JP6740938B2 - 偏心揺動型減速装置 - Google Patents

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Description

本発明は、偏心揺動型減速装置に関する。
従来、容器状の回転部材に収容される2つの回転体において180度位相をずらした状態で偏心回転する偏心揺動型減速装置が知られている。2つの回転体を用いる場合、振動または騒音が発生する虞がある。特許文献1に記載のように、3つの回転体が設けられる偏心揺動型減速装置が知られている。
特開2000−120809号公報
特許文献1の構成のように、振動または騒音を抑制するために、3つの回転体を用いる場合、偏心揺動型減速装置の体格が大型化する。また、偏心揺動型減速装置の部品点数が増加し、コストが増加する。偏心揺動型減速装置を小型化または低コストにするため、回転体の数を削減することが考えられる。2つの回転体を用いる場合、2つの回転体において回転モーメント(偶力)が作用する。これにより、2つの回転体の軸がずれて、2つの回転体による摩擦によって、振動または騒音が発生する虞がある。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、振動および騒音の発生を抑制し、小型化可能な偏心揺動型減速装置を提供することにある。
本発明の偏心揺動型減速装置は、第1回転体(30)、第2回転体(50、350、450、550、650)、第3回転体(70、770)、少なくとも1つの係合部(80、380、480、580、680、780)を備える。
第1回転体は、回転可能である。
第2回転体は、第1回転体に収容され、少なくとも1つの係合穴(53)を有し、回転可能である。
第3回転体は、第2回転体に対向して第1回転体に収容されている。
また、第3回転体は、第1回転体の軸(O)に対して偏心した軸(P)を中心として回転したとき、第1回転体と第2回転体との相対回転位相が変化し、第2回転体の回転を加減速する。
係合部は、第3回転体に設けられており、係合穴に位置する第2回転体の内面(55)に外面(81)が対向しており、係合穴を介して、第2回転体と係合する。
第2回転体の内面と係合部の外面とが摩擦したとき、第3回転体に作用する回転モーメントを妨げる方向に摩擦力が作用する。
第2回転体の内面と係合部の外面とが摩擦するときの摩擦係数は、鉄同士が摩擦するときの摩擦係数よりも大きい。
鉄同士が摩擦するときの摩擦係数は比較的小さく、第3回転体の回転モーメントが大きくなることがある。第2回転体の内面と係合部の外面との摩擦係数を鉄同士が摩擦するときの摩擦係数よりも大きくすることで、回転モーメントを小さくできる。回転モーメントが小さくなるため、第2回転体と第3回転体とが平行に保持される。これによって、第3回転体が回転するとき、第2回転体と第3回転体との摩擦が片当たりしないで滑らかになり、振動または騒音を抑制できる。さらに、回転体の数が増加する必要がなく部品点数を削減できる。したがって、偏心揺動型減速装置は、小型化可能である。
本発明の第1実施形態による偏心揺動型減速装置が用いられるバルブタイミング調整装置の概略図。 本発明の第1実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 図2のIII−III線断面図。 図2のIII−III線の第2回転体および第3回転体の断面図。 図4のV−V線の第3回転体の断面図。 本発明の第2実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 本発明の第3実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 本発明の第4実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 本発明の第5実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 本発明の第6実施形態による偏心揺動型減速装置の断面図。 その他の実施形態の偏心揺動型減速装置の断面図。 その他の実施形態の偏心揺動型減速装置の断面図。 比較例の偏心揺動型減速装置の断面図。
以下、本発明の実施形態による偏心揺動型減速装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。
これらの実施形態の偏心揺動型減速装置は、例えば、吸気弁および排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に用いられる。
本実施形態の偏心揺動型減速装置101に用いられるバルブタイミング調整装置10について説明する。
図1に示すように、内燃機関1において、クランク歯車3と、偏心揺動型減速装置101の第1回転体30と、にチェーン7が巻き掛けられている。
クランク歯車3は、内燃機関1の駆動軸としてのクランク軸2に固定される。
