JPH0610965A - 位相変更装置 - Google Patents
位相変更装置Info
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- JPH0610965A JPH0610965A JP3567193A JP3567193A JPH0610965A JP H0610965 A JPH0610965 A JP H0610965A JP 3567193 A JP3567193 A JP 3567193A JP 3567193 A JP3567193 A JP 3567193A JP H0610965 A JPH0610965 A JP H0610965A
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Classifications
-
- 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
- F01L1/34409—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 by torque-responsive means
-
- 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
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
- F16D3/10—Couplings with means for varying the angular relationship of two coaxial shafts during motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 位相変更装置(10)は、カム軸の最大進ま
せと最大遅らせの両位置間や、それらの位置内の二つの
位置間での位相変化間での位相変化を制御するためのロ
ーラクラッチを有し、さらに位相遅れ阻止ローラ(3
6)と、位相進み阻止ローラ(34)のような選択的ロ
ーラセットを含む。装置(10)は、共通の平らな面で
あるくさび面(32d,32c)の各々により力を受け
るローラの対を複数個有する。くさび面を形成する環状
部材(32)はカム軸線に対し遊びを有する。第2実施
例(110)はスプリッタースプリング(112)を、
第3、第4実施例は内部組みアクチュエータ(152,
202)を有する。 【効果】 中間位相角度位置における作動措置を速かに
することができる。
せと最大遅らせの両位置間や、それらの位置内の二つの
位置間での位相変化間での位相変化を制御するためのロ
ーラクラッチを有し、さらに位相遅れ阻止ローラ(3
6)と、位相進み阻止ローラ(34)のような選択的ロ
ーラセットを含む。装置(10)は、共通の平らな面で
あるくさび面(32d,32c)の各々により力を受け
るローラの対を複数個有する。くさび面を形成する環状
部材(32)はカム軸線に対し遊びを有する。第2実施
例(110)はスプリッタースプリング(112)を、
第3、第4実施例は内部組みアクチュエータ(152,
202)を有する。 【効果】 中間位相角度位置における作動措置を速かに
することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二つの回転する部材間
の角度位相関係を変えるための位相変更装置に関する。
より特定的に言うならば、本発明は、内燃機関のカム軸
とクランク軸の間の角度位相関係を変えるために適合す
るようにされた位相変更装置に関する。
の角度位相関係を変えるための位相変更装置に関する。
より特定的に言うならば、本発明は、内燃機関のカム軸
とクランク軸の間の角度位相関係を変えるために適合す
るようにされた位相変更装置に関する。
【0002】本発明は、1992年2月24日に提出さ
れ、本出願の譲渡先に譲渡ずみである米国出願番号07
/840,223および07/840,234と関連し
ている。
れ、本出願の譲渡先に譲渡ずみである米国出願番号07
/840,223および07/840,234と関連し
ている。
【0003】
【従来の技術】エンジンのクランク軸とカム軸の間の角
度位相関係つまりタイミングを変えるための装置はよく
知られている。また、そのような装置が、その位相変化
を起こさせるための力を得るためにエンジンのバルブギ
ヤトレーンの周期的トルク特性を利用していてよいこと
も知られている。周期的トルクを利用しているそのよう
な装置の例は、米国特許の、Garceaへの第3,7
21,220号、Brussらへの第4,627,82
5号、Butterfieldらへの第5,002,0
23号と第5,046,460号、Linderらへの
第5,056,477号、Maへの第5,056,47
8号、Largaへの第5,056,479号、Ham
ptonへの第5,078,647号、および公開され
た欧州特許出願第0,438,720号を参照すれば見
られる。これら参考資料は、ここにおいて参考として組
入れられている。
度位相関係つまりタイミングを変えるための装置はよく
知られている。また、そのような装置が、その位相変化
を起こさせるための力を得るためにエンジンのバルブギ
ヤトレーンの周期的トルク特性を利用していてよいこと
も知られている。周期的トルクを利用しているそのよう
な装置の例は、米国特許の、Garceaへの第3,7
21,220号、Brussらへの第4,627,82
5号、Butterfieldらへの第5,002,0
23号と第5,046,460号、Linderらへの
第5,056,477号、Maへの第5,056,47
8号、Largaへの第5,056,479号、Ham
ptonへの第5,078,647号、および公開され
た欧州特許出願第0,438,720号を参照すれば見
られる。これら参考資料は、ここにおいて参考として組
入れられている。
【0004】Hamptonへの特許第5,078,6
47号およびここにおいて開示されているように、バル
ブギヤトレーンにおけるトルクは、バルブギヤの摩擦
と、なおある種のエンジンにおいてはバルブ開のオーバ
ーラップに起因するほぼ一定の正の値であって周期的変
化のないトルク部分と、バルブが開いて行きバルブスプ
リングが圧縮される間の正のトルクパルスと、バルブが
閉じて行き圧縮されたバルブスプリングに貯えられてい
た力によってカム軸が駆動される間の負のトルクパルス
を含む。そのほぼ一定で正の値のトルクと正のトルクパ
ルスは、もちろん相互加算され、それはクランク軸のト
ルクが位相変更装置とカム軸を駆動しているときに生ず
る。これらの正のトルクは上記の装置によって、カム軸
の回転をクランク軸に対して遅らせるために利用され
る。負のトルクパルスは、正方向のトルクから差引かれ
るものであって、カム軸の回転をクランク軸に対して進
ませるために利用され得る。
47号およびここにおいて開示されているように、バル
ブギヤトレーンにおけるトルクは、バルブギヤの摩擦
と、なおある種のエンジンにおいてはバルブ開のオーバ
ーラップに起因するほぼ一定の正の値であって周期的変
化のないトルク部分と、バルブが開いて行きバルブスプ
リングが圧縮される間の正のトルクパルスと、バルブが
閉じて行き圧縮されたバルブスプリングに貯えられてい
た力によってカム軸が駆動される間の負のトルクパルス
を含む。そのほぼ一定で正の値のトルクと正のトルクパ
ルスは、もちろん相互加算され、それはクランク軸のト
ルクが位相変更装置とカム軸を駆動しているときに生ず
る。これらの正のトルクは上記の装置によって、カム軸
の回転をクランク軸に対して遅らせるために利用され
る。負のトルクパルスは、正方向のトルクから差引かれ
るものであって、カム軸の回転をクランク軸に対して進
ませるために利用され得る。
【0005】一定の正のトルクが比較的に小さいエンジ
ンバルブギヤトレーンにおいては、負のトルクパルスの
振幅の部分が、負方向に、正方向のトルクのゼロトルク
基点よりも下へと延び、カム軸と位相変更装置を、正方
向トルクと同じ方向に駆動する働きをする。一定のトル
クが比較的に大きいバルブギヤトレーンを有するエンジ
ンにおいては、負のトルクパルスの振幅の部分が、ゼロ
トルク基点よりも下まで延びないで、したがって、カム
軸の位相を進ませるために利用され得ない、ということ
があり得る。その負のパルスは、カム軸を進ませる負の
トルクパルスを利用する位相変更装置の諸部分と並列に
設けられたバイパススプリングつまりスプリッタースプ
リングによってその大きい一定トルクの全部または一部
をカム軸に伝達させることによって、利用されるように
なし得る。そのようなスプリッタースプリングは、前述
した特許第5,046,460号、第5,056,47
7号および第5,078,647号の中で開示されてい
る。
ンバルブギヤトレーンにおいては、負のトルクパルスの
振幅の部分が、負方向に、正方向のトルクのゼロトルク
基点よりも下へと延び、カム軸と位相変更装置を、正方
向トルクと同じ方向に駆動する働きをする。一定のトル
クが比較的に大きいバルブギヤトレーンを有するエンジ
ンにおいては、負のトルクパルスの振幅の部分が、ゼロ
トルク基点よりも下まで延びないで、したがって、カム
