JP2020180665A - 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 - Google Patents
波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020180665A JP2020180665A JP2019085161A JP2019085161A JP2020180665A JP 2020180665 A JP2020180665 A JP 2020180665A JP 2019085161 A JP2019085161 A JP 2019085161A JP 2019085161 A JP2019085161 A JP 2019085161A JP 2020180665 A JP2020180665 A JP 2020180665A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- internal
- internal gear
- teeth
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 title claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 34
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 29
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 14
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 25
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 18
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 7
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 7
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
-
- 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
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/022—Chain drive
-
- 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
-
- 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
- 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
- F01L1/356—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 making the angular relationship oscillate, e.g. non-homokinetic drive
-
- 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
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/042—Guidance of lubricant
- F16H57/0421—Guidance of lubricant on or within the casing, e.g. shields or baffles for collecting lubricant, tubes, pipes, grooves, channels or the like
- F16H57/0424—Lubricant guiding means in the wall of or integrated with the casing, e.g. grooves, channels, holes
-
- 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
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/042—Guidance of lubricant
- F16H57/0427—Guidance of lubricant on rotary parts, e.g. using baffles for collecting lubricant by centrifugal force
- F16H57/0428—Grooves with pumping effect for supplying lubricants
-
- 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
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
-
- 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
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
- F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution
-
- 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
- F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
- F01L2810/02—Lubrication
-
- 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
