形成している。第1カップリング機構5の回転時において、第1連結ピース52は揺動しながらキャリア23の駆動力をアウトプットメンバ24に対して伝達するとともに、双方の間の芯ずれを吸収可能に形成されている。
一方、図3に示した第2カップリング機構6は、リングギヤ25の一部位に形成された第2入力ピース61と、ギヤプラネタリ26の一部位に形成された第2出力ピース63と、第2入力ピース61と第2出力ピース63とを接続する第2連結ピース62とを有している。駆動力が導入される第2入力ピース61は、図3に示した回転中心C2を中心に回転する。第2連結ピース62は、第2入力ピース61と第2出力ピース63との間でフローティング状態にある。第2入力ピース61は第2駆動部材に該当し、第2連結ピース62は第2中間部材に該当し、第2出力ピース63は第2従動部材に該当する。
第2入力ピース61に形成されたピン挿入孔61aには、係合ピン61bが挿入されている。係合ピン61bは第2入力ピース61に対し固着されており、その両端部は第2入力ピース61の外周面から突出している。第2連結ピース62は、第2入力ピース61の半径方向外方を覆った中央部62aと、中央部62aから半径方向に延びた一対の延在部62bを有している。中央部62aは、平板状の中心基板62a1と、中心基板62a1の周囲が曲げ起こされた縁円部62a2とを有している。一方、各々の延在部62bは、中心基板62a1に接続された突出基板62b1と、縁円部62a2に連結した直延壁62b2とを有している。
前述した中心基板62a1には第2入力ピース61が挿通される挿通孔62a3が形成され、縁円部62a2には、係合ピン61bの両端部が挿入された一対のピン摺動孔62a4が形成されている。係合ピン61bにより、第2連結ピース62は第2入力ピース61と接続され、第2連結ピース62は第2入力ピース61に対し同期回転可能に形成されている。また、係合ピン61bはピン摺動孔62a4に対し遊嵌されており、第2連結ピース62は第2入力ピース61に対し、半径方向である所定の第2イン側方向(図3においてMi2で示す)に相対移動可能に接続されている。
第2出力ピース63は、リング状を呈しており、第2連結ピース62の外周面と対向するように配置されている。第2出力ピース63のピース内周面63aには、第2連結ピース62の延在部62bが挿入された一対のピース連結孔63bが形成されている。これにより、第2出力ピース63は第2連結ピース62と接続され、第2出力ピース63は第2連結ピース62に対し同期回転可能に形成されている。また、各々の延在部62bはピース連結孔63bに対し遊嵌されており、第2出力ピース63は第2連結ピース62に対し、半径方向である第2アウト側方向(図3においてMo2で示す)に相対移動可能に接続されている。
図3に示すように、第2イン側方向Mi2は、第2アウト側方向Mo2との間において、所定の第2角度θ2を形成している。第2カップリング機構6の回転時において、第2連結ピース62は揺動しながらリングギヤ25の駆動力をギヤプラネタリ26に対して伝達するとともに、双方の間の芯ずれを吸収可能に形成されている。
上述した第1カップリング機構5における第1角度θ1と、第2カップリング機構6における第2角度θ2とは、互いに異なる角度に形成されている。また、第1角度θ1および第2角度θ2は、ともに90°ではない角度に形成されている。
(減速装置において発生する振動および騒音)
以下、図4乃至図8に基づき、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6の作動に起因して発生する振動または騒音について説明する。尚、図8においては、縦軸は騒音の大きさを表しているが、振動の大きさを表していてもよい。また、図8においては、第1カップリング機構5の回転速度(以下、回転周波数とも言う)が、第2カップリング機構6の回転速度(以下、回転周波数とも言う)よりも高い場合の周波数特性を表している。
上述したように、従来技術によるオルダムカップリングのスライダは、入力側部材に対する移動可能方向と出力側部材に対する移動可能方向とが互いに直交するように形成されている。このため、スライダと入力側部材および出力側部材との間の各接触点において発生する荷重は、図4に示したように、回転角に対し等周期的(90°おき)に増大する。したがって、この等周期的な荷重の増大によって、図5に示したように、特定の周波数fcの振動が増大し、当該周波数において騒音の周波数ピークが発生する。ここで、接触点における荷重の増大は、オルダムカップリングが一回転する間に4回繰り返すため、周波数fcはオルダムカップリングの回転周波数Vcの4倍となる。
これに対し、上述した第1カップリング機構5は、第1イン側方向Mi1が、第1アウト側方向Mo1に対して第1角度θ1だけずれており、θ1≠90°に設定されている。この場合、図6に示したように、第1連結ピース52と第1入力ピース51との間および第1連結ピース52と第1出力ピース53との間の各接触点における荷重特性は、実線にて示したようになる。これから分かるように、第1カップリング機構5の各接触点において荷重のピークが発生する時の回転角は、破線で示した第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが90°を成す場合(θ1=90°)に比べ、隣接したもの同士の間で(90°−θ1)だけ変化する。