軸の位相を進ませるために利用され得ない、ということ
があり得る。その負のパルスは、カム軸を進ませる負の
トルクパルスを利用する位相変更装置の諸部分と並列に
設けられたバイパススプリングつまりスプリッタースプ
リングによってその大きい一定トルクの全部または一部
をカム軸に伝達させることによって、利用されるように
なし得る。そのようなスプリッタースプリングは、前述
した特許第5,046,460号、第5,056,47
7号および第5,078,647号の中で開示されてい
る。
【0006】前述した特許第5,078,647号およ
び出願第0,438,720号での回転位相変更装置
は、負のトルクパルスと正方向のトルクのそれぞれに応
じて位相の進みや遅れを起こさせるための一方向ローラ
クラッチを用いている。これらの参考対象においては、
ローラの選択的位置決めによって、正方向のトルクに応
じてカム軸の回転が遅らされることを阻止し負のトルク
パルスに応じてカム軸の回転が進められることを許すこ
とが可能である。その逆に、ローラの選択的位置決めに
よって、負のトルクパルスによって回転が進められるこ
とを阻止し正方向のトルクによって回転が遅らされるこ
とを許すことも可能である。これらの装置におけるロー
ラクラッチは、カム軸が、装置内のストップ部で定まっ
たある範囲内で、最大遅らせと最大進ませのどちらかで
あることを許す。
び出願第0,438,720号での回転位相変更装置
は、負のトルクパルスと正方向のトルクのそれぞれに応
じて位相の進みや遅れを起こさせるための一方向ローラ
クラッチを用いている。これらの参考対象においては、
ローラの選択的位置決めによって、正方向のトルクに応
じてカム軸の回転が遅らされることを阻止し負のトルク
パルスに応じてカム軸の回転が進められることを許すこ
とが可能である。その逆に、ローラの選択的位置決めに
よって、負のトルクパルスによって回転が進められるこ
とを阻止し正方向のトルクによって回転が遅らされるこ
とを許すことも可能である。これらの装置におけるロー
ラクラッチは、カム軸が、装置内のストップ部で定まっ
たある範囲内で、最大遅らせと最大進ませのどちらかで
あることを許す。
【0007】上述した位相変更装置はすべて、幾つかの
欠点を有するので、多量生産に使用されず、あるいは、
使用が限られてきた。例えば、それら装置は、普通に利
用可能である限られたスペース内に収容されにくい傾向
があり、機械的複雑さが法外になる傾向があるので高価
であり、信頼性に欠ける傾向があり、制御されにくい傾
向がある。そして、あるいは、位相角度を変えるときの
作動が所望されるよりも遅い。上記の装置のうちの、位
相モジュレーションすなわち最大遅らせと最大進ませの
間の中間の位相角度位置を可能にしているものは、その
モジュレーションという特徴を十分に利用するためには
作動があまりにも遅いと考えられる。何故ならば、中間
の位相角度位置は、エンジンの運転状態が急速に変化し
ている間にしばしば必要になるからである。さらに、上
記のローラクラッチ式の位相変更装置は、位相のモジュ
レーションを可能にし得ないか、または、信頼性ある位
相モジュレーションを実現し得ない。
欠点を有するので、多量生産に使用されず、あるいは、
使用が限られてきた。例えば、それら装置は、普通に利
用可能である限られたスペース内に収容されにくい傾向
があり、機械的複雑さが法外になる傾向があるので高価
であり、信頼性に欠ける傾向があり、制御されにくい傾
向がある。そして、あるいは、位相角度を変えるときの
作動が所望されるよりも遅い。上記の装置のうちの、位
相モジュレーションすなわち最大遅らせと最大進ませの
間の中間の位相角度位置を可能にしているものは、その
モジュレーションという特徴を十分に利用するためには
作動があまりにも遅いと考えられる。何故ならば、中間
の位相角度位置は、エンジンの運転状態が急速に変化し
ている間にしばしば必要になるからである。さらに、上
記のローラクラッチ式の位相変更装置は、位相のモジュ
レーションを可能にし得ないか、または、信頼性ある位
相モジュレーションを実現し得ない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、二つ
の回転する部材の間の回転位相関係を変えるための、改
善された装置を提供することである。
の回転する部材の間の回転位相関係を変えるための、改
善された装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
位相変更装置は、一つの軸線の回りで回転するように設
けられた第1と第2の部材と、それら部材を結合しな
お、それら部材が平均のトルクを基準にしての正および
負のトルクパルスを有するトルクをもって一方向に回転
している間に、選択的に、それら部材の相互間の回転を
進ませたり遅らせたりするための一つの組立体とを含ん
でいる。
位相変更装置は、一つの軸線の回りで回転するように設
けられた第1と第2の部材と、それら部材を結合しな
お、それら部材が平均のトルクを基準にしての正および
負のトルクパルスを有するトルクをもって一方向に回転
している間に、選択的に、それら部材の相互間の回転を
進ませたり遅らせたりするための一つの組立体とを含ん
でいる。
【0010】この改善の特徴は、組立体が進ませと遅ら
せの一方向クラッチ手段を含んでいることであって、そ
の一方向クラッチ手段は、前記部材の一方のものととも
にその軸線の回りで回転するように設けられてあって両
方のクラッチ手段に共通なレース面手段を有する第1の
環状手段を含む。第2の環状手段が、他方の部材ととも
に回転するように設けられてあって、レース面手段から
離れてあるともに複数の第1と第2のくさび面を有す
る。第1のウェッジが各第1のくさび面とレース面手段
の間にくさび係合するように配置されている。第1のウ
ェッジは、係合の際には正のトルクパルスに応ずる遅ら
せ回転を阻止する働きをする。第2のウェッジが各第2
のくさび面とレース面手段の間にくさび係合するように
配置されている。第2のウェッジは、係合の際には負の
トルクパルスに応ずる進ませ回転を阻止する働きをす
る。スパイダー手段を第1や第2の互いに反対の方向に
動かすことによって、それぞれ第1や第2のウェッジを
係合から外すように動かすことができる。アクチュエー
タ手段を第1と第2の位置の間で選択的に動かすことに
よって、スパイダー手段を第1や第2の方向に動かすこ
とができる。なお、各くさび面とレース面手段の間の一
様な離隔距離を実現するために、取付け手段が、環状手
段の一方のものを部材の一方のものに、それら間で遊び
があるように、余裕をもって結合している。
せの一方向クラッチ手段を含んでいることであって、そ
の一方向クラッチ手段は、前記部材の一方のものととも
にその軸線の回りで回転するように設けられてあって両
方のクラッチ手段に共通なレース面手段を有する第1の
環状手段を含む。第2の環状手段が、他方の部材ととも
に回転するように設けられてあって、レース面手段から
離れてあるともに複数の第1と第2のくさび面を有す
る。第1のウェッジが各第1のくさび面とレース面手段
の間にくさび係合するように配置されている。第1のウ
ェッジは、係合の際には正のトルクパルスに応ずる遅ら
せ回転を阻止する働きをする。第2のウェッジが各第2
のくさび面とレース面手段の間にくさび係合するように
配置されている。第2のウェッジは、係合の際には負の
トルクパルスに応ずる進ませ回転を阻止する働きをす
る。スパイダー手段を第1や第2の互いに反対の方向に
動かすことによって、それぞれ第1や第2のウェッジを
係合から外すように動かすことができる。アクチュエー
タ手段を第1と第2の位置の間で選択的に動かすことに
よって、スパイダー手段を第1や第2の方向に動かすこ
とができる。なお、各くさび面とレース面手段の間の一
様な離隔距離を実現するために、取付け手段が、環状手
段の一方のものを部材の一方のものに、それら間で遊び
があるように、余裕をもって結合している。
【0011】
【実施例】ここで図1ないし8を見るに、そこでは、図
2の概略図に部分的に示されているエンジン14のカム
軸12にその軸線の回りで回転するように固定されるよ
うに適合した角度位相変更装置10が示されている。カ
ム軸は図1では仮想線で部分的に示されている。エンジ
ンは、トルクを公知の方法でエンジンのバルブギヤトレ
ーンに伝達し、それによって装置10とカム軸12を図
4の矢印Aで示した時計方向に回転させる不図示のクラ
ンク軸を含む。
2の概略図に部分的に示されているエンジン14のカム
軸12にその軸線の回りで回転するように固定されるよ
うに適合した角度位相変更装置10が示されている。カ
ム軸は図1では仮想線で部分的に示されている。エンジ
ンは、トルクを公知の方法でエンジンのバルブギヤトレ
ーンに伝達し、それによって装置10とカム軸12を図
4の矢印Aで示した時計方向に回転させる不図示のクラ
ンク軸を含む。
【0012】カム軸上のローブ12aが、公知の方法で
バルブスプリング18によって閉位置に向かう力を及ぼ
されている吸入および/または排気のバルブ16を周期
的に開閉する働きをする。それらのスプリングは、バル
ブを開けて行く間にクランク軸からカム軸に供給された
エネルギーを貯え、バルブが閉って行く間にその貯えら