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/03—Auxiliary actuators
- F01L2820/032—Electric motors
-
- 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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
- F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor
-
- 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
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/042—Guidance of lubricant
- F16H57/043—Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
この構成では、内歯車の内周面の幅方向全域において内歯を形成することは可能であるが、円筒状の内歯車、板状部材、締結用のネジ等の複数の部品により有底円筒状の内歯車が構成されるため、部品点数が多く、組付け作業も必要となる。
一方、外歯車の外歯が歯非形成領域と干渉しないように、例えば、特許文献2に開示されているような押え部材等を採用して、スラスト方向の移動を規制することも可能であるが、外歯車の幅方向における装置の大型化、構造の複雑化、部品点数の増加、高コスト化等を招く。
一実施形態に係るバルブタイミング変更装置Mは、図1及び図2に示すように、カムシャフト2とスプロケット11aの相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットを備えている。ここで、カムシャフト2は、軸線S回りの一方向(図1中のR方向)に回転するものであり、鍔状の嵌合部2a、ネジ孔2b、油通路2c、位置決めピンPの嵌合穴2dを備えている。スプロケット11aは、軸線S回りの一方向(R方向)に回転し、チェーンを介してクランクシャフトの回転に連動する。
ここでは、第1内歯車20、外歯車40、第2内歯車50、及び回転部材70により、波動歯車ユニットが構成されている。
底壁面11dは、第1ハウジング11が軸線S方向に位置決めされるべく、第1内歯車20の接合面22bの外周領域に摺動自在に接触する。
油通路11eは、内周面11cにおいて軸線Sと平行に伸長する溝状に形成され、カムシャフト2の油通路2c及びロータ30の油通路35を経て第1内歯車20の内部に導かれた潤滑油を、第1内歯車20の外周面21aと内周面11cの摺動領域に導く。
油通路11fは、円筒部11bの前端面において、径方向に伸長する溝状に形成され、ハウジングロータ10内に導かれた潤滑油を、ハウジングロータ10の外部に導く。
進角側ストッパ11gは、ロータ30の進角側当接部36を当接させて、カムシャフト2を最大進角位置に位置決めする。
遅角側ストッパ11hは、ロータ30の遅角側当接部37を当接させて、カムシャフト2を最大遅角位置に位置決めする。
開口部12aは、径方向において回転部材70の周りに隙間をおいて、回転部材70の連結部72を露出させる。
内壁面12cは、外歯車40の端部42bが軸線S方向から対向して接触し得るように、軸線Sに垂直な平坦面として形成されている。
すなわち、第2ハウジング12は、ハウジングロータ10の一部として機能すると共に、第2内歯車50に対して第1内歯車20と反対側に隣接して配置され、外歯車40を覆うカバー部材としても機能するものである。
また、ハウジングロータ10として、第1ハウジング11及び第2ハウジング12を含む構成を採用し、第1ハウジング11に対して、上記種々の部品を収容して第2ハウジング12を結合することにより、バルブタイミング変更装置Mを容易に組み付けることができる。
底壁部22は、軸線Sに垂直な平坦壁として形成され、外歯車40の端部42aが接触し得ると共に締結ボルトb2の座面として機能する内壁面22aと、ロータ30が接合される接合面22bを画定する。
内歯23は、円筒部21の内周面において、軸線Sを中心とする円環状に配列して形成された歯数Z1からなる歯列をなす。
そして、内歯23は、外歯車40の外歯41の軸線S方向における略半分の奥側領域と噛合する。ここで、「奥側」とは、図8において、軸線S方向の右側すなわちカムシャフト2が配置される側である。
歯非形成部24は、切削加工で内歯23を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。
油通路26は、底壁部22の内壁面22aにおいて、径方向に伸長する溝として形成され、ロータ30の油通路35及び筒状嵌合部32の内側を経て第1内歯車20の内部に導かれた潤滑油を、ベアリング70、外歯車40の端部42a、外歯車40の外歯41と内歯23,52の噛合領域、外歯車40の端部42bに供給する。
このように、油通路26を設けたことにより、外歯車40の噛合領域や接触領域等の摩耗や劣化を抑制でき、円滑な動作を得ることができる。
筒状嵌合部32は、貫通孔31の一部を画定すると共に、第1内歯車20の嵌合孔25に嵌合され、又、嵌合状態で油通路26を閉塞しないように、軸線Sを中心とする円筒状をなす。
嵌合凹部33は、カムシャフト2の嵌合部2aを嵌合させるべく、軸線Sを中心とする円形状をなす。
油通路35は、嵌合凹部33の底壁面において、径方向に伸長して貫通孔31に連通すると共にカムシャフト2の油通路2cに連通する溝として形成され、カムシャフト2の油通路2cから供給される潤滑油を、貫通孔31を経て第1内歯車20内に導く。
遅角側当接部37は、第1ハウジング11の遅角側ストッパ11hに対して離脱可能に当接する。
続いて、第1ハウジング11が第1内歯車20に回転自在に取り付けられた状態で、ロータ30がカムシャフト2に近づけられ、位置決め孔34に位置決めピンPが嵌合され、嵌合凹部33に嵌合部2aが嵌合される。これにより、ロータ30がカムシャフト2に接合される。