偏心揺動型減速装置101の第1回転体30は、従動軸としてのカム軸4、5に固定されている。
チェーン7を介してクランク軸2からカム軸4、5にトルクが伝達される。一方のカム軸4は吸気弁8を駆動する。他方のカム軸5は排気弁9を駆動する。
バルブタイミング調整装置10は、クランク軸2とカム軸4、5との相対回転位相が変化することにより、吸気弁8または排気弁9の開閉タイミングを調整する。
偏心揺動型減速装置101は、クランク軸2とカム軸4、5との相対回転位相を変化可能にする。
バルブタイミング調整装置10は、クランク軸2と一体になって回転する第1回転体30に対し、カム軸4、5がクランク軸2と同一の回転方向へ相対回転する。これにより、バルブタイミング調整装置10は、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングを早くする。このように吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが早くなるようにカム軸4、5が相対回転することを「進角する」という。
また、バルブタイミング調整装置10は、クランク軸2と一体になって回転する第1回転体30に対し、カム軸4、5がクランク軸2と反対の回転方向へ相対回転する。これにより、バルブタイミング調整装置10は、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングを遅くする。このように吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが遅くなるようにカム軸4、5が相対回転することを「遅角する」という。
(第1実施形態)
図2に示すように、偏心揺動型減速装置101は、第1回転体30、第2回転体50、制御部60、第3回転体70および係合部80を備える。
第1回転体30は、歯車部材31とスプロケット32とを同軸に組み合わせた容器形状であり、内部に空間が形成されている。
第1回転体30は、一方のカム軸4または他方のカム軸5と同軸に設けられており、回転可能に形成されている。
歯車部材31は、有底円筒状であり、歯車凸部33と第1内歯車部34とを有する。
歯車凸部33は、歯車部材31の径方向内側から径方向外側に伸びている。
第1内歯車部34は、歯先円が歯底円から歯車部材31の径方向内側に向かうように歯車部材31の内周壁に形成されている。
スプロケット32は、有底円筒状であり、大径部35と小径部36とを有する。
大径部35は、歯車凸部33とねじ37によって嵌合されている。ねじ37により、歯車部材31とスプロケット32が一体に結合されている。
また、大径部35は、複数のスプロケット凸部39を含む。
スプロケット凸部39は、第1回転体30の径方向内側から径方向外側に向かって伸びている。
小径部36は、複数のスプロケット歯38を含む。
スプロケット歯38は、スプロケット32の径方向内側から径方向外側に伸びている。スプロケット歯38にチェーン7が巻き掛けられている。クランク軸2から出力されるトルクがチェーン7を介してスプロケット32に入力されるとき、第1回転体30は、クランク軸2と連動して中心軸Oを中心に回転する。このとき、第1回転体30の回転方向は、本実施形態において図1の時計方向である。
第2回転体50は、第1回転体30に収容され、円板状に形成されており、中心孔54を中央に有する。中心孔54を介してスリーブボルト51がカム軸4、5に挿入されている。
第2回転体50は、スリーブボルト51とカム軸4、5とで挟まれており、カム軸4、5に接続されている。
また、第2回転体50は、カム軸4、5に対する位相が固定されて、第1回転体30と同軸に設けられており、カム軸4、5と連動して中心軸Oを中心軸として回転可能である。
さらに、第2回転体50は、大径部35の内側で支持されており、第1回転体30に対して相対回転可能である。
また、第2回転体50は、少なくとも1つの係合穴53を有する。
図3に示すように、係合穴53は、円形形状の断面を含み、径が一様に形成されている。
また、係合穴53は、第2回転体50の内部であって、同一円周上に8つ形成されている。
さらに、第2回転体50は、スプロケット凸部39に対応する第2回転体凸部57を有する。
第2回転体凸部57は、第2回転体50の径方向内側から径方向外側に延びている。第2回転体50が第1回転体30に対して相対回転したとき、第2回転体50が過剰に回転しないように、スプロケット凸部39が第2回転体凸部57に係止される。
図2に戻って、制御部60は、電動モータ61および制御回路62を有する。
電動モータ61は、例えば、永久磁石式同期型の3相交流モータである。
また、電動モータ61は、カム軸4、5とは反対側に設けられている。
さらに、電動モータ61は、モータケース63に収容され、モータ軸64を含む。
モータ軸64は、中心軸Oと中心軸として正逆回転可能であり、モータケース63に支持されている。