れたエネルギーをカム軸に戻すので、周期的トルクが装
置10を経ることになる。その周期的トルクは、バルブ
の開と閉のそれぞれに対応している正方向と負方向のパ
ルスを含む。装置10を経るトルクはなお、主としては
バルブギヤトレーンの摩擦、そしてなお、ある種のエン
ジンにおいてはバルブ開のオーバーラップ、すなわち一
つより多くのバルブスプリングの同時的圧縮に起因する
ほぼ一定のトルク部分を含む。
バルブスプリング18によって閉位置に向かう力を及ぼ
されている吸入および/または排気のバルブ16を周期
的に開閉する働きをする。それらのスプリングは、バル
ブを開けて行く間にクランク軸からカム軸に供給された
エネルギーを貯え、バルブが閉って行く間にその貯えら
れたエネルギーをカム軸に戻すので、周期的トルクが装
置10を経ることになる。その周期的トルクは、バルブ
の開と閉のそれぞれに対応している正方向と負方向のパ
ルスを含む。装置10を経るトルクはなお、主としては
バルブギヤトレーンの摩擦、そしてなお、ある種のエン
ジンにおいてはバルブ開のオーバーラップ、すなわち一
つより多くのバルブスプリングの同時的圧縮に起因する
ほぼ一定のトルク部分を含む。
【0013】図3のグラフは、一定の正のトルクBで示
すような比較的に小さい一定トルクを有するバルブギヤ
トレーンと、一定の正のトルクCで示すような比較的に
大きい一定の正のトルクを有するバルブギヤトレーンに
おいての周期的トルクパルスの効果を、簡単化した形で
示している。そこで容易にわかるように、各々のバルブ
ギヤトレーンのための全トルクのうちの周期的部分は、
一緒にある一定のトルクに加算される正方向のトルクパ
ルスD,Eと、一定のトルクから差引かれる負方向のパ
ルスG,Fを有している。一定トルクCと一緒になった
負方向のパルスGは、グラフのゼロトルク基点に対して
は依然として正になっている。しかし、一定トルクBと
一緒になった負方向のパルスFの各々での一部分は、ゼ
ロトルク基点に対して負になっており、このときには位
相変更装置を駆動している。ここでの位相変更装置は、
カム軸の回転をクランク軸に対して遅らせるためには正
のトルクの部分を利用し、カム軸の回転をクランクに対
して進ませるためには負方向のトルクパルスを利用して
いる。位相変更装置10が、一定のトルクが大きいこと
の故に負方向のトルクパルスの各々でのどの部分もゼロ
トルク基点に対して負にならないバルブギヤトレーンに
おいて用いられた場合には、その位相変更装置に、一定
のトルクのすべてまたは一部分をバイパスさせるスプリ
ッタースプリングを位相変更装置の位相変更機構の回り
に設けることにより、一定トルクはゼロトルク基点の方
に移行され、それにより、新しいゼロトルク基点に対し
て正と負の両トルクパルスが位相の遅れや進みを起こさ
せるために、装置の位相変更機構に適用される。
すような比較的に小さい一定トルクを有するバルブギヤ
トレーンと、一定の正のトルクCで示すような比較的に
大きい一定の正のトルクを有するバルブギヤトレーンに
おいての周期的トルクパルスの効果を、簡単化した形で
示している。そこで容易にわかるように、各々のバルブ
ギヤトレーンのための全トルクのうちの周期的部分は、
一緒にある一定のトルクに加算される正方向のトルクパ
ルスD,Eと、一定のトルクから差引かれる負方向のパ
ルスG,Fを有している。一定トルクCと一緒になった
負方向のパルスGは、グラフのゼロトルク基点に対して
は依然として正になっている。しかし、一定トルクBと
一緒になった負方向のパルスFの各々での一部分は、ゼ
ロトルク基点に対して負になっており、このときには位
相変更装置を駆動している。ここでの位相変更装置は、
カム軸の回転をクランク軸に対して遅らせるためには正
のトルクの部分を利用し、カム軸の回転をクランクに対
して進ませるためには負方向のトルクパルスを利用して
いる。位相変更装置10が、一定のトルクが大きいこと
の故に負方向のトルクパルスの各々でのどの部分もゼロ
トルク基点に対して負にならないバルブギヤトレーンに
おいて用いられた場合には、その位相変更装置に、一定
のトルクのすべてまたは一部分をバイパスさせるスプリ
ッタースプリングを位相変更装置の位相変更機構の回り
に設けることにより、一定トルクはゼロトルク基点の方
に移行され、それにより、新しいゼロトルク基点に対し
て正と負の両トルクパルスが位相の遅れや進みを起こさ
せるために、装置の位相変更機構に適用される。
【0014】装置10は、駆動部材つまりスプロケット
部材20と、被動部材つまりサポート部材22と、複動
型のローラクラッチ組立体24と、アクチュエータ組立
体26を含む。サポート部材22は、ハブ部分22a
と、ハブ部分から半径方向外方へ延びるフランジ部分2
2bを含む。ハブ部分は、カム軸の端に、それとともに
カム軸の軸線の回りで回転するように、ボルト28のよ
うな緊締具によって取付けられている。サポート部材の
カム軸に対してのタイミングの固定は、ダウエルピン3
0によっている。
部材20と、被動部材つまりサポート部材22と、複動
型のローラクラッチ組立体24と、アクチュエータ組立
体26を含む。サポート部材22は、ハブ部分22a
と、ハブ部分から半径方向外方へ延びるフランジ部分2
2bを含む。ハブ部分は、カム軸の端に、それとともに
カム軸の軸線の回りで回転するように、ボルト28のよ
うな緊締具によって取付けられている。サポート部材の
カム軸に対してのタイミングの固定は、ダウエルピン3
0によっている。
【0015】駆動部材20はほぼ環状の形をなしてい
て、公知の方法で、不図示のクランク軸に対する角度位
相関係が固定されて同期して駆動される。ここでは、駆
動は、駆動部材20の外周に形成されている不図示のは
め歯20aと合う歯付きベルトを経ている。駆動部材の
半径方向内側を向いている部分は、フランジ部分22b
の外周円筒面22cとジャーナル関係になっている円筒
面20bを含む。面20bの軸方向の広がり部分はロー
ラクラッチ組立体の円筒形の外側レース面20cを形成
する。駆動部材と外側レース面を形成している構造は、
図1のように単一の部材であってよいし、図10と11
で示され説明されているように別個の部材になっていて
もよい。
て、公知の方法で、不図示のクランク軸に対する角度位
相関係が固定されて同期して駆動される。ここでは、駆
動は、駆動部材20の外周に形成されている不図示のは
め歯20aと合う歯付きベルトを経ている。駆動部材の
半径方向内側を向いている部分は、フランジ部分22b
の外周円筒面22cとジャーナル関係になっている円筒
面20bを含む。面20bの軸方向の広がり部分はロー
ラクラッチ組立体の円筒形の外側レース面20cを形成
する。駆動部材と外側レース面を形成している構造は、
図1のように単一の部材であってよいし、図10と11
で示され説明されているように別個の部材になっていて
もよい。
【0016】駆動と被動の両部材20,22の間、した
がってクランク軸とカム軸12の間の相対的回転つまり
角度位相の変化の最大の大きさは、ストップキー42に
よって決められるのであって、ストップキー42は、駆
動部材のスロット20d内にぴったりと収容されている
部分と、フランジ部分22b内にあって図5に示したよ
うな最大遅らせと図6に示したような最大進ませをそれ
ぞれに限定するストップ部22dと22eによって限界
されている周方向に延びた形の切欠き内に収容されてい
る部分を有している。図4においては中間の角度位相の
位置が示されている。
がってクランク軸とカム軸12の間の相対的回転つまり
角度位相の変化の最大の大きさは、ストップキー42に
よって決められるのであって、ストップキー42は、駆
動部材のスロット20d内にぴったりと収容されている
部分と、フランジ部分22b内にあって図5に示したよ
うな最大遅らせと図6に示したような最大進ませをそれ
ぞれに限定するストップ部22dと22eによって限界
されている周方向に延びた形の切欠き内に収容されてい
る部分を有している。図4においては中間の角度位相の
位置が示されている。
【0017】ローラクラッチ組立体24は、レース面2
0cと、一つの環状の部材32と、3対になっている3
個の第1と3個の第2のローラつまりウェッジ34,3
6と、ローラウェッジの各対での間に位置しているアコ
ーディオン型の圧縮ばね38と、スパイダー40を含
む。部材32は、外側と内側の円筒面32a,32b
と、外側の円筒面に形成された円周上等間隔になってい
る3個の平らな面を含み、それら平らな面の各々は、第
1と第2のくさび(ramp)面32c,32dを形成
しており、それらのくさび面32c,32dは、レース
面20cから半径方向に離れているが、その半径方向の
離隔距離は、くさび面と外側円筒面32aが交錯する所
で最小値になるまで減少している。ここでは、くさび面
32c,32dを形成している平らな面は円筒面の弦に
なっている。部材32は、フランジ部分22bに、3本
のピン44によって回転可能に取付けられているのであ
って、それらピン44は、一端では環状部材32にある
穴32e内に圧入され、他端ではフランジ部分22bに
ある穴22f内にゆとりをもって収容されているので、
レース面20cやフランジ22bに対して半径方向およ
び周方向の少量の遊びが許されている。それが何のため
かは後述する。それらピン44はロールピン型であれば