その後、締結ボルトb2が、貫通孔31に通されてネジ穴2bに捩じ込まれることで、第1内歯車20がロータ30を介してカムシャフト2に固定される。
すなわち、カムシャフト2は、ロータ30を介して、ハウジングロータ10に対する相対的な回転範囲が規制される。
これにより、バルブタイミングを変更可能な回転位相の範囲、すなわち、最大遅角位置から最大進角位置までの調整可能な角度範囲を所望の範囲に規制することができる。
そして、外歯41は、軸線S方向における略半分の奥側領域が第1内歯車20の内歯23と噛合し、軸線S方向における略半分の前側領域が第2内歯車50の内歯52と噛合する。ここで、「前側」とは、図8において軸線S方向の左側すなわちカムシャフト2が配置される側と反対の電動モータが配置される側であり、「奥側」とは、図8において軸線S方向の右側である。
端部42aは、軸線Sに垂直な円環状の平坦面をなし、第1内歯車20の底壁部22の内壁面22aに接触し得るように軸線S方向において対向する。
端部42bは、軸線Sに垂直な円環状の平坦面をなし、第2ハウジング12の内壁面12cに接触し得るように軸線S方向において対向する。
尚、外歯車40は、端部42bが底壁部22に対向し、端部42aが内壁面12cに対向するように組み付けられてもよい。
ここでは、外歯車40を成形する際に、バリ取り等のトリミング加工時に、よろめき加工を施すことで、仕上げ加工と同時に、対向部43が幅方向の端部42a,42bに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成されている。
それ故に、端部42aと底壁部22の間にスペーサ部材等を介在させて外歯41と歯非形成部24との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線S方向における寸法の幅狭化を達成することができる。
円筒部51は、第1ハウジング11の内周面11cに嵌め込まれる外径寸法に形成されている。
内歯52は、円筒部21の内周面において、軸線Sを中心とする円環状に配列して形成された歯数Z3からなる歯列をなす。
そして、内歯52は、外歯車40の外歯41の軸線S方向における略半分の前側領域と噛合する。
すなわち、第2内歯車50は、ネジb1により、ハウジングロータ10と一体的に回転するように固定されて、外歯車40と噛合するようになっている。
すなわち、軸線S方向において、外歯車40の幅寸法は、第1内歯車20の底壁部22とカバー部材としての第2ハウジング12の内壁面12cの離隔寸法よりも小さく設定されている。
これにより、外歯車40が、底壁部22と内壁面12cの両方に同時に接触するのを防止できるため、摺動抵抗を低減することができる。
外輪62は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、外歯車40の内側に嵌め込まれる。
複数の転動体63は、金属材料を用いて球体に形成され、内輪61と外輪62の間に挟み込まれると共にリテーナ64により軸線S回りに等間隔に保持される。
リテーナ64は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、複数の転動体63を等間隔で転動自在に保持する。
このように、ベアリング70が、楕円変形させられた状態で回転部材70のカム部73と外歯車40の間に介在するため、回転部材70の回転に伴って、外歯車40を円滑に楕円変形させることができる。
環状部71は、軸線Sを中心とする円環状をなす。
連結部72は、環状部71の内側において、軸線Sに垂直な径方向中心に向けて開口するU字状溝として形成され、電動モータの回転軸と連結される。
カム部73は、その外周面が軸線Sに垂直な直線方向において長軸をもつ楕円形を画定する楕円環状に形成され、外歯車40に対して楕円変形を生じさせるカム作用を及ぼす。
ここでは、環状部71とカム部73がネジにより結合されているため、仕様に応じて、環状部71又はカム部73を交換することが可能である。
また、連結部72は、過大負荷が生じた際に回転軸との間の回転力の伝達を断つように、脆弱性を持たせた形状にして、環状部71を樹脂材料により形成してもよい。
これにより、第1内歯車20及び第2内歯車50と噛合した状態にある外歯車40が、楕円変形しつつその噛合位置が軸線S回りに連続的に変化する。
第1内歯車20の歯数Z1と外歯車40の歯数Z2の関係は、相対回転を生じさせるため、第1内歯車20と外歯車40の噛合箇所の個数をN、正の整数をnとするとき、Z2=Z1±n・Nの関係が成立するように設定される。この実施形態においては、N=2であるため、例えば、Z1=162、Z2=160に設定される。
また、第2内歯車50の歯数Z3と外歯車40の歯数Z2の関係は、前述したように相対回転を生じないで同位相で回転するように、同一の値が選定される。この実施形態においては、例えば、Z3=160、Z2=160に設定される。
これによれば、第1内歯車20の歯数Z1と外歯車40の歯数Z2だけで減速比を決定できるため、減速比の設定が容易である。
尚、第2内歯車50の歯数Z3は、外歯車40の歯数Z2と同一ではなく、異なる値でもよい。
組付け作業に際して、第1ハウジング11、第2ハウジング12、ネジb1、第1内歯車20、ロータ30、外歯車40、第2内歯車50、ベアリング60、回転部材70が準備される。
続いて、第1内歯車20に対してロータ30が接合されて一体的に組み付けられる。
続いて、第1ハウジング11に対して、第1内歯車20が嵌め込まれ、外歯車40の歯列41の奥側部分を第1内歯車20の内歯23に噛合させるようにして、回転部材70が嵌め込まれる。
続いて、外歯車40の内歯41の前側部分に内歯52を噛合させるようにして、第2内歯車50が嵌め込まれ、その外側前方から第2ハウジング12が配置される。
これにより、バルブタイミング変更装置Mの組付けが完了する。また、この組付け状態において、ハウジングロータ10の開口部12aを通して、回転部材70の連結部72が露出した状態となる。