制御回路62は、マイコンを主体として構成されており、モータケース63の外部または内部に設けられている。制御回路62の処理は、ROM等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御回路62は、電動モータ61と接続されており、内燃機関1の運転状態に応じて電動モータ61を制御する。制御回路62が電動モータ61を制御するとき、モータ軸64の周りに回転磁界が発生する。回転磁界の方向に応じて、モータ軸64から進角方向Xまたは遅角方向Yに回転トルクTmが出力される。
第3回転体70は、第1回転体30に収容されており、第2回転体50に対向している。
また、第3回転体70は、円筒形状であり、モータ軸64と接続されている。
さらに、第3回転体70は、モータ軸64と連動して中心軸O周りに回転可能である。
第3回転体70は、第3外歯車部71、偏心部72、および「付勢部材」としてのスプリング73を有する。
第3外歯車部71は、歯先円が歯底円から第3回転体70の径方向外側に向かうように第3回転体70の外周壁に形成されている。第3外歯車部71の歯数は、第1内歯車部34の歯数よりも少なく設定されている。
第3外歯車部71は、第1内歯車部34の内周壁で嵌合および支持されており、第1回転体30に対して相対回転可能である。
第3外歯車部71と第1内歯車部34とが嵌合される部位を嵌合部75とする。
偏心部72は、円筒形状に形成されており、中心孔76および偏心軸Pを含む。
中心孔76は、モータ軸64が挿入されている。中心孔76を介してモータ軸64と第3回転体70とが接続されている。
偏心軸Pは、中心軸Oに対して、嵌合部75側に偏心した軸である。
また、偏心部72は、ベアリング77を介して歯車部材31を支持している。
さらに、偏心部72は、スプリング73およびベアリング78を介して第3外歯車部71を支持している。
スプリング73は、嵌合部75側の偏心部72とベアリング78との間に設けられている。
スプリング73は、ベアリング78を介して第3回転体70を付勢し、第3回転体70を歯車部材31に押し付けている。
また、スプリング73は、係合部80を第2回転体50に押し付けている。
第3回転体70は、偏心軸Pを中心軸として自転可能であり、かつ、中心軸Oを中心軸として公転可能である。すなわち、第3回転体70は、遊星運動可能であり、中心軸Oに対して偏心回転可能である。第3回転体70が偏心回転したとき、第1回転体30と第3回転体70との相対回転位相が変化する。相対回転位相が変化することで、第3回転体70は、第2回転体50の回転を加減速する。
第2回転体50に対向している第3回転体70の端面を第3回転体端面79とする。
係合部80は、第3回転体端面79から第2回転体50に向かって伸びており、第3回転体70と一体となって形成されている。
係合部80は、円形形状の断面を有し、係合穴53に対応する位置に設けられており、係合穴53に挿入されている。
また、係合部80は、係合穴53の数に対応して、8つ形成されている。
係合部80の外面を係合部外面81とする。第2回転体50の内面を第2回転体内面55とする。
係合部外面81と第2回転体内面55とが接触しており、係合部80と第2回転体50とが係合している。係合部80を介して、第2回転体50と第3回転体70とが係合する。
係合部80は、係合穴53よりも小さく形成されており、係合部80と係合穴53との間に隙間が形成されている。
図3に戻って、第2回転体50を2分割する線を分割仮想線I1とする。第3回転体70が第2回転体50に対して相対回転するときに、係合部外面81と第2回転体内面55とが接触する点を係合部接触点82とする。中心軸Oから係合部接触点82までの線を仮想線I2とする。分割仮想線I1と仮想線I2とでなす角度を係合部角度θとする。
(作用)
本実施形態の偏心揺動型減速装置101の作用について説明する。
モータ軸64が第1回転体30に対して相対回転しないとき、第3回転体70が第1回転体30との噛合位置を保ちつつ、第1回転体30と第2回転体50とともに回転する。このとき、第1回転体30と第2回転体50との間の相対回転位相が保持されるので、バルブタイミングが保持される。
モータ軸64が第1回転体30に対して進角方向Xに相対回転するとき、モータ軸64から進角方向Xに向かって回転トルクTmが出力される。これにより、第3回転体70と第1回転体30との噛合位置が変化しつつ、第3回転体70が遊星運動する。このとき、第2回転体50が第1回転体30に対して遅角方向Yに相対回転する。第2回転体50の回転が減速され、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが遅くなる。
モータ軸64が第1回転体30に対して遅角方向Yに相対回転するとき、モータ軸64から遅角方向Yに向かって回転トルクTmが出力される。これにより、第3回転体70と第1回転体30との噛合位置を変化しつつ、第3回転体70が遊星運動する。このとき、第2回転体50が第1回転体30に対して進角方向Xに向かって相対回転する。第2回転体50の回転が加速され、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが早くなる。