よく、そうすれば部材32と22の間でのある大きさの
弾力性が得られる。第1と第2のローラ34,36の各
対は、レース面とそれに組み合うくさび面32c,32
dとの間に置かれていて、ばね38によって、周方向で
相互に離れて行ってレース面とそれに組み合うくさび面
との間でのくさび係合に向かうように力を及ぼされてい
る。
0cと、一つの環状の部材32と、3対になっている3
個の第1と3個の第2のローラつまりウェッジ34,3
6と、ローラウェッジの各対での間に位置しているアコ
ーディオン型の圧縮ばね38と、スパイダー40を含
む。部材32は、外側と内側の円筒面32a,32b
と、外側の円筒面に形成された円周上等間隔になってい
る3個の平らな面を含み、それら平らな面の各々は、第
1と第2のくさび(ramp)面32c,32dを形成
しており、それらのくさび面32c,32dは、レース
面20cから半径方向に離れているが、その半径方向の
離隔距離は、くさび面と外側円筒面32aが交錯する所
で最小値になるまで減少している。ここでは、くさび面
32c,32dを形成している平らな面は円筒面の弦に
なっている。部材32は、フランジ部分22bに、3本
のピン44によって回転可能に取付けられているのであ
って、それらピン44は、一端では環状部材32にある
穴32e内に圧入され、他端ではフランジ部分22bに
ある穴22f内にゆとりをもって収容されているので、
レース面20cやフランジ22bに対して半径方向およ
び周方向の少量の遊びが許されている。それが何のため
かは後述する。それらピン44はロールピン型であれば
よく、そうすれば部材32と22の間でのある大きさの
弾力性が得られる。第1と第2のローラ34,36の各
対は、レース面とそれに組み合うくさび面32c,32
dとの間に置かれていて、ばね38によって、周方向で
相互に離れて行ってレース面とそれに組み合うくさび面
との間でのくさび係合に向かうように力を及ぼされてい
る。
【0018】スパイダー40は、半径方向に延びる端壁
40aと、外側と内側の円筒壁40b,40cを含み、
環状部材32を包む位置にある概して環状のトラフを形
成しており、なお、後述するように、アクチュエータ組
立体26によって環状部材に対して限定回転されるよう
にして取付けられている。スパイダーの外側の円筒壁4
0bは、円周上等間隔にある3個の切欠きを含み、それ
ら切欠きの各々は、第1と第2の周方向に互いに離れて
ある接触面40d,40e、すなわち、ローラ34,3
6の対を周方向に抱いていて、環状部材に対してのスパ
イダーの回転に応じて、ローラ34,36のそれぞれを
ばね38に反抗してくさび係合から外すように動かす働
きをする接触面40d,40eを形成している。
40aと、外側と内側の円筒壁40b,40cを含み、
環状部材32を包む位置にある概して環状のトラフを形
成しており、なお、後述するように、アクチュエータ組
立体26によって環状部材に対して限定回転されるよう
にして取付けられている。スパイダーの外側の円筒壁4
0bは、円周上等間隔にある3個の切欠きを含み、それ
ら切欠きの各々は、第1と第2の周方向に互いに離れて
ある接触面40d,40e、すなわち、ローラ34,3
6の対を周方向に抱いていて、環状部材に対してのスパ
イダーの回転に応じて、ローラ34,36のそれぞれを
ばね38に反抗してくさび係合から外すように動かす働
きをする接触面40d,40eを形成している。
【0019】アクチュエータ組立体26は、軸方向に動
き得るプランジャ46を含み、そのプランジャ46は、
サポート部材22のハブ部分22aに滑動自由にかぶさ
っている円筒壁部分46aと、円筒壁部分46aから半
径方向外方に延びる環状のリム部分46bと、プランジ
ャ46をサポート部材22から離すように図1で左側に
向けて力を及ぼしている螺旋形の圧縮ばねと、各々が一
端においてはリム部分46bにある穴の中に圧入され他
端においては環状部材32にある軸方向に延びた真直の
スロット32fの中に滑動自由に収容されている3本の
半径方向に延びた形のピン50を含む。リム部分46b
がフランジ部分22bに軸方向に接触することでプラン
ジャの右向き軸方向つまり位相を進める動きが限定さ
れ、リム部分46bがスペーサーワッシャ52に軸方向
に接触することでプランジャの左向き軸方向つまり位相
を遅らせる動きが限定される。図1において、プランジ
ャ46は中間位置で示されている。ピン50とスロット
32fがプランジャ46と環状部材32の間の相対的回
転を阻止している。それらピンの各々は、なお、スパイ
ダー40の内側の円筒壁40cにある角度つきつまり螺
旋形のスロット40fを貫通して延び、各スロット40
fの角度とは、真直のスロット32fやカム軸の軸線に
対しての角度である。図7と8を見られたい。かくし
て、プランジャ46の軸方向の往復運動は、スパイダー
と環状部材32の間の相対的回転運動を起こさせ、それ
により、第1と第2のローラウェッジのどちらかの係合
を外すことになる。プランジャ46に軸方向に取付けら
れた凹形のプラグ54は、プランジャの左側つまり位相
を遅らせる位置と右側つまり位相を進ませる位置との間
のどの位置へも選択的にプランジャを動かす働きをする
不図示の操作機構によって作動されるように適合されて
いる。位相を進める位置と遅らせる位置は、スパイダー
の壁40cにおけるスロット40fの角度を逆にするこ
とによって、逆にさせられ得る。
き得るプランジャ46を含み、そのプランジャ46は、
サポート部材22のハブ部分22aに滑動自由にかぶさ
っている円筒壁部分46aと、円筒壁部分46aから半
径方向外方に延びる環状のリム部分46bと、プランジ
ャ46をサポート部材22から離すように図1で左側に
向けて力を及ぼしている螺旋形の圧縮ばねと、各々が一
端においてはリム部分46bにある穴の中に圧入され他
端においては環状部材32にある軸方向に延びた真直の
スロット32fの中に滑動自由に収容されている3本の
半径方向に延びた形のピン50を含む。リム部分46b
がフランジ部分22bに軸方向に接触することでプラン
ジャの右向き軸方向つまり位相を進める動きが限定さ
れ、リム部分46bがスペーサーワッシャ52に軸方向
に接触することでプランジャの左向き軸方向つまり位相
を遅らせる動きが限定される。図1において、プランジ
ャ46は中間位置で示されている。ピン50とスロット
32fがプランジャ46と環状部材32の間の相対的回
転を阻止している。それらピンの各々は、なお、スパイ
ダー40の内側の円筒壁40cにある角度つきつまり螺
旋形のスロット40fを貫通して延び、各スロット40
fの角度とは、真直のスロット32fやカム軸の軸線に
対しての角度である。図7と8を見られたい。かくし
て、プランジャ46の軸方向の往復運動は、スパイダー
と環状部材32の間の相対的回転運動を起こさせ、それ
により、第1と第2のローラウェッジのどちらかの係合
を外すことになる。プランジャ46に軸方向に取付けら
れた凹形のプラグ54は、プランジャの左側つまり位相
を遅らせる位置と右側つまり位相を進ませる位置との間
のどの位置へも選択的にプランジャを動かす働きをする
不図示の操作機構によって作動されるように適合されて
いる。位相を進める位置と遅らせる位置は、スパイダー
の壁40cにおけるスロット40fの角度を逆にするこ
とによって、逆にさせられ得る。
【0020】ここでは、両接触面40d,40eの間の
周方向の離隔距離が十分に大きいので、その間にあるロ
ーラの対での両者が同時に係合することを許しており、
それによりカム軸の、最大遅らせと最大進ませの両位置
の間の中間の位相角度位置が得られている。もし中間の
位相角度位置が所望でないならば、両接触面40d,4
0eのより小さい離隔距離を用いればよく、それにより
スパイダー40が環状部材32に対してどちらかの方向
に回転させられたときに、面40dか40eが、ローラ
の対の各々における両ローラのうちの一方のものを完全
に係合から外す位置へと動かすことが確実になる。スパ
イダー40が、中間の位相角度位置が得られるように形
作られるならば、位相の変化の範囲を限定するための両
ストップ部の一方または両方をなくすることが可能にな
り、それにより、一つの所与の位相変更装置が、種々の
位相変化範囲の限界を要求している諸エンジン分野にお
いて用いられ得る。また、その所与の位相変更装置に最
大の位相変化範囲を付与し、種々のエンジン分野のため
の諸制御によってその装置を所望の位相変化範囲内で作
動させる、ことができる。
周方向の離隔距離が十分に大きいので、その間にあるロ
ーラの対での両者が同時に係合することを許しており、
それによりカム軸の、最大遅らせと最大進ませの両位置
の間の中間の位相角度位置が得られている。もし中間の
位相角度位置が所望でないならば、両接触面40d,4
0eのより小さい離隔距離を用いればよく、それにより
スパイダー40が環状部材32に対してどちらかの方向
に回転させられたときに、面40dか40eが、ローラ
の対の各々における両ローラのうちの一方のものを完全
に係合から外す位置へと動かすことが確実になる。スパ
イダー40が、中間の位相角度位置が得られるように形
作られるならば、位相の変化の範囲を限定するための両
ストップ部の一方または両方をなくすることが可能にな