同様に、第2カップリング機構6は、第2イン側方向Mi2が、第2アウト側方向Mo2に対して第2角度θ2だけずれている。このため、図7において、第2連結ピース62と第2入力ピース61との間および第2連結ピース62と第2出力ピース63との間の各接触点における荷重特性は、実線にて示したようになる。これから分かるように、第2カップリング機構6の各接触点における荷重のピークが発生する時の回転角は、破線で示した第2イン側方向Mi2と第2アウト側方向Mo2とが90°を成す場合(θ2=90°)に比べ、隣接したもの同士の間で、(90°−θ2)だけ変化する。
この時、第1カップリング機構5において発生する騒音の周波数ピークは、図8に示すように、2つの周波数ピークPa1、Pd1を持つことになる。そして、周波数ピークPa1は、第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが90°を成す場合の周波数ピークPH1(以下、基本周波数ピークPH1と言う)に対して、(90°−θ1)に見合った周波数dfa1だけ増大方向にずれ、周波数ピークPd1は、(90°−θ1)に見合った周波数dfd1だけ減少方向にずれることが分かっている(dfa1≠dfd1)。また、第2カップリング機構6において発生する騒音の周波数ピークも、図8に示したように、2つの周波数ピークPa2、Pd2を持つことになる。そして、周波数ピークPa2は、第2イン側方向Mi2と第2アウト側方向Mo2とが90°を成す場合の周波数ピークPH2(以下、基本周波数ピークPH2と言う)に対して、(90°−θ2)に見合った周波数dfa2だけ増大方向にずれ、周波数ピークPd2は、(90°−θ2)に見合った周波数dfd2だけ減少方向にずれることになる(dfa2≠dfd2)。したがって、上述したように、本実施形態において第1角度θ1≠第2角度θ2であるため、dfa1≠dfa2、かつ、dfd1≠dfd2となる。尚、図8は、第1カップリング機構5の回転周波数と第2カップリング機構6の回転周波数とが異なる場合を示しているが、本発明はこれに限ったものではなく、第1カップリング機構5の回転周波数と第2カップリング機構6の回転周波数とが一致する場合にも適用される。
<実施形態1の作用効果>
本実施形態によれば、第1カップリング機構5の第1連結ピース52は、第1入力ピース51に対し所定の第1イン側方向Mi1に相対移動可能に接続されている。また、第1連結ピース52は、第1出力ピース53に対し第1アウト側方向Mo1に相対移動可能に接続され、第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1は所定の第1角度θ1を成している。一方、第2カップリング機構6の第2連結ピース62は、第2入力ピース61に対し所定の第2イン側方向Mi2に相対移動可能に接続されている。また、第2連結ピース62は、第2出力ピース63に対し第2アウト側方向Mo2に相対移動可能に接続され、第2イン側方向Mi2と第2アウト側方向Mo2は所定の第2角度θ2を成している。そして、第1角度θ1と第2角度θ2とは、互いに異なる角度に設定されている。
これにより、第1角度θ1および第2角度θ2のうちの少なくとも一方は90°とは異なる角度に設定されることになる。このため、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6のうちの少なくとも一方によって発生する振動または騒音の周波数ピークPH1、PH2は、第1角度θ1または第2角度θ2が90°とは異なる角度分だけ増減することになる。したがって、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6のうちの少なくとも一方によって発生する振動または騒音は、2つの周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2を持つことになる。さらに、第1角度θ1および第2角度θ2の双方が90°とは異なる角度に設定されていれば、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6によって発生する振動または騒音は、それぞれ2つの周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2を持つことになる。そして、第1カップリング機構5によって発生する振動または騒音の増大方向側へずれた周波数ピークPa1と、減少方向側へずれた周波数ピークPd1との間には、周波数差(dfa1+dfd1)が生じる。また、第2カップリング機構6によって発生する振動または騒音の増大方向側へずれた周波数ピークPa2と、減少方向側へずれた周波数ピークPd2との間には、周波数差(dfa2+dfd2)が生じる。