尚、組付け作業は、上記の手順に限るものではなく、その他の手順を採用してもよい。
上記構成をなすバルブタイミング変更装置Mによれば、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できる。
先ず、位相の変更を行わない、すなわち、バルブタイミングを変更しない場合は、電動モータは、回転部材70に対して、カムシャフト2の回転速度と同一の回転速度でカムシャフト2と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御される。
したがって、第1内歯車20と外歯車40は、互いに噛合った位置でロックされる。
また、外歯車40と第2内歯車50とは、互いに噛合った位置でロックされる。
これにより、カムシャフト2とハウジングロータ10は、軸線S回りにおいて一方向(図1中のR方向)に一体的に回転する。
例えば、電動モータが、回転部材70に対して、カムシャフト2の回転速度よりも速い回転速度でカムシャフト2と同一方向に回転駆動力を及ぼすように駆動制御されると、回転部材70が軸線S回りの一方向に相対的に回転させられることになり、回転部材70のカム部73は、一方向に回転しつつ外歯車40に対してカム作用を及ぼす。
そして、回転部材70が一方向に一回転すると、外歯車40は、第1内歯車20に対して、歯数差(162−160)分だけ回転差を生じ、他方向にずれる。
一方、回転部材70が一方向に回転しても、外歯車40の歯数Z2と第2内歯車50の歯数Z3は同一であるため、同位相を保持する。
そして、回転部材70が他方向に一回転すると、外歯車40は、第1内歯車20に対して、歯数差(162−160)分だけ回転差を生じ、一方向にずれる。
一方、回転部材70が他方向に回転しても、外歯車40の歯数Z2と第2内歯車50の歯数Z3は同一であるため、同位相を保持する。
外歯車40が、軸線S方向の奥側に向けて移動して、端部52aが第1内歯車20の底壁部22に接触した場合、対向部43が歯非形成部24と隙間をおいて対向するため、外歯41と歯非形成部24との干渉を防止できる。これにより、外歯車40の外歯41は、第1内歯車20の内歯23に正常に噛合して円滑に回転することができる。
一方、外歯車40が、軸線S方向の前側に向けて移動して、端部52bが第1ハウジング12の内壁面12cに接触しても、第2内歯車50には歯非形成部が無いため、外歯車40の外歯41は、第2内歯車50の内歯52に正常に噛合して円滑に回転することができる。
さらに、上記バルブタイミング変更装置Mにおいては、エンジンのオイルパンに貯留された潤滑油が、オイルポンプ等によりカムシャフト2に供給され、油通路2c、油通路35、貫通孔31を経て、第1内歯車20の内部に導かれ、又、油通路26を経て、ベアリング60、外歯車40の外歯41と内歯23,52の噛合領域にも供給される。
そして、潤滑油は、開口部12a、油通路11fを経てハウジングロータ10の外部に導かれ、エンジンのカバー部材の内部を流れてオイルパンに戻される。このように、潤滑作用も確実に行われるため、外歯車40等の摺動領域や噛合い領域の摩耗や劣化を抑制でき、バルブタイミングを円滑に変更できる。
例えば、第2内歯車として、第2ハウジングとしての機能も兼ねるように、円筒部に形成された内歯及び円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状の第2内歯車を採用してもよい。
この場合、外歯40の端部42bは、第2内歯車の底壁部に接触し得るように対向し、端部42bの近傍に形成された対向部43は、第2内歯車の歯非形成部と隙間をおいて対向するように機能する。
この変形例では、第1内歯車20が、歯非形成部24に替えて、歯非形成部27を備えている。
また、外歯車40が、対向部43に替えて、対向部44を備えている。
ここでは、外歯車40を成形する際に、外周領域に切削加工等を施すことで、対向部43が、外歯41よりも小さい外径をなす円筒面に形成されている。
それ故に、前述同様に、端部42aと底壁部22の間にスペーサ部材等を介在させて外歯41と歯非形成部27との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線S方向における寸法の幅狭化を達成することができる。
この変形例では、第1内歯車20が、歯非形成部24に替えて、歯非形成部28を備えている。
また、外歯車40が、対向部43に替えて、対向部45を備えている。
ここでは、外歯車40を成形する際に、外周領域に切削加工等を施すことで、対向部45が、幅方向の端部42a,42bに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面及び傾斜面に連続し外歯41よりも小さい外径をなす円筒面に形成されている。
それ故に、前述同様に、端部42aと底壁部22の間にスペーサ部材等を介在させて外歯41と歯非形成部28との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線S方向における寸法の幅狭化を達成することができる。
一実施形態に係る歯車変速装置M2は、入力軸102を有する電動モータ100、ハウジング110、出力軸125を有する第1内歯車120、外歯車130、第2内歯車140、ベアリング150、回転部材160を備えている。
ここでは、第1内歯車120、外歯車130、第2内歯車140、及び回転部材160により、波動歯車ユニットが構成されている。
本体部101は、磁石、励磁用のコイル、回転子を有する。
入力軸102は、軸線S上に伸長して本体部101から突出し、回転部材160を嵌合させる嵌合部102a、回転部材160を固定するべくワッシャWを備えた締結ボルトb3を捩じ込むネジ穴102bを有する。
フランジ部103は、軸線Sに垂直な環状の平坦面として形成され、ネジb4を通す円孔103aを備えている。そして、フランジ部103は、第2内歯車140の鍔部145に接合される。
円筒部111は、第1内歯車120を軸線S回りに回転自在に収容するように、軸線Sを中心とする円筒状をなす。