り、それにより、一つの所与の位相変更装置が、種々の
位相変化範囲の限界を要求している諸エンジン分野にお
いて用いられ得る。また、その所与の位相変更装置に最
大の位相変化範囲を付与し、種々のエンジン分野のため
の諸制御によってその装置を所望の位相変化範囲内で作
動させる、ことができる。
【0021】駆動部材20と被動部材22間の、そして
また環状部材32とスパイダー40間の相対的軸方向の
動きは、スナップリング60,62で保持されたワッシ
ャのようなエンドカバー56,58によって阻止され
る。スペーサーワッシャ52は、製造誤差によるカバー
56と58の間の望まれない軸方向の遊びをなくするた
めに可変厚さのものであればよい。装置10が、歯付き
ベルトで駆動されていてしたがって殆んど油のない環境
にあるときは、その装置には、その内部に、エンドカバ
ー56,58のインタフェイスおよびプランジャ46と
ハブ部分22aの間におけるOリングシール64,6
6,68によって密封されている内部的潤滑剤の貯えが
設けられていればよい。
また環状部材32とスパイダー40間の相対的軸方向の
動きは、スナップリング60,62で保持されたワッシ
ャのようなエンドカバー56,58によって阻止され
る。スペーサーワッシャ52は、製造誤差によるカバー
56と58の間の望まれない軸方向の遊びをなくするた
めに可変厚さのものであればよい。装置10が、歯付き
ベルトで駆動されていてしたがって殆んど油のない環境
にあるときは、その装置には、その内部に、エンドカバ
ー56,58のインタフェイスおよびプランジャ46と
ハブ部分22aの間におけるOリングシール64,6
6,68によって密封されている内部的潤滑剤の貯えが
設けられていればよい。
【0022】進ませと遅らせの両ストップ部22e,2
2dによって決まっている限界内においてカム軸角度位
置変更を実施するための位相変更装置10の作動は比較
的にわかりやすい。ローラ36は、係合させられたとき
には、正のトルクに応じてカム軸が遅れの回転をするこ
とを阻止し、係合から外されたときには、正のトルクに
応じてカム軸が遅れの回転をすることを許す。ローラ3
4は、係合させられたときには、負のトルクパルスに応
じてカム軸が進みの回転をすることを阻止し、係合から
外されたときには、負のトルクパルスに応じてカム軸が
進みの回転をすることを許す。
2dによって決まっている限界内においてカム軸角度位
置変更を実施するための位相変更装置10の作動は比較
的にわかりやすい。ローラ36は、係合させられたとき
には、正のトルクに応じてカム軸が遅れの回転をするこ
とを阻止し、係合から外されたときには、正のトルクに
応じてカム軸が遅れの回転をすることを許す。ローラ3
4は、係合させられたときには、負のトルクパルスに応
じてカム軸が進みの回転をすることを阻止し、係合から
外されたときには、負のトルクパルスに応じてカム軸が
進みの回転をすることを許す。
【0023】もっと詳しく、先ず図5について言うなら
ば、左側一杯つまり最大遅らせの位置にあるプランジャ
46が、スパイダー40を、環状部材32に対するそれ
の反時計方向一杯つまり最大遅らせの位置に位置決めし
ている。スパイダー40が最大遅らせの位置にあるとき
は、正のトルクに応じてカム軸の遅れ阻止のためのロー
ラ36は、スパイダーの接触面40eによって周方向に
係合外れの位置へと移動させられ、負のトルクパルスに
応じてカム軸の進ませ阻止のためのローラ34は、スパ
イダーの接触面40dがそこから周方向に離れているの
で、係合状態にある。したがって、スパイダーが最大遅
らせの位置にあるときは、カム軸は、遅らせストップ部
22eがストップキー42に係合することで決まる限界
まで遅れることになる。
ば、左側一杯つまり最大遅らせの位置にあるプランジャ
46が、スパイダー40を、環状部材32に対するそれ
の反時計方向一杯つまり最大遅らせの位置に位置決めし
ている。スパイダー40が最大遅らせの位置にあるとき
は、正のトルクに応じてカム軸の遅れ阻止のためのロー
ラ36は、スパイダーの接触面40eによって周方向に
係合外れの位置へと移動させられ、負のトルクパルスに
応じてカム軸の進ませ阻止のためのローラ34は、スパ
イダーの接触面40dがそこから周方向に離れているの
で、係合状態にある。したがって、スパイダーが最大遅
らせの位置にあるときは、カム軸は、遅らせストップ部
22eがストップキー42に係合することで決まる限界
まで遅れることになる。
【0024】次に図6を見るに、右側一杯つまり最大進
ませの位置にあるプランジャ46が、スパイダー40
を、環状部材32に対するそれの時計方向一杯つまり最
大進ませの位置に位置決めしている。スパイダー40が
最大進ませの位置にあるときは、負のトルクパルスに応
じてカム軸の進ませ阻止のためのローラ34は、スパイ
ダーの接触面40dによって周方向に係合外れの位置ま
で移動させられ、正のトルクに応じてカム軸の遅れ阻止
のためのローラ36は、スパイダーの接触面40eがそ
こから周方向に離れているので、係合状態にある。した
がって、スパイダーが最大進ませの位置にあるときは、
カム軸は遅らせストップ部22dがストップキー42に
係合することで決まる限界まで進むことになる。
ませの位置にあるプランジャ46が、スパイダー40
を、環状部材32に対するそれの時計方向一杯つまり最
大進ませの位置に位置決めしている。スパイダー40が
最大進ませの位置にあるときは、負のトルクパルスに応
じてカム軸の進ませ阻止のためのローラ34は、スパイ
ダーの接触面40dによって周方向に係合外れの位置ま
で移動させられ、正のトルクに応じてカム軸の遅れ阻止
のためのローラ36は、スパイダーの接触面40eがそ
こから周方向に離れているので、係合状態にある。した
がって、スパイダーが最大進ませの位置にあるときは、
カム軸は遅らせストップ部22dがストップキー42に
係合することで決まる限界まで進むことになる。
【0025】ここで図1と4を見るに、そこでは、装置
10はストップ部によって定まった両限界の中間の位相
角度位置にある。十分に理解されない理由によってアク
チュエータのプランジャ46が最大遅らせと最大進ませ
の両位置の中間の位置まで動かされたときには、カム軸
は、ストップ部によって決まっている両限界の中間の位
相角度位置まで動き、その位相角度位置は、ほぼプラン
ジャ46の中間的位置と比例関係にある。
10はストップ部によって定まった両限界の中間の位相
角度位置にある。十分に理解されない理由によってアク
チュエータのプランジャ46が最大遅らせと最大進ませ
の両位置の中間の位置まで動かされたときには、カム軸
は、ストップ部によって決まっている両限界の中間の位
相角度位置まで動き、その位相角度位置は、ほぼプラン
ジャ46の中間的位置と比例関係にある。
【0026】プランジャ46を動かすための操作機構
は、図1および図4−6の位相変更装置の実施例におい
て示されていない。そのような機構は、幾つかある公知
のタイプ、例えば図10に示した電磁型や図11に示し
た油圧型、のうちのいずれのもであってもよい。ローラ
自体を動かすための力は比較的に小さい。したがって、
プランジャ46を軸方向に動かすための力は、プランジ
ャのばね48を圧縮するために必要な力とほぼ比例関係
にある。プランジャを動かすための操作機構は、プラン
ジャを力とは関係なしに選定された距離だけ動かすスト
ローク可変型を提供するものでよく、プランジャを、制
御されたストロークと無関係に選定された距離だけ動か
す力可変型を提供するものでもよい。そのような操作機
構は、所望の位相変化と実際の位相変化を比較してそれ
らが一致していないときに操作機構のストロークまたは
力を調節するような制御システムによって作動されるの
が望ましい。そのような制御システムは従来技術におい
てよく知られている。そのような制御システムの例が、
前述の米国特許第4,627,825号で開示されてお
り、この特許はここに参考として組入れられている。
は、図1および図4−6の位相変更装置の実施例におい
て示されていない。そのような機構は、幾つかある公知
のタイプ、例えば図10に示した電磁型や図11に示し
た油圧型、のうちのいずれのもであってもよい。ローラ
自体を動かすための力は比較的に小さい。したがって、
プランジャ46を軸方向に動かすための力は、プランジ
ャのばね48を圧縮するために必要な力とほぼ比例関係
にある。プランジャを動かすための操作機構は、プラン
ジャを力とは関係なしに選定された距離だけ動かすスト
ローク可変型を提供するものでよく、プランジャを、制
御されたストロークと無関係に選定された距離だけ動か
す力可変型を提供するものでもよい。そのような操作機
構は、所望の位相変化と実際の位相変化を比較してそれ
らが一致していないときに操作機構のストロークまたは
力を調節するような制御システムによって作動されるの
が望ましい。そのような制御システムは従来技術におい
てよく知られている。そのような制御システムの例が、
前述の米国特許第4,627,825号で開示されてお
り、この特許はここに参考として組入れられている。
【0027】図9は、スプリッタースプリング112を
組み込んでいることで装置10と異なっている位相変更
装置110を示していて、そのスプリッタースプリング