そのため、第1カップリング機構5における当該周波数差(dfa1+dfd1)と、第2カップリング機構6における当該周波数差(dfa2+dfd2)とは異なる値になる。したがって、いずれの場合も、仮に、第1カップリング機構の回転周波数と第2カップリング機構の回転周波数とが等しくても、すべての周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2が一致することはない。すなわち、すべての周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2のうち、少なくともいずれかの2つの周波数ピークは一致することがないため、減速装置2の作動時の振動によって発生する騒音の増大を低減することができる。
また、減速装置2を含んでいることにより、作動時の振動によって発生する騒音の増大を低減可能なバルブタイミング可変装置1にすることができ、車両における騒音を低減することができる。
さらに、第1角度θ1および第2角度θ2は、ともに90°ではない角度に形成されている。このため、第1カップリング機構5によって発生する振動または騒音の周波数ピークPa1、Pd1同士が重畳することがなく、かつ、第2カップリング機構6によって発生する振動または騒音の周波数ピークPa2、Pd2同士も重畳することがない。したがって、減速装置2の作動時の騒音の増大をいっそう低減することができる。
<実施形態2の構成>
図9に基づき、実施形態2による減速装置2について説明する。図9においては、縦軸は騒音の大きさを表しているが、振動の大きさを表していてもよい。図9に示すように、本実施形態は、第1カップリング機構5の回転周波数と第2カップリング機構6の回転周波数とが異なり、かつ、第1カップリング機構5における第1角度θ1は90°ではなく、かつ、第2カップリング機構6における第2角度θ2も90°ではない場合を前提としている。
この場合、前述したように、第1カップリング機構5の第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが90°を成す場合の基本周波数ピークPH1が増減して、騒音の2つの周波数ピークPa1、Pd1が発生している。また、第2カップリング機構6の第2イン側方向Mi2と第2アウト側方向Mo2とが90°を成す場合の基本周波数ピークPH2が増減して、騒音の2つの周波数ピークPa2、Pd2が発生している。以下、それぞれを、第1高側周波数ピークPa1、それよりも周波数の低い第1低側周波数ピークPd1、第2高側周波数ピークPa2、それよりも周波数の低い第2低側周波数ピークPd2とする。そして、第1高側周波数ピークPa1のピーク周波数をfa1、第1低側周波数ピークPd1のピーク周波数をfd1、第2高側周波数ピークPa2のピーク周波数をfa2、第2低側周波数ピークPd2のピーク周波数をfd2とする。
この時、第1高側周波数ピークPa1のピーク周波数fa1および第2高側周波数ピークPa2のピーク周波数fa2は、下記の(1)式により算出される。また、第1低側周波数ピークPd1のピーク周波数fd1および第2低側周波数ピークPd2のピーク周波数fd2は、下記の(2)式により算出される。但し、(1)式および(2)式において、Nは各周波数ピークの次数を表している。
fa=N×Vj×360°/(90°−(90°−θ1)) ・・・(1)
fd=N×Vj×360°/(90°+(90°−θ1)) ・・・(2)
上式において、faは第1高側周波数ピークPa1のピーク周波数fa1および第2高側周波数ピークPa2のピーク周波数fa2を代表し、fdは第1低側周波数ピークPd1のピーク周波数fd1および第2低側周波数ピークPd2のピーク周波数fd2を代表している。また、Vjは第1カップリング機構5または第2カップリング機構6の回転周波数である。上式の(90°−θ1)は、第1カップリング機構5の第1アウト側方向Mo1と90°を成す方向Mc1(図2示)に対して、第1イン側方向Mi1が成す角度に該当し、第2カップリング機構6においても同様である。
本実施形態においては、以下の4つの式をすべて満足するように、第1カップリング機構5における第1角度θ1と、第2カップリング機構6における第2角度θ2とが設定されている。
(i)第1高側周波数ピークPa1のピーク周波数fa1≠第2低側周波数ピークPd2のピーク周波数fd2
(ii)第1高側周波数ピークPa1のピーク周波数fa1≠第2高側周波数ピークPa2のピーク周波数fa2
(iii)第1低側周波数ピークPd1のピーク周波数fd1≠第2低側周波数ピークPd2のピーク周波数fd2
(iv)第1低側周波数ピークPd1のピーク周波数fd1≠第2高側周波数ピークPa2のピーク周波数fa2
本実施形態において、その他の構成は実施形態1による減速装置2の構成と同様であるため、これ以上の説明は省略する。
<実施形態2の作用効果>