支持部111は、軸線Sを中心とする円筒状に形成され、軸受BRを介して、第1内歯車120の出力軸125を軸線S回りに回転自在に支持する。
嵌合凹部113は、第2内歯車140の鍔部145を嵌合させて固定するべく、軸線Sを中心とする円環状の凹部をなす。
底壁部122は、軸線Sに垂直な多段状の平坦面として形成され、外歯車130の端部132aが接触し得る内壁面122aと、出力軸125が突出する外壁面122bを画定する。
内歯123は、円筒部121の内周面において、軸線Sを中心とする円環状に配列して形成された歯数Z11からなる歯列をなす。
そして、内歯123は、外歯車130の外歯131の軸線S方向における略半分の奥側領域と噛合する。ここで、「奥側」とは、図15において、軸線S方向の右側すなわち出力軸125が配置される側である。
歯非形成部124は、切削加工で内歯123を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。
出力軸125は、円柱状に形成され、支持部112において軸受BRを介して軸線S回りに回転自在に支持される。
そして、外歯131は、軸線S方向における略半分の奥側領域が第1内歯車120の内歯123と噛合し、軸線S方向における略半分の前側領域が第2内歯車140の内歯143と噛合する。ここで、「前側」とは、図15において軸線S方向の左側すなわち電動モータ100が配置される側であり、「奥側」とは、図15において軸線S方向の右側である。
端部132aは、軸線Sに垂直な円環状の平坦面をなし、第1内歯車120の底壁部122の内壁面122aに接触し得るように軸線S方向において対向する。
端部132bは、軸線Sに垂直な円環状の平坦面をなし、第2内歯車140の底壁部142の内壁面142aに接触し得るように軸線S方向において対向する。
対向部134は、端部132bが第2内歯車140の底壁部142の内壁面142aに接触した状態で、第2内歯車140の歯非形成部144と所定の隙間をおいて対向するように、すなわち、歯非形成部144の内径よりも小さい外径をなすように、外歯車130の外周領域を肉抜きして形成されている。
ここでは、外歯車130を成形する際に、バリ取り等のトリミング加工時に、よろめき加工を施すことで、仕上げ加工と同時に、対向部133が幅方向の端部132aに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成され、又、対向部134が幅方向の端部132bに向かうにつれて外径が小さくなる円錐状の傾斜面に形成されている。
底壁部142は、軸線Sに垂直な平坦面として形成され、外歯車130の端部142bが接触し得る内壁面142aと、電動モータ100の本体部101に対向する外壁面142b、入力軸102を通す貫通孔142cを画定する。
内歯143は、円筒部141の内周面において、軸線Sを中心とする円環状に配列して形成された歯数Z13からなる歯列をなす。
そして、内歯143は、外歯車130の外歯131の軸線S方向における略半分の前側領域と噛合する。
ここで、内歯143の歯数Z13は、外歯車130の内歯131の歯数Z12と同一に設定されている。このように、歯数Z13,Z12を同一(Z13=Z12)とすることにより、第1内歯車120の歯数Z11と外歯車130の歯数Z12だけで、変速比、例えば減速比を容易に設定することができる。
歯非形成部144は、切削加工で内歯143を成形する場合に切削刃で切削できずに残存する領域である。
鍔部145は、ハウジング110の嵌合凹部113に嵌合される外径寸法に形成され、ネジb4を通す円孔145aを有する。
また、外歯車130の端部132bが第2内歯車140の底壁部142に接触した状態で、対向部134が歯非形成部144と隙間をおいて対向するため、外歯131と歯非形成部144との干渉を防止できる。
それ故に、端部132aと底壁部122の間及び端部132bと底壁部142の間にスペーサ部材等を介在させて外歯131と歯非形成部124,142との干渉を防止する場合に比べて、部品点数を削減でき、又、軸線S方向における寸法の幅狭化を達成することができる。
すなわち、軸線S方向において、外歯車130の幅寸法は、第1内歯車120の底壁部122と第2内歯車140の底壁部142との離隔寸法よりも小さく設定されている。
これにより、外歯車130が、底壁部122と底壁部142の両方に同時に接触するのを防止できるため、摺動抵抗を低減することができる。
外輪152は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、外歯車130の内側に嵌め込まれる。
複数の転動体153は、金属材料を用いて球体に形成され、内輪151と外輪152の間に挟み込まれると共にリテーナ154により軸線S回りに等間隔に保持される。
リテーナ154は、金属材料を用いて弾性変形可能な無端ベルト状に形成され、複数の転動体153を等間隔で転動自在に保持する。
このように、ベアリング150が、楕円変形させられた状態で回転部材160のカム部162と外歯車130の間に介在するため、回転部材160の回転に伴って、外歯車130を円滑に楕円変形させることができる。
嵌合孔161は、回転部材160が入力軸102と一体的に回転するべく、電動モータ100の入力軸102が嵌合されるように形成されている。
カム部162は、その外周面が軸線Sに垂直な直線方向において長軸をもつ楕円形を画定する楕円環状に形成され、外歯車130に対して楕円変形を生じさせるカム作用を及ぼす。
これにより、第1内歯車120及び第2内歯車140と噛合した状態にある外歯車130が、楕円変形しつつその噛合位置が軸線S回りに連続的に変化する。
第1内歯車120の歯数Z11と外歯車130の歯数Z12の関係は、相対回転を生じさせるため、第1内歯車120と外歯車130の噛合箇所の個数をN、正の整数をnとするとき、Z12=Z11±n・Nの関係が成立するように設定される。この実施形態においては、N=2であるため、例えば、Z11=162、Z12=160に設定される。