また、モータ軸64が第1回転体30に対して遅角方向Yに相対回転するときと同様に、電動モータ61が急停止するとき、第3回転体70は、遊星運動する。このとき、第2回転体50が第1回転体30に対して進角方向Xに向かって相対回転する。第2回転体50の回転が加速され、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが早くなる。
このように、第3回転体70が第1回転体30と第2回転体50とを回転伝達可能に接続され、第3回転体70が遊星運動することによって、第1回転体30と第2回転体50との相対回転位相が変化する。相対回転位相が変化するとき、第2回転体50の回転が加減速され、吸気弁8または排気弁9のバルブタイミングが調整される。
従来、2つの回転体において180度位相をずらした状態で偏心回転する偏心揺動型減速装置が知られている。比較例の偏心揺動型減速装置900を図13に示す。
図13に示すように、偏心揺動型減速装置900の第2回転体902の中心軸をC2_refとする。偏心揺動型減速装置900の第3回転体903の中心軸をC3_refとする。中心軸C2_refと中心軸C3_refとでなす角度を傾斜角A_refとする。第3回転体903に作用する径方向の力Fd_refとする。第3回転体903の端面から第3回転体903の中心までの距離をH_refとする。第3回転体903に作用する回転モーメントM_refは、以下関係式(2)のように表される。
M_ref=Fd_ref×H_ref ・・・(2)
第3回転体903が遊星運動するとき、回転モーメントM_refにより第3回転体903は第2回転体902に対して傾斜してしまう。傾斜角A_refが大きくなり、振動または騒音が発生する。図において、第2回転体902と第3回転体903との関係を明確にするため、傾斜角A_refを誇張して記載している。
特許文献1に記載されるように、振動または騒音を抑制するために、3つの回転体を用いる場合、偏心揺動型減速装置の体格が大型化する。また、偏心揺動型減速装置の部品点数が増加し、コストが増加する。偏心揺動型減速装置を小型化または低コストにするため、回転体の数を削減することが考えられる。
2つの回転体を用いる場合、2つの回転体において回転モーメント(偶力)が作用する。比較例の偏心揺動型減速装置900のように、2つの回転体の軸がずれて、2つの回転体による片当たりすることによって、振動または騒音が発生する虞がある。
そこで、本実施形態の偏心揺動型減速装置は、振動および騒音の発生を抑制し、小型化可能にする。
偏心揺動型減速装置101では、係合部外面81と第2回転体内面55とが係合している。係合部外面81と第2回転体内面55とが摩擦するときの摩擦係数を係合摩擦係数μeとする。鉄同士が摩擦するときの摩擦係数を鉄摩擦係数μiとする。なお、摩擦係数は、静摩擦係数または動摩擦係数である。
鉄は、純鉄、炭素を含む炭素鋼、炭素だけでなくクロム、ニッケルもしくはモリブデン等の金属を含む合金鋼である。炭素鋼は、例えば、一般構造用圧延鋼材、溶接構造用圧延鋼材または機械構造用炭素鋼である。合金鋼は、例えば、構造用合金鋼である。なお、鉄は、常識的な誤差範囲で不純物が含まれる。
係合摩擦係数μeは、係合部80の材料と第2回転体50の材料とを用いて、JIS_K7125に準拠した摩擦係数試験方法で算出される。また、係合摩擦係数μeは、ピンオンディスク式摩擦摩耗試験機または2円筒式摩擦摩耗試験機を用いて、摩擦係数を算出してもよい。
鉄摩擦係数μiは、同一の鉄材料を用いて、係合摩擦係数μeと同様に、算出される。
係合部80および第2回転体50は、係合摩擦係数μeが鉄摩擦係数μiよりも大きくなるように、すなわち、μe>μiとなるように設定されている。
また、係合部80または第2回転体50は、樹脂で形成されている。本実施形態では、第2回転体50が樹脂で形成されている。本実施形態で用いられる樹脂は、例えば、ポリアミド、PEEKまたはAESである。PEEKは、ポリエーテルエーテルケトンの略である。AESは、アクリルニトリルスチレンアクリレートの略である。
第2回転体内面55の表面粗さを内面表面粗さRz2_Iとする。第2回転体50の外面56の表面粗さを外面表面粗さRz2_Oとする。係合部80の表面粗さを係合部表面粗さRze_Oとする。第3回転体70の表面粗さを第3回転体表面粗さRz3_Oとする。それぞれの表面粗さは、最大高さ粗さRzで表される。
それぞれの最大高さ粗さは、JIS_B_0601に準拠した定義である。最大高さ粗さを測定する機器は、例えば、触針等を用いる接触式表面粗さ測定機またはレーザー等を用いる非接触式表面粗さ測定機である。
内面表面粗さRz2_Iは、外面表面粗さRz2_Oよりも大きくなるように、すなわち、Rz2_I>Rz2_Oとなるように設定されている。
係合部表面粗さRze_Oは、第3回転体表面粗さRz3_Oよりも大きくなるように、すなわち、Rze_O>Rz3_Oとなるように設定されている。
図4に示すように、第1内歯車部34と第3回転体70とが接触する点を第3回転体接触点74とする。第3回転体接触点74は、分割仮想線I1上に位置する。第3回転体接触点74と係合部接触点82とを結ぶ線を仮想線I3とする。
第1内歯車部34により第3回転体接触点74から回転方向に力F1が第3回転体70に作用する。力F1は、仮想線I3上に沿う方向に作用する力F1_Dに分解できる。力F1_Dは、力F1と係合部角度θとの関数で表される。
第2回転体内面55により係合部接触点82から回転方向と逆方向に垂直抗力F2が係合部80に作用する。力F2は、仮想線I3上に沿う方向に作用する力F2_Dに分解できる。力F2_Dは、力F2と係合部角度θとの関数で表される。
図5に示すように、第3回転体70の中心から係合部80の中心までの軸方向に対する距離を係合部距離Hiとする。第3回転体接触点74と係合部接触点82とを結ぶ線分の中点を回転中心点Osとする。なお、回転中心点Osから第3回転体接触点74までの距離と回転中心点Osから係合部接触点82までの距離はHoで等しい。また、図5において、特徴を明確にするため、第3回転体70および係合部80を誇張して記載している。
また、回転中心点Osから係合部外面81までの第3回転体70の径方向における距離を第3回転体距離Hrとする。
第3回転体70の軸方向に対して力F1_Dと力F2_Dとがずれて作用しているため、回転中心点Os周りの回転モーメントMが第3回転体70に作用する。第3回転体70が相対回転し始めるときの初期回転モーメントMsは、以下の関係式(3)のように表される。
Ms=(F1_D+F2_D)×Hi/2 ・・・(3)
また、第2回転体50と第3回転体70とが離れようとするとき、係合部外面81と第2回転体内面55とが摩擦する。このとき、第3回転体70に作用する回転モーメントMを妨げる方向に、摩擦力Frが係合部80に作用する。摩擦力Frは、以下関係式(4)のように表される。摩擦力Frが係合部80に作用したときの摩擦力時回転モーメントMrとする。このとき、回転モーメントMは、関係式(5)のように表される。回転モーメントMは、摩擦力Frにより減少する。
Fr=μe×F2 ・・・(4)
M=Mr−Fr×Hr ・・・(5)
(効果)
[1]第3回転体70に作用する回転モーメントMを妨げる方向に、摩擦力Frが係合部80に作用する。鉄摩擦係数μiは比較的小さく、回転モーメントMが大きくなることがある。偏心揺動型減速装置101では、係合摩擦係数μeを鉄摩擦係数μiよりも大きくすることで、回転モーメントMを確実に小さくできる。回転モーメントMが小さくなるため、第2回転体50と第3回転体70とが平行に保持される。これによって、第3回転体70が遊星運動するとき、第2回転体50と第3回転体70との摩擦が片当たりしないで滑らかになり、振動または騒音を抑制できる。さらに、振動または騒音を抑制するために、回転体の数が増加する必要がなく部品点数を削減できる。したがって、偏心揺動型減速装置101は、小型化可能である。
[2]第2回転体50または係合部80が樹脂で形成されている。樹脂は、比較的硬度が小さい。このため、摩擦するときに相手面から掘り起こされるための微視的な抵抗である堀り起こし成分が大きくなり、係合摩擦係数μeが大きくなりやすい。これにより、振動または騒音が抑制されやすくなる。
[3]内面表面粗さRz2_Iは、外面表面粗さRz2_Oよりも大きい。係合部表面粗さRze_Oは、第3回転体表面粗さRz3_Oよりも大きい。これにより、堀り起こし成分が大きくなり、係合摩擦係数μeが大きくなりやすい。これにより、振動または騒音が抑制されやすくなる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、閉塞部をさらに備える点を除き、第1実施形態と同様である。
図6に示すように、第2実施形態の偏心揺動型減速装置102は、閉塞部85をさらに備える。
閉塞部85は、長方形形状の断面を有し、係合穴53の径の大きさよりも大きく形成されている。
また、閉塞部85は、板状に形成されており、第3回転体70とは反対側の係合穴53を塞いでいる。なお、閉塞部85は、係合部80と接触しないように形成されている。
これにより、閉塞部85は、内燃機関1で用いられる油等の流体が係合穴53に流入することを規制する。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第2実施形態では、閉塞部85により、係合部80と第2回転体50との摩擦が境界潤滑または流体潤滑になりにくくなり、固体潤滑になりやすくなる。このため、係合摩擦係数μeが高くなりやすくなる。これにより、振動または騒音が抑制されやすくなる。
(第3実施形態)
第3実施形態では、第2回転体および係合部の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図7に示すように、第3実施形態の偏心揺動型減速装置103の第2回転体350は、少なくとも1つの回転体凹部351をさらに有する。
また、係合部380は、少なくとも1つの係合凸部381をさらに有する。
回転体凹部351は、第2回転体内面55の中央に形成されており、環状に凹んでいる。
係合凸部381は、回転体凹部351に対応しており、第3回転体70の径方向内側から径方向外側に向かって伸びている。係合凸部381は、環状に形成されている。
また、係合凸部381は、回転体凹部351と係合可能である。
カム軸4、5側の回転体凹部351と係合凸部381とが接触したとき、回転体凹部351は、回転モーメントMを妨げる方向に作用する力Fcを係合凸部381に作用する。力Fcにより、摩擦力Frが増加する。
第3実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、力Fcにより、摩擦力Frが増加するため、振動または騒音が抑制されやすくなる。
(第4実施形態)
第4実施形態では、第2回転体および係合部の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図8に示すように、第4実施形態の偏心揺動型減速装置104の第2回転体450は、少なくとも1つの回転体凸部451をさらに有する。
また、係合部480は、少なくとも1つの係合凹部481をさらに有する。
回転体凸部451は、第2回転体内面55の中央に形成されており、第2回転体450の径方向内側から径方向外側に向かって伸びている。
係合凹部481は、回転体凸部451に対応しており、係合部480の径が小さくなるように、凹んでいる。
また、係合凹部481は、回転体凸部451と係合可能である。
カム軸4、5側の係合凹部481と回転体凸部451が接触したとき、回転体凸部451は、力Fcを係合凸部381に作用する。力Fcにより、摩擦力Frが増加する。
第4実施形態においても、第1実施形態および第3実施形態と同様の効果を奏する。
(第5実施形態)
第5実施形態では、第2回転体および係合部の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図9に示すように、第5実施形態の偏心揺動型減速装置105の第2回転体550は、少なくとも1つの回転体凹部551をさらに有する。
回転体凹部551は、第2回転体内面55の中央に形成されており、環状に凹んでいる。
また、回転体凹部551は、第2回転体550の軸方向における断面の外縁が湾曲するように、形成されている。
係合部580は、カム軸4、5側において、第3回転体70の軸方向における断面の外縁が湾曲しており、球状に形成されている。
さらに、係合部580は、回転体凹部551に対応しており、回転体凹部551と係合可能である。
回転体凹部551と係合部580が接触したとき、回転体凹部551は、力Fcを係合部580に作用する。力Fcにより、摩擦力Frが増加する。
第5実施形態においても、第1実施形態および第3実施形態と同様の効果を奏する。
(第6実施形態)
第6実施形態では、第2回転体および係合部の形態ならびに中間部をさらに備える点を除き、第1実施形態と同様である。
図10に示すように、第6実施形態の偏心揺動型減速装置106の第2回転体650は、少なくとも1つの回転体凹部651をさらに有する。
回転体凹部651は、第2回転体内面55の中央に形成されており、環状に凹んでいる。
また、回転体凹部651は、湾曲している。
係合部680は、係合凹部681を中央に有する。
係合凹部681は、係合部680の径が小さくなるように、凹んでいる。
また、係合凹部681は、第3回転体70の軸方向における断面の外縁が湾曲している。
中間部86は、回転体凹部651と係合凹部681との間に設けられており、第2回転体内面55と係合部外面81と接触する。
また、中間部86は、係合凹部681に力Fcを作用する。力Fcにより、摩擦力Frが増加する。
第6実施形態においても、第1実施形態および第3実施形態と同様の効果を奏する。
(その他の実施形態)
(i)図11に示すように、偏心揺動型減速装置107の第3回転体770と係合部780とは、別部材であってもよい。この場合、第3回転体770は、係合穴53に対応する嵌合穴771を有する。
係合部780は、係合穴53および嵌合穴771に挿入されている。係合穴53を介して、係合部780は、第2回転体50と係合している。嵌合穴771を介して、係合部780は、第3回転体770と係合している。
このような形態においても第1実施形態と同様の効果を奏する。また、第3回転体770と係合部780とを別部材にすることにより、偏心揺動型減速装置107の製造が容易になる。
(ii)第2回転体の内面、第2回転体の外面、係合部および第3回転体の表面粗さは、最大高さ粗さに限られず、算術平均粗さRa、平均高さRcまたは二乗平均平方根高さRq等であってもよい。
(iii)係合部の側壁に溝が設けられ、その溝に嵌合するために切り欠きを有するスナップリングを係合凸部に用いてもよい。または、スナップリングの側壁に溝を設け、係合部に切り欠きを有し、スナップリングの溝に係合部の切り欠きを嵌合するようにして、係合凸部を形成してもよい。
(iv)図12に示すように、偏心揺動型減速装置108の第2回転体内面55に、「膜」としてのコーティング87を成膜してもよい。また、係合部外面81に、コーティング88を成膜してもよい。図中において、コーティング87、88の所在を明確にするため、コーティング87、88を誇張して記載している。
コーティング87は、樹脂が用いられている。
第2回転体内面55に成膜されるコーティング87と係合部外面81に成膜されるコーティング88とが摩擦したときの摩擦係数μcが鉄摩擦係数μiより大きくなるように、コーティング87、88は成膜されている。このような形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(v)係合部の径方向の断面は、円形形状に限らず、楕円形状、多角形形状または星形形状であってもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
30 ・・・第1回転体、
50、350、450、550、650 ・・・第2回転体、
53 ・・・係合穴、
55 ・・・第2回転体の内面、
70、770 ・・・第3回転体、
80、380、480、580、680、780 ・・・係合部。
81 ・・・係合部の外面。

Claims (10)

  1. 回転可能な第1回転体(30)と、
    前記第1回転体に収容され、少なくとも1つの係合穴(53)を有し、回転可能な第2回転体(50、350、450、550、650)と、
    前記第2回転体に対向して前記第1回転体に収容されており、前記第1回転体の軸(O)に対して偏心した軸(P)を中心として回転したとき、前記第1回転体と前記第2回転体との相対回転位相が変化し、前記第2回転体の回転を加減速する第3回転体(70、770)と、
    前記第3回転体に設けられており、前記係合穴に位置する前記第2回転体の内面(55)に外面(81)が対向しており、前記係合穴を介して、前記第2回転体と係合する少なくとも1つの係合部(80、380、480、580、680、780)と、
    を備え、
    前記第2回転体の内面と前記係合部の外面とが摩擦したとき、前記第3回転体に作用する回転モーメントを妨げる方向に摩擦力が働き、
    前記第2回転体の内面と前記係合部の外面とが摩擦するときの摩擦係数は、鉄同士が摩擦するときの摩擦係数よりも大きい偏心揺動型減速装置。
  2. 前記第2回転体または前記係合部は、樹脂で形成されている請求項1に記載の偏心揺動型減速装置。
  3. 前記第2回転体の内面の表面粗さは、前記第2回転体の外面の表面粗さより大きい、または、前記係合部の表面粗さは、前記第3回転体の表面粗さよりも大きい請求項1または2に記載の偏心揺動型減速装置。
  4. 前記第3回転体とは反対側の前記係合穴を塞ぎ、前記係合穴に流体が流入することを規制する閉塞部(85)をさらに備える請求項1から3のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
  5. 前記第2回転体(350)は、少なくとも1つの回転体凹部(351)を前記第2回転体の内面に有し、
    前記係合部(380)は、少なくとも1つの係合凸部(381)を前記係合部の外面に有し、
    前記係合凸部は、前記回転体凹部に係合可能である請求項1から4のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
  6. 前記第2回転体(450)は、少なくとも1つの回転体凸部(451)を前記第2回転体の内面に有し、
    前記係合部(480)は、少なくとも1つの係合凹部(481)を前記係合部の外面に有し、
    前記係合凹部は、前記回転体凸部に係合可能である請求項1から4のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
  7. 前記第2回転体(650)は、少なくとも1つの回転体凹部(651)を前記第2回転体の内面に有し、
    前記係合部(680)は、少なくとも1つの係合凹部(681)を前記回転体凹部に対向する前記係合部の外面に有し、
    前記回転体凹部と前記係合凹部との間に設けられ、前記第2回転体の内面と前記係合部の外面と接触し、前記第3回転体に働く回転モーメントを妨げる方向に前記係合部に力を作用する中間部(86)をさらに備える請求項1から6のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
  8. 前記中間部は、球状である請求項7に記載の偏心揺動型減速装置。
  9. 前記第2回転体と前記係合部とは、別部材で形成されている請求項1から8のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