本実施形態によれば、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6によって、それぞれ2つの騒音の周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2を発生させている。そして、その各ピーク周波数fa1、fd1、fa2、fd2が、fa1≠fd2、fa1≠fa2、fd1≠fd2、fd1≠fa2のすべてを満足するように、第1角度θ1と第2角度θ2とが設定されている。これにより、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6によって発生する振動または騒音の周波数ピークPa1、Pd1、Pa2、Pd2が、いずれも重畳することがなく、減速装置2の作動時の振動または騒音の増大をよりいっそう低減することができる。
<実施形態3の構成>
図10に基づき、実施形態3による減速装置2について説明する。図10においては、縦軸は騒音の大きさを表しているが、振動の大きさを表していてもよい。本実施形態は、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6のいずれにも適用可能である。本実施形態を第1カップリング機構5および第2カップリング機構6のいずれに適用した場合も同様であるため、以下、第1カップリング機構5に適用した場合について説明する。本実施形態も、第1カップリング機構5における第1角度θ1は90°ではない場合を前提としている。
図10においては、第1カップリング機構5の第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが90°を成す場合のn次の基本周波数ピークPHnが増減して、n次の2つの周波数ピークPan、Pdnが発生している。また、第1カップリング機構5の第1イン側方向Mi1と第1アウト側方向Mo1とが90°を成す場合の(2n)次の基本周波数ピークPH(2n)が増減して、(2n)次の2つの周波数ピークPa(2n)、Pd(2n)が発生している。
ここで、第1カップリング機構5が発生する振動または騒音のn次の周波数ピークのピーク周波数は、前記した(1)式および(2)式によって表される。また、(2n)次の基本周波数ピークPH(2n)のピーク周波数f(2n)は、常に、n次の基本周波数ピークPHnのピーク周波数fnの2倍であることが分かっている。但し、n次の周波数ピークのピーク周波数を算出する場合、(1)式および(2)式において、N=nとし、(2n)次の周波数ピークのピーク周波数を算出する場合、(1)式および(2)式において、N=2nとしている。
したがって、(1)式および(2)式から、増大する側のn次の周波数ピークPanのピーク周波数fanと、減少する側の(2n)次の周波数ピークPd(2n)のピーク周波数fd(2n)とが一致する条件は、(90°−θ1)が30°であることが分かる。すなわち、θ1=60°である場合である。
本実施形態において、第1カップリング機構5における第1角度θ1は60°ではない角度に設定されている。したがって、第1カップリング機構5において、第1アウト側方向Mo1と90°を成す方向Mc1(図2示)に対して、第1イン側方向Mi1は30°ではない角度を成している。よって、第1カップリング機構5において、増大する側のn次の周波数ピークPanのピーク周波数fanと、減少する側の(2n)次の周波数ピークPd(2n)のピーク周波数fd(2n)とが一致することはない。
また、第2カップリング機構6における第2角度θ2も60°ではない角度に設定している。そうすることにより、第2カップリング機構6においても、増大する側のn次の周波数ピークPanのピーク周波数fanと、減少する側の(2n)次の周波数ピークPd(2n)のピーク周波数fd(2n)とが一致することはない。
また、第1カップリング機構5における第1角度θ1および第2カップリング機構6における第2角度θ2のうちの、いずれか一方のみを60°ではない角度に設定してもよい。
<実施形態3の作用効果>
本実施形態によれば、第1カップリング機構5および第2カップリング機構6において、増大する側のn次の周波数ピークPanのピーク周波数fanと、減少する側の(2n)次の周波数ピークPd(2n)のピーク周波数fd(2n)とが一致することはない。したがって、増大する側のn次の周波数ピークPanと、減少する側の(2n)次の周波数ピークPd(2n)とが重畳することがなく、減速装置2の作動時の振動または騒音の増大をさらに低減することができる。
<他の実施形態>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明による減速装置において、芯ずれを吸収するカップリング機構は2個に限られるものではない。3個以上のカップリング機構を含んだ減速装置において、そのうちの少なくとも2つのカップリング機構の間において、本発明を適用することが可能である。
また、本発明は、減速装置のみではなく、増速装置または変速を行わない、あらゆる動力伝達装置に適用することが可能である。