また、第2内歯車140の歯数Z13と外歯車130の歯数Z12の関係は、前述したように相対回転を生じないで同位相で回転するように、同一の値が選定される。この実施形態においては、例えば、Z13=160、Z12=160に設定される。
この変速動作に際して、外歯車130の外歯131に対する内歯123と内歯143との噛合い状態の違いにより生じるスラスト力により、外歯車130は軸線S方向に移動する。
一方、外歯車130が、軸線S方向の前側に向けて移動して、端部132bが第2内歯車140の底壁部142に接触した場合、対向部134が歯非形成部144と隙間をおいて対向するため、外歯131と歯非形成部144との干渉を防止できる。これにより、外歯車130の外歯131は、第2内歯車140の内歯143に正常に噛合して円滑に回転することができる。
上記構成をなす歯車変速装置M2によれば、構造の簡素化、小型化、部品点数の削減、低コスト化等を達成できる。
また、ベアリングとして、内輪61、転動体63、外輪62を含むベアリング60を示したが、これに限定されるものではなく、ベアリングを内輪と転動体により構成し、外輪の代わりに外歯車40を適用する構成を採用してもよい。
また、ベアリングとして、内輪151、転動体153、外輪152を含むベアリング150を示したが、これに限定されるものではなく、ベアリングを内輪と転動体により構成し、外輪の代わりに外歯車130を適用する構成を採用してもよい。
M バルブタイミング変更装置
2 カムシャフト
10 ハウジングロータ
11a スプロケット
12 第2ハウジング(カバー部材)
20 第1内歯車(波動歯車ユニット、位相変更ユニット)
21 円筒部
22 底壁部
CA 隅部領域
23 内歯
23a 歯底
24 歯非形成部
26 油通路
40 外歯車(波動歯車ユニット、位相変更ユニット)
41 外歯
42a,42b 端部
43,44,45 対向部
50 第2内歯車(波動歯車ユニット、位相変更ユニット)
52 内歯
70 回転部材(波動歯車ユニット、位相変更ユニット)
M2 歯車変速装置
100 電動モータ
102 入力軸
110 ハウジング
120 第1内歯車(波動歯車ユニット、変速ユニット)
121 円筒部
122 底壁部
123 内歯
123a 歯底
124 歯非形成部
125 出力軸
130 外歯車
131 外歯
132a,132b 端部
133,134 対向部
140 第2内歯車(波動歯車ユニット、変速ユニット)
141 円筒部
142 底壁部
143 内歯
143a 歯底
144 歯非形成部
160 回転部材(波動歯車ユニット、変速ユニット)
Claims (14)
- 円筒部に形成された内歯及び前記円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において前記内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状の第1内歯車と、
前記第1内歯車の内歯に噛合する外歯,前記歯非形成部と隙間をおいて対向する対向部,及び前記底壁部に接触し得るように対向する端部を有する可撓性円筒状の外歯車と、
前記第1内歯車に隣接して配置されると共に前記外歯に噛合する内歯を有する第2内歯車と、
前記外歯車を楕円変形させて前記第1内歯車及び前記第2内歯車と部分的に噛合させつつ噛合い位置を移動させる回転部材と、
を含む、波動歯車ユニット。 - 前記外歯車は、幅方向の両側において前記対向部を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の波動歯車ユニット。 - 前記第2内歯車は、円筒状をなし、
前記第2内歯車には、前記第1内歯車と反対側に隣接して前記外歯車を覆うカバー部材が配置され、
前記外歯車の幅寸法は、前記第1内歯車の底壁部と前記カバー部材の離隔寸法よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の波動歯車ユニット。 - 前記第1内歯車は、前記端部が対向する前記底壁部において、径方向に伸長する溝状の油通路を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載の波動歯車ユニット。 - 前記第2内歯車は、円筒部に形成された前記内歯及び前記円筒部に底壁部が一体的に連続する隅部領域において前記内歯の歯底よりも内側に突出する歯非形成部を有する有底円筒状に形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の波動歯車ユニット。 - 前記外歯車の幅寸法は、前記第1内歯車の底壁部と前記第2内歯車の底壁部との離隔寸法よりも小さく設定されている、
ことを特徴とする請求項5に記載の波動歯車ユニット。 - 前記対向部は、前記外歯車の外周領域を肉抜きして形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載の波動歯車ユニット。 - 前記対向部は、円錐状の傾斜面である、
ことを特徴とする請求項7に記載の波動歯車ユニット。 - 前記対向部は、前記外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、
ことを特徴とする請求項7に記載の波動歯車ユニット。 - 前記対向部は、円錐状の傾斜面及び前記傾斜面に連続し前記外歯よりも小さい外径をなす円筒面である、
ことを特徴とする請求項7に記載の波動歯車ユニット。 - 入力軸と、出力軸と、前記出力軸を回動自在に支持するハウジングと、前記入力軸と前記出力軸の間に介在する変速ユニットと、を備えた歯車変速装置であって、
前記変速ユニットは、請求項1ないし10いずれか一つに記載の波動歯車ユニットを含む、
ことを特徴とする歯車変速装置。 - 前記波動歯車ユニットの回転部材は、前記入力軸と一体的に回転し、
前記波動歯車ユニットの第1内歯車は、前記出力軸と一体的に回転し、
前記波動歯車ユニットの第2内歯車は、前記ハウジングに固定されている、