は、駆動部材20に相当する駆動部材114と、被動部
材22に相当する被動部材116、の各々に取付けられ
ている端部112aと112bを有している。ここにお
いては、スプリッタースプリング112は、ぜんまい形
つまり螺旋形のものである。しかし、幾つかのその他の
タイプも用いられ得る。スプリッタースプリング112
は、主としてはバルブギヤの摩擦に起因する一定の正の
トルクを、駆動部材114から被動部材116へと、弾
力をもって伝達するように選定されている。したがっ
て、スプリング112は、一定の正のトルクのための一
つのトルク経路を作っており、クラッチ組立体24と同
じであるローラクラッチ組立体118は、周期的トルク
パルスのための並列のトルク経路を作っている。
組み込んでいることで装置10と異なっている位相変更
装置110を示していて、そのスプリッタースプリング
は、駆動部材20に相当する駆動部材114と、被動部
材22に相当する被動部材116、の各々に取付けられ
ている端部112aと112bを有している。ここにお
いては、スプリッタースプリング112は、ぜんまい形
つまり螺旋形のものである。しかし、幾つかのその他の
タイプも用いられ得る。スプリッタースプリング112
は、主としてはバルブギヤの摩擦に起因する一定の正の
トルクを、駆動部材114から被動部材116へと、弾
力をもって伝達するように選定されている。したがっ
て、スプリング112は、一定の正のトルクのための一
つのトルク経路を作っており、クラッチ組立体24と同
じであるローラクラッチ組立体118は、周期的トルク
パルスのための並列のトルク経路を作っている。
【0028】図10は、装置10や110と同じ作動原
理を用いている位相変更装置150を示しているが、装
置10や110のための外部的操作機構の代わりに内部
的な電磁操作機構152を収容している点に主な違いが
ある。
理を用いている位相変更装置150を示しているが、装
置10や110のための外部的操作機構の代わりに内部
的な電磁操作機構152を収容している点に主な違いが
ある。
【0029】装置150は、装置の組立時に相互結合さ
れた外側と内側の部材154,156を含む駆動組立体
と、仮想線で示されているエンジンハウジング164の
一部分によって回転自由に支持されているカム軸162
にボルト160で取付けられている被動部材つまりサポ
ート部材158と、ローラクラッチ組立体166と、滑
動自在に置かれているアクチュエータのプランジャ16
8とを含み、そのプランジャ168は、操作機構152
の電気的付勢に応じて、円錐形のばね170による左側
に押している力に反抗して右側へと動かされる。
れた外側と内側の部材154,156を含む駆動組立体
と、仮想線で示されているエンジンハウジング164の
一部分によって回転自由に支持されているカム軸162
にボルト160で取付けられている被動部材つまりサポ
ート部材158と、ローラクラッチ組立体166と、滑
動自在に置かれているアクチュエータのプランジャ16
8とを含み、そのプランジャ168は、操作機構152
の電気的付勢に応じて、円錐形のばね170による左側
に押している力に反抗して右側へと動かされる。
【0030】部材154は、不図示の歯付きベルトによ
ってクランク軸と駆動連結されるためのはめ歯154a
を含む。部材156は、サポート部材158の半径方向
に延びたフランジ部分158bの外側円筒面158a上
でジャーナル関係にある内側円筒面156aを含む。ロ
ーラクラッチ組立体166は、ローラ36′が一つだけ
示されているが、ローラクラッチ組立体24とほぼ同様
であって、ローラ34,36と類似の3対のローラと、
ストップ部42,22d,22eと類似のストップ部
と、ローラの各対を抱いている面40d,40eと類似
の接触面を有するスパイダー174と、くさび面32
c,32dと類似のくさび面を形成している環状部材の
一部分158cと、面158aの広がりで形成されてい
る外側レース面156bを含む。環状部材の一部分15
8cは、部材32と比べての主な違いは、サポート部材
158に剛性をもって結合されていることである。しか
し、環状部材32,158cは、いずれも、組み合わさ
れるサポート部材に、剛性をもって結合されてもよい
し、それに対して遊びがあるように取付けられてもよ
い。環状部材の遊びをもっての取付けに関してさらに言
うならば、そのような遊びは、ローラクラッチの外側レ
ース面を形成している部材を遊びをもって取付けるとい
う代案によっても得られる。3本の半径方向に延びたピ
ン176が部材の部分158cにある穴に圧入されてい
る。これらのピンはローラの対と対の間に離れてあっ
て、装置10におけるそれの場合に似た形で、スパイダ
ー174にある角度つきのスロット174aを貫通して
延びている。
ってクランク軸と駆動連結されるためのはめ歯154a
を含む。部材156は、サポート部材158の半径方向
に延びたフランジ部分158bの外側円筒面158a上
でジャーナル関係にある内側円筒面156aを含む。ロ
ーラクラッチ組立体166は、ローラ36′が一つだけ
示されているが、ローラクラッチ組立体24とほぼ同様
であって、ローラ34,36と類似の3対のローラと、
ストップ部42,22d,22eと類似のストップ部
と、ローラの各対を抱いている面40d,40eと類似
の接触面を有するスパイダー174と、くさび面32
c,32dと類似のくさび面を形成している環状部材の
一部分158cと、面158aの広がりで形成されてい
る外側レース面156bを含む。環状部材の一部分15
8cは、部材32と比べての主な違いは、サポート部材
158に剛性をもって結合されていることである。しか
し、環状部材32,158cは、いずれも、組み合わさ
れるサポート部材に、剛性をもって結合されてもよい
し、それに対して遊びがあるように取付けられてもよ
い。環状部材の遊びをもっての取付けに関してさらに言
うならば、そのような遊びは、ローラクラッチの外側レ
ース面を形成している部材を遊びをもって取付けるとい
う代案によっても得られる。3本の半径方向に延びたピ
ン176が部材の部分158cにある穴に圧入されてい
る。これらのピンはローラの対と対の間に離れてあっ
て、装置10におけるそれの場合に似た形で、スパイダ
ー174にある角度つきのスロット174aを貫通して
延びている。
【0031】操作機構152は、ハウジング部材180
に取付けられたコイル178を含み、そのハウジング部
材が、プラスチック材料でできたリング182を介して
エンジンのハウジング164に取付けられている。導線
184はコイル178へ電気的接続を行っている。コイ
ルのハウジング部材180とプランジャ168は強磁性
の材料で作られていて、それにより、コイル178の回
りで磁界が集結し、プランジャ168を右方へ、コイル
のハウジング部材180の端180aに向かって引きつ
ける磁気的吸引力が生ずる。その磁気的吸引力の大きさ
は、装置10の場合と同じ理由によりプランジャを軸方
向に、左側一杯につまり最大遅らせの位置から右側一杯
につまり最大進ませの位置まで、またはそれら両位置の
間のどんな中間の位置まででも動かすために、公知の要
領で簡単に変えられる。ピン176と角度つきのスパイ
ダーのスロット174aに起因して、スパイダーは、プ
ランジャ168とばね170によるそれの軸方向の運動
に応じて、位相の進ませと遅らせの両位置の間で回転す
る。
に取付けられたコイル178を含み、そのハウジング部
材が、プラスチック材料でできたリング182を介して
エンジンのハウジング164に取付けられている。導線
184はコイル178へ電気的接続を行っている。コイ
ルのハウジング部材180とプランジャ168は強磁性
の材料で作られていて、それにより、コイル178の回
りで磁界が集結し、プランジャ168を右方へ、コイル
のハウジング部材180の端180aに向かって引きつ
ける磁気的吸引力が生ずる。その磁気的吸引力の大きさ
は、装置10の場合と同じ理由によりプランジャを軸方
向に、左側一杯につまり最大遅らせの位置から右側一杯
につまり最大進ませの位置まで、またはそれら両位置の
間のどんな中間の位置まででも動かすために、公知の要
領で簡単に変えられる。ピン176と角度つきのスパイ
ダーのスロット174aに起因して、スパイダーは、プ
ランジャ168とばね170によるそれの軸方向の運動
に応じて、位相の進ませと遅らせの両位置の間で回転す
る。
【0032】装置150は、エンドカバー186,18
8によって囲まれていて、Oリングシールとリップ型シ
ール190によって、内部の潤滑剤が漏れないようにシ
ールされている。
8によって囲まれていて、Oリングシールとリップ型シ
ール190によって、内部の潤滑剤が漏れないようにシ
ールされている。
【0033】図11は別の位相変更装置200を示して
いて、その装置は、装置150と比べての主な違いとし
て、内部的な電磁操作機構152の代りに内部的油圧式
操作機構202を用いていることである。
いて、その装置は、装置150と比べての主な違いとし
て、内部的な電磁操作機構152の代りに内部的油圧式
操作機構202を用いていることである。
【0034】装置200は、その装置の組立時に相互結
合されていて部材154,156と同じ形になっている
外側と内側の部材204,206を含む駆動組立体と、