また、本発明による動力伝達装置は、エンジン4のバルブタイミング可変装置1のみではなく、パワーシート装置、電動ブレーキ装置等の他の車両装置にも使用可能である。
また、動力伝達装置は、車両に使用するもののみが対象ではなく、一般産業機械または家庭電器等にも適用可能である。
図面中、1はバルブタイミング可変装置、2は減速装置(動力伝達装置)、3は電動モータ、4はエンジン、5は第1カップリング機構、6は第2カップリング機構、21はサンギヤ(入力部材)、24はアウトプットメンバ(出力部材)、41はカムシャフト、51は第1入力ピース(第1駆動部材)、52は第1連結ピース(第1中間部材)、53は第1出力ピース(第1従動部材)、61は第2入力ピース(第2駆動部材)、62は第2連結ピース(第2中間部材)、63は第2出力ピース(第2従動部材)、fa1は第1高側周波数ピークのピーク周波数、fd1は第1低側周波数ピークのピーク周波数、fa2は第2高側周波数ピークのピーク周波数、fd2は第2低側周波数ピークのピーク周波数、Pa1は第1高側周波数ピーク、Pd1は第1低側周波数ピーク、Pa2は第2高側周波数ピーク、Pd2は第2低側周波数ピーク、Mi1は第1イン側方向、Mo1は第1アウト側方向、Mi2は第2イン側方向、Mo2は第2アウト側方向、θ1は第1角度、θ2は第2角度を示している。

Claims (5)

  1. 入力部材(21)と、
    該入力部材から伝達された回転を出力する出力部材(24)と、
    を備えた動力伝達装置(2)であって、
    前記入力部材と前記出力部材との間に配置され、それぞれ駆動力を伝達する第1カップリング機構(5)と第2カップリング機構(6)と、をさらに備え、
    前記第1カップリング機構は、
    駆動力が入力されている第1駆動部材(51)と、
    該第1駆動部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向である所定の第1イン側方向(Mi1)に相対移動可能に接続されている第1中間部材(52)と、
    該第1中間部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向であって、前記第1イン側方向に対して所定の第1角度(θ1)を成す第1アウト側方向(Mo1)に相対移動可能に接続されている第1従動部材(53)と、
    を有し、
    前記第2カップリング機構は、
    駆動力が入力されている第2駆動部材(61)と、
    該第2駆動部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向である所定の第2イン側方向(Mi2)に相対移動可能に接続されている第2中間部材(62)と、
    該第2中間部材に対し同期回転可能であるとともに、半径方向であって、前記第2イン側方向に対して所定の第2角度(θ2)を成す第2アウト側方向(Mo2)に相対移動可能に接続されている第2従動部材(63)と、
    を有し、
    前記第1角度と前記第2角度とは互いに異なる角度に設定されている動力伝達装置。
  2. 前記第1角度は90°ではなく、かつ、前記第2角度は90°ではない請求項1記載の動力伝達装置。
  3. 前記第1角度および前記第2角度のうちの少なくとも一方は60°ではない請求項1又は2記載の動力伝達装置。
  4. 前記第1カップリング機構の回転により発生する振動または騒音の第1高側周波数ピーク(Pa1)および該第1高側周波数ピークよりも周波数が低い振動または騒音の第1低側周波数ピーク(Pd1)と、前記第2カップリング機構の回転により発生する振動または騒音の第2高側周波数ピーク(Pa2)および該第2高側周波数ピークよりも周波数が低い振動または騒音の第2低側周波数ピーク(Pd2)とにおいて、
    前記第1高側周波数ピークのピーク周波数(fa1)≠前記第2低側周波数ピークのピーク周波数(fd2)、かつ、
    前記第1高側周波数ピークのピーク周波数≠前記第2高側周波数ピークのピーク周波数(fa2)、かつ、
    前記第1低側周波数ピークのピーク周波数(fd1)≠前記第2低側周波数ピークのピーク周波数、かつ、
    前記第1低側周波数ピークのピーク周波数≠前記第2高側周波数ピークのピーク周波数、
    を満足するように前記第1角度および前記第2角度が設定されている請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
  5. 請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置を含んだバルブタイミング可変装置(1)であって、
    前記入力部材は電動モータ(3)に接続されているとともに、前記出力部材はエンジン(4)のカムシャフト(41)に接続されており、
    前記電動モータの回転速度が減速されて前記カムシャフトに伝達され、前記カムシャフトの角度を変更するバルブタイミング可変装置。
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