ことを特徴とする請求項10に記載の歯車変速装置。 - カムシャフトとクランクシャフトに連動するハウジングロータとの相対的な回転位相を変更する位相変更ユニットを備え、前記カムシャフトにより駆動される吸気用又は排気用のバルブの開閉時期を進角側又は遅角側に変更するエンジンのバルブタイミング変更装置であって、
前記位相変更ユニットは、請求項1ないし10いずれか一つに記載の波動歯車ユニットを含み、
前記波動歯車ユニットの第1内歯車は、前記カムシャフトと一体的に回転するように連結され、
前記波動歯車ユニットの第2内歯車は、前記ハウジングロータと一体的に回転するように連結される、
ことを特徴とするバルブタイミング変更装置。 - 前記波動歯車ユニットの回転部材は、電動モータの回転力が伝達されるように形成されている、
ことを特徴とする請求項13に記載のバルブタイミング変更装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019085161A JP7353789B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 |
CN201980089539.XA CN113330230B (zh) | 2019-04-26 | 2019-09-10 | 波动齿轮单元、齿轮变速装置以及阀定时变更装置 |
DE112019007262.5T DE112019007262T5 (de) | 2019-04-26 | 2019-09-10 | Spannungswellen-getriebeeinheit, zahnradübertragungsvorrichtung und ventilsteuerwechselvorrichtung |
PCT/JP2019/035432 WO2020217562A1 (ja) | 2019-04-26 | 2019-09-10 | 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 |
US17/428,269 US11761525B2 (en) | 2019-04-26 | 2019-09-10 | Strain wave gear unit, gear transmission device, and valve timing changing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019085161A JP7353789B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020180665A true JP2020180665A (ja) | 2020-11-05 |
JP7353789B2 JP7353789B2 (ja) | 2023-10-02 |
Family
ID=72942509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019085161A Active JP7353789B2 (ja) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11761525B2 (ja) |
JP (1) | JP7353789B2 (ja) |
CN (1) | CN113330230B (ja) |
DE (1) | DE112019007262T5 (ja) |
WO (1) | WO2020217562A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11428173B2 (en) * | 2020-10-06 | 2022-08-30 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio |
US11619182B2 (en) * | 2020-10-12 | 2023-04-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuation assembly for phaser system |
US11519342B2 (en) * | 2021-02-11 | 2022-12-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015102110A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | アイシン精機株式会社 | 波動歯車装置 |
JP2016125343A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
DE102015017188A1 (de) * | 2015-08-10 | 2017-04-06 | Ovalo Gmbh | Spannungswellengetriebe |
CN107387725A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-24 | 金明必 | 柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法 |
JP2018155313A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014084990A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Canon Inc | 波動歯車装置、駆動装置及びロボット装置 |
JP2017044246A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社ジェイテクト | 波動歯車伝達装置 |
CN108368919B (zh) | 2015-12-11 | 2021-02-02 | 谐波传动系统有限公司 | 扁平型波动齿轮装置 |
JP2017223246A (ja) | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 株式会社ジェイテクト | 波動歯車伝達装置 |