  10. 前記第2回転体の内面および前記係合部の外面に、膜(87、88)が形成されている請求項1から9のいずれか一項に記載の偏心揺動型減速装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9915319B2 (en) * 2014-09-29 2018-03-13 Delbert Tesar Compact parallel eccentric rotary actuator
EP3101313B1 (en) * 2015-06-04 2022-07-06 Swepart Transmission AB Epicyclic gear train
JP7275635B2 (ja) * 2019-02-22 2023-05-18 株式会社デンソー 偏心揺動型減速装置
JP7140038B2 (ja) * 2019-04-16 2022-09-21 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ
CN110230525A (zh) * 2019-06-18 2019-09-13 海尚集团有限公司 具有矢量摆线变速机构的可变气门正时装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4010671B2 (ja) 1998-10-21 2007-11-21 ナブテスコ株式会社 偏心揺動型変速機
JP3937164B2 (ja) * 2002-04-19 2007-06-27 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP2007239665A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Denso Corp バルブタイミング調整装置
JP4438768B2 (ja) 2006-04-27 2010-03-24 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP4461118B2 (ja) * 2006-05-18 2010-05-12 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP4552902B2 (ja) * 2006-06-22 2010-09-29 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
TWI391583B (zh) * 2007-02-05 2013-04-01 Sumitomo Heavy Industries Power transmission device and manufacturing method thereof
DE102014202060A1 (de) * 2014-02-05 2015-08-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller und Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellers
US20180328239A1 (en) * 2014-12-12 2018-11-15 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Internal-combustion engine valve timing control device
JP6350365B2 (ja) * 2015-04-07 2018-07-04 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置、バルブタイミング調整装置の製造に用いられるロック治具、および、バルブタイミング調整装置の製造方法
DE202015009214U1 (de) * 2015-12-01 2016-11-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wellgetriebe
KR101655225B1 (ko) * 2015-12-09 2016-09-22 현대자동차 주식회사 내연기관의 밸브 타이밍 제어장치
JP6790639B2 (ja) * 2016-09-15 2020-11-25 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
US10151222B2 (en) * 2016-09-28 2018-12-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric cam phasing system including an activatable lock
JP6911571B2 (ja) * 2017-06-23 2021-07-28 株式会社アイシン 弁開閉時期制御装置

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