ハブの部分208aが油圧式操作機構202と組合って
働くように変形されて仮想線で示されているエンジンハ
ウジング214の一部分によって回転自由に支持されて
いるカム軸212にボルト210で取付けられている被
動部材つまりサポート部材208と、クラッチ組立体1
66と比べるとスパイダー218のフランジ部分218
aの半径方向内方への長さに関してのみ異なっているロ
ーラクラッチ組立体216と、スパイダーを圧縮ばね2
22による左側に押している力に反抗して右側に向けて
動かすための滑動自在に置かれているアクチュエータピ
ストン220を含む。
合されていて部材154,156と同じ形になっている
外側と内側の部材204,206を含む駆動組立体と、
ハブの部分208aが油圧式操作機構202と組合って
働くように変形されて仮想線で示されているエンジンハ
ウジング214の一部分によって回転自由に支持されて
いるカム軸212にボルト210で取付けられている被
動部材つまりサポート部材208と、クラッチ組立体1
66と比べるとスパイダー218のフランジ部分218
aの半径方向内方への長さに関してのみ異なっているロ
ーラクラッチ組立体216と、スパイダーを圧縮ばね2
22による左側に押している力に反抗して右側に向けて
動かすための滑動自在に置かれているアクチュエータピ
ストン220を含む。
【0035】サポート部材のハブ部分208aと、ピス
トン220と、カム軸212の外側円筒面212aが、
一つの膨張可能なチャンバー224を形成しており、そ
のチャンバーは、カム軸とボルト210の内にある通路
226,228,230,232を含んだ通路ネットワ
ークを経て油圧源と接続され得る。油の圧力は、スパイ
ダー218を前述した位相変更装置におけるように動か
すために十分でありさえすればよい。したがって、油
は、エンジンの潤滑システム内の油から、それの圧力の
ままで取出されてよい。機構202に出入りする油を制
御するためには、前述した米国特許第4,627,82
5号にある制御システムを変形すればよく、それは簡単
である。装置200は、装置150の場合と同じ方法で
包囲され、そしてシールされており、膨張可能なチャン
バー224からの油の漏れによって潤滑されてよい。
トン220と、カム軸212の外側円筒面212aが、
一つの膨張可能なチャンバー224を形成しており、そ
のチャンバーは、カム軸とボルト210の内にある通路
226,228,230,232を含んだ通路ネットワ
ークを経て油圧源と接続され得る。油の圧力は、スパイ
ダー218を前述した位相変更装置におけるように動か
すために十分でありさえすればよい。したがって、油
は、エンジンの潤滑システム内の油から、それの圧力の
ままで取出されてよい。機構202に出入りする油を制
御するためには、前述した米国特許第4,627,82
5号にある制御システムを変形すればよく、それは簡単
である。装置200は、装置150の場合と同じ方法で
包囲され、そしてシールされており、膨張可能なチャン
バー224からの油の漏れによって潤滑されてよい。
【0036】図12は、前述した位相変更装置の場合と
同じ作動原理を用いている、さらに別の位相変更装置2
50を示している。装置250は、ローラクラッチのく
さび面の形とローラの向きの点において主な違いがあ
る。装置250は、前述のようにエンジンのクランク軸
と駆動式に連結されている駆動部材252と、半径方向
に延びているフランジの部分254aにある中央開口2
54bでカム軸に取付けられている被動部材つまりサポ
ート部材254と、ローラクラッチ組立体256を含
む。ローラクラッチ組立体は、駆動部材252によって
形成された外側レース面252aと、フランジ部分25
4aに固定されていてそこから軸方向に延びている環状
部材の部分254cと、3対のくさび面254d,25
4eと、3対のローラ258,260と、これらローラ
258,260の各々をレース面252aとそれと組合
うくさび面の間でくさび係合させるように押す力を発し
ているばね262,264と、ローラの各対におけるロ
ーラ同志の間にあって互いに反対の側に向いた接触面2
66a,266bを有して軸方向に延びているフィンガ
ー266を有しているスパイダーを含む。最大の位相変
化の回転は、駆動部材252から半径方向内方に延びて
いるストップ部252bと、環状部材の部分254cに
よって形成されているストップ面254f,254gに
よって限定されている。このローラクラッチの作動は、
前述した装置の場合とほぼ同じである。スパイダーのフ
ィンガーが環状部材の部分254cに対して反時計方向
に回転するならば、ローラ258が係合から外されるの
で、正のトルクに応じてサポート部材254が駆動部材
252に対して遅らされて位相遅れとなり、一方、ロー
ラ260は依然として係合しているので、負のトルクパ
ルスに応じて位相が進むことは阻止される。スパイダー
のフィンガーが環状部材の部分254cに対して時計方
向に回転するならば、ローラ260が係合から外される
ので負のトルクパルスに応じて位相進みとなり、一方、
ローラ258は依然として係合しているので、正のトル
クに応じて位相が遅れることは阻止される。
同じ作動原理を用いている、さらに別の位相変更装置2
50を示している。装置250は、ローラクラッチのく
さび面の形とローラの向きの点において主な違いがあ
る。装置250は、前述のようにエンジンのクランク軸
と駆動式に連結されている駆動部材252と、半径方向
に延びているフランジの部分254aにある中央開口2
54bでカム軸に取付けられている被動部材つまりサポ
ート部材254と、ローラクラッチ組立体256を含
む。ローラクラッチ組立体は、駆動部材252によって
形成された外側レース面252aと、フランジ部分25
4aに固定されていてそこから軸方向に延びている環状
部材の部分254cと、3対のくさび面254d,25
4eと、3対のローラ258,260と、これらローラ
258,260の各々をレース面252aとそれと組合
うくさび面の間でくさび係合させるように押す力を発し
ているばね262,264と、ローラの各対におけるロ
ーラ同志の間にあって互いに反対の側に向いた接触面2
66a,266bを有して軸方向に延びているフィンガ
ー266を有しているスパイダーを含む。最大の位相変
化の回転は、駆動部材252から半径方向内方に延びて
いるストップ部252bと、環状部材の部分254cに
よって形成されているストップ面254f,254gに
よって限定されている。このローラクラッチの作動は、
前述した装置の場合とほぼ同じである。スパイダーのフ
ィンガーが環状部材の部分254cに対して反時計方向
に回転するならば、ローラ258が係合から外されるの
で、正のトルクに応じてサポート部材254が駆動部材
252に対して遅らされて位相遅れとなり、一方、ロー
ラ260は依然として係合しているので、負のトルクパ
ルスに応じて位相が進むことは阻止される。スパイダー
のフィンガーが環状部材の部分254cに対して時計方
向に回転するならば、ローラ260が係合から外される
ので負のトルクパルスに応じて位相進みとなり、一方、
ローラ258は依然として係合しているので、正のトル
クに応じて位相が遅れることは阻止される。
【0037】本発明の幾つかの実施例を以上において説
明の目的で開示した。開示された実施例の多くの変更、
変形が本発明の理念の範囲内に入ると思考される。前述
の「特許請求の範囲」は、開示された実施例の発明的部
分と本発明の理念の範囲内に入る変更、変形をカバーし
ていると思考される。
明の目的で開示した。開示された実施例の多くの変更、
変形が本発明の理念の範囲内に入ると思考される。前述
の「特許請求の範囲」は、開示された実施例の発明的部
分と本発明の理念の範囲内に入る変更、変形をカバーし
ていると思考される。
【図1】本発明の位相変更装置の一実施例の断面図であ
って、図4の食違った線1−1に沿う断面を示す。
って、図4の食違った線1−1に沿う断面を示す。
【図2】エンジンの一部分の断面図である。
【図3】エンジンのカム軸のトルク特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図4】図1の4−4の線に沿う断面図である。
【図5】図4よりも位相遅れの位置を示す部分断面図で
ある。
ある。
【図6】図4よりも位相進みの位置を示す部分断面図で
ある。
ある。
【図7】図1および図4ないし6の装置にある一つの構
成部分であるスパイダー40の側面図である。
成部分であるスパイダー40の側面図である。
【図8】図7の矢印8の方向に見た、部分図である。
【図9】図1が変形された装置の断面図である。
【図10】本発明の第2の実施例の断面図である。
【図11】本発明の第3の実施例の断面図である。
【図12】本発明の第4の実施例の断面図である。
10 位相変更装置(全体) 12 カム軸 12a ローブ 14 エンジン(部分) 16 バルブ 18 バルブスプリング 20 駆動部材(スプロケット部材) 20a はめ歯 20b 円筒面 20c レース面 20d スロット 22 被動部材(サポート部材) 22a ハブ部分 22b フランジ部分 22c 円筒面 22d,22e ストップ部 22f 穴 24 ローラクラッチ組立体 26 アクチュエータ組立体 28 ボルト 30 ダウエルピン 32 環状部材 32a,32b 円筒面 32c,32d くさび面 32e 穴 32f スロット 34,36,36’ ローラ(ウェッジ) 38 ばね 40 スパイダー 40a 端壁 40b,40c 円筒壁 40d,40e 接触面 40f スロット 42 ストップキー 44 ピン 46 プランジャ 46a 円筒壁部分 46b リム部分 48 プランジャのばね 50 ピン 52 スペーサワッシャ 54 プラグ 56,58 エンドカバー 60,62 スナップリング 64,66,68 Oリングシール 110 位相変更装置(全体) 112 スプリッタースプリング 112a,112b 端部 114 駆動部材 116 被動部材 118 ローラクラッチ組立体 150 位相変更装置(全体) 152 電磁操作機構(アクチュエータ) 154 駆動組立体の外側部分 154a 歯 156 駆動組立体の内側部分 156a 円筒面 156b レース面 158 サポート部材(被動部材) 158a 円筒面 158b フランジ部分 158c 環状部材(くさび面を含む) 160 ボルト 162 カム軸 164 エンジンハウジング 166 ローラクラッチ組立体 168 プランジャ 170 円錐形ばね 174 スパイダー 174a スロット 176 ピン 178 コイル 180 ハウジング部材 180a 端 182 プラスチックのリング 184 導線 186,188 エンドカバー 190 シール(リップ型の) 200 位相変更装置(全体) 202 油圧式操作機構(アクチュエータ) 204 駆動組立体の外側部分 206 駆動組立体の内側部分 208 サポート部材(被動部材) 208a ハブ部分 210 ボルト 212 カム軸 212a 円筒面 214 エンジンハウジング 216 ローラクラッチ組立体 218 スパイダー 218a フランジ部分 220 アクチュエータピストン 222 ばね 224 チャンバー 226,228,230,232 通路 250 位相変更装置(全体) 252 駆動部材 252a レース面 252b ストップ部 254 サポート部材(被動部材) 254a フランジ部分 254b 中央開口 254c 環状部材 254d,254e くさび面 254f,254g ストップ面 256 ローラクラッチ組立体 258,260 ローラ(ウェッジ) 262,264 ばね 266 フィンガー(スパイダ手段) 266a,266b 接触面
Claims (12)
- 【請求項1】 一つの軸線の回りで回転するように設け
られた第1と第2の部材(20,22)と、それら部材
を結合し、なお、それら部材が平均のトルクを基準にし
ての正および負のトルクパルスを有するトルクをもって
一方向に回転している間に、選択的に、それら部材の相
互間の回転を進ませたり遅らせたりするための一つの組
立体(24,26)と、を含む位相変更装置(10)に
おいて、 その組立体(24,26)が、進ませと遅ら
せの一方向クラッチ手段(24)を含み、 それら一方向クラッチ手段(24)が、前記部材の一方
のもの(20)とともに前記軸線の回りで回転するよう
に設けられてあり両方のクラッチ手段に共通なレース面
手段(20c)を有する第1の環状手段(20)と、他
方の部材(22)とともに回転するように設けられてあ
ってレース面手段(20c)から離れてあるともに複数
の第1と第2のくさび面(32d,32c)を有する第
2の環状手段(32)と、各第1のくさび面(32d)
とレース面手段(20c)の間にくさび係合するように
配置されていてそのくさび係合の際には正のトルクパル
スに応ずる前記の遅らせる回転を阻止する働きをする第
1のウェッジ(36)と、各第2のくさび面(32c)
とレース面手段(20c)の間にくさび係合するように
配置されていてそのくさび係合の際には負のトルクパル
スに応ずる前記の進ませ回転を阻止する働きをする第2
のウェッジ(34)と、第1と第2のウェッジ(36,
34)のそれぞれを係合から外すように動かすための第
1や第2の互いに反対の方向に動き得るスパイダー手段
(40または174または218または266)と、ス
パイダー手段(40)を第1や第2の方向に動かすため
の第1と第2の位置の間を選択的に動き得るアクチュエ
ータ手段(26)と、各くさび面とレース面手段の間の
一様な離隔距離を実現するために環状手段の一方のもの
を部材の一方のものにそれら間で遊びがあるようにして
結合している取付け手段(44)と、を含むことを特徴
とする位相変更装置(10)。 - 【請求項2】 エンジン(14)内にあって、カム軸
(12)と、前記位相変更装置の第2の部材を前記装置
とカム軸の共通の軸線の回りで回転するようにカム軸に
固定するための手段(28)と、クランク軸と、クラン
ク軸と前記装置の第1の部材の間をつなぐ駆動手段(2
0a)と、を含む、請求項1記載の位相変更装置。 - 【請求項3】 第1と第2のウェッジ(36,34)
が、対をなして設けられているローラであり、複数ある
くさび面の対が、各々が複数あるくさび面の一つである
第1と第2のくさび面(32d,32c)で形成されて
いる、請求項1または2記載の位相変更装置。 - 【請求項4】 くさび面の対の各々での第1と第2のく
さび面(32d,32c)が一つの共通の面上にあり、
弾力手段が、くさび面の各対(32d,32c)と組合
った第1と第2のローラ(36,34)に、周方向で互
いに反対方向に、前記の係合をさせるように力を及ぼし
ているばね手段(38)を含む、請求項1ないし3のい
ずれか1項記載の位相変更装置。 - 【請求項5】 ばね手段(38)が、第1と第2のロー
ラ(36,34)の各対での間に置かれていることによ
って、第1と第2のローラに、レース面手段(20c)
およびそれと組合ったくさび面(32d,32c)との
前記の係合をさせるように連続して力を及ぼしている、
請求項4記載の位相変更装置。 - 【請求項6】 スパイダー(40)が、一つの端壁(4
0a)によって相互結合されて半径方向に離れてある内
側と外側の円筒壁(40c,40b)を含むことによ
り、第2の環状手段(32)を内に収容するための軸方
向の一方の端が開いている概して環状のトラフを形成し
ており、外側の円筒壁部分(40b)は、スパイダー
(40)の第1や第2の互いに反対の方向の動きに応じ
てローラの各対における第1と第2のローラの運動を起
こさせるための、ローラの各対を抱いて周方向に互いに
離れてある接触面(40e,40d)を有する複数の切
欠きを含む、請求項1ないし5のいずれか1項記載の位
相変更装置。 - 【請求項7】 スパイダー(174)が、第2の環状手
段(158c)の外側円筒面の回りに位置した円筒壁を
含み、スパイダーのその円筒壁は、スパイダーの第1や
第2の方向の動きに応じてローラの各対における第1と
第2のローラの運動を起こさせるための、ローラの各対
を抱いて周方向に互いに離れてある接触面(40e,4
0d)をそれぞれに有する複数の切欠きを含む、請求項
1ないし5のいずれか1項記載の位相変更装置。 - 【請求項8】 スパイダーの円筒壁の一方のもの(40
c)に、円周上相互に間隔をおいて設けられている複数
の角度つきスロット(40f)と、角度つきスロット
(40f)の数と同じ数だけあって第2の環状手段(3
2)から半径方向に突出して角度つきスロット内に入っ
ている複数のピン(50)とを含んでいることにより、
ピン(50)とスロット(40f)の間の相対的軸方向
の動きに応じて、第2の環状手段(32)に対するスパ
イダー(40)の回転が起こる、請求項6記載の位相変
更装置。 - 【請求項9】 スパイダーの円筒壁に、円周上相互間に
間隔をおいてスパイダーの切欠きと切欠きの間に設けら
れている複数の角度つきスロット(174a)と、角度
つきスロット(174a)の数と同じ数だけあって第2
の環状手段(158c)から半径方向に突出して角度つ
きスロット内に入っている複数のピン(176)と、を
含むことにより、ピンとスロットの間の相対的軸方向の
動きに応じて、第2の環状手段(158c)に対するス
パイダー(174)の回転が起こる、請求項7記載の位
相変更装置。 - 【請求項10】 前記の相対的軸方向の動きが、スパイ
ダー(174)の軸方向の動きによるものである、請求
項6ないし9のいずれか1項記載の位相変更装置。 - 【請求項11】 くさび面の各対での第1と第2のくさ
び面(254d,254e)が相互間に一つの鈍角を形
成しており、弾力手段は、くさび面の各対と組合った第
1と第2のローラ(36,34)に、周方向で相互に近
づく方向に、前記の係合をさせるように力を及ぼしてい
るばね手段(262,264)を含む、請求項1ないし
3のいずれか1項記載の位相変更装置。 - 【請求項12】 スパイダー手段の第1や第2の方向の
動きに応じて第1や第2のローラをばね手段に反抗して
前記の係合から外すように動かすために、スパイダー手
段(266)が、くさび面の各対と組合っているそれら
第1と第2のローラ(36,34)の周方向での中間に
置かれている接触手段(266a,266b)を含む、
請求項3または10記載の位相変更装置。
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