WO2018211998A1 (ja) * | 2017-05-17 | 2018-11-22 | 株式会社エンプラス | 波動歯車装置 |
JP6939397B2 (ja) * | 2017-10-19 | 2021-09-22 | 株式会社デンソー | バルブタイミング調整装置 |
-
2019
- 2019-04-26 JP JP2019085161A patent/JP7353789B2/ja active Active
- 2019-09-10 CN CN201980089539.XA patent/CN113330230B/zh active Active
- 2019-09-10 WO PCT/JP2019/035432 patent/WO2020217562A1/ja active Application Filing
- 2019-09-10 US US17/428,269 patent/US11761525B2/en active Active
- 2019-09-10 DE DE112019007262.5T patent/DE112019007262T5/de active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015102110A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | アイシン精機株式会社 | 波動歯車装置 |
JP2016125343A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
DE102015017188A1 (de) * | 2015-08-10 | 2017-04-06 | Ovalo Gmbh | Spannungswellengetriebe |
JP2018155313A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
CN107387725A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-24 | 金明必 | 柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113330230A (zh) | 2021-08-31 |
US11761525B2 (en) | 2023-09-19 |
JP7353789B2 (ja) | 2023-10-02 |
CN113330230B (zh) | 2023-07-21 |
US20220107013A1 (en) | 2022-04-07 |
DE112019007262T5 (de) | 2022-01-05 |
WO2020217562A1 (ja) | 2020-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020217562A1 (ja) | 波動歯車ユニット、歯車変速装置及びバルブタイミング変更装置 | |
CN107829793B (zh) | 阀正时控制装置 | |
US10731521B2 (en) | Valve opening and closing timing control apparatus | |
CN110023596B (zh) | 阀正时控制装置 | |
US9422836B2 (en) | Valve timing control apparatus | |
KR101896672B1 (ko) | 밸브 타이밍 조정장치 | |
US20200263572A1 (en) | Valve timing change device | |
JP7161917B2 (ja) | 位相変更ユニット及びバルブタイミング変更装置 | |
JPH08303558A (ja) | バックラッシュ除去装置 | |
JP2020125688A (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
CN212803354U (zh) | 阀正时控制装置 | |
CN113383149B (zh) | 带有行星齿轮组的发动机可变凸轮轴正时相位器 | |
JP7226780B2 (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
JP7226779B2 (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
JP7415870B2 (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
JP2019085910A (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
JP6676397B2 (ja) | 位相変更ユニット及びバルブタイミング変更装置 | |
US20190078473A1 (en) | Electric phaser with orbiting eccentric gears | |
JP2023086583A (ja) | 弁開閉時期制御装置 | |
WO2017199625A1 (ja) | 位相変更ユニット及びバルブタイミング変更装置 | |
CN115370441A (zh) | 具有减小齿隙的电致动凸轮轴相位器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230406 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230907 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230920 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7353789 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |